KR20020035518A - 폐기물처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각로(1)와, 상기 소각로(1)의 상부 일측에 형성된 가스배출구 (6)와, 상기 소각로(1)의 하부에 형성된 버너(21)와, 상기 소각로(1) 내부에 내장되는 3개 또는 4개의 건류탱크(2)와, 상기 건류탱크(2))내에 삽입되는 카트리지 (30)와, 상기 건류탱크(2)의 하부 중앙에 질소공급관(4)에 의해 연결되며 소각로 (1)의 외부 일측에 형성된 질소공급탱크(3)와, 상기 건류탱크(2)의 상부에 설치되어 있으며, 폐가스를 회수하는 폐가스회수관(5,5`)과, 상기 폐가스회수관(5)은 상기 버너(21)의 공기공급에 이용되며, 상기 폐가스회수관(5)에서 분기된 또 다른 폐가스회수관(5')은 상기 소각로(1)의 외부 일측에 형성된 세정탑(10)에 연결되어 있으며, 상기 세정탑(10)의 일측은 냉각수탱크(9)와 파이프로 연결되어 있으며, 상기 세정탑(10)의 하부에 형성된 유수분리기(11)로 구성된 폐기물 처리장치에 관한 것이다.

Description

폐기물처리장치 {The apparatus for disposal waste}

본 발명은 폐기물처리장치에 관한 것으로서, 소각로내의 간접열을 사용하여 건류탱크에 내입된 가연성 폐기물과 병원에서 배출되는 악성전염폐기물등을 공해요인이 없이 건류 탄화시켜 처리하도록 내화벽돌로 축조된 진공 건류 카트리지 기화가스시스템을 도입한 폐기물 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 병원 및 공장에서 배출되는 가연성 폐기물은 플라스틱, 스티로품 등 합성수지제품이 주로 구성되어 있으며, 병원에서 배출되는 악성전염폐기물은 주사기, 거즈, 수술도구등이 주로 구성되어 있으나 이러한 폐기물을 처리하는데는 많은 어려움이 있어 왔으며, 통상의 폐기물처리장치로는 처리하지 못하여 왔다. 본 발명에서는 이러한 가연성폐기물과 병원에서 배출되는 악성전염폐기물을 건류시스템을 이용하여 개량한 건류가열시스템을 이용한 폐기물처리장치를 개량한 것이다.

현재가지 연구되는 건류 시스템은 간접 가열방식과 직접가열방식으로 모두 문제를 지니고 있다. 간접가열 방식은 이상적 건류 방식이기는 하지만 전열과정에서 상당한 문제가 있으며, 기구적으로 복잡하다. 직접 가열방식은 부분연소과정에서 생긴 가스로 인해 가스 정제시 문제가 발생된다. 또, 간접 가열식은 회수율은 높으나, 직화시에는 연소가스와 폐기물이 직접 접촉하게 되어 효율이 떨어진다. 간접 가열식은 주로 킬른식이 주종이며 직접식은 유동상식과 , 수직 샤프트로가 주종을 이루고 있다.

건류에서 가장 큰 문제는 건류된 가스에서의 열 회수 및 정제로서, 연료가스에서의 열 회수가 어렵기 때문에 물을 분사하여 급냉(Quenching)시켜 오일분을 제거하거나, 생성되는 가스를 크랙킹 하여 오일분을 가스화 하여 접착성(Sticky)문제를 해결하고 있다. 또, IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)등에서는 분진제거를 위해 금속 망이나, 세라믹 필터 등이 연구되고 있다. 따라서 건류 가스의 정제문제는 아직도 완전히 해결된 기술은 아니라고 할 수 있으며, 가스 터빈 등을 구동하기 위한 연료원으로 사용하기 위해서는 상당한 문제가 있다.

특히, 열 회수는 접착성 문제와, 함유열량이 적은 관계로 주로 버리는 방향으로 검토가 되고 있어 기존 기술은 없다고 할 수 있는 실정이다.

종래 기술은 재의 용융과 건류에 필요한 열 공급을 위해 순수 산소나 초고온 공기를 사용하고 있다. 이 경우, 용융재 속에 고정된 노즐을 사용하므로 반드시 수냉 장치를 갖추고 있고 자체 청소기능이 없으므로 고속 분사시켜 이 문제를 해결하고 있다. 또 용융된 재는 교반 시킬 수 없기 때문에 일정부피의 유지공간 (Holding space)을 두고 산소버너로 재 가열하여 완전 용융되게 하고 있다. 이에 따른 에너지 손실은 필연적이다. 또, 용융된 재가 가지는 에너지도 상당하나, 통상 수쇄시키면서 증발된 증기는 직접 건류 시스템으로 들어가게 하여 에너지는 회수되지 못하고 있다.

