KR20240040320A - 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비 - Google Patents

유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비 Download PDF

Info

Publication number
KR20240040320A
KR20240040320A KR1020220119174A KR20220119174A KR20240040320A KR 20240040320 A KR20240040320 A KR 20240040320A KR 1020220119174 A KR1020220119174 A KR 1020220119174A KR 20220119174 A KR20220119174 A KR 20220119174A KR 20240040320 A KR20240040320 A KR 20240040320A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
waste
unit
oil
pyrolysis
steam
Prior art date
Application number
KR1020220119174A
Other languages
English (en)
Inventor
이순걸
Original Assignee
이순걸
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이순걸 filed Critical 이순걸
Priority to KR1020220119174A priority Critical patent/KR20240040320A/ko
Publication of KR20240040320A publication Critical patent/KR20240040320A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
    • B09B3/45—Steam treatment, e.g. supercritical water gasification or oxidation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/04—Disintegrating plastics, e.g. by milling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • 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
    • C10B53/07—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G5/00—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas
    • C10G5/06—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas by cooling or compressing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44—Details; Accessories
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B2101/00—Type of solid waste
    • B09B2101/75—Plastic waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1003—Waste materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4081—Recycling aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20—Waste processing or separation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

본 발명은 폐수지류, 슬러지류 등의 폐기물을 과열증기로 열분해하여 유분은 분리하고 폐기물은 감용 처리하는 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비에 관한 것이다.
본 발명은 고온의 무산소 환경에서 과열 증기를 이용한 열분해 방식으로 폐수지류 폐기물, 의료용 폐기물, 어구류 폐기물, 슬러지류 폐기물, 수산어구류 폐기물, 폐가축 폐기물(조류독감, 구제역 등 병원균으로 인해 매몰된 가축사체, 유통되지 못한 가축의 부산물) 등을 증류 기화 및 탄화 처리하여 유분은 분리하고 폐기물은 감용 처리하는 새로운 폐기물 처리시스템을 구현함으로써, 환경에 유해한 다이옥신 등의 발생을 완전히 배제할 수 있고, 소각 폐기물의 양을 최소화할 수 있으며, 재생 연료 자원을 확보할 수 있는 등 환경 친화적 및 경제적 효율성을 도모할 수 있는 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비를 제공한다.

Description

유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비{WASTE DISPOSAL EQUIPMENT USING EMULSIFICATION PROCESS}
본 발명은 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐수지류, 슬러지류, 수산어구류, 폐가축 등과 같은 폐기물을 과열증기로 열분해하여 유분은 분리하고 폐기물은 감용 처리하는 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비에 관한 것이다.
최근 산업화와 더불어 석유화학의 급속한 발달에 의해 합성수지의 사용이 급격히 증가되고 있으며, 이러한 폐기물의 처리가 사회적 문제로 대두되고 있다.
보통 폐합성수지의 처리방법으로는 재생하여 사용하거나 또는 소각 및 매립 등의 방법이 주로 사용되고 있으나, 재생대상 물질의 한정, 소각방식의 경우 먼지, 염화수소(HCl), 유황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 다이옥신 등 대기 오염물질의 배출에 따른 2차 대기오염 문제가 심각하고, 매립방식도 합성수지의 특성인 난분해성에 따른 토양오염, 침출수 등으로 인한 오염문제가 심각한 실정이다.
예를 들면, 현재 의료용 폐기물은 전량 외부 외탁처리업체에서 소각을 통해 처리되고 있고, 슬러지류 폐기물은 발생지에 따라 감량 후에 소각 처리되고 있으며, 바다에서 수거되거나 파손된 어구류 및 폐어구류(그물망, 낚시줄, 통발, 로프 등)은 염분 등으로 인해 재활용이 되지 않기 때문에 전량 소각 처리되고 있으나, 이 경우 염소물질 등에 의해 유해 물질이 발생하는 문제가 있다.
이에 따라, 일반 가정 폐기물로 대표되는 다양한 물질을 혼합고 있는 음식 찌꺼기 등 수분 함량이 높은 폐기물 및 슬러지와 퇴적물이 부착된 폐기물 등을 탄화 처리하여 감량한 후에 최종 처리하는 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는 추세이다.
이와 더불어, 폐합성수지를 소각하거나 매립하지 않고 재활용하는 방안으로서 열분해가 가능한 폐합성수지는 이를 열분해하여 유용한 오일을 얻을 수 있는 오일화 방법이나 장치에 대한 연구개발 또한 활발히 진행되고 있다.
