KR100306368B1 - 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치 - Google Patents
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Abstract
슬러지, 음식물찌꺼기, 축산오폐수와 같은 수분을 많이 함유하는 액상(液狀) 또는 고상(固狀)의 일반 및 산업폐기물 등과 같은 난분해성 폐기물(廢棄物)을 고온 및 저산소 상태의 분위기하에서 연속적인 건조 및 열분해과정을 동시에 수행하며, 고온열분해가스를 자체의 열원으로서 활용하여 외부로 부터 별도의 연료공급이 불필요하여 에너지효율을 극대화시킬 수 있도록 한 것이다.
본 발명은, 수분을 함유한 폐기물이 투입되는 제 1 호퍼와, 상기 제 1 호퍼로 부터 공급되는 폐기물을 이송 및 건조시키도록 제 1 구동수단에 의해 회전가능하게 설치되며, 폐기물 건조시 발생되는 수증기 및 건조된 폐기물을 배출시키는 회전식 디스크타입 건조실과, 상기 디스크타입 건조실로 부터 배출되는 건조된 열분해용 폐기물이 투입되는 제 2 호퍼와, 폐기물 유입 및 배출시 유입되는 가스 및 공기를 제거하는 2단형 디스크타입 진공게이트가 자체의 입,출구에 설치되며, 상기 디스크타입 건조실내부를 통과하여 상기 제 2 호퍼로 부터 공급되는 폐기물을 고온 및 저산소 상태의 분위기하에서 연속적으로 열분해시키도록 제 2 구동수단의 가변구동에 의해 폐기물을 이송시키는 유선형 열분해실과, 상기 열분해실로 부터 배출되는 가스를 저장하는 가스저장실로 부터의 가스를 소정의 조절장치를 통하여 연소실버너의 가연성 연료로 회복시키는 가스회복장치와, 상기 디스크타입 건조실로 부터 배출되는 수증기를 소정의 열교환기를 통과시킴에 따라 가열되는 공기를 상기 연소실버너에 공급하는 공기회복장치와, 상기 가스 및 공기 회복장치에 의해 공급되는 가연성 연료 및 공기로 가동되는 연소실버너를 구비하며, 소정온도로 승온시까지는 보조연료를 사용하며 승온시 이후에는 상기 열분해실로 부터 배출되는 열분해가스를 상기 연소실버너의 연료로 사용하게되는 연소실과, 상기 연소실로 부터 발생되는 완전연소된 고온의 가스를 열분해 및 건조용 열원으로 재공급하는 열회복장치를 구비한다.
이로 인해, 폐기물을 고온의 저산소분위기하에서 열분해시킴에 따라 매연, 분진, 다이옥신 등의 인체에 유해한 공해물질 배출을 대폭적으로 줄여 대기 및 환경오염 되는 것을 방지할 수 있다. 폐기물의 고온열분해시 발생되는 고온의 폐열을 공장 등의 난방용으로 재활용하여 폐기물을 자원화하며, 별도의 공해방지설비가 불필요하여 설비의 단순화로 인해 설치, 유지 및 보수비용을 대폭적으로 줄일 수 있다. 폐기물을 이송, 건조 및 고온열분해시키는 모든 공정이 자동화되어 제어됨에 따라 인건비를 줄이며, 조작이 용이한 이점을 갖는다.
Description
본 발명은 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬러지, 음식물찌꺼기, 축산오폐수와 같은 수분을 많이 함유하는 액상(液狀) 또는 고상(固狀)의 일반 및 산업폐기물 등과 같은 난분해성 폐기물(廢棄物)을 고온 및 저산소 상태의 분위기하에서 연속적인 건조 및 열분해과정을 동시에 수행하며, 고온열분해가스를 자체의 열원으로서 활용하여 외부로 부터 별도의 연료공급이 불필요하여 에너지효율을 극대화시킬 수 있도록 한 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치에 관한 것이다.
일반적으로, 산업 발전으로 인한 공장 증가로 난분해성 폐기물 증가, 음식문화의 다변화로 인해 수분을 많이 함유하는 음식물 쓰레기 및 축산농가로 부터 배출되는 축산폐기물의 배출량은 대폭적으로 증대되고 있으나, 이들 액상 및 고상의 폐기물을 소정의 소각장치를 이용하여 건조 및 연소시켜 소각하는 데에는 처리비용 및 공간의 한계에 직면하게 되므로, 폐기물의 대부분은 매립(埋立) 또는 불법처리하는 방식을 채택하게 된다.
이로 인해, 음식물 쓰레기 및 산업 폐기물로 부터 발생되는 침출수 등으로 인해 토질 및 지하수가 심각하게 오염되며, 축산오폐수의 무단방류로 인해 하천수의 오염이 심각해지는 문제점을 갖게된다.
