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KR19990046682A - 가연성가스추출방법및그장치 - Google Patents

가연성가스추출방법및그장치 Download PDF

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KR19990046682A
KR19990046682A KR1019990013229A KR19990013229A KR19990046682A KR 19990046682 A KR19990046682 A KR 19990046682A KR 1019990013229 A KR1019990013229 A KR 1019990013229A KR 19990013229 A KR19990013229 A KR 19990013229A KR 19990046682 A KR19990046682 A KR 19990046682A
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gas
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heat
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KR1019990013229A
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정정수
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정정수
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Abstract

본 발명은 가연성가스 추출 방법에 관한 것으로서, 산업폐기물과 도시 쓰레기 등을 포함한 가연성가스를 함유하고 있는 물질에 간접열을 가열시켜 무산소 가연성가스와 탄소로 지속적으로 분리시키는 방법을 얻기 위한 것인 바,
투입된 열분해물질을 건조하고 상기 건조시 수분을 배출하는 배출수단이 형성된 초기건조1단계와; 상기 초기 건조1단계에서 건조되어 이송수단에 의해 이송되어 건조 및 무산소공기로 형성하는 건조 및 무산소2단계와; 상기 건조 및 무산소단계에서 완전히 건조되어 공기를 차단하도록 공기차단이송수단과, 이송된 열분해물질에 간접열과 직접열이 지속적으로 열축적되도록 열을 공급하는 열공급수단과, 열분해분리한 가연성GAS가 자유롭게 흡입되도록 상층부에서 하단부로 다수 배열시킨 다공의 흡입관으로 GAS모아 이송하는 흡기다지관과, 가연성 GAS와 탄소로 분해분리시키기 위해 지속적인 진공상태를 유지하며 탄소재를 하부로 이송하는 탄소재이송수단으로 형성하는 GAS 및 탄소분리3단계와; 상기 GAS와 탄소분리단계를 거처 분쇄된 탄분을 적층하는 탄분저장소와, 상기 저장된 탄분을 날려 완전연소시키는 화격로와, 상기 화격로 내에 간접열과 직접열를 이용하여 GAS 및 탄소분리3단계로 다시 건조 및 무산소2단계로 전달되도록 통로가 형성된 탄분완전연소4단계와; 상기 탄분완전연소된 회분을 모아 이송하는 회분이송저장5단계와; 가스를 추출하는 상기의 GAS 및 탄소분리3단계에서 GAS 흡입다지관에서 흡수된 가스를 가압하여 이물질과 순수한 가연성GAS로 분리하는 GAS분리저장6단계로 이루어져 NITRGEN, CO2, CO와 GAS로 분리시키는 데 별도의 시설이 필요 없고 가연성 GAS만으로도 양질의 GAS를 얻을 수 있으며, 열분해분리실 공간부에 열분해물질 이외의 어떤 공기도 유입되지 않도록 하여 열분해분리에서 발생하는 순수한 가연성 가스만을 추출할 수 있어, 에너지 자원이 없는 국가에서는 자원재활용이라는 측면에서 기대되는 파급효과가 매우 크며 폐기물을 재생 및 환경보존은 물론 폐자원의 재활용을 동시에 도모할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Description

가연성가스 추출방법 및 그 장치 {The apparatus and method for extracting flammable gases}
본 발명은 가연성가스 추출방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 산업폐기물과 도시 쓰레기 등을 포함한 가연성가스를 함유하고 있는 물질에 간접열을 가열시켜 무산소 가연성가스와 탄소로 지속적으로 분리시키는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
종래의 특허 제155189호 산업폐기물질의 탄화 및 그 장치는 본 출원인이 출원하여 특허를 획득한 것으로 열분해분리의 원리와 구조는 동일하나 제3단계의 열분해분리실의 공간부에 제공되는 열풍은 간접열과 직접열을 동시에 공급 되도록 구조 되었으므로 직접열풍이 가지고 있는 니트로겐(NITROGEN)과 CO2, CO 등이 다량 함유되어 가스를 희석시키는 결과를 가져 다 줌으로, 이를 다시 니트로겐(NITROGEN)과 CO2, CO의 가스를 재 분리시키는 시설이 별도로 요구되었다.
따라서 본 발명의 가연성가스 추출장치는 종래의 산업폐기물질의 탄화 및 그 장치를 다음과 같이 개선하였다.
기존의 직접열 전달수단인 화격봉의 열배출 통구를 막고, 간접열 통관으로 구조를 개선하였고, 경우에 따라 열전달수단인 전기열봉으로 그 위치를 대체시켜 그 역할을 대신토록 하게 구조를 변경 할 수도 있게 하였다. 그리고 제3단계(30)의 열분해분리실 공간부로 유입되는 공기를 억제시키는 가압 이송수단(104)으로 구조 시켰다.
