KR20230100352A - Carbonization apparatus using superheated steam and method of producing pyrolytic oil using the same - Google Patents
Carbonization apparatus using superheated steam and method of producing pyrolytic oil using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230100352A KR20230100352A KR1020210190136A KR20210190136A KR20230100352A KR 20230100352 A KR20230100352 A KR 20230100352A KR 1020210190136 A KR1020210190136 A KR 1020210190136A KR 20210190136 A KR20210190136 A KR 20210190136A KR 20230100352 A KR20230100352 A KR 20230100352A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- superheated steam
- carbonization
- combustion chamber
- oil
- waste
- Prior art date
Links
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 15
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 35
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical group [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 14
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 11
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 5
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000013502 plastic waste Substances 0.000 description 4
- KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxin Chemical compound O1C=COC=C1 KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 239000010849 combustible waste Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
- C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Abstract
본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치는, 폐기물을 간접 가열하여 열분해 탄화시키도록 내부에 연소실이 배치되는 소각로 본체, 소각로 본체의 내부에 설치되고 연소실에 열분해 탄화를 위한 과열 수증기를 공급하는 공급관, 연소실의 내부로 과열 수증기를 강제 주입하도록 공급관을 통하여 소각로 본체와 연결되는 수증기 발생기, 및 연소실로부터 발생된 유분을 응축하여 열분해유를 추출하는 열분해유 추출기를 포함하고, 수증기 발생기는 니켈(Ni) 및 크롬(Cr)을 포함하는 배관을 직접 가열하는 방식으로 600℃ 내지 800℃의 과열 수증기를 공급한다.A carbonization apparatus using superheated steam according to the technical concept of the present invention is installed inside an incinerator body in which a combustion chamber is disposed therein to indirectly heat and pyrolyze carbonize waste, and is installed inside the incinerator body and supplies superheated steam for pyrolysis carbonization to the combustion chamber. It includes a supply pipe, a steam generator connected to the incinerator body through a supply pipe to forcibly inject superheated steam into the combustion chamber, and a pyrolysis oil extractor for extracting pyrolysis oil by condensing oil generated from the combustion chamber, and the steam generator is nickel ( Superheated steam at 600 ° C to 800 ° C is supplied by directly heating a pipe containing Ni) and chromium (Cr).
Description
본 발명의 기술분야는 과열 수증기를 이용한 탄화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 과열 수증기를 이용한 탄화 장치로 열분해유를 생산하는 방법에 관한 것이다.The technical field of the present invention relates to a carbonization apparatus using superheated steam, and more particularly, to a method for producing pyrolysis oil by a carbonization apparatus using superheated steam.
100℃의 포화 수증기의 압력을 높이면, 온도와 압력의 상관 관계로 370℃ 이상으로 온도를 높이지 못하는 현상이 발생한다. 과열 수증기는 포화 수증기와 대비하여 체적이 1,600배에 달하고, 밀폐된 공간에서 매우 강력한 분자간의 충돌에 의한 탄화 현상이 발생한다. 이러한 과열 수증기는 대기압 이하에서도 생성이 가능하여 폭발과 같은 사고 위험이 적고, 유해 물질의 배출이 적은 우수한 폐기물 처리 방법을 제공할 수 있으나, 아직까지 많은 연구가 필요한 실정이다.When the pressure of saturated steam at 100 ° C is increased, a phenomenon in which the temperature cannot be raised above 370 ° C occurs due to the correlation between temperature and pressure. Superheated steam is 1,600 times larger than saturated steam, and carbonization occurs due to very strong collisions between molecules in an enclosed space. This superheated steam can be generated even below atmospheric pressure, so it is possible to provide an excellent waste treatment method with low risk of accidents such as explosions and low emission of harmful substances, but a lot of research is still needed.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 600℃ 내지 800℃의 과열 수증기를 공급할 수 있는 탄화 장치를 이용하여, 폐기물로부터 열분해유를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.An object to be solved by the technical idea of the present invention is to provide a method for producing pyrolysis oil from waste using a carbonization device capable of supplying superheated steam at 600 ° C to 800 ° C.