KR960010986B1 - Process and installation for recovering reusable gas from waste through pyrolysis - Google Patents
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Abstract
Description
[발명의 명칭][Name of invention]
열분해(Pyrolyes)에 의하여, 폐기물로부터 이용가능한 가스를 제조하기 위한 방법 및 장치Method and Apparatus for Producing Usable Gas from Waste by Pyrolyes
[도면의 간단한 설명][Brief Description of Drawings]
제1도는 본 발명상의 방법 및 장치의 개략도를 나타낸 것이다.1 shows a schematic of the method and apparatus of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 콘베어 2 : 조분쇄기1: Conveyor 2: Coarse Mill
4,7,8 : 운반대 5 : 마그네트 분리장치4,7,8: Carrier 5: Magnet Separator
6 : 분리장치 9 : 미분쇄기6: separator 9: grinding machine
10 : 흡줄장치 13 : 바이오가스장치10: suction line device 13: biogas device
14 : 나선형의 열압축기 15 : 배수로14: spiral heat compressor 15: drainage
16 : 가스채취용 브롬멜 18 : 먼지분리장치16 gas bromine 18: dust separation device
19 : 가스변환기 21 : 스프레이장치19: gas converter 21: spray device
22 : 송풍기 23 : 세척장치22: blower 23: washing device
24 : 물방울분리장치 25 : 가스관24: droplet separator 25: gas pipe
30 : 제너레이터 31 : 가스관30 generator 31 gas pipe
38 : 가스연소기 40 : 세척수탱크38 gas burner 40 washing water tank
46 : 냉각탑 47 : 세척수 중화장치46: cooling tower 47: washing water neutralizing device
48 : 순환수-변환처리장치 50 : 순환관48: circulating water-conversion processing device 50: circulating pipe
56 : 가스분해장치 60 : 완충기56 gas decomposition device 60: shock absorber
61 : 콤프레서 35,62 : 운반관61: compressor 35,62: conveying pipe
66 : 흡입관 67 : 부패실의 바닥66: suction pipe 67: the bottom of the rot chamber
69 : 건조프레스 72 : 수조69: dry press 72: water tank
76 : 오존투입장치 77 : 석회연소오븐76: ozone injection device 77: lime burning oven
[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention
[발명의 분야(기술분야)][Field of invention (technical field)]
본 발명은 특허청구범위 제1항에 기재되어 있는 방법을 이용하여 열분해에 의하여 폐기물로부터 이용가능한 가스를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 특허청구범위 제10항의 내용기재와 같이 본 발명상의 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이기도 하다.The present invention relates to a method for producing a gas usable from waste by pyrolysis using the method described in claim 1. The invention also relates to an apparatus for carrying out the method according to the invention as described in claim 10.
[종래기술상의 문제점][Problems with Prior Technology]
열분해를 이용한 방법 및 장치는, 예를들면, DE-OS 33 47 554 및 DE-OS 35 445에 나와 있어 이미 알려져 있다. 이 경우에는 사용가능한 가스를 폐기물로부터 얻을 수 있다. 이를 위해서는 여러 단계에 필요한 물, 특히 가스변환기(Gaswandler)속에서 제조되는 분해가스(Spaltgas)용 가스세척장치(Gaswaschanlage)에 필요한 양의 물이 싸이클을 이루어 순환하게 된다. 그러나, 종래의 경우에는 가스세척장치 속에 들어있는 유해물질의 정도를 일정하게 유지시키고, 가스의 순도(Reinheit)를 보장하기 위해서는 순환되는 물중 일정량을 빼내어 신선한 물로 바꿔주어야 할 필요가 있었다. 이때, 빼내어낸 물은 사후처리를 해주어야 했다. 왜냐하면, 이 물의 찌꺼기를 없애주어야 했기 때문이다. 또한, 시안화물(Zyaniden)과 페놀(Phenolen), 그리고 암모니움의 농도가 변화하는 까닭에 경우에 따라서는 열분해장치와 같이 움직이는 바이오가스장치(Biogasanlage)에 직접 운반해 준다는 것에 문제점이 있는 것으로 밝혀졌다. 상술한 농도의 변화는 미생물들의 활동의 저하를 가져오며, 극단적인 경우에는 환경을 파괴하기까지 한다. 화학적 산화물질(Oxydationsstoffe)이나 괴상의 물질(Flockungasmittel)을 첨가하여 중화시켜 줄 경우라도 제거해야 할 특별한 폐기물의 잔존물의 양을 늘려주게 되는 결과가 된다.Methods and apparatus using pyrolysis are already known, for example in DE-OS 33 47 554 and DE-OS 35 445. In this case, usable gases can be obtained from the waste. To this end, a cycle of water required for various stages, especially the amount of water required for the gas waschanlage for the split gas produced in a gas converter, is cycled. However, in the conventional case, in order to maintain a constant level of harmful substances contained in the gas washing device and to guarantee the purity of the gas (Reinheit), it was necessary to remove a certain amount of water circulated and replace it with fresh water. At this time, the extracted water had to be post-treated. For this debris had to be removed. In addition, the concentrations of cyanides (Zyaniden), phenols (Phenolen), and ammonium have been found to be problematic in some cases because of the direct transport to biogas units that move like pyrolysis units. . The above-mentioned change in concentration leads to a decrease in the activity of microorganisms and, in extreme cases, even destroys the environment. Neutralizing chemical Oxidationsstoffe or Flockungasmittel can also increase the amount of residues of special wastes to be removed.
[발명의 목적][Purpose of invention]
따라서, 본 발명의 과제는 폐수를 적게 함유하는 제조방법을 그대로 유지하면서 제거되어야 할 필요가 있는, 환경을 파괴하는 물질들을 줄이고 아울러 장치의 작동성능을 상당히 개선하는 것에 있다.Accordingly, the object of the present invention is to reduce substances that destroy the environment, which need to be removed while maintaining a manufacturing method containing less waste water, and to significantly improve the operational performance of the apparatus.