그리고 제3단계(30) 하단부와 제4단계(40) 상단부에 탄분 저장통관을 만들어 제3단계(30)와 제4단계(40)의 공간 통로를 탄분으로 공기의 소통을 억제 되도록 구조시켰다.
제3단계(30) 열분해로의 열분해물질은 간접열을 제공받아 열분해분리 할 때 발생하는 팽창계수를 측정하여 제5단계(50)의 흡입력을 조절시켜 가연성GAS을 배출 되도록 제어시스템을 운영한다. 제5단계(50)의 가스정제장치는 가스를 압축과 팽창 과정을 거쳐 이물질인 수분, 회분, 타르 등을 제거시키는 것과 압축에 의거 순수 가스로 분리시키는 장치를 더 하였다.
본 발명은 1998.7.14일자 특허 제155189호 산업폐기물의 탄화 소각 방법 및 그 장치의 후속 원리와 1998.2.27. 출원번호 제98-6423호 소각장치의 보조 소각로를 한층 격상시킨 가연성가스 추출 원리에 관한 것이다.
본 건 이외 기존의 원리에 대하여 살펴보면, 오가도라 건류공법, KINSI건류공법은 열분해물질을 일정 열분해로 내부에 일괄투입하고 용기 외부에서 간접열을 가열시켜 열분해분리를 유도하는 건류공법을 적용시키고 있고, 서모셀렉트 건류공법은 가압 이송수단의 외곽을 가열시켜 건류시키는 공법을 사용하고 있다. 그리고 서모셀렉트 건류공법은 탄소를 연소시키는 탄소로 상층부(동일 공간내부)로 가연성가스를 통과하게 하면서 산소와 가연성가스가 합성하여 천연가스로 만들기 위한 방법으로 해석하지만, 연소 과정에서 합성되는 산소 화합물인 독극물에 비하면 이는 타당치 않는 방법이다.
그리고 열분해 분리한 가연성가스와 탄소와 함께 연소하는 과정이 복합적으로 이루어지지 않도록 하여야 할 것이고, 열분해로 내부에 산소화합 과정이 이루어지지 않도록 새로운 환경을 만들지 않는 것이 문제로 지적할 수 있다.
특허 제155189호의 특징은 가연성가스를 추출하는 과정에서 직접열풍이 열분해물질에 지속적으로 공급되어 직접열풍 중 NITROGEN, CO2, CO의 공기가 유입되어 GAS는 희석되어 별도의 에너지를 첨가 시켜 연소 시켜야 하는 것이 문제점으로 지적시 되었다.
따라서 본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 안출 한 것으로서, 본 발명의 목적은 NITROGEN, CO2, CO 와 GAS로 분리시키는데 별도의 시설이 필요 없고, 가연성GAS만으로 도 양질의 GAS로 만들 수 있으며, 열분해 분리실 공간부에 열분해물질 이외의 어떤 공기도 유입되지 못하도록 하여 열분해분리에 의거 순수 가연성GAS 만을 추출하는데 그 목적을 두었다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가연성가스 추출장치는 열분해물질이 제1단계로부터 제2단계를 거쳐 제3단계 열분해분리실 공간으로 유입되는 과정에서 제2단계 공간부의 공기가 제3단계 열분해실로 유입되지 못하도록 열분해물질(산업폐기물질포함)의 이송수단을 스크류와 가압 압축수단(104)에 의거 진행 되도록 하는 것과, 제3단계 공간부의 간접열 화격관이 되도록 하였고, 제3단계와 제4단계의 경계 지점을 공기의 순환이 이루어지지 않도록 판부재(85)와 탄분저장통(90A, 100B)을 구조시켜, 저장통관의 탄분이 차단 막 역할을 하게 하고, 공기의 유출입이 억제 되도록 하기 위하여 제3단계의 열분해분리로의 팽창계수를 감안하여, 제5단계의 가스제2흡입장치(55)를 제어 조절하는 시스템을 운영하며, 도4는 도1의 C부분을 도시한 방법에 의거 제3단계와 제4단계 사이를 차단시키는 원리의 가연성가스 추출방법 및 그 장치를 달성하였다.