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the technical spirit of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치는, 폐기물을 간접 가열하여 열분해 탄화시키도록, 내부에 연소실이 배치되는 소각로 본체; 상기 소각로 본체의 내부에 설치되고, 상기 연소실에 열분해 탄화를 위한 과열 수증기를 공급하는 공급관; 상기 연소실의 내부로 과열 수증기를 강제 주입하도록, 상기 공급관을 통하여 상기 소각로 본체와 연결되는 수증기 발생기; 및 상기 연소실로부터 발생된 유분을 응축하여 열분해유를 추출하는 열분해유 추출기;를 포함하고, 상기 수증기 발생기는, 니켈(Ni) 및 크롬(Cr)을 포함하는 배관을 직접 가열하는 방식으로, 600℃ 내지 800℃의 과열 수증기를 공급한다.A carbonization apparatus using superheated steam according to the technical idea of the present invention includes an incinerator main body in which a combustion chamber is disposed so as to indirectly heat waste to pyrolyze and carbonize it; a supply pipe installed inside the incinerator body and supplying superheated steam for pyrolysis carbonization to the combustion chamber; a steam generator connected to the incinerator body through the supply pipe to forcibly inject superheated steam into the combustion chamber; and a pyrolysis oil extractor for condensing oil generated from the combustion chamber to extract pyrolysis oil, wherein the steam generator directly heats a pipe containing nickel (Ni) and chromium (Cr) at 600° C. to 800°C of superheated steam.
예시적인 실시예들에서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치에서, 상기 수증기 발생기는, 대기압 상태 및 무산소 상태에서, 상기 과열 수증기를 공급하는 것을 특징으로 한다.In exemplary embodiments, in the carbonization apparatus using superheated steam according to the technical idea of the present invention, the steam generator supplies the superheated steam in an atmospheric pressure state and an anoxic state.
예시적인 실시예들에서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치는, 상기 연소실에서 상기 폐기물의 열분해 탄화 후, 잔열을 회수하는 열회수 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In exemplary embodiments, the carbonization device using superheated steam according to the technical concept of the present invention may further include a heat recovery device for recovering residual heat after pyrolysis and carbonization of the waste in the combustion chamber.
예시적인 실시예들에서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치는, 상기 연소실에서 상기 폐기물의 열분해 탄화 후, 상기 과열 수증기가 응축된 온수를 회수하는 온수 회수 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In exemplary embodiments, the carbonization device using superheated steam according to the technical idea of the present invention further includes a hot water recovery device for recovering hot water in which the superheated steam is condensed after pyrolytic carbonization of the waste in the combustion chamber. to be characterized
예시적인 실시예들에서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치는, 상기 연소실로부터 발생된 유분을 응축한 후, 수분과 유분을 선별하는 유수분해 장치 및 경유와 중유를 분리하여 저장하는 오일탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In exemplary embodiments, a carbonization apparatus using superheated steam according to the technical concept of the present invention condenses the oil generated from the combustion chamber, and then separates and stores light oil and heavy oil and an oil-hydrolysis device for separating water and oil. It is characterized in that it further comprises an oil tank to do.
본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치는, 600℃ 내지 800℃의 과열 수증기를 이용하여, 폐기물로부터 열분해유를 생산하는 효과가 있다.The carbonization apparatus using superheated steam according to the technical concept of the present invention has an effect of producing pyrolysis oil from waste by using superheated steam of 600 ° C to 800 ° C.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치를 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치에 과열 수증기를 공급하는 과정을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치를 이용하여 폐기물을 처리하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치에서 과열 수증기를 이용하여 폐기물을 소각하는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치에서 열분해유를 추출하는 모습을 나타내는 블록도이다.1 is a schematic perspective view showing a carbonization apparatus using superheated steam according to an embodiment of the technical idea of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a process of supplying superheated steam to a carbonization apparatus using superheated steam according to an embodiment of the technical concept of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a method of treating waste using a carbonization apparatus using superheated steam according to an embodiment of the technical idea of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing how waste is incinerated using superheated steam in a carbonization apparatus using superheated steam according to an embodiment of the technical concept of the present invention.
5 is a block diagram showing a state in which pyrolysis oil is extracted from a carbonization apparatus using superheated steam according to an embodiment of the technical idea of the present invention.
