KR100763531B1 - 폐기물의 소각처리방법 - Google Patents

Abstract

가스화 노에서의 소각 잔류물을, 기존의 설비를 유용하여 용이하게 처리할 수 있는 폐기물의 소각처리방법을 제공한다. 가스화 노(1)내에서 폐기물(A)을 건류하여 발생하는 가연성 가스를 연소로(3)에 도입하여 연소시킨다. 이 때 연소로(3) 내의 온도가 소각 잔류물을 용융시킬 수 있는 온도로 유지하도록 가스화 노(1)내에서 가연성 가스를 발생시킨다. 가연성 가스의 연소 중에 연소로(3)에 소각 잔류물을 투입하여 용융시키고, 용융물(B)을 연소로(3)의 유출구(32)로부터 받침접시(33)내로 유출시켜서, 고화한다. 에어재킷(6)에 공급하는 공기와, 가스화 노(1) 및 연소로(3)에 공급하는 산소를, 연소로(3)의 폐가스와의 열교환에 의해 가열한다. 상기 열교환은, 연소로(4)의 폐가스의 유로에, 내부에 도관(8)을 구비하는 열교환기(36)를 설치하고, 도관(8)에, 그 폐가스의 하류측에서 상류측을 향하여 공기, 산소를 유통시킴으로써 행한다.

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Description

폐기물의 소각처리방법{METHOD FOR INCINERATION DISPOSAL OF WASTE}

본 발명은, 폐기물을 소각 처리하는 방법에 관한 것이다.

본원 출원인은, 앞서 폐타이어 등의 폐기물을 소각 처리하는 장치로서 일본국 특허공개공보 평성 2년 제 135280호에 개시된 장치를 제안하고 있다. 이 장치에서는, 과열을 방지하기 위한 워터재킷을 구비하는 가스화 노(爐)에 폐기물을 수용하고, 그 폐기물의 일부를 연소시키면서, 그 연소열에 의해 그 폐기물의 다른 부분을 건류하여 가연성 가스를 발생시키고, 그 가스화 노에서 발생한 가연성 가스를 그 가스화 노의 외부의 연소로에 도입하여, 그것을 그 연소로에서 연소시킨다. 그리고, 연소로내의 온도를 검출하고, 그 검출온도의 변화에 따라서 가스화 노에 공급하는 산소(상세하게는 폐기물의 부분적 연소에 필요한 산소)의 양을 조정함으로써, 그 연소로내의 온도를 미리 정한 소정온도로 거의 유지하도록 하고 있다. 여기서, 상기 소정온도는, 구체적으로는 가연성 가스가 자발적으로 연소하는 온도로, 예를 들면 1000℃ 정도의 온도이다. 또, 이 장치에서는, 연소로에서 가연성 가스를 연소시키기 위해 필요한 산소의 양을, 그 연소로내의 검출온도에 따라서 조정함으로써, 그 연소로내에 도입되는 가연성 가스의 양에 적합한 양의 산소를 연소로에 공급하고, 이것에 의해, 그 가연성 가스가 연소로내에서 양호하게 연소하도록 하고 있다.

이와 같은 장치에 의하면, 유해 가스성분의 대기중으로의 방출을 억제하면서, 폐기물을 소각 처리할 수 있다. 또, 가스화 노에서 폐기물의 건류의 실행 중, 연소로내의 가연성 가스의 연소온도가, 거의 일정온도로 유지되므로, 그 가연성 가스의 연소열을 보일러 장치 등의 열원으로서 효과적으로 활용할 수 있다.

그런데, 상기 가스화 노에서 폐기물의 건류 종료 후에 그 가스화 노에 남는 소각 잔류물(이것은 기본적으로는 재인데 완전히 재화(灰化)되지 않은 폐기물이 포함되는 경우도 있다)을 포함하여, 도시 쓰레기, 하수오니, 산업 폐기물 등의 폐기물의 소각 잔류물은, 모두 어떤 형태로 처분할 필요가 있다. 이 경우, 상기 소각 잔류물을 가스화 노에서 꺼낸 후, 예를 들면 콘크리트나 아스팔트 등에 의해 굳혀서 처분하는 것이 일반적으로 고려된다.

그런데, 이와 같이 하면, 소각 잔류물을 포함하는 처분물의 중량 및 용적이 증가하여, 그 취급이 불편하게 된다. 또, 소각 잔류물에는, 다이옥신류나 중금속이 포함되어 있는 경우가 있어, 상기 처분물의 투기장소에 따라서는 2차적인 오염원이 될 우려도 있다.

그래서, 예를 들면 상기 소각 잔류물을 고온(예를 들면 1400℃ 이상의 고온) 상태로 유지한 용융로에 투입하여 용융시키고, 다시 그 용융물을 냉각하여 고화시켜서 고형물로 하는 것이 고려된다.

이와 같이 하면, 소각 잔류물에 포함되는 다이옥신류를 분해할 수 있고, 또, 필요에 따라서 상기 고형물을 건축이나 토목용의 골재 등의 재료로서 유효하게 활 용하는 것이 가능하게 된다.

그러나, 이와 같은 것에서는, 소각 잔류물을 용융시키기 위한 용융로나 이 용융로를 가열하기 위한 장치를 상기 가스화 노나 연소로와는 별도로 설치하는 것으로 되기 때문에, 폐기물 처리 장치의 전체의 설비가 대형화되어 버린다. 또, 그러한 설비의 도입이나 유지에 필요한 비용도 증가해 버린다.

발명의 개시

본 발명은 이러한 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 가스화 노에서의 폐기물의 건류 종료 후의 소각 잔류물을, 기존의 설비를 유용하면서 소형인 설비구성으로 용이하게 처리할 수 있는 폐기물의 소각처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 폐기물의 소각처리방법은, 이러한 목적을 달성하기 위해서, 내부가 실질적으로 외부와 차단되는 가스화 노에 수용한 폐기물의 일부를 연소시키면서, 그 연소열에 의해 그 폐기물의 다른 부분을 건류하는 공정과, 그 건류에 의해 발생하는 가연성 가스를 상기 가스화 노의 외부에 설치된 연소로에 도입하여 연소시키는 공정을 구비하고, 상기 연소로에 도입되는 가연성 가스의 양에 따라서 그 연소에 필요한 연소용 산소를 그 연소로에 공급하여 그 가연성 가스를 연소시킴과 동시에, 상기 연소로내의 온도가 미리 설정한 소정온도로 유지되도록, 그 연소로내의 온도변화에 따라서 상기 가스화 노에 공급하는 산소량을 제어하고, 상기 건류에 의해 발생하는 가연성 가스의 양을 조정하는 폐기물의 소각처리방법의 개량에 관한 것이다. 그리고, 본 발명의 폐기물의 소각처리방법은, 상기 가스화 노는 공냉식의 가스화 노이고, 상기 연소로의 폐가스와 열교환함으로써 가열된 연소용 산소를, 그 가스화 노의 공냉을 위해 공급하는 공정과, 상기 가스화 노에 공냉을 위해 공급된 연소용 산소를, 그 가스화 노의 공냉 후, 상기 연소로의 폐가스와 열교환하고, 가열된 연소용 산소를, 상기 가스화 노 및/또는 상기 연소로에 공급하는 공정과, 상기 소정온도를 폐기물을 소각하여 얻어지는 소각 잔류물이 용융 가능한 온도로 설정함과 동시에, 상기 연소로에서 상기 가연성 가스의 연소 중에, 상기 소각 잔류물을 상기 연소로에 설치한 소각 잔류물 투입구로부터 그 연소로내에 투입하고, 그 소각 잔류물을 상기 가연성 가스의 연소열에 의해 용융시키는 공정과, 그 소각 잔류물의 용융물을 상기 연소로에 설치한 용융물 배출구로부터 연소로의 외부로 유출시켜서 냉각함으로써 고형화하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 상기 가연성 가스를 연소시킬 때의 상기 연소로내의 소정온도를 상기 소각 잔류물이 용융 가능한 온도로 설정함으로써, 상기 연소로에서 상기 가연성 가스의 연소 중에는, 기본적으로는 그 연소로내의 온도가 상기 소각 잔류물을 용융시킬 수 있는 온도로 유지되도록 상기 가스화 노에서 발생하는 가연성 가스의 양이 조정된다.

그런데, 상기 소각 잔류물이 용융 가능한 온도는 일반적으로 1400℃ 이상의 고온이기 때문에, 그러한 온도로 상기 연소로내의 온도를 유지하기 위해서는, 상기 가스화 노로부터 연소로에 도입되는 가연성 가스의 양(상세하게는 단위 시간 당 연소로에 도입되는 가연성 가스의 양)이 많지 않으면 안된다. 이 경우, 기본적으로는, 가스화 노에 공급하는 산소(가스화 노내의 폐기물의 부분적 연소에 필요한 산소)의 양을 많게 하고, 가스화 노에서 폐기물의 연소부분을 많게 하면, 다량의 건류가스를 가스화 노에서 발생시켜서, 연소로에 도입하는 것이 가능하다. 그런데, 이 때, 가스화 노내의 폐기물의 양이 적으면, 그 폐기물 중의 건류할 수 있는 부분이 단시간에 적어지므로, 충분한 양의 소각 잔류물을 용융시킬 수 있는 정도로, 연소로내의 온도를 고온으로 유지하는 것이 곤란하게 된다. 또, 가스화 노내의 폐기물의 양을 많게 하려고 하면, 가스화 노가 대형화되어 버린다.

그래서, 본 발명에서는, 상기 가스화 노를 공냉식으로 한다. 상기 가스화 노가 종래와 같이 워터재킷을 구비하는 수냉식이면, 과열 방지의 면에서는 우수한 효과가 얻어지지만, 열량적으로 보면 외부, 구체적으로는 워터재킷에 유통되는 물에 빼앗기는 열량이 커서, 폐기물의 건류를 억제하는 결과로 되고 있다. 본 발명에서는, 상기와 같이 상기 가스화 노를 공냉식으로 함으로써, 외부에 빼앗기는 열량을 적게 할 수 있다.

또, 본 발명에서는, 상기 가스화 노의 과열을 방지하기 위해서, 상기 연소로의 폐가스와 열교환함으로써 가열된 연소용 산소를 상기 가스화 노의 공냉을 위해 공급함으로써, 상기 가스화 노에서는, 외부에 빼앗기는 열량을 더욱 적게 할 수 있다.

이 결과, 상기 가스화 노에서는, 폐기물의 부분적 연소에 의해 발생하는 열량의 대부분이 그 폐기물의 다른 부분(연소부분 이외의 부분)의 건류에 제공되게 되어, 부분적 연소에 소비되는 폐기물을 적게 하여 건류되는 폐기물을 많게 할 수 있다. 따라서, 가스화 노내의 폐기물의 총량이나, 연소부분을 비교적 적게 하면서, 연소로내의 온도를 상기 소각 잔류물이 용융 가능한 고온으로 상승시킬 수 있는 다량의 가연성 가스를 발생시키는 것이 가능해진다. 또, 그러한 다량의 가연성 가스의 발생을 비교적 긴 시간에 걸쳐서 계속하는 것이 가능하게 된다. 환언하면, 연소로내의 온도를, 상기 소각 잔류물이 용융 가능한 고온상태로 비교적 긴 시간에 걸쳐서 유지하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명에서는, 상기 연소로의 폐가스와 열교환함으로써 가열된 연소용 산소를, 상기 가스화 노 및/또는 상기 연소로에 공급한다. 이와 같이 함으로써, 상기 가스화 노에서는, 폐기물의 부분적 연소에 의해 발생하는 열량 중, 그 가스화 노에 공급되는 연소용 산소에 의해서 흡수되는 열량이 적어진다. 이 결과, 더 많은 열량이 그 폐기물의 다른 부분의 건류에 제공되게 되어, 부분적 연소에 소비되는 폐기물을 적게 하여 건류되는 폐기물을 많게 할 수 있다.

또, 상기 연소로에서는, 상기 가연성 가스의 연소에 의해 발생하는 열량 중, 그 연소로에 공급되는 연소용 산소에 의해서 흡수되는 열량이 적어진다. 이 때문에, 연소로내의 온도를 고온으로 유지하기 위해 필요한 가연성 가스의 양이 적어도 된다. 이 결과, 상기 연소로내의 온도를, 더 긴 시간에 걸쳐서, 상기 소각 잔류물이 용융 가능한 고온상태로 유지하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 비교적 소형인 가스화 노를 사용하면서, 충분한 양의 소각 잔류물을 연소로내에서 원활하게 용융시킬 수 있다.

또, 상기 열교환을 행함으로써, 상기 연소용 산소를 가열하는 전용적인 가열원을 필요로 하지않고, 상기 연소로에서 발생하는 열에너지를 유효하게 활용할 수 있다.

또, 본 발명에서는, 상기 가스화 노에 공냉을 위해 공급된 연소용 산소를, 그 가스화 노의 공냉 후, 상기 가스화 노 및/또는 상기 연소로에 공급함으로써, 외부에 빼앗기는 열량을 더욱 적게 할 수 있어, 상기 가스화 노 및 연소로에서 발생하는 열량에 관하여 효율좋은 리사이클을 달성할 수 있다.

그리고, 본 발명에서는, 상기 공냉식 가스화 노의 공냉을 위해 상기 연소로의 폐가스에 의해 가열된 연소용 산소를 공급함과 동시에, 상기 가스화 노 및 연소로의 양쪽에 상기 연소로의 폐가스에 의해 가열된 연소용 산소를 공급하고, 또한 상기 가스화 노에 공급된 공냉용의 연소용 산소를 상기 가스화 노 및 연소로에 공급함으로써, 그 연소로에서 상기 소각 잔류물이 용융 가능한 고온을 용이하게 달성할 수 있다.

이 때문에, 상기 가연성 가스의 연소 중에 연소로의 소각 잔류물 투입구로부터 그 연소로내에 소각 잔류물을 투입하면, 그 소각 잔류물은, 가연성 가스의 연소열에 의해, 연소로내에서 용융되게 된다. 즉, 가연성 가스를 연소시키는 연소로를 용융로로서 이용하여, 상기 소각 잔류물이 그 연소로내에서 용융되게 된다.

이 때, 상기 소각 잔류물이 용융 가능한 온도는 일반적으로 1400℃ 이상의 고온이고, 이와 같은 고온 환경하에서 상기 소각 잔류물을 용융함으로써, 상기 소각 잔류물에 다이옥신류가 포함되어 있어도, 그 다이옥신류를 열분해할 수 있다. 또한, 상기 소각 잔류물에 완전히 재화되지 않은 폐기물이 포함되어 있던 경우에는, 그 폐기물은 연소로내에서 완전 연소하여 금속 등의 무기물로 재화된 후, 용융되게 된다.

그리고, 본 발명에서는, 이와 같이 연소로내에서 상기 소각 잔류물을 용융하여 이루어진 용융물을 연소로의 용융물 배출구로부터 연소로의 외부로 유출시켜서 냉각함으로써, 그 용융물을 고형화한다.

이와 같이 상기 용융물을 냉각하여 얻어지는 고형물은, 건축이나 토목용의 골재 등의 재료로서 이용할 수 있다. 또, 그 고형물은, 콘크리트나 아스팔트 등을 이용하지 않고, 소각 잔류물의 용융물로부터 얻어지는 것이기 때문에, 필요 이상으로 큰 것이 되거나 중량이 커지는 일이 없고, 그 운반 등의 취급도 용이하게 된다.

