WO2016200143A1 - Plasma processing device for incineration and gasification process exhaust gas - Google Patents

Plasma processing device for incineration and gasification process exhaust gas Download PDF

Info

Publication number
WO2016200143A1
WO2016200143A1 PCT/KR2016/006060 KR2016006060W WO2016200143A1 WO 2016200143 A1 WO2016200143 A1 WO 2016200143A1 KR 2016006060 W KR2016006060 W KR 2016006060W WO 2016200143 A1 WO2016200143 A1 WO 2016200143A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
exhaust gas
plasma
reactor
waste
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/006060
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
홍용철
조성윤
Original Assignee
한국기초과학지원연구원
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 한국기초과학지원연구원 filed Critical 한국기초과학지원연구원
Priority to MYPI2017704710A priority Critical patent/MY194872A/en
Priority to CN201680033772.2A priority patent/CN107743415B/en
Publication of WO2016200143A1 publication Critical patent/WO2016200143A1/en
Priority to PH12017502245A priority patent/PH12017502245A1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/80Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/818Employing electrical discharges or the generation of a plasma

Definitions

  • the exhaust gas emitted from the process of gasifying biomass contains hardly decomposable substances such as tar and impurities, and thus a purification process for purifying them is required.
  • the rear end process units 300 may generate heat and steam by using high-temperature exhaust gas to generate heat and steam for use in a steam turbine generator or an air-conditioning facility.
  • Semi-drying reaction towers and bag filters for removing acid gases (eg, SO x , HCl, HF) and other impurities contained in the exhaust gas may be included.
  • the first plasma apparatus 3200 installed on the gasification unit 3100, the back end processing units 3300, the exhaust gas transport pipes, and the exhaust gas transport pipe is waste or bio according to the first embodiment of the present invention described with reference to FIG. Since the gasification unit 100, the rear end process units 300, the exhaust gas transfer tubes, and the first plasma apparatus 200 of the mass treatment apparatus are the same, detailed description thereof will be omitted.
  • the gas cracking reactor 3400 may be formed of a fireproof material and a heat insulating material to prevent the loss due to the high temperature by the plasma and the temperature maintenance of the plasma injected into the gas receiving space (3410).
  • the third plasma apparatus 3200 ′ is connected to the gas cracking reactor 3400 to inject the exhaust gas into the gas receiving space 3410 of the gas cracking reactor 3400.
  • the third plasma apparatus 3200 ′ includes an external reactor 3210 ′, an internal reactor 3220 ′, a plasma injection unit 3230 ′, a gas injection unit 3240 ′, and an outlet 3250 ′.
  • the third plasma apparatus 3200 ' is connected to the gas cracking reactor 3400 except that it is connected to the structure of the first plasma apparatus 200 of the waste or biomass treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. Since it is the same, a detailed description of the third plasma apparatus 3200 'will be omitted.
  • a structure in which the third plasma apparatus 3200' is connected to the gas decomposition reactor 3400 will be described.

Abstract

The present invention relates to a device for breaking down and thereby processing a persistent substance comprised in exhaust gas generated from a thermochemical conversion processes of waste matter or biomass, wherein the device is a waste-matter or biomass processing device comprising: a gasification unit; various later-stage process units for converting into renewable energy or using renewable energy; exhaust gas conveying tubes; and a first plasma processing device.