또한, 본 발명은 가연성GAS 추출전 과정이 단계별로 개개의 특성에 따라 운영되도록 구성시켰고, 제1단계의 열분해물질의 투입과정부터 제6단계의 회분이송 및 저장에 이르기까지 공기의 순환과정이 연결 지어져 있는 것을 특징으로 하였고, 제1단계의 제1흡입장치(11)는 제2단계 공간부와 제3단계 열분해로 화격관 내부와 제4단계의 상단부의 제1버너 제2가스버너, 제3가스버너, 다공의 탄소연소 공기 유입구(110.111)에 이르기까지 순환구를 이루도록 형성된 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예의 가연성가스 추출시스템을 도시한 전 단면도,
도 2는 도 1의 A부분을 중심으로 도시한 공기제거장치 상태도,
도 3은 도 1의 B부분을 중심으로 도시한 탄분배출장치 상태도,
도 4는 도 1의 C부분을 중심으로 도시한 공기흡입장치 상태도,
도 5는 본 발명의 가연성가스 추출시스템의 열분해물질의 흐름을 도시한 상태도,
도 6은 본 발명의 가연성가스 추출시스템의 열의 흐름을 도시한 상태도,
도 7은 본 발명의 가연성가스 추출시스템의 가연성가스의 흐름을 도시한 상태도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 초기 건조 제1단계 15 : 제1버너
11 : 제1흡입장치 20 : 건조 및 무산소 제2단계
12 : 가압 투입장치 13 : 분배수단
25 : 제2가스버너 21 : 무산소 배기가스
30 : GAS및 탄소분리 제3단계 35 : 제3가스버너
37 : 간접열전달수단 38 : 간접열전달수단
39 : 간접열전달수단 40 : 탄분완전연소 제4단계
41 : 원형 채반 43 : 다공의 흡기관
50 : GAS분리저장 제5단계 55 : 제2흡입장치
60 : 회분이송저장 제6단계 75 : 이단식 스크류
80 : 탄분연소다공판부재 81 : 탄분연소다공판부재
85 :판부재 90 : 내측탄분저장관(A)
95 : 확대축소관인 실린더 100 : 외측탄분저장관(B)
104 : 가압 이송수단 105 : 피스톤
110 : 공기흡입구 111 : 공기흡입구
115 : 공기배출구 125 : 가이드판
135 : 호퍼형탄분출구 136 : 호퍼형탄분출구
150 : 열전달로 151 : 열배분구
152 : 배기가스 160 : 회분이송스크류
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1내지 도 6에 도시 한 본 발명의 가연성가스 추출장치는 투입된 열분해물질을 건조시키고, 상기 건조시 수분을 배출하는 배출수단이 형성된 초기건조제1단계(10)와; 상기 초기건조제1단계(10)에서 건조되어, 이송수단에 의해 이송되어 건조 및 무산소공기로 형성하는 건조 및 무산소 제2단계(20)와; 상기 건조 및 무산소 단계에서 완전히 건조되는 것과 제2단계에서 제3단계로 이송하는 열분해물질 중 함유하고 있는 공기의 이동을 차단시키는 가압이송수단(104)과, 제3단계(30)의 열분해로 중심부에 이송된 열분해물질을 간접열에 의거 열분해분리 시키므로 지속적인 열 축적이 이루어지며 열공급수단 (85,37,38.39.)과 열분해분리한 가연성GAS가 자유롭게 흡입되도록 상층부에서 하단부로 다수관을 배열시킨 다공의 흡입관(43)으로 GAS를 모아 이송하는 흡기다지관(143)과, 가연성GAS와 탄소로 분해분리시키기 위해 제3단계(30)의 열분해로 내부는 지속적인 진공상태가 되도록 하기 위해서 탄소를 하부로 이송시키는 탄소이송수단(75)과 가연성가스를 제5단계로 배출시키는 흡입다지관(43)에 의거 제3단계 열분해실은 지속적으로 진공상태가 된다. 그리고 탄소가 탄분화 되어 탄분을 적층하는 내 외측 탄분저장관(90.100)과, 상기 저장된 탄분을 날려 완전 연소 시키는 화격로(140,141)와, 상기 화격로에 의해 이동한 간접열은 제3단계 열분해분리로 공급되며, 제3단계를 가열시킨 무산소 CO2건풍은 제2단계(20) 하단부 CO2가스(21) 통로를 따라 제2단계 건조물질에 전달되도록 하는 것과, 탄분이 완전히 연소되는 제4단계와 제3단계의 열분해분리 노에서 흡입한 가스를 제5단계(50)에서 가압시켜 이물질과 수분과 회분 등을 제거하고 순수한 가연성GAS로 분리 시키는 제5단계(50)와; 상기 탄분이 연소한 회분을 모아 이송하여 저장탱크로 이송하는 회분이송 저장 제6단계(60)로 이루어진다.
상기와 같이 이루어진 가연성GAS 추출방법은 열분해물질(산업폐기물포함)을 흡입하고 수분을 제거하여 배출하는 초기건조 제1단계(10)를 거쳐 제2단계에서 건조 및 무산소 공기로 재 포장한 후 제3단계(30) 열분해로 공간부가 만적되도록 투입시키는 것과, 판부재와 간접열관 및 열 전달수단에 의거 열분해물질(산업폐기물질포함)은 하단부로부터 상단부에 이르기까지 지속적인 열축적이 이루어지게 하여, 가연성가스와 탄소로 분리시키며 가연성가스는 제5단계(50)의 가스정화실의 제2흡입장치(55)에 의거 분리되고, 탄소는 제3단계(30) 판부재(85) 상판의 스크류(75)에 의거 제4단계(40) 탄소로 배출시키므로 제3단계(30)의 열분해분리실은 지속적인 진공상태로 유지되며, 열분해물질(산업폐기물질포함)의 순환이 순조롭게 이루어진다.
도 2에 도시한 제2단계(20)에서 제3단계(30)로 이동하는 열분해물질(산업폐기물질포함)이 내포하고 있는 공기를 제거시키는 압축장치에 관한 것으로, 제2단계의 하단부에 장착되며, 공기가 빠져나가도록 다공의 공기배출구(115)가 형성되며, 확대축소관인 실린더(95)와, 전방부에서 후반부로 지름이 작아지는 계단식 원추형 피스톤(105)을 가압하는 가압부로 구성되어 열분해물질을 압축시켜 공기를 빼어 낸 후 제3단계로 이송시키는 공기제거장치(104)가 장착된다.
도 3에 도시한 제3단계(30)와 제4단계(40)를 경계로 하여 장착되는 판부재(85)는 간접열 전달수단 통로인 다수의 화격관(38)이 방사형으로 형성되며, 중앙에는 큰 홀이 형성된 화격관(39)과 열분해물질 판부재(85)와, 상기 중심부의 화격관(39)을 중심으로 방사형의 다수의 화격관(38)의 일측면에 다수의 2단형 이송스쿠류(75)가 장착 되도록 구성되어 제4단계의 탄분 완전연소실 탄분 저장소로 탄분을 분배하도록 하였다.
도 4에 도시한 탄분 완전연소 제4단계(40)는 제3단계의 하단부 판부재 상판에 방사형으로 설치된 탄분배출장치(75)와, 탄분을 안내하도록 외측면으로 형성된 가이드판(125)과, 탄분의 크기에 따라 분리되도록 경사각을 가지며, 그 면에 다수의 구멍이 형성된 분배판이 내측면을 측으로 형성되며, 상기 분배판의 하부에는 탄분 입자가 가는 탄분을 저장하는 내측 탄분저장관(90)와 굵은 탄분을 저장하는 외측 탄분저장관(100)과, 상기 두 탄분저장관(A.B)의 하부에는 공기 흡입구(110.111)를 통하여 제3단계(30)로 공기의 소통을 막아 주도록 하는 병목작용을 하는 호퍼형탄분출구(135.136)와, 상기 호퍼형출구에서 토출되는 탄분은 공기흡입구(110.111)로 흡입되는 공기를 따라 연소실로 흐르며, 탄소연소 다공판부재(80.81)에서 낙하되며, 착화 완전연소되도록 상면에 다공이 형성되며, 계단형의 탄소연소 다공판부재(80.81)는 돔형태로 구조되었고, 연소실의 중앙부는 하부에서 상부로 열이 배출되도록 하부에 출구부를 갖은 열 배출구와, 연소실의 직접열을 전도시키도록 상부면이 곡면을 이루도록 원판이 형성되어, 열 배출구의 간접열과 원판에 전도된 직접열이 상부로 전달되도록 이루어지도록 하였다.