또한, 상기 연소로의 외부로 유출시킨 용융물의 냉각은, 공냉 및 수냉의 어느 것이라도 좋은데, 상기 고형물의 강도나 강성을 높이는 데에는, 그 용융물의 냉각을 천천히 행하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 상기 가스화 노에서 발생시킨 가연성 가스를 연소시키는 연소로내에서 소각 잔류물을 용융하고, 그 용융물을 연소로의 외부로 유출시켜서 고형화하므로, 그 소각 잔류물을 용융하기 위한 전용의 용융로 등을 필요로 하지 않는다. 이 때문에, 기존의 설비를 유용하면서 소형인 설비구성으로 용이하게 소각 잔류물을 처리할 수 있다.

상기 소각 잔류물은, 상기 가스화 노에서 폐기물의 건류 종료 후의 소각 잔류물이라도 좋고, 도시 쓰레기, 하수오니, 산업 폐기물 등의 각종 폐기물의 소각 잔류물이라도 좋다.

이러한 본 발명에서는, 상기 소각 잔류물을 상기 연소로내에 투입하기 전에, 그 소각 잔류물에 융제를 첨가해 두는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 소각 잔류물의 융점이 저하하여 그 소각 잔류물이 보다 용융되기 쉬워진다. 또, 상기 용융물을 고형화할 때에, 소각 잔류물의 대부분이 융제에 포함되게 되므로, 소각 잔류물 중에 포함된 중금속 등이 누출되는 것을 회피하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명에 있어서는, 상기 용융물 배출구는 외기와 접촉하는 개소이기 때문에, 온도저하를 일으키기 쉽고, 용융물이 그 용융물 배출구로부터 연소로의 외부로 유출되는 과정에서, 그 용융물이 용융물 배출구 근방의 연소로내에서 부분적으로 고화되어 버릴 우려가 있다.

그래서, 본 발명에서는, 상기 연소로에서 상기 가연성 가스의 연소 개시 후, 상기 용융물 배출구의 근방에서 그 연소로에 설치한 가열수단에 의해, 그 용융물 배출구의 근방의 온도를 상기 소정온도로 유지하도록 가열한다.

이것에 의해, 연소로내에서 용융한 소각 잔류물을 확실하게 용융물 상태 대로, 연소로의 외부로 유출시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 연소로로의 상기 소각 잔류물의 투입은, 상기 가스화 노에서 상기 폐기물의 건류의 개시 후, 상기 연소로내의 온도가 상기 소정온도의 근방 온도로 상승하고 나서 서서히 행한다.

이와 같이 함으로써, 연소로 내로의 소각 잔류물의 투입은 소량씩 천천히 행하여지게 되기 때문에, 그 소각 잔류물은, 연소로에 투입된 것으로부터 차례대로 연소로내에서 원활히 용융된다. 따라서, 그 소각 잔류물이 불충분한 용융 상태 대로 연소로내에 퇴적해 버리는 일이 없고, 그 소각 잔류물의 용융을 확실하게 행할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 가스화 노의 공냉용의 연소용 산소, 그 가스화 노 및/또는 상기 연소로에 공급하는 연소용 산소의 열교환은, 상기 연소로의 폐가스의 유로에, 내부에 연소용 산소도관을 구비하는 열교환기를 설치하고, 그 연소용 산소도관에, 그 폐가스의 하류측에서 상류측을 향하여 연소용 산소를 유통시킴으로써 행한다. 이와 같이 할 때에는, 상기 폐가스의 흐름과, 상기 연소용 산소도관에 유통되는 연소용 산소의 흐름이 역방향이 된다. 그래서, 상기 연소용 산소는 처음에 비교적 저온의 폐가스와 열교환하여 가열되고, 그 후 비교적 고온의 폐가스와 열교환하므로, 더욱 가열되어, 우수한 열교환율을 얻을 수 있다.

삭제

도 1은 본 실시형태에서 이용하는 폐기물의 건류 가스화 소각처리장치의 시스템 구성도,

도 2는 도 1의 장치의 기본작동에서 가스화 노내의 온도 및 연소로내의 온도의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프,

도 3은 본 발명의 실시예에서 도 1의 장치에서의 가스화 노내의 온도 및 연소로내의 온도의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프,

도 4는 비교예에서 도 1의 장치에서의 가스화 노내의 온도 및 연소로내의 온도의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프이다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

본 실시형태에서, 폐기물의 건류 가스화 소각처리장치는, 도 1에 도시된 바 와 같이, 폐타이어 등의 폐기물(A)을 수용하는 가스화 노(1)와, 가스화 노(1)에 가스통로(2)를 통하여 접속된 연소로(3)를 구비한다. 가스화 노(1)의 상면부에는, 개폐가 자유로운 투입문(4)을 구비하는 투입구(5)가 형성되어, 이 투입구(5)로부터 폐기물(A)을 가스화 노(1)내에 투입 가능하게 되어 있다. 그리고, 가스화 노(1)는 그 투입문(4)을 닫은 상태에서는, 그 내부가 실질적으로 외부와 차단된다.

가스화 노(1)의 외주부에는, 그 가스화 노(1)의 과열을 방지하기 위해서 가스화 노(1)를 공냉하는 공기가 공급되는 에어재킷(6)이 가스화 노(1)의 내부와 격리되어 형성되어 있다. 이 에어재킷(6)은, 가스화 노(1) 및 연소로(3)의 외부의 공기 공급원으로서의 송풍팬(7)으로부터 도출된 주 공기 공급로(8)에 공냉공기 공급로(9)를 통하여 접속되고, 송풍팬(7)으로부터 주 공기 공급로(8)에 송출되는 공기가 공냉공기 공급로(9)를 통하여 공급된다.

또, 본 실시형태에서는, 상기 송풍팬(7)은, 가스화 노(1)의 공냉용의 공기를 에어재킷(6)에 공급하는 것과 동시에, 가스화 노(1)에서 폐기물(A)의 부분적 연소나 연소로(3)에서 후술한 가연성 가스의 연소 등에 필요한 연소용 산소(상세하게는 그 산소를 포함하는 공기)를 공급하는 산소 공급원으로서 기능한다. 또한, 상기 에어재킷(6)에 공급된 공기는 도시하지 않은 배기구로부터 배출되고, 공기 회수로(8a)를 통하여 송풍팬(7)에 순환된다.

가스화 노(1)의 하부는 하방으로 돌출한 원추대형상으로 형성되고, 그 원추대형상의 하부의 외주부에는, 가스화 노(1)의 내부 및 상기 에어재킷(6)과 격리된 공실(10)이 형성되어 있다. 이 공실(10)은, 가스화 노(1)내의 폐기물(A)의 부분적 연소에 필요한 산소(공기)를 가스화 노(1)내에 공급하기 위한 것이고, 가스화 노(1)의 내벽부에 설치된 복수의 급기 노즐(11)을 통하여 가스화 노(1)의 내부에 연통하고 있다.

상기 공실(10)에는, 상기 주 공기 공급로(8)로부터 분기된 제 1 공기 공급로(12)가 접속되고, 송풍팬(7)으로부터 주 공기 공급로(8)에 송출되는 산소를 포함하는 공기가 그 제 1 공기 공급로(12)를 통하여 공급된다. 그 제 1 공기 공급로(12)에는, 공실(10)로의 공기 공급량(산소 공급량)을 제어하기 위한 제어밸브(13)가 설치되고, 그 제어밸브(13)는 밸브 구동기(14)에 의해 그 개도가 조정된다. 그리고, 밸브 구동기(14)는, CPU 등을 포함하는 전자회로에 의해 구성된 제어장치(15)에 의해 제어된다.