Description

소각 및 가스화 공정 배가스의 플라즈마 처리 장치Plasma Treatment Equipment for Incineration and Gasification Process Flue Gas
본 발명은 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐기물 또는 바이오매스의 열화학적 변환 후 생성된 배기가스에 포함된 난분해성 물질을 분해 및 제거할 수 있는 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for treating waste or biomass, and more particularly, to treating waste or biomass capable of decomposing and removing hardly decomposable substances contained in exhaust gases generated after thermochemical conversion of waste or biomass. Relates to a device.
인구의 증가와 산업화의 가속으로 에너지 자원이 점차적으로 고갈되어 가고 있으며, 다양한 생산활동과 소비활동으로 인한 다량의 쓰레기와 하수슬러지, 분뇨, 음식물 쓰레기 등이 발생되어 심각한 환경오염이 발생되고 있다.As the population grows and the industrialization accelerates, energy resources are gradually being depleted, and a large amount of garbage, sewage sludge, manure and food waste are generated due to various production and consumption activities, causing serious environmental pollution.
이러한 에너지 자원의 고갈 문제와 환경오염의 문제를 해결하기 위해, 과거 매립이나 해양투기 및 단순 소각 등에 의존하던 폐기물처리방법이 최근에는 매립지확보의 어려움과 환경오염방지를 위한 규제의 강화로 인하여 폐기물 재활용과 폐기물 소각시 발생하는 에너지를 회수하는 방법으로 변화되고 있다.In order to solve the problem of depletion of energy resources and environmental pollution, waste disposal methods, which previously depended on landfilling, dumping at sea, and simple incineration, have recently been recycled due to the difficulty of securing landfill and strengthening regulations to prevent environmental pollution. It is changing the way to recover the energy generated by waste incineration.
또한 폐기물의 재활용과 함께 신재생에너지로서 바이오매스(Biomass)의 활용에 관심이 증가하고 있다. 바이오매스는 동물, 식물 및 미생물로부터 유래하는 생분해성 유기성 물질로 다른 용어로 생물체량 또는 생물량이라고 한다. 바이오매스 범주에는 우리 주변에서 어렵지 않게 발견할 수 있는 목재(목질바이오매스), 초본식물(에너지 작물), 농작물 및 농업 부산물, 축산 분뇨, 음식물 쓰레기, 도시 쓰레기와 산업 폐기물 등 탄소, 산소, 수소, 질소 등으로 이루어진 모든 유기성 물질을 포함한다. 이러한 바이오매스의 활용을 위해 바이오매스를 열화학적 변환공정을 통해 바이오매스로부터 합성가스를 생산하는 기술이 개발되고 있다. 여기서, 바이오매스의 열화학적 변환에는 바이오매스의 소각, 열분해, 가스화하는 방법이 있으며, 일반적으로 가스화 방법이 널리 이용된다.In addition, with the recycling of waste, there is increasing interest in the use of biomass as renewable energy. Biomass is a biodegradable organic substance derived from animals, plants and microorganisms, in other words referred to as biomass or biomass. The biomass category includes wood, woody biomass, herbaceous plants (energy crops), crops and agricultural by-products, livestock manure, food waste, municipal waste and industrial waste, including carbon, oxygen, hydrogen, It includes all organic substance which consists of nitrogen etc. In order to utilize the biomass, a technology for producing syngas from biomass through a thermochemical conversion process has been developed. Here, there are methods for incineration, pyrolysis, and gasification of biomass for thermochemical conversion of biomass, and in general, gasification is widely used.
그러나 폐기물의 재활용 및 바이오매스의 활용에는 해결해야 할 난점이 있다. However, there are difficulties to be solved in recycling waste and utilizing biomass.
즉, 폐기물의 경우, 생활폐기물을 직접 소각하는 방법은 소각로 내부에서 모든 소각과정이 완료되기 때문에 공정이 매우 간단하게 되는 장점이 있으나, 전처리가 되지 않고 수분이 많은 난연성 생활폐기물을 소각로에 직접 투여할 경우 연소 온도가 낮아져서 불완전 연소 및 배기가스에 다이옥신 등과 같은 공해물질이 상대적으로 높게 발생될 가능성이 높은 문제점을 가지고 있고 열분해 과정을 거치는 생활폐기물의 소각 방법은 직접 소각에 비하여 높은 온도에서 열분해 및 소각 과정이 진행되도록 하기 때문에 다이옥신의 발생을 상대적으로 줄일 수 있는 이점이 있는 반면에 시스템이 복잡해지므로 초기 투자비가 많이 요구되고 또한 운전비용이 높은 단점이 있다.In other words, in the case of waste, the method of incineration of domestic waste directly has the advantage that the process is very simple because all the incineration processes are completed inside the incinerator, but it is possible to directly inject the juicy flame retardant household waste into the incinerator without being pretreated. In this case, the combustion temperature is lowered, so there is a high possibility of generating relatively high pollutants such as dioxin in the incomplete combustion and exhaust gas, and the method of incineration of domestic waste which undergoes pyrolysis process is pyrolysis and incineration process at a higher temperature than direct incineration. This is because the progress is relatively reduced in the generation of dioxin, while the system is complicated, the initial investment is required a lot, and also has a disadvantage of high operating costs.
바이오매스의 경우, 바이오매스를 가스화하는 과정에서 배출되는 배기가스는 타르(Tar)와 같은 난분해성 물질 및 불순물을 함유하고 있어 이를 정제하기 위한 정제 과정이 반드시 요구된다.In the case of biomass, the exhaust gas emitted from the process of gasifying biomass contains hardly decomposable substances such as tar and impurities, and thus a purification process for purifying them is required.
폐기물 또는 바이오매스의 열화학적 변환시 발생되는 배기가스 내의 난분해성 물질 및 공해물질을 제거하기 위해, 일반적으로 미네랄 촉매 및 합성 촉매와 같은 촉매에 배기가스를 접촉 및 반응시켜서 난분해성 물질을 분해하는 방법이 이용되고 있으나, 촉매 표면에 난분해성 물질이 침적되어 촉매가 쉽게 활성을 잃어버리는 문제가 있다.In order to remove hardly decomposable substances and pollutants in the exhaust gas generated during thermochemical conversion of waste or biomass, a method of decomposing hardly decomposable substances by contacting and reacting the exhaust gases with a catalyst such as a mineral catalyst and a synthetic catalyst is generally Although it is used, a hardly decomposable substance is deposited on the surface of the catalyst, which causes a problem that the catalyst easily loses activity.
따라서, 난분해성 물질 및 공해물질이 완전히 정제된 에너지, 즉 난분해성 및 공해물질이 완전히 정제된 합성 가스를 생산하는 것에 어려움이 있어, 폐기물 또는 바이오매스를 활용한 에너지 생산에 어려움이 있다.Therefore, there is a difficulty in producing a synthetic gas in which the hardly decomposable substance and the pollutant are completely purified, that is, the synthetic gas in which the hardly decomposable and the pollutant are completely purified, and thus there is a difficulty in producing energy using waste or biomass.
이에, 본 발명자는, 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 폐기물 또는 바이오매스의 열화학적 변환 공정에서 발생된 배기가스를 이동시키는 배기가스이송관상에 배기가스 및 플라즈마의 반응시간이 증대된 플라즈마 처리장치를 설치하여 배기가스에 포함된 난분해성 물질을 효과적으로 분해하여 제거할 수 있도록 한 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치를 개발하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors, in order to solve such a conventional problem, a plasma processing apparatus in which the reaction time of the exhaust gas and the plasma is increased on the exhaust gas transfer pipe for moving the exhaust gas generated in the thermochemical conversion process of waste or biomass. In order to effectively disassemble and remove the hardly decomposable substances contained in the exhaust gas, it has been developed a waste or biomass treatment apparatus.
본 발명은 폐기물 또는 바이오매스의 열화학적 변환 공정으로부터 발생된 배기가스에 포함된 난분해성 물질을 분해하여 처리하는 장치로서, 상기 장치는: 상기 폐기물 또는 바이오매스를 열화학적 변환하여 가스화하는 가스화부; 상기 가스화부 이후에 순차적으로 배치되고, 상기 가스화부로부터 배출된 배기가스를 재생에너지로 전환 또는 재생에너지의 이용을 위한 여러 후단공정부들; 상기 가스화부 및 상기 후단공정부 간의 가스 이송 또는 상기 여러 후단공정부들 간의 가스를 이송하기 위한 배기가스이송관들; 및 상기 배기가스이송관들 중 하나 이상의 배기가스이송관상에 설치되고, 상기 배기가스이송관들 내부에서 이송되는 가스 내의 난분해성 물질을 플라즈마를 통해 분해하는 제1 플라즈마 처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치를 제공한다.The present invention is an apparatus for decomposing and treating a hardly decomposable substance contained in exhaust gas generated from a thermochemical conversion process of waste or biomass, the apparatus comprising: a gasification unit for thermally converting the waste or biomass by gasification; A plurality of rear end process units disposed sequentially after the gasification unit and configured to convert the exhaust gas discharged from the gasification unit into renewable energy or to use the renewable energy; Exhaust gas transfer pipes for transferring gas between the gasification unit and the rear end process unit or gas between the various rear end process units; And a first plasma processing apparatus installed on at least one of the exhaust gas transport tubes and decomposing the hardly decomposable substance in the gas transported in the exhaust gas transport pipes through the plasma. Provide an apparatus for treating waste or biomass.
상기 제1 플라즈마 처리 장치는, 외부 반응기 및 내부 반응기를 포함하는 이중관 형태이고, 상기 배기가스이송관들 내부에서 이송되는 가스가 상기 외부 반응기 및 내부 반응기 사이로 유입되고, 유입된 가스는 유입된 직후 진행하는 방향의 역방향으로 진행하면서 플라즈마에 의해 난분해성 물질이 분해되어 토출되도록 구성될 수 있다.The first plasma processing apparatus is in the form of a double tube including an external reactor and an internal reactor, the gas transported in the exhaust gas transfer pipes is introduced between the external reactor and the internal reactor, the introduced gas proceeds immediately after the inflow The hardly decomposable substance may be decomposed and discharged by plasma while advancing in the reverse direction.
상기 제1 플라즈마 처리 장치는: 중공형 기둥형상이고, 상기 기둥형상의 축방향에 수직한 제1 측면부 및 상기 제1 측면부에 대향하는 제2 측면부를 포함하는 외부 반응기; 상기 제2 측면부에서 상기 외부 반응기의 내부로 삽입되는 내부 반응기로서, 상기 내부 반응기의 외면이 상기 외부 반응기의 내면과 일정 거리 이격될 수 있는 직경을 갖는 중공형 기둥형이고, 상기 외부 반응기 내부로 삽입된 부분의 말단은 상기 제1 측면부와 일정 거리 이격되어 있는 내부 반응기; 상기 외부 반응기의 축방향으로 플라즈마를 주입하도록 상기 제1 측면부에 연결된 플라즈마 주입부; 상기 제2 측면부에 인접한 위치에서 상기 외부 반응기와 상기 내부 반응기 사이의 공간으로 가스를 주입하여, 상기 주입된 가스가 제1 측면부를 향하도록 구성된, 가스 주입부; 및 상기 제2 측면부에 배치되어 상기 내부 반응기로부터 상기 가스를 배출하는 토출구를 포함하고, 상기 제1 플라즈마 처리 장치가 설치된 배기가스이송관은 상기 제1 플라즈마 처리 장치로 상기 배기가스를 주입시키는 전단 배기가스이송관 및 상기 제1 플라즈마 처리 장치 내에서 플라즈마와 반응하여 플라즈마 처리된 플라즈마처리가스를 후단공정부로 이송시키는 후단 배기가스이송관을 포함하고, 상기 전단 배기가스이송관의 입구는 상기 가스화부 또는 상기 후단공정부의 출구과 유체 소통가능하게 연결되고 상기 전단 배기가스이송관의 출구는 상기 가스 주입부와 유체 소통가능하게 연결되어 있고, 상기 후단 배기가스이송관의 입구는 상기 토출구와 유체소통가능하게 연결되고 상기 후단 배기가스이송관의 출구는 후단공정부의 입구와 유체 소통가능하게 연결될 수 있다.The first plasma processing apparatus includes: an external reactor having a hollow columnar shape and including a first side portion perpendicular to the columnar axial direction and a second side portion opposing the first side portion; An inner reactor inserted into the outer reactor at the second side portion, the outer surface of the inner reactor being a hollow columnar shape having a diameter that can be spaced apart from the inner surface of the outer reactor by a distance, and inserted into the outer reactor An end of the divided portion is an internal reactor spaced a predetermined distance from the first side portion; A plasma injection unit connected to the first side portion to inject plasma in an axial direction of the external reactor; A gas injector configured to inject gas into a space between the outer reactor and the inner reactor at a position adjacent the second side part, such that the injected gas is directed to the first side part; And a discharge port disposed in the second side surface part to discharge the gas from the internal reactor, wherein the exhaust gas transfer pipe provided with the first plasma processing apparatus includes a shear exhaust gas for injecting the exhaust gas into the first plasma processing apparatus. And a rear end exhaust gas transfer pipe which reacts with the plasma in the first pipe processing apparatus and delivers the plasma-treated plasma processing gas to the rear end process unit, wherein the inlet of the front end exhaust gas transfer tube is the gasification unit or the rear end process unit. It is connected in fluid communication with the outlet and the outlet of the front exhaust gas pipe is in fluid communication with the gas inlet, the inlet of the rear exhaust gas pipe is in fluid communication with the outlet and the rear exhaust gas pipe The outlet of the fluid is the inlet of the rear end Barrel can be connected is possible.
상기 폐기물 또는 바이오매스의 열화학적 변환 공정은 소각 및 가스화 공정으로서, 예를 들어 스토카, 로터리 킬른, 열분해, 건류식 소각 및 가스화 공정이 있으며, 본 발명의 이러한 공정은 가연성 폐기물(예를 들어, 종량제 배출 생활 폐기물, 폐지, 폐목재, 매립지 폐기물 등) 및 유기성 폐기물(예를 들어, 음식물, 하폐수 슬러지, 매립가스, 축산 분뇨 등)을 처리하는 공정일 수 있다.The thermochemical conversion process of the waste or biomass is an incineration and gasification process, for example a stoka, rotary kiln, pyrolysis, dry distillation incineration and gasification process, and this process of the present invention is a combustible waste (eg, Pay-as-you-go household waste, waste paper, waste wood, landfill waste, etc.) and organic waste (eg, food, sewage sludge, landfill gas, livestock manure, etc.).
여기서, 상기 난분해성 물질은 타르를 포함하고, 상기 가스 주입부는 하나 이상 설치되고, 상기 하나 이상의 가스 주입부는 상기 외부 반응기의 접선 방향으로 설치된다.Here, the hardly decomposable substance includes tar, at least one gas injector is installed, and the at least one gas injector is installed in a tangential direction of the external reactor.
일 실시예로, 상기 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는, 상기 제1 플라즈마 장치 후단에 설치되고 상기 제1 플라즈마 장치로부터 배출되는 배기가스와 촉매 반응하는 촉매반응기를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the waste or biomass treatment apparatus may further include a catalytic reactor installed at a rear end of the first plasma apparatus and catalytically reacting with the exhaust gas discharged from the first plasma apparatus.
일 실시예로, 상기 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는, 상기 후단공정부들 중 상기 플라즈마처리가스를 처리하는 후단공정부의 후단에 연결된 배기가스이송관상에 설치되는 제2 플라즈마 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 플라즈마 장치는 코로나 방전장치 또는 유전체 장벽 방전장치 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the waste or biomass treatment apparatus may further include a second plasma apparatus installed on an exhaust gas transfer pipe connected to a rear stage of the rear stage processing unit for processing the plasma processing gas among the rear stage processing units. . The second plasma apparatus may be any one of a corona discharge apparatus and a dielectric barrier discharge apparatus.
일 실시예로, 상기 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는, 상기 배기가스이송관들 중 하나 이상의 배기가스이송관상에 설치되고, 상기 배기가스 또는 상기 플라즈마처리장치를 수용하는 가스수용공간 및 상기 가스수용공간의 상부에 위치한 가스배출구를 포함하는 가스분해 반응기; 및 플라즈마와 함께 상기 배기가스 또는 상기 플라즈마처리가스를 상기 가스수용공간으로 주입하도록 상기 가스분해 반응기에 연결된 2개 이상의 제3 플라즈마 장치를 더 포함하고, 상기 가스분해 반응기가 설치된 배기가스이송관은 상기 배기가스 또는 상기 플라즈마처리가스를 상기 2개 이상의 제3 플라즈마 장치 및 상기 가스수용공간으로 주입시키는 전단 배기가스이송관 및 상기 가스수용공간 내에서 처리된 가스를 후단공정부로 이송시키는 후단 배기가스이송관을 포함하고, 상기 전단 배기가스이송관의 입구는 상기 가스화부 또는 상기 후단공정부의 출구와 유체 소통가능하게 연결되고 상기 전단 배기가스이송관의 출구는 3개 이상으로 분기되어 상기 2개 이상의 제3 플라즈마 장치의 내부 및 상기 가스수용공간과 유체 소통가능하게 연결되고, 상기 후단 배기가스이송관의 입구는 상기 가스배출구와 유체 소통가능하게 연결되고 상기 후단 배기가스이송관의 출구는 상기 후단공정부의 입구와 유체소통가능하게 연결될 수 있다.In one embodiment, the waste or biomass treatment apparatus is installed on at least one of the exhaust gas transfer pipes, the gas receiving space and the gas receiving space for receiving the exhaust gas or the plasma processing device. A gas cracking reactor comprising a gas outlet located at an upper portion of the gas cracking reactor; And at least two third plasma apparatuses connected to the gas cracking reactor to inject the exhaust gas or the plasma processing gas into the gas receiving space together with the plasma, wherein the exhaust gas conveying pipe in which the gas cracking reactor is installed is exhausted. And a front end exhaust gas transfer pipe for injecting the gas or the plasma processing gas into the at least two third plasma apparatuses and the gas accommodation space, and a rear end exhaust gas transfer pipe for transferring the gas processed in the gas accommodation space to a rear end process unit. And an inlet of the front end exhaust gas transfer pipe is connected in fluid communication with an outlet of the gasification unit or the rear end process unit, and the outlet of the front end exhaust gas transfer pipe is branched into three or more branches of the two or more third plasma apparatuses; Is in fluid communication with the gas receiving space, The inlet of the rear exhaust gas transfer pipe may be connected in fluid communication with the gas outlet, and the outlet of the rear exhaust gas transfer pipe may be connected in fluid communication with the inlet of the rear end process unit.
