KR101475785B1 - The carbon capture and storage apparatus from waste using plasma pyrolysis device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐기물의 플라즈마 열분해 가스화장치가 연계되어 스팀과 이산화 탄소를 회수 공급하는 에너지 절약형의 친환경 폐기물 처리 및 자원화 장치로서, 플라즈마 폐기물 처리장치와 이산화 탄소 회수장치를 연계하여 폐기물의 처리와 더불어 스팀과 이산화 탄소를 동시에 생산하는 에너지 절약형의 폐기물 처리 및 자원화 장치를 구성하여, 용융상태에서 작동하는 플라즈마 토치 열분해 용융로에서 투입된 폐기물을 고온 플라즈마로 열분해시켜 유기물은 합성가스로 무기물은 용융 재활용률이 높은 슬래그로 변화시켜 폐기물의 가스화 처리와 동시와 재활용 가능하게 하고, 가스화 장치에서 처리된 합성가스를 집진, 탈황, 냉각의 가스 정제 과정을 거치게 하여 청정연료 형태로 정화시킨 다음, 정화된 합성가스를 가지고 고순도로 정제된 순도 99.8%의 이산화 탄소를 포집하여 지구온난화의 주범으로 꼽히고 있는 이산화탄소 배출을 막게 하면서 에너지도 회수하는 에너지 절약형의 폐기물 처리 및 자원화 장치이다.The present invention relates to an energy saving type eco-friendly waste treatment and recycling apparatus for recovering and supplying steam and carbon dioxide in combination with a plasma pyrolysis gasification apparatus for waste, The waste material from the plasma torch pyrolysis melting furnace, which operates in the molten state, is pyrolyzed by high-temperature plasma to form an energy-saving waste treatment and recycling device that simultaneously produces carbon dioxide. The organic material is converted into syngas and the inorganic material is converted into slag with a high melting- The syngas processed by the gasification apparatus is subjected to a gas purification process such as dust collection, desulfurization, and cooling to purify it in the form of a clean fuel. Then, the purified synthesis gas is purified to a high purity Purity 99. It is an energy-saving waste treatment and recycling system that collects 8% of carbon dioxide and collects energy while preventing the emission of carbon dioxide, which is considered to be the main cause of global warming.

Description

폐기물의 플라즈마 열분해 가스화장치가 연계되어 스팀과 이산화 탄소를 회수 공급하는 에너지 절약형의 친환경 폐기물 자원화 장치{The carbon capture and storage apparatus from waste using plasma pyrolysis device}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an energy-saving, environmentally friendly waste recycling apparatus for recovering steam and carbon dioxide in combination with a plasma pyrolysis gasification apparatus for waste,

본 발명은 폐기물의 플라즈마 열분해 가스화장치가 연계되어 스팀과 이산화 탄소를 회수 공급하는 에너지 절약형의 친환경 폐기물 처리 및 자원화 장치에 관한 것으로서,The present invention relates to an energy saving type eco-friendly waste treatment and recycling apparatus for recovering and supplying steam and carbon dioxide in connection with a plasma pyrolysis gasification apparatus for waste,

더욱 자세히는 플라즈마 폐기물 처리장치와 이산화 탄소 회수장치를 연계하여 폐기물의 친환경 처리와 더불어 스팀과 이산화 탄소를 동시에 생산하는 에너지 절약형의 폐기물 처리 및 자원화 장치를 구성함으로써,More specifically, an energy-saving waste treatment and recycling apparatus that simultaneously produces steam and carbon dioxide in combination with the environmentally friendly treatment of waste by linking the plasma waste treatment apparatus and the carbon dioxide recovery apparatus,

소각이 아니고 용융상태에서 작동하는 플라즈마 토치 열분해 용융로를 이용하는 폐기물 처리 공정으로 투입된 폐기물을 고온 플라즈마로 열분해시켜 가연성이 유기물은 양질의 합성가스로 소각 부산물로서 무기물은 용융 재활용률이 높은 슬래그로 변화시켜 폐기물의 가스화 처리와 동시와 산업재로서 재활용 가능하게 하고,Plasma torch, which is operated in molten state rather than incineration, is pyrolytically decomposed by a high-temperature plasma into a waste treatment process using a pyrolysis furnace, and the organic matter is burned as a syngas of high quality. As an byproduct, the inorganic material is converted into slag having a high melting recycling rate, It can be recycled as an industrial material simultaneously with the gasification treatment,

폐기물의 가스화 장치에서 처리된 합성가스를 합성가스 정제 장치에서 집진, 탈황, 냉각의 가스 정제 과정을 거치게 하여 이산화 탄소 회수공정에서 필요로 하는 조건의 합성가스를 정제처리하는 이산화 탄소 회수 장치에 공급하거나 대기환경보존법의 기준에 충족되는 가스를 대기에 방출하는 동시에 폐열을 회수하고 스팀을 공급하여 난방이나 발전 등에 다목적으로 활용하게 하고, The synthesis gas treated in the waste gasification apparatus is subjected to a gas purification process such as dust collection, desulfurization, and cooling in a synthesis gas purification apparatus to supply the syngas under the conditions required for the carbon dioxide recovery process to the carbon dioxide recovery apparatus It releases the gas that meets the standards of the Atmospheric Environment Conservation Act to the atmosphere, collects the waste heat and supplies steam to multipurpose it for heating and power generation,

합성가스 정제 장치에서 청정연료 형태로 정화된 합성가스를 가지고 이산화 탄소 정제 및 액화장치(CO2 PURIFICATION SYSTEM)(200)에서 합성가스 액화공정, 이산화 탄소 추출공정, PSA흡착공정(정제공정), 압축공정, 냉각공정 등을 순차로 수행하고 고순도로 정제된 순도 99.8%의 이산화 탄소를 93% 이상 포집하여 생산하여 지구온난화의 주범으로 꼽히고 있는 이산화탄소 배출을 막게 하면서 에너지도 회수하는 에너지 절약형의 폐기물 처리 및 자원화 장치에 관한 것이다. The syngas liquefaction process, the carbon dioxide extraction process, the PSA adsorption process (refining process), the compression process (purification process), and the like are carried out in the carbon dioxide purification and liquefaction apparatus (CO 2 purification system) Process and cooling processes, and collecting more than 93% of carbon dioxide with 99.8% purity refined at high purity to produce carbon dioxide, which is considered as the main cause of global warming, while recovering energy. And a recycling apparatus.

가정, 사무소, 사업장 등에서 매일 엄청나게 발생되는 폐기물을 처리함에 있어서 종래의 공기에 의한 연소처리 방법은 불완전 연소 또는 불충분한 처리로 인하여 이산화 탄소(CO2), 일산화탄소(CO),황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 분진 등이 발생하여 대기를 오염시키거나 부생되는 재(灰 ;Ash)를 매립함에 따른 2차적 환경공해를 유발하게 되는 기술적 문제점을 내포하고 있는데,Conventional air-borne combustion methods for treating waste generated in everyday households, offices, workplaces, etc., are often accompanied by incomplete combustion or inadequate treatment, resulting in carbon dioxide (CO 2 ), carbon monoxide (CO), sulfur oxides Nitrogen oxides (NOx), dust, and the like are generated to pollute the atmosphere, or secondary ash resulting from reclamation of ash.

이러한 공기에 의한 연소방법은 지구 온난화의 주범으로 지목받고 있고 있는이산화탄소를 다량 배출함으로써 국가마다 배출 총량을 정해놓는 등 국제협약에 의한 환경기준치가 매년 강화되고 있어 폐기물 완전자원화 및 제로화가 국가적 이슈로 부각되고 있다.
Such an air-based combustion method emits a large amount of carbon dioxide, which is considered to be the main cause of global warming, and the total amount of emission is set for each country, and the environmental standard value by international convention is strengthened each year. .

따라서 친환경적인 폐기물의 처리뿐만 아니라, 처리에서 나오는 열원을 이용하기 위한 다양한 방법을 개발하고 있는데,Therefore, in addition to the treatment of environmentally friendly wastes, various methods are being developed to utilize the heat source from the treatment.

산소를 사용하는 유기물의 부분산화법(Partial Oxidation), 전력을 사용하는 고온 플라즈마법 등 종래의 폐기물 처리 방법은 최종 생산 제품의 순도가 부족하거나 소각시 발생하는 소각 잔재나 유용한 물질 미회수로 에너지 효율이 떨어지고 소각 잔재를 매립하기 위한 별도 매립지를 확보하여야 하므로 폐기물의 자원화 및 제로화를 구현하는 등 문제점이 있었다.
Conventional waste treatment methods such as partial oxidation of organic materials using oxygen, high-temperature plasma using electric power and the like are not efficient because of the lack of purity of the final product or incineration residues or incomplete recovery of useful materials It is necessary to secure a separate landfill for landfilling the incineration residues.

따라서 본 발명자는 폐기물의 매립과 소각으로 인한 오염, 소각재 매립에 의한 2차 오염 등을 최소화함과 동시에 에너지원으로 효율적으로 전환시켜 온실가스 자원화로 폐기물처리 과정에서 발생되는 여러 환경오염물질의 배출을 획기적으로 저감하는 동시에 에너지 대체자원으로 적극 활용할 수 있는 장치를 개발하기 위하여 노력한 결과 본 발명은 완성한 것이다.
Accordingly, the present inventors have found that by minimizing pollution due to landfill and incineration of wastes, secondary pollution due to landfill of incineration ash, and efficient conversion to an energy source, it is possible to reduce the emission of various environmental pollutants generated during the waste treatment process The present invention has been accomplished as a result of efforts to develop a device capable of dramatically reducing and at the same time actively utilizing energy as an alternative resource.

전술한 바와 같이 종래의 폐기물 소각 처리 방법은 제반 문제점을 가지고 있는바,As described above, the conventional waste incineration method has various problems,

페기물을 친환경적인 방법으로 처리하여 유기물 가스화 및 용융 슬래그 재호라용으로 폐기물의 매립과 소각으로 인한 오염, 소각재 매립에 의한 2차 오염 등을 최소화하고,By treating waste materials in an environmentally friendly manner, it is possible to minimize contamination due to burial and incineration of waste and landfill by incineration as well as organic gasification and recycling of molten slag,

가스화된 합성가스를 자원화하기 위하여 효율적으로 정제 및 열회수 냉각 처리하는 과정에서 폐열을 회수하여 스팀을 생산하여 에너지를 효율적으로 재활용하고,In order to efficiently recycle gasified syngas, it is necessary to efficiently recover the waste heat by recovering the waste heat in the course of purification and heat recovery cooling process,

정제된 원료를 이용하여 이산화 탄소를 포집 회수하여 청정한 에너지원으로 효율적으로 전환시켜 온실가스 자원화로 폐기물처리 과정에서 발생되는 여러 환경오염물질의 배출을 획기적으로 저감하는 동시에 에너지 대체자원으로 적극 활용할 수 있게 장치를 구성하여야 하는 기술적 과제가 있다.
By using the purified raw materials to collect and recover carbon dioxide, it can be efficiently converted to a clean energy source. By reducing greenhouse gas resources, it is possible to dramatically reduce the emission of various environmental pollutants generated during the waste treatment process, There is a technical problem that a device should be constituted.

