KR20230001328A - 유동 혼합체의 처리 공정 - Google Patents
유동 혼합체의 처리 공정 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230001328A KR20230001328A KR1020210084070A KR20210084070A KR20230001328A KR 20230001328 A KR20230001328 A KR 20230001328A KR 1020210084070 A KR1020210084070 A KR 1020210084070A KR 20210084070 A KR20210084070 A KR 20210084070A KR 20230001328 A KR20230001328 A KR 20230001328A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- fluid mixture
- drying
- treating
- temperature
- thermal decomposition
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 31
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 29
- 231100000770 Toxic Equivalency Factor Toxicity 0.000 claims description 18
- 231100000816 toxic dose Toxicity 0.000 claims description 14
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 11
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 41
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 11
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 7
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 5
- 230000001146 hypoxic effect Effects 0.000 description 5
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 5
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 3
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 2
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGBQILNBLMPPDP-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,7,8-Pentachlorodibenzofuran Chemical compound O1C2=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C=C2C2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 OGBQILNBLMPPDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISPYQTSUDJAMAB-UHFFFAOYSA-N 2-chlorophenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1Cl ISPYQTSUDJAMAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFGKGUXTPFWHIX-UHFFFAOYSA-N 6-[2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]acetyl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 DFGKGUXTPFWHIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- -1 PCDF (polychlorinated dibenzofuran Chemical class 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000039 congener Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004827 dibenzo-1,4-dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 150000004826 dibenzofurans Chemical class 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- NFBOHOGPQUYFRF-UHFFFAOYSA-N oxanthrene Chemical class C1=CC=C2OC3=CC=CC=C3OC2=C1 NFBOHOGPQUYFRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical group 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/10—Treatment of sludge; Devices therefor by pyrolysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/02—Particle separators, e.g. dust precipitators, having hollow filters made of flexible material
- B01D46/023—Pockets filters, i.e. multiple bag filters mounted on a common frame
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/005—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by heat treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/77—Liquid phase processes
- B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/77—Liquid phase processes
- B01D53/79—Injecting reactants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/13—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
- F26B25/005—Treatment of dryer exhaust gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C2201/00—Codes relating to disintegrating devices adapted for specific materials
- B02C2201/06—Codes relating to disintegrating devices adapted for specific materials for garbage, waste or sewage
- B02C2201/063—Codes relating to disintegrating devices adapted for specific materials for garbage, waste or sewage for waste water or sewage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
- F26B2200/18—Sludges, e.g. sewage, waste, industrial processes, cooling towers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
본 발명은 유동 혼합체를 200 ℃ 초과의 온도에서 건조하는 단계; 상기 유동 혼합체를, 저산소 또는 무산소 분위기 및 350 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서 열분해하는 열분해 단계; 및 상기 열분해 단계에서 발생한 가스를 연소하는 연소 단계를 포함하는 유동 혼합체의 처리 공정에 관한 것이다.
Description
본 발명은 유동 혼합체의 처리 공정에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 유동 혼합체의 처리 과정 중 배출되는 유해 화합물의 양을 최소화할 수 있는 처리 공정에 관한 것이다.
현대 사회가 고도화됨에 따라 다양한 종류의 제품들이 개발 및 생산되고 있다. 화학 공정과 같은 제품의 생산 과정에서는 제품뿐 아니라, 많은 양의 산업 폐기물이 생성된다. 또한, 생산되어 판매되는 제품 역시 수명을 다한 후 폐기물로 회수된다. 따라서, 수 많은 제품들이 생산되고 폐기되는 현대 사회에서 매년 발생하는 폐기물의 양은 상당하며, 특히 폐기물은 인체에 유해한 화합물들을 포함하는 경우가 많다. 이에, 유해한 화합물들을 포함하는 폐기물을 적절히 처리하여 배출하는 것이 바람직하다.
폐기물 처리 방법으로 널리 알려진 방법으로는 소각, 매립, 플라즈마 처리, 고온 염기 반응, 아임계수 처리 등이 있다.
소각의 경우, 폐기물의 부피를 크게 낮출 수 있고, 사용된 에너지 일부를 회수할 수 있다는 점에서 일반적으로 선호되는 방법이기는 하나, 소각 단계에서 유해 화합물들이 원활히 제거되지 못하거나 이후 재합성될 수 있으며, 유해 화합물이 기화하여 대기중으로 방출됨으로써 대기를 오염시킨다. 특히, 소각은 최근 대기 환경 보호에 대한 사회적 요구가 증가함에 따라 높아진 기준을 쉽게 충족하지 못한다는 문제점이 있다. 매립의 경우, 간단하다는 이유로 많이 사용되는 방법이나, 유해 화합물들은 열화학적으로 안정적이기 때문에 매립되는 경우 분해되지 못하고, 토양을 오염시키거나, 지방 등에 잘 녹아 생물체 안에 축적되어 먹이사슬에 악영향을 초래하고, 최종적으로는 인체로 유입될 수 있다는 문제점이 있다.
