KR200284030Y1 - 소각장치와 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따르는 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치는, 폐기물 소각장치와, 상기 소각장치에서 배출되는 소각재를 용융시키는 용융장치와, 상기 소각장치의 배출구와 상기 용융장치에 소각재가 유입되는 입구가 연결되고, 바닥부가 콘베이어 벨트로 이루어진 통로가 포함되는 것을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 고안에 의하면, 소각재가 생성된 후 이를 용융장치로 운반할 필요가 없게 되므로 운반비/ 인건비가 절약될 뿐 아니라, 상기 소각재를 냉각 시키는 수봉 과정이 제거되므로 이 과정에서 필연적으로 발생되던 폐수, 악취 등의 환경오염을 방지할 수 있게 되고, 종래의 소각장치 및 용융장치를 변형 없이 그대로 이용할 수 있으므로 경제적으로 큰 장점이 있다.

또한 상기 소각재가 용융장치에 유입되기 전에 거치는 소각재 건조 과정과 용융점이 높은 금속성분 추출과정이 제거되며, 400℃의 소각재가 냉각되지 않고 곧바로 1300℃~ 1500℃의 용융로로 유입되므로 에너지 효율면에서 상당히 유리하다.

Description

소각장치와 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치{trash disposal apparatus connected by burning apparatus and melting apparatus}

본 고안은 폐기물을 소각 및 용융하는 장치에 관한 것으로, 특히 종래 각각 분리되어 있던 소각 장치와 용융 장치를 하나의 연결된 장치로 구성함으로써 에너지 효율을 극대화하고, 환경오염을 방지할 수 있는 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 산업현장에서 배출되는 여러 종류의 폐기물은 이를 수집하여 종류별로 분류한 후 매립하거나 소각하여 처리하게 된다.

근래에 들어와서 생활 쓰레기와 산업 폐기물이 급증하여 심각한 환경오염 문제가 되고 있는 데, 이러한 쓰레기의 증가는 산업의 발달과 비례하여 누적되어가고 있으며, 더불어 환경오염을 시키는 요인으로 작용하고 있는 것이다. 따라서, 상기한 바와 같은 재활용이 불가능한 쓰레기들을 소각하여 처리하게 된다.

도 1은 종래의 소각장치 및 용융장치에 의한 폐기물 처리에 대한 도면이다.

도 1을 참고하여 종래의 소각장치 및 용융장치에 의한 폐기물 처리에 대해 설명하면 다음과 같다.

각종 무기물, 금속, 유기물 등을 함유하는 일반 및 산업 폐기물(1)이 수집되면, 이는 소각장치(2)에 투입되고, 소각장치(2)에 투입된 상기 폐기물(1)들은 소각로(3)를 통해 소각되는 데, 일반적으로 상기 소각로(3) 내부의 온도는 850℃ ~ 900℃ 정도이다.

이러한 폐기물(1)들이 소각로(3)를 통해 소각된다고 하여 전부 연소되어 사라지는 것은 아니며, 상기 폐기물(1)들이 소각될 때 발생되는 미연소 성분 또는 연소 생성물 등과 같은 유해 물질은 환경을 오염시키는 요인으로 작용하게 된다.

즉, 상기 소각로(3)에는 대기오염 등을 방지하기 위하여 유해가스 및 분진의 대기방출 제한이 절대적으로 요구된다.

또한, 여기서 상기 연소생성물은 바닥재(bottom ash)(6) 및 비산재(fly ash)(5)를 말하는데 이를 통칭하여 소각재(7) 라고 하며, 일반적으로 하루에 100톤의 폐기물(1)이 소각된다고 가정할 경우 소각로(3)를 통해 배출되는 바닥재(6)는 하루에 12톤 ~ 15톤 정도이며, 비산재(5)는 하루에 3톤 정도이다.

그러나, 이러한 소각재(7) 역시 환경 오염을 유발시키는 물질이므로 상기 소각로(3)에서 배출되는 소각재(7)에도 일정한 처리가 요구된다.

즉, 상기 바닥재(6)는 수봉(水封) 과정을 거쳐서 회수된 습식 재와 건조 상태로 회수된 건식 재를, 각각 전 처리로서 파쇄 및 자기 분리를 거쳐서 용융점이 높은 철분을 제거하고, 그리고 그 후에 상기 습식 재는 건조기를 거친 후, 상기 건식 재와 혼합하여 주재를 형성한다.