상기 가스분해 반응기는 중공의 원통 형상이고, 상기 2개 이상의 제3 플라즈마 장치 및 상기 전단 배기가스이송관의 3개 이상으로 분기된 출구는 상기 가스분해 반응기의 내면의 접선 방향으로 설치될 수 있다.The gas cracking reactor may have a hollow cylindrical shape, and the outlets branched into three or more of the two or more third plasma apparatuses and the shear exhaust gas transfer pipe may be installed in a tangential direction of the inner surface of the gas cracking reactor.
상기 2개 이상의 제3 플라즈마 장치 중 1개 이상의 제3 플라즈마 장치는 상기 가스분해 반응기의 수평중심선(L)을 기준으로 상부에 위치하여 수평중심선에 대하여 하부방향으로 일정각도(θ1)로 기울어진 상태로 배치되고, 나머지의 제3 플라즈마 장치 중 1개 이상의 제3 플라즈마 장치는 상기 수평중심선을 기준으로 하부에 위치하여 수평중심선에 대하여 상부방향으로 일정각도(θ2)로 기울어진 상태로 배치될 수 있다.One or more third plasma apparatuses of the two or more third plasma apparatuses are positioned above the horizontal center line L of the gas decomposition reactor and are inclined at a predetermined angle θ1 in the downward direction with respect to the horizontal center line. One or more third plasma apparatuses of the remaining third plasma apparatuses may be disposed below the horizontal center line and inclined at a predetermined angle θ2 in an upward direction with respect to the horizontal center line. .
일 실시예로, 상기 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는, 상기 가스수용공간 내부의 압력을 제어하여 상기 전단 배기가스이송관 및 상기 2개 이상의 제3 플라즈마 장치로부터 상기 가스수용공간으로 주입된 상기 배기가스 또는 상기 플라즈마처리가스의 와류 형성을 조절하기 위해 상기 가스분해 반응기의 하단부에 설치된 압력제어부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the waste or biomass treatment apparatus, by controlling the pressure inside the gas receiving space, the exhaust gas injected into the gas receiving space from the shear exhaust gas transfer pipe and the two or more third plasma apparatus. Or a pressure control unit installed at the lower end of the gas cracking reactor to control the vortex formation of the plasma processing gas.
본 발명에 따른 폐기물 또는 바이오매스 처리장치에 의하면, 폐기물 또는 바이오매스의 열화학적 변환 공정에서 발생된 배기가스를 이동시키는 배기가스이송관상에 배기가스 및 플라즈마의 반응시간이 증대된 플라즈마 처리장치를 설치하여 배기가스에 포함된 난분해성 물질을 효과적으로 분해하여 제거할 수 있는 이점이 있다.According to the waste or biomass processing apparatus according to the present invention, a plasma processing apparatus having an increased reaction time of exhaust gas and plasma is installed on an exhaust gas transfer pipe for moving the exhaust gas generated in the thermochemical conversion process of waste or biomass. Therefore, there is an advantage that can be effectively decomposed to remove the hardly decomposable substances contained in the exhaust gas.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram conceptually showing a configuration of an apparatus for treating waste or biomass according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 폐기물의 소각하여 처리하기 위한 일 예를 도시하는 도면이고, 도 2a는 바이오매스의 가스화하여 처리하기 위한 다른 예를 도시하는 도면이다.FIG. 2A is a diagram illustrating an example for incineration and treatment of waste, and FIG. 2A is a diagram illustrating another example for gasification and treatment of biomass.
도 3은 도 1에 도시된 제1 플라즈마 장치의 구성을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the first plasma apparatus illustrated in FIG. 1.
도 4는 도 3에 도시된 가스 주입부의 연결구조를 외부 반응기의 횡단면으로 본 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of the connection structure of the gas injection unit illustrated in FIG.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.5 is a block diagram conceptually illustrating a configuration of an apparatus for treating waste or biomass according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 도 5에 도시된 촉매반응기의 구성 및 제1 플라즈마장치와 촉매반응기가 연결된 상태를 예시한다.FIG. 6 illustrates a configuration of the catalytic reactor shown in FIG. 5 and a state in which the first plasma apparatus and the catalytic reactor are connected.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.7 is a block diagram conceptually illustrating a configuration of an apparatus for treating waste or biomass according to a third embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 제2 플라즈마 장치를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view for describing a second plasma apparatus of an apparatus for treating waste or biomass according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.9 is a block diagram conceptually illustrating a configuration of an apparatus for treating waste or biomass according to a fourth embodiment of the present invention.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 반응기의 구성 및 배기가스이송관, 제3 플라즈마 장치가 반응기와 연결되는 구조를 설명하기 위한 단면도들이다.10A and 10B are cross-sectional views illustrating a structure of a reactor of an apparatus for treating waste or biomass, an exhaust gas transfer pipe, and a structure in which a third plasma apparatus is connected to a reactor according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, an apparatus for treating waste or biomass according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
제1 실시예First embodiment
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram conceptually showing a configuration of an apparatus for treating waste or biomass according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는 가스화부(100), 상기 가스화부(100)의 이후에 순차적으로 배치되는 여러 후단공정부들(300), 배기가스이송관들 및 제1 플라즈마 장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the apparatus for treating waste or biomass according to an embodiment of the present invention includes a gasification unit 100 and various rear end process units 300 sequentially disposed after the gasification unit 100 and exhaust. Gas transfer tubes and the first plasma apparatus 200.
가스화부(100)는 폐기물 또는 바이오매스 중 어느 하나 이상을 열화학적 변환 공정으로 가스화한다. 여기서, 열화학적 변환은 연소(Combustion) 및 가스화(Gasification)를 포함한다. 따라서 가스화부(100)는 폐기물 또는 바이오매스를 소각 처리하는 소각처리시설의 소각로 및 폐기물 또는 바이오매스를 기화하여 처리하는 가스화시설의 가스화기(gasifier)를 포함할 수 있다. The gasifier 100 gasifies any one or more of waste or biomass by a thermochemical conversion process. Here, thermochemical conversion includes combustion and gasification. Accordingly, the gasification unit 100 may include an incinerator of an incineration plant that incinerates waste or biomass, and a gasifier of a gasifier that vaporizes and processes the waste or biomass.
도 2a는 폐기물의 소각하여 처리하기 위한 일 예를 도시하는 도면이고, 도 2a는 바이오매스의 가스화하여 처리하기 위한 일 예를 도시하는 도면으로써, 소각로 및 가스화기의 형태는 도 2a 및 도 2b에 예시되어 있으며, 도 2a 및 도 2b에 도시된 소각로 및 가스화기는 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 기술이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.FIG. 2A is a view illustrating an example for incineration and treatment of waste, and FIG. 2A is a view illustrating an example for gasification and treatment of biomass, and incinerators and gasifiers are illustrated in FIGS. 2A and 2B. 2A and 2B, the incinerator and gasifiers are well known to those skilled in the art, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.
이러한 가스화부(100)는 폐기물 또는 바이오매스의 열화학적 변환 공정을 통해 배기가스를 배출하며, 배기가스는 난분해성 물질, 예를 들면, 타르(Tar) 및 비타르성분의 불순물, 예를 들면, 산성가스 및 황화합물과 같은 불순물을 포함한다. 이러한 배기가스는 후단공정부들(300)에서 처리 및 이용된다. The gasification unit 100 discharges the exhaust gas through a thermochemical conversion process of waste or biomass, and the exhaust gas is an impurity of a hardly decomposable substance, for example, tar and non-tar components, for example, Impurities such as acid gases and sulfur compounds. Such exhaust gas is treated and used in the post-processing units 300.
후단공정부들(300)은 가스화부(100) 이후에 순차적으로 배치되며, 가스화부(100)로부터 배출된 배기가스를 재생에너지로 전환 및 재생에너지의 이용을 위한 각 공정들을 실행한다.The rear end process units 300 are sequentially disposed after the gasification unit 100, and perform respective processes for converting the exhaust gas discharged from the gasification unit 100 into renewable energy and using the renewable energy.
일 예로, 도 2a에 예시된 폐기물을 소각하여 처리하는 경우, 후단공정부들(300)은, 고온의 배기가스를 이용하여 열 및 증기를 생성하여 증기터빈발전기 또는 냉난방 설비에 이용하기 위한 폐열보일러, 배기가스에 포함된 산성가스(예를 들면, SOx, HCl, HF) 및 기타 불순물을 제거하기 위한 반건식반응탑 및 여과집진기를 포함할 수 있다. For example, in the case of treating the waste illustrated in FIG. 2A by incineration, the rear end process units 300 may generate heat and steam by using high-temperature exhaust gas to generate heat and steam for use in a steam turbine generator or an air-conditioning facility. Semi-drying reaction towers and bag filters for removing acid gases (eg, SO x , HCl, HF) and other impurities contained in the exhaust gas may be included.
다른 예로, 도 2b에 예시된 가스화시설인 경우, 후단공정부들(300)은, 가스화부(100)로부터 배출된 배기가스에 포함된 입자형태의 불순물을 제거하는 불순물 제거장치(particle remover), 배기가스 중 일산화탄소(CO) 및 수소(H2)의 생성비율을 높이기 위해 배기가스를 개질(Reforming)하는 반응기(Particle remover), 배기가스에 포함된 황화합물(예를 들면, H2S, COS, CS2)을 제거하는 황 제거장치(Sulphur removal), 배기가스에 포함된 산성가스(예를 들면, CO2, H2S, COS)를 제거하는 산성가스 제거장치(Carbon dioxide absorber) 및 합성가스를 이용하는 가스터빈(gas turbine)을 포함할 수 있다.As another example, in the case of the gasification facility illustrated in FIG. 2B, the rear end process units 300 may include a particle remover and an exhaust gas to remove impurities in the form of particles contained in the exhaust gas discharged from the gasification unit 100. Reactor (Particle remover) reforming the exhaust gas to increase the production rate of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) in the gas, sulfur compounds contained in the exhaust gas (for example, H 2 S, COS, CS 2 ) Sulfur removal to remove the acid, carbon dioxide absorber to remove the acid gas (for example, CO 2 , H 2 S, COS) contained in the exhaust gas and synthetic gas The gas turbine may be used.
예시된 가스화부(100) 및 후단공정부들(300) 중 가스화부(100) 직후에 위치한 후단공정부와, 각 후단공정부들(300) 사이에는 가스화부(100)로부터 배출된 배기가스가 이동하는 배기가스이송관들이 형성되며, 배기가스이송관들은 중공의 배관으로 이루어질 수 있다. 한편 배기가스이송관들 중 제1 플라즈마 장치(200)가 설치되는 배기가스이송관은 전단 배기가스이송관(10) 및 후단 배기가스이송관(10')을 포함할 수 있다. 전단 배기가스이송관(10)의 입구는 가스화부(100) 또는 후단공정부들(300) 중 어느 하나의 후단공정부(300)의 출구와 유체 소통가능하게 연결되고, 전단 배기가스이송관(10)의 출구는 제1 플라즈마 장치(200)의 후술하는 가스 주입부(240)와 유체 소통가능하게 연결될 수 있다. 후단 배기가스이송관(10')의 입구는 제1 플라즈마 장치(200)의 후술하는 토출구(250)와 유체 소통가능하게 연결될 수 있고, 후단 배기가스이송관(10')의 출구는 후단공정부들(300) 중 어느 하나의 후단공정부(300)의 입구와 유체 소통가능하게 연결될 수 있다.The exhaust gas discharged from the gasification unit 100 is moved between the rear end process unit located immediately after the gasification unit 100 among the illustrated gasification unit 100 and the rear end process units 300, and the respective rear end process units 300. Exhaust gas transfer tubes are formed, and the exhaust gas transfer tubes may be formed of hollow pipes. Meanwhile, the exhaust gas transport pipe in which the first plasma apparatus 200 is installed among the exhaust gas transport pipes may include a front exhaust gas transport pipe 10 and a rear end exhaust gas transport pipe 10 ′. The inlet of the front exhaust gas transfer pipe 10 is connected in fluid communication with the outlet of the rear end processing unit 300 of any one of the gasification unit 100 or the rear end processing units 300, The outlet may be connected in fluid communication with the gas injection unit 240, which will be described later, of the first plasma apparatus 200. The inlet of the rear exhaust gas transport pipe 10 ′ may be connected in fluid communication with a discharge port 250 described later of the first plasma apparatus 200, and the outlet of the rear exhaust gas transport pipe 10 ′ may be connected to the rear end process units 300. It may be connected in fluid communication with the inlet of any one of the rear end of step (300).
제1 플라즈마 장치(200)는 가스화부(100)로부터 배출된 배기가스를 각각의 후단공정부들(300)로 이송하는 배기가스이송관들 중 하나 이상의 배기가스이송관상에 설치되어 난분해성 물질을 분해한다. 일 예로, 타르를 분해할 수 있다. 제1 플라즈마 장치(200)는 도 3에 상세하게 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 제1 플라즈마 장치(200)는 외부 반응기(210), 내부 반응기(220), 플라즈마 주입부(230), 가스 주입부(240) 및 토출구(250)를 포함한다.The first plasma apparatus 200 is installed on one or more of the exhaust gas transport pipes for transporting the exhaust gas discharged from the gasifier 100 to the respective rear end processing units 300 to decompose the hardly decomposable substance. . For example, tar may be decomposed. The first plasma apparatus 200 is shown in detail in FIG. 3. Referring to FIG. 3, the first plasma apparatus 200 includes an external reactor 210, an internal reactor 220, a plasma injection unit 230, a gas injection unit 240, and a discharge port 250.
외부 반응기(210)는 반응기의 외관을 형성하는 부분이다. 외부 반응기(210)는 원통형이고, 원통의 축방향에 수직한 제1 측면부(211) 및 제1 측면부(211)에 대향하는 제2 측면부(212)를 포함한다. 제1 측면부(211) 및 제2 측면부(212)는 원형 플레이트 형태일 수 있다. 예를 들면, 제1 측면부(211) 및 제2 측면부(212)는 상기 원통의 직경에 대응하는 원 형상일 수 있고, 또는 상기 원통의 직경보다 큰 원 형상일 수 있다.The outer reactor 210 is the part that forms the outer appearance of the reactor. The outer reactor 210 is cylindrical and includes a first side portion 211 perpendicular to the axial direction of the cylinder and a second side portion 212 opposite the first side portion 211. The first side portion 211 and the second side portion 212 may be in the form of a circular plate. For example, the first side portion 211 and the second side portion 212 may have a circular shape corresponding to the diameter of the cylinder, or may have a circular shape larger than the diameter of the cylinder.
내부 반응기(220)는 원통형이고, 원통은 외부 반응기(210)보다 작은 직경을 갖는다. 이러한 내부 반응기(220)는 외부 반응기(210)의 내부로 삽입된다.The inner reactor 220 is cylindrical and the cylinder has a smaller diameter than the outer reactor 210. This inner reactor 220 is inserted into the outer reactor 210.