플라즈마 처리, 고온 염기 반응, 아임계수 처리 등도 역시 고농도의 유해 화합물들을 처리할 수 없고, 설비 운용에 소모되는 비용이 높으며, 분해된 유해 화합물들이 재합성되는 문제점이 있다. 또한 유해 화합물들을 제거하는 방법으로 말단 공정에서 활성탄 흡착, 백필터, 스크러빙 등을 사용하는 방법도 있으나, 유해 화합물들이 분해되는 것이 아닌, 물리적으로 유해 화합물들을 제거하는 것이기 때문에 유해 화합물들의 총량에는 큰 변화가 없고, 제거의 효율 역시 낮다는 문제점이 있다.
따라서, 화학적으로 유해 화합물을 최대한 분해할 수 있으면서도, 유해 화합물들의 재합성이 억제될 수 있고, 복잡한 설비를 요하지 않아 간단하게 수행할 수 있는 처리 공정에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유해 화합물을 온전히 분해시킬 수 있으면서도, 유해 화합물의 재합성을 억제할 수 있고, 복잡한 설비를 요하지 않아 기존 공정에 간단히 적용할 수 있는 유동 혼합체의 처리 공정을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시상태는
유동 혼합체를 200 ℃ 초과의 온도에서 건조하는 단계; 및
상기 유동 혼합체를, 저산소 또는 무산소 분위기 및 350 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서 열분해하는 열분해 단계
를 포함하는 유동 혼합체의 처리 공정을 제공한다.
본 발명의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 공정은 상기 열분해 단계에서 발생한 가스를 연소하는 연소 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유동 혼합체를 200 ℃ 초과의 온도에서 건조하는 단계는 상기 유동 혼합체의 함수율이 1wt% 이상 30wt% 이하가 되도록 수행된다.
본 발명의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유동 혼합체의 처리 공정은, 유동 혼합체를 200 ℃ 초과의 온도에서 건조하는 단계 전에, 도중에 또는 후에, 유동 혼합체를 분쇄하여 입자 형태를 제조하는 분쇄 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 하나의 실시상태에 있어서, 전술한 실시상태들의 유동 혼합체는 슬러지 형태의 폐기물이다.
본 발명의 유동 혼합체의 처리 공정은, 유동 혼합체를 열분해 단계에 투입하기 전에 특정 조건에서 건조함으로써 효과적으로 유동 혼합체의 함수율을 저감할 수 있고, 이에 의하여 열분해 단계에서의 건조 에너지 효율을 증가시킬 수 있으며, 유동 혼합체 내의 염소 화합물과 같은 유해 화합물들이 온전히 분해될 수 있게 하며, 열분해 및 연소의 효율을 극대화함으로써 전체적인 처리 공정의 효율성을 개선할 수 있다.
도 1은 실시예 및 비교예에서 수행한 건조 단계에서의 건조 온도에 따른 함수율 변화 추이를 나타낸 그래프이다.
도 2는 건조 후 시료의 함수율에 따른 열분해 후의 폐고체 잔류 독성 농도를 나타낸 그래프이다.
도 2는 건조 후 시료의 함수율에 따른 열분해 후의 폐고체 잔류 독성 농도를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 일 실시상태는
유동 혼합체를 200 ℃ 초과의 온도에서 건조하는 단계; 및
상기 유동 혼합체를, 저산소 또는 무산소 분위기 및 350 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서 열분해하는 열분해 단계
를 포함하는 유동 혼합체의 처리 공정을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유동 혼합체는 화학 공정 분야에서 얻어지는 폐기물로서, 고체 입자와 공정 중 발생하는 수분 등이 혼합된 슬러지의 형태를 가질 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서의 처리 대상이 되는 폐기물은 에틸렌으로부터 에틸렌 디클로라이드(Ethylene dichloride), 염화 비닐 단량체(Vinyl chloride monomer) 등을 제조하는 공정 중 발생되는 폐액 및 폐수를 처리하면서 생성된 고형의 침전물을 포함하는 것일 수 있다. 또한 상기 폐기물은 다염소화 바이페닐(polychlorinated biphenyl), 다염소화 디벤조-p-다이옥신(polychlorinated dibenzo-p-dioxin), 다염소화 디벤조퓨란(polychlorinated dibenzofuran), 클로로페놀(chlorophenol)과 같은 유해 염소 성분을 1,000 ppm 내지 20,000 ppm 정도의 농도로 포함한 것일 수 있다. 여기서, 유해 염소 성분의 농도는 유동 혼합체에 존재하는 모든 염소의 농도를 의미하며, 이는 이온 크로마토그래피(Ion chromatography, IC)를 이용하여 측정할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 상기와 같은 유해 염소 성분을 고농도로 포함하는 슬러지에서, 후술하는 열분해 장치 내에서의 건조 및 열분해 단계를 거침으로써 독성 제거가 효율적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 일반 폐기물에서의 독성은 1,000 pg I-TEQ/g 이하, 대부분은 100 pg I-TEQ/g 이하이며, 이와 같은 저독성은 다양한 방법으로 제거하는 것이 비교적 용이하다. 반면, 고독성 폐기물, 예컨대 30,000 pg I-TEQ/g 이상의 폐기물은 일반적인 방법으로는 제거가 용이하지 않다. 예컨대, 본 발명에서 처리 가능한 대상은 유동 혼합체의 독성 농도 30,000 pg I-TEQ/g 이상, 구체적으로 30,000 pg I-TEQ/g 내지 1,000,000 pg I-TEQ/g의 폐기물일 수 있다. 본 발명에서는 고독성 폐기물에서 후술하는 열분해 장치 내에서의 건조 및 열분해 단계를 통하여 효율적으로 독성 제거를 할 수 있다. 특히, 이와 같이 유해 염소 성분을 고농도로 포함하는 유동 혼합체에서는 함수율을 낮추는 것이 쉽지 않으므로, 건조 조건에 따라 이후의 열분해 및 연소 단계에서의 효율에 영향을 미칠 수 있다. 본 발명의 실시상태들에 따르면, 열분해 단계 후에 얻어진 폐고체 중의 잔류 독성 농도가 500 pg I-TEQ/g이하, 바람직하게는 200 pg I-TEQ/g 이하, 더욱 바람직하게는 150 pg I-TEQ/g 이하일 수 있다.