본 발명은 전술한 바와 같이 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로,The present invention has been made to solve the conventional problems as described above,

폐기물 처리 장치로서 폐기물 용융 가스화 및 정제장치와 이산화 탄소 회수장치로서 이산화 탄소 정제 및 액화장치를 연계하여 폐기물의 친환경 처리와 더불어 스팀과 이산화 탄소를 동시에 생산하는 에너지 절약형의 폐기물 처리 및 자원화 장치를 구성함으로써,As a waste disposal apparatus, an energy-saving waste treatment and recycling apparatus that simultaneously produces an eco-friendly treatment of waste and carbon dioxide in connection with a carbon dioxide refining and liquefaction apparatus as a waste gasification and refining apparatus and a carbon dioxide recovering apparatus ,

소각이 아니고 용융상태에서 작동하는 플라즈마 토치 열분해 용융로를 이용하는 폐기물 처리 공정으로 투입된 폐기물을 고온 플라즈마로 열분해시켜 가연성이 유기물은 양질의 합성가스로 소각 부산물로서 무기물은 용융 재활용률이 높은 슬래그로 변화시켜 폐기물의 가스화 처리와 동시와 산업재로서 재활용 가능하게 하고,Plasma torch, which is operated in molten state rather than incineration, is pyrolytically decomposed by a high-temperature plasma into a waste treatment process using a pyrolysis furnace, and the organic matter is burned as a syngas of high quality. As an byproduct, the inorganic material is converted into slag having a high melting recycling rate, It can be recycled as an industrial material simultaneously with the gasification treatment,

폐기물의 가스화 장치에서 처리된 합성가스를 합성가스 정제 장치에서 집진, 탈황, 냉각의 가스 정제 과정을 거치게 하여 이산화 탄소 회수공정에서 필요로 하는 조건의 합성가스를 정제처리하는 이산화 탄소 회수 장치에 공급하거나 대기환경보존법의 기준에 충족되는 가스를 대기에 방출하는 동시에 폐열을 회수하고 스팀을 공급하여 난방이나 발전 등에 다목적으로 활용하게 하고, The synthesis gas treated in the waste gasification apparatus is subjected to a gas purification process such as dust collection, desulfurization, and cooling in a synthesis gas purification apparatus to supply the syngas under the conditions required for the carbon dioxide recovery process to the carbon dioxide recovery apparatus It releases the gas that meets the standards of the Atmospheric Environment Conservation Act to the atmosphere, collects the waste heat and supplies steam to multipurpose it for heating and power generation,

합성가스 정제 장치에서 청정연료 형태로 정화된 합성가스를 가지고 이산화 탄소 정제 및 액화장치(CO2 PURIFICATION SYSTEM)(200)에서 합성가스 액화공정, 이산화 탄소 추출공정, PSA흡착공정(정제공정), 압축공정, 냉각공정 등을 순차로 수행하고 고순도로 정제된 순도 99.8%의 이산화 탄소를 93% 이상 포집하여 생산하여 지구온난화의 주범으로 꼽히고 있는 이산화탄소 배출을 막게 하면서 에너지도 회수하는 에너지 절약형의 폐기물 처리 및 자원화 장치를 제공하는데 목적이 있다.
The syngas liquefaction process, the carbon dioxide extraction process, the PSA adsorption process (refining process), the compression process (purification process), and the like are carried out in the carbon dioxide purification and liquefaction apparatus (CO 2 purification system) Process and cooling processes, and collecting more than 93% of carbon dioxide with 99.8% purity refined at high purity to produce carbon dioxide, which is considered as the main cause of global warming, while recovering energy. It is an object to provide a recycling apparatus.

이와 같이 된 본 발명은,According to the present invention as described above,

폐기물을 고온 플라즈마로 열분해시켜 가연성이 유기물은 양질의 합성가스로 가스화시키고 소각 부산물로서 무기물은 강화벽돌이나 포장재 등 산업용 재료 등 용융 재활용률이 높은 슬래그로 변화시켜 폐기물의 가스화 처리와 동시와 산업재로서 재활용 가능하게 하고, Waste is pyrolyzed by high-temperature plasma and combustible. Organic material is gasified with high quality syngas. As a by-product of incineration, inorganic material is changed into slag with high melting and recycling rate, such as industrial materials such as reinforced bricks and packaging materials, and can be recycled as industrial materials simultaneously with waste gasification treatment. And,

폐기물의 가스화 장치에서 처리된 합성가스를 합성가스 정제 장치에서 집진, 탈황, 냉각의 가스 정제 과정을 거치게 하여 이산화 탄소 회수공정에서 필요로 하는 조건의 합성가스를 정제처리하는 이산화 탄소 회수 장치에 공급하거나 대기환경보존법의 기준에 충족되는 가스를 대기에 방출하는 동시에 폐열을 회수하고 스팀을 공급하여 난방이나 발전 등에 다목적으로 활용하게 할 수 있으며, The synthesis gas treated in the waste gasification apparatus is subjected to a gas purification process such as dust collection, desulfurization, and cooling in a synthesis gas purification apparatus to supply the syngas under the conditions required for the carbon dioxide recovery process to the carbon dioxide recovery apparatus It is possible to discharge the gas that satisfies the standards of the Atmospheric Environment Conservation Act into the air, collect the waste heat, and supply the steam to multipurpose it for heating,

고순도로 정제된 순도 99.8%의 이산화 탄소를 93% 이상 포집하여 생산하여 지구온난화의 주범으로 꼽히고 있는 폐기물이 연소될 때 발생하는 이산화탄소 배출을 막게 하면서 대체 자원의 에너지로 회수하게 하는 에너지 절약효과를 구현하여 폐기물 처리에 의한 온실가스 감축 및 온실가스 자원화로 공해 저감과 동시에 폐기물을 고부가가치화한 에너지화로 폐기물을 연료가스로 전환 대체 에너지 자원으로 활용하게 하는 효과가 있다.
It captures more than 93% of carbon dioxide with 99.8% purity refined at high purity. It produces energy-saving effect to recover the energy of alternative resources while preventing the carbon dioxide emissions generated when the waste, which is considered as the main cause of global warming, is burned. The reduction of pollution by greenhouse gas reduction by greenhouse gas treatment by waste treatment and the energy burning of waste with high added value have the effect of utilizing wastes as fuel gas as alternative energy resources.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 열분해 에너지 절약형 폐기물 자원화 장치의 개략적인 블록 구성도
도 2는 본 발명에 따른 일실시예의 플라즈마 토치 용융 가스화 장치를 도시한 시스템 구성도
도 3은 본 발명에 따른 일실시예의 폐기물 합성 가스화 정제장치를 도시한 시스템 구성도
도 4는 본 발명에 따른 일실시예의 이산화 탄소 정제 및 액화장치를 도시한 시스템 구성도1 is a schematic block diagram of a plasma pyrolysis energy saving waste recycling apparatus according to the present invention
2 is a system configuration diagram showing a plasma torch melter-gasification apparatus according to an embodiment of the present invention
FIG. 3 is a system configuration diagram showing a waste synthesis gasification purification apparatus according to an embodiment of the present invention
4 is a system configuration diagram showing a carbon dioxide purification and liquefaction apparatus according to an embodiment of the present invention

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세하게 기술하면 다음과 같으며 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown.

본 발명은 폐기물을 가스화하여 이산화 탄소를 회수하는 폐기물 처리 및 자원화 장치에 있어서,The present invention relates to a waste treatment and recycling apparatus for recovering carbon dioxide by gasifying waste,

폐기물 처리 장치로서 폐기물 용융 가스화 및 정제장치(100)와 이산화 탄소 회수장치로서 이산화 탄소 정제 및 액화장치(200)를 연계하여 폐기물의 친환경 처리와 더불어 스팀(steam)과 액화 이산화 탄소(Liquid CO₂)를 동시에 생산하는 에너지 절약형의 폐기물 처리 및 자원화 장치를 구성하되,A waste gas treatment and refining apparatus 100 as a waste disposal apparatus and a carbon dioxide refining and liquefying apparatus 200 as a carbon dioxide recovering apparatus are combined with an eco-friendly treatment of waste and steam and liquefied carbon dioxide At the same time, energy-saving waste treatment and recycling equipment is constructed,

상기 폐기물 용융 가스화 및 정제장치(100)는 플라즈마 열분해 가스화 용융로(112)에서 유기물 성분의 값싼 폐기물을 플라즈마(Plasma) 토치(112a)와 버너(112b)를 이용하여 1400℃ 이상의 고온에서 폐기물의 유기물 성분은 가스화하여 친환경적인 합성가스를 생산하고 무기물 성분은 용융 슬래그화 하여 각종 폐기물과 일반 쓰레기 등을 완벽하게 처리함과 동시에 이를 재활용할 수 있게 하는 폐기물 용융 가스화 장치부(110), The waste melting and gasifying and refining apparatus 100 recycles waste materials having a low organic component from a plasma pyrolysis and gasification melting furnace 112 into a waste organic material component at a high temperature of 1400 ° C or higher using a plasma torch 112a and a burner 112b. A waste melting and gasifying unit 110 for producing an environmentally friendly synthetic gas by gasification and melting and slagging an inorganic component to completely treat and dispose of various wastes and general wastes,

상기 플라즈마 가스화 용융로(112)에서 배출되는 합성가스가 보유하고 있는 열을 폐열회수보일러(HRSG)(121)와 폐열회수보일러용 이코노마이저(예열기)(122)에서 회수하고 스팀을 발생하여 각 용도별 수요처로 공급하는 폐열회수 보일러 장치부(120),(HRSG) 121 and an economizer (preheater) 122 for a waste heat recovery boiler to recover the heat held by the syngas discharged from the plasma gasification melting furnace 112 and generate steam, A waste heat recovery boiler unit 120,

상기 폐열회수 보일러 장치부(120)에서 열교환 냉각 처리된 합성가스를 집진, 탈황, 냉각의 가스 정제 과정을 거치게 하여 이산화 탄소 회수공정에서 필요로 하는 조건의 합성가스를 정제처리하게 하는 합성가스 정제 장치부(130),A syngas refining unit for refining the syngas under the conditions required in the carbon dioxide recovery process by subjecting the waste heat recovery boiler unit 120 to a gas refining process for collecting, (130),

상기 합성가스 정제 장치부(130) 후단에 관로 연결되어 합성 가스 보일러에서 유입되는 합성 가스를 냉각시켜 후단의 이산화 탄소 정제 및 액화장치(200)에 적합한 온도로 냉각시키는 기능을 수행하는 냉각장치부(150)와,A cooling unit (not shown) that is connected to the downstream end of the syngas purifier unit 130 to cool the synthesis gas introduced from the synthesis gas boiler and cool the synthesis gas to a temperature suitable for the downstream carbon dioxide purifier and liquefier 200 150,

습식 스크러버(133)와 합성가스 보일러(141) 사이에 바이 패스 관로로 연결되어 비상상황(EMERGENCY)시에 생산된 합성가스를 처리하여 스택으로 방출시키기 위한 비상 보일러부(170),An emergency boiler part 170 connected to the syngas boiler 141 by a bypass line to connect the wet scrubber 133 and the syngas boiler 141 to process and discharge the syngas produced during the EMERGENCY,

그리고 굴뚝 배출 가스(flue gas)를 대기로 방출하는 스택(190)으로 연결 구성되며,And a stack 190 that discharges flue gas into the atmosphere,

상기 이산화 탄소 정제 및 액화장치(CO2 PURIFICATION SYSTEM)(200)는 폐기물 용융 가스화 및 정제장치(100)에 연계되어 냉각 가스 드라이어(212), 비가열식 가스 드라이어(210), 이산화탄소 정제기(PSA)(220), 이산화탄소 저장탱크(230), 이산화 탄소 압축기(231), 냉각기(232), 액화이산화탄소 (임시)저장탱크(233)로 구성되어 합성가스를 가지고 합성가스 액화공정, 건조 공정, PSA흡착공정(이산화 탄소 추출), 압축공정, 냉각공정 등을 수행하고 고순도로 정제된 순도 99.8%의 이산화 탄소를 93% 이상 포집하여 생산하게 되는 구성이다.
The carbon dioxide purification and liquefaction unit (CO 2 PURIFICATION SYSTEM) (200) is linked to a waste melter-gasifier and a purification unit 100, the cooling gas dryer 212, a non-heated gas dryer 210, a carbon dioxide purifier (PSA) ( A carbon dioxide compressor 231, a cooler 232 and a liquefied carbon dioxide (temporary) storage tank 233 to supply a synthesis gas to the synthesis gas liquefaction process, the drying process, the PSA adsorption process (Carbon dioxide extraction), a compression process, a cooling process, etc., and collecting at least 93% of carbon dioxide having a purity of 99.8% purified at a high purity.