석탄이나 쓰레기를 건류하여 재사용하는 오일화 장치에서 통상 오일화 수율을 높이기 위해서는 고압화 하는 것이 좋은 것은 잘 알려진 사실이다. 따라서 회수되는 장치에서는 오일회수율을 올리기 위해 고압화 하여 거의 100%를 오일화 하기 위해 여러 가지 연구를 하고 있으며,

2차 연소를 위한 버너는 다양한 형식이 있으나, 건류된 가스의 온도가 높아 통상 1 ~ 2개의 구멍을 통해 가스가 공급되고 공기로 와류(Swirl)를 형성시키나, 혼합이 불충분하고 와류의 세기가 약해 완전연소를 이루기는 어려워 통상 후단의 집진기에 의지하여 수트 등의 발생을 해결하고 있다.

또, 폐열 회수는 전열관과 수직 방향으로 가스를 흘리는 것이 가장 고효율로 전열되므로 지그 재그식 W형 등 여러 형식으로 전열관 모양을 제조하고 있으나, 청소문제, 대규모 전열관 제조시 청소 문제 등을 내포하고 있다.

재사용하기 위하여 가스화시키는 장치에서는 초고온공기를 쓰는 경우도 있으나, 최근은 거의 순수산소를 사용하고 있으며 PSA(Pressure Swing Absorption)방식에 의해 제조된다. PSA 방식의 동력 소비는 압축동력과 진공펌프 동력으로 특히, 진공펌프의 동력소비가 많다. 그러나 보통은 2통식 또는 3통식으로 제작되고 있어 초기 폐기되는 고압 질소분의 압력 에너지는 버리고, 그 시간 동안 진공펌프는 공 회전하게 된다. 따라서 동력 소비율이 높게 되고 이에 따라 전체 시스템의 가동 비용은 당연히 높게 된다. 또, 독일 등의 선진국은 지하수 오염을 우려하여 쓰레기 벙커의 지하화를 법으로 규제하고 있어 이를 피하기 위해 벙커를 지상에 설치하고 이 때문에 차량의 출입, 적하를 위해 벙커 높이까지 차량이 올라 갈 수 있도록 고가도로를 설치하고, 그 후 크레인 콘베어 등으로 다시 투입구로 투입하고 있어 많은 경비가 소요되고 있다.

국내공개실용신안공보 공개번호 제95-1734호에는 건류식소각로에 연결된 2차 연소로에 다수의 재생용기를 수납하여 2차 연소로의 가열에 의해 재생용기에 내입된 폐전선을 재생하는 건류식소각로를 이용한 폐전선 재생장치에 관한 기술이 공개되어 있으며,

국내공개특허공보 공개번호 제93-20498호에 진공펌프, 온도 및 진공게이지가장착되어 있고,내부에 전열선이 균일하게 장설된 진공가열로에 폐동선을 장입하여 동선미 알루미늄을 회수하는 장치 및 방법이 기재되어 있으나,

상기 종래의 기술들은 가연성 폐기물 처리시에 가연성 폐기물의 소각시 가연성 폐기물에 함유된 오일분이 유해한 맹독성가스 및 악취, 검은 매연과 중금속인 다이옥신이 발산되어 대기를 오염시켜 환경공해를 유발하여귀중한 자원인 가연성 폐기물이 소실이 되는 등의 폐단이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인이 선출원한 특허출원번호 제10-2000-1348호 발명의 명칭 다이옥신이 제거된 폐기물 소각장치 및 실용신안등록출원번호 20-1998-11136호 폐전선을 용융, 건류탄화시켜 합성수지와 동선을 분리 취출하는 장치를 개량한 것으로서, 가연성 또는 병원에서 생산되는 악성전연폐기물등을 처리하는 소각로의 간접열을 이용하여 재연소실을 거쳐 건류탱크 주위에 유입하여 카트리지에 내입된 폐기물을 용융 및 건류 탄화시키는 과정에 생기는 가연성 배출가스는 취출하고 탄화된 폐기물은 꺼내어 처리하여 공해요인이 없이 분리 취출할 수 있는 폐기물처리장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.