본 발명의 예시적인 실시예들은 본 발명의 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예들은 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.Exemplary embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art to which the concept of the present invention belongs, and the following embodiments can be modified in various forms. And, the scope of the present invention is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so that this invention will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명의 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 가진다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical terms and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the concept of the present invention belongs. In addition, commonly used terms as defined in a dictionary should be interpreted in a meaning consistent with what they mean in the context of the related technology, and should be interpreted in an excessively formal meaning unless explicitly defined herein. It will be understood that no
이하, 첨부한 도면들에서 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들어, 제조 공정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, variations in the illustrated shapes may be expected according to manufacturing techniques and/or tolerances in the accompanying drawings. Accordingly, embodiments of the present invention should not be construed as being limited to the specific shape of the region shown in this specification, but should include, for example, a change in shape resulting from a manufacturing process.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치를 나타내는 개략 사시도이다.1 is a schematic perspective view showing a carbonization apparatus using superheated steam according to an embodiment of the technical idea of the present invention.
도 1을 참조하면, 내부에 연소실이 배치되는 소각로 본체, 연소실에 열분해 탄화를 위한 과열 수증기를 공급하는 공급관, 공급관을 통하여 소각로 본체와 연결되는 수증기 발생기, 및 유분을 응축하여 열분해유를 추출하는 열분해유 추출기를 포함하는 탄화 장치를 나타낸다.Referring to FIG. 1, an incinerator body in which a combustion chamber is disposed, a supply pipe for supplying superheated steam for pyrolysis carbonization to the combustion chamber, a steam generator connected to the incinerator body through the supply pipe, and pyrolysis for condensing oil to extract pyrolysis oil. It represents a carbonization apparatus including an oil extractor.
본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치(100)는, 가연성 폐기물을 과열 수증기(SS, 도 2 참조)를 이용하여 간접 가열하여, 열분해 탄화시키도록 내부에 연소실(111)이 형성되는 소각로 본체(110)를 포함한다.The
본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치(100)는, 소각로 본체(110)와 이격되어 배치되며, 공급관(120)을 통하여 과열 수증기(SS, 도 2 참조)를 소각로 본체(110)에 공급하는 수증기 발생기(130)를 포함한다.The
상기 탄화 장치(100)에서, 소각로 본체(110)와 수증기 발생기(130)는 공급관(120)을 통하여 서로 연결될 수 있다.In the
수증기 발생기(130)는, 니켈(Ni) 및 크롬(Cr)을 포함하는 배관을 직접 가열하는 방식으로, 600℃ 내지 800℃의 과열 수증기(SS, 도 2 참조)를 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 수증기 발생기(130)는, 대기압 상태 및 무산소 상태에서, 600℃ 내지 800℃의 과열 수증기(SS, 도 2 참조)를 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 수증기 발생기(130)에 100℃의 포화 수증기를 공급하는 보일러(131)가 배치될 수 있다.The
본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치(100)는, 니켈(Ni) 및 크롬(Cr)을 포함하는 배관을 직접적으로 가열하는 방식으로, 강력한 수증기 분자(H2O)간의 충돌에 의하여 600℃ 내지 800℃의 과열 수증기(SS, 도 2 참조)를 생성할 수 있다.The