또한, 가스화 노(1)의 하측부에는, 상기 제어장치(15)에 의한 작동제어에 의해서 가스화 노(1)에 수용된 폐기물(A)에 착화하기 위한 착화장치(16)가 부착되어 있다. 이 착화장치(16)는, 점화버너 등에 의해 구성되고, 등유 등의 조연유(助燃油)가 저류되어 있는 연료공급장치(17)로부터 연료 공급로(18)를 통하여 공급되는 연료를 연소시킴으로써, 폐기물(A)에 연소 불꽃을 공급한다. 또한, 착화장치(16)에서 연료의 연소에 필요한 산소(공기)는, 상기 주 공기 공급로(8)로부터 분기된 제 2 공기 공급로(19)를 통하여 송풍팬(7)으로부터 공급된다.

연소로(3)는, 폐기물(A)의 건류에 의해 생기는 가연성 가스와 그것의 완전 연소에 필요한 산소(공기)를 혼합하는 버너부(20)와, 산소와 혼합된 가연성 가스를 연소시키는 연소부(21)로 이루어지고, 연소부(21)는 버너부(20)의 하류측에서 그 버너부(20)에 연통하고 있다. 버너부(20)의 상류측 단부에는, 가스통로(2)가 접속되고, 가스화 노(1)에서 폐기물(A)의 건류에 의해 생긴 가연성 가스가 가스통로(2)를 통하여 버너부(20)에 도입된다.

버너부(20)의 외주부에는, 그 내부와 격리된 공실(22)이 형성되어 있다. 이 공실(22)은, 가연성 가스와 혼합하는 산소(공기)를 버너부(20)내에 공급하기 위한 것이고, 버너부(20)의 내주부에 뚫어서 설치된 복수의 노즐구멍(23)을 통하여 버너부(20)의 내부에 연통하고 있다. 그리고, 이 공실(22)에는, 상기 주 공기 공급로(8)로부터 분기된 제 3 공기 공급로(24)가 접속되고, 송풍팬(7)으로부터 주 공기 공급로(8)에 송출되는 산소(공기)가 그 제 3 공기 공급로(24)를 통하여 공급된다.

또, 그 제 3 공기 공급로(24)에는, 공실(22)로의 산소 공급량(공기 공급량)을 제어하기 위한 제어밸브(25)가 설치되고, 그 제어밸브(25)는, 가스화 노(1)측의 상기 제어밸브(13)와 마찬가지로, 상기 제어장치(15)에 의해 제어되는 밸브 구동기(26)에 의해 개도가 조정된다.

버너부(20)의 상류측 단부에는, 상기 연료공급장치(17)로부터 연료 공급로(18)를 통하여 공급되는 조연유를 연소시키는 연소장치(27)가 부착되어 있다. 그 연소장치(27)는, 점화버너 등에 의해 구성되고, 상기 제어장치(15)에 의한 작동제어에 의해서, 연소로(3)내의 난기 등 때문에 필요에 따라서 상기 조연유를 상기 가연성 가스와 함께 연소시키는 것이다. 또, 연소장치(27)는 버너부(20)에 도입된 가연성 가스에 착화하는 경우에도 사용된다. 또한, 연소장치(27)에서 연료 의 연소에 필요한 산소(공기)는, 상기 주 공기 공급로(8)로부터 분기된 제 4 공기 공급로(28)를 통하여 송풍팬(7)으로부터 공급된다.

연소부(21)의 버너부(20) 부근의 측부에는, 폐기물의 소각 잔류물(도시생략)을 연소부(21)내에 투입하기 위한 소각 잔류물 투입구로서의 잔류물 슈터(29)가 설치되어 있다. 이 잔류물 슈터(29)는, 연소로(3)의 외부에서, 연소부(21)의 노 바닥(30)을 향하여 경사지게 하방으로 향하고 있다.

또, 연소부(21)의 버너부(20)와 반대측의 하측부는, 연소부(21)의 외방으로 내뻗은 장출부(長出部)(31)로 되어 있고, 이 장출부(31)의 하면부에는, 상기 소각 잔류물을 후술과 같이 용융하여 이루어진 용융물(B)을 연소로(3)의 외부로 유출시키기 위한 용융물 유출구(32)가 개설되어 있다. 그리고, 용융물 유출구(32)의 하방(연소로(3)의 외부)에는, 용융물 유출구(32)로부터 유출된 용융물(B)을 저류하여 냉각하기 위한 용융물 받침접시(33)가 배치되어 있다.

또한, 연소부(21)의 노 바닥(30)은, 용융물(B)을 용융물 유출구(32)로 유도하기 위해서, 도시한 것과 같이 버너부(20)측보다도 용융물 유출구(32)측이 낮아지도록 경사지게 형성되어 있다. 또, 연소부(21)의 노 바닥(30)은 고온의 용융물(B)에 의한 침식을 방지하기 위해, 예를 들면 크롬을 25%이상 함유하는 크롬램에 의해 구성되어 있다.

또한, 연소부(21)의 장출부(31)의 선단부에는, 그 장출부(31)의 내부, 즉, 용융물 유출구(32)의 근방부분을 가열·보온하기 위한 연소장치(34)가 부착되어 있다. 그 연소장치(34)는, 점화버너 등에 의해 구성되고, 상기 제어장치(15)에 의한 작동제어에 의해서, 상기 연료공급장치(17)로부터 연료 공급로(18)를 통하여 공급되는 조연유를 연소시킨다. 또한, 연소장치(34)에서 연료의 연소에 필요한 산소(공기)는, 상기 주 공기 공급로(8)로부터 분기된 제 5 공기 공급로(35)를 통하여 송풍팬(7)으로부터 공급된다.

또, 연소부(21)의 하류측에는, 열교환기(36)가 설치되어 있다. 이 열교환기(36)는, 연소부(21)에 연통하고 있고, 연소부(21)에서의 가연성 가스의 완전 연소에 의해 생성되는 폐가스의 유로에 배치시킴과 동시에, 열교환기(36)의 내부에는 상부로부터 하부를 향하여, 상기 주 공기 공급로(8)가 나선상으로 배열설치되어 있다. 이 결과, 열교환기(6)에서는, 주 공기 공급로(8)에 유통되는 공기가, 상기 폐가스의 유로의 하류측에서 상류측을 향하여 흐르게 되고, 역방향으로 흐르는 상기 폐가스와 공기 사이에서 열교환을 행함으로써, 그 공기를 가열한다.

그리고, 열교환기(36)의 상단부에는, 굴뚝(37)이 열교환기(36)의 하류측에 연통하여 설치되어 있다. 굴뚝(37)은, 외부에 설치된 송풍팬(38)으로부터 공급되는 공기를 굴뚝(37)내에서 상방으로 불어내는 유인노즐(39)을 구비하고 있다. 상기 유인노즐(39)은, 송풍팬(38)으로부터 공급되는 공기를 굴뚝(37)내에서 상방으로 불어냄으로써, 열교환기(36)에서 열교환을 행한 후의 상기 폐가스를 유인하고, 굴뚝(37)으로부터 대기중으로 배출한다.

또, 본 실시형태의 장치에서는, 상기 가스화 노(1)의 상부에는, 가스화 노내의 온도(T₁)를 검지하는 온도센서(40)가 부착되어 있다. 또한, 연소로(3)에는, 연 소로(3)내의 온도(T₂)를 검지하는 온도센서(41)가 버너부(20)의 선단측을 향하여 부착되어 있다. 이들의 온도센서(40,41)의 검지신호는, 제어장치(15)에 입력된다.

다음에, 본 실시형태의 장치에 의한 폐기물의 소각처리방법의 기본작동(상기 소각 잔류물의 용융을 행하지 않는 경우)에 관하여, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.

도 1의 장치에 의해 폐기물(A)을 소각 처리할 때에는, 우선, 가스화 노(1)의 투입문(4)를 열고, 투입구(5)로부터 폐타이어 등의 폐기물(A)을 가스화 노(1)내에 투입한다. 이어서, 투입문(4)을 닫아 가스화 노(1)내를 밀봉상태로 하고, 착화장치(16)에 의해 폐기물(A)의 하층부분에 착화한다. 이와 같이 하여, 폐기물(A)의 부분적 연소가 시작되면, 온도센서(40)에 의해 검지되는 가스화 노(1) 내의 온도(T₁)가 점차 상승하여 미리 정해진 온도(T_1A)(도 2 참조)에 이르면, 착화장치(16)가 정지된다.