제4단계(40) 분배판의 하부에는 탄분 입자가 가는 탄분을 저장하는 내측 탄분저장관(90)과 굵은 탄분을 저장하는 외측 탄분저장관(100)은 제3단계(30)와 제4단계(40)의 공간을 차단시키는 역할을 한다. 제4단계(40) 열분해실의 열전달수단로(150)는 제4단계(40)의 중앙부에 설치시켜, 제3단계(30) 하단부 열배분구(151)가 열 통로가 되며, 제3단계(30)의 열분해분리실에 간접열을 제공하고, 열이동통로가스출구(152)를 거쳐 제2단계(20)의 건조실로 제공된다. 제3단계(30)의 판부재(85) 상판에 간접열 화격관(38.39)은 열의 분배가 균등히 되도록 하는 것과 외통을 둘러싼 간접열제공관(37) 등에 의거 열분해분리는 신속하게 이루어지고, 제3단계(30)의 열분해분리실 상층부로부터 판부재(85) 상에 미치도록 가연성GAS 흡입관(43)을 다수 균등히 배열시켜, 제5단계(50)의 가스정화실로 이송시키는 것과, 제3단계(30) 하단부와 제4단계(40) 상층부에는 제3단계(30) 열분해실에 열제공수단인 제1버너(15) 제2가스버너(25) 제3가스버너(35)와 탄소열 배분수단(151)이 설치되었고, 탄소를 탄분으로 만들어 채반형상의 분배판에 의거 내측 탄분저장관(90) 구조와, 외측 탄분저장관(100)으로 구조되었고, 원형통관으로 구조된 탄분 저장통(90A, 100B)에 탄분이 축적되어 있는 하단부는 톱날과 같은 다수의 동공으로 형성되었으며, 탄분을 받쳐 주는 연소판(80.81) 위에 톱날 형태의 동공 사이로 공기의 유입과 탄분이 함께 연소판(80.81) 상판을 따라 흐르면서 다공의 구멍을 통하여 낙하 연소가 이루어진다.
제6단계(60) 회분은 이송 스크류(160)에 의해 저장탱크로 저장 되도록 구성된다.
도 5는 본 발명의 가연성가스 추출시스템의 열분해물질의 흐름을 열분해로의 순환체계에 있어서, 제1단계(10)로 유입되는 열분해물질(산업폐기물질포함)은 수분 제거와 조기 건조와, 제2단계(20)에서는 건조와 무산소공기로 재 포장하는 과정을 거쳐, 제3단계(30) 열분해실로 유입되고, 열분해분리 단계에 의거 가연성가스는 정화실(50)의 제2흡입장치(55)에 이끌리어 열분해분리가 이루어지도록 형성된다.
제1단계(10)의 제1흡입장치(11)는 제4단계(40)와 제3단계(30) 간접열 전달수단(37.38.39)과 제1버너(15) 제2가스버너(25) 제3가스버너(35) 등에 미치어, 공기만을 흡입시키고, 또한 제4단계(40)의 탄소 열 역시도 제1단계(10)의 제1흡입장치(11)에 의거 공기가 순환 되도록 구조되었다.
본 발명이 이루고자 하는 원리는 가연성GAS 추출 전 과정이 단계별로 그 특성에 따라 운영되도록 한 것이다.
제1단계(10)의 열분해물질의 투입과정부터 제2단계와 제3단계 그리고 제4단계(40)의 탄소연소과정에 이르기까지와, 제5단계(50) 가연성가스 흡입장치는 별도의 체계로 운영되도록 구조되었다. 이 모두 공기의 순환과정이 연결 지어져 있는 것을 특징으로 하였고, 제1단계(10)의 제1흡입장치(11)는 제2단계(20)의 건조물질의 전 공간부와 제3단계(30) 열분해로 화격관(37.38.39)과 제4단계(40) 상단부와 제3단계 하단부 제1버너 제2가스버너 제3가스버너 제4단계(40) 공기 흡입구(110.111)에 이르기까지 순환로가 형성된 구조로 되어 있다.
도2. 3. 4. 6. 7은 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제인 열분해물질 중에서 양질의 가연성GAS 만을 얻기 위한 것으로 가연성GAS를 추출하는 과정에서 불필요한 공기의 유입을 차단시키는 장치와 열분해물질을 신속히 열분해분리 되도록 구성시키는 장치와 열분해물질을 건조와 무산소 공기로 재포장 하는 과정과 열분해분리 한 가연성GAS를 양질의 GAS로 만드는 제5단계(50)와 그리고 열분해분리 한 탄소를 제4단계에서 연소시켜, 그 열풍으로 제3단계 화격관(38)을 가열시킨 간접열에 의거 열분해물질은 무산소 가연성GAS와 탄소로 분리되는 것과, 또 한편 분해물질의 이동과정과 공기의 흐름이 상호 역순으로 교차되며, 이동 되도록 구조시킨다.
또한 열분해물질(산업폐기물질포함)은 제1단계로부터 제2단계로 제3단계로 제4단계로 순차적으로 이동되고, 공기의 흐름은 제1단계의 제1흡입장치(11)에 의거 제1단계의 건조 공기와 제2단계 간접열 제공수단의 화격관 통관로를 통하여 제3단계의 제1버너 제2가스버너 제3가스버너 제4단계의 탄소 연소장치의 외부공기 유입구(110.111)에 이르기까지, 흡입력이 미치도록 하는 구조로 되어있다. 또한 특정 구역인 제3단계(30) 공간부의 열분해물질은 간접열화격관(37.38.39)에 의해 열분해 분리되며, 열분해분리한 무산소가연성GAS는 제5단계의 GAS정화장치의 제2흡입장치(55)에 이끌리어 안정되게 이동되어 연소 및 별도의 에너지원으로 사용된다.
이상은 열분해물질 중에서 순수한 GAS만을 얻어내기 위하여, 제3단계의 열분해 중심부에는 외부의 어떠한 공기의 유입이 되지 않도록 하며, 제2단계 공간부의 공기가 제3단계의 공간층으로 이동되지 못하도록 열분해물질(산업폐기물질포함)을 스크류와 가압이송수단(104)에 의거 열분해물질만이 통과 되도록 구조시킨다.
그리고 제3단계 하단부와 제4단계 상단부를 경계인 탄소 이동 통로에 일정 높이의 탄분저장통관(90.100)을 구조시켜, 제4단계의 탄소연소열풍이 제3단계의 공간부로 이동되지 못하도록 한다.
그리고 제5단계의 제2흡입장치(55)는 제3단계 열분해로의 GAS 팽창계수를 계측 시켜 제2흡입장치(55)을 제어 조절하는 장치를 구조시켰다.
본 발명은 제3단계 열분해실의 열전달수단(37.38.39)에 의거 제3단계의 열분해물질은 가연성GAS와 탄소로 분리되고, 가연성GAS는 제3단계 상층부로부터 하단부에 이르기까지 다수의 다공봉관(43)을 따라 제5단계의 제2흡입장치(55)에 이끌리어 분리되고, 탄소는 판부재(85) 상판에서 방사형으로 구비된 스크류(75)에 의거 세분 제4단계로 배출되며, 탄분이 연소한 열풍은 제3단계 열분해로의 열원으로 사용된다. 그리고 가연성GAS는 제5단계로 이송 시켜 일차로 흡입과 압축(55) 과정을 거치고, 이차로 정제과정을 거쳐 양질의 가스로 만든다.
이상의 기술적인 특성은 열분해로의 전 과정에서 열분해물질과 공기의 흐름이 상호 상반되게 교차되는 과정에서 역할분담이 이루어지도록 구조되었다.
그리고 제3단계의 공간부의 열풍 이동통로(37.38.39)는 열분해물질층에 간접열을 균등히 배분되도록 구조되었다.
또한 이상에 의거 양분된 탄소와 가연성GAS는 무산소 공간부에서 열분해분리 되었으므로 착화로 인한 폭발의 위험성이 없는 양질의 GAS일뿐 만 아니라 다시 재 연소 과정에서 탄소는 700℃이상의 고온으로 연소되고, 무산소 가연성GAS는 1200℃ 이상으로 연소됨으로 다이옥신(DIOXIN) 등과 같은 공해물질이 합성되지 않는다.
본 발명의 가연성GAS 추출방법 및 장치는 열분해물질 중에서 얻어낸 가연성GAS는 산업용 에너지원으로 화력발전 에너지로 사용 할 수 있는 양질의 GAS를 얻으며 산업용폐기물질 및 도시 쓰레기, 아스팔트, 토탄, 저탄, 산간에 흐트러진 목재 등을 열분해 분리시켜 열량이 높은 가연성GAS를 얻어내어 저장하여 사용 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 국가적으로는 자원재활용이라는 측면에서 기대되는 파급효과가 매우 크며, 특히 폐기물을 재생함으로써 환경보존은 물론 폐자원의 재활용을 동시에 도모할 수 있는 효과가 있으므로 국가의 자원 및 에너지재활용산업 및 환경보존산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (11)

  1. 투입된 열분해물질을 건조시키는 과정과 수분을 배출시키는 배출수단이 형성된 초기 건조 과정과 제1흡입장치(11)에 의거 열분해물질의 이동 순서와 공기의 흐름이 상호 역순으로 이루어지는 제1단계와;
    상기 제1단계의 초기 건조 단계를 거쳐, 제2단계로 이송되며, 다시 건조 보일라 열과, 제3단계를 거쳐 제공되는 무산소 배기가스(21)로 열분해물질(산업폐기물질 포함)을 교체시키는 제2단계(20)는 제1단계에서 유입한 열분해물질이 포함하고 있는 무산소공기를 다시 가압이송수단(104)에 의거 무산소 열분해물질(산업폐기물질포함)를 가압하여 무산소 공기를 배출시킨 후 제3단계(30) 열분해분리 실로 이송하는 이송수단(104)과;
    상기 제3단계(30)로 이송된 열분해물질(산업폐기물질포함)은 간접열(37.38.39.85)을 지속적으로 제공받음으로 열 축적이 이루어지고 열분해물질은 가연성가스와 탄소로 분해 분리되는 것과, 열을 공급받는 열공급수단(37.38.39.85)과 열분해분리 한 가연성GAS가 자유롭게 배출 되도록, 흡입다지관(43)을 상층부에서 하단부로 다수 배열시켜 다공의 흡입관에 의해 GAS를 모아 이송하는 흡기다지관(43)과, GAS를 흡입 압축하는 제5단계(50)의 제2흡입장치(55)와 제3단계(30) 열분해분리 실이 지속적인 진공상태가 유지 되도록 하는 것과, 또한 탄소는 제4단계로 배출 되도록 함으로 제3단계(30)의 열분해실은 지속적인 안정 상태가 유지되는 것과,