과열 수증기(SS, 도 2 참조)에는 복사 전열, 대류 전열, 수축 전열이라고 하는 특징이 추가되어 산소, 대류, 방사, 수축의 복합 전열 파워라는 정확한 컨트롤이 가능할 수 있다. 이를 통해, 상기 탄화 장치(100)는 폐기물의 전처리 및 선별 등의 번거로운 작업을 최소화할 수 있는 열분해 처리 장치이다.Superheated steam (SS, see FIG. 2) has features such as radiant heat transfer, convection heat transfer, and contraction heat transfer, so that accurate control of the combined heat transfer power of oxygen, convection, radiation, and contraction may be possible. Through this, the
또한, 상기 탄화 장치(100)는 다이옥신 및 이산화탄소가 실질적으로 전혀 발생하지 않는다는 특징을 가진다. 일부 실시예들에서, 상기 탄화 장치(100)에서 폐기물의 탄화 용적률은 최대 95%에 이를 수 있으며, 수지 계열 성분 물질의 연료화 투입 함유율의 약 85% 수준의 추출이 가능할 수 있다.In addition, the
상기 연소실(111)의 내부에 상기 과열 수증기(SS, 도 2 참조)가 완전히 충진되면, 상기 과열 수증기(SS, 도 2 참조)에 의해 연소실(111) 내부에는 압력이 높아지는데, 압력에 의해 상기 가연성 폐기물의 내부에 포함된 공기 또는 기체는 외부로 빠져나오게 된다. 이 경우, 상기 빠져나온 공기 또는 기체와 연소실(111) 내부의 공기는 상기 과열 수증기(SS, 도 2 참조)로 완전히 충진됨에 따라, 상기 과열 수증기(SS, 도 2 참조)에 흡수되어 물 분자에 둘러싸이게 된다. 이에 따라, 상기 가연성 폐기물과 연소될 공기 또는 기체와는 수증기에 의한 수막에 의해 차단된다. 이와 같은 과열 수증기(SS, 도 2 참조)에 의한 수막 형성에 따라 연소실(111) 내의 가연성 폐기물은 공기와의 접촉이 차단되기 때문에, 상기 가연성 폐기물은 외부 열에 의해 연소 되지 않고 열분해 탄화될 수 있다.When the superheated steam (SS, see FIG. 2) is completely filled inside the
상기 탄화 장치(100)는, 연소실(111)에서 과열 수증기(SS, 도 2 참조)를 이용한 폐기물의 열분해 탄화 후, 잔열을 회수하는 열회수 장치(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 열회수 장치(140)에는 냉각 장치 등과 연결되는 열 교환기가 설치될 수 있고, 상기 열 교환기의 내부에는 그 내부로 물을 공급하는 물탱크가 설치될 수 있다. 또 상기 열 교환기의 상부 및 하부에는 펌프에 의해 물을 공급하는 급수관과 배수관이 연결되고, 상기 급수관과 상기 배수관은 물탱크에 연결된다.The
상기 열 교환기에는 내부의 온도, 압력 등의 수치를 측정하여 적정 공정 조건을 충족시키고, 위험 방지를 위한 안전 조치로서, 온도 센서, 압력 게이지, 가스 누출 게이지, 안전 밸브 등이 설치될 수 있다.A temperature sensor, a pressure gauge, a gas leak gauge, a safety valve, etc. may be installed in the heat exchanger as a safety measure to satisfy appropriate process conditions by measuring values such as internal temperature and pressure, and to prevent danger.
상기 탄화 장치(100)는, 연소실(111)에서 과열 수증기(SS, 도 2 참조)를 이용한 폐기물의 열분해 탄화 후, 과열 수증기(SS, 도 2 참조)가 응축된 온수를 회수하는 온수 회수 장치(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 온수 회수 장치(150)는, 기화 가스의 온도에 따라 솔레노이드 밸브에서 수분과 유분(경유계 및 중유계)을 선별하는 유수분해 장치로, 수분과 유분을 분리할 수 있다.The
상기 온수 회수 장치(150)에는 내부의 온도, 압력 등의 수치를 측정하여 적정 공정 조건을 충족시키고, 위험 방지를 위한 안전 조치로서, 온도 센서, 압력 게이지, 가스 누출 게이지, 안전 밸브 등이 설치될 수 있다.In the hot
상기 탄화 장치(100)는, 연소실(111)로부터 발생된 유분을 응축하여 열분해유를 추출하는 열분해유 추출기(160)를 더 포함할 수 있다. 상기 열분해유 추출기(160)는, 유수분해 장치에서 수분과 분리된 유분을 또다시, 경유계 및 중유계로 분리하여 추출할 수 있다. 폐기물(예를 들어, 플라스틱)의 연속적인 공급 및 열분해가 가능하고, 폐기물의 내부에 함유된 공기 내지는 수분의 실질적인 전량을 제거할 수 있다. 또한, 열분해 잔유물이 탄화 장치(100) 내에 고착되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있어 폐기물의 처리 효율과 열분해유 추출의 공정 신뢰성이 높은 장점을 나타낸다. 추출된 열분해유는 그 종류에 따라, 오일탱크(170)에 저장될 수 있다.The
본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치(100)는, 고정식 및 이동식으로 제공이 가능하다. 그러므로, 상기 탄화 장치(100)는, 해양 쓰레기 처리 관련 업종, 대형 의료 기기의 의료 폐기물 처리, 대기업 산업 폐기물 처리, 군부대 시설의 쓰레기 자체 처리, 오지 및 섬 등의 자체 쓰레기 처리, 육가공 공장 등의 폐기물 처리, 돈사 및 축사 등의 가축 배설물 처리, 재난 및 재해 발생 지역의 긴급 이동식 폐기물 처리 등에 사용될 수 있다.The
도 2는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치에 과열 수증기를 공급하는 과정을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a process of supplying superheated steam to a carbonization apparatus using superheated steam according to an embodiment of the technical concept of the present invention.