이때, 내부 반응기(220)는 제2 측면부(212)를 통해 외부 반응기(210) 내로 삽입된다. 예를 들면, 내부 반응기(220)의 일단부가 제2 측면부(212)의 내면에 고정되고 다른 일단부는 제2 측면부(212)로부터 제1 측면부(211)를 향해 연장될 수 있다. 이때, 내부 반응기(220)의 길이는 외부 반응기(210)의 전체 길이보다 짧은 길이로 연장된다. 이하 설명의 편의를 위하여 제2 측면부(212)에 고정된 단부를 '고정단(120b)'이라 칭하고, 제1 측면부(211)를 향해 연장된 단부를 '자유단(220b)'이라 칭한다. 내부 반응기(220)의 자유단(220b)은 내부 반응기(220)의 길이가 외부 반응기(210)의 길이보다 짧은 길이를 가짐에 따라 외부 반응기(210)의 제1 측면부(211)로부터 일정 거리 이격된다. 자유단(220b)의 이격된 거리는 내부 반응기(220)의 길이를 변경하는 것에 의해 조절 가능하다.At this time, the inner reactor 220 is inserted into the outer reactor 210 through the second side portion 212. For example, one end of the inner reactor 220 may be fixed to the inner surface of the second side portion 212 and the other end may extend from the second side portion 212 toward the first side portion 211. At this time, the length of the inner reactor 220 is extended to a length shorter than the total length of the outer reactor (210). For convenience of description, an end fixed to the second side portion 212 is referred to as a 'fixed end 120b', and an end extending toward the first side portion 211 is referred to as a 'free end 220b'. The free end 220b of the inner reactor 220 is spaced apart from the first side portion 211 of the outer reactor 210 as the length of the inner reactor 220 has a length shorter than that of the outer reactor 210. do. The spaced distance of the free end 220b is adjustable by changing the length of the internal reactor 220.
이와 같이 내부 반응기(220)가 외부 반응기(210) 내부에 위치함에 따라 제1 플라즈마 장치(200)는 이중관 구조를 갖는다. 이때, 내부 반응기(220)는 외부 반응기(210)의 직경보다 작은 직경을 가짐에 따라 내부 반응기(220)의 외면과 외부 반응기(210)의 내면은 일정 거리 이격되며, 이에 의해 내부 반응기(220)와 외부 반응기(210)의 사이에는 유체의 이동이 가능한 공간부가 형성된다. 또한 내부 반응기(220)는 외부 반응기(210)의 내부에 위치하므로 내부 반응기(220)의 내부는 외부 반응기(210) 내에 또 다른 공간부를 형성하게 된다. 이러한 경우, 외부 반응기(210) 및 내부 반응기(220) 사이의 공간부는 배기가스가 이동할 수 있는 가스이동공간(261)일 수 있고, 내부 반응기(220)의 내부의 공간부는 플라즈마가 주입되어 플라즈마와 배기가스가 반응하는 플라즈마 반응공간(262)일 수 있다. 여기서, 내부 반응기(220)의 내부는 고온의 플라즈마와 가스가 반응하는 공간으로서 필요에 따라 내화재(예를 들면, 석영관)가 삽입될 수 있다.As such, since the inner reactor 220 is positioned inside the outer reactor 210, the first plasma apparatus 200 has a double tube structure. At this time, the inner reactor 220 has a diameter smaller than the diameter of the outer reactor 210, so that the outer surface of the inner reactor 220 and the inner surface of the outer reactor 210 is spaced a predetermined distance, thereby the inner reactor 220 Between the and the outer reactor 210 is formed a space portion capable of moving the fluid. In addition, since the inner reactor 220 is located inside the outer reactor 210, the inside of the inner reactor 220 forms another space in the outer reactor 210. In this case, the space between the outer reactor 210 and the inner reactor 220 may be a gas movement space 261 through which the exhaust gas may move, and the space inside the inner reactor 220 may be injected with plasma to It may be a plasma reaction space 262 to which the exhaust gas reacts. Here, the interior of the internal reactor 220 is a space where the high-temperature plasma and the gas reacts, and a refractory material (for example, a quartz tube) may be inserted as necessary.
여기서, 가스이동공간(261) 및 플라즈마 반응공간(262)은 서로 통하여 있다. 즉, 앞서 언급한 바와 같이 내부 반응기(220)는 외부 반응기(210)보다 짧은 길이를 갖는 것에 의해 자유단(220b)이 제1 측면부(211)와 일정 거리 이격됨에 따라 내부 반응기(220)를 사이에 둔 각각의 가스이동공간(261) 및 플라즈마 반응공간(262)은 제1 측면부(211)를 향해 열려있게 되고, 이에 의해 가스이동공간(261) 및 플라즈마 반응공간(262)은 서로 통하게 된다.Here, the gas moving space 261 and the plasma reaction space 262 are through each other. That is, as mentioned above, the inner reactor 220 has a length shorter than that of the outer reactor 210 so that the free end 220b is spaced apart from the first side portion 211 by a predetermined distance therebetween. Each of the gas moving spaces 261 and the plasma reaction space 262 placed in the opening is opened toward the first side portion 211, whereby the gas moving spaces 261 and the plasma reaction space 262 communicate with each other.
이러한 가스이동공간(261) 및 플라즈마 반응공간(262)으로는 가스화부(100)로부터 배출된 배기가스 및 플라즈마가 주입된다. 배기가스는 가스 주입부(240)를 통해 주입되고, 플라즈마는 플라즈마 주입부(230)를 통해 주입된다.The exhaust gas and the plasma discharged from the gasification unit 100 are injected into the gas moving space 261 and the plasma reaction space 262. The exhaust gas is injected through the gas injection unit 240, and the plasma is injected through the plasma injection unit 230.
플라즈마 주입부(230)는 외부 반응기(210)의 제1 측면부(211)에 연결된다. 이때, 플라즈마 주입부(230)는 외부 반응기(210)의 축방향과 평행하게 위치한다. 이에 의해 플라즈마 주입부(230)는 플라즈마가 외부 반응기(210) 및 내부 반응기(220)의 축방향을 따라 주입되도록 한다. 플라즈마의 주입을 위해 플라즈마 주입부(230)는 플라즈마 발생부와 연결될 수 있다. 플라즈마 발생부는 플라즈마를 생성하는 부분이다. 예를 들면, 플라즈마 토치일 수 있다. 플라즈마 발생부로부터 나온 플라즈마는 내부 반응기(220)의 축방향을 따라 내부 반응기(220)의 내부로 주입된다. 이러한 플라즈마 주입부(230)의 직경은 외부 반응기(210) 및 내부 반응기(220)의 직경보다 작다. 내부 반응기(220)의 직경보다 작은 직경을 가짐에 따라 플라즈마 주입부(230)를 통해 주입되는 플라즈마는 내부 반응기(220)의 내부로 용이하게 주입된다. 한편 플라즈마는 플라즈마 주입부(230)에 가까운 플라즈마 영역의 경우 고온의 플라즈마 영역이고 플라즈마 주입부(230)로부터 멀어질수록 저온의 플라즈마 영역이다.The plasma injection unit 230 is connected to the first side portion 211 of the external reactor 210. In this case, the plasma injection unit 230 is positioned in parallel with the axial direction of the external reactor 210. As a result, the plasma injection unit 230 allows the plasma to be injected along the axial direction of the external reactor 210 and the internal reactor 220. For injection of the plasma, the plasma injection unit 230 may be connected to the plasma generator. The plasma generating unit is a part that generates the plasma. For example, it may be a plasma torch. The plasma from the plasma generator is injected into the internal reactor 220 along the axial direction of the internal reactor 220. The diameter of the plasma injection unit 230 is smaller than the diameter of the outer reactor 210 and the inner reactor 220. As the diameter of the internal reactor 220 is smaller than that of the internal reactor 220, the plasma injected through the plasma injection unit 230 is easily injected into the internal reactor 220. On the other hand, the plasma is a high temperature plasma region in the case of the plasma region close to the plasma injection unit 230, and is a low temperature plasma region as it moves away from the plasma injection unit 230.
도 4는 도 3에 도시된 가스 주입부의 연결구조를 외부 반응기의 횡단면으로 본 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of the connection structure of the gas injection unit illustrated in FIG.
도 4를 참조하면, 가스 주입부(240)는 제2 측면부(212)에 근접한 위치에서 외부 반응기(210)의 원주곡면에 연결되어, 플라즈마 주입부(230)의 반대편에 위치한다. 이때, 가스 주입부(240)는 외부 반응기(210)의 내면의 접선 방향으로 설치된다. 이에 의해 가스 주입부(240)에 전단 배기가스이송관(10)을 연결하면 연결된 전단 배기가스이송관(10) 및 가스 주입부(240)를 통해 외부 반응기(210)의 내부로 주입되는 가스는 스월(swirl) 형태로 주입이 가능하다. 즉, 스월 형태로 주입되는 배기가스는 외부 반응기(210)의 내면을 따라 선회하면서 주입될 수 있다. 가스 주입부(240)는 하나 또는 그 이상의 개수로 설치될 수 있다.Referring to FIG. 4, the gas injection unit 240 is connected to the circumferential surface of the external reactor 210 at a position close to the second side portion 212, and is located opposite to the plasma injection unit 230. At this time, the gas injection unit 240 is installed in the tangential direction of the inner surface of the outer reactor 210. Accordingly, when the front end exhaust gas transfer pipe 10 is connected to the gas injection unit 240, the gas injected into the inside of the external reactor 210 through the connected front end exhaust gas transfer pipe 10 and the gas injection unit 240 is swirled ( injection is possible. That is, the exhaust gas injected in the swirl form may be injected while turning along the inner surface of the external reactor 210. The gas injection unit 240 may be installed in one or more numbers.
한편, 가스 주입부(240)를 통해 외부 반응기(210)의 내부로 주입된 배기가스는 가스이동공간(261) 및 플라즈마 반응공간(262)을 거치면서 플라즈마 처리되어 반응기의 외부로 배출된다.On the other hand, the exhaust gas injected into the inside of the external reactor 210 through the gas injection unit 240 is plasma-treated while passing through the gas moving space 261 and the plasma reaction space 262 is discharged to the outside of the reactor.
토출구(250)는 외부 반응기(210)의 내부로 주입되어 플라즈마 처리된 플라즈마처리가스가 배출되기 위한 개구이다. 이러한 토출구(250)는 배기가스가 플라즈마 반응공간(262)을 통과하면서 플라즈마 처리된 후의 플라즈마처리가스가 용이하게 배출될 수 있도록 내부 반응기(220)의 제2 측면부(212) 쪽 말단, 즉 고정단(220a)에 형성될 수 있다.The discharge port 250 is an opening for discharging the plasma processing gas injected into the external reactor 210 and discharged from the plasma. The discharge port 250 is an end, that is, a fixed end, of the second side portion 212 of the internal reactor 220 so that the plasma processing gas after the plasma treatment is easily discharged while the exhaust gas passes through the plasma reaction space 262. It may be formed at (220a).
한편, 가스이동공간(261)으로 주입된 배기가스는 플라즈마 반응공간(262)을 향해 주입되는 플라즈마 중 배기가스의 반응효율이 높은 고온의 플라즈마 영역에 빠르게 섞일 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기는 외부 반응기(210)의 내부에 가스 유도부(270)를 설계하였다.On the other hand, the exhaust gas injected into the gas moving space 261 preferably has a structure that can be quickly mixed in the high temperature plasma region of the high efficiency of the reaction of the exhaust gas injected into the plasma reaction space 262. To this end, the plasma reactor according to an embodiment of the present invention designed the gas induction part 270 inside the external reactor 210.
가스 유도부(270)는 가스이동공간(261)에서 이동하는 배기가스의 진행방향의 앞에 위치한다. 이때, 가스 유도부(270)는 절두된 원추 형상의 내부 공간을 갖는다. 절두된 원추 형상은 제1 측면부(211)의 내면 중 중심 일부면(a)을 윗면으로 하며, 외부 반응기(210)의 횡단면(b)을 아랫면으로 하도록 형성된다. 따라서 가스 유도부(270)는 외부 반응기(210)의 내부로부터 플라즈마 주입부(230)를 향해 좁아지는 소정의 각도로 테이퍼진 형태가 된다.The gas induction part 270 is positioned in front of the traveling direction of the exhaust gas moving in the gas movement space 261. At this time, the gas induction part 270 has a truncated cone-shaped inner space. The truncated cone shape is formed such that the central portion (a) of the inner surface of the first side portion 211 is the upper surface, and the cross section (b) of the outer reactor 210 is the lower surface. Therefore, the gas induction part 270 is tapered at a predetermined angle narrowed toward the plasma injection part 230 from the inside of the external reactor 210.
이러한 가스 유도부(270)는 다양한 형태로 설계될 수 있다. 예를 들면, 외부 반응기(210)의 내부에 절두된 원추 형상의 내부 공간을 갖는 성형부재를 고정 설치하는 것에 의해 구성될 수 있다.The gas induction part 270 may be designed in various forms. For example, it may be configured by fixedly installing a molding member having a truncated cone-shaped inner space inside the outer reactor 210.
이러한 반응가스 유도부(270)는 앞서 언급된 바와 같이, 가스이동공간(261)에서 이동하는 배기가스의 진행방향의 앞에 위치하고, 외부 반응기(210)의 내부로부터 플라즈마 주입부(230)를 향해 테이퍼진 형태를 이루고 있으므로 가스이동공간(261)에서 플라즈마 주입부(230)를 향해 진행하는 배기가스가 플라즈마 주입부(230)에 근접하게 도달하면 배기가스를 플라즈마 주입부(230)를 향해 빠르게 유도하게 된다.As described above, the reaction gas induction part 270 is located in front of the traveling direction of the exhaust gas moving in the gas moving space 261 and tapered toward the plasma injection part 230 from the inside of the external reactor 210. Therefore, when the exhaust gas traveling toward the plasma injection unit 230 in the gas moving space 261 reaches the plasma injection unit 230, the exhaust gas is rapidly induced toward the plasma injection unit 230. .
한편 이러한 가스 유도부(270)가 설치되는 경우, 내부 반응기(220)의 삽입된 부분의 길이는, 내부 반응기(220)의 자유단(220b)이 반응가스 유도부(270)의 원추 형상의 내부 공간에 위치하는 길이일 수 있다.On the other hand, when the gas induction part 270 is installed, the length of the inserted portion of the internal reactor 220, the free end 220b of the internal reactor 220 is in the conical inner space of the reaction gas induction part 270 The length may be located.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스를 처리하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of treating waste or biomass according to an embodiment of the present invention will be described.
먼저, 폐기물 또는 바이오매스를 가스화부(100)로 투입하여 폐기물 또는 바이오매스를 열분해하고, 이때 가스화부(100)로부터 배기가스가 배출된다. First, waste or biomass is introduced into the gasification unit 100 to pyrolyze waste or biomass, and exhaust gas is discharged from the gasification unit 100.
배기가스는 배기가스이송관들을 통해 후단공정부들(300)로 이송되며, 이 과정에서 배기가스이송관들 중 어느 하나의 배기가스이송관상에 설치된 제1 플라즈마 장치(200) 내로 배기가스가 유입된다.The exhaust gas is transferred to the downstream process units 300 through the exhaust gas transfer tubes, and in this process, the exhaust gas flows into the first plasma apparatus 200 installed on the exhaust gas transfer tube of one of the exhaust gas transfer tubes.
제1 플라즈마 장치(200)는 플라즈마 주입부(230)를 통해 플라즈마가 내부 반응기(220)의 축방향을 따라 주입되며, 플라즈마는 내부 반응기(220)의 내부인 플라즈마 반응공간(262)으로 주입된다.In the first plasma apparatus 200, the plasma is injected along the axial direction of the internal reactor 220 through the plasma injection unit 230, and the plasma is injected into the plasma reaction space 262 that is inside the internal reactor 220. .
제1 플라즈마 장치(200) 내로 유입되는 배기가스는 전단 배기가스이송관(10) 및 가스 주입부(240)를 통해 가스이동공간(261)으로 주입된다. 이때, 가스 주입부(240)는 외부 반응기(220)의 내면의 접선 방향으로 설치되어 있으므로 스월 형태로 주입된다.The exhaust gas flowing into the first plasma apparatus 200 is injected into the gas moving space 261 through the front end exhaust gas transfer pipe 10 and the gas injection unit 240. At this time, since the gas injection unit 240 is installed in the tangential direction of the inner surface of the external reactor 220 is injected in a swirl form.
스월 형태로 주입된 배기가스는 가스이동공간(261) 내에서 외부 반응기(210)의 내면을 따라 선회하면서 플라즈마 주입부(230)를 향해 진행된다.The exhaust gas injected in the swirl form moves toward the plasma injection unit 230 while turning along the inner surface of the external reactor 210 in the gas movement space 261.
진행하는 배기가스가 플라즈마 주입부(230)에 근접한 위치까지 도달하면 배기가스는 가스 유도부(270)에 의해 플라즈마 주입부(230)를 향해 빠르게 이동하며, 이에 의해 플라즈마 주입부(230)를 통해 주입되는 플라즈마에 빠르게 섞이게 된다. 이때, 가스 유도부(270)는 외부 반응기(210)의 내면으로부터 플라즈마 주입부(230)를 향해 좁아지는 형태로 테이퍼져 있으므로 배기가스는 플라즈마 주입부(230)에 근접한 고온의 플라즈마 영역에 빠르게 섞일 수 있다.When the traveling exhaust gas reaches a position close to the plasma injection unit 230, the exhaust gas is rapidly moved toward the plasma injection unit 230 by the gas induction unit 270, thereby injecting through the plasma injection unit 230. It quickly mixes with the plasma. At this time, since the gas induction part 270 is tapered in a form narrowing from the inner surface of the outer reactor 210 toward the plasma injection part 230, the exhaust gas may be rapidly mixed in the high temperature plasma region close to the plasma injection part 230. have.
플라즈마와 섞인 배기가스는 플라즈마가 플라즈마 반응공간(262) 내로 주입되므로 플라즈마와 반응하면서 플라즈마 반응공간(262)으로 이동한다.The exhaust gas mixed with the plasma moves into the plasma reaction space 262 while reacting with the plasma because the plasma is injected into the plasma reaction space 262.
