KR0139189B1 - 유해성 폐기물을 이용하여 무해성 골재를 제조하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

유해성 폐기물은 최소한 하나의 산화기에서 미립의 불연소 물질을 용융된 불연소 물질의 축적부표면 아래로 유입시킴으로써 불침출성의 무해성 골재로 형성된다. 본 발명의 장치의 일부의 벽은 수냉식의 그 목벽에 금속핀을 포함하는 내화물질의 층으로 이루어지는 것이 바람직하다.

Description

유해성 폐기물을 이용하여 무해성 골재를 제조하기 위한 장치 및 방법

제1도는 본 발명의 일실시예를 포함하는 시스템을 개략적으로 도시한 도면.

제2도는 제1도의 산화수단의 부분단면도.

제3도는 제2도에 도시된 수냉식 용기 벽의 단면도.

제4도는 제1도와 제2도의 실시예의 산화 수단으로 유입되는 미립물질을 축적 시키는 실시예를 개략적으로 도시한 도면.

제5도는 본 발명의 실시예를 포함하는 시스템의 개략적인 평면도.

제6도는 본 발명의 산화수단으로 불연소 미립물질을 주입시키기 위한 하나의 수단의 개략적인 단면도.

제7도는 본 발명의 산화수단으로 불연소 미립물질을 주입시키기 위한 다른 수단의 개략적인 단면도.

제8도는 피드램이 제2의 교체위치에 있는 제7도의 실시예와 유사한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 호전킬른 12 : 입구부

14 : 출구부 26 : 제1산화기

28 : 폐기물 공급원 38 : 산소공급원

40 : 슬래그 46 : 도관

53 : 내화벽돌 56 : 제2산화기

62 : 제3산화기 72 : 교차부

74 : 여과기 76 : 팬

본 발명은 열적으로 발생된 산하에 의해 무해성 골재를 형성하기 위해 유해한 폐기물을 이용하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

많은 산업공정에서 일정한 형태의 용기를 사용하거나 처리를 거치지 않으면 적법하게 폐기될 수 없는 부산물과 폐물질이 생상된다. 용기에 밀폐시켜 이러한 물질을 처리하기 위한 과거의 노력은 부적절 한 것으로 되었는데, 이는 이러한 밀폐용기 제작시의 주의 결핍이나 용기의 파손에 의해 폐기물이 누출되거나 흘러넘치기 때문이었다. 유해성 폐기물을 처리 하기위한 다른 수단으로 이러한 물질을 웅덩이에 주입 시키는 것이 있으나, 이러한 물질은 주입되는 지층내에서 이동하지 않고 유지되지 않아서 지하수층으로 유입하였다.

또한, 이러한 처리기술과 연관된 기술적인 문제는 누군가 이러한 시설을 이용할 수 있다고 하는 가능성이 있는 점이다. 폐기물이 처리장소에 매립된 수년후에 허가된 폐기물 처리장소에 유해물질을 매립한 것에 대해 폐기물의 확산을 적절히 방지할 수 없는 장소에 매립한 것에 대해 책임의 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제로인해 일반 대중에 의해 매매되고 사용되기에 적합한 생성물을 제조하도록 유해한 성질을 제거시키기위해 제조 공정에 유해성 폐기물을 사용하는 수단이 모색되게 되었다. 시도된 수단중의 하나는 산화 조건하에서 다양한 형태의 가열기를 통과시켜 폐기물을 산화시키는 것이다. 이러한 방법의 개선중 하나는 유해 폐기물에서의 연소성분의 연소를 발생하고 불연소성 물질을 집적시켜 상업적으로 가치있고 유용한 생산물로 판매될 수 있는 형태로 제조하기 위해 역류형 회전킬른(kiln)을 사용하는 것이다.

이러한 특이한 방법을 사용하는 것은 폐기물의 처리에 관한 EPA 규정을 통과할 수 있는 생성물의 제조에는 부분적으로 성공 할 수 있으나, 커다란 결점이 있다.

상술한 종래방법의 결점의 대부분은 존 엠. 켄트(John M. kent)의 미합중국 특허 제 4,922,841호와 제 4,986,197호에 기재된 장치 및 방법을 사용함으로써 제거된다. 상기 특허 기재된 장치와 방법은 열공정에서 유해 폐기물을 사용하는 것과 관련된 가장 중요한 결점, 즉, 유해성 폐기물로 처리되어야 할 부가적인 불연소 물질이 발생되는 것을 제거한다. 본 발명은 상기 특허에 기재된 방법 및 장치를 개선한 것이다.

따라서, 본 발명의 하나의 목적은 장치의 생산물만이 처리되는 유입 물질의 성질에 상관없이 일반 대중에 의해 사용되도록 매매되며 무해하도록 유해폐기물질을 제조공정에서 재생가능한 물질로 이용하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 유해성 고체물질을 제한없이 매매될 수 있는 무해한 불활성 골재로 전환시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 처리 장치내의 가스내에 있는 잠재적인 유해물질의 양을 감소시키는 방식으로 유해성이 고체 물질을 무해산 불활성 공재로 전환시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 주기적인 정비 또는 보수의 요구에 의해 장치의 작동이 빈번하게 중단되지 않는 장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적 및 기타 다른 목적은 이하의 상세한 설명에 의해 더욱 명백해 질 것이다.

본 발명의 상기 목적을 달성 하기 위하여 유해성 폐기물을 무해성 골재로 전환시키는 장치가 제공된다. 상기 장치는 미립 고체물질, 휘발성 가스 및 가스상 연소부산물의 공급원을 포함하며, 또한 최소한 하나의 내화물로 보강되고 수냉식이며 금속 벽으로된 용기로 이루어진 산화수단을 구비한다. 그리고, 또한 미립 고체물질, 휘발성 가스 및 가스상 연소 부산물을 산화수단으로 유입시키는 수단과, 연소열로 불연소 물질로부터 용융슬래그와 불연소 분립을 형성시키기 위해 산화수단에서 연소를 발생시키는 수단을 구비한다. 슬래그를 축적시키기 위한 수단 또한 제공되며, 용융 혼합물을 형성시키기위해 불연소 분립을 용융 슬래그로 유입시키는 수단을 포함하며, 상기 유입 수단은 슬래그의 외면 아래에 있는 용융 슬래그 내로 불연소 분립을 주입시키는 수단을 구비한다.

장치로부터 용융 혼합물을 제고하는 수단 및, 무해성이고 침출되지 않는 골재로 형성하기위해 용융 혼합물을 냉각시키는 수단 또한 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예는 유해성 폐기물을 무해성이며, 침출되지 않는 골재로 전환시키는 방법에 대한 것이며, 여기에서 미립의 고체 물질이 불연소분립을 형성하기 위해 산화된다. 불연소 분립의 일부분 용융 물질의 층을 형성하기 위해 용융되며, 불연소 분립의 다른 부분은 불연소 물질의 축적부를 형성 하기위해 용융물질의 층아래의 용융물질에 부가 되고, 축적부의 표면은 용융된다. 용융물질은 표면에서 제거되어 냉각된다.

불연소 분립은 분리부에 있는 축적부로 유입되는 것이 바람직하고, 불연소 분립의 부분은 표면에 열이 가해지는 퇴적부를 형성하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명이 유해산 폐기물을 무해성 골재로 전환시키기위한 장치와 이러한 작업을 실행하기위해 상기 장치를 작동시키기위한 방법과 관련하여 설명될 것이다. 또한 본 발명은 미합중국 특허 제 4,922,841호와 제 4,986,197호의 방법 및 장치를 개선한 것으로, 이러한 특허들은 본 발명의 명세서내에 참고로 기재되고 있다.

본 발명에 따른 장치는 고온의 가스, 증기, 미립재 또는 이들의 혼합물의 공급원을 포함한다. 본 실시예에서는, 이러한 물질의 공급원은 제1도에 도시된 회전 킬른(10)이다. 본 실시예에 있어서 회전 킬른(10)은 입구부(12)와 출구부(14)를 구비하며, 회전 킬른의 입구부 및 출구부사이에 연소부(16)가 위치한다.

제1도에 도시된 킬른은 석회를 형성하기위해 석회석 또는 굴 껍질을 처리하기위해 제작된 표준 역류형 회전 킬른이다. 회전 킬른은 통상의 베어링 지지부(도시 생략)위에 지지되고, 통상의 킬른 구동 수단(도시 생략)에 의해 1내지 75 RPH의 범위의 회전속도로 구동된다.

본 실시예에서 고체는 폐기물 공급원(28)에서 회전 킬른(10)의 입구부(12)로 유입되며, 공급원(28)으로 부터의 폐기물은 분급기(30)로부터 폐기물에 의해 보충될 수 있다. 킬른이 호전함에 따라 약 50마르크론 보다 큰 물질은 연소부(16)를 지나 출구부(14)를 향해 이동하며, 반면 보다 작은 물질은 더 큰 고체물질로 연류하며 흐르는 가스에 포획한다. 도시된 실시예에서, 회전킬른 (10)은 킬른의 출구부상에 있는 냉각실(18)을 구비하며, 공기 연료 혼합물은 출구부(14)에서 회전킬른(10)으로 유입되고, 킬른(10)의 회전에 의해 출구부(14)를 향하여 이송되는 더 큰 고체에 대해 역류하여 킬른(10)의 회전에 의해 출구부(14)를 향하여 이송되는 더 큰 고체에 대해 역류하여 킬른(10)내의 가스는 입구부(12)를 향하여 통과한다. 보다 작은 입자는 킬른을 통과하는 가스에 포획되어, 큰 고체와 분리되어 킬른에서 이송된다. 킬른에서의 연소와 대소미립물질의 분리에 의해 고온가스, 증기, 미립물질 또는 이들의 혼합물의 공급원이 제공된다.

본 발명에 따른 장치는 고온가스, 증기, 미립물질 또는 이들의 혼합물의 공급원과 연통하여 유체가 흐르는 내부의 구비한 최소한 하나의 중공용기를 구비한다. 도시와 같은 본 발명의 실시예에 따른 장치는 제1산화기(26)를 포함한다. 본 발명에 있어서의 용기, 즉 여기에서는 제1산화기(26)는 수냉식 금속벽, 내화 내부 라이닝 및 금속벽과 적복하고 상기 내부 내화 라이닝을 관통하는 다수의 금속부재를 포함하는 벽 구조물을 구비한다. 제3도에 도시된 바와 같이, 제1산화기(26)는 물 재킷(107)과 내부셀(110) 및 외부 셀(106)으로된 벽(46)을 구비한다. 라이닝을 관통하는 다수의 금속핀(114)을 갖는 내부 내화 라이닝(112)은 내부 셀(110)의 내면(115)에 내층을 형성한다. 양호한 실시예에서 내화물은 알루미나(90% 알루미나 내화물, 웨스트코 텍스캐스트티이-큐에프 웨스트코 리프렉토리 코오포레이션(Westco TexCast T-QF Westco Refractory Corp.)달라스 텍사스)로 이루어지고, 2 내지 3인치 범위의 두께를 가진다. 핀은 저탄소강과 같은 제1철기 금속, 304, 310, 및 330형과 같은 스테인레스강 또는 인코넬과 같은 다른 고온금속합금이 바람직하다. 또한, 핀은 0.25 내지 0.375인치(6.3 내지 10.2 밀리리터)의 직경이 바람직하고, 장치내의 위치에 따른 핀들은 서로 이격된다.

핀은 둘러싼 내화물과 맞물리는 표면을 가지며, 용기벽에 용접된 나사식 수직 스터드가 효과적이다. 이러한 스터드는 전기 아크 용접을 이용한 통상의 스터드 용접 장치로 용기 벽에 쉽게 부착된다. 냉각제는 내화 내부라이닝의 작동 온도를 저하시키기 위해 물 재킷(107)을 통과하여 흐르고, 금속 핀은 내화물의 내면과 내부셀의 외면 사이의 온도 기울기를 감소시킨다. 내화 라이닝의 한 작용은 용기 벽을 통하여 발생되는 열손실을 감소시키나, 이러한 열손실은 완전히 유해하지는 않다. 장치에 소비되는 대부분의 연료는 유해물질이며 이러한 장치의 소유주는 이를 사용하기 위해 많은 경비가 소요된다. 따라서, 상기 장치가 열적으로 효과적이지 못하며, 더욱 많은 연료가 사용되어야 하며 그렇다고 장치의 작동으로 발생된 수입은 증가되지 않는다.

제1도에 도시된 바와 같이, 제1산화기(26)는 회전 킬른의 입구부(12)에 인접되어, 회전 킬른(10)의 입구부(12)와 연통하며, 회전 킬른내에서의 연소로부터 발생된 연소 부산물은 물론 회전킬른에 유입된 물질을 가동시키는 휘발성 가스를 수용한다. 폐기물의 공급원은 킬른(10)의 입구부(12)로 물질을 유입시키고, 역류가스 흐름에 의해 큰입자와 작은 입자의 분리가 이루어진다.본 발명에 의하면, 고온의 가스, 증기, 미립물질과 이들의 혼합물을 용기, 여기에서는 산화기(26)로 공급하는 수단이 제공된다.

본 발명에 따른 장치는 팬(76)을 구비하여 회전 킬른으로부터 고온의 가스, 증기, 미립물질과 이들의 혼합물을 배출시키는 통풍을 발생시킨다. 회전킬른으로 부터의 물질과, 산화기로 부터의 연소부산물 및 본 장치를 통과하는 모든 가스는 팬(76)을 통과하므로 이 장치는 대기압보다 낮은 압력에서 작동한다.

본 발명에 따른 장치는 고온기 가스, 증기, 미립물질 및 이들이 혼합물을 연소불가능한 밀비자, 용융 슬래그 및 폐가스로 전환시키기 위한 용기내에서 연소를 발생시키기 위한 수단을 구비한다.

도시된 바와 같이 산화기(26)에서의 연소를 발생시키기 위한 수단은 산화기 연료공급원(36)과 산소공급원(38)으로 이루어지고, 따라서, 산화기(26)는 연소되거나 연소불가능한 미립물질을 회전킬른(10)으로부터 공급받는다. 본 발명에 있어서 제1산화기(26)는 1800°내지 3000℉의 범위온도에서 작동하며, 산화분위기에서 제1산화기(26)내에서의 연소가능한 물질은 폐가스와 불연소 미분립으로 전환된다. 불연소 미분립은 이들의 조성에 따라 용융되거나 용융되지 않는다.

제2도에 개략적으로 도시된 바와 같이 불연소 미분립의 일부가 용융되고, 액체 슬래그(40)의 형태로 제1산화기(26)의 저부에 모이게 된다. 본 발명의 장치는 산화기(26)내의 다양한 위치에서 온도를 상승시키기 위해 제1산화기(26)로 향하는 버너를 또한 구비할 수 있다. 제2도에 도시된 바와 같이, 제1산화기(26)는 연료-산소 랜스(32, 33)를 구비하며, 유사하게, 연료-산소 랜스(41, 43)는 슬래그(40)의 표면으로 향하며, 불꽃이 제2산화기(56)으로부터 제1산화기(26)으로의 슬래그의 흐름을 약간 방해한다.

연료-산소 랜스(32)는 제1산화기(26)의 중심부에서 슬래그(40)를 향하게 된다.

제1도 및 제2도에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제1산화기(26)는 회전킬른(10)의 입구부(12)와 연통하는 수냉식의, 금속벽인 내화물로 라이닝된 용기이다. 본 실시예의 제1산화기(26)는 단면이 직사각형이며 수직으로 형성된 관형이며 금속으로된 냉각제 도관(46)으로된 수직 금속벽을 포함한다. 도관(46)은 단면이 직사각형이 바람직하며, 본 실시예에서는 벽두께가 5인치이고 4×8인치의 직사각형 A500 B 강관이 사용되었다.

냉각제 공급 시스템도(도시 생략)는 제1산화기(26)의 도관(46)으로 냉각제를 공급한다. 냉각제는 산화기의 하부에서 통상적인 헤더 시스템을 통과하여 도관(46)으로 흘러서 관을 통해 상향으로 흐른다. 냉각제의 유속과 온도는 제1산화기(26)의 벽온도에 영향을 주며, 장치내에서 산화를 제어하기 위한 공정변수로 사용될 수 있다. 그러나, 산화기 벽의 온도에 영향을 주기 때문에 냉각제 흐름은 제한된다. 만약 냉각제 흐름과 다른 공정변수에 의해 벽온도가 지나치게 낮으면, 산화기내의 물질은 산화기의 내벽에 용착될 수 있다.

그러나, 내화 라이닝을 사용하는 양호한 실시예에서는 산화기 금속벽의 부식이 방지된다. 냉각제 흐름과 다른 공정변수에 의하여 산화기벽의 내부가 너무높은 온도에서 작동하는 경우는, 내화라이닝은 금속벽이 산화되거나 또는 과잉가열에의해 벽강도가 저하하는 것을 막아준다. 내화 라이닝내의 금속핀은 내화라이닝의 사용기간을 연장시키고, 열적 기울기를 감소시키도록 내화 라이닝의 열전도성을 개선시킨다. 산화(26)에서 내화라이닝을 관통하는 핀을 구비한 내화 라이닝은 용기의 전체 내부면을 덮는다. 내화 라이닝은 약 2.5 내지 3인치(5.8 내지 7.5cm)에서는 직접 불꽃이 내화 라이닝에 접촉하지 않고, 불꽃이 내화 라이닝에 충둘하는 약 1인치(2.5cm)의 중심부상에 0.375인치(10.2mm)의 스테인레스강 핀이 나사식으로 삽입되어 있는 2 내지 3인치(5 내지 7.5cm)두께의 90% 아루미나 내화물이 바람직하다. 이로써 1㎡ 당 약 390 내지 1550핀이 제공된다.

냉각제로써는 물이 사용되면, 냉각제 온도는 100F 내지 175℉의 범위로 유지되어야 한다. 제1산화기(26)를 통과하여 흐르는 냉각제는 약 600℉ 보다 낮은 온도로 내부벽면을 유지시키는 것이 양호하며, 약 300℉로 하는 것이 바람직하다.

제1산화기(26)는 산화기(26)의 내부(52)를 통과하는 고온 가스로부터 열을 전달하는 액체슬래그(40)에 의해 발생되는 산화기의 저부에서의 작동 온도로 인하여 저부에는 내화 벽돌(53)을 구비한다.

선택적 또는 부가적으로, 슬래그는 스컬(skull)용융 작업에서의 고체 스컬과 아주 유사하게 용융 슬래그를 지지하는 고체 셀(53')를 형성하기 위해 축적되고 고체화될 수 있다.

제2도에서, 고온의 가스는 제2산화기(56)과 제1산화기(26)를 연결하는 도관(54)을 향하여 90°전화되며, 제2산화기(56)의 구조는 제1산화기(26)의 구조와 아주 유사한 면이 있다. 그러나, 도시한 것처럼 제2산화기(56)는 원통형의 내부(58)를 갖는 원통형이다.

고온가스와 불연소 미분립은 도관(54)을 통과하여 제1산화기(26)으로부터 제2산화기(56)으로 흐른다. 도관(54)과 제2산화기(56)의 구조는 제1산화기의 도시된 구조와 유사하여, 이들은 수냉식 금속벽이고 내화물로 보강된 용기이다.

제1산화기(26)와 유사하게 제2산화기(56)의 저부에서 내화물을 포함하거나, 슬래그가 산화기(26)에 대하여 전술한 것과 같이 고체 층(53')을 형성하기 위해 고화될 수 있다. 상기 층의 작용은 전술하였으며, 유사하게, 제2산화기(56)의 벽은 공급원(도시생략)으로부터 산화기(56)의 저부로 유입되는 냉각제의 흐름에 의해 냉각된다. 산화기(56)는 교차부(72)를 냉각시키기 위해 사용된 예열된 냉각제를 공급받으며, 냉각제는 도관(46)내에서 상향으로 흐르며 제2산화기의 벽은 약 300F 내지 600℉범위온도 유지되는 것이 바람직하다.

도시된 실시예에서처럼, 폐기물질의 모든 연소가 제1산화기(26)에서 발생하지는 않으며, 제2산화기(56)에서 상당한 정도가 또한 발생한다. 따라서, 제1도의 실시예 작동에서 불연소 폐분립은 제1산화기(26)의 내부(52)부터 도관(54)을 통하여 제2산화기(56)의 내부(58)로 유동한다. 양호한 실시예에서, 도관(54)은 일반적으로 직사각형이며, 물로 냉각되는 상부벽은 제1산화기(26)에서 유출되는 냉각제에 의해 냉각되며, 도관(54)의 상부벽은 제 1 및 제2산화기에 대한 것과 동일한 이유로 300F 내지 600℉범위온도 유지되는 것이 바람직하다.

양호한 실시예에 있어서, 도시된 바와 같이 액체는 액체 주입구(60)를 통하여 제2산화기(56)내로 주입되고, 본 실시예에서 액체 주입구(60)에 대한 액체공급원은 전체 장치를 둘러싸는 섬프시스템(도시생략)으로 이루어진다. 빗물 또는 오염된 빗물 같은 어떤 액체가 섬프 시스템에서 수집되어, 액체 주입구(60)를 통하여 제2산화기(56)내로 주입된다. 또한, 연료에서 추출된 폐기물이 액체주입구(60)를 통하여 주입될 수 있다.

또한 불연소 미분림과 폐가스를 냉각시키기 위한수단이 제공되며, 제1도에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제 3산화기를 포함한다. 제 3산화기(62)는 용기의 벽을 구성하는 다수의 도관을 통하여 냉각제를 통과시켜서 수냉될 수 있다.

제 3산화기(62)는 물을 용기의 내부로 유입하기 위한 물공급구(64)를 포함하며, 물공급구와 물공급원(66)이 연통된다. 본 실시예에서 물 공급원(66)은 폐기물이 포함되지 않은 물이 공급된다. 물의 공급원(66)으로부터 물의 작용은 폐가스와 불연소 미분립을 약 350F 내지 400℉범위의 온도로 냉각시켜서, 후술할 통상의 분리수단에 의하여 가스와 미분립을 분리시키는 것이다. 선택적으로, 산화기(62)로부터 하류의 다른 용기(여기에서는 요기(56))에 배치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 산화기(62)에 유입된 물질은 약 1600℉의 온도이며, 약 1400℉의 온도에서 유출된다. 여과수단(여기에서는 매니폴드(71)와 여과기(74)에 유입되는 물질은 약 400℉ 이하의 온도이다.

본 발명의 양호한 실시예는 킬른에서의 가스상 연소 부산물과 폐가스를 산화기 수단을 통하여 통과시키는 수단을 또한 구비한다. 본 실시예에는 제2산화기(56)와 제 3산화기(62)사이에서 연통하는 교차부(72)를 포함한다. 제 2 및 제 3산화기는 수직으로 설치된 원통형 용기임, 교차부(72)는 제 2 및 제 3산화기의 정부 개구부를 연결하는 U형의 용기이다. 이러한 형상에서는, 분사노즐(도시생략)을 지나는 공기 흐름은 노즐에서의 분사와 평행하며, 미립자는 덩어리가 최소한 형성되면서 효율적으로 냉각된다.