본 명세서에서, 상기 독성 농도(pg I-TEQ/g)는 독성을 가지고 있는 PCDD(polychlorinated dibenzodioxin)와 PCDF(polychlorinated dibenzofuran)의 동류물 17 종의 농도와 독성 펙터(I-TEF)의 곱의 합으로 도출한 값이다.
<식>
독성 농도(I-TEQ) = Σ(PCDDi X I-TEFi) + Σ(PCDFi X I-TEFi)
상기 식에서 PCDDi 및 PCDFi는 각각 i개의 염소를 갖는 다이옥신류의 질량이고, I-TEFi는 i개의 염소를 갖는 다이옥신류의 독성등가 환산계수를 의미한다.
또한, 상기 폐기물은 유기물과 무기물을 중량 기준으로 3:7 내지 7:3, 구체적으로 4:6 내지 6:4, 예컨대 1:1로 포함하는 것일 수 있다.
이하에서, 본 발명의 실시상태들에 따른 처리 공정을 단계 별로 설명한다.
전처리 단계(S1)
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유동 혼합체의 처리 공정은 유동 혼합체를 200 ℃ 초과의 온도에서 건조하는 단계 전에, 도중에 또는 후에, 유동 혼합체를 분쇄하여 입자 형태를 제조하는 분쇄 단계를 포함할 수 있다.
슬러지 형태의 폐기물을 분쇄하여 입자 형태로 제조하는 경우, 폐기물의 입자를 상대적으로 균일하게 제어함으로써, 슬러지 내의 불균일한 입자 크기로 인한 유해 화합물로의 열전달 방해를 최소화할 수 있다. 구체적으로, 동일 질량을 기준으로 할 때, 입자 형태의 폐기물은 슬러지 형태의 폐기물보다 더 넓은 표면적을 가질 수 있고, 이러한 넓은 표면적은 열전달이 원활하게끔 할 수 있는 요소가 되어 이후의 열분해 및 연소 단계의 효율성을 더욱 높일 수 있다.
상기 분쇄의 방법으로는 슬러지 형태의 물질을 분쇄하기 위해 사용될 수 있는 것으로 알려진 일반적인 방법을 사용할 수 있으며, 예컨대 일반적인 분쇄기를 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유동 혼합체의 처리 공정은, 유동 혼합체를 탈수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
건조 단계(S2)
본 발명의 일 실시상태에 따른 유동 혼합체의 처리 공정은 유동 혼합체를 200 ℃ 초과의 온도에서 건조하는 단계를 특징으로 한다. 이와 같은 건조 단계를 수행함으로써, 슬러지 상태의 폐기물과 같은 유동 혼합체는 함수율을 효율적으로 저감시킬 수 있고, 예컨대 함수율을 30wt% 이하가 되도록 조절할 수 있다. 이와 같이 함수율이 저감된 유동 혼합체를 이후의 열분해 단계 및 및 연소 단계의 대상으로 적용한다. 본 명세서에서 함수율을 나타내는 wt%는 건조 전후의 감량 변화를 건조 전의 값으로 나누어준 값의 *100% 계산 값으로서 하기 식과 같이 계산될 수 있다.
함수율(wt%)=((초기 전체무게)-(건조후 전체무게))/ 초기 전체 무게 *100%
화학 공정 분야에서 얻어지는 고독성 폐기물의 건조 이전 초기 함수율은 99 wt%의 수준으로, 물 99 wt%에 건조물 1 wt%를 포함한다. 이후 건조과정을 통하여 50 wt% 이하의 함수율을 갖도록 할 수 있다.50 wt% 함수율의 의미는 수분 50 wt%, 건조물 50 wt%를 포함하는 상태, 함수율 30 wt%의 의미는 수분 30 wt%, 건조물 70 wt%를 포함하는 상태를 의미한다. 함수율의 측정 방법으로는 특별히 한정되지 않으며, 일반적인 건조 장치에서 전후 무게 변화를 실험자가 측정하는 방법이 사용될 수도 있고, 함수 측정 장비 METTLER TOLEDO (HX204), moisture analyzer 등을 이용한 방법이 사용될 수도 있다. 예컨대, 하기와 같은 방법으로 수행될 수 있다.