    상기 탄소 분리단계를 거쳐 탄소를 분쇄시켜 적층하는 탄분저장관(90.100)과 상기 저장된 탄분을 날려 완전 연소시키는 탄소 화격로(40)와, 제4단계(40) 탄소로에서 탄소를 연소시켜 제3단계의 열분해물질을 분해분리시켜 가연성GAS와 탄소로 양분시키는 제3단계와;
    제3단계와 제4단계를 경계로 한 공간부에 탄분 이동설비와 탄분의 이동을 억제 시키는 이단식 스크류(75)와 가이드판(125), 내측 탄분저장관(90), 외측 탄분저장관(100), 그리고 호퍼형탄분출구(135. 136)을 구비시키는 것과, 상기 탄분완전 연소된 회분을 모아 이송하는 제6단계 회분 이송장치(160)와; 가연성GAS를 추출하는GAS 흡입다지관(43)에 의거 흡수된 GAS를 가압하여 수분과 타르 회분 등의 이물질을 제거시키고, 순수한 가연성GAS을 추출하는 것을 특징으로 하는 가연성GAS 추출방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 초기 건조 제1단계(10)는 제1흡입장치(11)와 열분해물질을 투입하는 가압투입장치(12)와 분배수단(13)의 구조로 되었으며, 상기 투입된 열분해물질이 분산 되도록 다수의 관이 형성되며 상기 관의 사이사이에는 열 공급관이 형성되어 건조시키며, 건조된 열분해물질을 수평스크류와 수직수단스크류로 이송 하는것과 제1단계(10)로부터 제4단계(40)에 이르기까지 공기의 순환체계가 이루어지도록 제1흡입장치(11)를 구조시키는 것을 특징으로 하는 가연성GAS추출방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 건조 및 무산소 제2단계(20)는 열분해물질을 완전 건조시키는 것과, 또한 무산소 공기로 재 포장시키는 것과 간접열을 공급받도록 열전달수단인 보일러관을 설치시키는 것과, 제2단계(20)와 제3단계(30) 공간부에 가압 이송수단(104)를 설치시키는 것과, 제3단계(30)의 열분해 분리실에는 외부 공기 유입이 되지 않도록 하는 것과, 열분해물질 만 통과 되도록 가압이 송수단(104)을 장착하는 것을 특징으로 하는 가연성GAS 추출방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기GAS 및 탄소분리 제3단계(30)의 열분해로에는 간접열 전달수단(37.39)에 제2가스버너(25)와, 제3가스버너(35)가 연결 되었고, 간접열판 판부재(85)와 간접열 전달수단(38)에는 제1버너(15)와 제4단계(40) 탄소연소열풍 배분관(151)이 연결되었고, 이들 간접열 통로에 의거 열분해물질은 가연성GAS와 탄소로 분리되고, 가연성GAS는 제3단계 상층부로부터 하단부에 이르기까지 다공의봉관(43)을 따라 제5단계의 제2흡입장치(55)에 이끌리어 분리되고, 탄소는 판부재(85) 상판에서 방사형으로 구비된 스크류(75)에 의거 탄소는 세분되어 탄소로 제4단계(40)로 배출되는 것을 특징으로 하는 가연성GAS추출방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 탄분 완전연소 제4단계(40)는 제3단계 하단부 판부재(85) 상판에 방사형으로 설치된 탄소배출수단(75)과, 탄분을 안내하도록 외측면으로 형성된 가이드판(125)과, 탄분의 크기에 따라 분리 되도록 경사각을 가진 채반으로 구성 되는것과, 상기 분배판의 하부에는 탄분 입자가 미세한 탄분을 저장하는 내측 탄분저장관(90)과 굵은 탄분을 저장하는 외측 탄분저장관(100)과, 상기 두 탄분 저장관의 하부에는 병목형의 호퍼형 탄분분출구(135.136) 까지 기체의 이동을 억제시키는 장치로 구조됨으로, 제5단계(50)의 제2흡입장치(55)이 제4단계(40)의 호퍼형탄분출구(135,136) 까지 미치지 못하도록 하는 것을 특징으로 하는 가연성GAS추출방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 호퍼형탄분출구(135.136)에서 토출되는 탄분은 공기 흡입부(110.111)로부터 