도 2를 참조하면, 니켈(Ni) 및 크롬(Cr)을 포함하는 배관을 직접 가열하는 방식으로, 강력한 수증기 분자(H2O)간의 충돌에 의하여 600℃ 내지 800℃의 과열 수증기(SS)를 생성하는 모습을 나타낸다.Referring to Figure 2, in a way to directly heat the pipe containing nickel (Ni) and chromium (Cr), superheated steam (SS) of 600 ℃ to 800 ℃ by collision between strong steam molecules (H 2 O) represents the creation of
과열 수증기(SS)에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 100℃의 포화 수증기(SV)의 압력을 높이면, 온도와 압력의 상관 관계로 370℃ 이상으로 온도를 높이지 못하는 현상이 발생한다. 이와 달리, 과열 수증기(SS)는 포화 수증기(SV)와 대비하여 체적이 1,600배에 달하고, 밀폐된 공간에서 매우 강력한 분자간의 충돌에 의한 탄화 현상이 발생한다. 이러한 과열 수증기(SS)는 대기압 상태 및 무산소 상태에서 생성이 가능하여 폭발과 같은 사고 위험이 적다.The superheated steam (SS) will be described in detail as follows. When the pressure of saturated steam (SV) at 100 ° C is increased, a phenomenon in which the temperature cannot be raised to 370 ° C or higher occurs due to the correlation between temperature and pressure. In contrast, superheated steam (SS) has a volume 1,600 times greater than that of saturated steam (SV), and carbonization occurs due to very strong collisions between molecules in an enclosed space. This superheated steam (SS) can be generated under atmospheric pressure and anoxic conditions, so there is little risk of accidents such as explosions.
과열 수증기(SS)의 강제 주입에 의해 상기 연소실(111)은 팽창되고 폐기물과 공기 또는 기체의 접촉이 차단된 상태에 도달하게 된다. 다시 말해, 폐기물의 처리에 있어서 폐기물을 연소시키지 않고 열분해 탄화시키기 위해 폐기물과 공기의 접촉을 차단하도록 상기 수증기 발생기(130)에서 강제 주입된 과열 수증기(SS)가 이용된다.By forced injection of superheated steam (SS), the
본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치(100)는, 니켈(Ni) 및 크롬(Cr)을 포함하는 배관을 직접 가열하는 방식으로 작동함으로써, 연소실을 직접 가열하는 방식과 비교하여, 약 50%의 에너지로 약 2배 이상의 온도 상승이 가능하다. 또한, 통상적인 외부 전원을 다운시켜 전류량만을 극대화 시킴으로 인하여, 단시간 내에 저비용으로 탄화가 가능하다.The
도 3은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치를 이용하여 폐기물을 처리하는 방법을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a method of treating waste using a carbonization apparatus using superheated steam according to an embodiment of the technical idea of the present invention.
도 3을 참조하면, 다양한 불순물이 포함된 폐기물도 탄화 장치에 그대로 투입하여 과열 수증기로 제거할 수 있는 폐기물 처리 방법을 나탄내다.Referring to FIG. 3, a waste treatment method in which waste containing various impurities can be introduced into a carbonization device and removed with superheated steam is shown.
폐기물 1은 제조 공장에서 발생하는 절단 가공 등에서 발생하는 폐기물로 금속 종류별로 선별된 상태에서 회수된 것으로 리싸이클이 비교적 간단하다.