[발명의 이용가능성][Availability of invention]
이러한 과제는 수조(Wasserbad)에 이 수조를 통해 가스채취용 트롬멜(Entgasungstrommel)로부터 열분해잔존물이 운반되게 된다. 가스세척장치내의 세척용 순환수로부터 빼어 낸 액체중 적어도 그 일부를 보충하여 줌으로써 충족가능하다.The challenge is to transport the pyrolysis residues from the gas-collecting Trommel (Entgasungstrommel) to the Wasserbad. It can be satisfied by replenishing at least a portion of the liquid drawn out from the circulating water in the gas washing apparatus.
이러한 방법으로 열분해잔존물들을 침지시킬 수 있다. 열분해잔존물은 그 체류시간(Verweilzeit)이 충분한 경우 자체 무게의 140%에 달하는 수분을 흡수한다는 사실이 놀랍게도 밝혀졌다. 다시말하면, 부분적으로 혹은 전부가 가스세척장치로부터 분리되어 나온 순환하는 물로 구성될 수 있는 세척수중 상당한 정도가 스스로 결합될 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 열분해잔존물에 함유되어 있는 탄소의 함량이 크면 클수록 수분의 흡수는 더 커진다는 사실 또한 밝혀졌다. 또한, 완벽한 침지(Benetzung)를 위해서는 그 머무는 시간을 충분하게 잡아주어야 한다. 예를들어, 스크류 콘베이어 시스템(Schneckenfordersystem)의 회전수를 알맞게 천천히 조절해 줌으로써 침지작업을 완벽히 수행할 수 있다.In this way, pyrolysis residues can be immersed. It was surprisingly found that the pyrolysis residue absorbs up to 140% of its weight when the Verweilzeit is sufficient. In other words, a significant amount of wash water, which may consist of circulating water, partly or wholly separated from the gas washing unit, can be combined by itself. It has also been found that the greater the carbon content in the pyrolysis residue, the greater the absorption of moisture. In addition, for complete benetzung, you need to allow sufficient time for your stay. For example, the immersion operation can be completed by adjusting the speed of the screw conveyor system (Schneckenfordersystem) slowly.
열분해잔존물속에 들어있는 탄소의 함량을 늘리기 위해서 발명의 내용을 좀더 개선해 보면, 가스채취용 트롬멜(가스를 채취하기 위한 고륜(북)모양의 장치)속으로 운반되는 폐기물에서 사전에 불활성 물질(Inertstoffe)을 제거할 수도 있다. 이러한 작업은, 예를들어, 캠로울러 분리기(kammwalzeusortierer)같은 분류장치를 통해 이루어질 수 있다. 이때, 이러한 방법으로 처리되는 열분해잔존물은 화학적 선별특성을 가진 활성탄구조(Aktivkohlesstruktur)를 가지고 있음이 생각지도 못한 방법에 의해 밝혀졌다. 그리하여, 이 잔존물을 활성탄으로서 임의로 사용할 수 있게 된 것이다.A further refinement of the invention to increase the content of carbon in the pyrolysis residues is that inertstoffe may be used in advance in wastes transported into gas-collecting trommels (north-shaped devices for collecting gas). ) Can also be removed. This can be done, for example, via a sorting device such as a cammmwalzeusortierer. At this time, the pyrolysis residues treated by this method were found to have been unexpectedly found to have an activated carbon structure (Aktivkohlesstruktur) with chemical screening properties. Thus, this residue can be used arbitrarily as activated carbon.
본 발명상의 또 다른 장점으로는, 열분해잔존물을 활성탄의 필터로서 가스세척장치의 건조실 뒤에 있는 필터장치(Filtervorrichtung)속에 넣어 줄 수 있다는 것이다.Another advantage of the present invention is that the pyrolysis residue can be entrained in a Filtervorrichtung behind the drying chamber of the gas washing device as a filter of activated carbon.
[발명의 개시][Initiation of invention]
열분해로 나오는 순수한 가스(Pyrolysereingas)중에서 유황이 차지하는 몫을 -이것은 무엇보다도 가스변환기 속에서 사용되는 코크스의 유황함량에 의해 결정된다. -열분해의 순수한 가스로부터 분리시켜 낸다는 것은 이미 알려져 있는 바와 같이 매우 힘들다. 이제 가스세척장치의 필터부분을 연결시켜 주게되면, 예를들어 유황이나 불소결합물과 같이 완전하게 세척되지 않는 결합물들은 활성탄필터에 의해 흡수되게 된다.The share of sulfur in pyrolysereingas from pyrolysis is determined by, among other things, the sulfur content of the coke used in gas converters. Separation from the pure gas of pyrolysis is very difficult, as is known. Now, when the filter section of the gas washing unit is connected, the binders that are not completely cleaned, for example sulfur or fluorine binders, are absorbed by the activated carbon filter.
이때, 열분해의 잔존물이 이용되기 때문에, 부가비용은 거의 발생하지 않으며, 열분해잔존물은 이러한 방법으로 유익하게 쓰여지게 된다. 이것은 또한, 폐기가스 속에 들어있는 유황의 함량이 별다른 비용을 들이지 않고도 규정된 공기 -제한수치보다 훨씬 낮아지게 됨을 의미하며, 가스변환기 내의 또 하나의 장점으로서 유황의 함량이 비교적 높은 코크스가 유리하게 이용될 수 있음을 의미한다.At this time, since the residue of pyrolysis is used, almost no additional cost is incurred, and the pyrolysis residue is advantageously used in this way. This also means that the sulfur content in the waste gas is much lower than the specified air-limiting value without incurring any cost, and another advantage in gas converters is that the coke with a relatively high sulfur content is advantageously used. It can be.
열분해잔존물의 높은 흡수가능성을 이용해 필요한 경우에는 다른 산물들로부터 유해성분들을 제거해 낼 수도 있다. 이는 순환되는 물에서 빼어낸 액체에 이들 성분들을 혼합시키므로써 이루어낼 수 있다. 이렇게 하면 폐기물을 유해성분이 거의 함유되지 않은 상태로 만들 수 있다는 것 이외에도 다른 장치에서 유해물질을 제거하는 데도 이 방법을 이용한다.The high sorption of pyrolysis residues can be used to remove harmful components from other products if necessary. This can be done by mixing these components with the liquid drawn off from the circulating water. This can be used to remove hazardous substances from other devices, in addition to making the waste almost free of hazardous substances.