- METTLER TOLEDO (HX204), moisture analyzer에서 권장하는 크기의 디쉬(dish)를 사용하여 영점을 맞춘다
- 분석을 진행하려는 샘플을 알루미늄 디쉬에 넣는다.
- 일정시간이 지난 후 측정 장비에서 샘플의 함수율을 지시한다.
전술한 바와 같이 상기와 같은 온도에서 건조를 수행함으로써 목적하는 함수율을 달성함과 동시에 열분해 단계에서의 열손실을 최소화함으로써 전체 공정에서의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 건조 단계에서의 온도는 200 ℃ 초과이며, 200 ℃ 초과 800 ℃ 이하가 바람직하며, 200 ℃ 초과 400 ℃ 이하가 더욱 바람직하며, 250 ℃ 이상 400 ℃ 이하가 더더욱 바람직하다.
건조 온도에 따른 함수율의 변화 추이를 확인한 결과, 200℃ 이하의 경우, 특정 수준 이하의 함수율을 만족하기 위하여 장시간 건조를 위한 가열을 진행함으로써 전체 운전시간 증가 및 에너지 비용 상승이 일어날 수 있다.
한편, 400 ℃ 이하의 경우, 유동 혼합체의 건조가 아닌 유동 혼합체의 열분해가 바로 일어나게 되는 것을 방지할 수 있다. 유동 혼합체가 건조되기 전에 열분해가 일어나는 경우 유동 혼합체 입자들의 물리적 이동이 저하하고 유동성 저하가 일어날 수 있으나, 이와 같은 문제는 상기와 같이 열분해 전에 400 ℃ 이하에서 건조를 수행함으로써 방지될 수 있다.
또한, 습윤 상태의 유동 혼합체는 크기를 균일하게 제한하기 어려움이 있으며, 이로 인해 일부 심부의 잔여 습윤 구성체가 더디게 외부로 노출될 수 있으나, 본 발명에 따르면 200 ℃ 초과의 비교적 고온에서 건조를 수행함으로써, 별도의 흡기나 배기 없이도, 유동 혼합체에 전달되는 열원에 의한 증발만으로도 원하는 함수율을 달성할 수 있다. 예컨대, 유동 혼합체에 별도의 물리적 충격을 가하지 않은 상태에서 판 형태의 거대 구성체 자체로 건조를 진행할 수 있다. 다시 말하면, 유동 혼합체를 건조 단계(S2) 전에 전술한 분쇄 단계(S1)에서 설명한 바와 같이 분쇄를 진행할 수도 있으나, 분쇄를 수행하지 않더라도 목적하는 함수율에 도달할 수 있다. 필요에 따라 건조 단계(S2) 이후에 분쇄 단계(S1)를 수행할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 건조 단계에서 1회에 건조하는 유동 혼합체의 무게는 1 kg 이하인 것이 바람직하다. 유동 혼합체의 무게가 과도하게 많은 경우에는 고온에서 처리를 하더라도 효율적인 건조가 수행되지 못할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 건조 단계는 대량의 유동 혼합체 처리 요소(scale up factor)를 고려하여 시간은 특별히 한정되지 않는다.
일 실시상태에 따르면, 건조 단계 후의 유동 혼합체 중의 함수율은 30wt% 이하인 것이 바람직하며, 1wt% 이상 30wt% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 건조 단계 후의 유동 혼합체 중의 함수율은 20wt% 이하가 더 바람직하고, 15wt% 이하가 더 바람직하다. 이와 같은 함수율 범위 내에 속함으로써, 잔여 수분으로 인하여 열분해 단계에서 증발로 인해 에너지 손실이 일어날 수 있다. 본 발명의 실시상태에 따른 공정을 수행하는 환경이나 주변 습도를 고려할 때, 공정 경제성을 고려할 때 유동 혼합체의 함수율은 1wt% 이상으로 조절하는 것이 바람직하다.
전술한 건조 온도의 조절 및 함수율의 조절은 통상의 기술자에게 알려진 방법을 사용할 수 있으며, 건조에 사용되는 일반적인 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 건조 단계 후의 유동 혼합체는 후술하는 열분해 단계에서의 유동성을 고려할 때 안식각이 20도 내지 26도의 범위값을 가질 수 있다. 일반적인 안식각 측정 방법으로는 실험자가 지속적으로 재현할 수 있는, 즉 매회 동일한 실험이 가능한 변인통제된 원형의 틀에 일정한 양(매회 같은 양)의 유동 혼합체를 넣은 후 일정한 속도로 원형틀을 수직방향으로 들어올려 원형틀 내부에 있던 유동 혼합체가 자연스럽게 원뿔 형태로 흘러내리는 정도를 바닥면에서 기울어진 정도를 확인한 각도를 의미한다.