폐기물 2는 제품으로서의 수명을 다하고 폐기된 금속물 등으로 다양한 소재로 구성되어 있는 복합물 형태이다. 이 경우, 각각의 금속별로 분별을 위한 작업 등에 인건비 등의 비용이 발생하는 폐기물로 소위 말하는 고철이라 불리는 금속폐기물이다.Waste 2 is a composite form composed of various materials such as metals that have been discarded after the end of their life as a product. In this case, it is metal waste, so-called scrap metal, which is waste that requires costs such as labor costs, such as work for sorting each metal.
폐기물 2는 인건비가 저렴한 국가에 위탁 처리하는 방식으로 유지가 되었으나, 최근에는 자국의 환경 오염 등의 문제로 인하여 해외 수출로 처리하는 방식은 어려울 수 있다. 이로 인하여, 국내에서 폐기물 1 및 폐기물 2의 처리를 모두 실시하여야 하는 경우가 도래하였다. 이런 상황에서 금속과 합성 수지 등을 혼합하고 있는 서로 다른 종류의 폐기물의 처리를 어떻게 진행할 것인가는 큰 문제가 되고 있는 실정이다.Waste 2 has been maintained by consigning treatment to countries with low labor costs, but recently, it may be difficult to process it as an overseas export due to problems such as environmental pollution in the country. Due to this, a case has arisen in which both
이런 상황을 해결하기 위하여, 다양한 불순물이 포함된 폐기물을 처리할 수 있는 탄화 장치의 제공을 목적으로 한다. 즉, 본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치(100)는, 금속과 수지의 복합체에서 비산화 금속을 추출하며, 플라스틱 폐기물에서 열분해유를 추출하며, 다양한 폐기물을 선별하지 않고 일괄 투입 소각이 가능하다.In order to solve this situation, an object of the present invention is to provide a carbonization apparatus capable of treating waste containing various impurities. That is, the
도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치에서 과열 수증기를 이용하여 폐기물을 소각하는 모습을 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing how waste is incinerated using superheated steam in a carbonization apparatus using superheated steam according to an embodiment of the technical concept of the present invention.
도 4를 참조하면, 연소실(111)은 처리 전의 폐기물 투입구의 역할을 수행하는 개폐 가능한 상부 개구부와 처리 후의 폐기물을 배출하는 개폐 가능한 측부 개구부를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
연소실(111)의 내벽에 통기구 및 연소실(111) 내에서 상기 통기구로 통하는 통기 덕트를 설치하고, 연소실(111) 내에서 배기구로 통하는 배기 덕트 및 배기 팬을 설치하여 구성될 수 있다. 상기 연소실(111)의 내벽의 대부분의 면에는 다공질 흡수 기재가 부착될 수 있다. 이에 더해, 일부 실시예들에서, 탄화 장치(100) 그 자체를 상기 다공질 흡수 기재로 구성할 수도 있다.It may be configured by installing a vent on the inner wall of the
본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치(100)에서, 연소실(111)의 형태로 직육면체를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the
도 5는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치에서 열분해유를 추출하는 모습을 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram showing a state of extracting pyrolysis oil in a carbonization apparatus using superheated steam according to an embodiment of the technical idea of the present invention.
도 5를 참조하면, 과열 수증기를 이용한 탄화 장치에서 폐기물로부터 추출된 금속류, 열분해유, 및 그 밖의 탄화물을 나타낸다.Referring to FIG. 5, metals, pyrolysis oil, and other carbides extracted from waste in a carbonization apparatus using superheated steam are shown.
최근 들어 사회가 급격한 산업화 및 도시화 양상을 보이면서, 각종 폐기물의 발생량이 급증하는 가운데, 비닐, 합성 수지, 고무, 폐어망 등 플라스틱류의 난분해성 폐기물이 차지하는 비중은, 전세계적으로 갈수록 가파른 증가 추세를 보이고 있다.In recent years, as society has shown signs of rapid industrialization and urbanization, the amount of various wastes is rapidly increasing, and the proportion of non-degradable wastes such as plastics such as vinyl, synthetic resins, rubber, and waste fishing nets is increasing rapidly worldwide. there is.