도1은 본 발명의 폐기물처리장치 평면 상세도

도2는 본 발명의 폐기물처리장치 측면 상세도

도3은 본 발명의 폐기물처리장치 이중가열탱크 상세도

도4는 본 발명의 폐기물처리장치 카트리지 상세도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

소각로(불가마)(1), 건류탱크(2), 질소공급탱크(3), 질소공급관(4), 폐가스회수관(5,5'), 가스배출구(6), 흡입송풍기(7), 밸브(8), 냉각수탱크(9), 세정탑 (10), 유수분리기(11), 가열장치(20), 버너(21), 건류탱크덮개(22), 건류탱크몸체 (23), 카트리지(30), 카트리지몸체(31), 카트리지통공(32), 카트리지덮개(33), 걸고리(34), 지지대(40)

상기와 같은 목적을 달성하고자, 본 발명은 소각로(1)와, 상기 소각로(1)의상부 일측에 형성된 가스배출구(6)와, 상기 소각로(1)의 하부에 형성된 버너(21)와, 상기 소각로(1) 내부에 내장되는 3개 또는 4개의 건류탱크(2)와, 상기 건류탱크(2))내에 삽입되는 카트리지(30)와, 상기 건류탱크(2)의 하부 중앙에 질소공급관 (4)에 의해 연결되며 소각로(1)의 외부 일측에 형성된 질소공급탱크(3)와, 상기 건류탱크(2)의 상부에 설치되어 있으며, 폐가스를 회수하는 폐가스회수관(5,5`)과, 상기 폐가스회수관(5)은 상기 버너(21)의 공기공급에 이용되며, 상기 폐가스회수관 (5)에서 분기된 또 다른 폐가스회수관(5')은 상기 소각로(1)의 외부 일측에 형성된 세정탑(10)에 연결되어 있으며, 상기 세정탑(10)의 일측은 냉각수탱크(9)와 파이프로 연결되어 있으며, 상기 세정탑(10)의 하부에 형성된 유수분리기(11)로 구성된 폐기물 처리장치에 관한 것이다.

본 발명은 폐기물 소각로의 간접열을 이용하여 재연소실을 거쳐 건류탱크 주위에 유입하여 카트리지체에 내입된 폐전선을 용융 및 건류 탄화시키는 과정에 생기는 합성수지는 취출하고 탄화된 폐전선은 꺼내어 가볍게 타발하므로써 산화되지 않은 인장력이 좋은 동선을 공해요인이 없이 분리 취출하는 폐전선을 용융, 건류 탄화시켜 합성수지와 동선을 분리 취출하는 장치에 관한 것이다.

본 발명에서 소각로와 건류탱크의 하부는 내화벽돌로 설치되어 있으며, 소각로의 정면 하부에 설치된 버너에서 소각로로 공급되는 열의 온도는 약 1300~1500℃이며, 건류탱크의 하부에는 질소가 공급되어 건류탱크내에 가열시 균일한 가열이 되도록 하였으며, 건류탱크의 크기는 필요에 따라서 조절할 수 있으나 폐기물이 약500㎏ 정도 넣을 수 있는 크기가 바람직한 것이다.

본 발명에서 건류탱크에서 배출되는 폐가열배출가스는 세정탑과 유수분리기에서 완전히 정제시켜 정제된 배기가스를 배출시키는 친환경적인 폐기물처리장치인 것이다.

또한 본 발명은 폐전선 처리에도 사용할 수 있는 장치인 것이다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 폐기물처리장치 평면 상세도, 도2는 본 발명의 폐기물처리장치 측면 상세도, 도3은 본 발명의 폐기물처리장치 이중가열탱크 상세도, 도4는 본 발명의 폐기물처리장치 카트리지 상세도를 도시한 것이며, 도면의 부호는 소각로(불가마)(1), 건류탱크(2), 질소공급탱크(3), 질소공급관(4), 폐가스회수관 (5,5'), 가스배출구(6), 흡입송풍기(7), 밸브(8), 냉각수탱크(9), 세정탑(10), 유수분리기(11), 가열장치(20), 버너(21), 건류탱크덮개(22), 건류탱크몸체(23), 카트리지(30), 카트리지몸체(31), 카트리지통공(32), 카트리지덮개(33), 걸고리(34), 지지대(40)를 나타낸 것임을 알 수 있다.

