KR100672907B1 - 폐기물 처리를 위한 진공 소각로 및 이를 이용한 폐기물 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감염성 폐기물 또는 지정폐기물 등의 처리를 위한 진공 소각로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 폐기물의 처리시 직화 방식이 아닌 진공 상태에서 간접 가열시켜서 폐기물이 열분해 탄화되게 하는 진공 소각로로서, 하단이 개방된 외통과 내통이 이중으로 되고 상단에 가스배출구가 구비되며 상기 내통 내주연에 방사상의 제1히터가 복수 개 구비된 소각로를 형성하되, 상기 소각로 하부에는 지면에서 수직 입설된 수 개의 승강대와 상기 승강대를 따라 상/하 이송되고 상단에 제2히터를 구비한 승강판과 상기 제2히터 상에 놓여지는 소각통이 구비된 승강장치부가 형성되게 함으로써 상기 승강판의 상승시 소각통이 상기 내통 내부에 삽입되도록 한 진공 소각로가 개시된다.

본 발명에 의하면 소각통이 소각로에서 승/하강에 구동으로 분리되므로 소각통 내부로 폐기물의 투입 및 배출과 잔여 폐기물의 제거 및 청소, 그리고 내부 고장시에 수리가 용이한 이점이 있다.

Description

폐기물 처리를 위한 진공 소각로 및 이를 이용한 폐기물 처리방법{VACUUM INCINERATOR FOR DISPOSAL OF WASTE MATERIALS AND WASTE MATERIALS DISPOSAL METHOD USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 소각통이 분리된 진공 소각로의 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 소각통이 결합된 진공 소각로의 단면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 소각로의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 외벽 11 : 제1히터

12 : 가스배출구 13 : 통기구

14 : 외기배출구 17 : 패킹냉각관로

20 : 내벽 21 : 제1히터 보호판

30 : 소각통 40 : 승강판

41 : 승강대 42 : 지지대

43 : 제2히터 44, 45 : 제1, 2패킹

본 발명은 감염성 폐기물 또는 지정폐기물(이하, '폐기물'이라 함) 등 각종 폐기물의 처리시 직화 방식이 아닌 진공 상태에서 간접 가열시켜서 폐기물이 열분해 탄화되게 하는 진공 소각로에 관한 것으로서, 특히 하단이 개방된 외통과 내통이 이중으로 되고 상단에 가스배출구가 구비되며 상기 내통 내주연에 방사상의 제1히터가 복수 개 구비된 소각로를 형성하되, 상기 소각로 하부에는 지면에서 수직 입설된 수 개의 승강대와 상기 승강대를 따라 상/하 이송되고 상단에 제2히터를 구비한 승강판과 상기 제2히터 상에 놓여지는 소각통이 구비된 승강장치부가 형성되게 함으로써, 승강판의 승강 작용에 의해 소각로에 소각통이 자유롭게 결합 및 분리되게 한것이다.

진공 소각로는 폐기물을 직화 방식으로 소각하지 않고, 진공 상태에서 고온의 열을 가하는 간접열을 이용하여 폐기물을 열분해시킴으로써, 다이옥신과 같은 유해한 환경오염물질이 발생하는 것을 방지하기 위한 소각장치이다.

종래, 진공 소각로에 대한 기술로 대한민국 등록실용신안공보 등록 제0147798호가 소개된 바 있으며, 이는 외측로와 내측로 사이에 가열공간부를 형성하고 소각로 상부에는 연소가스 배출구 및 폐기물 투입구가 형성된 것이며, 이를 포함한 종래 대부분의 진공소각로는 소각로의 내통과 외통이 이중으로 형성되고 상부에 가스 배출구 및 폐기물 투입구가 마련되도록 형성하고 있다.

그러나, 이러한 형태의 진공 소각로는 폐기물을 저장하고 있는 내통이 외통과 일체로 형성되어 있기 때문에 소각 처리된 폐기물을 내통으로부터 제거하는 것이 매우 불편할 뿐만 아니라, 내통 내부에 남아 있는 미량의 폐기물의 완전한 제거가 사실상 어렵고, 또한 소각로 내부 청소도 어려운 문제점이 있다.

또한, 소각로에 이상이 발생한 경우 이를 분해하는 것이 매우 어려워서 소각로 전체를 교체해야 하는 폐단이 있었던 것이다.