후술하는 열분해 단계에 있어서, 열분해 장치 내에서의 유동 혼합체의 이동은 자체적인 물성 및 외력, 예컨대 열분해 장치의 구성, 회전 속도, 베플의 유무, 베플의 크기, 베플의 모양 등에 의하여 영향을 받을 수 있으나, 가장 긴밀하게는 열분해 장치의 회전에 의하여 가장 큰 영향을 받는다. 유동 혼합체의 안식각이 20도 내지 26도의 범위값을 가질 때 열분해 장치의 회전은 0.01 rpm 내지 3 rpm 사이의 값을 가질 수 있다. 해당 값은 열분해 장치에의 투입부터 배출까지의 총 시간이 1시간 이상, 바람직하게는 2시간 이상, 구체적으로 4시간 이상이 되는 조건에서 유의미할 수 있으며, 회전값의 조절을 통해 열분해 장치에서의 지연시간을 증가시켜 유동 혼합체의 열분해 시간을 증가시킬 수 있다. 해당 회전 rpm은 적절한 감속기 비율에 따라 변동이 가능하며, 바람직하게는 0.1 rpm 이상 2.5 rpm 이하의 회전값이 가능하며, 더 자세하게는 0.2 rpm 이상 2.3 rpm 이하, 보다 더 자세하게는 0.3 rpm 이상 2.28 rpm 이하의 값을 가진다.
열분해 단계(S3)
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 전술한 건조 단계(S2)를 거친 후, 상기 유동 혼합체를, 저산소 또는 무산소 분위기 및 350 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서 열분해하는 열분해 단계(S3)를 수행한다.
상기 열분해 단계는 저산소 또는 무산소 분위기 하에서 수행된다. 본 명세서에 있어서, 무산소 분위기란 분위기를 조성하는 기체 중 산소가 실질적으로 존재하지 않는 분위기를 의미한다. 상기 열분해 단계는 산소의 농도가 3 vol% 이하, 바람직하게는 1 vol% 이하인 분위기 하에서 수행되는 것이 바람직하며, 산소가 전혀 존재하지 않는, 즉 산소 농도가 0 vol%인 분위기에서 수행될 수 있다.
상기 열분해 단계가 저산소 또는 무산소 분위기 하에서 수행되는 경우, 350 ℃ 내지 500 ℃의 온도 및 저산소 또는 무산소 조건에서는 유동 혼합체 내 유해 염소 화합물의 C-Cl 결합이 깨지는 탈염소 반응 또는 유해 염소 화합물의 자체적인 분해 반응이 원활하게 일어날 수 있다. 반면, 산소가 3% 초과하여 존재하는 조건에서는 산소가 유동 혼합체 내 유기물 및 유해 염소 화합물과 반응하여 또 다른 유해 염소 화합물을 형성하거나, 분해된 유해 염소 화합물이 재합성되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 저산소 또는 무산소 분위기는 특정 기체에 제한을 두지 않으며, 예컨대 질소 분위기, 불활성 분위기 또는 진공 분위기일 수 있다. 상기 불활성 분위기는 아르곤 분위기 또는 헬륨 분위기가 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 이 중 특히 저산소 또는 무산소 분위기로 질소 분위기를 적용할 경우, 상대적으로 저렴한 질소를 이용할 수 있어 경제적이며, 분위기 조성이 용이하다는 이점이 있다.
상기 열분해 단계의 온도 조건은 350℃ 내지 500℃일 수 있고, 바람직하게는 350℃ 내지 450℃ 일 수 있다. 상기 열분해 단계의 온도가 상술한 범위 내일 경우, 후술하는 연소 단계와의 연계적 관점에서 최종적인 유해 화합물 제거율이 더 높을 수 있다. 특히, 상기 열분해 단계의 온도가 상술한 범위보다 낮은 경우 충분한 유해 화합물 제거가 일어나지 않을 수 있고, 상기 열분해 단계의 온도가 상술한 범위보다 높은 경우에는 유해 염소 화합물의 제거 효율 향상은 거의 없는 반면, 에너지 사용량만 크게 증가하여 전체적인 공정의 경제성이 악화될 수 있다.
상기 열분해 단계의 수행 시간은 1 시간 내지 6 시간일 수 있고, 바람직하게는 2 시간 내지 6 시간일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 3 시간 내지 5 시간일 수 있다. 상기 열분해 단계의 수행 시간이 너무 짧은 경우에는 유해 화합물의 충분한 열분해가 이루어질 수 없고, 상기 열분해 단계의 수행 시간이 너무 긴 경우에는 에너지 사용량이 증가하는 것 대비 유해 화합물의 제거율의 상승 효과가 미미하다.
연소 단계(S4)
상기 열분해 단계에서는 유동 혼합체 내 유해 화합물이 분해되어 기체를 형성하며, 형성된 기체 성분 중 일부는 여전히 유해성을 가질 수 있다. 따라서, 기체 상태의 유해 화합물을 추가적으로 연소시켜 제거할 수 있다. 본 단계에서의 연소를 통해 잔존하는 기상의 유해 화합물은 이산화탄소나 물과 같은 무해한 저분자 화합물로 전환될 수 있다.
상기 연소 단계에서는 전술한 열분해 단계에서 발생한 가스 이외에 공기를 함께 투입하는 것이 바람직하다.