또한, 종래에 사용되는 소각방법을 이용하여 폐기물을 건조 및 소각하는 경우 처리비용이 많이소요되어 폐기물을 완전하게 처리할 수 없게되며, 폐기물 등을 이송, 건조 및 연소시키는 구동부위의 증가 및 부대시설의 대형화로 인해 넓은 설치공간을 확보해야 되는 문제점과, 폐기물을 건조 및 소각하는 단위공정 증가로 인해 유지 및 보수비용이 증가되는 문제점과, 혼합된 폐기물을 건조 및 연소시 착화점의 차이로 인해 폭발의 위험성을 갖게되는 문제점을 갖게된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 수분을 많이 포함한 액상 또는 고상의 일반 및 산업 폐기물 등과 같은 난분해성 폐기물을 고온 및 저산소상태의 분위기하에서 연속적인 건조 및 열분해과정을 동시에 안정적으로 수행하며, 고온열분해가스를 연소실버너의 자체의 열원으로서 활용하여 외부로 부터 별도의 연료공급이 불필요하여 에너지효율을 극대화시킬 수 있도록 한 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 폐기물을 고온의 저산소분위기하에서 열분해시킴에 따라 매연, 분진, 다이옥신 등의 인체에 유해한 공해물질 배출을 대폭적으로 줄여 대기 및 환경오염 되는 것을 방지할 수 있도록 한 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 폐기물의 고온열분해시 발생되는 고온의 폐열을 공장 등의 난방용으로 재활용하여 폐기물을 자원화하며, 별도의 공해방지설비가 불필요하여 설비의 단순화로 인해 설치, 유지 및 보수비용을 대폭적으로 줄일 수 있도록 한 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 폐기물을 이송, 건조 및 고온열분해시키는 모든 공정이 자동화되어 제어됨에 따라 인건비를 줄이며, 조작이 용이한 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치의 전체적인 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치의 폐기물 투입장치의 상세도,
도 3은 도 1의 A-A선에서의 단면도 이다.
*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명
2; 제 1 호퍼 4,30; 이송날개
5; 회전몸체 9,10; 베어링
12; 수분집적공간 13,32,53; 이송관
19; 제 2 호퍼 21,34; 1차 슬라이드게이트
22,35; 2차 슬라이드게이트 23,33; 열전달방지용 댐퍼
25; 진공밸브 27; 진공펌프
29; 열분해공간 31; 열분해실
44; 열분해가스 혼합용팬 45; 가스저장실
48; 가스압력조절장치 49; 연소실버너
50; 연소실버너 송풍팬 52; 연소실
55; 열분해 및 건조용 열원체류공간
64; 실린더 65; 슬라이더
66; 슬라이드게이트 몸체 67; 슬라이더밀착용 텐션장치
68; 슬라이더위치교정 롤러 78; 슬라이딩홈
전술한 본 발명의 목적은, 수분을 함유한 폐기물이 투입되는 제 1 호퍼와, 상기 제 1 호퍼로 부터 공급되는 폐기물을 이송 및 건조시키도록 제 1 구동수단에 의해 회전가능하게 설치되며, 폐기물 건조시 발생되는 수증기 및 건조된 폐기물을 배출시키는 회전식 디스크타입 건조실과, 상기 디스크타입 건조실로 부터 배출되는 건조된 열분해용 폐기물이 투입되는 제 2 호퍼와, 폐기물 유입 및 배출시 유입되는 가스 및 공기를 제거하는 2단형 디스크타입 진공게이트가 자체의 입,출구에 설치되며, 상기 디스크타입 건조실내부를 통과하여 상기 제 2 호퍼로 부터 공급되는 폐기물을 고온 및 저산소 상태의 분위기하에서 연속적으로 열분해시키도록 제 2 구동수단의 가변구동에 의해 폐기물을 이송시키는 유선형 열분해실과, 상기 열분해실로 부터 배출되는 가스를 저장하는 가스저장실로 부터의 가스를 소정의 조절장치를 통하여 연소실버너의 가연성 연료로 회복시키는 가스회복장치와, 상기 디스크타입 건조실로 부터 배출되는 수증기를 소정의 열교환기를 통과시킴에 따라 가열되는 공기를 상기 연소실버너에 공급하는 공기회복장치와, 상기 가스 및 공기 회복장치에 의해 공급되는 가연성 연료 및 공기로 가동되는 연소실버너를 구비하며, 소정온도로 승온시까지는 보조연료를 사용하며 승온시 이후에는 상기 열분해실로 부터 배출되는 열분해가스를 상기 연소실버너의 연료로 사용하게되는 연소실과, 상기 연소실로 부터 발생되는 완전연소된 고온의 가스를 열분해 및 건조용 열원으로 재공급하는 열회복장치를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치를 제공함에 의해 달성된다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 디스크타입 건조실내부에 