플라즈마 반응공간(262) 내에서 배기가스는 플라즈마와 계속하여 반응하면서 내부 반응기(220)의 축방향을 따라 토출구(250)를 향해 진행한다. 이 과정에서 플라즈마 반응공간(262) 내에는 플라즈마와 배기가스가 반응하면서 2차 플라즈마 발생이 이루어지고 이에 의해 배기가스는 분해된다. 즉, 배기가스에 포함된 난분해성 물질인 타르가 제거된다. 플라즈마 처리된 후의 플라즈마처리가스는 토출구(250)를 통해 반응기의 외부로 배출된다.In the plasma reaction space 262, the exhaust gas continues to react with the plasma and proceed toward the discharge port 250 along the axial direction of the internal reactor 220. In this process, the plasma and the exhaust gas react with each other in the plasma reaction space 262 to generate the secondary plasma, thereby decomposing the exhaust gas. That is, tar which is a hardly decomposable substance contained in exhaust gas is removed. After the plasma treatment, the plasma processing gas is discharged to the outside of the reactor through the discharge port 250.
이러한 배기가스의 플라즈마 처리과정에서 외부 반응기(210)의 내부로 스월 형태로 주입되는 배기가스는 제1 플라즈마 장치(200) 내에서의 체류시간이 증대되고, 배기가스가 고온의 플라즈마 영역에 빠르게 섞이게 됨에 따라 배기가스의 처리 유량 및 배기가스 내에 포함된 난분해성 물질인 타르의 분해가 효과적으로 이루어진다.During the plasma processing of the exhaust gas, the exhaust gas injected into the inside of the external reactor 210 in a swirl form increases the residence time in the first plasma apparatus 200 and allows the exhaust gas to be rapidly mixed in the high temperature plasma region. As a result, the processing flow rate of the exhaust gas and the decomposition of tar, which is a hardly decomposable substance contained in the exhaust gas, are effectively achieved.
이와 같이 제1 플라즈마 장치(200)를 통과하면서 타르가 제거된 배기가스(플라즈마처리가스)는 제1 플라즈마 장치(200) 이후에 위치한 다른 배기가스이송관들을 통해 후단공정부들(300)로 이동하며, 후단공정부들(300)의 각 공정을 통해 처리 및 이용된다. 예를 들면, 타르가 제거된 배기가스는 후단공정부들(300)의 각 공정을 통해 산성가스, 황화합물의 제거가 이루어지고, 보일러 및 터빈 작동의 에너지원으로 이용될 수 있다.As such, the exhaust gas (plasma treatment gas) from which tar is removed while passing through the first plasma apparatus 200 is moved to the post-processing units 300 through other exhaust gas transfer pipes located after the first plasma apparatus 200. It is processed and used through each process of the rear end process units 300. For example, the exhaust gas from which tar is removed may be removed from the acid gas and the sulfur compound through each process of the rear end process units 300, and may be used as an energy source for boiler and turbine operation.
제2 실시예Second embodiment
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이고, 도 6은 도 5에 도시된 촉매반응기의 구성 및 제1 플라즈마장치와 촉매반응기가 연결된 상태를 예시한다.5 is a block diagram conceptually showing a configuration of a waste or biomass treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a configuration of the catalytic reactor shown in FIG. Illustrates the connected state.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는 가스화부(1100), 후단공정부들(1300), 배기가스이송관들, 제1 플라즈마 장치(1200) 및 촉매반응기(1400)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a waste or biomass treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention may include a gasification unit 1100, post-processing units 1300, exhaust gas transfer pipes, a first plasma apparatus 1200, and a catalyst. Reactor 1400.
가스화부(1100), 후단공정부들(1300), 배기가스이송관들 및 제1 플라즈마 장치(1200)는 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 가스화부(100), 후단공정부들(300), 배기가스이송관들 및 제1 플라즈마 장치(200)와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The gasification unit 1100, the back end processing units 1300, the exhaust gas transfer pipes, and the first plasma apparatus 1200 are gas of a waste or biomass processing apparatus according to the first embodiment of the present invention described with reference to FIG. 1. Since it is the same as the fire part 100, the rear end process parts 300, the exhaust gas transfer pipes, and the first plasma apparatus 200, a detailed description thereof will be omitted.
촉매반응기(1400)는 제1 플라즈마 장치(1200)의 후단에 연결되어 제1 플라즈마 장치(1200)로부터 배출되는 난분해성 물질이 분해된 배기가스를 촉매 반응시킨다. 촉매반응기(1400)는 반응관(1410) 및 촉매(1420)를 포함한다. The catalytic reactor 1400 is connected to the rear end of the first plasma apparatus 1200 to catalyze the exhaust gas from which the hardly decomposable substance discharged from the first plasma apparatus 1200 is decomposed. Catalytic reactor 1400 includes a reaction tube 1410 and a catalyst 1420.
반응관(1410)은 제1 플라즈마 장치(200)에 직접 연결되거나 제1 플라즈마 장치(1200)의 토출구(1210)에 연결된 후단 배기가스이송관(10')을 통해 제1 플라즈마 장치(200)와 유체 소통가능하게 연결될 수 있다. The reaction tube 1410 is in fluid communication with the first plasma apparatus 200 through a rear end exhaust gas transfer tube 10 ′ directly connected to the first plasma apparatus 200 or connected to the outlet 1210 of the first plasma apparatus 1200. Can be communicatively connected.
촉매(1420)는 반응관(1410)의 내부에 설치되며, 반응관(1410)의 내부로 유입된 배기가스와 반응하여 배기가스에 잔존 가능한 난분해성 물질을 분해한다. 일 예로, 촉매(1420)는 활성 알루미나(activated alumina), 티타니아(titania), 몰리브덴(Mo) 및 코발트(Co) 중 어느 하나 이상일 수 있다.The catalyst 1420 is installed inside the reaction tube 1410, and reacts with the exhaust gas introduced into the reaction tube 1410 to decompose the hardly decomposable substance remaining in the exhaust gas. For example, the catalyst 1420 may be any one or more of activated alumina, titania, molybdenum (Mo), and cobalt (Co).
이러한 촉매반응기(1400)에는 촉매(1420)가 활성화될 수 있는 에너지가 공급되어야 하며, 이를 위해, 반응기(1410)에는 전자파 플라즈마가 공급될 수 있는 플라즈마 주입부(1411)가 연결된다. 플라즈마 주입부(1411)에는 전자파 플라즈마 토치가 연결될 수 있다. 촉매반응기(1400) 내로 주입되는 전자파 플라즈마는 촉매(1420)를 활성화할 뿐만 아니라 반응기(1410) 내로 주입된 배기가스와도 반응하여 촉매(1420)와 함께 난분해성 물질을 분해할 수 있다.The catalytic reactor 1400 should be supplied with energy capable of activating the catalyst 1420. For this purpose, a plasma injection unit 1411 through which an electromagnetic plasma can be supplied is connected to the reactor 1410. An electromagnetic plasma torch may be connected to the plasma injection unit 1411. The electromagnetic plasma injected into the catalytic reactor 1400 may not only activate the catalyst 1420 but also react with the exhaust gas injected into the reactor 1410 to decompose the hardly decomposable material together with the catalyst 1420.
이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스 처리장치는 가스화부(100)로부터 배출되는 배기가스가 제1 플라즈마 장치(200)를 통과한 후 이어서 촉매반응기(1400)를 통과하면서 배기가스 내에 포함된 난분해성 물질이 분해되므로 폐기물 또는 바이오매스의 열분해로부터 발생된 배기가스에 포함된 난분해성 물질을 더욱 효과적으로 분해할 수 있다.In the waste or biomass processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, the exhaust gas discharged from the gasifier 100 passes through the first plasma apparatus 200 and then passes through the catalytic reactor 1400 and exhaust gas. Since the hardly decomposable substance contained therein is decomposed, it is possible to more effectively decompose the hardly decomposable substance contained in the exhaust gas generated from the thermal decomposition of the waste or biomass.
제3 실시예Third embodiment
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이고, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 제2 플라즈마 장치를 설명하기 위한 단면도이다.7 is a block diagram conceptually illustrating a configuration of a waste or biomass treatment apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a block diagram of a waste or biomass treatment apparatus according to a third embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view for explaining the plasma apparatus.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는 가스화부(2100), 후단공정부들(2300), 배기가스이송관들, 제1 플라즈마 장치(2200), 촉매반응기(2400) 및 제2 플라즈마 장치(2500)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the apparatus for treating waste or biomass according to the third embodiment of the present invention includes a gasification unit 2100, post-processing units 2300, exhaust gas transfer tubes, a first plasma apparatus 2200, and a catalyst. A reactor 2400 and a second plasma apparatus 2500.
가스화부(2100), 후단공정부들(2300), 배기가스이송관들 및 제1 플라즈마 장치(2200)는 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 가스화부(100), 후단공정부들(300), 배기가스이송관들 및 제1 플라즈마 장치(200)와 동일하고, 촉매반응기(2400)는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 본 발명의 제2 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 촉매반응기(400)와 동일하므로 이들에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The gasification unit 2100, the back end processing units 2300, the exhaust gas transfer pipes, and the first plasma apparatus 2200 are gas of a waste or biomass processing apparatus according to the first embodiment of the present invention described with reference to FIG. 1. The same as the fire unit 100, the rear end process units 300, the exhaust gas transfer pipes and the first plasma apparatus 200, the catalytic reactor 2400 is a second embodiment of the present invention described with reference to FIGS. Since the same as the catalytic reactor 400 of the waste or biomass treatment apparatus according to the detailed description thereof will be omitted.
제2 플라즈마 장치(2500)는 상기 후단공정부들 중 상기 배기가스에 포함된 입자상 불순물을 처리하는 후단공정부의 전단 또는 후단에 연결된 배기가스이송관상에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제2 플라즈마 장치(2500)는 후단공정부들(2300) 중 배기가스에 포함된 불순물을 제거하는 후단공정부의 후단에 연결된 배기가스이송관상에 설치될 수 있다.The second plasma apparatus 2500 may be installed on an exhaust gas transfer pipe connected to the front end or the rear end of the rear end process unit for processing particulate impurities included in the exhaust gas among the rear end process units. For example, the second plasma apparatus 2500 may be installed on an exhaust gas transport pipe connected to a rear end of the rear end process unit for removing impurities included in the exhaust gas from the rear end process units 2300.
제2 플라즈마 장치(2500)는 불순물을 제거하는 후단공정부의 후단에 연결된 배기가스이송관상에서 배기가스 중에 잔여하는 입자상 불순물을 포집할 수 있다. 제2 플라즈마 장치(2500)는 코로나 방전장치 또는 유전체 장벽 방전장치일 수 있고, 예를 들면, 제2 플라즈마 장치(2500)는 도 8에 도시된 바와 같이 원통형의 외부전극(2510) 및 외부전극(2510) 내의 중앙에 관통된 봉 형상의 내부전극(2520)을 포함하는 코로나 방전장치로 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 외부전극(2510) 및 내부전극(2520)의 축방향이 배기가스가 이동하는 방향에 평행하도록 배기가스이송관상에 설치될 수 있고, 이러한 상태에서 배기가스는 외부전극(2510)의 내측으로 제2 플라즈마 장치(2500)는 코로나 방전을 발생시켜 배기가스 중에 잔여하는 입자상의 불순물을 대전토록 하여 대전된 입자를 전자기장내에서 전기력에 의해 가스와 분리하는 작용 즉, 입자를 전전기력에 의해 포집할 수 있다. 이때, 발생된 코로나에 의해 외부전극(2510) 및 내부전극(2520)의 사이는 이온과 전자로 채워지고 배기가스에 포함된 입자상 불순물은 외부전극(2510)의 원통의 내면에 부착되어 입자상 불순물이 포집될 수 있다.The second plasma apparatus 2500 may collect particulate impurities remaining in the exhaust gas on the exhaust gas transport pipe connected to the rear end of the rear stage process unit for removing impurities. The second plasma apparatus 2500 may be a corona discharge apparatus or a dielectric barrier discharge apparatus. For example, the second plasma apparatus 2500 may have a cylindrical external electrode 2510 and an external electrode (as shown in FIG. 8). Corona discharge device including a rod-shaped inner electrode (2520) penetrated in the center of the 2510. In this case, the external electrodes 2510 and the internal electrodes 2520 may be installed on the exhaust gas transport pipe such that the axial directions thereof are parallel to the direction in which the exhaust gases move, and in such a state, the exhaust gases are inside the external electrodes 2510. Therefore, the second plasma apparatus 2500 generates a corona discharge to charge the particulate impurities remaining in the exhaust gas, thereby separating the charged particles from the gas by the electric force in the electromagnetic field, that is, collecting the particles by the electric force. can do. At this time, the generated corona is filled with ions and electrons between the external electrode 2510 and the internal electrode 2520, and the particulate impurities contained in the exhaust gas are attached to the inner surface of the cylinder of the external electrode 2510 so that the particulate impurities are removed. Can be collected.
이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는 제1 플라즈마 장치(2200) 및 촉매반응기(2400)를 통해 배기가스에 포함된 난분해성 물질을 효과적으로 분해할 수 있고, 또한 제2 플라즈마 장치(2500)를 이용하여 배기가스 내에 포함된 입자상 불순물을 포집하여 제거할 수 있으므로 배기가스의 난분해성 물질 및 기타 불순물이 제거된 양질의 대체에너지 즉, 양질의 합성가스를 생산할 수 있다.The waste or biomass treatment apparatus according to the third embodiment of the present invention can effectively decompose the hardly decomposable substance contained in the exhaust gas through the first plasma apparatus 2200 and the catalytic reactor 2400. Since the particulate matter contained in the exhaust gas may be collected and removed using the plasma apparatus 2500, high-quality alternative energy, that is, high-quality alternative gas from which hardly decomposable substances and other impurities of the exhaust gas are removed, may be produced.
제4 실시예Fourth embodiment
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이고, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 반응기의 구성 및 배기가스이송관, 제3 플라즈마 장치가 반응기와 연결되는 구조를 설명하기 위한 단면도들이다.9 is a block diagram conceptually showing a configuration of an apparatus for treating waste or biomass according to a fourth embodiment of the present invention, and FIGS. 10A and 10B illustrate treatment of waste or biomass according to a fourth embodiment of the present invention. It is sectional drawing for demonstrating the structure of the reactor of an apparatus, the structure which connects an exhaust gas conveyance pipe, and a 3rd plasma apparatus with a reactor.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는 가스화부(3100), 후단공정부들(3300), 배기가스이송관들, 가스분해 반응기(3400), 배기가스이송관들 중 어느 하나의 배기가스이송관상에 설치된 제1 플라즈마 장치(3200), 가스분해 반응기(3400)에 연결된 제3 플라즈마 장치(3200') 및 압력제어부(3500)를 포함한다.Referring to FIG. 9, the waste or biomass treatment apparatus according to the fourth embodiment of the present invention includes a gasifier 3100, post-processing units 3300, exhaust gas transfer pipes, a gas decomposition reactor 3400, and exhaust gas. The first plasma apparatus 3200 installed on any one of the exhaust pipes, the third plasma apparatus 3200 'connected to the gas decomposition reactor 3400, and the pressure control unit 3500.
가스화부(3100), 후단공정부들(3300), 배기가스이송관들 및 배기가스이송관상에 설치된 제1 플라즈마 장치(3200)는 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 가스화부(100), 후단공정부들(300), 배기가스이송관들 및 제1 플라즈마 장치(200)와 동일하므로 이들에 대한 구체적은 설명은 생략하기로 한다.The first plasma apparatus 3200 installed on the gasification unit 3100, the back end processing units 3300, the exhaust gas transport pipes, and the exhaust gas transport pipe is waste or bio according to the first embodiment of the present invention described with reference to FIG. Since the gasification unit 100, the rear end process units 300, the exhaust gas transfer tubes, and the first plasma apparatus 200 of the mass treatment apparatus are the same, detailed description thereof will be omitted.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 반응기의 구성 및 배기가스이송관, 제3 플라즈마 장치가 반응기와 연결되는 구조를 설명하기 위한 단면도들이다. 이하의 설명에서는 특별한 언급이 없는 한 도 10a 및 도 10b가 참조된다.10A and 10B are cross-sectional views illustrating a structure of a reactor of an apparatus for treating waste or biomass, an exhaust gas transfer pipe, and a structure in which a third plasma apparatus is connected to a reactor according to a fourth embodiment of the present invention. In the following description, reference is made to FIGS. 10A and 10B unless otherwise specified.