결국 본 발명은 용융상태에서 작동하는 플라즈마 토치 열분해 용융로를 이용하는 폐기물 처리 공정으로 투입된 폐기물을 1400℃ 이상의고온 플라즈마로 열분해시켜 가연성이 높은 유기물은 양질의 합성가스로 소각 부산물로서 무기물은 용융 재활용률이 높은 슬래그로 변화시켜 폐기물의 가스화 처리와 동시와 산업재로서 재활용 가능하게 하고,As a result, according to the present invention, the waste introduced into a waste treatment process using a plasma torch pyrolysis melting furnace operating in a molten state is pyrolyzed with a high-temperature plasma at a temperature of 1400 ° C. or higher, and the highly combustible organic material is a syngas of high quality. So that the waste can be recycled as an industrial material simultaneously with the gasification treatment,

폐기물의 가스화 장치에서 처리된 합성가스를 합성가스 정제 장치에서 집진, 탈황, 냉각의 가스 정제 과정을 거치게 하여 합성가스를 청정연료 형태로 정화시킨 다음, The syngas treated in the waste gasification apparatus is subjected to a gas purification process of dust collection, desulfurization and cooling in a synthesis gas purification apparatus to purify the synthesis gas in the form of clean fuel,

정화된 합성가스를 가지고 고순도로 정제된 순도 99.8%의 이산화 탄소를 93% 이상 포집하여 생산하여 지구온난화의 주범으로 꼽히고 있는 이산화탄소 배출을 막게 하면서 에너지도 회수하는 일석이조의 에너지 절약형의 폐기물 처리 및 자원화 장치를 제공하는데 특징이 있다.
It is an energy-saving waste treatment and recycling system that collects more than 93% of purity 99.8% of purified carbon dioxide with purified syngas and collects more than 93% of the carbon dioxide which is considered as a main cause of global warming while recovering energy. .

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail.

전술한 바와 같이 본 발명은 폐기물 처리 장치로서 폐기물 용융 가스화 및 정제장치(100)와 이산화 탄소 회수장치로서 이산화 탄소 정제 및 액화장치(200)가연계 구성되어 폐기물의 친환경 처리와 더불어 스팀(steam)과 액화 이산화 탄소(Liquid CO₂)를 동시에 생산하게 하는 구성이다.
As described above, the present invention provides a waste gas melting and refining apparatus 100 as a waste disposal apparatus and a carbon dioxide refining and liquefying apparatus 200 as a carbon dioxide recovering apparatus, And liquid carbon dioxide (LCO) at the same time.

상기 폐기물 용융 가스화 및 정제장치(100)는 폐기물 용융 가스화 장치부(110), 폐열회수 보일러 장치부(120),합성가스 정제 장치부(130), 합성가스 보일러 장치부(140), 냉각장치부(150)와 스택(190)이 순차적으로 연결 구성되고 비상 보일러부(170)가 바이 패스 관로로 부가 연결되어 있다.
The waste melting and gasifying and refining apparatus 100 includes a waste melting and gasifying unit 110, a waste heat recovering boiler unit 120, a syngas refining unit 130, a syngas boiler unit 140, The boiler unit 150 and the stack 190 are sequentially connected to each other and the emergency boiler unit 170 is additionally connected to the bypass pipe.

또한 상기 폐기물 용융 가스화 및 정제장치(100)에는 스팀 공급 장치부(180)와 보일러수 공급 장치부(160)가 폐열회수 보일러 장치부(120)와 합성가스 보일러 장치부(140)에 상호 보완적인 동작 계통의 순환 라인으로 연결되어 있다.
The waste melting and gasifying and refining apparatus 100 may further include a steam supplying unit 180 and a boiler water supplying unit 160 that are complementary to the waste heat recovering boiler unit 120 and the syngas boiler unit 140, It is connected to the circulation line of the operation system.

상기 폐기물 용융 가스화 장치부(110)는, 폐기물을 공급하는 폐기물 투입부(111), 아크 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치(112a)와 버너(112b)를 구비하여 폐기물을 열분해 용융시키는 플라즈마 열분해 가스화 용융로(112), 플라즈마 열분해 가스화 용융로(112)에서 생성 배출되는 슬래그를 포집하는 슬래그 포집조(113) 및 슬래그 포집조(113)에서 포집된 슬래그(slag)를 저장하는 슬래그 저장조(114)로 구성되어 유기물 성분의 값싼 폐기물을 플라즈마(Plasma) 토치를 이용하여 1400℃ 이상의 고온에서 폐기물의 유기물 성분은 가스화하여 친환경적인 합성가스를 생산하고 무기물 성분은 용융 슬래그화 하여 각종 폐기물과 일반 쓰레기 등을 완벽하게 처리함과 동시에 이를 재활용할 수 있게 하는 시스템 장치(PGV, Plasma Gasification & Vitrification)로서,The waste melting and gasifying unit 110 includes a waste input unit 111 for supplying wastes, a plasma torch 112a for generating an arc plasma and a burner 112b to pyrolyze and melt the waste in the plasma pyrolysis and gasification melting furnace A slag collecting tank 113 for collecting the slag generated and discharged from the plasma pyrolysis and gasification melting furnace 112 and a slag storage tank 114 for storing the slag collected in the slag collecting tank 113, By using plasma torch, it is possible to produce environmentally friendly syngas by gasifying the organic matter of waste at a high temperature of 1400 ℃ or more. The inorganic component is melted and slagized to completely treat various wastes and general garbage. (PGV, Plasma Gasification & Vitrification) which enables to recycle it at the same time,

폐기물 반입장, 폐기물 반입 크레인, 폐기물 반입 벙커 등으로 이루어진 폐기물 투입부(111)(Waste feeding system)에서 폐기물을 반입, 저장, 선별, 파쇄, 혼합, 이송 등의 전처리 공정을 수행하고 공급되는 폐기물을 수용하게 되는 플라즈마 열분해 가스화 용융로(112)에서 공기를 이용한 종래 기술의 폐기물 소각 방법과는 달리 플라즈마 토치(112a)를 이용한 무산소 조건에서 1400℃ 이상의 가스화 및 용융을 수행하게 되는데 열분해된 가연성 고분자 유기물의 탄소, 수소 성분 등은 가스상의 CO, H 2 로 전환 개질되며, 무기물은 용융 처리되어 슬래그로 배출되는데 이때 슬래그 포집조(113)(slag unloader)에서는 플라즈마 열분해 가스화 용융로(112)의 슬래그 배출구를 통해서 배출되는 용융 슬래그를 수냉 파쇄 하여 슬래그의 성상을 균일화 시키면서 슬래그 저장조(114)(slag unloader)에 연속적으로 배출시키게 하는 기능을 수행하게 되며 외부의 슬래그 저장조(114)에 저장된 슬래그(slag)는 슬래그 블록 등의 산업자재로 100% 재활용하게 된다.
The wastewater is introduced into the wastewater feeding system 111 consisting of a waste disposal unit, a waste conveying crane, and a waste conveying bunker 111 to perform a pretreatment process such as carrying, storing, sorting, crushing, Unlike the conventional incineration method of waste incineration using air in the plasma pyrolysis and gasification melting furnace 112 to be accommodated, the gasification and melting of the pyrolyzed combustible polymer organic substance are carried out under anoxic condition using the plasma torch 112a at a temperature of 1400 ° C or higher, And the hydrogen component are converted into gaseous CO and H 2 and the inorganic material is melted and discharged to the slag. At this time, in the slag unloader 113, the slag is discharged through the slag outlet of the plasma pyrolysis and gasification melting furnace 112 The molten slag is crushed by water-cooling to uniformize the properties of the slag, and the slag reservoir 114 (sl and the slag stored in the external slag storage tank 114 is recycled 100% as an industrial material such as a slag block.

특히 본 발명에서 채택하는 순산소 조건하에서의 플라즈마 토치 용융기술은은 소각이 아닌 용융상태에서 작용하고 화석연료를 태울 때 일반 공기 대신 100% 산소만을 이용하는 것으로 모든 종류의 폐기물 처리가 가능하며 산소와 탄소가 만나 생기는 이산화탄소 등을 자연스럽게 분리할 수 있고 또한 산소 투입이 없기 때문에 다이옥신 등 유해가스를 발생시키지 않게 되며 열분해에 의해 얻어지는 가연성의 합성 가스는 칼로리가 높아 가스 터빈이나 가스 엔진에서 사용할 수 있을 정도로 에너지 효율이 좋기 때문에 종래의 열분해 소각방식에 비해 높은 재활용률과 친환경적인 특징이 있게 된다.
Particularly, the plasma torch melting technique adopted under the pure oxygen condition adopted in the present invention works in a molten state rather than a silver incineration, and it is possible to treat all types of waste by using only 100% oxygen instead of ordinary air when burning fossil fuel, It is possible to separate naturally occurring carbon dioxide, etc., and since there is no oxygen input, it does not generate harmful gas such as dioxin, and the combustible syngas obtained by pyrolysis has high calorie and is energy efficient enough to be used in a gas turbine or a gas engine The recycling rate and the environment-friendly characteristics are higher than those of the conventional pyrolysis incinerator.