회전가능하게 장착되는 회전몸체의 이송날개는, 폐기물의 연속투입, 이송 및 건조가 원활하도록 자체의 투입구에서 배출구측으로 그 피치가 점진적으로 조밀하도록 형성된다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 열분해실 입,출구측에 설치되며, 상기 열분해실내부의 고온 및 고온의 배기가스의 배출되는 것을 차단하여 상기 디스크타입 진공게이트의 디스크가 고온으로 인한 열변형 및 부식되는 것을 방지하는 열전달방지용 댐퍼를 더 구비한다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 2단형 디스크타입 진공게이트는; 실린더구동으로 소정스트로크범위내에서 몸체에 형성된 슬라이딩홈을 따라 수평이동하여 상기 제 2 호퍼로 부터 소정량의 폐기물을 상기 열분해실로 연속적으로 이송하는 1,2차 슬라이드게이트와, 상기 1,2차 슬라이드게이트사이에 설치되며 상기 열분해실로 폐기물유입시 폐기물을 따라 유입되는 공기 및 상기 분해실로 부터 배출되는 가스를 제거하여 상기 열분해실내부에 저산소상태의 분위기를 유지하는 공기제거장치를 더 구비한다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 1,2차 슬라이드게이트는; 상기 슬라이딩홈에 대해 상기 슬라이더가 밀착되는 상태에서 구동되도록 상기 슬라이딩홈내에서 슬라이더를 가압지지하여 상기 슬라이딩홈에 공기 및 이물질의 유입되는 것을 차단하여 기밀을 유지하는 슬라이더밀착용 텐션장치; 및 상기 실린더구동시 상기 슬라이딩홈으로 부터 인출되는 상기 슬라이더상하면을 압착지지하여 상기 슬라이더의 수평이동을 가이드하는 슬라이더위치교정 롤러를 더 구비한다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 열분해실은; 단면적이 원형으로 형성되며, 가변구동하는 이송스크류와 입,출구케이싱사이의 간극을 최소화하여 열의 이동되는 것을 차단하는 투입 및 배출공간; 및 상기 이송스크류가 가변구동하여 폐기물을 수평이송시키는 하부와, 이송되는 폐기물을 열분해시켜 발생되는 가스를 집적시키는 상부로 이루어진 유선형의 상하대칭으로 형성되는 열분해공간을 구비하여, 자체의 하부가 마모량이 증가되는 경우 상하위치를 교환하여 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 가스저장실은; 내부의 냉각장치를 통하여 고온의 열분해가스를 응축시키며, 응축된 응축유는 하단의 2단게이트를 통하여 배출되며, 상기 연소실 및 연소실버너에 공급되는 소정량의 가스를 보유한다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 가스회복장치는; 상기 가스저장실에 저장되는 가스일부를 상기 연소실버너의 연소연료로 공급하는 가스가압장치; 및 상기 가스저장실의 가스일부를 열분해가스 혼합용팬을 통과하는 상기 2단형 디스크타입 진공게이트에서 배출되는 공기와 혼합되어 상기 연소실에 공급하는 가스압력조절장치를 구비한다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 공기회복장치는; 상기 디스크타입 건조실로 부터 증발된 고온의 수증기를 냉각용 열교환기를 통과하여 수분을 제거한후, 가열용 열교환기를 통과하여 100 내지 200℃로 가열되어 상기 연소실버너에 공급한다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 열회복장치는; 상기 연소실로 부터 열분해 및 건조용열원으로 재공급되는 고온의 배기가스의 온도를 상기 열분해실의 열분해온도로 조절하여 상기 열분해실이 과열되는 것을 방지하는 열냉각장치를 구비한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세하게 설명하며, 이는 본 발명 기술내용의 이해를 돕기 위한 것이지 이로 인해 본 발명의 기술적인 범주가 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 슬러지 및 음식쓰레기 등과 같이 수분을 함유한 폐기물이 투입되는 제 1 호퍼(2)와, 제 1 호퍼(2)로 부터 공급되는 폐기물을 회전몸체(5)의 이송날개(4)에 의해 이송 및 건조시킬 수 있도록 제 1 구동수단(6,7)구동에 의해 회전가능하도록 베어링(9,10) 및 지지편(14,15)에 의해 지지되며, 폐기물 건조시 발생되는 수증기 및 건조된 폐기물을 이송관(13) 및 배출구(16)를 통해 각각 배출시키는 회전식 디스크타입 건조실(3)을 구비하며, 전술한 이송날개(4)는 제 1 호퍼(2)로 부터의 폐기물의 연속투입, 이송 및 건조과정이 원활하도록 회전몸체(5)외주연에 자체의 투입구에서 배출구측으로 그 피치가 점진적으로 조밀하게 형성된다.