공개특허공보 제10-2002-0048350호 공개특허공보 제10-2005-0119372호 공개특허공보 제10-2012-0088416호
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 고온의 무산소 환경에서 과열 증기를 이용한 열분해 방식으로 폐수지류 폐기물, 의료용 폐기물, 어구류 폐기물, 슬러지류 폐기물, 폐가축 폐기물(조류독감, 구제역 등 병원균으로 인해 매몰된 가축사체, 유통되지 못한 가축의 부산물) 등을 증류 기화 및 탄화 처리하여 유분은 분리하고 폐기물은 감용 처리하는 새로운 폐기물 처리시스템을 구현함으로써, 환경에 유해한 다이옥신 등의 발생을 완전히 배제할 수 있고, 소각 폐기물의 양을 최소화할 수 있으며, 재생 연료 자원을 확보할 수 있는 등 환경 친화적 및 경제적 효율성을 도모할 수 있는 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비는 폐기물이 투입되는 곳으로서 증기보일러에서 제공되는 증기를 공급받아 유닛 내부의 산소를 배출시키는 예열기유닛과, 상기 예열기유닛에서 공급되는 폐기물이 투입되는 곳으로서 증기보일러 및 과열증기발생기에서 제공되는 과열 증기를 공급받아 폐기물을 열분해하여 증류 기화시키는 열분해유닛과, 상기 열분해유닛에서 공급되는 탄화물이 투입되는 곳으로서 냉각팬에서 제공되는 냉각 공기를 공급받아 열분해에 의해 완전히 증류 기화되고 남은 탄화물과 부산물을 냉각시키는 냉각유닛과, 상기 열분해유닛의 내부 온도를 제어 및 유지하기 위한 수단으로서 열분해유닛에 배속되어 유닛 외부를 가열하는 버너와, 상기 예열기유닛 및 열분해유닛에서 배출되는 증기 속의 불순물을 제거함과 더불어 증기를 냉각하여 물과 기름으로 분리하는 재생원료회수장치와, 상기 재생원료회수장치측에서 배출되는 배기가스를 연소시켜서 악취를 제거하는 탈취보일러를 포함하는 것이 특징이다.
특히, 상기 열분해유닛은 250∼350℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안 폐기물을 열분해하여 증류 기화시키는 1차 열분해유닛과, 400∼500℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안 폐기물을 열분해하여 증류 기화시키는 2차 열분해유닛과, 550∼650℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안 폐기물을 열분해하여 증류 기화시키는 3차 열분해유닛과, 350∼450℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안 폐기물을 열분해하여 증류 기화시키는 4차 열분해유닛을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 재생원료회수장치는 순차적으로 배치되는 촉매탑, 콘덴서, 드레인포트, 유수분리조, 기름여과수조 및 기름탱크를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 재생원료회수장치는 콘덴서측과 냉각수 순환구조를 이루면서 증기의 응축을 위한 냉각수를 공급하는 냉각탑과 펌프를 더 포함할 수 있다.
이러한 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비는 열분해유닛 및 증기보일러에서 배출되는 배기가스를 정화 처리하는 배기가스처리장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비는 다음과 같은 효과가 있다.
1) 고온의 무산소 환경에서 과열 증기를 이용한 열분해 방식으로 폐수지류 폐기물, 의료용 폐기물, 어구류 폐기물, 슬러지류 폐기물 등을 증류 기화 및 탄화 처리하여 유분은 분리하고 폐기물은 감용 처리함으로써, 환경에 유해한 다이옥신 등의 발생을 완전히 배제할 수 있고, 소각 폐기물의 양을 최소화할 수 있으며, 재생 연료 자원을 확보할 수 있는 등 환경 친화적 및 경제적 효율성을 도모할 수 있는 효과가 있다.
2) 폐기물 열분해를 위한 각각의 예열기 유닛측 및 열분해 유닛측에서의 열분해 과정에서 배출되는 배기가스를 탈취 보일러에서 소각 처리하는 시스템을 적용함으로써, 악취 등의 대기오염물질로 을 등으로 인한 공해문제를 해결하고 대기환경을 개선할 수 있는 효과가 있다.