또한 본 발명에 있어서 폐기물을 열분해 용융시키는 플라즈마 열분해 가스화 용융로(112)는 아크 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치(112a)와 버너(112b)를 구비하여 버너(112b)로 폐기물을 연소시켜 예열(초기 운전)하고 2차적으로 플라즈마 토치(112a)에 의한 가열을 수행함으로써 플라즈마 가스화 용융로내의 산소결핍으로 인한 환원성 분위기가 조성되어 다이옥신, SOx 또는 NOx 등의 유해물질을 극소량으로 발생하게 하는 것이 바람직한데, The plasma pyrolysis and gasification melting furnace 112 for pyrolyzing and melting waste in the present invention includes a plasma torch 112a for generating an arc plasma and a burner 112b to burn waste with a burner 112b to perform preheating (initial operation) And secondly by heating with the plasma torch 112a, it is preferable that a reducing atmosphere is formed due to oxygen deficiency in the plasma gasification melting furnace so that harmful substances such as dioxin, SOx or NOx are generated in a very small amount,

플라즈마 열분해 가스화 용융로(112)는 투입된 폐기물을 고온 플라즈마에 의해 1차 열분해하고 무기물은 슬래그로 변화시켜 하부로 배출시키는 1차로와 1차 열분해된 분해가스를 하부 1차로에서 유입하여 재차 열분해하여 생성된 가스를 1,400℃ 이상으로 유지시키면서 고분자 유기물을 CO나 H2로 전환시키는 개질 반응을 수행하는 2차로로 분리 구성하게 되고,The plasma pyrolysis and gasification melting furnace 112 is a pyrolysis gasification melting furnace 112 which pyrolyzes the spent waste by a high-temperature plasma, converts inorganic substances into slag and discharges the pyrolysis gas to the lower part, And a reforming reaction for converting the polymer organic substance into CO or H 2 while maintaining the gas at a temperature of 1,400 ° C or higher,

플라즈마 토치(112a)는 합성가스 내 질소 농도를 낮추기 위해 산소를 매질로 하는 산소 플라즈마 토치를 장착하고 버너(112b)를 이용한 예열 후 플라즈마 토치(112a)를 이용 더욱 가열해서 사용하는 것이 바람직하며 이러한 플라즈마 용융 가스화 기술은 종래의 공지 기술이다. The plasma torch 112a is preferably used by mounting an oxygen plasma torch having oxygen as a medium in order to lower the nitrogen concentration in the syngas and further heating by using the plasma torch 112a after preheating using the burner 112b. The melt gasification technology is a conventional known technology.

폐열회수 보일러 장치부(120)는 폐열회수보일러(HRSG)(121)와 예열용도의 이코노마이저(122)가 연결 구성되어 있으며, The waste heat recovery boiler unit 120 is connected to a waste heat recovery boiler (HRSG) 121 and an economizer 122 for preheating,

플라즈마 가스화 용융로(112)에서 배출되는 합성가스가 보유하고 있는 열을 회수하기 위한 폐열회수보일러(HRSG)(121)는 플라즈마 가스화 용융로(112)에서 배출되는 고온 합성가스(약 1,200℃)를 폐열회수보일러(HRSG)(121)내로 통과시켜 열 교환을 통해 스팀(증기)를 발생시키게 되며 발생된 스팀(증기)는 스팀 헤더(181)를 통해 각 용도별 수요처로 공급하거나 미도시한 증기터빈 등을 구동시켜 전기를 생산하는 등 스팀 용도에 따라 프로세스 및 난방 용도 등 유용한 목적에 다용도로도 활용할 수 있게 되는데,The waste heat recovery boiler (HRSG) 121 for recovering the heat held by the syngas discharged from the plasma gasification melting furnace 112 recycles the high temperature synthesis gas (about 1,200 ° C.) discharged from the plasma gasification melting furnace 112 to waste heat recovery (Steam) is generated by the heat exchange through the steam header (HRSG) 121. The generated steam (steam) is supplied to the customer for each use through the steam header 181, or the steam turbine It is possible to utilize it for various purposes for useful purposes such as process and heating according to the use of steam,

플라즈마 가스화 용융로(112)에서 발생된 합성가스(SYN-GAS)는 약 1200℃/5400 Nm/h로 폐열회수보일러(HRSG)(121)에 유입되고 폐열회수보일러를 거쳐 270℃로 냉각된 후 이코노마이저(예열기)(122)로 배출되는데 유입된 합성가스(SYN-GAS)는 폐열회수 보일러 장치부(120)에서 180℃로 냉각된 후 합성가스 정제장치부(130)로 이송되며 이때 폐열회수보일러(HRSG)(121)에서는 18㎏/㎠.g의 과열증기를 생산하고 자체 내장된 온도조절 열교환기(DesuperHeter)를 이용하여 15㎏/㎠.g 230℃ 의 증기를 MCR기준 3.9Ton/h 생산하게 되는 것이다.
The syngas (SYN-GAS) generated in the plasma gasification melting furnace 112 flows into the waste heat recovery boiler (HRSG) 121 at about 1200 ° C./5400 Nm / h, is cooled to 270 ° C. through the waste heat recovery boiler, (SYN-GAS) flowing into the waste heat recovery boiler unit 120 is cooled to 180 ° C. and then sent to the synthesis gas purifier unit 130 where the waste heat recovery boiler (HRSG) 121 produces superheated steam of 18 kg / ㎠.g and uses a built-in temperature controlled heat exchanger (DesuperHeter) to produce steam of 230 캜 at a rate of 15 kg / ㎠ g at an MCR of 3.9 Ton / h .

그리고 탈기장치(Deaerator)(163)에서는 약 140℃의 보일러수(Boiler Feed Water)를 폐열회수보일러용 이코노마이저(122)에 공급하게 되며 이코노마이저(122)에서는 탈기장치(163)에서 공급하는 폐열을 회수한 후 182℃로 가열하여 다시 폐열회수보일러(HRSG)(121)에 공급하는 과정을 반복적으로 수행하게 됨으로써 열원 낭비 없이 시스템 열효율을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
In the deaerator 163, the boiler feed water at about 140 ° C. is supplied to the economizer 122 for the waste heat recovery boiler. In the economizer 122, the waste heat supplied from the deaerator 163 is recovered And then it is heated to 182 ° C and then supplied to the waste heat recovery boiler (HRSG) 121 repeatedly. Thus, the system thermal efficiency can be greatly improved without waste of the heat source.

즉 폐열회수보일러(HRSG)에서 생성된 스팀(증기)는 폐열회수보일러(HRSG)(121)에 연결되는 증기 공급 라인을 통하여 스팀 공급장치부(180)의 스팀 헤더(181)로 운반되어 각 용도별 수요처에 공급되어 그 자체로 스팀 터빈 등에 공급되어 다용도로 활용하게 되는데, 스팀 헤더(181)에서는 급수 조절장치인 탈기장치(Deaerator)(163)에 증기 공급 라인을 통하여 증기를 운반 공급하게 되고, 탈기장치(Deaerator)(163)는 후술하는 보일러수 공급 장치부(160)의 보일러수 급수탱크(Boiler Feed Water Tank)(162)에서 유입되는 응축수(냉각수)로부터 산소를 제거하고 가열하여 보일러 급수펌프로 펌핑하여 다시 이코노마이저(122)에 보일러수(Boiler Feed Water)를 공급하게 되며 이코노마이저(폐열 회수장치)(122)에서는 이를 다시 가열하여 폐열회수보일러(HRSG)(121)에 공급하게 되는데 폐열회수보일러(HRSG)(121)에서 생성된 증기를 증기 공급 라인을 통하여 스팀 헤더(181)에 공급하는 과정에서 과열기(superheater)로 폐열회수보일러(HRSG)에서 발생하는 포화증기를 다시 가열하여 과열증기를 생산 스팀 헤더(181)에 공급하되 Desuper heater(온도조절 열교환기)는 탈기장치(Deaerator)에서 이코노마이저로 보일러수(Boiler Feed Water)를 이송하는 보일러수 공급라인 중도에서 바이패스 되는 증기 공급라인상에 위치하여 폐열회수보일러(HRSG)(121)에서 스팀 헤더(181)로 공급되는 증기 이송 라인과 열적으로 접속하고 고압 증기의 함수율과 온도를 조절 더욱 가열하여 스팀 헤더(181)에 고압 고온의 스팀(증기)을 공급하는 과정을 반복하게 된다.
That is, the steam (steam) generated in the waste heat recovery boiler (HRSG) is carried to the steam header 181 of the steam supply unit 180 through the steam supply line connected to the waste heat recovery boiler (HRSG) 121, The steam header 181 transports the steam through the steam supply line to the deaerator 163, which is a water supply control device, and the steam is supplied to the deaerator The apparatus (Deaerator) 163 removes oxygen from the condensed water (cooling water) flowing in the boiler water supply tank 162 of the boiler water supply unit 160 to be described later and heats it to the boiler feed water pump And the boiler feed water is supplied to the economizer 122 again. The economizer (waste heat recovering device) 122 heats it again and supplies it to the waste heat recovery boiler (HRSG) 121, In the process of supplying the steam generated in the HRSG 121 to the steam header 181 through the steam supply line, the saturated steam generated in the waste heat recovery boiler (HRSG) is reheated by the superheater, The desuper heater is supplied to the production steam header 181 on the steam supply line bypassed from the boiler water supply line for transferring the boiler feed water from the deaerator to the economizer And is thermally connected to the steam transfer line supplied to the steam header 181 from the waste heat recovery boiler (HRSG) 121. The water content and the temperature of the high pressure steam are further regulated to further heat the steam header 181, Steam) is repeated.

또한 보일러에 내장되어 가스 중의 그을음을 제거 세정하는 분진제거설비로서 수트 블로워(Soot blower, 그을음 제거기)(미도시함)에서는 후술하는 이산화 탄소 정제 및 액화장치(200)에서 포집한 CO2 가스를 이용하여 폐열회수보일러(HRSG) (121)내부의 오염도에 따라 더스트(Dust) 및 오염물질 등을 제거하는 세정작업을 수행하게 된다.
In addition, a soot blower (soot remover) (not shown), which is built in a boiler and removes soot in the gas, is used as a dust removing equipment. The soot blower (not shown) uses CO 2 gas captured in a carbon dioxide purification and liquefier 200 And performs a cleaning operation to remove dust and contaminants according to the degree of contamination inside the waste heat recovery boiler (HRSG) 121.

한편 합성가스(SYN-GAS)의 유량 및 가스 분포를 측정하기 위하여 폐열회수보일러(HRSG)(121) 후단의 이코노마이저(예열기)(122)와 후술하는 합성가스 정제 장치부(130)의 석회(lime)공급장치 사이에 벤튜리 플로우 미터(ventury flow meter)를 장착하여 합성가스(SYN-GAS)의 유량을 측정하게 하며 벤튜리 플로우 미터(ventury flow meter) 후단에는 더스트 탐지 장치(Dust Probe Meter)를 장착하여 합성가스의 가스 내 포함 물질들의 구성(H2, N2, CO, CO2)을 측정하는 것이 바람직하다.
In order to measure the flow rate and the gas distribution of the syngas (SYN-GAS), an economizer (preheater) 122 at the rear end of the waste heat recovery boiler (HRSG) 121 and a lime A venturi flow meter is installed between the supply units to measure the SYN-GAS flow rate. A venturi flow meter is equipped with a Dust Probe Meter It is preferable to measure the composition (H 2 , N 2 , CO, CO 2 ) of the inclusion materials of the synthesis gas in the gas.