본 발명의 또 다른 장점은, 주택에서 나오는 쓰레기를 가공하는 열분해가스공장(Pyrolysegaswerk)가동으로 폐수량이 50% 이상 줄어들 수 있는 점이다. 또한, 1톤의 주택쓰레기를 처리하면 일반적으로 100리터 미만의 폐수가 나온다는 것인데, 이러한 양의 폐수는 일반적으로 유해물질을 가지고 있어 이것을 처리하지 않고 배수시키는 것은 생태학적으로 볼 때 바람직하지 못하다. 그렇지만 발명의 또 다른 내용에 따라 가스세척장치의 순환수로부터 빼어낸 액체에 오존(Ozon)을 투입하여 예비처리하고, 처리후에 시안화물(Zyanid)(농도.≤10g/㎥), 및/또는 페놀(농도40g/㎥)이 되도록 조치하여 주면, 따로 비용을 들이지 않고도 유해물질에 의한 부담을 상당히 줄여 줄 수 있다.Another advantage of the present invention is that by operating the pyrolysegaswerk (Pyrolysegaswerk) processing the waste from the house can be reduced by more than 50%. In addition, one ton of household waste generally results in less than 100 liters of wastewater. This amount of wastewater generally contains hazardous substances, so it is not ecologically desirable to drain it without treatment. However, according to another aspect of the invention, ozone (Ozon) is added to the liquid drawn out from the circulating water of the gas washing apparatus, and after treatment, cyanides (concentration. ≤ 10 g / m 3), and / or phenol If the concentration is 40g / ㎥, the burden of harmful substances can be significantly reduced without any extra cost.
열분해잔존물이 이러한 방식으로 처리되면, 이 물질은 아무런 문제없이 바이오가스(Biogas)장치 속으로 들어갈 수 있다. 통상 자체무게의 60%에 해당하는 수분을 지니고 있는 이러한 열분해잔존물은 폐놀과 시안화물의 부담정도가 조절이 되었기 때문에 가스세척물(Gaswasche)로부터 나오는 높은 함량의 석탄 및 암모늄으로 인해, 특히 자양분이 많은 혐기성 메탄가스 형성체(anaerobe Methangasbildner)를 위한 운반물질이 된다. 이 혐기성 메탄가스형성제는 생물학적으로 변화시킬 수 있는 흡수된 물질그룹을 이용가능한 가스로 변화시킨다. 오존에 의해 조절되는 유해물질의 동질화(Homogenisierung)는 이때 양이 지나치게 많아지는 위험과 이로인한 환경의 파괴를 최소화시켜 준다. 실험결과, 이러한 동질화 효과에 도달하는 데는 짧은 오존화(Ozonisierung)로도 충분하다는 것이 밝혀졌다. 이 오존화 시간은 일반적으로 완벽한 오존화에 걸리는 시간의 1/4 미만이다.If the pyrolysis residue is treated in this way, the material can enter the Biogas device without any problem. These pyrolysis residues, which normally contain 60% of their own weight, are controlled by the high content of coal and ammonium from gas washes, especially because they are controlled by the degree of burden of waste and cyanide. It is a carrier for anaerobic methangasbildner. This anaerobic methane gas former transforms a group of absorbed substances that can be biologically changed into available gases. Homogenisierung, controlled by ozone, minimizes the risk of excessive amounts and the destruction of the environment. Experiments have shown that short ozoneization is sufficient to achieve this homogenization effect. This ozonation time is generally less than one quarter of the time for complete ozonation.
폐수에서 나오는 유해물질에 의한 부담을 더 줄이기 위해서는 본 발명의 또 다른 내용에 따라 열분해잔존물에 의해 묶여 있지 않은 남아도는 물(Uberscha βwasser)을 -이것은 일반적으로 가스세척장치의 순환수로부터 빼어낸 물의 양과 비교해 볼때 50% 미만이다. -추가 오존화시킬 수 있다. 이러한 것은 바이오가스장치 속에서의 작업과 동시에 이루어질 수도 있으며, 그것 대신에 실시될 수도 있다. 남아도는 물을 완전히 오존화시킴으로써 CSB는 1리터당 400mg 이하의 산소로, BSB는 약 60mg/㎥ 까지, 시안화물과 페놀이 차지하는 몫은 일반적으로 0.1g/㎥ 이하로 까지 낮출 수 있다. 그러나, 순환수로부터 뽑아낸 일부의 액체들이 열분해잔존물속에서 상당한 정도로 결합을 하는 까닭에 폐수중 아주 극속부분만이 이러한 방법으로 나누어져야 한다. 그러므로, 나머지 수분을 오존화시키는 데는 최소의 에너지소모분이 필요할 뿐이다. 그러므로, 지금까지 사용되어 왔던 방법들의 경우와는 달리 본 발명의 경우에는 분리에 따른 문제점이 더 이상 나타나지 않는다.In order to further reduce the burden of hazardous substances from the waste water, the remaining water (Uberscha βwasser), which is not bound by pyrolysis residues in accordance with another aspect of the present invention, is generally used for the removal of water from the circulating water of the gas Less than 50% by volume. Can be further ozonated. This may be done concurrently with the work in the biogas unit, or may be performed instead. By fully ozonizing the excess water, CSB can be lowered to less than 400 mg of oxygen per liter, BSB to about 60 mg / m 3, and the share of cyanide and phenol typically down to 0.1 g / m 3. However, only some of the most extreme parts of the wastewater have to be divided in this way, as some of the liquids drawn from the circulating water combine to a considerable extent in the pyrolysis residues. Therefore, ozoneization of the rest of the water requires only minimal energy consumption. Therefore, unlike the methods that have been used so far, the problem of separation no longer appears in the case of the present invention.