전술한 디스크타입 건조실(3)로 부터 배출되는 건조된 열분해용 폐기물이 이송장치(17)를 따라 이동되어 투입되는 제 2 호퍼(19)와, 폐기물 유입 및 배출시 유입되는 가스 및 공기를 제거하는 1,2차 디스크타입 슬라이드게이트(21,22)(34,35)가 자체의 입,출구에 설치되며, 디스크타입 건조실(3)내부를 통과하여 제 2 호퍼(19)로 부터 공급되는 폐기물을 고온(500 내지 900℃범위) 및 저산소 상태의 분위기하에서 연속적으로 열분해시키도록 제 2 구동수단(36,37,38)구동에 의해 가변구동하는 이송날개(30)에 의해 폐기물을 이송시키는 유선형 열분해실(31)을 구비한다.
전술한 열분해실(31)로 부터 이송관(32)을 따라 배출되는 열분해가스를 저장하는 가스저장실(45)로 부터의 가스를 소정의 조절장치(48,61)를 통하여 연소실버너(49)의 가연성 연료로 회복시키는 가스회복장치와, 디스크타입 건조실(3)로 부터 이송관(13)을 통하여 배출되는 수증기를 소정의 열교환기(57,59)를 통과시킴에 따라 가열되는 공기를 연소실버너(49)에 공급하는 공기회복장치와, 가스 및 공기 회복장치에 의해 공급되는 가연성 연료 및 공기로 가동되는 연소실버너(49)를 구비하며 소정온도(500 내지 900℃범위)로 승온시까지는 보조연료(51)를 사용하며 승온시 이후에는 열분해실(31)로 부터 배출되는 열분해가스를 연소실버너(49)의 연료로 사용하게되는 연소실(52)과, 연소실(52)로 부터 발생되는 완전연소된 고온의 가스를 열분해 및 건조용 열원으로 재공급하는 열회복장치를 구비한다.
이때, 열분해실(31) 입구측에 2차 슬라이드게이트(22)와 연동되도록 설치되며, 열분해실(31)내부의 고온 및 고온의 배기가스의 배출되는 것을 차단하여 1,2차슬라이드게이트(21,22)의 디스크가 고온으로 인한 열변형 및 부식되는 것을 방지하는 열전달방지용 댐퍼(23)를 더 구비한다.
또한, 유압(또는 공압)실린더(64)의 구동으로 소정스트로크범위내에서 슬라이드몸체(66)에 형성된 슬라이딩홈(78)을 따라 수평이동하여 제 2 호퍼(19)로 부터 소정량의 폐기물을 열분해실(31)로 연속적으로 이송하는 1,2차 슬라이드게이트(21,22)(34,35)는, 이들 사이에 설치되며 열분해실(31)로 폐기물유입시 폐기물을 따라 동시에 유입되는 공기 및 상기 열분해실(31)로 부터 배출되는 공기를 연소실(52)로 투입시켜 제거함에 따라 열분해실(31)내부에 저산소상태의 분위기를 유지하는 공기제거장치(24,25,26,27)를 더 구비한다.
전술한 1,2차 슬라이드게이트(21,22)는, 슬라이딩홈(78)에 대해 슬라이더(65)가 밀착되는 상태에서 구동되도록 슬라이딩홈(78)내에서 슬라이더(65)를 가압지지하여 슬라이딩홈(78)에 공기 및 이물질의 유입되는 것을 차단하여 기밀을 유지하는 슬라이더밀착용 텐션장치(67)와, 실린더(64)구동시 슬라이딩홈(78)으로 부터 인출되는 슬라이더(65)상하면을 압착지지하여 슬라이더(65)의 수평이동을 가이드하는 슬라이더위치교정 롤러(68)를 더 구비한다.
전술한 열분해실(31)은, 단면적이 원형으로 형성되며, 가변구동하는 이송스크류(30)와 입,출구케이싱사이의 간극(d)을 최소화하여 열의 이동되는 것을 차단하는 투입 및 배출공간과, 이송스크류(30)가 가변구동하여 폐기물을 수평이송시키는 하부측과, 이송되는 폐기물을 열분해시 발생되는 열분해가스를 집적시키는 상부측으로 이루어진 유선형의 상하대칭으로 형성되는 열분해공간(29)을 구비하며, 자체의 하부측의 마모량이 증가되는 경우 이의 상하위치를 교환하여 사용될 수 있도록 형성된다.