폐열회수 보일러 장치부(120) 후단에 위치하여 폐기물 용융 열분해 가스화에 의해 생성되고 냉각되어 이송되는 합성가스 중에 포함된 미세분진 및 유황성분을 제거하여 연료로 사용 가능한 수준으로 합성가스를 고도로 정제하는 합성가스 정제 장치부(130)는 합성가스(분해가스)중에 함유된 소량의 더스트를 포집 여과하는 백필터(집진기)(131), 증발냉각기(132), 합성가스에 포함된 염산(Hcl)이나 황화수소(H2S) 등을 포함하는 유해물질을 제거하는 탈황장치로서 (습식)스크러버(습식세정탑)(133), 정화된 합성 가스를 후단 합성가스 보일러 장치부(140)에 송풍 이송시키는 부스터 팬(134)이 가스공급 관로에 순차로 구비되어 연결되는 구성으로,The waste heat recovery boiler unit 120 is located downstream of the boiler unit 120 to remove fine dust and sulfur contained in the syngas produced by the pyrolysis and decomposition of waste, The gas purifier unit 130 includes a bag filter (dust collector) 131 for collecting and filtering a small amount of dust contained in the syngas (decomposition gas), a vaporizer 132, a hydrogen chloride (HCl) a desulfurization apparatus for removing harmful material, or the like (H 2 S) (wet) scrubber (wet scrubbing tower) 133, which air flow conveying the purified synthesis gas to the rear end synthesis gas boiler unit 140, the booster fan (134) are sequentially connected to and connected to the gas supply line,

폐열회수 보일러 장치부(120)의 이코노마이저(122)에서 유입된 합성가스는 백필터(집진기)(131)에 유입되기 전 질소산화물을 제거하기 위하여 소석회를 주입 희석하게 되며 알칼리성 중화제로서 소석회가 주입된 합성가스는 백필터(집진기)(131)에서 더스트 등 미세 분질물질이 1차로 여과 제거되고,The syngas introduced from the economizer 122 of the waste heat recovery boiler unit 120 is diluted by injecting slaked lime to remove nitrogen oxides before being introduced into the bag filter (dust collector) 131, and the syngas introduced as the alkaline neutralizer The syngas is primarily filtered and removed by a bag filter (dust collector) 131 such as dust,

백 필터(bag filter)(131)에서 비산재(dust)가 1차로 여과 제거된 합성가스는 감온탑 기능의 증발 냉각기(132)에 유입되는데 증발 냉각기(132)에서는 수산화나트륨을 주입하여 염소를 제거하면서 합성가스 온도를 감온시켜 후단으로 배출하고, The syngas in which the dust is first filtered out from the bag filter 131 is introduced into the evaporation cooler 132 of the smoke tower function. In the evaporator cooler 132, sodium hydroxide is injected to remove the chlorine The syngas temperature is lowered to the downstream end,

증발 냉각기(132)에서 1차 정제된 합성가스를 유입 받은 탈황장치로서 (습식)스크러버(습식세정탑)(133)에서는 워터 스프레이(water spray)를 이용하여 합성 가스를 기-액 접촉시켜 합성가스에 포함된 황화수소(H2S) 등을 포함하는 유해물질을 제거하여 합성가스의 2차 세정을 수행하되 산성가스가 포함된 합성가스 성분 중 저온 부식을 방지하기 위하여 45℃로 냉각하여 후단의 합성가스 보일러 장치부(140)에 부스터 팬(134)을 경유 이송시키게 된다.
A (wet) scrubber (wet scrubbing column) 133 is a desulfurization unit that receives the first purified syngas in the evaporative cooler 132. The scrubber (wet scrubbing column) 133 is a water- (H 2 S) contained in the synthesis gas is removed to perform secondary cleaning of the synthesis gas. In order to prevent low-temperature corrosion among the synthesis gas components containing the acid gas, the synthesis gas is cooled to 45 ° C., So that the booster fan 134 is transferred to the gas boiler unit 140.

합성가스 보일러 장치부(140)는 합성가스 정제 장치부(130)로부터 부스터 팬(134)에 의하여 송풍이송되어온 합성가스의 폐열을 회수하는 합성가스 보일러(141)와 이코노마이저(142)로 구성되어 폐열회수 보일러 장치부(120)와 같이 상호 보완적으로 폐열을 회수하여 재활용하는 에너지 절약적 구성으로서, 합성가스 보일러 장치부(140)에서는 45℃, 5,250Nm3/h으로 공급되는 합성가스를 산소공급라인(미도시함)에서 공급된 산소와 혼합시켜 연소시켜 공기가 아닌 산소(O₂)만을 주입하여 보일러 연소 후 이산화탄소(CO2)와 물(H₂O)은 배출하고 이산화탄소만을 포집할 수 있게 구성하는데,The syngas boiler unit 140 is composed of a syngas boiler 141 and an economizer 142 for recovering the waste heat of the synthesis gas blown by the booster fan 134 from the syngas purifier unit 130, The syngas supplied to the syngas boiler unit 140 at 45 ° C and at a rate of 5,250 Nm 3 / h is supplied to an oxygen supply line (CO2) and water (H2O) after combustion of the boiler by injecting only oxygen (O2) instead of air by mixing with oxygen supplied from a boiler (not shown )

본 발명에서는 합성가스 보일러(141) 연소시 버너(142)는 산소용 버너를 사용하되 유입되는 합성가스의 유량 및 발열량이 부족하게 되면 LNG가스를 혼소시켜 완전 연소 가능하게끔 구성하여 질소산화물 같은 유해 배출가스를 획기적으로 줄이면서도 항상 일정한 양의 증기를 생산할 수 있도록 합성가스와 LNG가스 겸용의 버너를 장착한다. In the present invention, the burner 142 for burning the syngas boiler 141 uses an oxygen burner, but when the flow rate and the calorific value of the introduced syngas become insufficient, the LNG gas is mixed and completely burned, A burner for both synthesis gas and LNG gas is installed so as to produce a constant amount of steam at all times while dramatically reducing the gas.

또한 2개의 상부 및 하부 드럼으로 구성된 상기 합성가스 보일러(141)는 합성가스 보일러(141)의 수관을 통과하게 되는 정제 합성가스(FLUE GAS)가 약 18㎏/㎠.g 로 이코노마이저(142)로 유입되면 다시 이코노마이저(142)에서 합성 가스(FLUE GAS)를 150℃로 냉각시켜 후단의 냉각장치부(150)로 유출시키게 된다.
The syngas boiler 141 composed of two upper and lower drums is operated by the economizer 142 at a flow rate of about 18 kg / The flue gas is cooled to 150 ° C. in the economizer 142 and is discharged to the cooling unit 150 at the downstream stage.

이때 합성가스 보일러(141)에서는 18㎏/㎠.g의 과열증기가 생산되며 자체 내장된 탈기장치(DEAERATOR)를 이용하여 사용압력 15㎏/㎠.g 230℃ 의 증기를 MCR(시간당 최대 열생산량)기준 21 Ton/h생산하게 되는데 버너는 버너 관리 시스템(BMS)을 채택하여 효율적인 관리를 수행한다.
At this time, superheated steam of 18 kg / ㎠.g is produced in the syngas boiler (141) and the steam of 230 캜 is used as MCR (maximum heat production per hour) by using a built-in deaerator at a working pressure of 15 kg / ) 21 Ton / h. The burner adopts the burner management system (BMS) to perform efficient management.

그리고 합성가스 보일러 장치부(140)도 폐열회수 보일러 장치부(120)와 마찬가지로 스팀 헤더(181)에서 급수 조절장치인 탈기장치(Deaerator)(163)에 증기를 운반 공급하게 되고, 증기를 공급받은 탈기장치(Deaerator)(163)는 보일러수 급수탱크(Boiler Feed Water Tank)(162)에서 유입되는 응축수(냉각수)로부터 산소를 제거함하고 재가열하여 보일러 급수펌프로 펌핑하여 다시 합성가스 보일러(141)의 이코노마이저(폐열 회수장치)(142)에 보일러수(Boiler Feed Water)를 공급하게 되며 이코노마이저(폐열 회수장치)(142)에서는 이를 다시 가열하여 합성가스 보일러(141)에 공급하게 되는 과정을 반복하게 되는 것으로, 이때 보일러수 급수탱크(Boiler Feed Water Tank)(162)에서 탈기장치(Deaerator)(163)로 유입되는 보급수는 보일러수 급수탱크(Boiler Feed Water Tank)(162)에서 유입되는 응축수(보급수)와 청정한 순수탱크(pure water tank)(161)의 순수(pure water)를 혼합하여 공급하되 후술하는 제1 가스냉각기(cooler)(151)에 순수(pure water)와 응축수(condesate)의 혼합수를 보내서 제1 가스냉각기(cooler)(151)의 폐열을 이용하여 승온시킨 후 보일러수 급수탱크(Boiler Feed Water Tank)(162)에 보일러수(Boiler Feed Water)를 공급하는 보일러수 승온 사이클을 구현하게 되며 보일러수 급수탱크(Boiler Feed Water Tank)(162)에서는 다시 보일러수 급수 펌프를 이용 탈기장치(Deaerator)(163)에 가열된 보일러수(Boiler Feed Water)를 이송하게 되며 탈기장치(Deaerator)(163)에서는 보일러수(Boiler Feed Water)를 더욱 가열시켜 합성가스 보일러(141)용 이코노마이저(142) 또는 폐열회수 보일러용 이코노마이저(122)에 보내서 과열증기를 생산하여 스팀 헤더(181)에 공급함으로써 보일러 장치의 열효율을 향상시키게 되는 것이다.
Like the waste heat recovering boiler unit 120, the syngas boiler unit 140 also transports steam from the steam header 181 to the deaerator 163, which is a water supply controller, The deaerator 163 removes oxygen from the condensed water (cooling water) flowing from the boiler feed water tank 162 and reheats the boiler feed water pump to the boiler feed water pump 163, The boiler feed water is supplied to the economizer 142 (waste heat recovering device), and the economizer (waste heat recovering device) 142 repeats the process of heating the waste heat recovered by the economizer (waste heat recovering device) 142 and supplying it to the syngas boiler 141 At this time, the water to be supplied to the deaerator 163 from the boiler feed water tank 162 flows into the boiler feed water tank 162 through the condensate water Number) And pure water of a clean pure water tank 161 are mixed and supplied to the first gas cooler 151 to be described below in a mixed water of pure water and condensate And a boiler water heating cycle for supplying boiler feed water to the boiler feed water tank 162 after raising the temperature by using the waste heat of the first gas cooler 151 In the boiler feed water tank 162, the heated boiler feed water is transferred to the deaerator 163 using the boiler feed water pump, and the deaerator (deaerator) The boiler feed water is further heated to be supplied to the economizer 142 for the syngas boiler 141 or the economizer 122 for the waste heat recovery boiler to produce superheated steam and supply it to the steam header 181, Thereby improving the thermal efficiency of the device .

이때도 폐열회수 보일러와 마찬가지로 분진제거설비로서 합성가스 보일러에 내장된 수트 블로워(Soot blower, 그을음 제거기)(미도시함)를 이용 합성가스 보일러 내부의 오염도에 따라 더스트(Dust) 및 오염물질 등을 제거하는 세정작업을 수행하게 된다.
As in the case of the waste heat recovery boiler, it is also possible to use a soot blower (not shown) built in a syngas boiler as dust removing equipment to remove dust and contaminants according to the degree of contamination inside the syngas boiler. The cleaning operation is performed.

한편 습식 스크러버(133)와 합성가스 보일러(141) 사이의 합성 가스 이송 관로상에는 비상보일러부(170)가 바이 패스 관로로 연결되어 있는데, 비상보일러부(170)는 합성가스 보일러 및 그 후단의 설비가 작동 중단되거나 오작동하는 비상 상황(EMERGENCY)시에 합성가스를 연소처리하여 스택으로 방출시키기 위한 보일러 장치부로서, 버너(172)를 구비하는 비상보일러(170)로 구성되어 압입 송풍기(Forced Draft Fan, F.D FAN)(173)에 의하여 인입되는 합성가스(원료가스)를 연소시켜 비상용 배기 덕트를 이용 스택(190)을 통하여 대기로 방출하게 되며 비상보일러(170)에서 발생된 증기는 터빈 등으로 회수하지 않고 소음기(silencer)를 통하여 대기로 방출시킨다.
On the other hand, the emergency boiler section 170 is connected to the syngas transfer pipe between the wet scrubber 133 and the syngas boiler 141 by a bypass pipe. The emergency boiler section 170 is connected to the syngas boiler And an emergency boiler (170) having a burner (172) for discharging the syngas to the stack by burning the syngas at the time of EMERGENCY, , FD FAN) 173, and discharges the emergency exhaust duct to the atmosphere through the use stack 190. The steam generated in the emergency boiler 170 is recovered by a turbine or the like And is discharged to the atmosphere through a silencer.

또한 합성가스 보일러 장치부(150) 후단으로는 냉각장치부(150)가 연결되어 있으며 상기 냉각장치부(150)는 제1 가스냉각기(gas cooler)(151)와 제2 가스냉각기(gas cooler)(152)가 순차로 연결 구성되어 합성 가스 보일러(141)에서 유입되는 합성 가스를 냉각시켜 후단의 이산화 탄소 정제 및 액화장치(200)에 적합한 온도로 냉각시키는 기능을 수행하게 되는데 제1가스냉각기(gas cooler)(151)는 전술한 바와 같이 합성가스 보일러에서 배출되는 배출 가스(flue gas)의 폐열을 회수하여 보일러수(Boiler Feed Water)를 더욱 가열시키는 기능을 1차적으로 수행하고, 잔여 폐열은 제2가스냉각기(152)를 이용하여 배출 가스(flue gas)를 50℃ 미만으로 낮춰서 이산화 탄소 정제 및 액화장치(200)에 이송시키게 되며 이때 제2가스냉각기(152) 후단의 스택(190)에 연결되는 가스 관로상에는 냉각탑(cool tower)(153)과 바이 패스 연결되는 냉각 라인이 형성되어 배출 가스(flue gas)를 냉각시켜 배출하게 된다.
A cooler unit 150 is connected to a downstream end of the syngas boiler unit 150. The cooler unit 150 includes a first gas cooler 151 and a second gas cooler 151, And the second gas cooler 152 are sequentially connected to cool the synthesis gas introduced from the synthesis gas boiler 141 to cool the synthesis gas to a temperature suitable for the downstream carbon dioxide purification and liquefier 200. The first gas cooler the gas cooler 151 primarily performs the function of recovering the waste heat of the flue gas discharged from the syngas boiler to further heat the boiler feed water, The second gas cooler 152 is used to reduce the flue gas to less than 50 ° C. and to transfer it to the carbon dioxide purifier and liquefier 200 where the stack 190 of the second gas cooler 152 On the connected gas pipeline, a cooling tower (co a cooling line is formed by bypass connection with the ol tower 153 to cool and discharge the flue gas.

그리고 냉각장치부(150) 후단에는 스택(stack, 연돌)(190)이 구비되어 후술하는 이산화 탄소 정제 및 액화장치(CO2 PURIFICATION SYSTEM)(200)의 포집 설비 이상으로 이산화 탄소 회수에 문제가 발생하게 되면 스택(191) 전단에 구비된 밸브(미도시함)를 열고 이산화 탄소 정제 및 액화장치(CO2 PURIFICATION SYSTEM)(200)(CO2 포집 장치)로 연결되는 통로를 밸브로 닫게 하여 굴뚝 배출 가스(flue gas)를 대기로 방출하게 되는데 전술한 바와 같이 비상보일러부(170)에서 배출되는 배출가스(flue gas)도 같이 배출할 수 있도록 공용으로 스택을 형성하되 스택(flue gas treatment system)(190)의 상부에는 굴뚝 자동측정시스템으로서 미도시한 TMS(Telemetering Monitering System)장치를 구비하여 배출가스를 원격으로 모니터링하고 농도를 조절하게 함으로써 대기오염으로 인한 피해를 미연에 방지하여 대기환경보존법의 가스 방출 기준을 충족시킬 수 있게 한다.
And, the rear cooling unit 150, a stack (stack, the stack) carbon dioxide purification, 190 is provided below and a liquefier (CO 2 PURIFICATION SYSTEM) is incident to the carbon dioxide recovered by the collection equipment above the 200 A valve (not shown) provided at the front end of the stack 191 is opened to close the passage connected to the carbon dioxide purification and liquefaction device (CO 2 purifying system) 200 (CO 2 collecting device) by the valve, The flue gas is discharged to the atmosphere. As described above, the flue gas discharged from the emergency boiler unit 170 can be discharged together with a flue gas treatment system 190) is equipped with a TMS (Telemetering Monitering System) device, which is not shown as an automatic chimney measuring system, to remotely monitor and control the concentration of exhaust gas, thereby preventing damage caused by air pollution It makes it possible to meet the emission standards of the gas-based environment conservation methods.

또한 상기 폐기물 용융 가스화 및 정제장치(100)에는 이산화 탄소 정제 및 액화장치(CO2 PURIFICATION SYSTEM)(200)가 연계되어 폐기물 용융 가스화 및 정제장치(100)에서 청정연료 형태로 정화된 합성가스를 가지고 이산화 탄소 정제 및 액화장치(CO2 PURIFICATION SYSTEM)(200)에서 합성가스 액화공정, 이산화 탄소 추출공정, PSA흡착공정(정제공정), 압축공정, 냉각공정 등을 수행하고 고순도로 정제된 순도 99.8%의 이산화 탄소를 93% 이상 포집하여 생산하게 된다.
The carbon dioxide purification and liquefaction apparatus (CO 2 purification system) 200 is connected to the waste melting and gasifying and refining apparatus 100 to have a syngas purified in the waste melt gasification and refinement apparatus 100 in the form of clean fuel The purification process of the synthesis gas, the carbon dioxide extraction process, the PSA adsorption process (purification process), the compression process, and the cooling process were carried out in the carbon dioxide purification and liquefaction apparatus (CO 2 purification system) Of carbon dioxide by more than 93%.

상기 이산화 탄소 정제 및 액화장치(CO2 PURIFICATION SYSTEM)(200)는 전술한 바와 같이 냉각 가스 드라이어(212), 비가열식 가스 드라이어(210), 이산화탄소 정제기(PSA)(220), 이산화탄소 저장탱크(230), 이산화 탄소 압축기(231), 냉각기(232), 액화이산화탄소 (임시)저장탱크(233)가 순차로 연결되어 있다. The carbon dioxide purification and liquefaction unit (CO 2 PURIFICATION SYSTEM) (200) is a cooling gas dryer 212, a non-heated gas dryer 210, a carbon dioxide purifier (PSA) (220), carbon dioxide storage tank (230, as described above A carbon dioxide compressor 231, a cooler 232, and a liquefied carbon dioxide (temporary) storage tank 233 are sequentially connected.

즉, 상기 이산화 탄소 정제 및 액화장치(CO2 PURIFICATION SYSTEM)(200)는 이산화탄소-함유 합성가스 내에 포화된 수분을 응축시켜 별도의 수처리장치(300)에 배출시키는 냉동식 건조장치(Refrigerated Gas Dryer)와 상기 냉동식 건조장치(212)를 통과한 원료가스에 포함된 수분을 제거하는 비가열 드라이어(210), 상기 비가열 드라이어(210)를 경유하여 수분이 제거된 건조 가스에서 이산화 탄소를 정제하여 회수하는 이산화탄소 정제기(PSA, 압력변동흡착장치)(220), 분리된 이산화탄소를 유입하여 압축시키는 이산화탄소 압축기(232), 압축된 이산화 탄소를 냉각시키는 냉각기(232), 냉각된 액화 이산화 탄소(液炭 : Liquid CO2)를 일시로 저장하는 액화 이산화 탄소 저장탱크(233), 연료로 사용하기 위하여 최종적으로 액화 이산화 탄소를 저장하는 액화 이산화 탄소 저장탱크(235)가 순차적으로 연결되어 있다.
That is, the carbon dioxide purification and liquefaction unit (CO 2 PURIFICATION SYSTEM) (200) is a carbon dioxide condensing the saturated water in the containing synthesis gas freezing drying apparatus (Refrigerated Gas Dryer) to discharge the separate treatment apparatus 300 A non-heated dryer 210 for removing moisture contained in the raw material gas that has passed through the freeze-drying apparatus 212, carbon dioxide is purified from a dry gas whose moisture has been removed via the non-heated dryer 210 (PSA, pressure swing adsorption apparatus) 220, a carbon dioxide compressor 232 for introducing and compressing the separated carbon dioxide, a cooler 232 for cooling the compressed carbon dioxide, a cooled liquefied carbon dioxide : A liquid carbon dioxide storage tank 233 for temporarily storing liquefied carbon dioxide (Liquid CO 2 ); and a liquefied carbon dioxide storage tank 235 for storing finally liquefied carbon dioxide for use as fuel Are sequentially connected.

상기한 냉동식 건조장치(Refrigerated Gas Dryer)(212)는 전단의 폐기물 용융 가스화 및 정제장치(100)에서 보내온 합성가스(원료가스)를 냉각 응축시켜 합성가스에 함유된 수분을 가스상태에서 액상으로 전환시키고, 전환된 액상의 물을 드레인 밸브를 사용하여 수처리장치부(water treatment system)(300)로 배출하는 방법으로 가스상의 물을 제거하게 되며,The refrigerated gas dryer 212 is a device for cooling and condensing the synthesis gas (raw material gas) sent from the waste melting and gasifying and refining apparatus 100 at the upstream stage to convert the moisture contained in the synthesis gas from the gas state to the liquid state And the water in the gaseous phase is removed by discharging the converted liquid water to the water treatment system 300 using a drain valve,

상기 냉동식 건조장치(Refrigerated Gas Dryer)(212)로부터 냉각된 가스를 이송받은 비가열 드라이어(210)는 제습재가 충진된 칼럼을 구비하는 2개의 흡착탑으로 구성되어 전자 밸브에 의하여 상호 가역적으로 동작함으로써 가스 중에 함유된 수분을 제거하고 건조된 가스를 이산화탄소 정제기(PSA, 압력 변동 흡착 장치)(220)에 이송시키게 되면 3개의 흡착탑으로 구성된 이산화탄소 정제기(PSA, 압력변동흡착장치)(220)에서 이산화 탄소를 정제하여 회수하게 되는데,The unheated dryer 210, which has been cooled by the refrigerated gas dryer 212, is composed of two adsorption towers having a column filled with a dehumidifying material and reversibly operated by the solenoid valve When the moisture contained in the gas is removed and the dried gas is transferred to a carbon dioxide purifier (PSA) (220), a carbon dioxide purifier (PSA, pressure swing adsorption device) 220 composed of three adsorption columns converts carbon dioxide Is purified and recovered,

이산화탄소 정제기(PSA, 압력변동흡착장치)(220)에서는 각각의 흡착탑이 이산화 탄소를 흡착하고 탈착시켜 후단의 이산화탄소 저장탱크(230)에 이송하되 이산화탄소 정제기(220)에서는 자동제어장치로 제어 작동하는 흡착탑을 교차 연결하는 유로전환수단으로서 다수 개 전자밸브(V)를 구비하여 전자밸브(V)에 의한 절환 동작으로 이산화 탄소 탈착이 완료된 흡착탑 대신에 흡착이 완료된 다른 흡착탑에 가스류를 바꿔 연결하는 방법으로 상호 교차적으로 흡착과 탈착을 반복적이고 지속적으로 수행함으로써 흡착탑의 칼럼에 충전된 고형 흡착제를 이용하여 순수한 이산화 탄소를 분리 배출하되,In the carbon dioxide purifier (PSA, pressure swing adsorption apparatus) 220, each adsorption tower adsorbs carbon dioxide, desorbs it, transfers it to the carbon dioxide storage tank 230 at the downstream stage, A method of switching the gas flow to another adsorption tower in which adsorption is completed instead of the adsorption tower in which the carbon dioxide desorption is completed by switching operation by the electromagnetic valve V is provided as a channel switching means for cross- By repeatedly and continuously performing adsorption and desorption at mutually crossing points, pure carbon dioxide is separated and discharged using a solid adsorbent filled in a column of the adsorption tower,

이산화탄소 정제기(220)에서 순수하게 분리된 이산화 탄소는 진공 펌프(221)를 이용하여 후단의 이산화탄소 저장탱크(230)에 그리고 저순도 이산화탄소(CO2-poor gas)는 제습제가 구비된 비가열 드라이어(210)에 다시 보내서 재순환시켜 건조 및 세정작용을 수행하는 과정에서 미흡착된 저순도 이산화탄소(CO2-poor gas) 중의 수분이나 오염물을 비가열 드라이어(210)에서 제거하는 동작을 반복적으로 수행하게 되며,The carbon dioxide purified in the carbon dioxide purifier 220 is supplied to the carbon dioxide storage tank 230 at the downstream stage using a vacuum pump 221 and the low-purity carbon dioxide (CO 2 -poor gas) 210 and recycled to perform drying and cleaning operations. In the process of removing moisture and contaminants from the unadsorbed low-purity carbon dioxide (CO 2 -oil), the non-heated dryer 210 repeatedly performs an operation ,

비가열 드라이어(210)에서 건조 및 세정된 이산화 탄소 가스는 장치에 연결된 다수 개 전자 펌프(V)의 절환작용으로 벤트 가스 저장탱크(211)나 저순도 이산화탄소 저장탱크(215)에 보내서 임시로 저장한 다음 필요에 따라 이산화탄소 정제기(PSA, 압력변동흡착장치)(220)로 복귀 재순환시켜 이산화탄소를 고순도로 추출 분리하거나, 잔여 이산화탄소를 벤트 블로워(214)를 이용 대기중으로 방출하는 동작을 수행하여 흡착탑에 잔류하게 되는 미처리 이산화 탄소 가스(CO2-poor gas)의 방출이나 정제가 완료된 이산화 탄소 가스로의 혼입을 막을 수 있게 한다. The carbon dioxide gas dried and washed in the non-heated dryer 210 is sent to the vent gas storage tank 211 or the low-purity carbon dioxide storage tank 215 by a switching action of a plurality of electromagnetic pumps V connected to the apparatus, (PSA, pressure swing adsorption device) 220 as needed to extract and separate carbon dioxide with high purity or to discharge the remaining carbon dioxide into the atmosphere by using the vent blower 214, It is possible to prevent the release of the untreated carbon dioxide gas (CO 2 -poor gas) remaining or the incorporation of purified carbon dioxide gas into the carbon dioxide gas.

이와 같이, 본 발명의 이산화탄소 정제기(PSA, 압력변동흡착장치)(220)는 각각의 흡착탑에서 이산화 탄소 흡수분리반응이 포화될 때까지 혼합 가스를 처리하고, 전환밸브(V)에 의해 가스류를 바꿔 이산화탄소 정제기 흡착탑을 선택하는 방법으로 연속적인 이산화탄소의 흡수 분리가 가능하게 된다.
As described above, the carbon dioxide purifier (PSA, pressure swing adsorption device) 220 of the present invention treats the mixed gas until the carbon dioxide absorption separation reaction is saturated in each adsorption tower, and the gas flow And selecting the adsorption tower of the carbon dioxide purifier allows continuous absorption and separation of carbon dioxide.

한편 상기 이산화탄소 정제기(PSA, 압력변동흡착장치)(220)에서 분리된 정제 이산화 탄소는 액탄(液炭 ; Liquid CO₂) 제조용 원료로 사용되기 위하여 이산화탄소 저장탱크(230)에 일시로 저장되며, 이산화탄소 저장탱크(230)에서 필요에 따라 배출되는 이산화 탄소는 이산화탄소 압축기(231)에 의하여 고압으로 압축되고 고압으로 압축된 이산화탄소는 냉각기(232)에서 급속으로 냉각되며 이렇게 압축된 액화 이산화 탄소(液炭 ; Liquid CO₂)는 액화이산화탄소 저장탱크(233)에 일시 저장되어 필요시 이산화탄소 저장탱크(235)에 충전되어 조선소나 컨테이너 제조소 등 다양한 용도의 불활성가스로 광범위하게 사용된다
Meanwhile, the purified carbon dioxide separated from the carbon dioxide purifier (PSA, pressure swing adsorption device) 220 is temporarily stored in the carbon dioxide storage tank 230 for use as a raw material for producing liquid carbon (liquid carbon) The carbon dioxide discharged from the tank 230 as needed is compressed to a high pressure by the carbon dioxide compressor 231 and the carbon dioxide which is compressed to a high pressure is rapidly cooled in the cooler 232 and the compressed liquefied carbon dioxide CO 2) is temporarily stored in the liquefied carbon dioxide storage tank 233 and is filled in the carbon dioxide storage tank 235 when necessary to be used extensively as an inert gas for various purposes such as shipbuilding or container manufacturing

그리고 이산화탄소 압축기(231)와 냉각기(232)에는 냉각탑(153)에서 보내주는 냉각수를 지속적으로 순환시켜 주는 냉각수 순환 라인이 형성되어 냉각수가 유입된 기체상의 압축 이산화 탄소를 적절한 온도에 도달할때 까지 급속히 액화시켜 순수한 성분의 이산화 탄소를 액상으로 포집하게 한다.
The carbon dioxide compressor 231 and the cooler 232 are provided with a cooling water circulation line for continuously circulating the cooling water sent from the cooling tower 153 so that the compressed carbon dioxide gas on the gas- And liquefies the carbon dioxide of the pure component into the liquid phase.

이와 같이 본 발명의 폐기물의 플라즈마 열분해 가스화장치가 연계되어 스팀과 이산화 탄소를 회수 공급하는 에너지 절약형의 친환경 폐기물 자원화 장치는, As described above, the energy saving type eco-friendly waste recycling apparatus, in which the plasma pyrolysis and gasification apparatus for waste of the present invention is connected to recover and supply steam and carbon dioxide,

폐기물의 친환경 처리와 더불어 스팀(steam)과 액화 이산화 탄소(Liquid CO₂)를 동시에 생산하되,In addition to the environmentally friendly treatment of waste, steam and liquefied carbon dioxide (Liquid CO₂) are produced at the same time,

유효하게 사용되지 못하고 방출되는 합성가스, 냉각열, 냉각수를 회수하고 이용함에 있어서 상호 유기적이면서 단계적, 선택적으로 주고 받게 하여 최적의 회수 라인 구성으로 폐기물 에너지와 온실가스 감축, 시스템의 종합 운전 효율을 대폭 향상시키는 효과가 있다.
In the recovery and use of syngas, cooling heat and cooling water that are not used effectively and emitted, they are mutually organically, stepwise and selectively exchanged, and the optimal recovery line structure is used to reduce waste energy and greenhouse gas emissions, .

이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

100:폐기물 용융 가스화 및 정제장치
110:플라즈마 토치 용융 가스화 장치부
111:폐기물 투입구 112:플라즈마 용융로
112a:플라즈마 토치 112b:버너
120:폐열 회수 보일러 장치부
121:폐열 회수 보일러(HRSG) 122:이코노마이저(예열기)
130:합성가스 정제 장치부
131:백필터(집진기) 132:증발냉각기
133:(습식)스크러버 134:부스터 팬
140:합성가스 보일러 장치부
141:합성가스 보일러 142:이코노마이저(예열기)
150:냉각장치부 151:제1가스냉각기(cooler)
152:제2가스냉각기 153:냉각탑
160:보일러수 공급 장치부
161:순수탱크(pure water tank) 162:보일러수 급수탱크
163:탈기장치
170:비상보일러부
171:비상보일러 172:버너 173:압입송풍기
180:스팀공급장치부 181:스팀 헤더
190:스택(연돌)
200:이산화 탄소 정제 및 액화장치
210:비가열식 드라이어 211:벤트 가스 저장탱크
212:냉각가스드라이어 213:블로워
214:벤트 블로워 215:저순도 이산화탄소 저장탱크
220:이산화탄소 정제기(PSA, 압력변동흡착장치)
221:진공펌프 230:이산화탄소 저장탱크
231:이산화탄소 압축기 232:냉각기
233:액화이산화탄소 저장탱크 234:팬
235:이산화탄소 저장탱크100: Melting and refining equipment for waste melt
110: plasma torch meltdown gasifier unit
111: Waste inlet 112: Plasma melting furnace
112a: Plasma torch 112b: Burner
120: Waste Heat Recovery Boiler Unit
121: waste heat recovery boiler (HRSG) 122: economizer (preheater)
130: Synthetic gas purifier unit
131: bag filter (dust collector) 132: evaporative cooler
133: (wet) scrubber 134: booster fan
140: Synthetic gas boiler unit
141: Syngas boiler 142: Economizer (preheater)
150: cooling device part 151: first gas cooler
152: second gas cooler 153: cooling tower
160: Boiler water supply unit
161: pure water tank 162: boiler water supply tank
163: Deaerator
170: Emergency boiler section
171: Emergency boiler 172: Burner 173: Indentation blower
180: steam supply unit 181: steam header
190: Stack (stack)
200: Carbon dioxide purification and liquefaction device
210: non-heated dryer 211: vent gas storage tank
212: Cooling gas dryer 213: Blower
214: Vent blower 215: Low purity carbon dioxide storage tank
220: carbon dioxide purifier (PSA, pressure swing adsorption device)
221: Vacuum pump 230: Carbon dioxide storage tank
231: CO2 compressor 232: Cooler
233: Liquefied carbon dioxide storage tank 234: Fan
235: Carbon dioxide storage tank