교차부(72)는 미합중국 특허 제 4,986,197호의 제4도에 도시된 바와 같은 관과 스페이서로 이루어진 수냉식의 금속벽으로된 용기이다. 그러나 본 발명에 따른 교차부(72)는 제3도에 도시한 것과 같은 내화 라이닝을 또한 포함한다. 교차부(72)는 전술한 것과 같은 제2산화기(56)으로 흐르고, 산화기(26)와 도관(54)을 통과하여 예열된 냉각수를 공급받는다.

양호한 실시예의 작동에 있어서 3산화기(62)의 수냉각은 필요하지 않다. 도시된 실시예에서는 제 4산화기(65)를 구비할 수 있으며, 산화기 수단내에서의 물질의 잔류시간을 증가시키며 폐가스내에서의 산의 제거를 더욱 보조한다.

본 실시예에 있어서, 산화기(62, 65)는 연결기(73)에 의해 이들의 최하부에서 연결되며, 장치는 산화기의 저부에서 고체 미립물질을 제거하기 위한 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 제1도에 개략적으로 도시된 것과 같이 산화기(62, 65)의 저부에는 물론 이들 두 개의 산화기 사이의 연결기(73)내에서 축적될 수 있는 고체 미립물질을 제거하기 위한 드랙 컨베이어(75)가 제공된다. 이렇게 수집된 고체 미립물질은 제2산화기(56)로 재유입되기 위하여 축압기(84)로 연결되는 도관(77)으로 유입된다.

제1도에 개략적으로 도시된 바와 같이 제 4산화기(65)와 연통하는 가성(caustic)물질의 공급원(67)이 구비된다. 가성물질은 폐가스내의 산을 중화시키는 작용을 하며, 가성물질은 액체 또는 수산화나트륨과 같은 건조된 미립자로써 pH 조절입구(70)를 통하여 주입된다. 선택적으로, 가성물질은 제 3산화기(62)로 유입될 수 있다.

본 발명의 다양한 요소 사이를 연결시키는데 있어서는 제 1 및 제2산화기(26, 56), 도관(54) 및 교차부(72)내에 있는 물질의 고온으로 인한 미세한 열팽창의 효과가 고려되어야 한다. 또한, 본 장치의 여러부분에서 상당한 온도차이가 존재하므로 이러한 부분 사이의 경계부는 팽창과 수축을 수용하도록 제작되어야 한다.

본 발명의 장치는 대기압보다 낮은 압력에서 작동하는 것이 바람직하며, 따라서 장치의 부분 사이의 경계부에서의 일정량의 누설은 산화기 내에서의 물질의 연소에 대해 해로운 영향을 미칠정도로 누설량이 지나치지 않는 한 장치의 작동성능에 유해하지 않다. 이러한 면은 산화기가 저온에서 작동되는 것만큼 중요한 것은 아니다.

본 실시예에서는 불연소 분립과 폐가스를 분리하는 수단이 구비되며, 제1도에 개략적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 장치는 두 개의 팬(76)에 의해 병렬 구동되는 세 개의 여과기(74)를 구비한다. 폐가스와 분립은 350℉ 이상 400℉이하의 온도에서 여과기로 유입되는 것이 바람직하며, 통상적으로 백하우스(baghouse)여과기가 사용된다. 본 실시예의 작동에서는 종래의 테플론(teflon) 여과기 요소가 이러한 작동에 연결되어 사용될 수 있도록 설정된다. 폐가스는 불연소 분립에서 분리되고, 그후 폐가스의 조성과 온도를 감시하는 감시수단(78)을 통과하여 굴뚝(80)을 통하여 대기중으로 배출된다. 여과기(74)에 축적된 분립은 펌프수단(82)에 의해 도관(77)을 통하여 축압기(84)로 이송된다. 마찬 가지로, 킬른에서 배출된 미립물질은 펌프(86)에 의해 도관(85)을 통하여 축압기(84)로 이송된다.

본 발명에 따라 용융 혼합물을 형성시키기 위해 불연소 미립물질을 본 발명의 장치에 유입시키는 수단이 제공된다. 제1도와 제2도에 도시된 것처럼, 본 발명의 장치는 불연소 미립물질을 제2산화기(56)로 유입시키기 위한 수단을 구비하며, 제1도와 제4도에 도시된 것처럼, 축압기(84)는 도관(77, 85)로부터 미립물질을 수용하기 위해 설치된 입구(88)를 포함하며, 본 실시예에서는 여과기(도시생략)로 연결되는 배출구(89)를 구비한다.

제4도의 실시예처럼, 축압기(84)는 밸브 제어 수단(100)으로 제어되는 배출 밸브(98)를 구비하며, 본 장치의 작동동안 입구(88)를 통해 미립물질은 축압기(84)로 유입되어 축적된다. 미립물질은 여러 방법으로 본 장치에 부가될 수 있으며, 제어수단(100)은 밸브(98) 개방시킴으로써 미립물질이 도관(102)을 통하여 도관(103, 105)으로 유입하도록 해주며, 이 도관을 통해 미립물질은 제2도에 도시된 바와 같이 제2산화기(56)로 유입된다.

실시예에 있어서, 고체 미립물질은 제2산화기(56)로 유입되거나, 고체 미립물질은 제1산화기(26) 또는 제 1 및 2산화기 두군데로 유입될 수도 있다.

제2도에서 처럼, 고체 미립물질은 미립 배치(batch)식 주입기(117)를 통하여 제2산화기로 유입되고, 퇴적부(104)의 표면아래로 흐른다. 미립배치식 주입기(117)는 일정량의 미립물질을 가압하며, 도관(103)을 통하여 용기(56)내로 유입시키는 것이 바람직하다. 유사한 미립 배치식 주입기(도시생략)는 도관(105)과 연결될 수 있으며, 도관(105)은 전술한 존 엠. 켄트(John M. Kent)의 인용특허에 기재된 방식으로 퇴적부(104)의 표면에 미립물질을 유입할 수 있다. 두 개의 도관(103, 105)을 통하여 미립물질을 퇴적부(104)의 표면 아래로 주입시키는 것이 바람직하다.

제 7도에 도시된 것처럼, 미립 배치 주입기(117)는 유압 실린더(152)에 기계적으로 연결된 피드램(feedram)(150)을 포함한 주입 실린더(148)로 이루어진다. 피드램은 중공이며 경사진 단부캡(154)을 포함하며, 램은 제 8도에 도시된 위치로 피드램(150)을 이동시키기 위해 종축을 따라 왕복운동할 수 있다.

제7도와 제8도의 주입기에는 실린더(103')의 내부구멍으로 밀비물질의 유입되는 것을 제어하기 위해 설치된 공급기구(154)가 연결된다. 공급기구는 도관(103)에 의해 축압기(84)에 연결되고, 작동동안, 축압기(84)로부터 유출된 미립물질은 구멍내에 충분한 양의 물질이 존재할때가지 주입실린더(148)의 구멍으로 공급된다. 유압실린더(152)가 이어서 작동되고, 램은 제7도에 도시한 위치에서 제8도에 도시한 위치로 이동하여 도관(103')를 통하여 미립물질을 수용하는 산화수단의 내부로 미립물질을 압송한다. 제7, 8도에서처럼, 피드램(150)은 산화기의 벽과는 이격되어 있으며, 도관을 통하여 물질을 압송시키는 피드램(150)은 산화기의 벽과는 이격되어 있으며, 도관을 통하여 물질을 압송시키는 피드램(150)의 영향아래 이동하는 부가적인 미립물질로 도관(103')의 일부는 가득차 있다. 전체장치는 프레임구조물(158)위에 장치의 외측에 현가고정되어 있다.

제8도에는 미립물질을 본 방치로 유입시키기 위한 다른 주입기구(117')가 도시되며, 미립물질의 공급원에 도관(103)을 연통시키는 나선형 나사송곳(auger)(160)이 구비된다. 도관을 통하여 미립물질을 수용하는 나사 송곳은 모터(도시없음)에 대응하여 회전하여 도관(103)을 통하여 미립물질을 압송하여 본 장치로 유입시킨다. 실제에 있어서, 송곳(160)과 장치 사이의 도관(130)은 약 9인치(23cm)이상의 직경을 가지며 테이퍼 형상으로 되어야 한다. 이러한 관에 있어서 테이퍼되는 정도는 관(103)길이의 각 피이트에 대하여 3/4인치에 접근해야 된다. 이러한 장치는 미합중국, 오하이오, 그루브포트에 소재하는 코마르 인더스트리스, 인코포레이티드(Komar Iudustries, Inc.)에서 생산되고 있다.

제2산화기(56)를 통과한 가스로부터 열은 미립물질의 퇴적부의 표면에 전달되어 표면에 충돌된 가스의 용융점보다 낮은 용융점을 갖는 미립물질을 용융시킨다. 주입된 미립물질위의 용융물질층은 본 장치를 통과하여 굴뚝(80)을 향하여 흐르는 가스흐름내에 주입된 물질내에 있는 휘발성의 중금속 또는 다른 비교적 휘발성인 물질이 포함되어 유출되는 것을 방지하는 밀봉부를 형성한다. 따라서 중금속과 같은 바람직하지 않은 휘발성 물질은 용융물질(40)에 포함되어 이후에 무해성 고체로 응고되며, 가스와 함께 하류로 유동하고 본 장치로부터 배출되어 굴뚝가스내로 잠재적으로 유출되지 않게 된다. 용융물질은 퇴적부(104)로부터 그 안에 용융되지 않은 미립물질을 함유하여 유동하며 산화기(56)의 전부에서 용융슬래그(40)와 합쳐진다. 제2도에 도시된 바와 같이, 용융슬래그(40)는 산화기(26), 도관(54) 및 산화기(56)의 저부상에 축적되어, 도관(54)으로부터 배출될 수 있으며, 용융슬래그(40)는 본 장치로부터 제1도와 5도에 개략적을 도시된 바와 같이, 슬래그 상자(180)와 같은 분리된 박스를 통하여 제거 될 수 있다. 이러한 슬래그 상자의 구조는 미합중국 특허 제 4,986,197호에 기재되고 있으며, 그 내면은 제3도에 도시된 바와 같이 내화라이닝으로 덮혀 있다.

본 발명에 따라, 본 장치는 무해성 골재를 형성하기 위해 용융 혼합물을 냉각시키는 수단을 포함하며, 제1도에 대략적으로 도시된 바와 같이 냉각수단(106)을 구비한다. 양호한 실시예에서, 냉각수단은 단지 용융혼합물이 퇴적되는 물이다. 냉각수단은 용융혼합물로 부터 열을 추출하며, 무해성 골재를 형성시킨다.

전술한 장치의 작동이 무해성 골재를 형성하기 위한 제조방법에 있어서, 유해성 폐기물을 이용하는 방법과 관련하여 이하 설명될 것이며, 이러한 방법의 양호한 작동변수는 존. 켄트(John M. Kent)의 미합중국 특허 제 4,986,197호에 기재되어 있다.

상기 방법은 폐기물을 불연소 분립, 용융 슬래그 및 폐가스로 전환시키기 위해 산화수단에서 연소를 발생하는 단계를 포함한다.