전술한 가스저장실(45)은, 내부의 소정의 냉각장치를 통하여 열분해실(31)로부터 이송관(32)을 통하여 배출되는 고온의 열분해가스를 응축시키며, 응축된 응축유(凝縮油)는 하단의 2단게이트(46)를 통하여 계속적으로 배출시키며, 연소실(52) 및 연소실버너(49)에 공급되는 소정량의 가스를 보유한다.
전술한 가스회복장치는, 열분해실(31)로 부터 이송관(32)을 통하여 배출되는 고온의 가스를 저장하는 가스저장실(45)의 가스일부를 연소실버너(49)의 연소연료로 공급하는 가스가압장치(61)와, 가스저장실(45)의 가스일부를 열분해가스 혼합용팬(44)을 통과하는 2단형 디스크타입 슬라이드게이트(21,22)(34,35)에서 배출되는 공기와 혼합되어 연소실(52)에 공급하는 가스압력조절장치(48)를 구비한다.
전술한 공기회복장치는, 디스크타입 건조실(3)로 부터 이송관(13)을 통하여 배출되는 고온의 수증기를 냉각용 열교환기(59)를 통과시켜 수분을 제거한후, 가열용 열교환기(57)를 통과시켜 100 내지 200℃로 가열되어 연소실버너(49)에 공급하게 된다.
전술한 열회복장치는, 연소실(52)로 부터 이송관(53)을 통하여 열분해 및 건조용 열원으로 재공급되는 고온의 배기가스의 온도를 열분해실(31)의 열분해온도(500 내지 900℃)로 조절하여 열분해실(31)이 과열되는 것을 방지하는 열냉각장치를 구비한다.
미설명부호 70은 슬라이딩홈(78)끝단부에 설치되어 전술한 1,2차 슬라이드게이트(21,22)의 계속적인 구동에 의해 슬라이더(65)끝면 또는 슬라이딩홈(78)사이에 누적되어 쌓이는 이물질을 수용하여 슬라이더(65)의 개폐구동이 간섭받는 것을 제거하는 이물질수거함, 72는 이물질수거함(70)에 누적되는 이물질을 장비의 작동중에도 제거할 수 있도록 개폐되는 커버 이다.
위와같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치의 사용방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전술한 제 1 호퍼(2)에 슬러지, 음식물쓰레기, 축산폐기물 등과 같은 수분을 많이 함유하는 일반 및 난분해성 폐기물이 투입되는 경우, 전술한 제 1 구동수단의 구동기어(7)와 이와 치합하는 회전몸체(5)외주연에 고정된 피동기어(6)에 의해 회전몸체(5)는 이의 양단부를 지지하는 베어링(9,10) 및 회전몸체(5)외측으로 수증기집적공간(12)을 형성하는 디스크타입 건조실(3)을 형성하는 케이싱을 지지하도록 프레임(18)에 장착되는 지지편(14,15)에 의해 지지되어 소정속도로 회전된다.
따라서, 제 1 호퍼(2)로 부터 회전식 디스크타입 건조실(3)내부에 투입되는 폐기물은 회전몸체(5)외주연에 형성된 이송날개(4)에 의해 안내되어 도 1 도면상, 좌측방향(화살표시방향)으로 이송되며, 이송되면서 건조되는 폐기물은 배출구(16)를 통하여 배출된다. 이때, 전술한 이송날개(4)는 회전몸체(5)외주연에 자체의 투입구에서 배출구측으로 그 피치가 점진적으로 조밀하도록 형성됨에 따라, 제 1 호퍼(2)로 부터의 폐기물의 연속투입, 이송 및 건조가 원활하게 된다.
이때, 폐기물의 이송도중 증발되는 수증기는 회전몸체(5)외측으로 케이싱에의해 형성된 수증기집적공간(12)에 집적(集積)된후 이송관(13)을 따라 배출된다.
그리고, 장비가 가동되는 최초의 전술한 회전몸체(5)의 열분해 및 건조용 열원체류공간(55) 및 열분해실(31)의 열분해공간(29)내부의 온도는, 전술한 연소실버너(49)의 가동으로 인해 소정온도(500 내지 900℃정도)로서 승온시키며, 이때 연소실버너(49)는 열분해실(31)로 부터의 열분해가스가 아직 생성되지않아 연소실(52)내부의 온도가 소정온도로 승온되기전까지는 보조연료(51)를 사용하여 가동된다. 연소실(52)에서 소정온도로 승온된 배기가스는 이송관(53)을 따라 회전몸체(5)의 열원체류공간(55) 및 열분해실(31)의 열분해공간(29)을 통과하게 된다.
한편, 디스크타입 건조실(3)로 부터 배출되는 폐기물중 일부는 재활용되며, 일부는 소정의 이송장치(17)를 따라 열분해용 폐기물이 투입되는 제 2 호퍼(19)에 투입된다. 이때 열분해용 폐기물은 건조된 폐기물은 물론, 액상 또는 고상의 산업폐기물을 포함할수 있다.