본 발명에 맞는 방법에 의해 다루어지는 열분해잔존물은 바이오가스장치 속에 넣어 주는 대신 - 혹은 이것과 병행하여 - 이 열분해잔존물이 에너지공급에 사용하기 위해 석회가열오븐(Kalkbrandofen)속에서 사용할 수 있다. 이를 위해서 이것을 눌러 벽돌 모양의 입자로 만들 수 있다. 놀랍게도 가스를 내보내기 전에 불활성물질(Inertstoff)의 일부를 분리시킬 경우, 그 발열량(Heizwert)은 갈탄의 연소가와 동일할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이 발열량은 용해과정을 위해서는 충분한 것이다.The pyrolysis residues handled by the process according to the invention can be used in a lime heating oven (Kalkbrandofen) for use in energy supply instead of or in parallel with the biogas system. To do this, it can be pressed into brick-shaped particles. Surprisingly, if some of the inerts were separated before the gas was released, the Heizwert was found to be equal to the burnt value of lignite. This calorific value is sufficient for the dissolution process.
혼합상태를 제대로 맞추어 줄 경우에는 이때 불활성 물질부분의 세라믹화, 혹은 석회화가 일어난다. 이때, 이 경우에는 특히 중금속도 포함된다.When properly mixed, ceramic or calcification of the inert material part occurs. In this case, especially heavy metals are included.
실험결과, 석회나 석회오븐이 휠터에서 나오는 먼저(Kalkofen filterstanb), 석회수화물 또는 소석회(Kalkhydrat)에서 생겨난 찌꺼기처럼 칼슘을 함유한 결합물들과 유황이나 염소, 불소, 중금속을 함유한 물질이나 석탄찌꺼기 같은 연소성분으로 구성된 혼합물들이 약 1200℃의 온도에서 45∼120분 정도 체류시간(Verweilzeit)을 가지고 400-550kg/㎠ 정도로 알맞게 압착되어 벽돌모양의 입자가 될 때, 완전히 연소된 잔존물(Ausbrand-Reststoff)이 나타난다는 사실이 밝혀졌다. 이때, 현존하는 염소부분 전체가, 그리고 유황부분 및 금속의 거의 100%가 세라믹화 되거나 또는 거의 잿물기를 뺄 수 없을 정도로 재와 결합된다. 다시말하면, 이러한 방법으로 유해물질, 특히 중금속에 의한 유해물질을 환경에 피해를 주지않고 제거할 수 있음을 의미한다.Experiments have shown that lime or lime ovens can contain calcium-containing compounds, such as those produced from Kalkofen filterstanb, lime hydrate or kalkhydrat, and substances containing sulfur, chlorine, fluorine, heavy metals or coal residues. Fully burned residue (Ausbrand-Reststoff) when mixtures composed of combustion components are compressed to suitable brick-like particles with a vorweilzeit of about 45 to 120 minutes at a temperature of about 1200 ° C and about 400-550 kg / cm 2. It turns out that this appears. At this time, the entire existing chlorine portion, and almost 100% of the sulfur portion and metal, are ceramicized or combined with ash to such an extent that the lye can not be removed. In other words, this means that it is possible to remove harmful substances, especially harmful substances caused by heavy metals, without harming the environment.
금속을 세라믹화하는데 필요한 조건은 단지 SiO2, CaO, ZnO, Fe2O3및/또는 MgO와 납, 크롬, 망간, 카드뮴, 베릴륨, 바륨, 셀레늄, 비소, 안티몬, 바나듐, 창연(Wismut), 스트론툼, 및/또는 지르콘(Zyrkon) 같은 금속들의 전체 집단의 몰(mol) 비율이 6 : 1에 달하게 만들어 주는 것 뿐이다. 유황과 염소, 불소화합물들을 결합시키기 위한 조건은 칼슘과 마그네슘, 나트륨이 유황과 염소, 그리고 불소에 대해 적어도 2 : 1의 몰비(比)를 가진다는 것이다. 이러한 혼합물들은 이때 최대 자체무게의 40%에 해당하는 수분을 함유할 수 있어야 하며, 발열량은 적어도 100Kcal/kg에 달해야 한다. 이는 예를들어, 석회오븐 등의 속에 들어있는 연소물질들이 그 필요한 체류시간과 온도하에서 작열할 수 있게 하기 위함이다. 이때, 이속에 넣어진 금속들은 산화되고, CaO와 MgO의 용해물 속으로 받아들여진다. 이 속에서 이것들은 비교적 활동성이 없는 세라믹집단을 형성하게 된다. 유황화합물들은 아황산염(Sulfiet)이나 황산염으로서 흡수되며, 액체상태의 염소(Chlor)와 불소는 결합하여 염화칼슘(CaCl2)과 형석성분의 CaF2가 된다.The conditions necessary for ceramicizing the metal are only SiO 2 , CaO, ZnO, Fe 2 O 3 and / or MgO with lead, chromium, manganese, cadmium, beryllium, barium, selenium, arsenic, antimony, vanadium, bismuth, It only makes the mole ratio of the entire population of metals, such as strontium and / or Zyrkon, reach 6: 1. The conditions for combining sulfur, chlorine and fluorine compounds are that calcium, magnesium and sodium have a molar ratio of at least 2: 1 relative to sulfur, chlorine and fluorine. These mixtures should then be able to contain water equivalent to 40% of their maximum weight, with a calorific value of at least 100 Kcal / kg. This is to allow, for example, combustion materials in lime ovens to burn under the required residence time and temperature. At this time, the entrained metals are oxidized and taken into the melt of CaO and MgO. In this, they form a relatively inactive ceramic group. Sulfur compounds are absorbed as sulfites or sulfates, and chlorine and fluorine in the liquid phase combine to form calcium chloride (CaCl 2 ) and fluorite CaF 2 .
열분해잔존물을 가지고 실시한 실험결과, 이 물질이 연소성분의 기능을 위임받아 온도를 상승시키는 역할을 할 수 있음이 밝혀졌다. 그 속에 흡수되어 있는 유해성분들은 -이것들은 열분해가스공장(Pyrolysegaswerk) 역할을 하는 다른 요인들에 의해서도 생겨날 수 있으며, 열분해잔존물들이 들어있는 수조속에 섞여 들어감으로써 한 무리가 되게 된다. -이때, 자연환경에 해를 끼치지 않도록 분리·제거된다. 이리하여 열분해장치는 최종적으로 저장되어야 할 필요가 있는 잔존물들을 남기지 않게 된다.Experiments with pyrolysis residues have shown that this material can play a role in raising the temperature by entrusting the function of combustion components. The harmful constituents absorbed therein-these can also be caused by other factors acting as a pyrolysegaswerk, which can be grouped by mixing into a tank containing pyrolysis residues. -At this time, it is separated and removed so as not to harm the natural environment. Thus, the pyrolysis device leaves no residues that need to be finally stored.
또한, 장치를 작동시키기 위해 자체의 에너지수요량을 빼어낸 후에도 가스를 세척하기 위한 오존장치에 필요한 자체 존기소요량을 감소시키고, 에너지이용률을 개선시킴으로써 재사용가능한 에너지의 양이 5% 이상 증가할 수 있다는 사실도 밝혀졌다.In addition, the amount of reusable energy can be increased by more than 5% by reducing the amount of self-existence required for the ozone system for cleaning gases and improving energy utilization even after the energy demand for the device has been drained. Also turned out.
바이오가스장치의 경우, 열분해잔존물을 집어넣게 되면 폐기물을 열로 전환시키는데 필요한 비용이 절감되어 그 경제성이 향상된다.In the case of biogas systems, the addition of pyrolysis residues reduces the cost of converting waste into heat, thereby improving the economics.
본 발명의 경우에 있어서, 최종적으로 저장할 필요가 있는 폐기물의 양은 일반쓰레기 소각장치에서 나오는 쓰레기보다 몇배나 적다. 그밖에도 후자의 경우에는 매우 독성이 강하며, 이에 따라 특별폐기물로서 분리, 제거되어야함 한다.In the case of the present invention, the amount of waste finally needed to be stored is several times less than the waste from general waste incinerators. In addition, the latter is very toxic and must be separated and removed as special waste.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]Best Mode for Carrying Out the Invention
본 발명을 실행하기 위한 장치가 도면에 나와 있어 발명의 내용을 원칙적으로 설명해 주고 있다.An apparatus for carrying out the present invention is shown in the drawings, and the content of the invention is explained in principle.
기본적인 구조는, DE-OS 35 29 345에 나와 있기 때문에 여기에서는 본 발명의 내용상 중요한 부분들만 비교적 자세하게 그려 놓았다. 나선모양의 스크류 콘베이어장치를 거쳐 가스채취용 트롬멜(Entgasungstrommel)로부터 열분해잔존물을 빼어내는 것은 DE-OS 33 47 554에(특히, 그림 7과 8 참조) 나와 있다. 물론, 그림에 나와있는 나선형의 장치 대신에 다른 운반장치를 사용해도 된다. 단지, 조건이 되는 것은 열분해잔존물이 수조속에서 알맞은 시간을 두고 충분히 강하게 침지되어야 한다는 것이다.Since the basic structure is shown in DE-OS 35 29 345, only the important parts of the present invention are drawn in detail. The extraction of pyrolysis residues from the gas-trolling Trommel via spiral screw conveyors is shown in DE-OS 33 47 554 (see in particular Figures 7 and 8). Of course, other carriers may be used in place of the helical device shown. The only condition is that the pyrolysis residues must be sufficiently immersed in the bath at a reasonable time.
폐기물은 콘베이어(1)를 지나 조분쇄기(Vorbrecher)(2)속으로 들어가 대충 잘게 잘리게 된다. 마그네트 분리장치(Magnetabscheideeinrichtung)(5)와 함께 운반대(4)와 운반홈(3)은 폐기물을 분리장치(6)속으로 운반해 준다. 분리장치(6)속에서는 젖어있는 무거운 폐기물로서의 채소부분들이 분리되게 되며, 그 밑에 마련되어 있는 용기 혹은 운반대(7)속으로 떨어지게 된다. 이때, 또한 불활성물질들도 분리추출될 수 있다. 이 불활성물질의 추출량은 가스채취용 트롬멜로부터 나오는 열분해잔존물이 적어도 자체무게의 25%에 해당되는 탄소를 가지도록 조절된다. 이는 열분해물질중 탄소가 차지하는 부분을 높여주기 위함이다. 나머지 폐기물파편들은 다음 단계의 운반대(8)와 또 다른 미분쇄기(Zerkleinerungseinrichtung)(9), 그리고 그 다음에 전류가 연결되는 물의 원심력을 이용한 흡출장치(Hydrozyklon)(10)를 -이 속에서는 무거운 부분들이 관(11)을 지나며, 다시한번 분리되게 된다. -지나 열에 의한 나선형의 열압축기(Thermoschneckenpresse)(14)로 운반된다. 관(11)을 지나 폐기물은 운반대(Behalter)(7)에서 나온 분리된 폐기물과 함께 관(12)을 지나 바이오가스장치(13)로 운반된다. 이 가스장치보다 앞서 유동물질 분리기(Fluidklassifizierer)를 작동시켜서 불활성이 무거운 물질들을 먼저 분리시킬 수 있다.The waste passes through the conveyor (1) and into the Vorbrecher (2) which is roughly chopped. The carriage 4 and the conveying groove 3 together with the magnettabscheideeinrichtung 5 transport the waste into the separator 6. In the separating device 6, the vegetable parts as wet heavy wastes are separated, and fall into the container or carrier 7 provided thereunder. At this time, inert materials may also be separated and extracted. The amount of extraction of this inert material is adjusted so that the pyrolysis residue from the gas-collecting trommel has at least 25% of its own weight of carbon. This is to increase the portion of carbon in the thermal decomposition material. The remaining waste debris is transported to the next stage carrier (8), another crusher (Zerkleinerungseinrichtung) (9), and then with a centrifugal force (Hydrozyklon) (10), using a centrifugal force of the current to which the current is connected Passes through the tube (11), once again separated. It is conveyed to a spiral thermocompressor (14) by means of heat. After the tube 11, the waste is conveyed through the tube 12 to the biogas device 13 together with the separated waste from the Behalter 7. Prior to this gas unit, the fluidid separator (Fluidklassifizierer) can be operated to separate heavy inert materials first.