Claims (4)

폐기물을 가스화하여 이산화 탄소를 회수하는 폐기물 처리 및 자원화 장치에 있어서, 폐기물 처리 장치로서 폐기물 용융 가스화 및 정제장치(100)와 이산화 탄소 회수장치로서 이산화 탄소 정제 및 액화장치(200)를 연계하여 폐기물의 친환경 처리와 더불어 스팀(steam)과 액화 이산화 탄소(Liquid CO₂)를 동시에 생산하는 에너지 절약형의 폐기물 처리 및 자원화 장치를 구성하되,
상기 폐기물 용융 가스화 및 정제장치(100)는 플라즈마 열분해 가스화 용융로(112)에서 유기물 성분의 값싼 폐기물을 플라즈마(Plasma) 토치(112a)와 버너(112b)를 이용하여 1400℃ 이상의 고온에서 폐기물의 유기물 성분은 가스화하여 친환경적인 합성가스를 생산하고 무기물 성분은 용융 슬래그화 하는 폐기물 용융 가스화 장치부(110), 상기 플라즈마 가스화 용융로(112)에서 배출되는 합성가스가 보유하고 있는 열을 폐열회수보일러(HRSG)(121)와 폐열회수보일러용 이코노마이저(예열기)(122)에서 회수하고 스팀을 발생하여 각 용도별 수요처로 공급하는 폐열회수 보일러 장치부(120), 상기 폐열회수 보일러 장치부(120)에서 열교환 냉각 처리된 합성가스를 집진, 탈황, 냉각의 가스 정제 과정을 거치게 하여 이산화 탄소 회수공정에서 필요로 하는 조건의 합성가스를 정제처리하게 하는 합성가스 정제 장치부(130),상기 합성가스 정제 장치부(130) 후단에 관로 연결되어 합성 가스 보일러에서 유입되는 합성 가스를 냉각시켜 후단의 이산화 탄소 정제 및 액화장치(200)에 적합한 온도로 냉각시키는 기능을 수행하는 냉각장치부(150)와, 습식 스크러버(133)와 합성가스 보일러(141) 사이에 바이 패스 관로로 연결되어 비상상황(EMERGENCY)시에 생산된 합성가스를 처리하여 스택으로 방출시키기 위한 비상 보일러부(170), 그리고 굴뚝 배출 가스(flue gas)를 대기로 방출하는 스택(190)으로 연결 구성하고, 상기 이산화 탄소 정제 및 액화장치(CO2 PURIFICATION SYSTEM)(200는 냉각 가스 드라이어(212), 비가열식 가스 드라이어(210), 이산화탄소 정제기(PSA)(220), 이산화탄소 저장탱크(230), 이산화 탄소 압축기(231), 냉각기(232), 액화이산화탄소 (임시)저장탱크(233)로 구성되어 합성가스 액화공정, 건조 공정, PSA흡착공정(이산화 탄소 추출), 압축공정, 냉각공정을 수행하고 고순도로 정제된 이산화 탄소를 포집하는 구성임을 특징으로 하는 폐기물의 플라즈마 열분해 가스화장치가 연계되어 스팀과 이산화 탄소를 회수 공급하는 에너지 절약형의 친환경 폐기물 자원화 장치 A waste treatment and recycling apparatus for recovering carbon dioxide by gasifying waste, comprising: a waste gasification and purification apparatus (100) as a waste treatment apparatus; and a carbon dioxide purification and liquefaction apparatus (200) as a carbon dioxide recovery apparatus, In addition to the eco-friendly treatment, energy-saving waste treatment and recycling equipment that simultaneously produces steam and liquefied carbon dioxide (Liquid CO 2)
The waste melting and gasifying and refining apparatus 100 recycles waste materials having a low organic component from a plasma pyrolysis and gasification melting furnace 112 into a waste organic material component at a high temperature of 1400 ° C or higher using a plasma torch 112a and a burner 112b. A waste gasification unit 110 for producing an environmentally friendly synthesis gas by gasification and forming an inorganic component into molten slag, a heat recovery unit for recovering the heat held by the syngas discharged from the plasma gasification melting furnace 112 by a waste heat recovery boiler (HRSG) A waste heat recovery boiler unit 120 for recovering heat from the waste heat recovery boiler unit 121 and an economizer (preheater) 122 for the waste heat recovery boiler to generate steam and supplying the generated steam to a customer for each use; The synthesis gas is subjected to a gas purification process such as dust collection, desulfurization, and cooling to produce synthesis gas required under the carbon dioxide recovery process The synthesis gas purifier unit 130 is connected to the downstream end of the synthesis gas purifier unit 130 to cool the synthesis gas introduced from the synthesis gas boiler to the carbon dioxide purifier unit 200 A cooling device 150 that performs a function of cooling the mixed gas to a suitable temperature and a syngas produced by the bypass line between the wet scrubber 133 and the syngas boiler 141, An emergency boiler unit 170 for discharging the flue gas to the stack and a stack 190 for discharging the flue gas to the atmosphere and the CO 2 purifying system 200 A carbon dioxide purifier (PSA) 220, a carbon dioxide storage tank 230, a carbon dioxide compressor 231, a cooler 232, a liquefied carbon dioxide (temporary) storage Tang (233) is configured to perform a synthesis gas liquefaction process, a drying process, a PSA adsorption process (carbon dioxide extraction), a compression process, and a cooling process, and collecting carbon dioxide purified at a high purity. An energy-saving environment-friendly waste recycling system that collects and supplies steam and carbon dioxide in association with a gasification system 제 1항에 있어서, 합성가스 보일러 장치부(150) 후단의 냉각장치부(150)는 제1 가스냉각기(gas cooler)(151)와 제2 가스냉각기(gas cooler)(152)가 순차로 연결 구성되어 제1가스냉각기(gas cooler)(151)가 합성가스 보일러에서 배출되는 배출 가스(flue gas)의 폐열을 회수하여 보일러수(Boiler Feed Water)를 더욱 가열시키는 기능을 1차적으로 수행하고, 잔여 폐열은 제2가스냉각기(152)를 이용하여 배출 가스(flue gas)를 50℃ 미만으로 낮춰서 이산화 탄소 정제 및 액화장치(200)에 이송시키되 제2가스냉각기(152) 후단의 스택(190)에 연결되는 가스 관로상에 냉각탑(cool tower)(153)과 바이 패스 연결되는 냉각 라인을 형성하여 배출 가스(flue gas)를 냉각시켜 배출함을 특징으로 하는 폐기물의 플라즈마 열분해 가스화장치가 연계되어 스팀과 이산화 탄소를 회수 공급하는 에너지 절약형의 친환경 폐기물 자원화 장치The gas turbine engine of claim 1, wherein the cooling unit (150) at the downstream end of the syngas boiler unit (150) comprises a first gas cooler (151) and a second gas cooler The first gas cooler 151 primarily performs a function of recovering the waste heat of the flue gas discharged from the syngas boiler to further heat the boiler feed water, The residual waste heat is transferred to the carbon dioxide refining and liquefying apparatus 200 by lowering the flue gas to less than 50 캜 using the second gas cooler 152 while the stack 190 of the latter stage of the second gas cooler 152, And a cooling line bypassing the cooling tower 153 is formed on a gas pipe connected to the cooling tower 153 to cool and discharge the flue gas. And an energy-saving type that recovers carbon dioxide Environmental waste recycling equipment 제 1항에 있어서, 상기 이산화 탄소 정제 및 액화장치(CO2 PURIFICATION SYSTEM)(200)의 냉동식 건조장치(Refrigerated Gas Dryer)(212)는 합성가스(원료가스)를 냉각 응축시켜 합성가스에 함유된 수분을 가스상태에서 액상으로 전환시키고, 전환된 액상의 물을 드레인 밸브를 사용하여 수처리장치부(water treatment system)(300)로 배출함을 특징으로 하는 폐기물의 플라즈마 열분해 가스화장치가 연계되어 스팀과 이산화 탄소를 회수 공급하는 에너지 절약형의 친환경 폐기물 자원화 장치The method of claim 1, wherein the freezing drying apparatus (Refrigerated Gas Dryer) (212) of the carbon dioxide purification and liquefaction unit (CO 2 PURIFICATION SYSTEM) (200) is condensed cooling the synthesis gas (source gas) contained in the syngas Wherein the water is converted from a gaseous state to a liquid phase and the converted liquid water is discharged to a water treatment system (300) using a drain valve. The plasma pyrolysis gasification apparatus And an energy-saving environment-friendly waste recycling apparatus for recovering and supplying carbon dioxide 제 1항에 있어서, 상기 이산화 탄소 정제 및 액화장치(CO2 PURIFICATION SYSTEM)(200)의 비가열 드라이어(210)는 제습재가 충진된 칼럼을 구비하는 2개의 흡착탑으로 구성되어 전자 밸브에 의하여 상호 가역적으로 동작함으로써 가스 중에 함유된 수분을 제거하고 건조된 가스를 이산화탄소 정제기(PSA, 압력 변동 흡착 장치)(220)에 이송시키되, 다수 개 전자 펌프(V)의 절환작용으로 이산화탄소 정제기에서 복귀되는 저 순도 가스를 건조 처리하여 벤트 가스 저장탱크(211)나 저순도 이산화탄소 저장탱크(215)에 보내서 임시로 저장하거나, 이산화탄소 정제기(PSA, 압력변동흡착장치)(220)로 복귀 재순환시키거나, 잔여 이산화탄소를 벤트 블로워(214)를 이용 대기중으로 방출하는 동작을 수행하여 흡착탑에 잔류하게 되는 미처리 이산화 탄소 가스(CO2-poor gas)의 방출이나 정제가 완료된 이산화 탄소 가스로의 혼입을 막을 수 있게 구성됨을 특징으로 하는 폐기물의 플라즈마 열분해 가스화장치가 연계되어 스팀과 이산화 탄소를 회수 공급하는 에너지 절약형의 친환경 폐기물 자원화 장치The method of claim 1, wherein the non-heat dryer 210 of the carbon dioxide purification and liquefaction unit (CO 2 PURIFICATION SYSTEM) (200) is composed of two adsorption columns having a column dehumidified material filled mutually reversible by solenoid valve (PSA, pressure swing adsorption device) 220, and the low purity of the carbon dioxide purifier returned from the carbon dioxide purifier by the switching action of the plurality of the electronic pumps (V) The gas is sent to the vent gas storage tank 211 or the low purity carbon dioxide storage tank 215 for temporary storage or recycled to the carbon dioxide purifier (PSA) 220 or the remaining carbon dioxide into the atmosphere by using the vent blower 214 performs an operation of emitting the carbon dioxide emissions of the raw gas (CO 2 -poor gas) that remains on the adsorption tower or I is the plasma pyrolysis gasifier for waste, characterized by configured possible to prevent the incorporation of carbon dioxide gas is completed in conjunction friendly waste of energy-efficient for recovering the supplied steam and carbon dioxide recycling device
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