상기 폐기물(A)에의 착화시, 제 1 공기 공급로(12)의 제어밸브(13)는 밸브 구동기(14)에 의해, 미리 비교적 작은 소정의 개도로 밸브개방되어 있다. 이 결과, 상기 착화는, 가스화 노(1)내에 존재하고 있던 산소와, 송풍팬(7)으로부터 주 공기 공급로(8), 제 1 공기 공급로(12) 및 공실(10)을 통하여 가스화 노(1)내에 공급되는 소량의 산소를 사용하여 행하여진다.

가스화 노(1)내의 폐기물(A)의 하층부에서 부분적 연소가 시작되면, 그 연소열에 의해 그 폐기물(A)의 상층부의 건류가 시작되고, 발생한 가연성 가스가 가스 통로(2)를 통하여 연소로(3)의 버너부(20)에 도입된다. 상기 착화 후, 제 1 공기 공급로(12)의 제어밸브(13)의 개도는 단계적으로 서서히 증대되고, 폐기물(A)의 하층부에, 계속적인 연소에 필요 충분한 정도로 산소가 공급된다. 이 결과, 폐기물(A)의 하층부에서는, 폐기물(A)의 연소가 필요 이상으로 확대되지 않고 안정되며, 상층부에서는 폐기물(A)의 건류가 안정되게 행해지게 된다.

연소로(3)의 연소장치(27)는, 폐기물(A)의 착화에 앞서 작동되고 있고, 상기 가연성 가스의 버너부(20)로의 도입시에는, 노내의 온도(T₂)가 850℃이상, 예를 들면 870℃의 온도로 되어 있다. 이것에 의해, 상기 가연성 가스가 다이옥신류를 포함하고 있어도, 상기 온도 환경하에서 상기 다이옥신류가 열분해되어, 대기중으로의 배출을 방지할 수 있다.

또, 가연성 가스의 버너부(20)로의 도입시, 제 3 공기 공급로(24)의 제어밸브(25)는 밸브 구동기(26)에 의해서, 미리 소정의 개도로 밸브개방되어 있고, 가연성 가스는, 제 3 공기 공급로(24)로부터 공실(22)을 통하여 공급되는 산소와 혼합된다. 그리고, 연소장치(27)에 의해 착화되어, 가연성 가스의 연소가 개시된다.

상기 연소개시 시점에서는, 상기 가연성 가스는, 안정되게 공급되지 않는 경우도 있지만, 상기와 같이 가스화 노(1)내에서의 건류가 안정화됨에 따라서 연속적으로 발생하게 된다. 상기 가연성 가스의 발생량의 증가에 수반하여, 연소로(3)에서 가연성 가스 자체의 연소온도(t₂)는 도 2에 가상선으로 나타낸 바와 같이 점차 상승하여 간다. 그래서, 제어장치(15)는, 상기 조연유의 연소와 가연성 가스 자체 의 연소에 의해, 온도센서(41)에서 검지되는 연소로(3)내의 온도(T₂)가 850℃ 이상의 온도로 유지되도록 연소장치(27)의 화력을 조정한다. 그리고, 가연성 가스 자체의 연소온도(t₂)가 850℃이상의 온도에 이르면, 연소장치(27)가 자동적으로 정지되어, 가연성 가스의 자발적인 연소만이 행해지게 된다.

가연성 가스가 자발적으로 연소하게 되면, 연소온도(t₂)가 온도센서(41)에서 검지되는 노내의 온도(T₂)와 일치하게 된다. 그래서, 제어장치(15)는 온도센서(41)가 검지하는 노내의 온도(T₂)가 설정온도(T_2A)보다도 낮은 경우에는, 가스화 노(1)로의 산소 공급량을 증가시키고, 가스화 노(1)에서 폐기물(A)의 건류를 촉진하고, 가연성 가스의 발생량을 증가시킨다. 또, 온도(T₂)가 설정온도(T_2A)보다도 높아지면, 가스화 노(1)로의 산소 공급량을 감소시켜서 폐기물(A)의 건류를 억제하고, 가연성 가스의 발생량을 감소시킨다. 이와 같이, 가스화 노(1)로의 산소 공급량을 제어함으로써, 가스화 노(1)에서 가연성 가스의 발생량은, 온도(T₂)를 설정온도(T_2A)로 유지할 수 있도록 자동적으로 조정된다.

동시에, 제어장치(15)는, 연소로(3)내의 온도(T₂)가 설정온도(T_2A)에 도달하기까지는, 제어밸브(25)의 개도를 증가시키고, 연소로(3)로의 산소 공급량을 증가시킨다. 그리고, 온도(T₂)가 설정온도(T_2A)에 도달한 후는, 온도(T₂)가 설정온도(T_2A)보다도 낮아지면, 연소로(3)로의 산소 공급량을 감소시키고, 온도(T₂) 가 설정온도(T_2A)보다도 높아지면, 연소로(3)로의 산소 공급량을 증가시킨다. 이와 같이, 연소로(3)로의 산소 공급량을 제어함으로써, 가스화 노(1)로부터 도입되는 가연성 가스를 양호하게 완전 연소하는데 필요 충분한 양의 산소가 연소로(3)에 공급되고, 그 가연성 가스가 연소로(3)의 연소부(21)에서 양호하게 완전 연소한다.

이상과 같은 가스화 노(1) 및 연소로(3)로의 산소 공급량의 제어에 의해서, 연소로(3)내의 온도(T₂)는, 거의 설정온도(T_2A)로 유지되게 된다.

또한, 온도센서(40)에 의해 검지되는 가스화 노(1)내의 온도(T₁)는, 폐기물(A)의 착화 직후에는 폐기물(A)의 하층부의 부분적 연소에 따라서 상승하지만, 그 후, 폐기물(A)의 하층부의 연소열이 상층부의 건류를 위해 소비됨으로써, 일단 하강한다. 그리고, 연소장치(27)가 정지되고, 상기 가연성 가스의 자발적인 연소만으로 되고, 상기 건류가 정상적으로 안정되게 진행하는 단계(도 2에 건류 안정단계로서 나타낸다)로 들어가면, 온도(T₁)는 상기 건류의 진행과 함께 점차 상승한다.

폐기물(A)의 건류가 진행하고, 건류할 수 있는 부분이 부족해지게 되면, 연소로(3)내의 온도(T₂)를 설정온도(T_2A)로 유지하기위해 가스화 노(1)내로의 산소 공급량을 증가시켜도, 필요한 양의 가연성 가스를 발생할 수 없게 되어, 연소로(3)에 도입되는 가연성 가스의 양이 점차 감소한다. 이 결과, 노내의 온도(T₂)는 설정온도(T_2A)로부터 하강한다. 이윽고, 가연성 가스 자체의 연소온도(t₂)도 도 2에 가상 선으로 표시한 바와 같이 하강하고, 가연성 가스의 연소열만으로는, 노내의 온도(T₂)를 850℃ 이상의 온도로 유지할 수 없게 되면, 재차 연소장치(27)를 작동시켜서, 연소로(3)내의 온도(T₂)를 850℃ 이상으로 유지한다.

이어서, 가스화 노(1)에서 폐기물(A)의 건류할 수 있는 부분이 없어지고, 폐기물(A)이 직연상태가 되면, 노내의 온도(T₁)는 도 2에 나타낸 바와 같이 상승이 일단 급하게 되지만, 폐기물(A)의 가연부분이 없어지면 하강으로 전환되고, 폐기물(A)의 재화와 함께, 점차 저하되어 간다(도 2에 재화단계로서 나타낸다). 그리고, 가스화 노(1)의 온도(T₁)가, 다이옥신류가 생성되지 않는 정도의 소정의 온도(T_1B)(예를 들면 200℃이하의 온도)까지 저하됐다면, 연소로(3)내의 온도(T₂)를 850℃이상으로 유지할 필요가 없어지므로, 연소장치(27)가 정지된다. 이 결과, 연소로(3)내의 온도(T₂)도 점차 저하되고, 폐기물(A)의 소각처리가 종료된다.