이에 따라, 세계 각국은 폐기물의 효율적인 처리 방안을 적극 모색하고, 난분해성 폐기물의 처리에 수반되는 오염 물질, 예를 들어, 다이옥신(dioxin, Poly Chlorinated Dibenzo Dioxins 계 화합물의 총칭)으로 대표되는 대기 오염 공해 배출 가스 등을 줄이는데 총력을 기울이고 있다.Accordingly, countries around the world are actively seeking ways to efficiently treat waste, and pollutants accompanying the treatment of non-degradable waste, for example, air pollution pollution represented by dioxin (a generic term for poly chlorinated dibenzo dioxins-based compounds). Efforts are being made to reduce emissions.
이러한 상황에서, 다이옥신과 같은 유해 물질의 배출을 최소화할 수 있도록, 본 발명의 기술적 사상에 따른 과열 수증기를 이용한 탄화 장치(100)는, 불순물의 제거에 시간이 걸리는 폐기물도 탄화 장치(100)에 그대로 투입하는 것이 가능하며, 금속류도 산화되지 않은 상태로의 추출이 가능하다.In this situation, in order to minimize the emission of harmful substances such as dioxin, the
또한, 금속을 추출하기 위한 해체 작업 및 전선류의 가공 시 발생하는 플라스틱 폐기물을 처리할 수 있으므로, 처리 비용을 크게 줄일 수 있다. 다양한 유기물의 처리가 가능하며, 폐기물 처리 업체에서 탄화 장치(100)를 사용할 경우 금속추출 재활용이라는 새로운 가치를 창출할 수도 있다.In addition, since plastic waste generated during disassembly to extract metal and processing of electric wires can be treated, the treatment cost can be greatly reduced. It is possible to treat various organic substances, and when a
또한, 폐기물 처리 업체에서 탄화 장치(100)를 사용하여, 플라스틱 폐기물에 대한 재활용의 일환으로서 고온 및 진공 환경에서 플라스틱 폐기물을 열분해하고, 열분해 과정 중에 발생되는 유증기를 응축하여 열분해유를 얻을 수 있다.In addition, waste treatment companies may use the
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형상으로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Above, the embodiments of the technical idea of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those skilled in the art to which the present invention pertains may change the technical idea or essential features of the present invention without changing the specific shape. It will be appreciated that this can be implemented. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
100: 탄화 장치
110: 소각로 본체
111: 연소실
120: 공급관
130: 수증기 발생기
140: 열회수 장치
150: 온수 회수 장치
160: 열분해유 추출기
170: 오일탱크100: carbonization device
110: incinerator body
111: combustion chamber
120: supply pipe
130: steam generator
140: heat recovery device
150: hot water recovery device
160: pyrolysis oil extractor
170: oil tank
Claims (5)
상기 소각로 본체의 내부에 설치되고, 상기 연소실에 열분해 탄화를 위한 과열 수증기를 공급하는 공급관;
상기 연소실의 내부로 과열 수증기를 강제 주입하도록, 상기 공급관을 통하여 상기 소각로 본체와 연결되는 수증기 발생기; 및
상기 연소실로부터 발생된 유분을 응축하여 열분해유를 추출하는 열분해유 추출기;를 포함하고,
상기 수증기 발생기는, 니켈(Ni) 및 크롬(Cr)을 포함하는 배관을 직접 가열하는 방식으로, 600℃ 내지 800℃의 과열 수증기를 공급하는,
과열 수증기를 이용한 탄화 장치.An incinerator main body having a combustion chamber disposed therein so as to indirectly heat the waste to pyrolyze and carbonize it;
a supply pipe installed inside the incinerator body and supplying superheated steam for pyrolysis carbonization to the combustion chamber;
a steam generator connected to the incinerator main body through the supply pipe to forcibly inject superheated steam into the combustion chamber; and
A pyrolysis oil extractor for condensing the oil generated from the combustion chamber to extract pyrolysis oil;
The steam generator supplies superheated steam at 600 ° C to 800 ° C by directly heating pipes containing nickel (Ni) and chromium (Cr).
Carbonization device using superheated steam.
상기 수증기 발생기는, 대기압 상태 및 무산소 상태에서, 상기 과열 수증기를 공급하는 것을 특징으로 하는 과열 수증기를 이용한 탄화 장치.According to claim 1,
The steam generator is a carbonization device using superheated steam, characterized in that for supplying the superheated steam in an atmospheric pressure state and an oxygen free state.