한편, 비산재(5)는 상기 소각로(3)로부터 배출된 배기 가스(4)가 대기 방출시에 경유하는 버그 필터 등의 집진기(미도시)에 의해 포집된다.

상기 비산재(5) 중에는, 비점이 낮은 중금속이나 염류가 다량으로 포함되어 있기 때문에, 고온으로 열 처리한 경우, 상기 함유물의 대부분은 가스 중에 휘산되지만, 염류는 노의 내화물을 손상시키는 문제가 있다. 그 때문에, 비산재(5)를 단독으로 용융 처리하는 경우는 적고, 통상 상기 주재와 비산재(5)의 혼합 용융이 이용되고 있다.

이러한 전처리를 통하여 형성된 소각재(7)는 용융장치(8)를 통하여 용융되어 슬래그(slag)(10)로 만들어 진다.

이렇게 소각재(7)가 용융되어 상기 슬래그(9) 처리되면 소각재(7) 내부의 금속성분 등이 제거되며, 겉 표면이 유리막으로 코팅되므로 상기 소각재(7)의 환경 오염 발생 여지를 제거하게 되는 것이다.

그리고, 상기 재의 용융 응고에는 재의 표면을 가열 용융시켜 용융재를 슬래그(9)로서 배출시키는 버너식 재 용융로가 사용되고, 또한 해당 버너식 재 용융로에는 원형 회전식 표면 용융로와 경사 반사로형의 고정식 표면 용융로 등이 있다.

그 밖에도 플라즈마에 의한 가열을 이용한 용융장치(8) 등도 종래에 사용되고 있다. 이는 용융로에 플라즈마 토치가 설비되어 있고, 이 플라즈마 토치의 선단으로부터 조사되는 플라즈마 아크에 의해 소각재(7) 등을 용융하도록 되어 있다.

또한, 브라운 가스를 이용한 용융장치(8)도 있는데, 이는 기존의 연소화 방법인 explosion과는 달리 implosion의 기능을 가지며 6000℃ 이상의 고온을 낼 수 있고, 이와 같은 특성의 브라운 가스를 이용해 각종 폐기물 소각 처리후 발생되는 소각재(바닥재 및 비산재)(7) 등을 용융 처리시킨 후 매립하거나 재활용하게 된다.

그러나, 종래의 소각장치 및 용융장치에 의해 폐기물을 소각 및 용융하게 되면, 각각 분리된 다른 장치에서 이루어져야 하므로 소각장치에서 배출되는 소각재를 일정한 운반수단을 통해 상기 용융장치로 운반해야만 한다.

이 경우 400℃ 이상 되는 고온의 소각재를 운반하기 위해서는 이를 냉각시키기 위해 수봉 과정이 필요하며, 상기 수봉 과정에서는 필연적으로 폐수, 악취 등의환경오염이 발생된다.

또한, 400℃ 이상 되는 고온의 소각재를 냉각 시킨후 이를 다시 용융로에서 용융시키려면, 이를 건조 시키고, 용융점이 높은 금속성분을 추출하는 과정을 거쳐야 하는데, 이는 에너지 효율 차원에서 볼 때 400℃에서 곧바로 1300℃ ~ 1500℃로 용융되는 것에 비해 상당히 비효율적이다.

본 고안은 상기와 같은 여건을 감안하여 창출된 것으로, 종래 각각 분리되어 있던 소각 장치와 용융 장치를 콘베이어 벨트를 통해 하나의 연결된 장치로 구성하여 운반과정을 제거함으로써 에너지 효율을 극대화하고, 환경오염을 방지할 수 있는 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 소각장치 및 용융장치에 의한 폐기물 처리에 대한 도면.

도 2는 본 고안의 실시예가 적용된 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치를 나타내는 도면.