나선형의 열압축기(Thermoschneckenpresse)(14)속에서는 이미 알려져 있는 방식대로 마찰하면서 눌러주는 마찰압(Reibungspressung)에 의해 약 110∼150℃에서 쉽게 가스가 배출가능한 구조를 지니게 되고 1∼50mm, 통상 약 3∼50mm의 크기를 지닌 입자들이 형성되게 된다.In a spiral thermoschneckenpresse 14, it has a structure in which gas can be easily discharged at about 110 to 150 DEG C by frictional pressing (Reibungspressung) in a known manner. Particles with a size of 50 mm are formed.
입자의 형태 대신 플러프(Fluff), 다시말해 구조가 엉성한 폐기물모양, 혹은 펠렛트(Pellet)모양, 다시말해 벽돌모양으로 눌러진 폐기물 구성요소들을 알맞은 크기로 만들어 낼 수도 있다. 이러한 것들의 경우에는 가스를 뽑아내는데 비교적 긴 시간이 필요하다. 이러한 방법으로 잘게 만들어진 폐기물 구성성분들은 바퀴모양의 배수로(Zellenradscheuse)(15)나 그밖의 다른 운반장치를 거쳐 가스채취용 트롬멜(16)속으로 들어간다. 이 속에서는 450∼650℃의 온도에서 이미 알려져 있는 방식에 따라 연소가스(Schwelgas)가 만들어진다. 이 가스는 관(17)과 먼지분리장치(Staubabscheideeinrichtung)(18)를 지나 고온에서의 가스변환기(Hochtemperatur-Gaswandler)(19)속으로 들어가게 된다. 가스변환기(19)속에서는 석탄상(bed)이나 코크스상위에서 연소가스가 조제, 또는 변환되게 된다. 이러한 종류의 가스변환기는 예를 들어, DE-OS 33 17 977에 나와 있다.Instead of the particle form, it is possible to produce waste components pressed in fluff, ie poorly structured, or pelletized, ie brick-shaped, to a suitable size. In these cases, it takes a relatively long time to extract the gas. Waste components chopped in this way enter the
열교환기(Warmetauscher)(20)를 통과한 후에 가스는 가스세척장치 속으로 들어간다. 이 장치는 본질적으로 하나의 물을 뿌려주는 탑모양의 장치(Wasserspruhturm)(21), 송풍기(Geblase)(22), 그리고 세척장치(23)와 물방울분리장치(Trofenabscheider)(24)로 구성되어 있다. 가스관(25)을 지나 세척된 가스는 가스미터(Gasometer)(26)로 가게 된다. 가스가 너무 많이 운반되어 올 경우, 남아도는 가스는 이 속에서 또 다른 관(27)을 지나 장치(28)로 운반될 수 있다.After passing through the
일반적으로 가스는 가스미터(26)에서 가스미터(29)로 가게된다. 가스미터(29)는 제너레이터(Generator)(30)와 연결되어 있다. 이때, 폐기가스관(31)을 지나 연소된 폐기가스는 굴뚝(32)속으로 들어가게 되어 있다.In general, gas flows from gas meter 26 to gas meter 29. The gas meter 29 is connected to the generator 30. At this time, the waste gas burnt through the waste gas pipe 31 enters the
가스변환기(19)는 관(33)을 통해 물을, 코크스 운반장치(34)를 통해 코크스를 얻는다. 재와 걸쭉한 물질들은 운반관(35)을 지나 밖으로 나가게 된다. 경우에 따라서는, 에너지를 절약하는 방법의 하나로 이 걸쭉한 물질로부터 나오는 코크스를 회수하기 위해 코크스를 되돌려오기 위한 관(36)을 만들 수도 있다.The gas converter 19 obtains water through the pipe 33 and coke through the coke carrier 34. Ash and thick matter are passed out through the conveying pipe (35). In some cases, one of the ways to save energy may be to make a
가스관(25)에서는 또 다른 관(37)이 분기되어 있다. 이 관은 가스연소기(Gasbrenner)(38)와 연결되어 있다. 가스연소기는 가스채취용 트롬멜(16)을 위해 열을 공급하는 역할을 한다. 장치에 시동이 걸리는 단계에서는 오일연소기(Olbrenner)(39), 혹은 분리된 가스연소기가 건류트롬멜(Schweltrommel)을 데워주는 역할을 한다. 그렇지만 장치가 계속하여 작동되고 있는 동안에는 가스채취용 트롬멜(16)에 필요한 열소요량은 연소기(38)만으로 완벽하게 충당할 수 있다.In the gas pipe 25, another pipe 37 branches off. This tube is connected to a gas burner 38. The gas burner serves to supply heat for the gas collecting trommel (16). At the stage of starting the device, an oil burner (Olbrenner) 39, or a separate gas burner, serves to warm the Schweltrommel. However, while the apparatus is still in operation, the heat requirements required for the gas-collecting
가스세척시 생겨나는 세척수는 세척수탱크(40)속으로 들어가며, 이어서 필터장치(41)(보통은 떼어낼 수 있는 용기로 되어 있다.)속으로 들어간다. 필터장치 속에 들어있는 분리된 고형(고체)물질들은 관(42)을 지나 재를 받아두는 용기(43)속으로 들어간다. 빼어내서 운반해주는 관(44)을 지나 나머지 물질들은 재를 받아두는 용기(43)로부터 나와 운반되며 안으로 밀어주는 장치(Einschubvorrichtung) 또는 경우에 따라서는 바퀴모양의 배수로(15)를 지나 다시 건류트롬멜(10)속으로 들어가게 된다.The washing water generated during the gas washing enters the washing water tank 40, and then into the filter device 41 (usually a removable container). The separated solid matter in the filter device passes through the pipe 42 and into the container 43 which receives the ash. After draining and conveying the pipe 44, the remaining material is transported out of the container 43 receiving the ash and pushed back into the device (Einschubvorrichtung) or, in some cases, the wheeled drainage 15, again to dry liquor trommel. (10) Go inside.