상기 연소실에서 상기 폐기물의 열분해 탄화 후, 잔열을 회수하는 열회수 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과열 수증기를 이용한 탄화 장치.According to claim 1,
Carbonization apparatus using superheated steam, characterized in that it further comprises a heat recovery device for recovering residual heat after pyrolysis carbonization of the waste in the combustion chamber.
상기 연소실에서 상기 폐기물의 열분해 탄화 후, 상기 과열 수증기가 응축된 온수를 회수하는 온수 회수 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과열 수증기를 이용한 탄화 장치.According to claim 1,
The carbonization apparatus using superheated steam, characterized in that it further comprises a hot water recovery device for recovering the hot water in which the superheated steam is condensed after pyrolysis and carbonization of the waste in the combustion chamber.
상기 연소실로부터 발생된 유분을 응축한 후, 수분과 유분을 선별하는 유수분해 장치 및 경유와 중유를 분리하여 저장하는 오일탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과열 수증기를 이용한 탄화 장치.According to claim 1,
After condensing the oil generated from the combustion chamber, the carbonization device using superheated steam, characterized in that it further comprises an oil-water cracking device for separating water and oil and an oil tank for separating and storing light oil and heavy oil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210190136A KR20230100352A (en) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | Carbonization apparatus using superheated steam and method of producing pyrolytic oil using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210190136A KR20230100352A (en) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | Carbonization apparatus using superheated steam and method of producing pyrolytic oil using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230100352A true KR20230100352A (en) | 2023-07-05 |
Family
ID=87158773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210190136A KR20230100352A (en) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | Carbonization apparatus using superheated steam and method of producing pyrolytic oil using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230100352A (en) |
-
2021
- 2021-12-28 KR KR1020210190136A patent/KR20230100352A/en not_active Application Discontinuation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2749362B1 (en) | Method for treating solid waste based on a gradient generated by two different heat sources | |
| US8312821B2 (en) | Waste-tire recycling system | |
| KR101162733B1 (en) | Waste pyrolysis system for combustible waste in vacuum without oxygen | |
| KR100846897B1 (en) | Pyrolysis system for combustible waste disposal and method using the same | |
| KR101421478B1 (en) | Waste pyrolysis apparatus for combustible waste in vacuum without oxygen | |
| KR100670856B1 (en) | Apparatus for combustible waste disposal and method using the same | |
| KR100885805B1 (en) | Air cooling type high efficiency carbonizing apparatus for organic waste | |
| EP1522355B1 (en) | Resource recycling method, system and container | |
| CN108826326B (en) | Continuous treatment method and equipment for high polymer material | |
| CN109052889B (en) | Indirect heating movable industrial sludge continuous pyrolysis method and carbonization device | |
| KR20230100352A (en) | Carbonization apparatus using superheated steam and method of producing pyrolytic oil using the same | |
| CN210764947U (en) | Sludge drying, carbonizing and gasifying system | |
| KR20230100353A (en) | Carbonization apparatus using superheated steam and method of waste treatment using the same | |
| KR101044841B1 (en) | Combustible waste disposal system using carbonizing furnace | |
| KR100856677B1 (en) | Treatment apparatus of food rubbish | |
| CN110701616A (en) | System and method for generating power by drying, pyrolyzing and incinerating municipal domestic waste | |
| KR101427337B1 (en) | Melting furnace using negative ion oxygen | |
| KR20210013787A (en) | A system that produces plasma high heat energy by thermally decomposing two or more types of organic and inorganic substances with water | |
| KR200432376Y1 (en) | Apparatus for combustible waste disposal | |
| CN210891659U (en) | Dry pyrolysis incineration power generation system for municipal solid waste | |
| CN111019678A (en) | Closed internal circulation low-temperature negative-pressure thermal cracking method | |
| KR101416679B1 (en) | Carbonization device using high frequency for food waste and industrial waste | |
| KR20110083012A (en) | Catbonization equipment of organic waste | |
| KR20240040320A (en) | Waste disposal equipment using emulsification process | |
| US20200368376A1 (en) | Method and apparatus for nitrogen filled chamber carbonization of waste material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |