KR20240068840A - 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐기물 소각 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐기물의 소각 중에 발생되는 가스 중에서 에너지화가 가능한 수소 가스의 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템에 관한 것이다.
이를 위하여, 투입되는 폐기물을 분쇄시키는 분쇄기; 상기 분쇄된 폐기물이 투입되면 밀폐된 상태에서 소각시키는 것으로, 상기 분쇄된 폐기물이 투입되는 가열로와, 상기 가열로 외주면에 권선되어 상기 가열로를 가열시키는 유도코일을 포함하는 소각로; 상기 유도코일을 동작시키는 가열기; 상기 가열로 외주면에 권선되어 냉각수를 흘려주는 냉각기; 및 상기 소각로와 연결되고, 상기 폐기물을 소각시킴으로써 발생되는 가스 중에서 수소 가스를 포집하는 포집기;를 포함하는 것을 특징하는 것을 특징으로 한다.
이를 위하여, 투입되는 폐기물을 분쇄시키는 분쇄기; 상기 분쇄된 폐기물이 투입되면 밀폐된 상태에서 소각시키는 것으로, 상기 분쇄된 폐기물이 투입되는 가열로와, 상기 가열로 외주면에 권선되어 상기 가열로를 가열시키는 유도코일을 포함하는 소각로; 상기 유도코일을 동작시키는 가열기; 상기 가열로 외주면에 권선되어 냉각수를 흘려주는 냉각기; 및 상기 소각로와 연결되고, 상기 폐기물을 소각시킴으로써 발생되는 가스 중에서 수소 가스를 포집하는 포집기;를 포함하는 것을 특징하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 폐기물 소각 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐기물의 소각 중에 발생되는 가스 중에서 에너지화가 가능한 수소 가스의 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템에 관한 것이다.
일상생활에서 발생되는 다양한 폐기물로 인해 자연은 파괴되고 이를 처리하는 과정에서 발생되는 다이옥신, 톨루엔, 황산화물(SOx), 질소화합물(NOx) 등 여러가지 유해가스로 인한 대기오염과 CO2, NOx 등 지구온난화 가스의 발생으로 지구환경은 몸살을 앓고 있으며, 최근에는 미세먼지로 인한 환경오염도 심각한 문제로 대두되고 있다.
종래의 폐기물은 매립, 소각, 재활용 등의 방법으로 처리되고 있으나 이러한 방법은 매립장 부족, 토양오염, 환경오염, 미세먼지 발생, 유독가스 발생, 지구 온난화 등 여러가지 문제점이 있다.
또한, 종래에 이를 해결하기 위해 사용되었던 일반적인 폐기물 소각 가스화 설비는 버너를 점화하면 헤드의 화염이 도가니 내부의 공간에서 처리대상물질인 폐기물에 불을 직접 붙여 타면서 소각하는 등 연소의 방법이 양호하지 못하면 다이옥신을 비롯한 대기오염물질 및 환경적 유해요소가 다량 발생하여 2차 오염이 유발되는 문제점이 있었다.
한편, 이러한 폐기물 소각 시에는 특정온도에서 고체연료에 환원반응이 일어나게 되고, 환원반응이 일어나면 유기성 폐기물의 탄소원자는 CO로 변화되며, 수소는 H2로 변화되어 이를 재사용할 수 있게 된다.
따라서 폐기물 소각 장치에서, 이러한 에너지화가 가능한 수소를 포집할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 기술 배경을 바탕으로 안출된 것으로, 폐기물의 소각이 가능함과 동시에 소각로에서 발생되는 가스 중에서 수소 가스의 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
그리고 본 발명은 소정 온도를 유지하여 소각이 용이하게 이루어질 수 있는 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 소각에 따라 발생되는 가스 중에서 수소를 용이하게 포집할 수 있는 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 투입되는 폐기물을 분쇄시키는 분쇄기; 상기 분쇄된 폐기물이 투입되면 밀폐된 상태에서 소각시키는 것으로, 상기 분쇄된 폐기물이 투입되는 가열로와, 상기 가열로 외주면에 권선되어 상기 가열로를 가열시키는 유도코일을 포함하는 소각로; 상기 유도코일을 동작시키는 가열기; 상기 가열로 외주면에 권선되어 냉각수를 흘려주는 냉각기; 및 상기 소각로와 연결되고, 상기 폐기물을 소각시킴으로써 발생되는 가스 중에서 수소 가스를 포집하는 포집기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 냉각기는, 상기 가열로 외주면에 권선되는 관 형상의 냉각관과, 상기 냉각수를 보관하고 상기 냉각관과 연결되는 냉각수 저장부를 더 포함하고, 상기 가열로의 온도가 일정 온도 이상 올라가지 않도록 냉각수를 흘려주는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 소각로 내부에는 상기 가열로와 근접하게 구비되는 온도센서와; 상기 온도센서에 의해 측정된 온도값에 따라 상기 가열기 및 냉각기의 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 포집기는, 상기 소각로에서 발생되는 가스에서 수소 가스를 필터링하는 필터부, 내부로 물을 투입시키는 물 투입부, 및 상기 포집기에서 발생되는 물을 배출시키는 물 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.
폐기물의 소각이 가능함과 동시에 소각로에서 발생되는 유해가스 중에서 에너지화가 가능한 수소 가스의 포집이 가능한 효과가 있다.
특히, 수소의 포집 시, 수소만을 필터링하고, 이 때 물을 분사시켜 투입함으로써 수소를 안정적이고 효율적으로 포집할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템의 실물을 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템의 실물을 보여주는 사진이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 설명에 앞서 본 발명의 이점 및 특징 및 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니며, 이러한 용어 중 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하는 것이고, 설명 상에 방향을 지칭하는 단어는 설명의 이해를 돕기 위한 것으로 시점에 따라 변경 가능함을 주지하는 바이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템을 나타내는 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템의 실물을 보여주는 사진이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템(100)은 분쇄기(10), 소각로(20), 및 포집기(30)를 포함한다.
먼저, 분쇄기(10)는 투입되는 폐기물을 분쇄시키는 것으로, 소각로(20)에 투입하기 전에 소각이 용이하도록 폐기물의 크기를 작게 분쇄시킨다.
다음으로, 소각로(20)는 분쇄기(10)에서 분쇄된 폐기물을 밀폐된 상태에서 소각시키는 것으로, 가열로(21), 유도코일(22), 가열기(23), 냉각기(24), 및 온도센서(25)를 포함한다.
가열로(21)는 분쇄된 폐기물이 투입되어, 소각이 이루어지는 곳이다.
가열로(21)는 소각을 위해 유도코일(22) 및 가열기(23)에 의해 가열되어, 1300℃ 이상의 고온, 예컨대 1600℃의 온도를 지속적으로 유지하게 된다.
이와 같이, 가열로(21)는 고온을 유지하게 되므로, 저온에서 발생되는 유해가스가 대부분 제거될 수 있다.
유도코일(22)은 300A 이상의 전류가 흐르고, 가열로(21)가 1300℃ 이상의 고온이 유지되도록 하기 위하여 가열로(21) 외주면에 권선되어 가열로(21)를 가열시킨다.
이러한 유도코일(22)은 가열기(23)와 연결되어 동작되는데, 가열기(23)로부터 전원이 공급되면 자기장이 생성되고, 생성된 자기장은 가열로(21)에 유도 전류를 발생시킨다.
유도코일(22)은 발생된 유도 전류에 의해 가열로(21)에 열을 발생시키는 전기유도 가열방식으로 가열로(21)를 가열한다.
예컨대, 유도코일(22)은 구리로 형성된 복수 개의 세선을 꼬아 형성된 연선의 외부를 절연성 소재로 코팅하여 형성될 수 있고, 복수의 원주를 형성하도록 나선형으로 감겨진 형태일 수 있다.
여기서, 유도코일(22)은 1300℃ 이상의 고온을 발생시키게 되므로, 유도코일(22)을 보호할 수 있는 단열재(미도시)가 더 구비될 수 있다.
즉, 유도코일(22)을 감싸도록 진흙과 같은 형태로 단열재를 구비하여, 유도코일(22)의 손상을 방지할 수 있다.
가열기(23)는 유도코일(22)을 동작시킨다.
냉각기(24)는 가열로(21) 외주면에 권선되어 냉각수를 흘려주는 것으로, 가열로(21) 외주면에 권선되는 관 형상의 냉각관(미도시)과, 냉각수를 보관하고 냉각관과 연결되는 냉각수 저장부(미도시)를 더 포함한다.
냉각기(24)는 가열로(21)의 온도가 일정 온도 이상 올라가지 않도록 냉각수를 흘려준다. 즉, 유도코일(22)에 의해 가열로(21)가 가열될 때, 냉각기(24)를 통해 지속적으로 냉각수가 가열로(21)를 둘러 흐를 수 있도록 함으로써, 일정 온도, 예컨대 최고 온도가 1600℃를 유지하도록 한다.
여기서, 온도 유지를 위해서 소각로(20) 내부에는 가열로(21)와 근접하게 온도센서(25)가 구비된다.
즉, 온도센서(25)는 소각로(20)의 상부에 구비되고, 가열로(21)의 온도를 간접적으로 측정하며, 측정된 온도값은 제어부(미도시)로 전달된다.
제어부는 온도센서(25)에서 측정된 온도값에 따라 가열기(23) 및 냉각기(24)의 동작을 제어한다. 즉, 1600℃ 이상으로 온도값이 측정되면, 제어부는 냉각기(24)를 구동시켜 냉각수가 흐르도록 하여, 고열로 인한 위험성을 방지할 수 있고, 가열로(21)의 온도를 1600℃로 유지할 수 있다.
포집기(30)는 소각로(20)와 연결되어 폐기물을 소각시킴으로써 발생되는 가스 중에서 수소 가스를 포집한다.
이러한 포집기(30)는 소각로(20)에서 발생되는 가스에서 수소 가스를 필터링하는 필터부(31), 포집기(30) 내부로 물을 투입시키는 물 투입부(32), 및 포집기(30)에서 발생되는 물을 배출시키는 물 배출부(33)를 더 포함한다.
필터부(31)는 소각로(20)에서 발생되는 유해가스로부터 수소 가스를 필터링 하기 위한 것으로, 흑연 등을 포함한 공지된 다양한 형태의 필터부(31)가 적용될 수 있다.
이 때, 수소 가스 필터링 시, 물 투입부(32)를 통해 포집기(30) 내부로 물이 분사됨으로써, 수소를 안정적이고 효율적으로 포집할 수 있도록 한다. 즉, 물 투입부(32)를 통해 미세하게 분사되는 물 분자에 의해 수소가 용이하게 포집될 수 있다.
여기서, 물과 유해가스가 반응하면서 반응속도가 충분하지 않은 경우, 물은 포집기(30) 하부에 고이게 되고, 이런 경우 포집기(30)의 고장을 유발하게 되므로, 일정량을 넘게되면 물 배출부(33)를 통해 물을 배출시킨다.
이러한, 물 배출부(33)를 통한 물의 배출은 전술한 제어부에 의해 제어될 수 있다. 즉, 포집기(30) 하부에 고인 물이 일정량을 넘은 경우, 이를 센서부(미도시)에서 감지하게 되면, 제어부는 물 배출부(33)를 통해 물이 배출되도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 그리고 상술한 바와 같이 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100; 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템
10; 분쇄기
20; 소각로
21; 가열로
22; 유도코일
23; 가열기
24; 냉각기
25; 온도센서
30; 포집기
31; 필터부
32; 물 투입부
33; 물 배출부
10; 분쇄기
20; 소각로
21; 가열로
22; 유도코일
23; 가열기
24; 냉각기
25; 온도센서
30; 포집기
31; 필터부
32; 물 투입부
33; 물 배출부
Claims (4)
- 투입되는 폐기물을 분쇄시키는 분쇄기;
상기 분쇄된 폐기물이 투입되면 밀폐된 상태에서 소각시키는 것으로, 상기 분쇄된 폐기물이 투입되는 가열로와, 상기 가열로 외주면에 권선되어 상기 가열로를 가열시키는 유도코일을 포함하는 소각로;
상기 유도코일을 동작시키는 가열기;
상기 가열로 외주면에 권선되어 냉각수를 흘려주는 냉각기; 및
상기 소각로와 연결되고, 상기 폐기물을 소각시킴으로써 발생되는 가스 중에서 수소 가스를 포집하는 포집기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 냉각기는,
상기 가열로 외주면에 권선되는 관 형상의 냉각관과,
상기 냉각수를 보관하고 상기 냉각관과 연결되는 냉각수 저장부를 더 포함하고,
상기 가열로의 온도가 일정 온도 이상 올라가지 않도록 냉각수를 흘려주는 것을 특징으로 하는 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 소각로 내부에는 상기 가열로와 근접하게 구비되는 온도센서와;
상기 온도센서에 의해 측정된 온도값에 따라 상기 가열기 및 냉각기의 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 포집기는,
상기 소각로에서 발생되는 가스에서 수소 가스를 필터링하는 필터부,
내부로 물을 투입시키는 물 투입부, 및
상기 포집기에서 발생되는 물을 배출시키는 물 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220148105A KR20240068840A (ko) | 2022-11-08 | 2022-11-08 | 수소 포집이 가능한 폐기물 소각 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240068840A true KR20240068840A (ko) | 2024-05-20 |
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ID=91282895
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| KR (1) | KR20240068840A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102007813B1 (ko) | 2019-03-04 | 2019-10-21 | 성창화 | 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템 |
-
2022
- 2022-11-08 KR KR1020220148105A patent/KR20240068840A/ko unknown
Patent Citations (1)
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| KR102007813B1 (ko) | 2019-03-04 | 2019-10-21 | 성창화 | 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템 |
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