상기 소각처리 종료후, 가스화 노(1)내에는, 폐기물(A)의 재화물 등이 상기 소각 잔류물로서 잔류하고 있다. 그래서, 본 실시형태의 장치에서는, 상기 소각 잔류물을 도시하지 않은 재출구에서 꺼내어, 다음 회의 운전시에 연소로(3)에 투입하여 용융한다.

그래서, 다음에, 본 실시형태의 장치에 의해 폐기물의 소각처리와 동시에 상기 소각 잔류물의 용융을 행하는 경우의 작동에 관하여 설명한다.

상기 소각 잔류물의 용융을 행하는 경우에는, 우선, 상기 기본작동의 경우와 동일하게 하여, 가스화 노(1)의 투입문(4)을 열고, 투입구(5)로부터 폐타이어 등의 폐기물(A)을 가스화 노(1)내에 투입한다. 그리고, 착화장치(16)를 작동시켜서 폐기물(A)의 하층부분에 착화함으로써, 폐기물(A)의 부분적 연소를 개시한다. 그 폐기물(A)은, 예를 들면 폐타이어 등으로 좋지만, 건류에 의해 고열량의 가연성 가스를 발생할 수 있도록 폐플라스틱 등의 폐기물을 혼입해 두도록 하여도 좋다.

다음에, 가스화 노(1)에서 폐기물(A)의 건류에 의해 발생한 가연성 가스가 연소로(3)에 도입되고, 상기 기본작동의 경우와 동일하게 하여, 그 가연성 가스의 연소가 개시된다. 이 경우, 가스화 노(1)에서 폐기물(A)의 건류 종료후의 소각 잔류물(이것은 기본적으로는 재이지만, 완전 재화되지 않은 것이 포함되는 경우도 있다)을 용융 가능하게 하기 위해, 연소로(3)내의 온도(T₂)의 설정온도는, 통상의 설정온도(T_2A)보다도 고온으로 설정된다. 상기 소각 잔류물을 용융 가능하게 하기 위한 설정온도(이하, 「용융설정온도」로 약기한다)는, 구체적으로는 14O0℃이상의 온도, 예를 들면 1450℃로 설정된다(도 3 참조).

그런데, 상기 소각 잔류물을 연소로(3)내에서 용융하기 위해서는, 그 소각 잔류물의 연소로(3)로의 투입은, 상술과 같이 연소로(3)내의 온도(T₂)가 소각 잔류물의 용융 가능한 온도인 상기 용융 설정온도(예를 들면 1450℃)로 유지된 상태에서 행할 필요가 있다. 그리고, 가능한 많은　소각 잔류물을 연소로(3)내에서 용융시키기 위해서는, 연소로(3)내의 온도(T₂)가 상기 용융 설정온도로 유지되는 시간 이 가능한 긴 것이 바람직하다. 환언하면, 연소로(3)내의 온도(T₂)를 상기 용융 설정온도로 유지할 수 있는 양의 가연성 가스를 가능한 긴 시간에 걸쳐서 계속적으로 발생시키는 것이 바람직하다.

이 때문에, 본 실시형태에서는, 상기 가스화 노(1)의 공냉용의 에어재킷(6)이나 가스화 노(1)의 내부, 연소로(3)의 버너부(20)에 공급하는 공기를, 연소로(3)에서의 가연성 가스의 연소에 의해 생성되는 폐가스의 열을 이용하여 가열하고 있다.

즉, 송풍팬(7)으로부터 주 공기 공급로(8)에 송출되는 공기(이것은 본 실시형태에서는 상온공기이다)는, 연소로(3)의 폐가스가 공급되는 상기 열교환기(36)를 유통하기 때문에, 연소로(3)의 연소 중에는, 상기 공기(산소를 포함)가 열교환기(36)를 유통하는 과정에서, 폐가스와의 열교환에 의해서 예를 들면 300℃정도의 온도로 따뜻해진다.

그리고, 이와 같이 따뜻해진 공기가 상기 주 공기 공급로(8)로부터, 가스화 노(1)의 에어재킷(6), 가스화 노(1)의 내부, 연소로(3)의 버너부(20)에 공급된다.

이 때문에, 가스화 노(1)에서, 상기 건류시의 폐기물(A)의 부분적 연소에 의해 발생하는 열량 중, 에어재킷(6)에 공급되는 공기나, 폐기물(A)의 부분적 연소를 위해 가스화 노(1)내에 공급되는 공기(산소)에 흡수되는 열량이 적어도 된다. 이 결과, 가스화 노(1)에서 폐기물(A)의 부분적 연소에 의한 열량의 대부분이 그 폐기물(A)의 다른 부분의 건류에 사용되게 되어, 폐기물(A)의 연소부분을 적게 하면서, 다른 많은 부분을 충분히 건류할 수 있게 된다. 따라서, 연소로(3)내의 온도(T₂)를 상기 용융 설정온도로 유지할 수 있는 양의 가연성 가스를 비교적 긴 시간에 걸쳐서 계속적으로 발생시킬 수 있다.

또한, 가스화 노(1)내의 온도(T₁)는, 폐기물(A)의 건류 중, 에어재킷(6)에 공급되는 공기보다도 높은 온도로 상승하므로, 그 공기에 의해서, 가스화 노(1)의 노체의 과열을 충분히 방지할 수 있다.

또, 연소로(3)에서도, 상기와 같이 따뜻해진 공기(산소)가 버너부(20)에 공급되어 가연성 가스와 혼합되므로, 그 가연성 가스의 연소에 의해 생기는 열량 중, 버너부(20)에 공급되는 공기에 의해서 흡수되는 열량이 적어도 된다. 그 결과, 연소로(3)내의 온도(T₂)를 상기 용융 설정온도로 유지하기 위해 필요한 가연성 가스의 양이 적어도 된다.

이 결과, 연소로(3)에서 가연성 가스 자체의 연소온도(t₂)는 도 3에 가상선으로 표시한 바와 같이, 상기 용융 설정온도를 향하여 점차 상승해 가고, 상기 용융 설정온도에 이르면, 상기 기본작동에서 연소로(3)내의 온도(T₂)를 설정온도(T_2A)로 유지하는 경우와 동일하게 하여, 연소로(3)내의 온도(T₂)가 그 용융 설정온도로 유지된다.

이와 같은 점에서, 본 실시형태의 장치에서는, 가스화 노(1)의 용량이나 이것에 수용하는 폐기물(A)의 양을 특별히 많게 하거나 하는 일이 없고, 연소로(3)내 의 온도(T₂)를 1400℃이상, 예를 들면 1450℃와 같은 고온의 용융 설정온도로 유지할 수 있는 시간을 비교적 긴 것으로 할 수 있다. 그리고, 상기 용융 설정온도로 유지할 수 있는 시간내에서, 충분한 양의 소각 잔류물을 연소로(3)내에서 용융시킬 수 있게 된다.

한편, 연소로(3)내의 온도(T₂)가, 상기 용융 설정온도로 유지되게 되기 전에 그 용융 설정온도를 향하여 상승해 가는 과정에 있어서, 연소로(3)내의 온도(T₂)가 상기 용융 설정온도보다도 낮은 소정온도(T_2B)(도 3 참조), 본 실시형태에서는 예를 들면 1000℃에 이르면, 제어장치(15)는 연소로(3)의 상기 장출부(31)에 부착한 연소장치(34)를 작동시킨다. 이것에 의해, 상기 용융물 유출구(32)의 근방인　장출부(31)내의 가열을 개시한다. 이와 같이, 연소로(3)내의 온도(T₂)가 상기 용융 설정온도에 이르기 전의 소정온도(T_2B)로 연소장치(34)의 작동을 개시함으로써, 상기 온도센서(41)가 검지하는 연소로(3)내의 온도(T₂)가 용융 설정온도까지 상승했을 때에, 장출부(31)내의 온도도 용융 설정온도와 거의 동일한 온도까지 상승한다.