이에 따라, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 폐기물의 열분해 소각을 위한 진공 소각로에 있어서, 폐기물을 저장하는 소각통을 소각로에서 편리한 수단으로 분리 및 결합이 가능하게 하여 소각통을 자유롭게 취급할 수 있게 함으로써 소각통 내부로 폐기물을 투입하거나 제거하는 것 및 청소를 매우 용이하게 할 수 있는 폐기물 처리를 위한 진공 소각로를 제공하는데 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 소각통이 분리된 진공 소각로의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 소각통이 결합된 진공 소각로의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조한 본 발명의 진공 소각로는 크게 상부에 소각로(1)가 구비되고, 그 하부에 승강장치부(2)로 구성된다.

상기 소각로(1)는 외통(10)와 내통(20)이 이중으로 형성되어 그들 사이에 제1스페이스(S1)가 마련되고, 상기 내통(20)의 내주연에는 상부로부터 하향 설치된 방사상의 제1히터(11)가 복수 개 구비되며, 이들 상단에는 내통(20) 상단에서 외통(10) 상단까지에 걸쳐서 연통된 가스 배출구(12)가 형성되어 있다.

그리고 상기 외통(10)의 일측에 통기구(13) 및 외기배출구(14)를 구비하며, 바람직하게는 내통(20)의 내부 온도를 측정할 수 있도록 온도계측기(16)를 구비하고, 또한 제1히터(11)의 저면에는 제1히터 보호판(21)을 구비할 수 있다.

상기 가스배출구(12) 및 통기구(13)는 진공펌프(미도시)에 의해서 각각 제1스페이스(S1) 및 제2스페이스(S2)에 있는 내부 공기를 흡입할 수 있고, 또한 상기 제1스페이스(S1)는 송풍기(미도시)에 의해서 외부 공기(이하, '외기'라 함)가 유입되게 하는 통로로 사용되기도 하며, 상기 외기 배출구(14)는 밸브(15) 개방시 제1스페이스(S1) 내부의 공기를 배출할 수 있도록 하고 있다.

한편, 상기 소각로(1)는 하부에 마련된 승강장치부(2)는 지면에서 수직하게 입설된 승강대(41)와, 상기 승강대(41)를 따라서 승강 및 하강할 수 있는 승강판(40)으로 구성되며, 승강판 중앙 상단에는 소각통(30)을 지지하는 다수개의 지지대(42)가 소정 거리 이격되게 설치되어 각 지지대(42) 사이에 제3스페이스(S3)를 형성하고 있다.

상기 지지대(42) 상단과 소각통(30) 하부에는 제2히터(43)를 개재시키는 것이 바람직하며, 상기 제2히터(43)는 소각통(30)의 하단에 열을 가할 수 있도록 사용된다.

도 2는 승강판(40)이 승강대(41)를 따라서 상승하여 승강판(40) 위, 보다 구체적으로는 제2히터(43) 위에 안착된 소각통(30)이 내통(20)의 내부, 즉 소각로의 내부인 제2스페이스(S2)에 삽입된 상태를 보인 것이다.

이때 승강판(40)은 하단이 개방되어 있는 소각로(1)를 폐쇄시키는데, 그 구 조는 외통(10)의 하단에 환 형상의 플랜지(18)를 형성되고, 상기 플랜지(18) 하단에는 환 형상의 패킹을 구비하여 승강판(40) 상단이 패킹과 접촉되어 소각로(1) 내부를 밀폐할 수 있도록 한다.

상기 패킹의 바람직한 실시로써 도시된 바와 같이 내부에 제1패킹(44)이, 외부에는 제2패킹(45)을 형성하고, 이에 대응 위치의 승강판(40)의 상단에는 상기 제1, 2패킹(44)(45)이 안착되는 패킹홈(45)을 구비하게 하며, 소각로(1) 내부의 열을 감안하여 상기 제1패킹(44)은 내열성이 우수한 석면 재질로 하고, 그 외곽의 제2패킹(45)은 밀폐성이 우수한 실리콘 또는 고무제로 제조한 것을 사용한다.

설명의 이해를 돕기 위해 다음은 본 발명의 진공 소각로의 소각 처리 작용에 대해 설명한다.

먼저, 도 1과 같이 승강판(40)이 승강대(41)의 하부에 위치한 상태에서 소각통(30) 내부에 소각 처리하고자 하는 폐기물을 넣고, 승강판(40)을 상승시킨다.

상기 승강판의 승/하강 구동은 유압 또는 공압장치로 구성될 수도 있고, 또는 모터 회전을 이용한 기어장치에 의해 구성될 수도 있는 바, 이는 통상적인 기구적 수단으로 달성될 수 있는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

승강판(40)을 상승시키면 도 2에서와 같이 소각통(30)은 내통(20)의 내부, 즉 소각로 내부인 제2스페이스(S2)에 안착되고 이때 제1, 2패킹(44)(45)에 의해서 제2스페이스(S2)가 외부와 밀폐된 상태로 되며, 외기 배출구(14) 역시 밸브(15)에 의해 차단된 상태가 되므로 제1스페이스(S1) 역시 외부와 차단된 상태이다.

이후, 진공펌프(미도시)를 가동하면, 진공펌프와 관로로 연결된 통기구(13) 를 통해서 제1스페이스(S1) 내부의 공기가 배출되어 진공상태가 되고, 아울러 가스배출구(12)를 통해서 내통(20)의 내부 공기가 배출되어 제2스페이스(S2)가 진공상태를 유지하며, 아울러 도시하지는 않았지만 지지대(42) 사이의 제3스페이스(S3)에도 관로가 연결되어서 진공상태를 유지하게 된다.

이와 같이 각각 제1, 2, 3스페이스(S1)(S2)(S3) 내부의 공기를 흡입하면 외통(10)과 내통(20) 사이인 제1스페이스(S1)와 소각통(30) 하부인 제3스페이스(S3)는 진공상태가 되어 단열공간이 형성되므로, 제1히터(11)와 제2히터(43)를 가열시켜서 소각로(1)의 내부가 고온이 되게 하여도 외부로 열이 전달되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

그리고, 제2스페이스(S2) 내부 역시 진공상태이므로, 내통(20)의 내부가 가열되면, 소각통(30)에 충진된 폐기물이 진공 상태에서 열분해 탄화가 시작되는데, 상기 제1히터(11)는 소각통(30)의 외주면을 가열하게 되고, 제2히터(43)는 바닥을 가열하게 되므로, 폐기물의 내부까지 고르게 열분해 탄화가 진행된다.

소각로(1) 내부의 온도 설정은 폐기물의 종류에 따라서 차등 적용하며 소각로(1) 내부의 온도는 온도계측기(16)를 통하여 확인할 수 있다.

소각로(1) 내부가 고온으로 상승되면 폐기물은 진공 상태에서 열이 가해지므로 열분해 탄화가 시작되고, 폐기물의 열분해로 발생하는 가열가스는 가스배출구(12)를 통해 배출되어 연소로(미도시)에 유입되어 연소 처리된다.

이때, 제1, 2패킹(44)(45)이 고열에 의해 팽창, 또는 변형되는 것을 방지하기 위해 플랜지(18) 상부에 패킹냉각관로(17)를 설치하여 냉각수가 흐르게 할 수 있으며, 상기 패킹냉각관로(17)의 위치는 플랜지(18)의 상단에 한정되지 않고, 제1, 2패킹(44)(45)의 주변의 적정 위치에 선택적으로 구비될 수 있다.

열분해가 완료된 상태에서는, 소각통(30) 자체가 매우 고온이므로 이를 냉각시킬 필요가 있게 되므로, 통기구(13)를 통해서 송풍장치(미도시)에서 송풍된 외부공기를 제1스페이스(S1)로 유입시키고, 유입된 공기가 내통(20)의 표면을 비롯하여 제1스페이스(S1)에 남아 있는 열과 교환되어 외기 배출구(14)를 통해서 배출된다.

통기구(13)를 통해 공급된 외부 공기는 내통(20)의 주변온도를 빠르게 냉각시키므로, 결국 소각통(30)의 온도를 급격하게 낮출 수 있게 된다.

이후, 소각통(30)이 적정 온도까지 하강되면 승강판(40)을 하강시켜서 소각통(30)을 소각로(1)로부터 분리시킨다.

분리된 소각통(30)은 소각로(1)와 관계없이 자유롭게 취급할 수 있으므로, 내부에 저장된 소각재를 쉽게 제거할 수 있음은 물론, 청소도 용이하게 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 소각로의 단면도로서, 열분해 탄화가 완료된 폐기물을 제거하기 위해 소각통(30)을 빠르게 냉각시키기 위한 냉각수단을 더 구비한 것이다.