3) 폐기물 발생지 및 수거지에서 직접 자체 처리할 수 있는 유닛 타입, 배치(Batch) 타입, 연속식 타입 등으로 구성이 가능하고, 의료용 폐기물의 경우 처리 용량에 따른 발생지에서 콤팩트 타입으로 제작하여 자체 처리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비를 나타내는 공정도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비에서 열분해유닛을 나타내는 공정도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비에서 유분추출 과정을 나타내는 개략도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비를 나타내는 공정도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비는 소각되는 일반쓰레기, 비닐, 폐플라스틱, 음식물폐기물 등과 같은 폐기물을 예비 가열하는 수단으로 예열기유닛(11)을 포함한다.
상기 예열기유닛(11)은 증기보일러(10)에서 만들어진 증기(H2O)를 공급받고, 이렇게 공급받은 증기로 유닛 내부의 산소를 배출시키는 역할과 더불어 유닛 내에 투입된 폐기물을 소정의 온도로 예열하는 역할을 하게 된다.
이러한 예열기유닛(11)은 100∼200℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안, 바람직하게는 150℃의 온도에서 90분의 시간 동안 폐기물을 예열할 수 있게 된다.
또한, 상기 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비는 예열기유닛(11)에서 이송 공급되는 폐기물을 열분해하는 수단으로 열분해유닛(13)을 포함한다.
상기 열분해유닛(13)은 증기보일러(10)와 과열증기발생기(12)에서 공급되는 과열 증기를 이용하여 유닛 내의 폐기물을 열분해하여 증류 기화시키는 역할을 하게 된다.
즉, 상기 열분해유닛(13)은 과열 증기로 폐기물을 열분해하여 증류 기화시키게 되며, 무산소 상태에서 과열 증기를 이용한 열분해로 산소 반응이 없기 때문에 다이옥신 등과 같은 유해한 물질이 발생되지 않게 된다.
이러한 열분해유닛(13)에 의해 열분해 공정은 다단계 공정으로 이루어질 수 있는데, 예를 들면 각각 다른 온도 조건으로 설정되어 있는 1차 열분해유닛(13a) 내지 4차 열분해유닛(13d)을 이용하여 4단계에 걸쳐 순차적으로 열분해 공정이 진행될 수 있게 된다.
여기서, 상기 증기보일러(10)는 약 165℃ 정도의 증기를 발생시키는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 과열증기발생기(12)는 수증기 분자를 고속으로 마찰하여 약 600℃ 정도의 H2O 가스를 생성하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비는 열분해 공정을 마친 폐기물, 즉 열분해유닛(13)에서 이송 공급되는 탄화물을 냉각 처리하는 수단으로 냉각유닛(15)을 포함한다.
상기 냉각유닛(15)은 냉각팬(14)에서 공급되는 냉각 공기를 이용하여 열분해에 의해 완전히 증류 기화되고 남은 탄화물과 부산물(예컨대, 금속, 모래, 무기물 등)을 냉각시키는 역할을 하게 된다.
즉, 상기 냉각유닛(15)은 열분해로 내부 폐기물이 완전히 증류 기화되고 남은 탄화물과 금속 등을 개방 전 간접 냉각시킨다(과열층 냉각).
이러한 냉각유닛(15)은 100∼200℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안, 바람직하게는 150℃의 온도에서 90분의 시간 동안 탄화물을 냉각할 수 있는 1차 냉각유닛(15a)과, 30∼90℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안, 바람직하게는 60℃의 온도에서 90분의 시간 동안 탄화물을 냉각할 수 있는 2차 냉각유닛(15b)으로 구성되어 탄화물을 2차례에 걸쳐 순차적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비는 열분해유닛(13)에 배속되어 열분해유닛(13)의 내부 온도를 제어 및 유지하기 위한 수단으로 버너(16)를 포함한다.
상기 버너(16)는 폐기물에 대한 열분해가 이루어지고 있는 열분해로(도 3의 도면부호 28)의 외부를 가열하여, 즉 열분해로(28)를 둘러싸고 있는 자켓(도 3의 도면부호 29)의 내부를 가열하여, 열분해로(28)의 내부 온도를 제어함과 더불어 유지시켜주는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비는 예열기유닛(11) 및 열분해유닛(13)에서 배출되는 증기 속의 불순물을 제거하고, 또 이때의 증기를 냉각하여 물과 기름으로 분리하는 수단으로 재생원료회수장치(17)를 포함한다.