가스분해 반응기(3400)는 제1 플라즈마 장치(3200)가 설치된 배기가스이송관 또는 제1 플라즈마 장치(3200)가 설치되지 않은 배기가스이송관상에 설치될 수 있다. 예를 들면, 가스분해 반응기(3400)는 제1 플라즈마 장치(3200)가 설치되지 않은 어느 하나의 배기가스이송관 상에 설치될 수 있다.The gas cracking reactor 3400 may be installed on an exhaust gas transfer tube in which the first plasma apparatus 3200 is installed or on an exhaust gas transfer tube in which the first plasma apparatus 3200 is not installed. For example, the gas cracking reactor 3400 may be installed on any one of the exhaust gas transfer pipes in which the first plasma apparatus 3200 is not installed.
또한 가스분해 반응기(3400)는 가스수용공간(3410) 및 배기가스 배출구(3420)를 포함할 수 있다. 가스수용공간(3410)는 배기가스를 수용하는 부분이고, 배기가스 배출구(3420)는 가스수용공간(3410)로부터 정화된 배기가스를 배출하는 부분이다. 일 예로, 가스분해 반응기(3400)는 원통 형상일 수 있다. 원통 형상은, 상측과 하측이 중앙부와 비교하여 상대적으로 좁은 형상 즉, 중앙부에서 상측 및 하측으로 갈수록 내경이 좁아지는 단지 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the gas decomposition reactor 3400 may include a gas receiving space 3410 and an exhaust gas outlet 3420. The gas accommodating space 3410 is a portion for accommodating the exhaust gas, and the exhaust gas outlet 3420 is a part for discharging the purified exhaust gas from the gas accommodating space 3410. For example, the gas cracking reactor 3400 may have a cylindrical shape. The cylindrical shape may be formed in a shape in which the upper side and the lower side are relatively narrow compared to the center portion, that is, a shape in which the inner diameter becomes narrower from the center portion toward the upper side and the lower side.
이러한 가스분해 반응기(3400)는 가스수용공간(3410) 내부로 주입되는 플라즈마의 온도 유지 및 플라즈마에 의한 고온으로 인한 손실을 방지하기 위해 내화재 및 단열재로 구성될 수 있다.The gas cracking reactor 3400 may be formed of a fireproof material and a heat insulating material to prevent the loss due to the high temperature by the plasma and the temperature maintenance of the plasma injected into the gas receiving space (3410).
제3 플라즈마 장치(3200')는 가스분해 반응기(3400)에 연결되어 배기가스를 가스분해 반응기(3400)의 가스수용공간(3410)에 주입한다. 제3 플라즈마 장치(3200')는 외부 반응기(3210'), 내부 반응기(3220'), 플라즈마 주입부(3230'), 가스 주입부(3240') 및 토출구(3250')를 포함한다. 이러한 제3 플라즈마 장치(3200')는 가스분해 반응기(3400)에 연결되는 것을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치의 제1 플라즈마 장치(200)의 구조와 동일하므로 제3 플라즈마 장치(3200')의 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 이하에서는 제3 플라즈마 장치(3200')가 가스분해 반응기(3400)와 연결되는 구조에 대해 설명한다.The third plasma apparatus 3200 ′ is connected to the gas cracking reactor 3400 to inject the exhaust gas into the gas receiving space 3410 of the gas cracking reactor 3400. The third plasma apparatus 3200 ′ includes an external reactor 3210 ′, an internal reactor 3220 ′, a plasma injection unit 3230 ′, a gas injection unit 3240 ′, and an outlet 3250 ′. The third plasma apparatus 3200 'is connected to the gas cracking reactor 3400 except that it is connected to the structure of the first plasma apparatus 200 of the waste or biomass treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. Since it is the same, a detailed description of the third plasma apparatus 3200 'will be omitted. Hereinafter, a structure in which the third plasma apparatus 3200' is connected to the gas decomposition reactor 3400 will be described.
제3 플라즈마 장치(3200')는 토출구(3250')가 가스분해 반응기(3400)의 외면을 관통하여 유체 소통 가능하게 연결된다. 이를 위해, 내부 반응기(3220')는 토출구(3250')가 외부 가스분해 반응기(3400)의 외측으로 돌출될 수 있는 길이를 가질 수 있다. 제3 플라즈마 장치(3200')는 2개 이상의 개수로 가스분해 반응기(3400)에 유체 소통가능하게 연결된다. 2개 이상의 제3 플라즈마 장치(3200') 중 일부는 가스분해 반응기(3400)의 수평중심선(L)을 기준으로 상부에 위치하여 수평중심선(L)에 대하여 하부방향으로 일정각도(θ1) 기울어진 상태로 배치되고, 나머지는 가스분해 반응기(3400)의 수평중심선(L)을 기준으로 하부에 위치하여 수평중심선(L)에 대하여 상부방향으로 일정각도(θ2) 기울어진 상태로 배치된다. 이때, 2개 이상의 제3 플라즈마 장치(3200')는 가스분해 반응기(3400)의 내면의 접선 방향으로 설치된다. 이러한 제3 플라즈마 장치(3200')는 플라즈마가 가스분해 반응기(3400)의 가스수용공간(3410) 내부로 주입될 수 있도록 플라즈마를 공급된다.In the third plasma apparatus 3200 ′, the discharge port 3250 ′ is connected in fluid communication with an outer surface of the gas decomposition reactor 3400. To this end, the internal reactor 3220 ′ may have a length through which the discharge port 3250 ′ may protrude to the outside of the external gas cracking reactor 3400. The third plasma apparatus 3200 ′ is in fluid communication with the gas cracking reactor 3400 in at least two numbers. Some of the two or more third plasma apparatuses 3200 ′ are positioned at an upper side with respect to the horizontal center line L of the gas decomposition reactor 3400, and are inclined at a predetermined angle θ1 downward with respect to the horizontal center line L. It is disposed in a state, and the rest is disposed at a lower angle relative to the horizontal center line (L) of the gas cracking reactor (3400) is inclined at a predetermined angle (θ2) in an upward direction with respect to the horizontal center line (L). In this case, the two or more third plasma apparatuses 3200 ′ are installed in a tangential direction of the inner surface of the gas decomposition reactor 3400. The third plasma apparatus 3200 ′ is supplied with plasma so that the plasma may be injected into the gas receiving space 3410 of the gas decomposition reactor 3400.
한편, 배기가스이송관들 중 가스분해 반응기(3400)가 설치된 배기가스이송관은 전단 배기가스이송관 및 후단 배기가스이송관을 포함할 수 있다.Meanwhile, the exhaust gas transport pipe in which the gas decomposition reactor 3400 is installed among the exhaust gas transport pipes may include a front exhaust gas transport pipe and a rear exhaust gas transport pipe.
전단 배기가스이송관의 입구는 가스화부(3100) 또는 후단공정부들(3300) 중 어느 하나의 후단공정부(3300)의 출구와 유체 소통가능하게 연결될 수 있고, 전단 배기가스이송관의 출구(10a)는 3개 이상으로 분기되어 2개 이상의 제3 플라즈마 장치(3200')의 가스 주입부(3240')와 유체 소통가능하게 연결될 수 있다. 이때, 전단 배기가스이송관의 3개 이상의 출구 중 적어도 하나의 출구(10a)는 가스분해 반응기(3400)의 수평중심선(L)을 기준으로 상부에 위치한 제3 플라즈마 장치(3200')의 가스 주입부(3240')에 연결되고, 다른 하나 이상의 출구(10a')는 가스분해 반응기(3400)의 수평중심선(L)을 기준으로 하부에 위치한 제3 플라즈마 장치(3200')의 가스 주입부(3240')에 연결된다. 나머지의 출구(10a'')는 가스분해 반응기(3400)의 가스수용공간(3410)와 유체 소통가능하게 연결된다. 이때, 가스분해 반응기(3400)에 연결되는 전단 배기가스이송관의 출구(10a'')는 가스분해 반응기(3400)의 내면에 접선 방향으로 설치된다.The inlet of the front exhaust gas transfer pipe may be connected in fluid communication with the outlet of the rear end processing unit 3300 of either the gasification unit 3100 or the rear end processing units 3300, and the outlet 10a of the front end exhaust gas transfer pipe may be Branched into three or more may be connected in fluid communication with the gas injection portion 3240 'of the two or more third plasma apparatus (3200'). At this time, at least one outlet (10a) of the three or more outlets of the shear exhaust gas transfer pipe is the gas injection unit of the third plasma apparatus 3200 'located above the horizontal center line (L) of the gas cracking reactor (3400) And one or more outlets 10a 'connected to the 3240', and the gas injection portion 3240 'of the third plasma apparatus 3200' positioned below the horizontal center line L of the gas decomposition reactor 3400. ) The remaining outlet 10a ″ is in fluid communication with the gas receiving space 3410 of the gas cracking reactor 3400. At this time, the outlet 10a '' of the shear exhaust gas transfer pipe connected to the gas cracking reactor 3400 is installed in a tangential direction on the inner surface of the gas cracking reactor 3400.
후단 배기가스이송관의 입구(10b)는 가스분해 반응기(3400)의 가스배출구(3420)와 유체 소통가능하게 연결되고, 후단 배기가스이송관의 출구는 후단공정부들(3300) 중 어느 하나의 후단공정부(3300)의 입구와 유체 소통가능하게 연결된다.The inlet 10b of the rear end exhaust gas transfer pipe is connected in fluid communication with the gas outlet 3420 of the gas cracking reactor 3400, and the outlet of the rear end exhaust gas transfer pipe is the rear end process unit of any one of the rear end process units 3300. Is in fluid communication with the inlet of 3300.
압력제어부(3500)는 가스분해 반응기(3400)의 하단부에 설치되어 가스수용공간(3410) 내부의 압력을 제어하여 상기 2개 이상의 제3 플라즈마 장치(3200')로부터 배출된 배기가스의 와류 형성을 조절한다. The pressure controller 3500 is installed at the lower end of the gas decomposition reactor 3400 to control the pressure inside the gas receiving space 3410 to form the vortex of the exhaust gas discharged from the two or more third plasma apparatuses 3200 '. Adjust
이하에서는 이러한 본 발명의 제4 실시예에 따른 폐가스 및 바이오매스의 처리장치의 가스분해 반응기(3400) 및 2개 이상의 제3 플라즈마 장치(3200')를 통해 배기가스가 정화되는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of purifying exhaust gases through the gas decomposition reactor 3400 and two or more third plasma apparatuses 3200 'of the waste gas and biomass treatment apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
배기가스는 가스분해 반응기(3400)에 연결된 전단 배기가스이송관의 분기된 출구들(10a, 10a', 10a'') 중 하나 이상의 출구(10a'')를 통해 가스분해 반응기(3400)의 가스수용공간(3410)로 즉시 주입되고, 또한 2개 이상의 제3 플라즈마 장치(3200')의 가스 주입부(3240')에 연결된 전단 배기가스이송관의 분기된 출구들 중 2개 이상의 출구들(10a, 10a')을 통해 제3 플라즈마 장치(3200') 내로 주입된 후 제3 플라즈마 장치(3200')를 통과하여 가스분해 반응기(3400)의 가스수용공간(3410)으로 주입된다. 이때, 제3 플라즈마 장치(3200')의 내부로 주입되는 배기가스는 제3 플라즈마 장치(3200')의 내부에서 플라즈마 처리 즉, 1차로 난분해성 물질이 분해된 후 토출구(3250')를 통해 배출되어 가스분해 반응기(3400)의 가스수용공간(3410)으로 주입된다. 여기서, 제3 플라즈마 장치(3200')의 내부로 주입된 배기가스가 제3 플라즈마 장치(3200')의 내부에서 플라즈마 처리되는 과정은 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐가스 및 바이오매스의 처리장치의 제1 플라즈마 장치(200)가 배기가스를 플라즈마 처리하는 과정과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The exhaust gas is received in the gas decomposition reactor 3400 through one or more outlets 10a '' of the branched outlets 10a, 10a ', 10a' 'of the front end exhaust pipe connected to the gasification reactor 3400. Two or more outlets 10a, 10a of the branched outlets of the shear exhaust pipe which are immediately injected into the space 3410 and are connected to the gas injection section 3240 'of the two or more third plasma apparatuses 3200'. After being injected into the third plasma apparatus 3200 ′ through '), it is injected through the third plasma apparatus 3200 ′ into the gas receiving space 3410 of the gas decomposition reactor 3400. At this time, the exhaust gas injected into the third plasma apparatus 3200 'is discharged through the discharge hole 3250' after the plasma treatment, that is, the first hardly decomposable substance is decomposed in the third plasma apparatus 3200 '. The gas is injected into the gas receiving space 3410 of the gas decomposition reactor 3400. Here, the process in which the exhaust gas injected into the third plasma apparatus 3200 'is plasma-processed in the third plasma apparatus 3200' may be a waste gas and biomass processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. Since the first plasma apparatus 200 is the same as the plasma treatment of the exhaust gas, a detailed description thereof will be omitted.
가스분해 반응기(3400)의 가스수용공간(3410)로 주입되는 배기가스는 가스분해 반응기(3400)에 연결된 전단 배기가스이송관의 출구들(10a'') 및 제3 플라즈마 장치들(3200')이 가스분해 반응기(3400)의 내면에 접선 방향으로 설치되므로 와류를 형성하게 된다. 또한 가스분해 반응기(3400)의 수평중심선(L)의 상부에 연결된 제3 플라즈마 장치(3200')는 수평중심선(L)에 대하여 하부방향으로 일정각도(θ1)로 기울어진 상태이므로 제3 플라즈마 장치(3200')의 토출구(3250')를 통해 가스수용공간(3410)로 주입되는 배기가스는 하향하면서 와류를 형성하고, 가스분해 반응기(3400)의 수평중심선(L)의 하부에 연결된 제3 플라즈마 장치(3200')는 수평중심선(L)에 대하여 상부방향으로 일정각도(θ2)로 기울어진 상태이므로 제3 플라즈마 장치(3200')의 토출구(3250')를 통해 가스수용공간(3410)로 주입되는 배기가스는 상향하면서 와류를 형성하게 된다.The exhaust gas injected into the gas receiving space 3410 of the gas cracking reactor 3400 may include the outlets 10a ″ and the third plasma apparatuses 3200 ′ of the front end exhaust gas transfer pipe connected to the gas cracking reactor 3400. Since it is installed in the tangential direction on the inner surface of the gas decomposition reactor 3400 will form a vortex. In addition, since the third plasma apparatus 3200 ′ connected to the upper portion of the horizontal center line L of the gas decomposition reactor 3400 is inclined at a predetermined angle θ1 downward with respect to the horizontal center line L, the third plasma apparatus The exhaust gas injected into the gas accommodation space 3410 'through the discharge port 3250 ′ of the 3200 ′ forms a vortex while descending, and is connected to a lower portion of the horizontal center line L of the gas decomposition reactor 3400. Since the device 3200 'is inclined at a predetermined angle θ2 in the upward direction with respect to the horizontal center line L, the device 3200' is injected into the gas receiving space 3410 'through the discharge port 3250' of the third plasma apparatus 3200 '. The exhaust gas is upward while forming a vortex.
이와 같이 가스분해 반응기(3400)의 가스수용공간(3410)로 배기가스가 공급되는 과정에서 상향하는 와류 및 하향하는 와류는 서로 섞이게 됨에 따라 배기가스의 배출이 지연되고, 와류를 형성하는 배기가스는 지연된 시간동안 가스수용공간(3410)에서 제3 플라즈마 장치들(3200')을 통해 공급되는 플라즈마와 반응하여 2차로 난분해성 물질이 분해된다. 따라서 가스분해 반응기(3400)의 가스수용공간(3410)에서 플라즈마와 배기가스가 반응하는 시간이 증가하게 되므로 배기가스에 포함된 난분해성 물질이 효과적으로 분해될 수 있다.As the vortex upwards and the vortex downwards are mixed with each other in the process of supplying the exhaust gas to the gas receiving space 3410 of the gas decomposition reactor 3400, the discharge of the exhaust gas is delayed, and the exhaust gas forming the vortex During the delayed time, the hardly decomposable substance is decomposed secondly by reacting with the plasma supplied through the third plasma apparatuses 3200 ′ in the gas receiving space 3410. Therefore, since the reaction time of the plasma and the exhaust gas in the gas accommodating space 3410 of the gas decomposition reactor 3400 increases, the hardly decomposable substance contained in the exhaust gas may be effectively decomposed.
이러한 본 발명의 제4 실시예에 따른 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치를 이용하면, 배기가스가 수회에 걸쳐 플라즈마와 반응하게 되므로 배기가스 내의 난분해성 물질을 더욱 효과적으로 분해할 수 있다.Using the waste or biomass treatment apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, since the exhaust gas reacts with the plasma several times, it is possible to more effectively decompose the hardly decomposable substance in the exhaust gas.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention should not be limited to the embodiments set forth herein but should be construed in the broadest scope consistent with the principles and novel features set forth herein.