도 3은 본 고안의 또 다른 실시예가 적용된 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 폐기물 2 : 소각장치

3 : 소각로 4 : 배기가스

5 : 비산재(fly ash) 6 : 바닥재(bottom ash)

7 : 소각재 8 : 용융장치

9 : 슬래그(slag)

21 : 통로 22 : 콘베이어 벨트

31 : 소각재 저장탱크 32 : 푸셔(pusher)

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따르는 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치는, 폐기물 소각장치와, 상기 소각장치에서 배출되는 소각재를 용융시키는 브라운 가스를 이용한 용융장치와, 상기 소각장치의 배출구와 상기 용융장치에 소각재가 유입되는 입구가 연결되고, 바닥부가 콘베이어 벨트로 이루어진 통로가 포함되는 것을 그 특징으로 한다.

또한, 상기 통로와 상기 용융장치의 소각재 유입 입구 사이에 소각재 저장탱크가 더 포함되는 것을 그 특징으로 하며, 상기 소각재 저장탱크 내부에 푸셔가 장착되어 일정한 양의 소각재를 상기 용융장치로 유입시키는 것을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 고안에 의하면, 소각재가 생성된 후 이를 용융장치로 운반할필요가 없게 되므로 운반비/ 인건비가 절약될 뿐 아니라, 상기 소각재를 냉각 시키는 수봉 과정이 제거되므로 이 과정에서 필연적으로 발생되던 폐수, 악취 등의 환경오염을 방지할 수 있게 된다.

또한 상기 소각재가 용융장치에 유입되기 전에 거치는 소각재 건조 과정과 용융점이 높은 금속성분 추출과정이 제거되며, 400℃의 소각재가 냉각되지 않고 곧바로 1300℃ ~ 1500℃의 용융로로 유입되므로 에너지 효율면에서 상당히 유리하다.

또한, 종래의 소각장치 및 용융장치를 변형 없이 그대로 이용할 수 있으므로 경제적으로 큰 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.

본 고안에 있어서 소각장치는 종래의 소각장치를 그대로 이용할 수 있으며, 용융장치는 본인이 출원한 브라운 가스를 이용한 측방향 표면 용융시스템(실용신안등록 제 0269704호)을 이용한다.

이는 종래의 용융장치 중 플라즈마식 또는 전기저항식 용융로를 구비한 용융장치의 경우는 반드시 전처리를 거친 소각재를 용융시켜야 하므로, 본 고안에 의한 폐기물 처리장치에 적용될 수 없기 때문이다.

그러나, 버너식 용융로를 구비한 용융장치와 브라운 가스를 이용한 다른 형태의 용융장치는 본 고안에 의한 폐기물 처리장치에 적용될 수 있다.

도 2는 본 고안의 실시예가 적용된 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치를 나타내는 도면이다.

도 2를 참고하여 본 고안의 실시예가 적용된 소각장치 및 용융장치가 연결된폐기물 처리를 설명하면 다음과 같다.

상기 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치는, 폐기물 소각장치(2)와, 상기 소각장치(2)에서 배출되는 소각재를 용융시키는 용융장치(8)와, 상기 소각장치(2)의 배출구와 상기 용융장치(8)에 소각재(7)가 유입되는 입구가 연결되는 통로(21)가 포함되어 이루어진다.

이는 현실적으로 소각장치(2)와 용융장치(8)가 가까운 거리의 동일 공간상에 위치하는 경우가 많으므로, 상기 소각장치(2)와 용융장치(8)를 연결하여 상기 소각장치(2)와 용융장치(8)가 분리되어 폐기물(1)을 처리하는 경우 발생하는 문제를 극복하고자 하는 것이다.

여기서, 상기 통로(21)의 바닥부는 콘베이어 벨트(22)로 이루어져 상기 소각재(7)가 소각장치(2) 배출구에서 용융장치(8)의 소각재 유입 입구까지 이동되도록 한다.

상기 콘베이어 벨트(22)는 구동 모터(미도시)에 의해 작동되며, 배출되는 소각재(7)의 양에 의해 그 작동이 조절된다. 즉 일정한 양 또는 일정한 무게 이상의 소각재(7)가 소각장치(2)로부터 배출되는 경우에는 센서(미도시)에 의해 콘베이어 벨트(22)의 진행 속도가 늦춰지게 된다.

즉 이를 통해 상기 용융장치(8)에 유입되는 소각재(7)의 양은 일정하게 유지될 수 있으며, 결국 일정한 양의 슬래그(9)가 상기 용융장치(8)로부터 추출되게 된다.