이러한 재생원료회수장치(17)는 예열기유닛(11)과 각 열분해유닛(13)은 물론 냉각유닛(15)에 각각 배속되어 유닛측에서 배출되는 증기로부터 불순물과 물은 분리하고 기름은 추출하는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비는 재생원료회수장치(17)측에서 배출되는 배기가스를 연소시켜서 악취를 제거하는 수단으로 탈취보일러(18)를 포함한다.
상기 탈취보일러(18)는 열풍로(미도시), 폐열보일러(미도시), 연결 덕트(미도시), 절탄기(미도시), 공기예열기(미도시), 스팀밴트장치(미도시), 급수장치(미도시), 연수장치(미도시), 각종 제어장치(미도시) 등을 포함하며, 증기보일러(10)의 가동 시에 발생하는 배기가스는 물론 열분해 공정에서 배출되는 배기가스를 연소시켜서 배기가스 속에 포함되어 있는 악취를 제거하는 역할을 하게 된다.
일 예로서, 상기 재생원료회수장치(17)의 드레인포트(21)에서 배출되는 배기가스 및 악취는 배기가스 배출라인을 따라 탈취보일러(18)로 이송되고, 이렇게 이송된 악취를 포함하는 배기가스는 탈취보일러(18)의 운전과 함께 보일러 내부의 고온의 열에 의해 연소되며, 계속해서 악취가 제거된 배기가스는 대기로 방출된다.
그리고, 상기 탈취보일러(18)의 가동에 따른 폐열은 증기보일러(10) 등의 열원으로 활용될 수 있게 된다.
이러한 탈취보일러(18)는 악취성분을 700∼800℃의 온도에서 연소 분해하며, 가연성유기악취가스에 적용이 가능하다.
예를 들면, 스틸렌, 아세트알데히드, 크실렌 등 가연성 탄화수소에 적용이 가능하다.
이와 같은 탈취보일러(18)를 적용함에 따라 악취성분 농도가 높을 경우 유리하고, 악취 소각 시 가장 확실한 제거 방법 중의 하나이며, 폐열 회수를 통한 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다.
또한, 상기 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비는 열분해유닛(13), 증기보일러(10) 등에서 배출되는 배기가스를 정화 처리하는 수단으로 배기가스처리장치(27)를 포함한다.
이러한 배기가스처리장치(27)는 배기가스 속에 포함되어 있는 매연, 분진, 질소산화물, 염화수소 등의 유해물질을 제거하는 역할을 하며, 활성탄 흡착탑(미도시), 3단약액세정탑(미도시) 등을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비에서 열분해유닛을 나타내는 공정도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 열분해유닛(13)은 순차적으로 배치되어 연속식 타입으로 폐기물에 대한 열분해 공정을 수행하는 1차 열분해유닛(13a), 2차 열분해유닛(13b), 3차 열분해유닛(13c) 및 4차 열분해유닛(13d)을 포함한다.
상기 1차 열분해유닛(13a)은 250∼350℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안, 바람직하게는 300℃의 온도에서 90분의 시간 동안 폐기물을 1차 열분해하여 증류 기화시키는 역할을 하게 된다.
상기 2차 열분해유닛(13b)은 400∼500℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안, 바람직하게는 450℃의 온도에서 90분의 시간 동안 폐기물을 2차 열분해하여 증류 기화시키는 역할을 하게 된다.
상기 3차 열분해유닛(13c)은 550∼650℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안, 바람직하게는 600℃의 온도에서 90분의 시간 동안 폐기물을 3차 열분해하여 증류 기화시키는 역할을 하게 된다.
상기 4차 열분해유닛(13d)은 350∼450℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안, 바람직하게는 400℃의 온도에서 90분의 시간 동안 폐기물을 4차 열분해하여 증류 기화시키는 역할을 하게 된다.
이렇게 열분해 유닛(13)을 1차 열분해유닛(13a) 내지 4차 열분해유닛(13d)의 연속식으로 구성하고, 각 유닛에 일정한 설정 온도를 부여함으로써, 추출되는 증발가스의 상태도 안정되고 손실없이 염소 제거 및 액상화, 그리고 냉각도 지연없이 처리할 수 있는 공정 환경을 확보할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비에서 유분추출 과정을 나타내는 개략도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 재생원료회수장치(17)는 열분해유닛(13)의 후단에서부터 순차적으로 배치되는 촉매탑(19), 콘덴서(20), 드레인포트(21), 유수분리조(22), 기름여과수조(23) 및 기름탱크(24)를 포함하며, 열분해유닛(13)에서 증류 기화된 배출가스는 촉매탑(19)→콘덴서(20)→드레인포트(21)→유수분리조(22)→기름여과수조(23)→기름탱크(24)를 거치면서 물과 기름, 그리고 배기가스로 분리된다.