그리고, 연소장치(34)는, 상술한 바와 같이 일단 작동이 개시된 후는, 연소로(3)내의 온도(T₂)가 용융 설정온도보다도 높아지면 정지되고, 연소로(3)내의 온도(T₂)가 용융 설정온도보다도 저하하면 재차 작동된다. 이것에 의해, 장출부(31)내의 온도가 용융 설정온도 부근의 온도로 유지된다.

다음에, 상기와 같이 연소로(3)내의 온도(T₂)가 상기 용융 설정온도까지 상승하고, 그 용융 설정온도로 유지되게 되면(도 3의 시각 S), 연소로(3)의 외부에 설치된 도시하지 않은 컨베이어 등의 소각 잔류물 투입장치가 제어장치(15)의 제어에 의해서 기동되고, 상기 잔류물 슈터(29)로부터 연소로(3)의 연소부(21)내에 상기 소각 잔류물(도시생략)이 투입된다.

여기서, 상기 소각 잔류물에는, 그 융점을 내리기위한 융제가 미리 혼입되어 있다. 상기 융제로서는, 규산, 규산 화합물, 규산 화합물을 주성분으로 하는 물질, 붕산, 붕산 화합물, 붕산 화합물을 주성분으로 하는 물질, 알칼리금속 화합물, 알칼리 토류금속 화합물의 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 이용할 수 있다.

상기 규산 화합물 또는 이것을 주성분으로 하는 물질로서는, 규사, 산사(山砂), 천사(川砂), 규석, 규조토, 규산 소다, 규산 마그네슘, 유리 찌꺼기, 점토 등을 들 수 있다.

상기 붕산은, 오르토 붕산, 메타붕산, 4붕산, 산화붕소의 어느 것이라도 좋다. 또한, 상기 붕산 화합물 또는 이것을 주성분으로 하는 물질로서는, 오르토 붕산염, 메타붕산염, 4붕산염, 2붕산염, 5붕산염, 6붕산염, 8붕산염, 붕사, 붕산칼슘 등을 들 수 있다.

상기 알칼리금속 화합물로서는, 소다회, 식염, 가성소다 등을 들 수 있고, 상기 알칼리 토류금속 화합물로서는, 생석회, 소석회, 석회암 등을 들 수 있다.

또한, 상기 잔류물 슈터(29)는, 소각 잔류물의 투입시 이외일 때에는, 도시 하지 않은 개폐뚜껑에 의해 닫혀져 있다. 또, 소각 잔류물의 투입을 개시하는 시각(S)은, 예를 들면 연소로(3)내의 온도(T₂)가 용융 설정온도에 도달하고나서 소정시간을 경과했을 때이다.

잔류물 슈터(29)로부터 연소로(3)의 연소부(21)내로의 소각 잔류물의 투입은, 소량씩 서서히 행하여진다. 그리고, 이 때, 연소로(3)내의 온도(T₂)는, 소각 잔류물이 용융하는 상기 용융 설정온도(예를 들면 1450℃)로 거의 유지되고 있다. 또한, 그 소각 잔류물에는, 융제로서의 규사나 석회암이 미리 혼입되어 융점이 저하되어 있다. 이 때문에, 투입된 소각 잔류물은, 그 투입때마다, 연소로(3)의 연소부(21)내에서 신속하게 용융되어 용융물(B)이 된다. 또, 그 용융시에, 소각 잔류물에 다이옥신류가 포함되어 있던 경우에는, 그 다이옥신류가 열분해된다.

상기와 같이 소각 잔류물을 용융하여 이루어진 용융물(B)은, 연소부(21)의 노 바닥(30)위를 장출부(31)내의 용융물 유출구(32)를 향하여 흐르고, 그 용융물 유출구(32)로부터 연소로(3)외로 유출하여 낙하하여, 상기 용융물 받침접시(33)내에 수용된다. 이 때, 상기와 같이 장출부(31)내는, 상기 용융 설정온도 부근의 온도로 유지되고 있기때문에, 용융물(B)이 용융물 유출구(32)로부터 유출될 때에 외기에 의해서 냉각되어 고화되어 버리는 일이 없다. 따라서, 연소로(3)내에서 용융된 소각 잔류물(용융물(B))은, 그 전체가 원활히 용융물 유출구(32)로부터 용융물 받침접시(33)내로 유출된다.

그리고, 용융물 받침접시(33)내에 수용된 용융물(B)은, 자연공냉 등에 의해 서서히 냉각되어 고화되서, 고형물이 된다. 이 때, 용융물(B)의 냉각을 천천히 행함으로써, 상기 고형물은 강도나 강성이 우수한 것이 얻어지고, 건축이나 토목용의 골재 등의 양질의 재료로서 사용할 수 있다. 또, 용융물(B)에는, 용융에 의해서 유리질이 되는 규사가 포함되어 있으므로, 소각 잔류물에 포함된 중금속 등이 상기 고형물내에 양호하게 감싸져서, 그 누출을 방지할 수 있다.

또한, 상기 용융물 유출구(32)는, 상기 소각 잔류물의 투입전은, 도시하지않은 개폐뚜껑에 의해 닫혀져 있다. 또, 연소로(3)로의 소각 잔류물의 투입량이나 그 투입을 행하는 시간은, 연소로(3)내의 온도(T₂)가 상기 용융 설정온도로 연속적으로 유지되는 기간내에서, 소각 잔류물의 용융과 그 용융물(B)의 용융물 유출구(32)로부터의 유출이 완료되도록 미리 조정되어 있다.

그리고, 가스화 노(1)에 수용된 폐기물(A)의 건류할 수 있는 부분이 없어져, 폐기물(A)이 직연상태가 되고, 또한 폐기물(A)의 가연부분이 없어져 재화단계로 들어가면, 가스화 노(1)내의 온도(T₁), 연소로(3)내의 온도(T₂)가 점차 저하되고, 상기 기본작동의 경우와 동일하게 하여 폐기물(A)의 소각처리가 종료된다. 상기 소각처리 종료후, 폐기물(A)의 상기 소각 잔류물은 가스화 노(1)의 도시하지 않은 재출구로부터 꺼내지고, 재차 다음 회의 운전시에 연소로(3)에 투입되어 용융된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 충분한 양의 소각 잔류물을

연소로(3)내에서 용융시킬 수 있으므로, 전용의 용융로 등을 필요로 하지않고, 기존의 가스화 노(1)나 연소로(3)를 유용한 소형이고 간이한 설비구성으로, 폐기물(A)의 소각처리와, 그 소각처리 후의 소각 잔류물의 처리(용융·고화)를 효율좋게 행할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 상기 소각 잔류물로서 가스화 노(1)에서 폐기물(A)의 건류 종료후의 소각 잔류물을 이용하고 있는데, 상기 소각 잔류물은 이것에 한정되지않고, 도시 쓰레기, 하수오니, 산업 폐기물 등의 각종 폐기물의 소각 잔류물을 이용할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 열교환기(36)에 연통시켜서 굴뚝(37)을 설치하고, 열교환기(36)에서 공기의 가열에 사용된 폐가스가 바로 굴뚝(37)으로부터 대기중으로 배출되도록 하고 있는데, 열교환기(36)의 하류측에 덕트를 설치하고, 그 덕트를 통하여 폐가스를 굴뚝(37)으로 유도하도록 하여도 좋다. 이 경우, 덕트의 도중에, 사이클론, 냉각탑, 버그필터 등을 끼워 장착함으로써, 상기 폐가스에 포함된 진애, 비산재 등을 포집하여 제거할 수 있다. 또, 이와 같이 할 때에는, 상기 송풍팬(38), 유인노즐(39)은, 굴뚝(37)의 바로 앞의 상기 덕트내에 설치할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 연소로(3)에서 가연성 가스의 연소가 개시된 후에, 열교환기(36)에서 가열된 공기를 에어재킷(6), 가스화 노(1), 연소로(3)에 공급하도록 하고 있는데, 가스화 노(1)에서 폐기물(A)의 착화전에, 에어재킷(6) 및 가스화 노(1)에 가열된 공기를 공급하도록 하여도 좋다. 이 경우, 연소로(3)에서는, 폐기물(A)의 착화에 앞서 연소장치(27)가 작동되어, 조연유의 연소에 의해 연소로(3)내의 온도(T₂)가 850℃이상이 되도록 되어 있으므로, 이 열에 의해 주 공기 공급로(8)를 통하여 열교환기(36)내에 유통되는 공기가 가열된다. 이와 같이 함으로써, 가스화 노(1)에서 건류가 안정되게 행해지기까지의 시간을 단축할 수 있음과 동시에, 더 많은 가연성 가스를 생성시키는 것이 가능하게 된다.