따라서, 전술한 제 2 호퍼(19)에 투입되는 폐기물은 폐기물투입 감지센서(62,63)의 검출에 의해 1차 슬라이드게이트(21)의 슬라이더(65)가 유압(또는 공압)실린더(64)구동(수축구동)으로 인해 개방됨에 따라, 폐기물은 2차 슬라이드게이트(22)상에 투입된후, 지정된 소정시간 경과후 전술한 1차 슬라이드게이트(21)가 유압(또는 공압)실린더(64)구동(신장구동)으로 인해 닫힌다.
이때, 1,2차 슬라이드게이트(21,22)사이에 장착된 진공밸브(25)가 열림에 따라 폐기물유입시 폐기물을 따라 유입되는 공기를 제거하여 1,2차 슬라이드게이트(21,22)사이의 공간은 저산소상태의 진공상태를 유지한다. 즉, 1,2차 슬라이드게이트(21,22)사이에 유입되는 공기는 필터(24) - 진공밸브(25) - 진공탱크(26) - 진공펌프(27)를 통과하여 연소실(52)내로 투입된다.
따라서, 전술한 2차 슬라이드게이트(22)가 열리는 경우, 이와 동시에 열전달방지용 댐퍼(23)가 연동되어 개방됨에 따라, 공기가 제거된 폐기물은 전술한 단면적이 원형인 열분해실(31)의 입구측에 투입된다. 이때, 2차 슬라이드게이트(22) 및 열전달방지용 댐퍼(23)가 닫힌후, 1,2차 슬라이드게이트(21,22)사이에 열분해실(31)로 부터 유입되는 열분해가스는 전술한 진공밸브(25)가 개방되어 전술한 연소실(52)에 공급됨에 따라 제거되며, 이로 인해 외부로 가스누설되는 것이 방지된다.
한편, 전술한 1,2차 슬라이드게이트(21,22)의 구동시 슬라이드몸체(66)입구측에 장착된 이물질제거용 커터(77)에 의해 슬라이딩홈(78)사이를 통해 유입되어 슬라이드더(65)면위에 증착되는 이물질을 제거할 수 있게된다.
또한, 1,2차 슬라이드게이트(21,22)의 계속적인 구동에 의해 슬라이더(65)끝면 또는 슬라이딩홈(78)사이에 누적되어 쌓이는 이물질로 인해 슬라이더(65)의 개폐구동에 간섭을 받는 경우, 슬라이딩홈(78)끝단부에 형성된 이물질수거함(70)에 의해 슬라이딩홈(78)의 막히는 것을 방지할 수 있다. 이때, 전술한 이물질수거함(70)에 누적되는 이물질의 청소는 장비의 작동중에도 커버(72)를 개방하여 수행할 수 있게된다.
한편, 전술한 슬라이딩홈(78)에 먼지 등의 미세한 이물질이 계속적으로 누적되는 경우에도, 슬라이딩몸체(66)에 형성된 슬라이더밀착용 텐션장치(67)에 의해슬라이더(65)는 슬라이딩홈(78)에 밀착되어 기밀을 유지할 수 있게된다. 또한, 실린더(64)와 슬라이딩몸체(66)사이에 설치된 슬라이더위치교정 롤러(68)에 의해 슬라이더(65)상하면을 압착지지하게 되므로, 외부로 부터 슬라이더(65)에 충격이 가해지는 경우, 또는 1,2차 슬라이드게이트(21,22)를 수리 및 교체하는 경우에도 슬라이더(65)의 수평상태를 유지할 수 있게된다.
따라서, 이와 같은 과정을 반복적으로 수행함에 따라, 전술한 열분해실(31)내부는 고온, 저산소상태의 작업분위기를 계속적으로 유지하게되며, 연속적인 열분해작업이 가능해진다. 이때, 열분해가스는 유선형인 열분해실(31)의 열분해공간(29)에 집적되며, 이송관(32)을 따라 배출된다.
즉, 전술한 열분해실(31)입구측에 투입되는 폐기물은, 제 2 구동수단의 구동모터(38), 구동스프로킷(37) 및 피동스프로킷(36)의 구동에 의해 회전축(30a)이 회전함에 따라, 회전축(30a)에 나선형으로 형성된 이송날개(30)를 따라 도 1의 도면상, 우측방향(화살표시방향)으로 연속적으로 이동하게된다. 이때, 전술한 구동모터(38)의 가변구동으로 인해 회전축(30a)이 가변구동함에 따라 폐기물의 열분해속도를 가변조정할 수 있게된다.