상기 열분해유닛(13)은 폐기물의 열분해 공간을 제공하는 열분해로(28)와 이러한 열분해로(28)의 둘레를 감싸고 있는 자켓(29)을 포함한다.
이때, 상기 열분해로(28)의 내부에는 일정 온도의 과열 증기가 공급되어 내부에 있는 폐기물이 열분해되면서 증류 기화하게 되고, 상기 자켓(29)의 내부로는 버너(16)의 연소열이 공급되어 열분해로(28)의 외부가 가열되면서 열분해로(28)의 설정 온도가 유지될 수 있게 된다.
상기 촉매탑(19)은 필터를 이용하여 열분해 후 기화한 증기에 포함되어 있는 염소, 왁스 등을 걸러서 제거하는 역할을 하게 된다.
상기 콘덴서(20)는 염소 등이 제거된 기체를 간접 냉각하여 물과 기름으로 응축시키는 역할을 하게 된다.
이러한 콘덴서(20)는 냉각탑(25) 및 펌프(26)와 냉각수 순환구조를 이루게 되고, 이에 따라 콘덴서(20) 내에서는 순환되는 냉각수에 의한 증기의 응축과정이 이루어지게 된다.
이때, 상기 냉각탑(25)은 콘덴서측에서 열교환을 마친 냉각수를 냉각하는 역할을 하게 되고, 펌프(26)는 냉각수 순환을 위한 동력을 제공하는 역할을 하게 된다.
상기 드레인포트(21)는 솔레노이드 밸브(미도시)가 갖추어져 있으며, 이때의 솔레노이드 밸브를 통해 응축된 오일 온도에 따라 등유계, 경유계, 중유계를 선별 배출하는 역할은 물론, 응축되지 않는 가스를 탈취보일러(18)측으로 배기하는 역할을 하게 된다.
상기 유수분리조(22)는 기름과 물을 분리하는 역할을 하게 되며, 이곳에서 분리된 물은 폐수처리장치(30)측으로 배출되어 정화 처리된다.
상기 기름여과수조(23)는 기름에 포함되어 있는 불순물을 여과하여 제거하는 역할을 하게 된다.
상기 기름탱크(24)는 최종 정제된 기름을 보관하는 곳으로서, 이곳에 보관된 기름은 보일러, 과열기 등의 연료로 재사용되거나 또는 일부는 외부에 판매될 수 있게 된다.
물론, 상기 재생원료회수장치(17)에 속하는 촉매탑(19), 콘덴서(20), 드레인포트(21), 유수분리조(22), 기름여과수조(23) 및 기름탱크(24)는 예열기유닛(11)과 냉각유닛(15)에도 각각 배속되며, 이에 따라 예열기유닛(11)과 냉각유닛(15)에서 증류 기화된 배출가스는 촉매탑(19)→콘덴서(20)→드레인포트(21)→유수분리조(22)→기름여과수조(23)→기름탱크(24)를 거치면서 물과 기름, 그리고 배기가스로 분리된다.
여기서, 상기 냉각유닛(15)의 경우, 추가 열원 공급없이 잔열로 폐기물에 남아 있는 기름성분을 증류 기화시켜 폐기물 대비 기름회수량(수율)을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 재생원료회수장치(17)의 유분추출 과정에 대해 좀더 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 증기보일러에서 만들어진 수증기를 과열증기발생기에서 더욱 과열시켜 소정의 온도, 예를 들면 약 600℃ 정도의 온도를 가지는 고온 수증기로 만들고, 이렇게 만든 고온 수증기를 열분해유닛의 열분해로 내에 투입한다.
다음, 열분해로에서 고온 H2O 가스 생성에 의해 유지분을 증류 기화시킨다.
이때, 열분해로에서는 과열 증기에 의해 열분해로 내의 무산소 상태에 증류 기화 과정이 이루어지는 관계로 종전과 같이 연소로에서 발생하는 산소 반응이 없기 때문에 다이옥신이 발생되지 않는다.
다음, 이 기화가스를 촉매로 염소 흡착 처리하고 냉각 콘덴서로 액화시킨다.