일 실시상태에 따르면, 상기 연소 단계에서의 온도는 900℃ 내지 1,200℃일 수 있으며, 바람직하게는 1,000℃ 내지 1,200℃일 수 있다. 연소 단계에서의 온도가 상기 범위의 하한 보다 낮은 경우에는 잔존하는 기상 유해 화합물이 충분히 산화될 수 없으며, 상기 범위의 상한 보다 높은 경우에는 연소에 사용되는 에너지량이 과도하여 전체적인 처리 공정의 경제성을 악화시킬 수 있다.
상기 연소 단계의 시간은 5분 내지 60분, 바람직하게는 15분 내지 30분 일 수 있다. 상기 연소 단계의 시간이 너무 짧은 경우에는 충분한 산화가 수행될 수 없고, 너무 긴 경우에는 온도의 경우와 마찬가지로 연소에 사용되는 에너지량이 과도하여 전체적인 처리 공정의 경제성을 악화시킬 수 있다.
냉각 단계(S5)
본 발명의 또 하나의 실시상태에 따른 유동 혼합체의 처리 공정은 상기 연소 단계에서 연소되어 발생한 연소 가스를 냉각하는 단계(S5)를 더 포함할 수 있다. 전술한 열분해 단계(S3) 및 연소 단계(S4)를 거치더라도 완전히 분해 및 제거되지 못한 유해 화합물이 잔존할 수 있으며, 일부만 분해된 유해 화합물은 이후 다시 유해 화합물로 재합성될 수 있다. 따라서, 이와 같은 재합성을 방지하기 위해서는 미분해 유해 화합물이 잔존할 수 있는 연소 가스를 냉각시켜, 재합성에 필요한 에너지를 제거하는 것이 바람직하다.
상기 냉각은 일반적으로 사용되는 방법, 예컨대 냉각수를 이용하는 방법을 통해 수행될 수 있으며, 재합성을 최대한 억제하기 위해 급속 냉각인 것이 바람직하다.
후처리 단계(S6)
일 실시상태에 따른 유동 혼합체의 처리 공정은, 전술한 냉각 단계 이후에 여전히 미량의 유해 가스와 산성 가스가 남아 있는 경우, 이를 제거하기 위한 후처리 단계(S6)을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 유동 혼합체의 처리 공정은 상기 냉각 단계에서 냉각된 연소 가스를 스크러버에 통과시키는 스크러빙 단계(S6-1) 및/또는 상기 냉각 단계에서 냉각된 연소 가스를 집진기에 통과시키는 집진 단계(S6-2)를 더 포함할 수 있다. 상기 스크러빙 단계(S6-1) 및 상기 집진 단계(S6-2)는 어느 하나만 포함되거나, 둘 모두 포함될 수 있다.
상기 후처리 단계를 통하여 대부분의 유해 화합물이 제거될 수 있다.
상기 스크러빙 단계(S6-1)에서 사용되는 스크러버는 유기 가스를 제거하기 위한 유기 용매 스크러버와 산성 가스를 제거하기 위한 염기 용액 스크러버 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 연소 가스는 유기 용매 스크러버를 통과한 뒤 염기 용액 스크러버를 통과하는 것일 수 있다. 상기 유기 용매 스크러버로는 톨루엔 스크러버를 사용할 수 있으며, 염기 용액 스크러버로는 수산화나트륨 스크러버를 사용할 수 있다. 상술한 스크러버를 사용할 때 유해 화합물 제거 효과가 극대화될 수 있다.
상기 집진 단계(S6-2)에서 사용되는 집진기는 백필터 등을 포함하는 것일 수 있다.
상기 후처리 단계에서, 상기 스크러빙 단계(S6-1)와 상기 집진 단계(S6-2)가 모두 포함되는 경우, 그 순서는 특별히 제한되지 않으며, 냉각된 연소 가스를 집진기에 통과시킨 후, 스크러버에 통과시키거나, 냉각된 연소 가스를 스크러버에 통과시킨 후 집진기에 통과시킬 수 있다. 유해 가스의 제거 관점에서 스크러버와 집진기 중 집진기에 먼저 통과시키는 것이 더 바람직할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 실험예를 들어 더욱 상세하게 설명하나, 본 발명이 이들 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예 및 비교예
유해 화합물을 포함한 슬러지 형태의 폐기물 시료(건조전 함수율 약 55 wt%, 독성 등가 환산 농도(pg I-TEQ/g)기준으로 PCDD 및 PCDF의 총 농도는 96354.85 pg I-TEQ/g)를 180℃, 250℃, 300℃ 그리고 400℃의 온도 구간에서 15분에서 1시간 동안 등온 가열하여 최종 유동 혼합체 중 함수율 값(wt%)을 확인하였다. 등온 가열하는 도중에 별도의 외부 요인을 최소화하기 위해, 물리적인 움직임을 최소화하고 별도의 배기 및 흡기 없이 슬러지 내의 자체 증발되는 값의 변화만을 확인하였다. 별도의 배기 장착시 유입 및 배출되는 풍량과 풍속의 상태에 따라 함수 변화의 변인 통제에 어려움이 있다. 이에, 해당 건조 실험은 변인 통제를 위하여 닫힌계의 조건에서 온도 가열에 의한 슬러지에서 이탈되는 함수의 양을 기준으로 산정한다. 궁극적으로 슬러지의 닫힌계 내에서의 주변과의 평형상태에 기반한 함수율을 의미한다. 그 결과(함수율, wt%)를 하기 표 1 및 도 1에 나타내었다.