또한, 상기 통로(21)는 단열재로 둘러싸여 있으며, 상기 콘베이어 벨트(22)는 400℃ 이상의 고온에도 변형되지 않는 경도를 가지는 금속으로 이루어져 있다.

도 3은 본 고안의 또 다른 실시예가 적용된 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치를 나타내는 도면이다.

도 3을 참고하여 본 고안의 또 다른 실시예가 적용된 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치를 설명하면, 이는 상기 도 1에서 설명한 본 고안의 실시예에서 상기 통로(21)와 상기 용융장치(8)의 소각재 유입 입구 사이에 소각재 저장탱크(31)가 더 포함되는 것 외에는 다른 구성은 일치한다.

또한, 상기 소각재 저장탱크(31) 내부에 푸셔(pusher)(32)가 장착되어 일정한 양의 소각재(7)를 상기 용융장치(8)로 유입시키게 된다.

즉, 본 실시예의 경우에는 상기 소각장치(2)에서 배출되는 소각재(7)가 구동모터(미도시)에 의해 작동되는 콘베이어 벨트(22)에 의해 상기 용융장치(8)의 소각재 유입 입구 앞에 위치하는 소각재 저장탱크(31)로 이동되며, 이는 상기 소각재 저장탱크(31)에 저장되게 된다.

상기 소각재 저장탱크(31)에 저장된 상기 소각재(7)가 소각재 저장탱크(31)에 부착되어 있는 센서(미도시)에 의해 일정한 양 또는 일정한 무게에 도달하게 되면, 상기 푸셔(32)가 작동하여 상기 소각재(7)를 상기 용융장치(8)의 소각재 유입 입구로 밀어 넣게 되는 것이다.

이를 통하여 상기 용융장치(8)에 유입되는 소각재(7)의 양을 일정하게 유지 할 수 있으며, 결국 일정한 양의 슬래그(9)가 상기 용융장치(8)로부터 추출되게 되는 것이다.

또한, 상기 통로(21)는 단열재로 둘러싸여 있고, 상기 콘베이어 벨트(22)는 400℃ 이상의 고온에도 변형되지 않는 경도를 가지는 금속으로 이루어져 있으며, 상기 소각재 저장탱크(31) 및 푸셔(32) 역시 400℃ 이상의 고온에도 변형되지 않는 경도를 가지는 금속으로 이루어져 있으며 상기 소각재 저장탱크(31)은 단열재로 둘러싸여 있다.

본 고안에 있어서의 통로의 형태는 상기한 실시예에 한정되는 것이 아님은 본 고안의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 대하여 자명한 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 고안에 의한 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치에 의하면, 소각재가 생성된 후 이를 용융장치로 운반할 필요가 없게 되므로 운반비/ 인건비가 절약될 뿐 아니라, 상기 소각재를 냉각 시키는 수봉 과정이 제거되므로 이 과정에서 필연적으로 발생되던 폐수, 악취 등의 환경오염을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 소각재가 용융장치에 유입되기 전에 거치는 소각재 건조 과정과 용융점이 높은 금속성분 추출과정이 제거되며, 400℃의 소각재가 냉각되지 않고 곧바로 1300℃ ~ 1500℃의 용융로로 유입되므로 에너지 효율면에서 상당히 유리하다.

또한, 종래의 소각장치 및 용융장치를 변형 없이 그대로 이용할 수 있으므로 경제적으로 큰 장점이 있다.

Claims (3)

1. 폐기물 소각장치와,

   상기 소각장치에서 배출되는 소각재를 용융시키는 브라운 가스를 이용한 용융장치와,

   상기 소각장치의 배출구와 상기 용융장치에 소각재가 유입되는 입구가 연결되고, 바닥부가 콘베이어 벨트로 이루어진 통로가 포함되는 것을 특징으로 하는 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 통로와 상기 용융장치의 소각재 유입 입구 사이에 소각재 저장탱크가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 소각재 저장탱크 내부에 푸셔가 장착되어 일정한 양의 소각재를 상기 용융장치로 유입시키는 것을 특징으로 하는 소각장치 및 용융장치가 연결된 폐기물 처리 장치.