다음, 기화가스의 온도에 따라 솔레노이드 밸브에서 경유계와 중유계를 선별하여 유수분리조에서 기름과 수분을 분리시키고, 계속해서 기름여과수조에서 불순물을 제거한 후에 재생기름을 추출한다.
이렇게 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비는 폐기물의 전처리 및 선별 등의 번거로운 작업없이 열분해 처리에 의해 유분을 추출할 수 있고, 폐기물의 재생자원화를 용이하게 할 수 있다.
이러한 유화 공정을 통해 얻은 액화기름 지방분 중 경유계는 공정에서 재사용할 수 있고, 등유계 및 중유계를 난방 연료로 판매할 수 있는 한편, 탄화물은 중유계와 혼합하여 고칼로리 분말의 숯으로 가공할 수 있고, 물은 증기보일러나 공정 내의 용수로 재사용할 수 있으며, 금속이나 유리류, 토석 모래 등은 재활용 자원으로 사용하거나 부재 내 매립용도로 사용할 수 있다.
일 예로서, 슬러지류 폐기물은 발생지에 따라 소각처리, 감량화 후 소각, 하수슬러지의 경우에는 건조 후 복토제 및 부영제 등으로 재활용하는데, 본 발명의 설비에서는 슬러지류 페기물을 유화 처리하여 기름을 분리하고 폐기물에 포함된 유해물질을 촉매로 제거하며 최종 탄화물은 폐연료 등으로 재활용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 고온의 무산소 환경에서 과열 증기를 이용한 열분해 방식으로 폐수지류 폐기물, 의료용 폐기물, 어구류 폐기물, 슬러지류 폐기물 등을 증류 기화 및 탄화 처리하여 유분은 분리하고 폐기물은 감용 처리하는 새로운 타입의 폐기물 처리설비를 제공함으로써, 환경에 유해한 다이옥신 등의 발생을 완전히 배제할 수 있고, 소각 폐기물의 양을 최소화할 수 있으며, 재생 연료 자원을 확보할 수 있는 등 환경 친화적 및 경제적 효율성을 기대할 수 있다.
10 : 증기보일러
11 : 예열기유닛
12 : 과열증기발생기
13 : 열분해유닛
13a : 1차 열분해유닛 13b : 2차 열분해유닛
13c : 3차 열분해유닛 13d : 4차 열분해유닛
14 : 냉각팬
15 : 냉각유닛
15a : 1차 냉각유닛 15b : 2차 냉각유닛
16 : 버너
17 : 재생원료회수장치
18 : 탈취보일러
19 : 촉매탑
20 : 콘덴서
21 : 드레인포트
22 : 유수분리조
23 : 기름여과수조
24 : 기름탱크
25 : 냉각탑
26 : 펌프
27 : 배기가스처리장치
28 : 열분해로
29 : 자켓
30 : 폐수처리장치

Claims (5)

  1. 폐기물이 투입되는 곳으로서, 증기보일러(10)에서 제공되는 증기를 공급받아 유닛 내부의 산소를 배출시키는 예열기유닛(11);
    상기 예열기유닛(11)에서 공급되는 폐기물이 투입되는 곳으로서, 증기보일러(10) 및 과열증기발생기(12)에서 제공되는 과열 증기를 공급받아 폐기물을 열분해하여 증류 기화시키는 열분해유닛(13);
    상기 열분해유닛(13)에서 공급되는 탄화물이 투입되는 곳으로서, 냉각팬(14)에서 제공되는 냉각 공기를 공급받아 열분해에 의해 완전히 증류 기화되고 남은 탄화물과 부산물을 냉각시키는 냉각유닛(15);
    상기 열분해유닛(13)의 내부 온도를 제어 및 유지하기 위한 수단으로서, 열분해유닛(13)에 배속되어 유닛 외부를 가열하는 버너(16);
    상기 예열기유닛(11) 및 열분해유닛(13)에서 배출되는 증기 속의 불순물을 제거함과 더불어 증기를 냉각하여 물과 기름으로 분리하는 재생원료회수장치(17);
    상기 재생원료회수장치(17)측에서 배출되는 배기가스를 연소시켜서 악취를 제거하는 탈취보일러(18);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열분해유닛(13)은 250∼350℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안 폐기물을 열분해하여 증류 기화시키는 1차 열분해유닛(13a)과, 400∼500℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안 폐기물을 열분해하여 증류 기화시키는 2차 열분해유닛(13b)과, 550∼650℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안 폐기물을 열분해하여 증류 기화시키는 3차 열분해유닛(13c)과, 350∼450℃의 온도에서 60∼120분의 시간 동안 폐기물을 열분해하여 증류 기화시키는 4차 열분해유닛(13d)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 재생원료회수장치(17)는 순차적으로 배치되는 촉매탑(19), 콘덴서(20), 드레인포트(21), 유수분리조(22), 기름여과수조(23) 및 기름탱크(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 재생원료회수장치(17)는 콘덴서(20)측과 냉각수 순환구조를 이루면서 증기의 응축을 위한 냉각수를 공급하는 냉각탑(25)과 펌프(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 열분해유닛(13) 및 증기보일러(10)에서 배출되는 배기가스를 정화 처리하는 배기가스처리장치(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비.