정화된 세척수는 필터장치(41)로부터 나와 관(45)을 지나 냉각탑(46)을 통과한 후 다시 가스세척장치의 스프레이장치(Spruhturm)(21)속으로 돌아오게 된다. 정화된 세척수의 일부는 세척수 중화장치(Waschwasserneutralisanlage)(47)속으로 들어가게 된다. 나선형 열압축기(14)로부터 나온 증기응축물(Brundendampfkondensat)들도 또한 관(58)을 지나 이 장치(47)속으로 들어간다. 이것들이 관(65)을 지나 바이오가스장치의 앞쪽에 있는 용기(Vorbehalter)(53)속으로 운반되지 않는 한 세척수 중화장치(47)로부터 세척수는 관(78)을 지나 순환작용을 위해 스프레이장치(21)속으로 들어온다.The purified washing water passes from the filter device 41, passes through the pipe 45, passes through the cooling tower 46, and then returns to the spray device 21 of the gas washing device. Some of the clarified wash water enters a wash water neutralizer (Waschwasserneutralisanlage) 47. Steam condensates (Brundendampfkondensat) from the helical thermal compressor 14 also pass through the
이때, 그중의 일부는 이 일부를 빼어내는 관(69)을 지나 순환수 -변환처리장치(Kreislaufwasser-Chargenbehandlungsanage)(48)속으로 들어가게 된다. 이 속에서는 이미 알려진 방식대로 관(49)을 통해 넣어진 알맞은 화학물질들에 의해 화학물질산화(Chemikalienoxycation)가 오존화에 의해 대치되지 않는 한 -세척수가 화학적으로 정화된다. 이렇게 함으로써 찌꺼기를 많이 남기는 부가물의 첨가를 상당히 줄일 수 있다. 순환관(50)을 지나 세척수의 일부는 공기필터(51)를 통과하여 운반되며, 거품이 생기는 것을 제거하는 역할을 하게 된다. 이때, 폐기가스는 관(52)을 통과하여 굴뚝(32)을 지나 불려나가게 된다. 그리고, 세척수의 또 다른 부분은 관(80)을 지나 스프레이장치(21)속으로 다시 돌아오게 된다.At this time, some of them pass through the
화학적으로, 그리고 역학적으로 정화된 물은 순환수-변환처리시설(48)로부터 나와 관(71)을 지나 바이오가스장치의 앞의 용기(53)속으로 들어간다. 이 용기(53)속으로는 필요한 경우에는 정화를 위한 진흙(Klarschlamm), 혼합비료(Rohkompost), 혹은 이러한 종류의 다른 물질들도 들어갈 수 있다. 이러한 것은 화살표 54로 암시되어 있다. 관(65)을 지나서는 증기응축물이 -이것이 순환수-변환처리장치(48)를 통과하여 운반되지 않는 한-직접 용기(53)속으로 들어갈 수도 있다.Chemically and mechanically purified water exits the circulating water-
용기(53)로부터 바이오가스장치(13)속에서 만들어진 물질들은 가수분해단계, 또는 가스분해장치(56)속으로 들어가게 된다. 가수분해장치(56)에는 반대편으로 흐름을 가진 열교환기(Gegenstromwarmetauscher)(57)가 연결되어 있다. 이 열교환기는 뜨거운 물(hot water) 운반관(62)을 통해 열을 얻게 되며, 이 운반관(62)을 세척수정화장치의 냉각탑(46)으로부터 분기되어 나와 있다. 부패실의 바닥(Faulraumboden)(67)속에 있는 난방장치는 부패실의 메탄영역의 온도가 33∼37℃ 사이에서 올라가도록 조절하는 역할을 한다.Substances made in the biogas device 13 from the vessel 53 enter the hydrolysis step, or into the gas cracker 56. The hydrolysis device 56 is connected to a heat exchanger (Gegenstromwarmetauscher) 57 with flow on the opposite side. The heat exchanger obtains heat through the hot
이러한 방법으로 열분해장치에서 나오는 남아 돌아가는 열을 바이오가스장치(13)를 위해 사용할 수 있다.In this way, the remaining heat from the pyrolysis device can be used for the biogas device 13.
상기 바이오가스장치(13)는 보통 혼합 방식대로 만들어져 있다. 상이 분리되어 있는 바이오가스장치를 만들려 할 경우, 위쪽 영역의 중간 샤프트(63)속으로 보통의 산성의 상(Saurephase)을 만들 수 있다. 반면에 아래쪽 영역에는 초산(Essigsaurephase)을 만들게 된다. 생겨나는 메탄가스는 메탄가스관(59)을 지나 빼어 내어지며, 완충기(Puffer)(60)와 콤프레서(Kompressor) (61)를 지나 가스관(25), 또는 열분해장치의 가스세척장치로 운반되어 세척작업을 하게 된다. 발효된 찌꺼기들은 흡입관(66)에 의해 밖으로 운반되게 되며, 미리 수분을 빼어내는 장치(Vorentwasserungseinrichtung)(68)로 운반된다. 이를 통해 약 20% 이하의 수분만을 함유하게 된다. 즉 발효찌꺼기에 들어있는 고형물질들은 건조프레스(69)에 의해 75%이상, 통상 약 85%까지 건조하게 된다. 발효물 속에 들어있는 나머지 수분은 발효물과 함께 아래가 뽀족하여 내용물이 모이도록 된 용기(Lagune)(70)속에 모이게 되며, 필요한 경우에는 처리장치(48)로 운반되거나 직접 배수구로 흘러가게 된다.The biogas device 13 is usually made in a mixed manner. In the case of making a biogas device in which the phases are separated, a normal acidic phase (Saurephase) can be made into the intermediate shaft 63 in the upper region. In the lower region, on the other hand, an acetic acid is produced. The generated methane gas is drawn out through the methane gas pipe (59), and passed through a buffer (60) and a compressor (61) to the gas pipe (25), or a gas washing device of the pyrolysis device to be washed. Will be The fermented debris is conveyed out by the suction tube 66 and is conveyed to a pre-draining device (Vorentwasserungseinrichtung) 68. This will only contain about 20% or less moisture. That is, the solid matter contained in the fermentation dregs is dried by more than 75%, usually about 85% by the drying press (69). The remaining water contained in the fermentation is collected in a container (Lagune) 70 to collect the contents together with the bottom of the fermentation, and if necessary, is transported to the
순환수-변환처리장치(48)속에서 분리된 물질들은 관(64)을 지나 정화장치로 운반된다.Substances separated in the circulating water-