산화수단은 제1산화기(26), 제2산화기(56) 및 제 3산화기(62)인 세 개의 산화기로 이루어진다. 제1산화기(26)에서 연소물질의 주요부가 가스상 연소부산물을 형성하도록 산화되며, 제2산화기(56)의 내부(58)로 도관(54)을 통하여 제1산화기(26)의 내부(52)를 통하여 인입된다. 작동온도는 1800℉ 내지 3000℉가 바람직하며, 일정정도의 고체물질이 용융된다. 이러한 물질은 제2도에 도시한 것과 같이 제1산화기의 저부에 집적되며, 액체 슬래그(40)는 이어서 제 1, 5도의 슬래그 상자(108)로 흐른다. 용융되지 않은 고체 미립물질은 가스상 연소부산물과 함께 도관(54)을 통하여 일부가 제2산화기에서 용융되는 제2산화기(56)의 내부로 유동하여 여기에서 일부가 용융되거나 용융되지 않은채로 유지되어 고체 분립으로 장치를 통과하여 흐른다.

고체 미립물질은 산화수단으로 유입되는데, 실시예에 있어서, 제2도에 명확히 도시된 바와 같이 도관(103')은 고체 미립물질을 제2산화기(56)의 내부에 유입 시킨다. 고체 미립입자가 분리된 배치부로 유입되는 것이 바람직하며, 이러한 물질이 연속적으로 산화기에 유입됨으로써 산화기내의 미립입자의 퇴적부를 냉각시켜 표면의 용융을 저지한다. 이로써, 산화기로 유입되는 미립물질의 용융이 방지되고 무해성 골재를 형성하는 용융 슬래그의 생성을 억제시킨다.

제2도에 개략적으로 도시된 것과 같이 미립물질이 분리된 배치부가 산화기에서 퇴적부를 형성하기 위하여 제2산화기로 유입될 수 있다. 산화 수단에서 유출된 열은 퇴적부의 표면에 전달되고, 여기에서 비교적 저융점의 물질은 용융되어 산화기의 저부를 통과하여 도관(54)으로 유동하고 있어서 제1산화기(26)로 유동하여 슬래그 상자(108)로 배출된다. 상기 방법에서는 제2산화기의 온도보다 높은 융점을 가진 미립물질을 발생하며, 이러한 미립물질은 용융되지 않는다. 그러나, 이러한 물질은 제2산화기에서 형성된 용융물질내에서 포획되어 용융 혼합물을 형성하기 위해 슬래그로 혼입된다. 퇴적부의 표면을 용융시키고 용융물질과 그안에 혼입된 고체 미립물질이 도관(54)을 향하여 유동됨으로써, 새로운 표면이 미립물질상에 노출되어 그후 슬래그 상자를 통하여 장치의 외부로유동하도록 용융된다. 여기에서의 실시예에서는 제2산화기로 미립물질이 유입되는 것으로 설명되지만, 상기 방법에서는 물질의 일부가 제1산화기로 유입되는 형태 또한 작동가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 방법은 산화수단에서 축적된 물질에 미립물질을 가하는 단계를 개선

한 것으로, 본 발명 및 위에서 인용된 존 엠. 켄트(John M. Kent)의 미합중국 특허 제 4,922, 841호 및 미합중국 특허 제 4,986,197호에 있어서 불연소 물질은 산화기에서 퇴적부 또는 축적부를 형성시키기 위해 산화수단에 가해진다. 이것은 이러한 물질의 일정한 양을 미립물질의 외부공급원에서 산화기로 주입시킴으로서 행해지며, 산화기에서 가스상의 연소부산물의 열에 의해 주입된 물질의 대부분이 용융된다.

본 발명의 개선점은 미립물질을 물질의 축적부의 용융면 아래로 주입시키는 것이다. 상술한 바와 같이, 이것은 새롭게 주입된 물질에서 중금속과 같은 휘발성 물질이 가스흐름에 혼입되는 것을 저지시키며, 대신에 이러한 물질은 용융물질에 혼입되어 고체이고 무해한 침출되지 않는 골재의 일부로 형성된다.

본 발명의 방법은 무해성의 골재를 형성시키기 위해 용융 슬래그와 고체 미립자의 혼합물을 냉각시키기 위한 단계를 포함한다. 실시예에 있어서, 용융 슬래그와 고체 미립자의 혼합물은 물로 충전된 컨베이어로 유입되어, 물의 담금질 효과로 상기 혼합물을 냉각시켜서 고체인 무해성 불침출 골재를 형성시킨다. 용융물질을 냉각시키기 위해 사용된 물은 폐수와 함께 그후 제2산화기(56)로 유입되거나 제 3산화기(62)로 다시 유입된다.

본 발명의 작동결과 다음과 같은 네가지 유출물이 생성된다. 첫번째 유출물은 회전킬른을 통과하여 형성된 제 1철 금속으로 유해물이 없으며, 회전킬른을 통과하여 형성된 두번째 유출물은 클링커로써, 만약 클링커가 유해물을 함유할 경우에는 클링커 조성이 유해성이 없을때까지 공정내에 재유입되거나 클링커 구조로 집적된다. 세번째 유출물은 굴뚝(80)으로 유출된 가스상 유출물이며, 이산화탄소와 물로 이루어지고, 네 번째 유출물은 침출되지 않는 무해성이 고체 골재이다.

본 발명에 따른 실시예는 자원보존 및 회수법(RCRA)의 규정에 의한 EPA의 보일러 및 산업용로 규정에 의해 산업용로로 분류되며 파트 B의 유해폐기물 소각로에 적용되는 것과 적어도 동일하게 엄중한 것으로 EPA에 의해 생각되는 공기방출 및 공정 제어 요구량이 적용된다. 본 발명은 이러한 기준에 쉽게 일치된다. 엄격한 대기오염기준과 일치하는 외에, 골재에서 분리되면 유해할 수 있는 중금속을 함유한 공정에서 생산된 골재는 유리형 골재내에 중금속이 결합되는 형태로 물질을 전환시킨다. 특히, 비소, 바륨, 카드뮴, 크롬 납, 수은, 셀렌 및 은의 양은 모두 규정치 이하이다. 또한, 살충제와 제초제 화합물, 산 페놀화합물, 염기성 중성 화합물 및 다른 휘발성의 농도 또한 규정치 이하이다. 따라서, 비록 유입되는 물질이 유해 물질을 함유했어도, 이러한 물질은 산화에 의해 산하되거나 골재의 구조물내에 고착되므로 이러한 공정에서는 유해한 유출물이 생성되지 않는다.