한편, 전술한 열분해실(31)내부의 온도를 500 내지 900℃로 유지하는 경우, 열분해실(31)의 몸체 및 회전축(30a)은 고온의 열에 의해 수축 및 팽창을 반복하는 경우에도, 열분해실(31)양단부를 지지하는 열팽창가이드(39,40)에 의해 유선형인 열분해실(31)이 항시 초기상태를 유지할 수 있게된다.
따라서, 고온 및 저산소상태의 분위기조건에서 연속적으로 열분해된 잔재물은 상하개폐감지센서(73,74)의 검출에 의해 열분해실(31)의 배출구측에 형성된 열전달방지용 댐퍼(33)가 개방함에 따라, 1,2차 슬라이드게이트(34,35)를 통과하여 외부로 배출된다. 이때, 열분해된 폐기물은 잔재물과 열분해가스로 분류되어 잔재물은 재활용되거나 매립된다.
한편, 열분해된 열분해가스는 열분해실(31)의 열분해공간(29)에 집적된후 이송관(32)을 따라 가스저장실(45)로 공급됨에 따라, 가스저장실(45)의 일부가스는 응축되어 하단의 2단형 게이트(46)구동으로 인해 배출되며, 가스저장실(45)의 다른 일부가스는 가스회복장치의 가압장치(61)를 통하여 연소실버너(49)로 공급되며, 가스저장실(45)의 또다른 일부가스는 가스압력조절장치(48)를 통과하여 열분해가스 혼합용팬(44)구동으로 인해 열분해실(31)의 입,출구에 설치되는 1,2차 슬라이드게이트(21,22)(34,35)로 부터 공급되는 수증기와 혼합되어 연소실(52)로 공급된다.
이때, 연소실(52)에서는 열분해가스를 1100℃이상의 고온에 의해 완전연소시킨후, 완전연소된 배기가스는 이송관(53) 및 열분해 및 건조용 열원공급관(54)을 통하여 열분해실(31)의 열분해공간(29) 및 회전몸체(5)의 열원체류공간(55)에 공급되어 소정시간동안 체류되며, 열분해 및 건조용 열원체류공간(55)의 배출관(56)을 통하여 배출된다.
전술한 배출관(56)을 통과하는 배기가스는, 가열용 열교환기(57)에 의해 연소실버너(49)에 공급되는 공기를 가열시킨후 배기용팬을 통하여 대기중으로 배출되며, 또한 열순환관(76)을 통하여 연소실(52)로 공급되어 연소실(52)의 승온을 촉진시킨다.
한편, 전술한 공기회복장치에 의해 연소실버너(49)에 공급되는 공기는, 수분을 함유하는 폐기물의 건조시 발생되어 전술한 수증기집적공간(12)에 집적되는 수증기를 냉각용 열교환기(59) 및 응축탱크(60)를 통과하여 수분을 제거한후, 가열용 열교환기(57)를 통과하여 가열되어 송풍팬(50)에 의해 연소실(52)에 공급된다.
이때, 열분해된 잔재물의 배출시 1,2차 슬라이드게이트(34,35)사이에 유입되는 공기 및 가스는, 열분해실(31)입구측의 1,2차 슬라이드게이트(21,22)에서와 같이 필터(42) - 진공밸브(43) - 진공탱크(26) - 진공펌프(27)를 경유하여 열분해가스 혼합용팬(44)구동으로 연소실(52)에 공급되어 제거된다.
이상에서와 같이, 바람직한 실시예에 의하면, 폐기물을 고온의 저산소분위기하에서 열분해시킴에 따라 매연, 분진, 다이옥신 등의 인체에 유해한 공해물질 배출을 대폭적으로 줄여 대기 및 환경오염 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 폐기물의 고온열분해시 발생되는 고온의 폐열을 공장 등의 난방용으로 재활용하여 폐기물을 자원화하며, 별도의 공해방지설비가 불필요하여 설비의 단순화로 인해 설치, 유지 및 보수비용을 대폭적으로 줄일 수 있다. 폐기물을 이송, 건조 및 고온열분해시키는 모든 공정이 자동화되어 제어됨에 따라 인건비를 줄이며, 조작이 용이한 이점을 갖는다.