열분해잔존물들은 가스채취용 트롬멜장치(16)속에서 수조(72)를 지나 밖으로 운반된다. 이때, 이러한 운반작업은 예를들어, 나선형 운반장치에 의해 이루어질 수 있다. 수조(72)는 액체의 일부분을 운반하는 관(Flussingkeitsteilmengenleitung)(73)을 지나 필요한 액체와 함께 열분해잔존물들을 침지시켜 주는 역할을 한다. 관(73)은 이때 변환처리장치(48)로부터 분기되어 나와 있다.The pyrolysis residues are conveyed out through the water tank 72 in the gas-collecting
이러한 방법으로 액체에 의해 침지된 열분해잔존물들은 관을 통해 밖으로 나가거나 경우에 따라서는 예를들어, 오존화나 그밖의 다른 정화작업 같은 처리과정을 거친 후 바이오가스장치(13)로 운반되게 된다. 바이오가스장치(13)는 물론 단지 예를 드는 형식으로만 거론하는 것이다. 본 발명 자체와 관련해 보자면 이것은 필요하지 않다. 열분해잔존물들을 바이오가스장치(13)속으로 끌어들이는 대신 필요한 경우에는 열분해잔존물들을 관(74A)를 지나 석회연소오븐(Kalkbrennofen)(77)으로 운반시켜도 된다.In this way, the pyrolysis residues immersed in the liquid are transported to the biogas device 13 after being passed out through the tube or, in some cases, for example, ozonation or other purification. The biogas device 13 is, of course, only discussed in an example form. With regard to the invention itself this is not necessary. Instead of drawing the pyrolysis residues into the biogas device 13, the pyrolysis residues may be conveyed through a tube 74A to a Kalkbrennofen 77 if necessary.
또한, 열분해잔존물을 건조시킨 후, 관(74B)을 통해 활성탄필터로서 필터장치(75)속으로 운반할 수도 있다. 필터장치(75)는 이때 가스세척장치와 가스미터(26) 사이에 위치하게 된다. 이 경우, 열분해잔존물로부터 얻어진 활성탄(Aktivkohle)들은 그렇지만 적어도 유해물질은 가지고 있지 않아야 한다. 즉, 이를 위해 분해를 하거나, 또는 더러워진 순환수를 액체운반관(73)을 지나 공급하는 대신 신선한 물을 이를 위한 관(81)을 지나 수조속으로 공급해 준다는 것을 의미한다.In addition, the pyrolysis residue may be dried and then transported into the filter device 75 as an activated carbon filter through the pipe 74B. The filter device 75 is then located between the gas cleaning device and the gas meter 26. In this case, the activated carbons (Aktivkohle) obtained from the pyrolysis residues should at least have no harmful substances. That is, for this purpose, or instead of supplying dirty or circulated water through the liquid conveying pipe 73, it means that the fresh water is supplied through the pipe 81 for this to the tank.
필요한 경우에는, 순환수로부터 빼어낸 일부의 액체를 오존투입장치(Ozoninjekitionsanlage)(76)속에서 처리할 수도 있다. 오존장치(76)는 순환수변환처리장치(48)와 같이 연결되어 있다. 관(79)을 통해 순환수로부터 빼어낸 물의 일부가 관(73)을 통해 수조(72)속으로 들어가기 전에 오존장치(76)속에서 알맞게 정화된다고 하면 경우에 따라서는 이 방법에 나와있는 대로 열분해잔존물이 활성탄필터로서 필터장치 속에 들어갈 수도 있다.If necessary, some of the liquid extracted from the circulating water may be treated in an
석회연소오븐(77) -열분해잔존물은 관(74A)을 지나 이 속으로 들어가게 된다. -위 기능과 작동방식에 관해서는 일반적으로 잘 알려져 있으므로 여기에서는 자세하게 설명하지 않기로 한다. 이때, 열분해잔존물은 경우에 따라서는, 다른 연소성분들과 함께 연소물질로서 사용되게 된다. 물론 수조(72)와 석회연소오븐(77) 사이에 직접 연결되는 관(74A)이 반드시 있어야 할 필요는 없다. 본 발명의 내용에 따르면 모든 부품(Aggregate)들이 반드시 동일한 장소에 있어야 하는 것은 아니다. 그렇기 때문에 예를들어, 바이오가스장치(13)와 석회연소오븐(77)은 서로 다른 장소에 장치될 수도 있다. 이때, 물질의 운반은 그때그때 임의의 방식대로 이루어질 수 있다.Lime burn oven (77)-Pyrolysis residue is passed through the tube (74A) into this. The above functions and operations are generally well known and will not be described in detail here. At this time, the pyrolysis residue is optionally used as a combustion material together with other combustion components. Of course, it is not necessary that there is a pipe 74A directly connected between the water tank 72 and the lime burning oven 77. In accordance with the teachings of the present invention, not all aggregates necessarily have to be in the same place. Thus, for example, the biogas device 13 and the lime burning oven 77 may be installed at different places. At this time, the transport of the material can then take place in any manner.
수조(72)속에서 열분해잔존물에 의해 완변하게 받아들여지지 않은 액체의 일부분은 필요한 경우에는, 이것이 정화장치 속으로 들어가기 전에 오존장치(76)를 거쳐 경우에 따라서는 완전히 오존화시킬 수도 있다.A portion of the liquid that is not completely received by the pyrolysis residue in the water tank 72 may, if necessary, be completely ozonated, if necessary, through the
물론, 액체의 일부를 운반하는 관(73)이 반드시 세척수 중화장치(47)로부터 분기되어 나와야 하는 것은 아니다. 오히려 필요한 경우에는 순환수운반관의 다른 장소에서 순환수의 일부를 빼어낼 수도 있다. 오존투입장치(76)의 연결에 관해서도 동일한 내용이 적용된다.Of course, the tube 73 carrying a portion of the liquid does not necessarily have to branch off the
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