Claims (12)

  1. 폐기물 또는 바이오매스의 열화학적 변환 공정으로부터 발생된 배기가스에 포함된 난분해성 물질을 분해하여 처리하는 장치로서,An apparatus for decomposing and treating hardly decomposable substances contained in exhaust gases generated from a waste or thermochemical conversion process of biomass,
    상기 장치는:The device is:
    상기 폐기물 또는 바이오매스를 열화학적 변환하여 가스화하는 가스화부;A gasification unit for gasifying the waste or biomass by thermochemical conversion;
    상기 가스화부 이후에 순차적으로 배치되고, 상기 가스화부로부터 배출된 배기가스를 재생에너지로 전환 또는 재생에너지의 이용을 위한 여러 후단공정부들;A plurality of rear end process units disposed sequentially after the gasification unit and configured to convert the exhaust gas discharged from the gasification unit into renewable energy or to use the renewable energy;
    상기 가스화부 및 상기 후단공정부 간의 가스 이송 또는 상기 여러 후단공정부들 간의 가스를 이송하기 위한 배기가스이송관들; 및Exhaust gas transfer pipes for transferring gas between the gasification unit and the rear end process unit or gas between the various rear end process units; And
    상기 배기가스이송관들 중 하나 이상의 배기가스이송관상에 설치되고, 상기 배기가스이송관들 내부에서 이송되는 가스 내의 난분해성 물질을 플라즈마를 통해 분해하는 제1 플라즈마 처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는,And a first plasma processing device installed on at least one of the exhaust gas transport pipes and decomposing the hardly decomposable substance in the gas transported in the exhaust gas transport pipes through the plasma.
    폐기물 또는 바이오매스의 처리장치.Waste or biomass disposal device.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 플라즈마 처리 장치는, The first plasma processing apparatus,
    외부 반응기 및 내부 반응기를 포함하는 이중관 형태이고, 상기 배기가스이송관들 내부에서 이송되는 가스가 상기 외부 반응기 및 내부 반응기 사이로 유입되고, 유입된 가스는 유입된 직후 진행하는 방향의 역방향으로 진행하면서 플라즈마에 의해 난분해성 물질이 분해되어 토출되도록 구성된 것을 특징으로 하는,It is in the form of a double tube including an external reactor and an internal reactor, the gas transported inside the exhaust gas transfer pipes are introduced between the external reactor and the internal reactor, and the introduced gas flows in the reverse direction of the direction immediately proceeding to the plasma while entering the plasma. Characterized in that the hardly decomposable substance is decomposed and discharged by
    폐기물 또는 바이오매스의 처리장치.Waste or biomass disposal device.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,
    상기 제1 플라즈마 처리 장치는:The first plasma processing apparatus is:
    중공형 기둥형상이고, 상기 기둥형상의 축방향에 수직한 제1 측면부 및 상기 제1 측면부에 대향하는 제2 측면부를 포함하는 외부 반응기;An external reactor having a hollow columnar shape and including a first side portion perpendicular to the columnar axial direction and a second side portion opposing the first side portion;
    상기 제2 측면부에서 상기 외부 반응기의 내부로 삽입되는 내부 반응기로서, 상기 내부 반응기의 외면이 상기 외부 반응기의 내면과 일정 거리 이격될 수 있는 직경을 갖는 중공형 기둥형이고, 상기 외부 반응기 내부로 삽입된 부분의 말단은 상기 제1 측면부와 일정 거리 이격되어 있는 내부 반응기;An inner reactor inserted into the outer reactor at the second side portion, the outer surface of the inner reactor being a hollow columnar shape having a diameter that can be spaced apart from the inner surface of the outer reactor by a distance, and inserted into the outer reactor An end of the divided portion is an internal reactor spaced a predetermined distance from the first side portion;
    상기 외부 반응기의 축방향으로 플라즈마를 주입하도록 상기 제1 측면부에 연결된 플라즈마 주입부;A plasma injection unit connected to the first side portion to inject plasma in an axial direction of the external reactor;
    상기 제2 측면부에 인접한 위치에서 상기 외부 반응기와 상기 내부 반응기 사이의 공간으로 가스를 주입하여, 상기 주입된 가스가 제1 측면부를 향하도록 구성된, 가스 주입부; 및A gas injector configured to inject gas into a space between the outer reactor and the inner reactor at a position adjacent the second side part, such that the injected gas is directed to the first side part; And
    상기 제2 측면부에 배치되어 상기 내부 반응기로부터 상기 가스를 배출하는 토출구를 포함하고,A discharge port disposed in the second side part to discharge the gas from the internal reactor,
    상기 제1 플라즈마 처리 장치가 설치된 배기가스이송관은 상기 제1 플라즈마 처리 장치로 상기 배기가스를 주입시키는 전단 배기가스이송관 및 상기 제1 플라즈마 처리 장치 내에서 플라즈마와 반응하여 플라즈마 처리된 플라즈마처리가스를 후단공정부로 이송시키는 후단 배기가스이송관을 포함하고,The exhaust gas transfer pipe provided with the first plasma processing apparatus has a front end exhaust gas transfer tube for injecting the exhaust gas into the first plasma processing apparatus and a plasma processing gas that has been plasma-reacted by reacting with plasma in the first plasma processing apparatus. It includes a downstream exhaust gas transfer pipe to be transferred to the process unit,
    상기 전단 배기가스이송관의 입구는 상기 가스화부 또는 상기 후단공정부의 출구과 유체 소통가능하게 연결되고 상기 전단 배기가스이송관의 출구는 상기 가스 주입부와 유체 소통가능하게 연결되어 있고,An inlet of the front exhaust gas transfer pipe is connected in fluid communication with an outlet of the gasification unit or the rear end process unit, and an outlet of the front exhaust gas transfer pipe is connected in fluid communication with the gas inlet unit,
    상기 후단 배기가스이송관의 입구는 상기 토출구와 유체소통가능하게 연결되고 상기 후단 배기가스이송관의 출구는 후단공정부의 입구와 유체 소통가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,The inlet of the rear exhaust gas transport pipe is connected in fluid communication with the discharge port and the outlet of the rear exhaust gas transport pipe is characterized in that it is connected in fluid communication with the inlet of the rear end process,
    폐기물 또는 바이오매스의 처리장치.Waste or biomass disposal device.
  4. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 가스 주입부는 하나 이상 설치되고,At least one gas injection unit is installed,
    상기 하나 이상의 가스 주입부는 상기 외부 반응기의 접선 방향으로 설치되는,The one or more gas injection unit is installed in the tangential direction of the external reactor,
    폐기물 또는 바이오매스의 처리장치.Waste or biomass disposal device.
  5. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는,The waste or biomass treatment device,
    상기 후단공정부들 중 상기 플라즈마처리가스를 처리하는 후단공정부의 후단에 연결된 배기가스이송관상에 설치되는 제2 플라즈마 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,And a second plasma apparatus installed on an exhaust gas transfer pipe connected to a rear end of the rear end process unit for processing the plasma processing gas among the rear end process units.
    폐기물 또는 바이오매스의 처리장치.Waste or biomass disposal device.
  6. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 제2 플라즈마 장치는 코로나 방전장치 또는 유전체 장벽 방전장치 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는,The second plasma device is characterized in that made of any one of a corona discharge device or a dielectric barrier discharge device,
    폐기물 또는 바이오매스의 처리장치.Waste or biomass disposal device.
  7. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는,The waste or biomass treatment device,
    상기 제1 플라즈마 장치 후단에 설치되고 상기 플라즈마처리가스와 촉매 반응하는 촉매반응기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,And a catalytic reactor installed at a rear end of the first plasma apparatus and catalytically reacting with the plasma processing gas.
    폐기물 또는 바이오매스의 처리장치.Waste or biomass disposal device.
  8. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 난분해성 물질은 타르를 포함하는 것을 특징으로 하는,The hardly decomposable material is characterized in that it contains tar,
    폐기물 또는 바이오매스 처리장치.Waste or biomass processing devices.
  9. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는,The waste or biomass treatment device,
    상기 배기가스이송관들 중 하나 이상의 배기가스이송관상에 설치되고, 상기 배기가스 또는 상기 플라즈마처리장치를 수용하는 가스수용공간 및 상기 가스수용공간의 상부에 위치한 가스배출구를 포함하는 가스분해 반응기; 및A gas decomposition reactor installed on at least one of the exhaust gas transport pipes, the gas decomposition space including a gas accommodation space accommodating the exhaust gas or the plasma processing apparatus and a gas outlet located above the gas accommodation space; And
    플라즈마와 함께 상기 배기가스 또는 상기 플라즈마처리가스를 상기 가스수용공간으로 주입하도록 상기 가스분해 반응기에 연결된 2개 이상의 제3 플라즈마장치를 더 포함하고,At least two third plasma apparatuses connected to the gas cracking reactor to inject the exhaust gas or the plasma processing gas into the gas receiving space together with the plasma;
    상기 가스분해 반응기가 설치된 배기가스이송관은 상기 배기가스 또는 상기 플라즈마처리가스를 상기 2개 이상의 제3 플라즈마 장치 및 상기 가스수용공간으로 주입시키는 전단 배기가스이송관 및 상기 가스수용공간 내에서 처리된 가스를 후단공정부로 이송시키는 후단 배기가스이송관을 포함하고,The exhaust gas transfer pipe in which the gas decomposition reactor is installed includes a shear exhaust gas transfer pipe for injecting the exhaust gas or the plasma processing gas into the two or more third plasma apparatuses and the gas accommodation space and the gas treated in the gas accommodation space. It includes a rear stage exhaust gas transfer pipe to be transferred to the rear stage process unit,
    상기 전단 배기가스이송관의 입구는 상기 가스화부 또는 상기 후단공정부의 출구와 유체 소통가능하게 연결되고 상기 전단 배기가스이송관의 출구는 3개 이상으로 분기되어 상기 2개 이상의 제3 플라즈마 장치의 내부 및 상기 가스수용공간과 유체 소통가능하게 연결되고,The inlet of the front end exhaust gas transfer pipe is connected in fluid communication with the outlet of the gasification unit or the rear end process unit, and the outlet of the front end exhaust gas transfer pipe is branched into three or more branches of the two or more third plasma apparatus and In fluid communication with the gas receiving space,
    상기 후단 배기가스이송관의 입구는 상기 가스배출구와 유체 소통가능하게 연결되고 상기 후단 배기가스이송관의 출구는 상기 후단공정부의 입구와 유체소통 가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,The inlet of the rear exhaust gas transport pipe is connected in fluid communication with the gas outlet and the outlet of the rear exhaust gas transport pipe is characterized in that it is connected in fluid communication with the inlet of the rear end process,
    폐기물 또는 바이오매스의 처리장치.Waste or biomass disposal device.
  10. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 가스분해 반응기는 중공의 기둥형, 원통형 또는 단지 형상이고,The gas cracking reactor is hollow columnar, cylindrical or jar shaped,
    상기 2개 이상의 제3 플라즈마 장치 및 상기 전단 배기가스이송관의 3개 이상으로 분기된 출구는 상기 가스분해 반응기의 내면의 접선 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는,The two or more third plasma apparatus and the outlet branched to three or more of the shear exhaust gas transfer pipe is installed in the tangential direction of the inner surface of the gas decomposition reactor,
    폐기물 또는 바이오매스의 처리장치.Waste or biomass disposal device.
  11. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 2개 이상의 제3 플라즈마 장치 중 1개 이상의 제3 플라즈마 장치는 상기 가스분해 반응기의 수평중심선(L)을 기준으로 상부에 위치하여 수평중심선에 대하여 하부방향으로 일정각도(θ1)로 기울어진 상태로 배치되고, 나머지의 제3 플라즈마 장치 중 1개 이상의 제3 플라즈마 장치는 상기 수평중심선을 기준으로 하부에 위치하여 수평중심선에 대하여 상부방향으로 일정각도(θ2)로 기울어진 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는,One or more third plasma apparatuses of the two or more third plasma apparatuses are positioned above the horizontal center line L of the gas decomposition reactor and are inclined at a predetermined angle θ1 in the downward direction with respect to the horizontal center line. And at least one third plasma device of the remaining third plasma devices is disposed below the horizontal center line and inclined at a predetermined angle θ2 in an upward direction with respect to the horizontal center line. Made,
    폐기물 또는 바이오매스의 처리장치.Waste or biomass disposal device.
  12. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 폐기물 또는 바이오매스의 처리장치는,The waste or biomass treatment device,
    상기 가스수용공간 내부의 압력을 제어하여 상기 전단 배기가스이송관 및 상기 2개 이상의 제3 플라즈마 장치로부터 상기 가스수용공간으로 주입된 상기 배기가스 또는 상기 플라즈마처리가스의 와류 형성을 조절하기 위해 상기 가스분해 반응기의 하단부에 설치된 압력제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,The gas decomposition to control the pressure inside the gas receiving space to control the vortex formation of the exhaust gas or the plasma processing gas injected into the gas receiving space from the shear exhaust gas transfer pipe and the at least two third plasma apparatuses. Further comprising a pressure control unit installed at the lower end of the reactor,
    폐기물 또는 바이오매스의 처리장치.Waste or biomass disposal device.
PCT/KR2016/006060 2015-06-08 2016-06-08 Plasma processing device for incineration and gasification process exhaust gas WO2016200143A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MYPI2017704710A MY194872A (en) 2015-06-08 2016-06-08 Plasma treating device for incineration and gasification exhaust gas
CN201680033772.2A CN107743415B (en) 2015-06-08 2016-06-08 Plasma processing device for exhaust gas of incineration and gasification process
PH12017502245A PH12017502245A1 (en) 2015-06-08 2017-12-07 Plasma processing device for incineration and gasification process exhaust gas