다음에, 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타낸다.

(실시예)

본 실시예에서는, 도 1의 장치를 이용하여, 가스화 노(1)내에서 폐기물(A)의 착화 후에, 에어재킷(6), 가스화 노(1), 연소로(3)에 열교환기(36)에서 가열된 공기를 공급함으로써, 폐기물(A)의 소각처리와 동시에 소각 잔류물의 용융을 행하였다. 상기 소각 잔류물은, 미리, 도 1의 장치에 의한 폐기물(A)의 소각처리에 의해 얻어진 것이다.

본 실시예에서는, 상기 용융 설정온도를 1450℃로 설정함과 동시에, 상기 가열된 공기의 온도가 약 300℃가 되도록 하여, 상기 폐기물(A)의 소각처리와, 상기 소각 잔류물의 용융을 행하였다.

이 결과, 본 실시예에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 건류 안정단계로 들어가면 연소로(3)내의 온도(T₂)가 용이하게 상기 용융 설정온도에 도달하여, 장시간에

걸쳐서 연속적으로 거의 상기 용융 설정온도로 유지할 수 있고, 충분한 양의 상기 소각 잔류물을 용융시킬 수 있었다.

(비교예)

본 비교예에서는, 도 1에 도시된 장치에서, 주 공기 공급로(8)를 열교환기(36)의 입구측에서 출구측으로 열교환기(36)의 외부를 우회시키고, 열교환기(36)내를 통과하지 않도록 한 것이외는, 상기 실시예와 완전히 동일하게 하여, 폐기물(A)의 소각처리와 동시에 소각 잔류물의 용융을 행하였다. 이 경우, 에어재킷(6), 가스화 노(1), 연소로(3)에는, 송풍팬(7)으로부터 공급되는 상온의 공기가 그대로 도입되게 되고, 가열된 공기는 공급되지않는다.

이 결과, 본 비교예에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 건류 안정단계로 들어가도 연소로(3)내의 온도(T₂)가 용이하게 상기 용융 설정온도에 도달하지 않고, 극히 단시간 상기 용융 설정온도로 유지할 수 있었던 것에 지나지 않았다. 따라서, 상기 소각 잔류물은, 거의 용융시킬 수가 없었다.

상술의 실시예 및 비교예로부터, 열교환기(36)에서 가열된 공기를 에어재킷(6), 가스화 노(1), 연소로(3)에 공급하고, 폐기물(A)의 소각 처리를 행함으로써, 연소로(3)내의 온도(T₂)를 용이하게 상기 소각 잔류물을 용융시킬 수 있는 1450℃의 고온으로 할 수 있고, 게다가 상기 온도에 장시간에 걸쳐서 연속적으로 유지할 수 있는 것이 명백하다.

또한, 상기 실시예에서는, 가스화 노(1)내에서 폐기물(A)의 착화 후에, 상기 가열된 공기를 에어재킷(6), 가스화 노(1), 연소로(3)에 공급하도록 하고 있는데, 폐기물(A)의 착화 전에 에어재킷(6) 및 가스화 노(1)에 상기 가열된 공기를 공급했 더니, 연소로(3)내의 온도(T₂)가 상기 용융 설정온도에 도달하기까지의 시간이 상기 실시예보다도 단축되었다. 또, 상기 실시예와 비교하여, 더욱 장시간에 걸쳐서 상기 용융 설정온도로 유지할 수 있었다.

본 발명은, 폐타이어 등의 폐기물을 소각 처리함과 동시에, 도시 쓰레기, 하수오니, 산업 폐기물 등의 폐기물의 소각 잔류물을 용융하고, 용융된 소각 잔류물을 냉각, 고화하기 위해 이용할 수 있다.

Claims (10)

1. 내부가 실질적으로 외부와 차단되는 가스화 노에 수용한 폐기물의 일부를 연소시키면서, 그 연소열에 의해 그 폐기물의 다른 부분을 건류하는 공정과, 그 건류에 의해 발생하는 가연성 가스를 상기 가스화 노의 외부에 설치된 연소로에 도입하여 연소시키는 공정을 구비하고, 상기 연소로에 도입되는 가연성 가스의 양에 따라서 그 연소에 필요한 산소를 그 연소로에 공급하고 그 가연성 가스를 연소시킴과 동시에, 상기 연소로내의 온도가 미리 설정한 소정온도로 유지되도록, 그 연소로내의 온도변화에 따라서 상기 가스화 노에 공급하는 연소용 산소량을 제어하고, 상기 건류에 의해 발생하는 가연성 가스의 양을 조정하는 폐기물의 소각처리방법에 있어서,

   상기 가스화 노는 공냉식의 가스화 노이고 상기 연소로의 폐가스와 열교환함으로써 가열된 연소용 산소를 그 가스화 노의 공냉을 위해 공급하는 공정과,

   상기 가스화 노에 공냉을 위해 공급된 연소용 산소는, 그 가스화 노의 공냉 후 상기 연소로의 폐가스와 열교환하고, 상기 가스화 노 및 상기 연소로 중 어느 하나에 가열된 연소용 산소를 공급하거나 상기 가스화 노 및 상기 연소로 모두에 상기 가열된 연소용 산소를 공급하는 공정과,

   상기 소정온도를 폐기물을 소각하여 얻어지는 소각 잔류물이 용융 가능한 온도로 설정함과 동시에, 상기 연소로에서 상기 가연성 가스의 연소중에 상기 소각 잔류물을 상기 연소로에 설치한 소각 잔류물 투입구로부터 그 연소로내에 투입하고, 그 소각 잔류물을 상기 가연성 가스의 연소열에 의해 용융시키는 공정과 그 소각 잔류물의 용융물을 상기 연소로에 설치한 용융물 배출구로부터 연소로의 외부로 유출시켜서 냉각함으로써 고형화하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 소각 잔류물을 상기 연소로내에 투입하기 전에, 그 소각 잔류물에 융제를 첨가하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각 처리방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 연소로에서 상기 가연성 가스의 연소개시 후, 상기 용융물 배출구의 근방에서 그 연소로에 설치한 가열수단에 의해, 그 용융물 배출구의 근방의 온도를 상기 소정온도로 유지하도록 가열하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 연소로로의 상기 소각 잔류물의 투입은, 상기 가스화 노에서 상기 폐기물의 건류의 개시 후, 상기 연소로내의 온도가 상기 소정온도의 근방온도로 상승하고 나서 서서히 행하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 열교환은, 상기 연소로의 폐가스의 유로에, 내부에 공기도관을 구비하는 열교환기를 설치하고, 그 공기도관에, 그 폐가스의 하류측에서 상류측을 향하여 공기를 유통시킴으로써 행하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
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