KR1020220119174A 2022-09-21 2022-09-21 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비 KR20240040320A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220119174A KR20240040320A (ko) 2022-09-21 2022-09-21 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220119174A KR20240040320A (ko) 2022-09-21 2022-09-21 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240040320A true KR20240040320A (ko) 2024-03-28

Family

ID=90482712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220119174A KR20240040320A (ko) 2022-09-21 2022-09-21 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240040320A (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020048350A (ko) 2002-05-20 2002-06-22 박준호 폐합성수지를 이용한 유화공정시 크래킹반응을 촉진시키는촉매 조성물
KR20050119372A (ko) 2004-06-16 2005-12-21 정임순 폐합성수지 열분해 유화공정의 밀폐형 연속 원료투입방법
KR20120088416A (ko) 2011-01-31 2012-08-08 주식회사 경윤하이드로에너지 열분해유화공정에서 산출된 열분해유의 처리방법 및 그에 사용되는 처리장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020048350A (ko) 2002-05-20 2002-06-22 박준호 폐합성수지를 이용한 유화공정시 크래킹반응을 촉진시키는촉매 조성물
KR20050119372A (ko) 2004-06-16 2005-12-21 정임순 폐합성수지 열분해 유화공정의 밀폐형 연속 원료투입방법
KR20120088416A (ko) 2011-01-31 2012-08-08 주식회사 경윤하이드로에너지 열분해유화공정에서 산출된 열분해유의 처리방법 및 그에 사용되는 처리장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2004266869B2 (en) Thermolysis of organic waste in a ball furnace
KR100949037B1 (ko) 유기성 슬러지 처리시 발생하는 배출가스처리장치
AU2012300200B2 (en) Method for treating solid waste based on a gradient composed of two different heat sources
KR100665251B1 (ko) 유·무기물 쓰레기 처리시스템 및 유·무기물 쓰레기처리방법
US4948511A (en) Method for extracting dissolved organic pollutants from aqueous streams
KR20160090094A (ko) 폐자원을 이용한 에너지 선순환 시스템
KR100734092B1 (ko) 자체 에너지를 이용한 음식물 쓰레기 처리 시스템
CN210764947U (zh) 一种污泥干化炭化气化系统
CN113577975A (zh) 一种异位间接热解吸过程中的有机污染物废气处理方法
KR101252289B1 (ko) 가축 폐수 고형물 처리장치
KR100400613B1 (ko) 오폐수 슬러지의 연료화 소각처리 방법
KR100856677B1 (ko) 음식물쓰레기의 처리장치
KR20240040320A (ko) 유화 공정을 이용한 폐기물 처리설비
US3733271A (en) Waste disposal apparatus and method
KR101071108B1 (ko) 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치
KR100695457B1 (ko) 폐유와 슬러지로부터 청정 개질가스 및 재활용 자재제조방법 및 장치
WO2006104298A1 (en) Drying and carbonizing system for treating organic and waste
KR200393812Y1 (ko) 폐페인트의 재활용 장치
WO2002033320A1 (en) Incinerating apparatus using low and high frequency induction heating
JPH11159718A (ja) 燃焼装置および燃焼方法
JPH115100A (ja) 下水汚泥処理システム
KR200402474Y1 (ko) 열분해법에 의한 폐유기용제의 재활용장치
US6137026A (en) Zeros bio-dynamics a zero-emission non-thermal process for cleaning hydrocarbon from soils zeros bio-dynamics
JP2000051657A (ja) 残留物質及び煤煙ガスの処理
RU81190U1 (ru) Устройство очистки грунтов, загрязненных летучими органическими веществами