구조를 살펴보면 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 소각로(1)와, 상기 소각로 (1)의 상부 일측에 형성된 가스배출구(6)와, 상기 소각로(1)의 하부에 형성된 버너(21)와, 상기 소각로(1)내부에 내장되는 3개 또는 4개의 건류탱크(2)와, 상기 건류탱크(2)의 하부에 형성된 지지대(40)와, 상기 건류탱크(2))내에 삽입되는 카트리지(30)와, 상기 건류탱크(2)의 하부 중앙에 질소공급관(4)에 의해 연결되며 소각로(1)의 외부 일측에 형성된 질소공급탱크(3)와, 상기 건류탱크(2)의 상부에 설치되어 있으며, 폐가스를 회수하는 폐가스회수관(5,5`)과, 상기 폐가스회수관(5)은 상기 버너(21)의 공기공급에 이용되며, 상기 폐가스회수관(5)에서 분기된 또 다른 폐가스회수관(5')은 상기 소각로(1)의 외부 일측에 형성된 세정탑(10)에 연결되어 있으며, 상기 세정탑(10)의 일측은 냉각수탱크(9)와 파이프로 연결되어 있으며, 상기 세정탑(10)의 하부에 형성된 유수분리기(11)로 구성된 폐기물 처리장치인 것이다.

상기 건류탱크(2)는 도3에 도시된 바와 같이, 상부에 건류탱크덮개(22)와, 상기 건류탱크덮개(22)의 하부에 형성된 건류탱크몸체(23)와, 상기 건류탱크덮개 (22)의 상부 중앙에 연결된 폐가스회수관(5)과, 상기 건류탱크(2)의 하부에 형성된 질소공급관(4)과, 상기 건류탱크몸체(23)내에 삽입되는 카트리지(30)로 구성되어 있으며,

상기 건류탱크(2)내에 삽입되는 카트리지(30)은 도4에 도시된 바와 같이 상부에 형성된 카트리지덮개(33)와, 상기 카트리지덮개(33)의 상부 중앙에 형성된 걸고리(34)와, 상기 카트리지덮개(33)의 하부에 형성되어 있으며 폐기물이 안치되는 카트리지몸체(31)와, 상기 카트리지몸체(31)에 형성된 카트리지통공(32)으로 구성되어 있는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 가연성폐기물이나 병원에서 배출되는 악성전염 폐기물을 진공 소각로에서 간접 가열하여 용융된 가연성물질을 별도로 취출 수거하고 잔여 가열폐기물은 버너에 공기공급공정에 재사용하고 질소를 사용하여 소각로내의 온도를 일정하게 유지하여 폐기물을 가열 건류 시켰으며, 연소된 배출가스를 다시 버너의 공기 공급공정에 바이패스시켜 완전 연소시키며, 배출가스를 세정탑 및 유수분리기에 의해 완전히 정제된 배기가스를 배출하므로서 공해요인이 없이 처리하는 경제적인 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 폐기물처리장치에 있어서, 소각로(1)와, 상기 소각로(1)의 상부 일측에 형성된 가스배출구(6)와, 상기 소각로(1)의 하부에 형성된 버너(21)와, 상기 소각로(1)내부에 내장되는 3개 또는 4개의 건류탱크(2)와, 상기 건류탱크(2))내에 삽입되는 카트리지(30)와, 상기 건류탱크(2)의 하부 중앙에 질소공급관(4)에 의해 연결되며 소각로(1)의 외부 일측에 형성된 질소공급탱크(3)와, 상기 건류탱크(2)의 상부에 설치되어 있으며, 폐가스를 회수하는 폐가스회수관(5,5`)과, 상기 폐가스회수관(5)는 상기 버너(21)의 공기공급에 이용되며, 상기 폐가스회수관(5)에서 분기된 또 다른 폐가스회수관(5')은 상기 소각로(1)의 외부 일측에 형성된 세정탑(10)에 연결되어 있으며, 상기 세정탑(10)의 일측은 냉각수탱크(9)와 파이프로 연결되어 있으며, 상기 세정탑(10)의 하부에 형성된 유수분리기(11)로 구성되어 있음을 특징으로 하는 폐기물 처리장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 건류탱크(2)는 상부에 건류탱크덮개(22)와, 상기 건류탱크덮개(22)의 하부에 형성된 건류탱크몸체(23)와, 상기 건류탱크덮개(22)의 상부 중앙에 연결된 폐가스회수관(5)과, 상기 건류탱크(2)의 하부에 형성된 질소공급관(4)과, 상기 건류탱크몸체(23)내에 삽입되는 카트리지(30)로 구성되어 있음을 특징으로 하는 폐기물 처리장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 건류탱크(2)내에 삽입되는 카트리지(30)는 상부에 형성된 카트리지덮개(33)와, 상기 카트리지덮개(33)의 상부 중앙에 형성된 걸고리 (34)와, 상기 카트리지덮개(33)의 하부에 형성되어 있으며 폐기물이 안치되는 카트리지몸체(31)과, 상기 카트리지몸체(31)에 형성된 카트리지통공(32)으로 구성되어 있음을 특징으로 하는 폐기물처리장치.