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0080361 2015-06-08
KR1020150080361A KR101804013B1 (en) 2015-06-08 2015-06-08 Plasma treating device of incineration and gasification exhaust gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016200143A1 true WO2016200143A1 (en) 2016-12-15

Family

ID=57503430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/006060 WO2016200143A1 (en) 2015-06-08 2016-06-08 Plasma processing device for incineration and gasification process exhaust gas

Country Status (5)

Country Link
KR (1) KR101804013B1 (en)
CN (1) CN107743415B (en)
MY (1) MY194872A (en)
PH (1) PH12017502245A1 (en)
WO (1) WO2016200143A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6791510B2 (en) * 2018-12-14 2020-11-25 カンケンテクノ株式会社 Exhaust gas plasma abatement method and its equipment
KR102391714B1 (en) * 2020-07-24 2022-05-02 (주)항성메탈 Method of treating waste electrical and electronic products

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030067241A (en) * 2002-02-07 2003-08-14 주식회사 유민이엔씨 Method and Apparatus for excluding dioxin and fly ash using high temperature plasma
KR20090045574A (en) * 2007-11-02 2009-05-08 에스케이에너지 주식회사 Process and apparatus for refining synthetic gas from waste using plasma pyrolysis
KR20100062695A (en) * 2008-12-02 2010-06-10 한국기계연구원 Nano-pulse corona discharge and bio filter hybrid gas cleaning system
KR20110049566A (en) * 2009-11-05 2011-05-12 한국기계연구원 Plasma reactor and tar or by-product reforming and removing apparatus using the same
KR20120095017A (en) * 2011-02-18 2012-08-28 조선대학교산학협력단 Externally oscillated plasma equipment for tar destruction in producer gas from waste pyrolysis/gasification and in exhaust gas from biomass combustion

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2892127B1 (en) * 2005-10-14 2012-10-19 Commissariat Energie Atomique DEVICE FOR GASIFYING BIOMASS AND ORGANIC WASTE AT HIGH TEMPERATURE AND WITH EXTERNAL ENERGY DELIVERY FOR THE GENERATION OF A HIGH-QUALITY SYNTHESIS GAS
KR100699699B1 (en) 2006-03-16 2007-03-26 엄환섭 Elimination apparatus and method of chemical and biological warfare agents by high-temperature, large-volume microwave plasma burner
KR100742159B1 (en) 2006-04-04 2007-07-25 한국에너지기술연구원 Cogeneration system by biomass gasification
CN104128077B (en) * 2014-07-14 2016-01-20 西安交通大学 A kind of double braid covering cartridge type corona plasma generating means

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030067241A (en) * 2002-02-07 2003-08-14 주식회사 유민이엔씨 Method and Apparatus for excluding dioxin and fly ash using high temperature plasma
KR20090045574A (en) * 2007-11-02 2009-05-08 에스케이에너지 주식회사 Process and apparatus for refining synthetic gas from waste using plasma pyrolysis
KR20100062695A (en) * 2008-12-02 2010-06-10 한국기계연구원 Nano-pulse corona discharge and bio filter hybrid gas cleaning system
KR20110049566A (en) * 2009-11-05 2011-05-12 한국기계연구원 Plasma reactor and tar or by-product reforming and removing apparatus using the same
KR20120095017A (en) * 2011-02-18 2012-08-28 조선대학교산학협력단 Externally oscillated plasma equipment for tar destruction in producer gas from waste pyrolysis/gasification and in exhaust gas from biomass combustion

Also Published As

Publication number Publication date
CN107743415B (en) 2021-05-25
CN107743415A (en) 2018-02-27
KR20160144074A (en) 2016-12-16
PH12017502245A1 (en) 2018-06-11
MY194872A (en) 2022-12-21
KR101804013B1 (en) 2017-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11352284B2 (en) System for urban organic solid waste pyrolysis-gasification coupled with drying
CN103438461B (en) A kind of integral type pyrolysis restoring system and waste disposal method
CN108775585B (en) Waste high-temperature air/steam gasification combustion melting system
RU2595747C2 (en) Process and apparatus for treatment of incinerator ash
KR101546815B1 (en) Apparatus and method for waste gasification process using the plasma
CN107520239A (en) Plasma dangerous waste processing method
WO2016200143A1 (en) Plasma processing device for incineration and gasification process exhaust gas
CN204063061U (en) A kind of plasma furnace for the treatment of domestic waste incineration flue gas
CN105066135A (en) Small garbage catalytic gasification pyrolysis technology method and equipment thereof
KR20160065340A (en) Waste processing system for a printed circuit board
JP2000328076A (en) Gasification apparatus of organic waste
CN107457249A (en) Plasma dangerous waste processing system
WO2020141642A1 (en) Hazardous gas treatment system based on plasma and dielectric heating catalyst
CN210481307U (en) Solid waste pyrolysis gasification synthesis gas purification treatment device
CN113390081A (en) Emission reduction system for dioxin and NOx substances in household garbage gasification combustion process
US20140157789A1 (en) Procedure and installation for plasma heat treatment of a gas mixture
CN111649331A (en) High-efficient rubbish pyrolytic processing system
CN207335423U (en) The DC power supply of plasma smelting furnace
CN202808709U (en) Sludge drying, pyrolysis gasifying and incinerating integrated treatment system
CN111121052A (en) Boiler combustion solid waste treatment device based on plasma technology and process thereof
CN212408671U (en) High-efficient rubbish pyrolytic processing system
CN116481032A (en) Plasma garbage incineration equipment and method
KR102511333B1 (en) Pyrolysis system for waste and pyrolysis method using the same
CN103666504A (en) Sludge drying/pyrolysis/gasification/incineration integrated treatment system
CN212319724U (en) Boiler combustion solid waste treatment device based on plasma technology

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16807783

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12017502245

Country of ref document: PH

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16807783

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1