Claims (10)
- 수분을 함유한 폐기물이 투입되는 제 1 호퍼;상기 제 1 호퍼로 부터 공급되는 폐기물을 이송 및 건조시키도록 제 1 구동 수단에 의해 회전가능하게 설치되며, 폐기물건조시 발생되는 수증기 및 건조된 폐기물을 배출시키는 회전식 디스크타입 건조실;상기 디스크타입 건조실로 부터 배출되는 건조된 열분해용 폐기물이 투입되는 제 2 호퍼;폐기물 유입 및 배출시 유입되는 가스 및 공기를 제거하는 2단형 디스크타입 진공게이트가 자체의 입,출구에 설치되며, 상기 디스크타입 건조실내부를 통과하여 상기 제 2 호퍼로 부터 공급되는 폐기물을 고온 및 저산소 상태의 분위기하에서연속적으로 열분해시키도록 제 2 구동수단의 가변구동에 의해 폐기물을 이송시키는 유선형 열분해실;상기 열분해실로 부터 배출되는 가스를 저장하는 가스저장실로 부터의 가스를 연소실버너의 가연성 연료로 회복시키는 가스회복장치;상기 디스크타입 건조실로 부터 배출되는 수증기를 소정의 열교환기를 통과시킴에 따라 가열되는 공기를 상기 연소실버너에 공급하는 공기회복장치;상기 가스 및 공기 회복장치에 의해 공급되는 가연성 연료 및 공기로 가동되는 연소실버너를 구비하는 연소실; 및상기 연소실로 부터 발생되는 완전연소된 고온의 가스를 열분해 및 건조용 열원으로 재공급하는 열회복장치;를 포함하여 구성되는 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 디스크타입 건조실내부에 회전 가능하게 장착되는 회전몸체의 이송날개는,폐기물의 연속투입, 이송 및 건조가 원활하도록 자체의 투입구에서 배출구측으로 그 피치가 점진적으로 조밀하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 2단형 디스크타입 진공게이트는;실린더구동으로 몸체에 형성된 슬라이딩홈을 따라 수평이동하여 상기 제 2 호퍼로부터의 폐기물을 상기 열분해실로 연속적으로 이송하는 1,2차 슬라이드게이트; 및상기 1,2차 슬라이드게이트 사이에 설치되며 상기 열분해실로 폐기물 유입시 폐기물을 따라 유입되는 공기 및 상기 분해실로 부터 배출되는 가스를 제거하여 상기 열분해실내부에 저산소상태의 분위기를 유지하는 공기제거장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 열분해실 입,출구측에 설치되며, 상기 열분해실 내부의 고온 및 고온의 배기가스의 배출되는 것을 차단하여 상기 디스크 타입 진공게이트의 디스크가 고온으로 인한 열변형 및 부식되는 것을 방지하는 열전달방지용 댐퍼를 더 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 1,2차 슬라이드게이트는;상기 슬라이딩홈에 대해 상기 슬라이더가 밀착되는 상태에서 구동되도록 상기 슬라이딩홈내에서 슬라이더를 가압 지지하여 상기 슬라이딩홈에 공기 및 이물질의 유입되는 것을 차단하여 기밀을 유지하는 슬라이더밀착용 텐션장치; 및상기 실린더구동시 상기 슬라이딩홈으로 부터 인출되는 상기 슬라이더상하면을 압착 지지하여 상기 슬라이더의 수평이동을 가이드하는 슬라이더위치교정 롤러를 더 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열분해실은;단면적이 원형으로 형성되며, 가변 구동하는 이송스크류와 입,출구케이싱사이의 간극을 최소화하여 열의 이동되는 것을 차단하는 투입 및 배출공간; 및상기 이송스크류가 가변구동하여 폐기물을 수평이송시키는 하부측과, 이송되는 폐기물을 열분해시켜 발생되는 가스를 집적시키는 상부로 이루어진 유선형의 상하대칭으로 형성되는 열분해공간을 구비하여, 자체의 하부가 마모량이 증가되는 경우 상하위치를 교환하여 사용될 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 가스저장실은;내부의 냉각장치를 통하여 열분해가스를 응축시키며, 응축된 응축유는 하단의 2단게이트를 통하여 계속적으로 배출되며, 상기 연소실 및 연소실버너에 공급되는 소정량의 가스를 보유하는 것을 특징으로 하는 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 가스회복장치는;상기 가스저장실에 저장되는 가스일부를 상기 연소실버너의 연소연료로 공급하는 가스가압장치; 및상기 가스저장실의 가스일부를 열분해가스 혼합용팬을 통과하는 상기 2단형 디스크타입 진공게이트에서 배출되는 공기와 혼합되어 상기 연소실에 공급하는 가스압력조절장치를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공기회복장치는;상기 디스크타입 건조실로 부터 증발된 고온의 수증기를 냉각용 열교환기를 통과하여 수분을 제거한후, 가열용 열교환기를 통과하여 100 내지 200℃로 가열되어 상기 연소실버너에 공급하는 것을 특징으로 하는 액상 및 고상의 폐기물 열분해장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열회복장치는;상기 연소실로 부터 열분해 및 건조용열원으로 재공급되는 고온의 배기가스의 온도 조절용의 열냉각장치를 더 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 액상 및 고상의 폐기물열분해장치.
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