| 건조 온도 | 15 min | 30 min | 60 min | |
| 비교예 1 | 180℃ | 45.43 | 40.40 | 35.38 |
| 실시예 1 | 250℃ | 19.53 | 11.95 | 7.29 |
| 실시예 2 | 300℃ | 12.35 | 11.23 | 4.74 |
| 실시예 3 | 400℃ | 8.23 | 3.74 | 2.37 |
상기 표 1과 도 1의 결과로부터, 실시예 1과 같이 250℃에서 15분 이상 건조를 수행하였을 때 함수율이 20 wt% 이하를 구현할 수 있었으며, 30분 정도의 건조에 의하여 함수율 10wt% 전후의 수준을 구현할 수 있었다.
상기 실시예 1과 같은 조건에서 건조된 시료 중 함수율이 각각 55.2 wt%(#1), 29.9 wt%(#2), 8.3 wt%(#3), 2.9 wt%(#4)인 시료의 안식각을 좌측(left angle) 및 우측(right angle)에서 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 안식각은 시료를 고르게 믹서기로 갈은 후에 측정하였다.
| 시료 번호 | 함수율(wt%) | 시료무게 (g) | 겉보기 밀도 (g/cm3) | Left angle (°) | Right angle (°) |
| #1 | 55.2 | 82.57 | 0.67 | 26.28 | 25.35 |
| #2 | 29.9 | 109.97 | 0.89 | 23.08 | 23.77 |
| #3 | 8.3 | 108.37 | 0.88 | 22.85 | 22.90 |
| #4 | 2.9 | 106.47 | 0.86 | 21.03 | 20.97 |
상기 표 2의 결과로부터, 함수율에 따라 유동 혼합체의 안식각이 달라짐을 알 수 있으며, 이에 따라 유동 혼합체의 유동성을 확인할 수 있다. 일정 이상의 유동성을 갖는 경우 공정 내에서 이동이 용이하게 공정효율을 향상시킬 수 있다.
참고예
전술한 실시예들에서의 건조 이후 열분해에 의한 폐고체 중 잔류 독성 농도를 확인하기 위하여, 참고 실험을 진행하였다. 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 독성 농도를 갖는 시료를 건조 단계에서 하기 표 2의 함수율이 될 때까지 건조하고, 6.7 ℃/min 승온속도로 400 ℃까지 승온한 후 2시간동안 열분해를 진행하였다(건조 후 시료 중량 10g, 질소 분위기 하). 열분해한 후의 폐고체 잔류 독성 농도를 하기 표 3 및 도 2에 나타내었다.
| 함수율(wt%) | 폐고체 잔류 독성 농도 (pg I-TEQ/g) |
폐고체 잔존질량(g) | 배기가스의 독성 농도 (pg I-TEQ/g) |
|
| 참고예 1 | 54.72 | 534.77 | 3.56 | 89,335.1 |
| 참고예 2 | 31.54 | 530.56 | 5.24 | 63,876.3 |
| 참고예 3 | 18.47 | 437.07 | 6.47 | 73,167.4 |
| 참고예 4 | 8.17 | 119.43 | 7.24 | 78,261.1 |
| 참고예 5 | 3 | 183.05 | 7.26 | 51,437.2 |
참고예 1은 실시예 1과 비교할 때, 건조단계를 수행하지 않고 열분해를 수행한 것과 거의 동일하다. 참고예 2 내지 5는 건조단계에 의하여 함수율이 감소된 후 열분해를 수행한 결과를 나타낸 것이다. 참고예 1 내지 5를 통하여 열분해 장치 내에서 건조 단계를 통하여 유동 혼합체의 함수율을 조절하는 것이 폐고체의 잔류 독성 농도에 영향을 미침을 알 수 있다. 특히, 함수율이 20 wt% 이하인 참고예 3, 4 및 5의 경우 폐고체 잔류 독성 농도가 500 pg I-TEQ/g 이하로 낮았다. 본 실시예에서는 열분해 단계까지 진행하였으나, 연소 단계를 통하여 열분해 단계에서 발생한 배기가스를 추가로 연소하는 경우 잔류 독성 농도를 더욱 낮게 할 수 있다.
Claims (11)
- 유동 혼합체를 200 ℃ 초과의 온도에서 건조하는 단계; 및
상기 유동 혼합체를, 저산소 또는 무산소 분위기 및 350 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서 열분해하는 열분해 단계
를 포함하는 유동 혼합체의 처리 공정. - 청구항 1에 있어서, 상기 열분해 단계에서 발생한 가스를 연소하는 연소 단계를 더 포함하는 유동 혼합체의 처리 공정.
- 청구항 1에 있어서, 상기 유동 혼합체를 200 ℃ 초과의 온도에서 건조하는 단계는 상기 유동 혼합체의 함수율이 1wt% 이상 30wt% 이하가 되도록 수행되는 것인 유동 혼합체의 처리 공정.