냉각장치는 냉각수가 흐르는 관 형태로 되되 내통(20)의 내면과 제1히터(11)의 외측 사이를 권취된 코일 형태로 지나가게 하는 냉각관(31)으로 형성되고, 그 일단에 냉각수가 유입되는 유입구(32)가, 타단에는 냉각수가 배출되는 배출구(33)가 구비되어서, 열분해에 의한 소각이 완료된 후 냉각관(31)을 지나가는 냉각수에 의해 소각통(30)을 비롯한 소각로(1)의 내부 고열을 빠른 속도로 냉각시킬 수 있게 되고, 내통(20)의 내부를 냉각시킨 후에는 냉각관(31)에 충진된 냉각수를 빼내고 냉각관(21)의 유입구(32) 측에 설치된 진공펌프(미도시)를 가동시켜서 냉각관(31) 내부를 진공상태로 유지시킴으로써 냉각관(31)의 변형을 방지하도록 한다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 진공 소각로에 의하면 소각로를 적재한 승강판이 승강대를 따라서 자유롭게 승/하강이 가능하여 폐기물을 저장한 소각통이 소각로에서 분리 및 결합이 가능하게 되므로 소각통을 소각로와 자유롭게 취급할 수 있게 되며, 따라서 소각통 내부로 폐기물을 투입하거나 제거하는 작업을 비롯하여 소각통 내부의 청소가 매우 용이하고, 미량의 잔여 폐기물까지 제거할 수 있으며, 소각로의 점검 및 내부 수리가 용이한 이점을 갖는다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 개방된 하단에 패킹이 구비되고, 일측에 선택적으로 공기를 흡입하여 진공시키는 통기구와 밸브에 의해 개폐되는 외기배출구가 구비된 외통과,

   하단이 개방된 상태로 상기 외통 내에 실장되고, 상단에 선택적으로 공기를 흡입하여 진공시키는 가스배출구가 구비된 내통과;

   상기 내통의 내주연을 따라 방사상으로 배치된 복수의 제 1 히터와;

   상기 내외통 하부에 수직 입설된 승강대 및 이를 따라 승하강하여, 상승 시 상기 내외통 사이로 진공단열을 위한 제 1 스페이스와 상기 내통 내부로 진공소각을 위한 제 2 스페이스를 각각 구분 형성하는 승강판과;

   상기 승강판 상에 안착되어 폐기물이 투입되고, 상기 승강판의 상승 시 상기 내통으로 삽입되는 소각통과

   상기 승강판과 상기 소각통 사이로 구비된 제 2 히터

   를 포함하는 폐기물 처리를 위한 진공 소각로.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 패킹은,

   석면으로 이루어진 내주연의 제 1 패킹과;

   고무, 실리콘, 우레탄 중 선택된 하나의 재질로 이루어진 외주연의 제 2 패킹

   을 포함하여, 상기 승강판의 상승 시 각각 상기 승강판 상단에 밀착되는 폐기물 처리를 위한 진공 소각로.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 내통과 제 1 히터 사이를 두르는 코일 형상의 냉각관

   을 더 포함하는 폐기물 처리를 위한 진공 소각로.
5. 제 2항의 기재에 따른 진공 소각로를 이용한 폐기물 처리방법으로서,

   상기 승강판의 하강 상태에서 상기 소각통 내에 상기 폐기물이 투입되는 단계와;

   상기 승강판이 상승하여 상기 소각통이 상기 내통 내에 삽입되고, 상기 제 1 및 제 2 스페이스가 각각 구분 정의되는 단계와;

   상기 밸브에 의해 상기 외기배출구가 차단되고 상기 통기구와 가스배출구를 통해 공기가 흡입되어, 상기 제 1 및 제 2 스페이스에 각각 진공의 단열공간과 진공의 소각공간이 형성되는 단계와;

   상기 제 1 및 제 2 히터가 발열하여 상기 폐기물이 열분해 탄화되는 단계

   를 포함하는 폐기물 처리방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 폐기물이 열분해 탄화되는 단계 이후,

   상기 제 1 스페이스에 외부공기가 주입되고 상기 내통이 냉각되는 단계와;

   상기 승강판이 하강된 후 상기 소각통 내의 소각재가 제거되는 단계

   를 더 포함하는 폐기물 처리방법.

Images