본 발명은 상기와 같은 특정 실시예에 관련하여 설명되었으나, 이에 한정되지는 않으며, 본 발명의 범위는 단지 첨부의 특허청구범위와 그 균등물에 의해 결정될 것이다.

Claims (23)

1. 유해성 폐기물을 침출되지 않는 무해서 골재로 전환시키는 장치에 있어서, 미립고체물질, 휘발성가스 및 가스상 연소 부산물의 공급원과, 최소한 하나의 내화물로 보강되고, 수냉식인 금속벽 용기로된 산화수단장치와, 상기 미립고체물질, 휘발성 가스 및 가스상 연소 부산물을 상기 산화 수 장치로 유입시키는 수단장치와, 연소열을 이용하여 불연소 물질로부터 용융 슬래그와 불연소 분립을 형성시키기 위해 상기 산화수단장치내에서 연소를 유발시키는 수단장치와, 상기 슬래그를 축적시키는 수단장치와, 상기 불연소 분립의 일부를 상기 슬래그의 외면 아래의 용융 슬래그에 주입시키기 위한 수단장치를 포함하고, 실체상용융혼합물을 형성시키기 위해 상기 불연소 분립을 상기 용융슬래그로 유입시키는 수단장치와, 상기 무해성 골재로 전화시키는 장치에서 상기 혼합물을 제거시키는 수단장치, 및 상기 불침출성의 무해성 골재를 형성시키기 위해 상기 혼합물을 냉각시키는 수단장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전화시키는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 불연소 분립을 분리부분 형태로 상기 슬래그로 유입시키는 수단장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을, 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 불연소 부분을 유입시키는 수단장치는 상기 불연소 분립을 퇴적부의 형태로 상기 슬래그에 배치시키는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 퇴적부는 상기 산화 수단장치로 부터의 열이 그 표면에 가해지는 경사진 외부표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 경사진 외면은 용융되는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전화시키는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 주입 수단장치는 불연소 분립을 상기 퇴적부의 용융면 아래의 상기 퇴적부로 주입시키는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 슬래그는 상기 산화수단장치에 축적되는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 산화수단장치는 다수의 용기를 포함하는 것을 특징으로하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 산화 수단장치는 최소한 세 개의 산화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 미립 고체 물질, 휘발성 가스 및 가스상 연소 부산물의 공급원은 회전 킬른을 포함하는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
11. 밀비고체물질이 불연소 분립을 형성하기 위해 산화되며, 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전화시키는 방법에 있어서, 용융물질의 층을 형성하기 위해 상기 불연소 분립의 일부를 용융시키는 단계와, 불연소 물질의 축적부를 형성하기 위해 상기 용융물질의 층 아래의 상기 축적부의 표면을 용융시키는 단계, 및 상기 불침출성의 무해성 골재를 형성시키기 위해 상기 용융혼합물을 냉각시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 불연소 분립을 분리부분 형태로 상기 용융물질의 층으로 첨가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 불연소 분립의 부분들로부터 퇴적부를 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 퇴적부의 표면에 열을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 퇴적부는 경사진 외부표면을 구비하며 상기 표면상에 열을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 표면상의 용융물질이 상기 퇴적부 상에 새로운 표면을 노출하면서 상기 표면으로부터 흐르도록 상기 경사진 외부표면을 용융시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 방법.
17. 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치에 있어서, 고온의 가스, 증기, 밀비물질 또는 이들의 혼합물의 공급원과, 수냉식 금속벽과 내화내부 라이닝으로된 벽 구조물을 구비하며, 상기 금속벽과 접촉하고 상기 내화 내부 라이닝을 관통하며 상기 내부 내화 라이닝을 작동온도를 감소시키도록 작용하는 다수의 금속 부재를 포함하며, 상기 공급원과 연통되는 내부를 갖는 최소한 하나의 중공 용기와, 상기 고온의 가스, 증기, 미립물질 또는 이들의 혼합물을 불연소 분립, 용융슬래그 및 폐가스로 전환시키기 위해 상기 용기에서 연소를 유발시키는 수단장치와, 살체상 용융 혼합물을 형성하기 위해 상기 불연소 분립의 일부를 상기 용융 슬래그에 유입시키고, 상기 불연소 분립의 부분들을 상기 슬래그의 외부표면 아래에 배치시키는 수단장치와, 상기 유해성 폐기물 전환장치로부터 상기 혼합물을 제거하는 수단장치, 및, 상기 불침출성의 무해 골재를 형성하기 위하여 상기 실체상 용융 혼합물을 냉각시키는 수단장치를 포함하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 내화 내부 라이닝은 실체상 일체식인 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
19. 제17항에 있어서, 상기 내화 내부 라이닝은 알루미나로된 층을 필연적으로 구성하는 것을 특징으로하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
20. 제17항에 있어서, 상기 내화 내부 라이닝은 상기 금속벽과 접촉하는 다수의 금속핀을 포함하며, 그 중 상당수의 핀이, 상기 내화 라이닝을 관통하는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
21. 제19에 있어서, 상기 내화 내부 라이닝은 상기 용기의 내부에 실체상 직각이고 상대적으로 직선인 다수의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
22. 제20항에 있어서, 상기 내화 내부 라이닝은 내화 라이닝 1㎡당 약 390내지 1550개의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 핀은 약 6.3내지 10.2mm범위의 직경인 것을 특징으로 하는 유해성 폐기물을 불침출성의 무해성 골재로 전환시키는 장치.