- 청구항 1에 있어서, 상기 유동 혼합체의 처리 공정은, 유동 혼합체를 200 ℃ 초과의 온도에서 건조하는 단계 전에, 도중에 또는 후에, 유동 혼합체를 분쇄하여 입자 형태를 제조하는 분쇄 단계를 더 포함하는 것인 유동 혼합체의 처리 공정.
- 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 혼합체를 200 ℃ 초과의 온도에서 건조하는 단계는 상기 유동 혼합체를 200 ℃ 초과 400 ℃ 이하의 온도에서 건조하는 것인 유동 혼합체의 처리 공정.
- 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열분해 단계는 산소의 농도가 3 vol% 이하의 분위기에서 수행되는 것인 유동 혼합체의 처리 공정.
- 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열분해 단계는 1 시간 내지 6시간 수행되는 것인 유동 혼합체의 처리 공정.
- 청구항 2에 있어서, 상기 연소 단계는 900℃ 내지 1,200℃의 온도에서 수행되는 것인 유동 혼합체의 처리 공정.
- 청구항 2에 있어서, 상기 유동 혼합체의 처리 공정은 상기 연소 단계에서 연소된 가스를 냉각하는 단계를 더 포함하는 유동 혼합체의 처리 공정.
- 청구항 9에 있어서, 상기 유동 혼합체의 처리 공정은 상기 냉각 단계에서 냉각된 연소 가스를 스크러버에 통과시키는 스크러빙 단계 및 상기 냉각 단계에서 냉각된 연소 가스를 집진기에 통과시키는 집진 단계 중 적어도 한 단계를 더 포함하는 유동 혼합체의 처리 공정.
- 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 열분해 단계 후에 얻어진 폐고체 중의 잔류 독성 농도가 500 pg I-TEQ/g이하인 것인 유동 혼합체의 처리 공정.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210084070A KR20230001328A (ko) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 유동 혼합체의 처리 공정 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210084070A KR20230001328A (ko) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 유동 혼합체의 처리 공정 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230001328A true KR20230001328A (ko) | 2023-01-04 |
Family
ID=84925247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210084070A KR20230001328A (ko) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 유동 혼합체의 처리 공정 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230001328A (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110129845A (ko) | 2011-11-15 | 2011-12-02 | 주식회사 세종플랜트 | 다이옥신 처리방법 및 그 처리 설비 구조 |
| KR20140039647A (ko) | 2012-09-24 | 2014-04-02 | 주식회사 이지 | 활성탄 재순환을 통한 다이옥신 저감 설비 및 활성탄 공급기 |
-
2021
- 2021-06-28 KR KR1020210084070A patent/KR20230001328A/ko active Search and Examination
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110129845A (ko) | 2011-11-15 | 2011-12-02 | 주식회사 세종플랜트 | 다이옥신 처리방법 및 그 처리 설비 구조 |
| KR20140039647A (ko) | 2012-09-24 | 2014-04-02 | 주식회사 이지 | 활성탄 재순환을 통한 다이옥신 저감 설비 및 활성탄 공급기 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102218446B (zh) | 污染土的热脱附方法 | |
| Xiao et al. | Industrial disposal processes for treatment of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in municipal solid waste incineration fly ash | |
| US9750967B1 (en) | Process for treating contaminated soil | |
| CN106215685A (zh) | 一种钙基改性活性炭及其制备方法和应用 | |
| KR20230001328A (ko) | 유동 혼합체의 처리 공정 | |
| KR20230015661A (ko) | 유동 혼합체의 처리 공정 | |
| EP0417714B1 (en) | Method for removal of dioxin generated in waste combustion | |
| KR20230001329A (ko) | 유동 혼합체의 처리 공정 | |
| EP1905748B1 (en) | Method of diminishing organochlorine compound in a cement production facility | |
| KR20230001332A (ko) | 유동 혼합체의 처리 공정 | |
| JP2005262196A (ja) | ポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染物の処理方法とその処理装置 | |
| US20230303417A1 (en) | Sludge Treatment Process | |
| KR20220040108A (ko) | 폐기물 처리 방법 및 시스템 | |
| KR20220151416A (ko) | 슬러지의 처리 공정 | |
| JP2018047421A5 (ko) | ||
| JP4003084B2 (ja) | 浚渫土の無害化処理方法 | |
| CN112341490A (zh) | 一种草甘膦废盐热化学处理资源化利用的方法 | |
| KR20220029067A (ko) | 유해 화합물의 배출량이 적은 고체 폐기물 처리 방법 | |
| KR20230045761A (ko) | 고체 폐기물 | |
| KR20220029068A (ko) | 유해 화합물의 배출량이 적은 고체 폐기물 처리 방법 | |
| KR102106490B1 (ko) | 가연성 방사성폐기물 감용화 공정 | |
| KR20230040293A (ko) | 독성 폐기물의 처리 공정 및 처리 장치 | |
| KR101386113B1 (ko) | 광분해 활성을 갖는 촉매 및 그 제조방법 | |
| Abdullin et al. | Design of a laboratory installation for studying the effects of ultraviolet radiation and ozonation on organic compositions, unsorted municipal and medical waste | |
| KR20230129113A (ko) | 폐기물 처리 방법 및 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |