KR20230018566A - Treatment process of waste and process using the same - Google Patents

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KR20230018566A
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a waste treatment system. The waste treatment system of the present invention comprises: a drying device drying a waste; a thermal decomposition device which thermally decomposes the waste transported from the drying device; a combustion device which burns an exhaust gas discharged from the thermal decomposition device; and a transfer pipe transferring the exhaust gas discharged from the thermal decomposition device to the combustion device after using the same as a heat source for the drying device. Provided are the waste treatment system for decomposing and treating a harmful compound contained in the waste and preventing the same from regenerating in an atmosphere, and a process thereof.

Description

폐기물 처리시스템 및 그 공정{TREATMENT PROCESS OF WASTE AND PROCESS USING THE SAME} Waste treatment system and its process {TREATMENT PROCESS OF WASTE AND PROCESS USING THE SAME}

본 발명은 폐기물 처리시스템 및 그 공정에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 열분해 장치 및 연소 장치에서 배출되는 폐열을 이용하여 폐기물을 건조시키는 폐기물 처리시스템 및 그 공정에 관한 것이다. The present invention relates to a waste disposal system and its process. Specifically, the present invention relates to a waste treatment system and process for drying waste using waste heat discharged from a pyrolysis device and a combustion device.

일반적으로, 가정에서 발생하는 각종 생활 쓰레기와 산업 현장에서 발생하는 산업 폐기물 등은 분리수거 등의 방식으로 일부 재활용되고 있으나, 이러한 분리수거 등의 재활용이 불가능한 폐기물 및 폐수는 매립, 해양 배출 및 소각 등의 방식으로 처리되고 있다. In general, various domestic wastes generated at home and industrial wastes generated at industrial sites are partially recycled through separate collection, etc. is being processed in a way that

도 1은 종래 폐수를 처리하는 공정을 도시한 도면이다. 종래 폐수 처리 공정은 폭기조 및 슬러지침전부를 통해 폐수를 슬러지화 한 후, 유해물을 포함하는 슬러지를 땅에 매립 또는 소각하여 처리하였다. 1 is a view showing a conventional wastewater treatment process. In a conventional wastewater treatment process, wastewater is sludged through an aeration tank and a sludge settling unit, and then the sludge containing harmful substances is landfilled or incinerated.

다만, 산업 폐기물 및 폐수는 화학 공정, 펄프 공정, 소각 공정 등 다양한 제품의 생산 공정에서 원치 않는 부산물로 유해 염소화합물이 생성되고 있어, 산업 폐기물 및 폐수 내 슬러지를 매립 또는 소각하게 되면 산업 폐기물 및 슬러지에 포함된 유해 염소화합물은 토양, 물, 대기 중으로 방출되게 된다. However, industrial waste and wastewater produce harmful chlorine compounds as unwanted by-products in various product production processes, such as chemical processes, pulp processes, and incineration processes. Harmful chlorine compounds contained in water are released into soil, water and air.

그리고, 폐기물을 소각하는 과정에서 발생하는 고온의 배기가스에는 대기중에서 서서히 냉각되면서 분해된 유해 염소화합물이 소량 재생성되는 문제가 발생하게 된다. In addition, the high-temperature exhaust gas generated in the process of incinerating the waste is gradually cooled in the air, causing a problem in that a small amount of decomposed harmful chlorine compounds are regenerated.

한국등록특허 제10-1753204호Korean Patent Registration No. 10-1753204 한국등록특허 제10-2198080호Korea Patent Registration No. 10-2198080

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폐기물에 포함된 유해 화합물을 분해하여 처리하고, 대기 중에서 재생성되는 것을 방지하기 위한 폐기물 처리시스템 및 그 공정을 제공하고자 한다. The present invention is to solve the problems of the prior art, to provide a waste treatment system and process for decomposing and treating harmful compounds contained in waste and preventing them from being regenerated in the air.

그리고, 본 발명은 연소 장치에서 발생하는 폐열 뿐만 아니라 열분해 장치에서 발생하는 배기가스를 건조 장치로 공급하여 주 열원 이외에 추가 열원을 공급하는 폐기물 처리시스템 및 그 공정을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide a waste treatment system and a process for supplying an additional heat source in addition to the main heat source by supplying exhaust gas generated from a pyrolysis device as well as waste heat generated from a combustion device to a drying device.

본 발명의 일 실시상태는 폐기물을 건조하는 건조 장치; 상기 건조 장치로부터 이송된 폐기물을 열분해하여 상기 폐기물을 배기가스 및 열분해 슬러지로 분해하는 열분해 장치; 상기 배기가스를 연소하는 연소 장치; 및 상기 열분해 장치로부터 배출된 상기 배기가스를 상기 건조 장치의 열원으로 사용한 후 상기 연소 장치로 이송하는 이송관을 포함하고, 상기 연소 장치는 상기 열분해 장치에서 배출되는 상기 배기가스 및 상기 건조 장치의 열원으로 사용된 후의 상기 배기가스 중 어느 하나 이상을 연소하는 배기가스 연소부를 포함하는 폐기물 처리시스템을 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention is a drying device for drying waste; a pyrolysis device for thermally decomposing the waste transferred from the drying device to decompose the waste into exhaust gas and pyrolysis sludge; a combustion device that burns the exhaust gas; and a transfer pipe for using the exhaust gas discharged from the pyrolysis device as a heat source of the drying device and transferring the exhaust gas to the combustion device, wherein the combustion device includes the exhaust gas discharged from the pyrolysis device and a heat source of the drying device. It provides a waste treatment system including an exhaust gas combustion unit that burns any one or more of the exhaust gas after being used as a waste gas.

본 발명의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 연소 장치는 상기 배기가스를 연소한 후의 폐열을 이용하여 스팀을 생성하는 스팀 생성부 및 상기 스팀 생성부에서 발생한 상기 스팀을 상기 건조 장치로 이송하는 스팀 이송관을 포함하는 폐기물 처리시스템을 제공한다. In another exemplary embodiment of the present invention, the combustion device includes a steam generator for generating steam using waste heat after burning the exhaust gas and steam for transporting the steam generated in the steam generator to the drying device. A waste disposal system including a transfer pipe is provided.

본 발명의 또 하나의 실시상태에 있어서, 폐기물을 건조하는 건조 단계; 건조된 상기 폐기물을 열분해하고, 상기 폐기물이 열분해되어 배출되는 배기가스를 상기 건조 단계의 열원으로 공급하는 열분해 단계; 및 상기 건조 단계의 열원으로 사용된 상기 배기가스를 연소하는 연소 단계를 포함하는 폐기물 처리 공정을 제공한다. In another embodiment of the present invention, a drying step of drying the waste; A thermal decomposition step of thermally decomposing the dried waste and supplying an exhaust gas discharged from the thermal decomposition of the waste as a heat source of the drying step; and a combustion step of burning the exhaust gas used as a heat source in the drying step.

본 발명의 실시상태들에 따른 폐기물 처리시스템에 따르면, 2번의 열분해를 통해 유해 화합물을 완전 분해 및 제거하여 최종적으로 배출되는 가스 내에 포함된 유해 물질을 감소시킬 수 있다. According to the waste treatment system according to the exemplary embodiments of the present invention, it is possible to completely decompose and remove harmful compounds through two thermal decompositions, thereby reducing the harmful substances contained in the finally discharged gas.

또한, 연소 장치에서 발생하는 폐열을 이용하여 생성된 스팀을 건조 장치의 주열원으로 사용하여 폐기물을 건조함으로써, 건조 장치에 폐기물 건조를 위한 추가 열원 공급을 하지 않아 경제적일 수 있다. In addition, by using steam generated from waste heat generated in a combustion device as a main heat source of the drying device to dry waste, it is economical because an additional heat source for drying waste is not supplied to the drying device.

또한, 열분해 장치에서 발생하는 배기가스를 보조 열원으로 건조 장치에 추가 공급함으로써, 주열원인 스팀의 온도를 유지하여 폐기물의 건조 효율을 유지할 수 있다. In addition, by additionally supplying the exhaust gas generated in the pyrolysis device to the drying device as an auxiliary heat source, the temperature of steam, which is the main heat source, can be maintained to maintain the drying efficiency of the waste.

도 1은 종래 폐수 처리 공정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 폐기물 처리시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시상태에 따른 폐기물 처리시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 건조 장치를 도시한 평면도이다. 1 is a diagram showing a conventional wastewater treatment process.
2 is a block diagram showing a waste treatment system according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a waste treatment system according to another embodiment of the present invention.
4 is a plan view illustrating a drying apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 도면은 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 도면에 의하여 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the drawings are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 폐기물 처리시스템(100)을 도시한 구성도이다. 2 is a block diagram showing a waste treatment system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention.

폐기물 처리시스템(100)은 건조 장치(10), 열분해 장치(20), 연소 장치(30) 및 이송관(40)을 포함한다. The waste treatment system 100 includes a drying device 10, a pyrolysis device 20, a combustion device 30 and a transfer pipe 40.

건조 장치(10)는 폐기물 저장부에서 폐기물을 공급받아 내부 온도에 의해 폐기물을 건조하는 것으로, 폐기물의 함수율을 감소시킨다. 따라서, 건조 장치(10)는 폐기물에 포함된 액체만 증발시키는 것으로, 상온 보다 높고 후술되는 폐기물이 열분해되는 온도보다는 낮은 온도에서 폐기물의 함수율을 감소시킬 수 있다. The drying device 10 receives waste from a waste storage unit and dries the waste at an internal temperature, thereby reducing the moisture content of the waste. Therefore, the drying device 10 evaporates only the liquid contained in the waste, and can reduce the moisture content of the waste at a temperature higher than room temperature and lower than a temperature at which the waste is pyrolyzed, which will be described later.

건조 장치(10)는 폐기물 저장부와 관으로 연결되어 폐기물의 이동을 가이드한다. 폐기물 저장부에서 건조 장치(10)로 폐기물이 이동되는 동력을 제공하기 위해, 건조 장치(10)는 펌프(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. The drying device 10 is connected to the waste storage unit through a pipe to guide the movement of the waste. In order to provide power for moving waste from the waste storage unit to the drying device 10, the drying device 10 may further include a pump (not shown).

펌프는 폐기물 저장부에서 건조 장치(10)로 폐기물을 연속적으로 이동시키는 것으로, 폐기물 저장부와 건조 장치(10)를 연결하는 관 중간에 위치될 수 있다. The pump continuously moves waste from the waste storage unit to the drying device 10, and may be located in the middle of a pipe connecting the waste storage unit and the drying device 10.

도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 건조 장치(10)를 도시한 평면도이다. 건조 장치(10)는 본체(11), 회전 모듈(12), 열공급부(13) 및 배기가스 유동부(14)를 포함한다. 4 is a plan view illustrating a drying apparatus 10 according to an exemplary embodiment of the present invention. The drying device 10 includes a main body 11, a rotation module 12, a heat supply unit 13 and an exhaust gas flow unit 14.

건조 장치(10)는 폐기물을 건조시키기 위한 열원으로 열분해 장치(20)에서 공급받는 배기가스 및 연소 장치(30)로부터 공급받은 스팀 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. The drying device 10 may use at least one of exhaust gas supplied from the pyrolysis device 20 and steam supplied from the combustion device 30 as a heat source for drying the waste.

예를 들어, 건조 장치(10)는 열원으로 배기가스 및 스팀을 공급받는 경우, 연소 장치(30)로부터 공급받은 스팀을 주 열원으로 사용할 수 있고, 폐기물을 건조시키기 위한 보조 열원으로 열분해 장치(20)로부터 공급받은 배기가스를 사용할 수 있다. For example, when the drying device 10 receives exhaust gas and steam as a heat source, the steam supplied from the combustion device 30 may be used as a main heat source, and the pyrolysis device 20 may be used as an auxiliary heat source for drying waste. ) can be used.

본체(11)는 건조 장치(10)의 외형을 결정하는 구성으로, 삼각기둥, 사각기둥, 오각기둥, 육각기둥, 다각기둥 등의 형태로 제공될 수 있으나, 폐기물을 수용할 수 있는 형태라면 특별히 한정하지 않는다. The body 11 is a configuration that determines the external shape of the drying device 10, and may be provided in the form of a triangular prism, a square prism, a pentagonal prism, a hexagonal prism, a polygonal prism, or the like. Not limited.

회전 모듈(12)은 폐기물을 건조시키기 위한 열원이 공급되는 구성으로, 회전 모듈(12)은 내부에 스팀이 공급될 수 있다. The rotating module 12 is configured to supply a heat source for drying waste, and steam may be supplied therein.

회전 모듈(12)은 내부에 공급된 스팀에 의해 온도가 상승하고, 스팀으로 인해 증가된 온도를 이용하여 폐기물을 건조시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 건조 장치(10)는 폐기물과 스팀이 직접 접촉하지 않고 폐기물을 건조시킬 수 있다. The temperature of the rotation module 12 is increased by the steam supplied therein, and the waste may be dried using the increased temperature due to the steam. Therefore, the drying apparatus 10 according to the present invention can dry waste without direct contact between waste and steam.

회전 모듈(12)은 외부에서 동력을 공급받아 회전하는 회전체와 회전체 외부에 구비되는 날개(혹은 디스크, 패들, 스크류 등)를 포함할 수 있다. 회전체 및 날개는 내부가 비어 있는 형태로 구비되고, 내부 빈 공간에 스팀이 공급될 수 있다. 그리고, 스팀은 회전체 일측으로 유입되어 회전체 및 날개에 공급된 후, 회전체의 타측으로 배출될 수 있다. The rotation module 12 may include a rotating body that receives power from the outside and rotates, and wings (or disks, paddles, screws, etc.) provided outside the rotating body. The rotating body and the blades are provided in an empty interior, and steam may be supplied to the interior empty space. In addition, the steam may be introduced into one side of the rotating body, supplied to the rotating body and wings, and then discharged to the other side of the rotating body.

폐기물은 스팀에 의해 온도가 증가된 회전체 및 날개와 접촉하여 폐기물에 포함되어 있던 액체가 휘발됨으로써, 폐기물이 건조되고 폐기물의 함수율이 감소될 수 있다. The waste is in contact with the rotating body and the wings, the temperature of which is increased by steam, and the liquid contained in the waste is volatilized, thereby drying the waste and reducing the moisture content of the waste.

열공급부(13)는 회전 모듈(12)과 함께 열원이 공급되는 구성으로, 열공급부(13)는 본체(11) 내주에 구비되고, 연소 장치(30)로부터 스팀을 공급받아 본체(11) 내부 온도를 증가시킨다. 그리고, 열공급부(13) 또한 폐기물과 접촉하여 폐기물을 건조하고 폐기물의 함수율을 감소시킬 수 있다. The heat supply unit 13 has a configuration in which a heat source is supplied together with the rotation module 12, and the heat supply unit 13 is provided on the inner circumference of the main body 11, receives steam from the combustion device 30, and enters the main body 11 increase the temperature In addition, the heat supply unit 13 may also contact the waste to dry the waste and reduce the moisture content of the waste.

열공급부(13)는 스팀 공급부 및 배출부(도시되지 않음)가 포함되어 있고, 스팀 공급부는 연소 장치(30)와 연결될 수 있다. 열공급부(13)는 회전 모듈(12)의 일측 및 타측과 연결되고, 스팀 공급부 및 배출부는 열공급부(13)가 회전체 타측과 연결된 위치를 기준으로 상부 및 하부 중 어느 하나에 위치될 수 있다. The heat supply unit 13 includes a steam supply unit and a discharge unit (not shown), and the steam supply unit may be connected to the combustion device 30 . The heat supply unit 13 is connected to one side and the other side of the rotation module 12, and the steam supply unit and the discharge unit may be located at either the upper or lower part based on the position where the heat supply unit 13 is connected to the other side of the rotating body. .

그리고, 열공급부(13)는 연소 장치(30)로부터 공급받은 스팀을 회전 모듈(12)로 분배할 수 있다. 즉, 스팀 공급부는 열공급부(13)의 일측에 구비되어 연소 장치(30)로부터 배출되는 스팀을 공급받고, 스팀은 열공급부(13) 및 회전 모듈(12)로 유동 및 분배될 수 있다. Also, the heat supply unit 13 may distribute the steam supplied from the combustion device 30 to the rotation module 12 . That is, the steam supply unit is provided on one side of the heat supply unit 13 to receive steam discharged from the combustion device 30, and the steam may flow and be distributed to the heat supply unit 13 and the rotation module 12.

따라서, 본 발명에 따른 회전 모듈(12)은 열공급부(13)를 통해 스팀을 공급받으므로, 외부로부터 직접 스팀을 공급받을 수 있는 구성이 생략될 수 있다. 다시 말해, 스팀은 열공급부(13)에 먼저 공급된 후, 열공급부(13) 내부에 공급된 스팀이 회전 모듈(12)로 분배될 수 있다. Therefore, since the rotation module 12 according to the present invention receives steam through the heat supply unit 13, a configuration for directly receiving steam from the outside can be omitted. In other words, after steam is first supplied to the heat supply unit 13 , the steam supplied inside the heat supply unit 13 may be distributed to the rotation module 12 .

배기가스 유동부(14)는 폐기물을 건조시키기 위한 열원으로 공급되는 구성이고, 회전 모듈(12) 및 열공급부(13)에 스팀이 공급될 경우, 배기가스 유동부(14)에 공급되는 배기가스는 보조 열원으로 사용될 수 있다. The exhaust gas flow part 14 is configured to be supplied as a heat source for drying waste, and when steam is supplied to the rotation module 12 and the heat supply part 13, the exhaust gas supplied to the exhaust gas flow part 14 can be used as an auxiliary heat source.

배기가스 유동부(14)는 본체(11) 외주면에 구비되고 본체(11)와의 사이에 공간이 형성되어 열분해 장치(20)로부터 공급되는 배기가스를 유동 및 수용할 수 있다. 따라서, 배기가스 유동부(14)는 본체(11)에 의해 열공급부(13)와 분리될 수 있다. The exhaust gas flow unit 14 is provided on an outer circumferential surface of the main body 11 and has a space formed between the main body 11 and the exhaust gas supplied from the pyrolysis device 20 to flow and receive it. Therefore, the exhaust gas flow part 14 may be separated from the heat supply part 13 by the main body 11 .

배기가스 유동부(14)는 본체(11) 외주면을 모두 감싸는 형태로 제공되거나, 복수 개의 배기가스 유동부(14)가 제공되어 본체(11) 외주면에 이격되어 위치될 수 있다. 복수 개의 배기가스 유동부(14)가 제공될 경우, 배기가스 유동부(14)는 본체(11)의 축 방향을 기준으로 대향되는 방향으로 위치될 수 있다. The exhaust gas flow part 14 may be provided in a form surrounding the entire outer circumferential surface of the main body 11, or a plurality of exhaust gas flow parts 14 may be provided and spaced apart from the outer circumferential surface of the main body 11. When a plurality of exhaust gas flow parts 14 are provided, the exhaust gas flow parts 14 may be positioned in directions opposite to the axial direction of the main body 11 .

그리고, 배기가스 유동부(14)는 배기가스가 공급되는 위치와 배출되는 위치가 다르게 위치될 수 있다. 배기가스가 공급되는 위치는 본체(11)의 축방향을 기준으로 열공급부(13)의 스팀 공급부 및 배출부와 대향되는 위치에 구비될 수 있다. In addition, the exhaust gas flow unit 14 may be positioned differently from a position where the exhaust gas is supplied and a position where the exhaust gas is discharged. The location where the exhaust gas is supplied may be provided at a location opposite to the steam supply unit and discharge unit of the heat supply unit 13 based on the axial direction of the main body 11 .

예를 들어, 본 발명에 따른 건조 장치(10)의 본체(11)가 사각기둥으로 구비되고, 두 개의 배기가스 유동부(14)가 구비될 경우, 배기가스 유동부(14)는 본체(11)의 축방향을 기준으로 상측 및 하측에 위치될 수 있다. For example, when the main body 11 of the drying apparatus 10 according to the present invention is provided with a square column and two exhaust gas flow parts 14 are provided, the exhaust gas flow part 14 is the main body 11 ) may be located on the upper and lower sides relative to the axial direction of

본체(11) 상측에 위치한 배기가스 유동부(14)로는 배기가스가 공급될 수 있고, 본체(11) 하측에 위치한 배기가스 유동부(14)로는 배기가스가 배출될 수 있다. Exhaust gas may be supplied to the exhaust gas flow part 14 located on the upper side of the body 11, and exhaust gas may be discharged to the exhaust gas flow part 14 located on the lower side of the body 11.

그리고, 본 발명에 따른 건조 장치(10)는 배기가스 유동부(14)가 위치되지 않는 본체(11)의 측면에 본체(11)의 일측 및 타측에 위치한 배기가스 유동부(14)를 연결하는 연결부(도시되지 않음)가 더 포함될 수 있다. In addition, the drying apparatus 10 according to the present invention connects the exhaust gas flow part 14 located on one side and the other side of the main body 11 to the side of the main body 11 where the exhaust gas flow part 14 is not located. A connecting portion (not shown) may be further included.

따라서, 배기가스는 본체(11)의 일측에 위치한 배기가스 유동부(14)로 공급되고, 연결부를 통해 본체(11)의 타측에 위치한 배기가스 유동부(14)로 이동 및 배기가스가 외부로 배출될 수 있다. Therefore, the exhaust gas is supplied to the exhaust gas flow part 14 located on one side of the main body 11, moves to the exhaust gas flow part 14 located on the other side of the main body 11 through the connection part, and the exhaust gas is discharged to the outside. may be discharged.

배기가스 유동부(14)는 폐기물을 건조하기 위한 보조 열원으로 열공급부(13)에 공급되는 스팀과 열교환되어 스팀의 온도를 유지시킬 수 있다. The exhaust gas flow unit 14 is an auxiliary heat source for drying waste and can maintain the temperature of the steam by exchanging heat with steam supplied to the heat supply unit 13 .

건조 장치(10)는 측정부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 측정부는 열공급부(13)에 설치되어, 열공급부(13)의 온도를 측정하거나, 건조 장치(10)의 작동 유무를 측정할 수 있다. The drying device 10 may further include a measuring unit (not shown). The measurement unit may be installed in the heat supply unit 13 to measure the temperature of the heat supply unit 13 or whether the drying device 10 is operating.

측정부는 열공급부(13)의 온도나 건조 장치(10)의 작동 유무에 관한 데이터를 후술되는 제어부(도시되지 않음)로 전달하여 건조 장치(10)의 보조 열원인 배기가스의 공급을 조절할 수 있다. The measurement unit can control the supply of exhaust gas, which is an auxiliary heat source of the drying unit 10, by transferring data on the temperature of the heat supply unit 13 or the operation of the drying unit 10 to a control unit (not shown) to be described below. .

열분해 장치(20)는 건조 장치(10)로부터 이송된 폐기물을 열분해하는 것이다. 열분해 장치(20)는 폐기물을 저온에서 분해하여 배기가스 및 열분해 슬러지로 분해할 수 있다. 여기서, 열분해 슬러지는 고체, 액체 및 고체와 액체가 혼합된 형태 중 어느 하나 이상의 형태의 슬러지를 포함할 수 있다. The thermal decomposition device 20 thermally decomposes the waste transported from the drying device 10 . The pyrolysis device 20 can decompose the waste into exhaust gas and pyrolysis sludge by decomposing the waste at a low temperature. Here, the pyrolysis sludge may include sludge in any one or more types of solid, liquid, and solid/liquid mixtures.

열분해 장치(20)는 폐기물의 건조 온도 보다는 높고 배기가스가 연소되는 온도 보다는 낮은 온도에서 폐기물을 배기가스 및 열분해 슬러지로 분해할 수 있다. The pyrolysis device 20 may decompose the waste into exhaust gas and pyrolysis sludge at a temperature higher than the drying temperature of the waste and lower than the temperature at which the exhaust gas is burned.

열분해 장치(20)는 회전식 소성로(rotaty kiln), 유동층 반응기 등을 포함할 수 있으나, 폐기물을 저온에서 열분해할 수 있는 장치라면 특별히 한정하지 않는다. The pyrolysis device 20 may include a rotary kiln, a fluidized bed reactor, and the like, but is not particularly limited as long as it can pyrolyze waste at a low temperature.

일 실시예에 있어서, 열분해 장치(20)는 회전식 소성로(rotary kiln)가 사용될 수 있다. 회전식 소성로는 가열방식에 따라 직접가열 소성로와 간접가열 소성로로 분류될 수 있고, 직접가열 소성로는 폐기물이 공급되는 방향과 열 및 가스의 흐름 방향에 따라 역류 회전식 소성로 및 정류 회전식 소성로로 분류될 수 있다. In one embodiment, the pyrolysis device 20 may be a rotary kiln. The rotary kiln can be classified into a direct heating kiln and an indirect heating kiln according to the heating method, and the direct heating kiln can be classified into a countercurrent rotary kiln and a rectification rotary kiln according to the direction in which waste is supplied and the flow direction of heat and gas. .

열분해 장치(20)는 200℃내지 600℃의 온도에서 폐기물을 열분해하기 위해 간접가열 소성로를 사용할 수 있다. The pyrolysis device 20 may use an indirect heating furnace to pyrolyze waste at a temperature of 200° C. to 600° C.

열분해 장치(10)는 내부가 무산소 또는 저산소 분위기를 유지하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 무산소 또는 저산소 분위기는 질소 분위기, 불활성 분위기 및 진공 분위기를 포함할 수 있다. 혹은, 저산소 분위기는 산소의 함량이 3 vol% 이하인 분위기를 포함할 수 있다. The pyrolysis device 10 is characterized in that an oxygen-free or low-oxygen atmosphere is maintained inside. Here, the oxygen-free or low-oxygen atmosphere may include a nitrogen atmosphere, an inert atmosphere, and a vacuum atmosphere. Alternatively, the low-oxygen atmosphere may include an atmosphere in which the oxygen content is 3 vol% or less.

저산소 또는 무산소 분위기는 특정 기체에 제한을 두지 않으며, 예컨대 질소 분위기, 불활성 분위기 또는 진공 분위기일 수 있다. 불활성 분위기는 아르곤 분위기 또는 헬륨 분위기가 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 이 중 특히 저산소 또는 무산소 분위기로 질소 분위기를 적용할 경우, 상대적으로 저렴한 질소를 이용할 수 있어 경제적이며, 분위기 조성이 용이하다는 이점이 있다. 예를 들어, 열분해 장치(10)는 내부 분위기를 유지하기 위해 외부에서 질소가스(N2)를 공급받는 가스 공급부가 구비될 수 있다. The low-oxygen or oxygen-free atmosphere is not limited to a specific gas, and may be, for example, a nitrogen atmosphere, an inert atmosphere, or a vacuum atmosphere. An argon atmosphere or a helium atmosphere may be used as the inert atmosphere, but is not limited thereto. Among them, when a nitrogen atmosphere is applied to a low-oxygen or non-oxygen atmosphere, it is economical because relatively inexpensive nitrogen can be used, and there are advantages in that the atmosphere is easy to create. For example, the pyrolysis device 10 may include a gas supply unit receiving nitrogen gas (N 2 ) from the outside to maintain an internal atmosphere.

열분해 장치(20)의 내부 분위기가 저산소 또는 무산소 분위기인 경우, 200 ℃내지 600 ℃의 온도 및 저산소 또는 무산소 조건에서는 폐기물 내 유해 염소 화합물의 C-Cl 결합이 깨지는 탈염소 반응과 함께, 유해 염소 화합물의 일부 분해 및 완전 분해가 원활하게 일어날 수 있다. 반면, 산소가 3 vol% 초과하여 존재하는 조건에서는 산소가 폐기물 내 유기물 및 유해 염소 화합물과 반응하여 또 다른 유해 염소 화합물을 형성하거나, 분해된 유해 염소 화합물이 재합성되는 문제점이 발생할 수 있다. When the internal atmosphere of the thermal decomposition device 20 is a low-oxygen or anoxic atmosphere, at a temperature of 200° C. to 600° C. and under the low-oxygen or anoxic condition, the dechlorination reaction in which the C-Cl bond of the harmful chlorine compound in the waste is broken, and the harmful chlorine compound Partial and complete decomposition of can occur smoothly. On the other hand, under conditions where oxygen is present in an amount exceeding 3 vol%, oxygen reacts with organic matter and harmful chlorine compounds in the waste to form another harmful chlorine compound or the decomposed harmful chlorine compound may be re-synthesized.

열분해 장치(20)는 무산소 분위기에서 폐기물을 가열함으로써 폐기물이 배기가스 및 열분해 슬러지로 분해되고, 이때, 폐기물에 포함된 유해 화합물 중 완전히 분해되지 않은 유해 화합물은 배기가스에 포함되어 연소 장치(20)로 이송되게 된다. The pyrolysis device 20 decomposes the waste into exhaust gas and pyrolysis sludge by heating the waste in an oxygen-free atmosphere. will be transferred to

또한, 열분해 장치(10)는 열분해 공정 중 무산소 또는 저산소 분위기를 유지하기 위해 열분해 장치(10)에 구비된 모든 공급 및 배출관에 개폐가 가능한 밸브가 포함될 수 있다. In addition, the pyrolysis device 10 may include valves capable of opening and closing all supply and discharge pipes provided in the pyrolysis device 10 in order to maintain an oxygen-free or low-oxygen atmosphere during the pyrolysis process.

연소 장치(30)는 열분해 장치(20)로부터 배출된 배기가스를 연소하는 것으로, 배기가스를 고온 연소하여 저분자 물질로 분해한다. The combustion device 30 burns the exhaust gas discharged from the thermal decomposition device 20, burns the exhaust gas at a high temperature, and decomposes the exhaust gas into low molecular weight substances.

상술한 바와 같이, 열분해 장치(20)에서 배출되는 배기가스는 열분해 장치(20)에서 분해되지 못한 유해 화합물을 포함할 수 있다. 따라서, 기체 상태의 유해 염소화합물을 추가적으로 연소시켜 제거할 필요가 있다. As described above, the exhaust gas discharged from the pyrolysis device 20 may include harmful compounds that have not been decomposed by the pyrolysis device 20 . Therefore, it is necessary to additionally burn and remove harmful chlorine compounds in a gaseous state.

본 발명에 따른 연소 장치(30)는 배기가스를 연소하여 배기가스에 잔존하는 유해 염소화합물을 합성이 어려운 이산화탄소, 물 등의 무해한 저분자 화합물로 전환할 수 있다. The combustion device 30 according to the present invention burns the exhaust gas to convert harmful chlorine compounds remaining in the exhaust gas into harmless low-molecular compounds such as carbon dioxide and water, which are difficult to synthesize.

연소 장치(30)는 스팀 생성부(32), 배기가스 연소부(31) 및 스팀 이송관(33)을 포함할 수 있다. The combustion device 30 may include a steam generator 32 , an exhaust gas combustion unit 31 and a steam transfer pipe 33 .

배기가스 연소부(31)는 열분해 장치(20)로부터 배출된 배기가스를 연소하는 것이고, 스팀 생성부(32)는 배기가스 연소부(31)에서 배기가스를 연소한 후 발생되는 폐열을 이용하여 스팀을 생성하는 것이다. The exhaust gas combustion unit 31 burns the exhaust gas discharged from the pyrolysis device 20, and the steam generator 32 uses waste heat generated after burning the exhaust gas in the exhaust gas combustion unit 31. to create steam.

스팀 생성부(32)와 배기가스 연소부(31)는 적어도 한 면이 접촉되어 위치될 수 있고, 예를 들어, 스팀 생성부(32)는 배기가스 연소부(31)의 상부에 위치하거나, 배기가스 연소부(31)의 내부 상측에 위치될 수 있다. At least one surface of the steam generator 32 and the exhaust gas combustion unit 31 may be placed in contact with each other. For example, the steam generator 32 is located above the exhaust gas combustion unit 31, or It may be located on the upper side of the exhaust gas combustion unit 31 .

스팀 생성부(32)는 내부에 물이 저장되고, 배기가스 연소부(31)의 폐열로부터 열을 공급받아 물의 온도를 증가시키고 스팀이 생성될 수 있다. 이때, 스팀 생성부(32)에 저장되는 물은 스팀 생성부(32)의 전체부피를 기준으로 80% 이하만 저장될 수 있고, 물이 저장되지 않은 공간에서 스팀이 발생될 수 있다. Water is stored in the steam generator 32, and heat is supplied from the waste heat of the exhaust gas combustion unit 31 to increase the temperature of the water and generate steam. At this time, water stored in the steam generating unit 32 may be stored at 80% or less based on the total volume of the steam generating unit 32, and steam may be generated in a space where water is not stored.

배기가스 연소부(31)는 열분해 장치(20)와 유로 또는 덕트로 연결될 수 있고, 유로, 덕트 및 배기가스 공급관중 어느 하나에 송풍기가 포함될 수 있다. The exhaust gas combustion unit 31 may be connected to the pyrolysis device 20 through a flow path or a duct, and a blower may be included in any one of the flow path, the duct, and the exhaust gas supply pipe.

또는, 연소 장치(30)는 배기가스 연소부(31)와 열분해 장치(20)를 연결하는 유로에 캐리어 가스를 공급하여 배기가스를 열분해 장치(20)에서 연소 장치(30)로 이송시킬 수 있다. Alternatively, the combustion device 30 may transfer the exhaust gas from the pyrolysis device 20 to the combustion device 30 by supplying a carrier gas to a passage connecting the exhaust gas combustion unit 31 and the pyrolysis device 20. .

연소 장치(30)는 배기가스의 연소 효율을 증가시키기 위해 내부에 공기를 공급하는 공기 공급부가 구비될 수 있다. 연소 장치(30)가 간접 연소에 의해 배기가스를 연소할 경우, 공기 공급부는 배기가스 공급관과 가스 배출관을 연결하는 유로에 형성될 수 있다. Combustion device 30 may be provided with an air supply unit for supplying air therein to increase the combustion efficiency of the exhaust gas. When the combustion device 30 burns exhaust gas by indirect combustion, the air supply unit may be formed in a flow path connecting the exhaust gas supply pipe and the gas discharge pipe.

그리고, 본 발명에 따른 폐기물 처리시스템(100)는 캐리어 가스를 이용하여 배기가스를 열분해 장치(20)에서 연소 장치(30)로 이동시킬 경우, 캐리어 가스는 연소 장치(30) 내부의 분위기를 유지하고, 배기가스 연소를 촉진시킬 수 있는 공기일 수 있다. And, when the waste treatment system 100 according to the present invention moves the exhaust gas from the pyrolysis device 20 to the combustion device 30 using the carrier gas, the carrier gas maintains the atmosphere inside the combustion device 30. and may be air capable of promoting exhaust gas combustion.

본 명세서에서, 공기는 지구를 둘러싼 대기 하층을 구성하는 무색 투명한 혼합기체에 노출된 상태를 의미한다. 공기는 산소, 질소 등을 포함하며, 본 명세서의 공기 공급부에 공급되는 공기는 전제 공기의 함량 중에서 적어도 산소의 함량이 5 vol% 이상일 수 있다. In this specification, air means a state exposed to a colorless and transparent mixed gas constituting the lower atmosphere surrounding the earth. Air includes oxygen, nitrogen, and the like, and the air supplied to the air supply unit of the present specification may have an oxygen content of at least 5 vol% or more among the total air content.

스팀 이송관(33)은 스팀 생성부(32)에서 발생한 스팀을 건조 장치(10)로 이송하는 것으로, 스팀 생성부(32) 일부에 구비될 수 있다. The steam transfer pipe 33 transfers the steam generated in the steam generator 32 to the drying device 10, and may be provided in a part of the steam generator 32.

스팀 이송관(33)은 스팀 공급관과 연결되어 열공급부(13) 내부로 스팀을 공급할 수 있다. The steam transfer pipe 33 is connected to the steam supply pipe to supply steam into the heat supply unit 13 .

스팀 이송관(33)은 스팀 조절 밸브(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 스팀 조절 밸브는 측정부에서 열공급부(13)의 온도 혹은 건조 장치(10)의 작동 유무에 대한 데이터를 전송받아 건조 장치(10)가 작동되지 않을 경우 스팀의 공급을 차단하거나, 열공급부(13)의 온도가 기준 온도 이하이면 스팀의 공급양을 증가시켜 온도를 유지할 수 있다. The steam transfer pipe 33 may further include a steam control valve (not shown). The steam control valve receives data about the temperature of the heat supply unit 13 or the operation of the drying device 10 from the measuring unit, and blocks the supply of steam when the drying device 10 does not operate, or blocks the heat supply unit 13. ) If the temperature is below the reference temperature, the temperature can be maintained by increasing the amount of steam supplied.

이송관(40)은 열분해 장치(20)로부터 배출된 배기가스를 건조 장치(10)의 열원으로 사용한 후, 배기가스를 연소 장치(30)로 이송할 수 있다. 따라서, 이송관(40)은 배기가스 유동부(14)의 배기가스가 공급되는 방향과 연결되고, 배기가스 유동부(14)의 배기가스가 배출되는 방향과 연결될 수 있다. The transport pipe 40 may use the exhaust gas discharged from the pyrolysis device 20 as a heat source for the drying device 10 and then transport the exhaust gas to the combustion device 30 . Accordingly, the transfer pipe 40 may be connected to the direction in which the exhaust gas of the exhaust gas flow unit 14 is supplied, and connected to the direction in which the exhaust gas of the exhaust gas flow unit 14 is discharged.

그리고, 이송관(40)은 열분해 장치(20)로부터 배출된 배기가스를 건조 장치(10)를 거치지 않고 연소 장치(30)로 바로 이송할 수 있다. In addition, the transfer pipe 40 may directly transfer the exhaust gas discharged from the pyrolysis device 20 to the combustion device 30 without passing through the drying device 10 .

즉, 이송관(40)은 열분해 장치(20)로부터 배출되는 배기가스를 건조 장치(10) 및 연소 장치(30) 중 어느 하나의 방향으로 이송시킬 수 있고, 이송관(40)은 배기가스의 이송 방향 및 배기가스 양을 제어하는 밸브(41)를 포함할 수 있다. That is, the transfer pipe 40 can transfer the exhaust gas discharged from the pyrolysis device 20 in one direction of the drying device 10 and the combustion device 30, and the transfer pipe 40 is It may include a valve 41 for controlling the transfer direction and the amount of exhaust gas.

본 발명에 따른 폐기물 처리시스템(100)은 측정부에서 열공급부(13)의 온도 및 건조 장치(10)의 작동 유무에 대한 데이터를 전송 받아 배기가스 조절 밸브(41) 및 스팀 조절 밸브의 작동을 제어하는 제어부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. The waste treatment system 100 according to the present invention receives data on the temperature of the heat supply unit 13 and the operation of the drying device 10 from the measurement unit and controls the operation of the exhaust gas control valve 41 and the steam control valve. A control unit (not shown) for controlling may be further included.

제어부는 사용자가 기 설정한 열공급부(13) 또는 건조 장치(10) 내부의 온도와 측정부에서 측정된 온도를 비교하여 배기가스 조절 밸브(41) 혹은 스팀 조절 밸브를 조절할 수 있다. 제어부는 건조 장치(10)의 주 열원 및 보조 열원의 공급을 제어함으로써, 건조 장치(10)에서 폐기물의 건조 속도를 일관성 있게 유지할 수 있다. The control unit may adjust the exhaust gas control valve 41 or the steam control valve by comparing the internal temperature of the heat supply unit 13 or the drying device 10 set by the user with the temperature measured by the measurement unit. The control unit may maintain a consistent drying speed of the waste in the drying device 10 by controlling the supply of the main heat source and the auxiliary heat source of the drying device 10 .

예를 들어, 제어부는 열공급부(13) 혹은 건조 장치(10)의 온도가 기 설정 온도보다 낮을 경우, 배기가스 조절 밸브(41)를 제어하여 주 배기가스 양을 증가시킴으로써, 배기가스와 열공급부(14)의 스팀과 열교환 속도를 증가시킬 수 있다. For example, when the temperature of the heat supply unit 13 or the drying device 10 is lower than a predetermined temperature, the controller controls the exhaust gas control valve 41 to increase the amount of exhaust gas, thereby increasing the amount of exhaust gas and heat supply unit. It is possible to increase the rate of heat exchange with steam of (14).

또는, 제어부는 스팀 조절 밸브를 제어하여 열공급부(13)의 온도를 증가시킨 후, 열공급부(14)의 온도가 기 설정 온도까지 증가되지 않으면 배기가스 조절 밸브(41)를 제어하여 배기가스의 양을 증가시킬 수 있다. Alternatively, the controller controls the steam control valve to increase the temperature of the heat supply unit 13, and then controls the exhaust gas control valve 41 to control the exhaust gas control valve 41 if the temperature of the heat supply unit 14 does not increase to the preset temperature. quantity can be increased.

도 3은 본 발명의 다른 실시상태에 따른 폐기물 처리시스템(100')을 도시한 구성도이다. 3 is a block diagram showing a waste disposal system 100' according to another embodiment of the present invention.

폐기물 처리시스템(100')은 건조 장치(10), 열분해 장치(20), 연소 장치(30), 이송관(40), 냉각 장치(50) 및 스크러버(60)를 포함한다. The waste treatment system 100' includes a drying device 10, a pyrolysis device 20, a combustion device 30, a transfer pipe 40, a cooling device 50 and a scrubber 60.

건조 장치(10), 열분해 장치(20), 연소 장치(30) 및 이송관(40)은 일 실시예에 따른 폐기물 처리시스템(100)과 동일한 구성으로 상세한 설명은 생략하기로 한다. The drying device 10, the pyrolysis device 20, the combustion device 30, and the transfer pipe 40 have the same configuration as the waste treatment system 100 according to an embodiment, and detailed descriptions thereof will be omitted.

냉각 장치(50)는 배기가스가 연소된 정화 가스를 급속 냉각시키는 것이다. The cooling device 50 rapidly cools the purge gas in which the exhaust gas is burned.

일 실시예에 있어서, 냉각 장치(50)는 배기가스가 저장되는 용기에 냉각관이 감겨있는 형태로 구비될 수 있다. 냉각 장치(50)는 냉각관에 의해 내부 기온이 낮게 형성되고, 고온 연소로 인해 온도가 높은 배기가스가 급속 냉각되게 된다. In one embodiment, the cooling device 50 may be provided in the form of a cooling pipe wound around a container in which exhaust gas is stored. The cooling device 50 has a low internal temperature by means of a cooling pipe, and high-temperature exhaust gas is rapidly cooled due to high-temperature combustion.

냉각 장치(50)는 온도가 상이하게 설정된 복수개의 용기를 포함할 수 있다. The cooling device 50 may include a plurality of containers having different temperatures.

다른 실시예에 있어서, 냉각 장치(50)는 연소 장치(30)에서 배기가스가 배출되는 배관의 외면에 형성될 수 있다. 배기가스가 배출되는 배관 외면에 냉각관을 형성하여, 배출과 동시에 배기가스를 급속 냉각시킬 수 있다. In another embodiment, the cooling device 50 may be formed on an outer surface of a pipe through which exhaust gas is discharged from the combustion device 30 . By forming a cooling pipe on the outer surface of the pipe through which the exhaust gas is discharged, the exhaust gas can be rapidly cooled at the same time as the exhaust gas is discharged.

냉각관 내부에는 냉각수가 공급되거나, 이산화탄소, 헬륨 등의 가스가 공급될 수 있다. Cooling water or gas such as carbon dioxide or helium may be supplied to the inside of the cooling pipe.

본 발명에 따른 냉각 장치(50)는 연소된 배기가스를 급냉시킬 수 있는 장치라면 특별히 한정하지 않는다. The cooling device 50 according to the present invention is not particularly limited as long as it can rapidly cool the burnt exhaust gas.

스크러버(60)는 연소 장치(20) 및 냉각 장치(50) 중 어느 하나 이상에서 배출되는 정화가스를 필터링하여 필터링된 가스를 대기로 배출시킨다. The scrubber 60 filters the purified gas discharged from at least one of the combustion device 20 and the cooling device 50 and discharges the filtered gas into the atmosphere.

본 발명에 따른 스크러버(60)는 습식 스크러버로 유기 용매 스크러버 및 염기 용액 스크러버를 포함할 수 있다. 이때, 유기 용매 스크러버는 하나 이상 구비될 수 있다. The scrubber 60 according to the present invention is a wet scrubber and may include an organic solvent scrubber and a base solution scrubber. At this time, one or more organic solvent scrubbers may be provided.

스크러버(60)는 측정부(도시되지 않음)를 포함하는데, 측정부는 필터링 후 배출되는 폐액의 유기물 및 유해 염소화합물 농도를 측정할 수 있다.The scrubber 60 includes a measuring unit (not shown), and the measuring unit can measure the concentration of organic matter and harmful chlorine compounds in the waste liquid discharged after filtering.

측정부는 폐액의 유기물 및 유해 염소화합물의 농도가 일정 기준 이상으로 측정되면, 폐액을 슬러지 저장부로 회수시킬 수 있다. The measuring unit can recover the waste liquid to the sludge storage unit when the concentrations of organic matter and harmful chlorine compounds in the waste liquid are measured above a certain standard.

본 발명에 따른 폐기물 처리시스템(100, 100')는 집진 장치(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. The waste disposal systems 100 and 100' according to the present invention may further include a dust collector (not shown).

집진 장치는 백필터를 포함하여, 스크러버(60)와 연결되어 필터링된 정화된 가스를 공급받아 가스에 포함된 미세 입자를 제거할 수 있다. The dust collector includes a bag filter and is connected to the scrubber 60 to receive filtered purified gas and remove fine particles included in the gas.

본 발명에 따른 연속식 폐기물 처리시스템(100, 100')은 전 구성에 센서(도시되지 않음)가 포함되어, 센서에서 체크된 데이터에 의해 전공정이 자동으로 진행되고, 모니터링이 가능하다.The continuous waste disposal system 100, 100' according to the present invention includes a sensor (not shown) in all components, so that the entire process is automatically performed and monitored by data checked by the sensor.

건조 단계(S1)Drying step (S1)

본 발명의 일 실시상태에 따른 폐기물 처리 공정은 폐기물을 건조하는 건조 단계(S1)를 포함한다. A waste treatment process according to an exemplary embodiment of the present invention includes a drying step (S1) of drying the waste.

건조 단계는 폐기물의 함수율이 20 wt% 이하가 되도록 수행할 수 있다. 이와 같은 함수율을 갖는 경우, 후술하는 열분해 단계(S2) 및 연소 단계(S3)에서 유해 화합물의 제거 효율 및 에너지 효율을 높일 수 있다. 건조 단계(S1) 이후, 폐기물의 함수율은 바람직하게는 10 wt% 이하, 더욱 바람직하게는 5 wt% 이하일 수 있다. The drying step may be performed so that the moisture content of the waste is 20 wt% or less. In the case of having such a moisture content, it is possible to increase the removal efficiency and energy efficiency of harmful compounds in the thermal decomposition step (S2) and the combustion step (S3), which will be described later. After the drying step (S1), the moisture content of the waste may be preferably 10 wt% or less, more preferably 5 wt% or less.

건조 단계(S1)는 상기와 같은 함수율 범위를 만족할 수 있도록 하는 방식, 조건 및 시간으로 수행될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상온 보다 높고 열분해 단계의 온도 보다 낮은 온도에서 전술한 함수율을 만족할 때가지 폐기물을 유동시킴으로써 수행될 수 있다. The drying step (S1) may be performed in a manner, condition, and time so as to satisfy the moisture content range as described above, and is not particularly limited. For example, it may be performed by flowing the waste at a temperature higher than room temperature and lower than the temperature of the pyrolysis step until the above-described moisture content is satisfied.

전술한 건조 온도의 조절 및 함수율의 조절은 공지된 방법을 이용하여 수행될 수 있으며, 건조에 사용되는 일반적인 장치를 이용하여 수행될 수 있다. Control of the drying temperature and control of the moisture content described above may be performed using a known method, and may be performed using a general device used for drying.

열분해 단계(S2)Pyrolysis step (S2)

본 발명의 일 실시상태에 따른 폐기물 처리 공정은 건조된 폐기물을 열분해하는 열분해 단계(S2)를 포함한다. The waste treatment process according to an exemplary embodiment of the present invention includes a thermal decomposition step (S2) of thermally decomposing the dried waste.

열분해 단계(S2)는 폐기물에 열을 가해 폐기물을 배기가스 및 열분해 슬러지로 분해할 수 있다. 그리고, 열분해 단계(S2)는 저산소 분위기 또는 무산소 분위기에서 폐기물을 열분해할 수 있다. In the thermal decomposition step (S2), the waste may be decomposed into exhaust gas and pyrolysis sludge by applying heat to the waste. In the thermal decomposition step (S2), the waste may be thermally decomposed in a hypoxic or anoxic atmosphere.

본 명세서에 있어서, 무산소 분위기란 분위기를 조성하는 기체 중 산소가 실질적으로 존재하지 않는 분위기를 의미한다. 열분해 단계(S2)는 산소의 농도가 3 vol% 이하, 바람직하게는 1 vol% 이하인 분위기 하에서 수행되는 것이 바람직하며, 산소가 전혀 존재하지 않는, 즉 산소 농도가 0 vol%인 분위기에서 수행될 수 있다. In the present specification, an oxygen-free atmosphere means an atmosphere in which oxygen among gases constituting the atmosphere does not substantially exist. The thermal decomposition step (S2) is preferably carried out in an atmosphere in which the concentration of oxygen is 3 vol% or less, preferably 1 vol% or less, and oxygen is not present at all, that is, the oxygen concentration is 0 vol%. there is.

열분해 단계(S2)가 저산소 또는 무산소 분위기 하에서 수행되는 경우, 200 ℃내지 600 ℃의 온도 및 저산소 또는 무산소 조건에서는 슬러지 내 유해 염소 화합물의 C-Cl 결합이 깨지는 탈염소 반응과 함께, 유해 염소 화합물의 일부 분해 및 완전 분해가 원활하게 일어날 수 있다. 반면, 산소가 3 vol% 초과하여 존재하는 조건에서는 산소가 슬러지 내 유기물 및 유해 염소 화합물과 반응하여 또 다른 유해 염소 화합물을 형성하거나, 분해된 유해 염소 화합물이 재합성되는 문제점이 발생할 수 있다. When the thermal decomposition step (S2) is performed under a low-oxygen or anoxic atmosphere, at a temperature of 200 ° C. to 600 ° C. and under the low-oxygen or anoxic condition, the dechlorination reaction in which the C-Cl bond of the harmful chlorine compound in the sludge is broken, and the harmful chlorine compound Partial and complete degradation can occur smoothly. On the other hand, under conditions where oxygen is present in an amount exceeding 3 vol%, oxygen reacts with organic matter and harmful chlorine compounds in the sludge to form another harmful chlorine compound or the decomposed harmful chlorine compound may be re-synthesized.

저산소 또는 무산소 분위기는 특정 기체에 제한을 두지 않으며, 예컨대 질소 분위기, 불활성 분위기 또는 진공 분위기일 수 있다. 상기 불활성 분위기는 아르곤 분위기 또는 헬륨 분위기가 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 이 중 특히 저산소 또는 무산소 분위기로 질소 분위기를 적용할 경우, 상대적으로 저렴한 질소를 이용할 수 있어 경제적이며, 분위기 조성이 용이하다는 이점이 있다. 저산소 또는 무산소 분위기는 캐리어 가스(carrier gas)를 열분해 단계에서 사용하는 열분해 장치에 투입함으로써 조절될 수 있다. The low-oxygen or oxygen-free atmosphere is not limited to a specific gas, and may be, for example, a nitrogen atmosphere, an inert atmosphere, or a vacuum atmosphere. The inert atmosphere may be an argon atmosphere or a helium atmosphere, but is not limited thereto. Among them, when a nitrogen atmosphere is applied to a low-oxygen or non-oxygen atmosphere, it is economical because relatively inexpensive nitrogen can be used, and there are advantages in that the atmosphere is easy to create. A hypoxic or anoxic atmosphere can be controlled by introducing a carrier gas into the pyrolysis unit used in the pyrolysis step.

열분해 단계(S2)의 온도 조건은 200℃내지 600℃일 수 있고, 바람직하게는 350℃내지 450℃일 수 있다. 상기 열분해 단계의 온도가 상술한 범위 내일 경우, 후술하는 연소 단계와의 연계적 관점에서 최종적인 유해 화합물 제거율이 더 높을 수 있다. 특히, 열분해 단계(S2)의 온도가 상술한 범위보다 낮은 경우 충분한 유해 화합물 제거가 일어나지 않을 수 있고, 열분해 단계(S2)의 온도가 상술한 범위보다 높은 경우에는 유해 염소 화합물의 제거 효율 향상은 거의 없는 반면, 에너지 사용량만 크게 증가하여 전체적인 공정의 경제성이 악화될 수 있다.The temperature condition of the thermal decomposition step (S2) may be 200 °C to 600 °C, preferably 350 °C to 450 °C. When the temperature of the thermal decomposition step is within the above-described range, the final harmful compound removal rate may be higher in terms of connection with the combustion step described later. In particular, when the temperature of the thermal decomposition step (S2) is lower than the above range, sufficient removal of harmful compounds may not occur, and when the temperature of the thermal decomposition step (S2) is higher than the above range, the removal efficiency of harmful chlorine compounds is hardly improved. On the other hand, only energy consumption increases significantly, which may deteriorate the economic feasibility of the overall process.

열분해 단계(S2)의 수행 시간은 1 시간 내지 6 시간일 수 있고, 바람직하게는 2 시간 내지 6 시간일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 3 시간 내지 5 시간일 수 있다. 열분해 단계(S2)의 수행 시간이 너무 짧은 경우에는 유해 화합물의 충분한 열분해가 이루어질 수 없고, 열분해 단계(S2)의 수행 시간이 너무 긴 경우에는 에너지 사용량이 증가하는 것 대비 유해 화합물의 제거율의 상승 효과가 미미하다. The performance time of the thermal decomposition step (S2) may be 1 hour to 6 hours, preferably 2 hours to 6 hours, and more preferably 3 hours to 5 hours. If the time of the thermal decomposition step (S2) is too short, sufficient thermal decomposition of harmful compounds cannot be achieved, and if the time of the thermal decomposition step (S2) is too long, the effect of increasing the removal rate of harmful compounds compared to the increase in energy consumption is insignificant

열분해 단계(S2)는 폐기물의 열분해에 의해 열분해 슬러지 및 배기가스가 발생되게 되고, 그 중 열분해 슬러지는 잔존하는 염소 화합물의 농도를 측정하여 처리할 수 있다. 예를 들어, 열분해 슬러지의 염소 화합물 농도가 기준치를 초과할 경우, 열분해 슬러지는 건조 단계(S1) 혹은 열분해 단계(S2)를 재수행하여 염소 화합물을 완전히 분해할 수 있다. In the pyrolysis step (S2), pyrolysis sludge and exhaust gas are generated by pyrolysis of the waste, and the pyrolysis sludge can be treated by measuring the concentration of remaining chlorine compounds. For example, when the concentration of chlorine compounds in the pyrolysis sludge exceeds the reference value, the pyrolysis sludge can completely decompose chlorine compounds by re-performing the drying step (S1) or the pyrolysis step (S2).

배기가스는 건조 단계(S1)의 열원으로 공급할 수 있다. 열분해 단계(S2)에서 발생되는 배기가스는 건조 단계(S1)의 주 열원 또는 보조 열원으로 공급될 수 있고, 예를 들어, 배기가스는 주 열원이 폐기물과 열교환에 의해 온도가 감소될 경우, 주 열원에 열을 공급할 수 있다. 이때, 배기가스는 50℃ 내지 300℃의 온도로 배출될 수 있다. Exhaust gas may be supplied as a heat source in the drying step (S1). The exhaust gas generated in the pyrolysis step (S2) may be supplied as a main heat source or an auxiliary heat source of the drying step (S1). For example, the exhaust gas is the main heat source when the temperature is reduced by heat exchange with waste, Heat can be supplied to the heat source. At this time, the exhaust gas may be discharged at a temperature of 50 °C to 300 °C.

열분해 단계(S2)는 건조 단계(S1)에서 폐기물을 건조하는 건조 장치 내부 온도 또는 건조 장치의 작동 유무에 따라 건조 단계의 열원으로 배기가스의 공급 유무를 제어할 수 있다. In the thermal decomposition step (S2), the supply of exhaust gas as a heat source of the drying step may be controlled according to the internal temperature of the drying device for drying the waste in the drying step (S1) or the operation of the drying device.

열분해 단계(S2)는 배기가스를 건조 단계(S1)의 열원으로 공급할 뿐만 아니라, 건조 단계(S1)의 열원으로 공급되지 않고 후술되는 연소 단계(S3)로 공급될 수 있다. In the thermal decomposition step (S2), the exhaust gas may be supplied as a heat source of the drying step (S1), and may not be supplied as a heat source of the drying step (S1) but may be supplied to a combustion step (S3) described later.

예를 들어, 건조 단계(S1)의 주 열원이 일정하게 공급되고 주 열원의 온도가 감소하여 건조 장치의 내부 온도가 감소할 경우, 배기가스의 공급량을 증가시켜 건조 장치에 수용되는 배기가스의 온도 유지 시간을 증가시킬 수 있다. 따라서, 배기가스가 주 열원과 열교환할 수 있는 시간을 증가시켜 주 열원 및 건조 장치의 온도를 유지시키는 효과가 있다. For example, when the main heat source of the drying step (S1) is constantly supplied and the temperature of the main heat source decreases, so that the internal temperature of the drying device decreases, the supply amount of exhaust gas is increased to increase the temperature of the exhaust gas received in the drying device. holding time can be increased. Therefore, there is an effect of maintaining the temperature of the main heat source and the drying device by increasing the time for the exhaust gas to exchange heat with the main heat source.

그리고, 건조 단계(S1)에 주 열원만으로 온도 유지가 가능할 경우, 보조 열원인 배기가스의 공급은 불필요하므로 열분해 단계(S2)에서 배출되는 배기가스를 연소 단계(S3)로 배출할 수 있다. And, if the temperature can be maintained only with the main heat source in the drying step (S1), the supply of exhaust gas as an auxiliary heat source is unnecessary, so the exhaust gas discharged from the pyrolysis step (S2) can be discharged to the combustion step (S3).

연소 단계(S3)Combustion stage (S3)

본 발명의 일 실시상태에 따른 폐기물 처리 공정은 건조 단계의 열원으로 사용된 배기가스를 연소하는 연소 단계(S3)를 포함한다. The waste treatment process according to one embodiment of the present invention includes a combustion step (S3) of burning exhaust gas used as a heat source in the drying step.

연소 단계(S3)는 주 열원과 열교환이 완료된 배기가스를 공급받아 연소하거나, 전술한 바와 같이, 건조 단계(S1)를 거치지 않고 열분해 단계(S2)에서 바로 연소 단계(S3)로 공급된 배기가스를 연소할 수 있다. In the combustion step (S3), the exhaust gas supplied and burned after heat exchange with the main heat source is supplied, or, as described above, the exhaust gas supplied directly from the pyrolysis step (S2) to the combustion step (S3) without going through the drying step (S1). can burn

그리고, 연소 단계(S3)는 건조 단계(S1)에서 주 열원으로 사용되는 스팀을 생성할 수 있다. 주 열원인 스팀은 폐기물과 접촉하여 폐기물을 건조시키는 회전 모듈의 온도를 증가시키거나 건조 장치 내부의 온도를 증가시킬 수 있고, 배기가스는 스팀과 열교환되어 스팀의 온도를 유지시킬 수 있다. In the combustion step (S3), steam used as a main heat source in the drying step (S1) may be generated. Steam, which is a main heat source, may increase the temperature of a rotary module that dries the waste by contacting the waste or increase the temperature inside the drying device, and the exhaust gas may maintain the temperature of the steam by exchanging heat with the steam.

연소 단계(S3)는 연소 단계(S3)에서 배출되는 폐열을 이용하여 스팀을 생성하는 스팀 생성 단계(S3-1) 및 스팀을 배기가스와 함께 건조 단계(S1)의 열원으로 공급하는 스팀 공급 단계(S3-2)를 포함할 수 있다. The combustion step (S3) is a steam generation step (S3-1) of generating steam using waste heat discharged from the combustion step (S3) and a steam supply step of supplying steam together with exhaust gas as a heat source of the drying step (S1). (S3-2) may be included.

스팀 생성 단계(S3-1)는 배기가스를 연소한 후의 폐열로 물을 끓여 스팀을 생성할 수 있다. 따라서, 스팀은 50℃ 내지 200℃의 온도로 배출되어 건조 단계(S1)에 공급될 수 있다. 바람직하게는, 스팀은 100℃ 내지 200℃, 더 바람직하게는, 스팀은 100℃ 내지 180℃의 온도로 건조 단계(S1)에 공급될 수 있다. In the steam generating step (S3-1), steam may be generated by boiling water with waste heat after burning the exhaust gas. Accordingly, steam may be discharged at a temperature of 50° C. to 200° C. and supplied to the drying step (S1). Preferably, the steam may be supplied to the drying step (S1) at a temperature of 100 °C to 200 °C, more preferably, 100 °C to 180 °C.

즉, 스팀의 온도는 배기가스의 온도와 동일하거나 배기가스 온도보다 낮게 공급됨으로써, 스팀이 배기가스로부터 열을 공급받을 수 있고 스팀의 온도 저감을 최소화 할 수 있다. That is, the temperature of the steam is supplied equal to or lower than the temperature of the exhaust gas, so that the steam can receive heat from the exhaust gas and a decrease in the temperature of the steam can be minimized.

스팀 공급 단계(S3-2)에서는 스팀이 건조 단계(S1)로 공급될 때 배기가스와 혼합되지 않는 것을 특징으로 한다. 즉, 스팀을 건조 단계(S1)로 공급하는 라인과 배기가스가 건조 단계(S1)로 공급되는 라인이 분리되어 구비될 수 있다. In the steam supplying step (S3-2), when steam is supplied to the drying step (S1), it is characterized in that it is not mixed with the exhaust gas. That is, a line for supplying steam to the drying step (S1) and a line for supplying exhaust gas to the drying step (S1) may be provided separately.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that it can be done.

100, 100': 폐기물 처리시스템
10: 건조 장치
11: 본체
12: 회전 모듈
13: 열공급부
14: 배기가스 유동부
20: 열분해 장치
30: 연소 장치
31: 배기가스 연소부
32: 스팀 생성부
33: 스팀 이송관
40: 이송관
41: 배기가스 조절 밸브
50: 냉각 장치
60: 스크러버 100, 100': waste treatment system
10: drying device
11: body
12: rotation module
13: heat supply unit
14: exhaust gas flow part
20: pyrolysis device
30: combustion device
31: exhaust gas combustion unit
32: steam generating unit
33: steam transfer pipe
40: transfer pipe
41: exhaust gas control valve
50: cooling device
60: scrubber

Claims (13)

폐기물을 건조하는 건조 장치;
상기 건조 장치로부터 이송된 폐기물을 열분해하여 상기 폐기물을 배기가스 및 열분해 슬러지로 분해하는 열분해 장치;
상기 배기가스를 연소하는 연소 장치; 및
상기 열분해 장치로부터 배출된 상기 배기가스를 상기 건조 장치의 열원으로 사용한 후 상기 연소 장치로 이송하는 이송관을 포함하고,
상기 연소 장치는 상기 열분해 장치에서 배출되는 상기 배기가스 및 상기 건조 장치의 열원으로 사용된 후의 상기 배기가스 중 어느 하나 이상을 연소하는 배기가스 연소부를 포함하는 폐기물 처리시스템.
a drying device for drying waste;
a pyrolysis device for thermally decomposing the waste transferred from the drying device to decompose the waste into exhaust gas and pyrolysis sludge;
a combustion device that burns the exhaust gas; and
A transfer pipe for transferring the exhaust gas discharged from the pyrolysis device to the combustion device after using it as a heat source for the drying device;
The waste disposal system of claim 1 , wherein the combustion device includes an exhaust gas combustion unit that burns at least one of the exhaust gas discharged from the pyrolysis device and the exhaust gas after being used as a heat source of the drying device.
 청구항 1에 있어서, 상기 연소 장치는 상기 배기가스를 연소한 후의 폐열을 이용하여 스팀을 생성하는 스팀 생성부 및 상기 스팀 생성부에서 발생한 상기 스팀을 상기 건조 장치로 이송하는 스팀 이송관을 포함하는 폐기물 처리시스템.
The method according to claim 1, wherein the combustion device includes a steam generating unit generating steam by using waste heat after burning the exhaust gas and a steam transport pipe transferring the steam generated in the steam generating unit to the drying unit. processing system.
 청구항 2에 있어서, 상기 건조 장치는 내부에 폐기물을 이동 및 건조시키고, 내부가 중공되어 내부에 상기 스팀이 공급되는 회전 모듈 및 상기 건조 장치 외주면에 구비되어 상기 배기가스가 유동되는 배기가스 유동부를 포함하는 폐기물 처리 시스템.
The method according to claim 2, wherein the drying device includes a rotating module that moves and dries waste therein, and has a hollow interior to supply the steam therein, and an exhaust gas flow portion provided on an outer circumferential surface of the drying device and through which the exhaust gas flows. waste disposal system.
 청구항 3에 있어서, 상기 건조 장치는 내주면에 구비되어 상기 건조 장치의 내부 온도를 증가시켜 상기 폐기물을 건조시키는 열공급부를 더 포함하고,
상기 열공급부는 상기 배기가스 유동부와 대응되는 위치에 구비되고, 내부가 중공되어 내부에 상기 스팀을 공급받는 폐기물 처리시스템.
The method according to claim 3, wherein the drying device further comprises a heat supply provided on an inner circumferential surface to increase an internal temperature of the drying device to dry the waste,
The heat supply unit is provided at a position corresponding to the exhaust gas flow unit and has a hollow interior to receive the steam therein.
 청구항 4에 있어서, 상기 열공급부 내부에 공급된 상기 스팀과 상기 배기가스 유동부에 공급되는 배기가스는 열교환되어 상기 열공급부 내부 수용된 스팀의 온도를 유지시키는 폐기물 처리시스템.
The waste disposal system of claim 4, wherein the steam supplied to the heat supply unit and the exhaust gas supplied to the exhaust gas flow unit are heat-exchanged to maintain the temperature of the steam accommodated in the heat supply unit.
 청구항 3에 있어서, 상기 회전 모듈에 공급된 상기 스팀의 온도를 측정하거나, 상기 건조 장치의 작동 유무를 측정하는 측정부를 더 포함하는 폐기물 처리시스템.
The waste disposal system of claim 3, further comprising a measurement unit for measuring the temperature of the steam supplied to the rotation module or whether the drying device is operating.
 청구항 1에 있어서, 상기 열분해 장치로부터 배출된 상기 배기가스를 상기 연소 장치로 이송하는 제2 이송관 및 상기 열분해 장치로부터 배출되는 배기가스를 상기 이송관을 통해 상기 건조 장치 및 상기 제2 이송관을 통해 상기 연소 장치 중 어느 하나의 방향으로 이송 방향을 조절하고, 상기 배기가스의 양을 제어하는 배기가스 조절 밸브를 포함하는 폐기물 처리시스템.
The method according to claim 1, wherein the drying device and the second transfer pipe through a second transfer pipe for transporting the exhaust gas discharged from the pyrolysis device to the combustion device and the exhaust gas discharged from the pyrolysis device through the transfer pipe and an exhaust gas control valve configured to control the amount of the exhaust gas and to adjust the transfer direction in one of the combustion devices through a control valve.
 청구항 7에 있어서, 상기 건조 장치의 작동 유무 및 내부 온도에 따라 상기 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 폐기물 처리시스템.
The waste disposal system according to claim 7, further comprising a control unit controlling the operation of the valve according to whether the drying device is operated or not and the internal temperature.
 폐기물을 건조하는 건조 단계;
건조된 상기 폐기물을 열분해하고, 상기 폐기물이 열분해되어 배출되는 배기가스를 상기 건조 단계의 열원으로 공급하는 열분해 단계; 및
상기 건조 단계의 열원으로 사용된 상기 배기가스를 연소하는 연소 단계
를 포함하는 폐기물 처리 공정.
a drying step of drying the waste;
A thermal decomposition step of thermally decomposing the dried waste and supplying an exhaust gas discharged from the thermal decomposition of the waste as a heat source of the drying step; and
Combustion step of burning the exhaust gas used as a heat source in the drying step
Waste treatment process comprising a.
 청구항 9에 있어서, 상기 연소 단계에서 상기 배기가스를 연소한 후 배출되는 폐열을 이용하여 스팀을 생성하는 스팀 생성 단계 및 상기 스팀을 상기 건조 단계의 열원으로 공급하는 스팀 공급 단계를 더 포함하는 폐기물 처리 공정.
The method according to claim 9, further comprising a steam generating step of generating steam using waste heat discharged after burning the exhaust gas in the combustion step and a steam supply step of supplying the steam as a heat source of the drying step. process.
 청구항 9에 있어서, 상기 스팀은 50℃ 내지 200℃ 이고, 상기 배기가스는 50℃ 내지 300℃ 인 폐기물 처리 공정.
The waste treatment process according to claim 9, wherein the steam is at 50 °C to 200 °C and the exhaust gas is at 50 °C to 300 °C.
 청구항 10에 있어서, 상기 스팀과 상기 건조 단계의 열원으로 공급되는 배기가스는 열교환되어 상기 스팀의 온도를 유지하는 페기물 처리 공정.
The waste treatment process of claim 10, wherein the steam and exhaust gas supplied as a heat source in the drying step are heat-exchanged to maintain the temperature of the steam.
 청구항 9에 있어서, 상기 열분해 단계는 상기 폐기물을 건조하는 건조 장치 내부 온도 또는 상기 건조 장치의 작동 유무에 따라 상기 건조 단계의 열원으로 상기 배기가스의 공급 유무를 제어하는 폐기물 처리 공정.
The waste treatment process of claim 9 , wherein in the thermal decomposition step, whether or not the exhaust gas is supplied as a heat source of the drying step is controlled according to an internal temperature of a drying device for drying the waste or whether or not the drying device is operated.
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