유입되는 공기와 탄분은 제1단계(10)의 제1흡입장치(11)에 이끌리어 탄소연소 다공판부재(80,81) 상판을 이동하면서 낙하 연소 되도록 하는 것과, 연소열풍은 연소실의 중앙부 하단부에 위치한 유입구를 U턴하여 상부로 이동 배출 되도록 한 배출구(150)와; 연소실의 직접열을 전도시키도록 상부 면이 곡면을 이루도록 원판형 뚜껑으로 구성되었고, 직접열과 원판 뚜껑의 전도열은 열배분구(151)을 통하여 상부로 전달 되도록 하는 것을 특징으로 하는 가연성GAS 추출방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 GAS분리저장 제5단계(50)는 제3단계의 GAS흡입 다지관(43)과 제2흡기장치(55)는 동일통관으로 이어져 있고, 제2흡입장치(55)에 의거 흡입된 가연성GAS를 가압하여 이물질인 수분, 회분, 타르 등을 분리시킨 후 다시 압축 과정을 거쳐 순수한 GAS로 만드는 것을 특징으로 하는 가연성GAS 추출방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 탄분 완전연소 제4단계(40)는 탄소를 탄분으로 만드는 다수의 스크류(75)에 의거 분쇄된 탄소는 가이드판(125)을 지나 원형 채반(41)을 의거 세분된 탄분은 저장통관(90)에 굵은 탄분은 저장통관(100)으로 양분시켜 적체 되도록 하는 것과, 저장통(90.100)을 지지하는 하단부에 병목형의 호퍼형 탄분출구(135,136)와 공기흡입구(110,111)로 구조되었고, 탄분출구 하단부에는 다수의 구멍으로 형성된 톱날형태의 공기통로는 탄분연소 다공판부재(80,81) 상판에 지지되어 있고, 이상의 구조는 탄분을 중심부에 있게하고 호퍼형탄분출구(135.136)가 형성 되어 있는 것과, 신속한 탄분 연소가 되도록 호퍼형탄분출구(135.136)에서 적정량의 탄분이 배분되어 지는 것과, 외부로부터 유입되는 공기(110.111)와 탄분이 혼합되는 것과, 제1단계(10)의 제1흡입장치(11)에 의거 혼합된 탄분이 탄소연소 다공판부재(80.81)의 중심부를 향해 이동되면서 탄분연소다공판부재(80,81) 상판과 구멍의 통로를 따라 낙하 연소되는 것과, 이상에 의거 연소한 열풍은 열전달수환로(150) 하단부를 U턴하여, 제3단계 하단부 열배분구(151)를 통하여, 제3단계 열분해분리실로 이루어짐을 특징으로 하는 가연성GAS 추출방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제3단계(30)의 간접열원(37.39)과 탄소 연소열(38)에 의거 제3 단계(30) 열분해물질(산업폐기물질포함)은 판부재(85) 상판으로부터 발열하는 열원과 화격관(38.39)의 발열과, 외곽을 둘러싼 간접열(37) 등에 의거 분해물질(산업폐기물질포함)층에 간접열이 제공되어 지속적인 열축적이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 가연성GAS 추출방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 제1단계의 제1흡입장치(11)는 열분해물질의 이동 순서와 역순으로 이루어지도록 구조시켜, 제2단계로 유입되는 열분해물질(산업폐기물질포함)과 공기가 상호 교차되어 무산소 열분해물질(산업폐기물질포함)로 되는 것과, 제3단계(30)의 열분해물질은 간접열을 제공하여 주고, 제4단계(40)의 연소 버너의 환경과 탄소 연소의 환경을 만들어 주는 것을 특징으로 하는 가연성GAS 추출방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 제거장치는(104)는 상기 제2단계의 하단부에 장착되며, 공기가 빠져나가도록 다공의 공기배출구(115)가 형성되는 확대축소관인 실린더(95)와, 전방부에서 후반부로 지름이 작아지는 계단식 원추형 피스톤(105)을 가압하는 가압부로 구성되어 열분해물질을 압축시켜 공기를 빼어내도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가연성GAS 추출장치.
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