KR101162733B1 - 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 가연성 폐기물의 열분해 처리 시스템(100)은 가연성 폐기물을 간접 가열하여 무산소 진공상태에서 열분해 탄화시키도록 내부에 열분해 실(R)이 형성되는 소각로 본체(111)와, 상기 소각로 본체(111) 내부에 설치되는 복수 개의 가열 관(112)과, 상기 소각로 본체(111)의 하부에 형성되고 가열에 의한 고온의 공기를 상기 가열 관(112) 안으로 통과시켜 가연성 폐기물을 열 분해하기 위한 연소실(113)과, 상기 소각로 본체(111) 외 측에 일정간격을 유지하며 내부에 냉각수가 유입되는 냉각수 실(114)을 구비하는 복수 개의 소각로(110)(110')(110''); 과열 수증기를 상기 열분해 실(R) 안에 강제 주입하도록 수증기 공급 관(P1)을 통해서 상기 각 소각로(110)와 연결되는 수증기 발생기(120); 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 상기 냉각수 실(114) 안에 냉각수를 제공하여 상기 소각로 본체(111)를 냉각시킬 수 있도록 냉각수 유입관(P2)과 냉각수 유출 관(P3)을 통해서 상기 냉각수 실(114)에 연결되는 냉각장치(130); 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 상기 열분해 실(R)과 연결된 가스 유출 관(P4)을 통해서 배출되는 가연성 가스에 포함된 유해물질을 제거하는 정화장치(140); 상기 정화장치(140)에 의해 정화된 상기 가연성 가스를 저장하고 그 일부 가연성 가스를 가스 순환 관(P5)을 통해 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 상기 연소실(113)로 투입시키는 가연성 가스 저장 장치(150); 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 상기 가열 관(112)과 연결되며, 상기 가열 관(112)을 통과한 고온의 공기를 회수하는 복수 개의 폐열 회수 관(160); 및 상기 폐열 회수 관(160)과 연결되며, 상기 고온의 공기를 냉각 처리하여 대기중에 배기시키는 냉각탑(170);을 포함하되, 상기 가열 관(112)은 그 양단에 직관 부(112a)가 형성되고 중간에 "U"자 형상의 곡관 부(112b)가 형성되어 상기 폐기물을 열 분해하기 위한 연소시 상기 곡관 부(112b)의 팽창에 의해서 상기 가열 관(112)의 균열이 방지되고, 상기 가열 관(112)을 흐르는 고온의 연소가스 흐름을 지연시켜 상기 연소실(113)의 열손실을 방지할 수 있도록 상기 가열 관(112)의 내부에 연소가스 흐름 지연 체(180)가 설치되며, 상기 각 소각로(110)(110')(110'')에 연결된 상기 수증기 공급 관(P1), 상기 냉각수 유입관(P2), 상기 냉각수 유출 관(P3), 상기 가스 유출 관(P4), 가스 순환 관(P5)의 중간에는 자동개폐밸브들(V)이 설치되어, 상기 자동개폐밸브들(V)을 자동 조절하면서 상기 각 소각로(110)(110')(110'')를 순차적으로 번갈아 작동시키는 구조인 것을 특징으로 한다.

가열 관, 직관 부, 곡관 부, 연소가스 흐름 지연 체

Description

가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템{WASTE PYROLYSIS SYSTEM FOR COMBUSTIBLE WASTE IN VACUUM WITHOUT OXYGEN}

본 발명은 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 고온의 열분해 실 안에서 균열 및 파열되지 않도록 가열 관의 형상을 개선하고 가열 관 내부를 흐르는 고온의 연소가스 흐름을 지연시켜 연소실의 열손실을 방지할 수 있은 물론 복수 개의 연소실을 구비하여 열분해를 연속적으로 실행할 수 있는 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템에 관한 것이다.

현재 산업 폐기물의 슬러지와 생활 쓰레기와 같은 가연성 폐기물의 처리가 사회적인 쟁점으로 대두 되면서 이의 효율적인 처리를 위한 각종 방안이 제시되고 있다.

이러한 가연성 폐기물을 처리하는 방안 중 가장 널리 사용되고 있는 방안으로는 가연성 폐기물의 부피를 최소화시켜 매립 또는 소각하거나 해양에 투기하는 방안이 활용되고 있다.

그러나, 지상에 매립 또는 소각하거나 해양에 투기하는 방안은 여러 가지 사회적인 문제를 유발할 수밖에 없는데, 매립의 경우 침출수로 인한 2차 오염피해와 매립지의 한정으로 인해 매립행위 자체가 점차 제한될 수밖에 없고, 해양투기의 경우 해양오염의 문제점과 해양 투기 행위 자체가 금지되고 있는 추세이다.

그리고, 가연성 폐기물을 소각처리하는 경우 다이옥신 등과 같은 무수한 유해 물질을 포함한 오염가스가 대기중에 그대로 방출됨에 따라 환경 파괴 및 인간의 건강을 위협하는 요소로 작용하는 등 많은 문제점이 발생하였다.

또, 가연성 폐기물을 소각하는 경우에는 가연성 가스가 배출되는데, 이러한 가연성 가스는 연료로서 재사용 가능하지만, 통상적인 소각 방식으로는 유용한 가연성 가스를 회수하여 재사용하는 것이 불가능하여 자원을 낭비하는 결과를 초래한다. 이러한, 문제점들을 해결하기 위한 움직임이 활발해 지면서, 가연성 폐기물을 소각하여 가연성 가스를 추출해내는 장치 및 방법들이 속속 개발되고 있다.

그러나, 종래의 처리 방법이나 장치들은 폐기물로부터 수분 등을 제거하고 가연성 가스를 추출하는데 많은 시간과 열이 필요하였으며, 이에 따른 처리비용도 많이 소요되는 등 비경제적인 단점이 있었다.

이를 감안하여 폐기물을 분쇄하거나 압축시켜서 열 처리 하는 등 다양한 방법이 동원되기도 하였으나, 이러한 방법은 폐기물 내에 깊숙이 잔류하는 공기와 수분과 기체 등을 완전히 제거하는데 한계가 있었기 때문에 처리단계에서 유해 물질의 발생을 완전히 방지하는 것이 어려워 양질의 가연성 가스를 얻지 못하게 되는 등 실제적용하는데에 많은 문제점이 있었다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 열분해 방식을 이용하여 폐기물을 처리하는 방법이 발명되고 있다. 열분해란 유기물 무산소 또는 저 산소 분위기 상 태에서 가열하여 가스 액체 고체상태의 연료를 생성시키는 방법으로, 실제 장치상에서는 공기를 제거하지 않은 상태에서 폐기물 자체를 열분해 하여 가연성 가스를 추출한다.

이러한 방법에 의하면 공기를 제거하지 않은 상태에서 열분해가 이루어지기 때문에 산화작용 및 불완전 연소에 의한 유해 오염물질이 포함된 오염가스가 발생하는 문제가 여전히 남는다.

이를 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제 10-0510818 호에는 진공상태에서 열분해 및 탄화과정을 수행하는 방법이 공지되는데, 상기에 공지된 종래방법은 과열수증기의 팽창에 의해 폐기물 및 가열로 내부의 오염된 기체를 외부로 배출시킴에 따른 공기의 오염을 해결하지 못하는 문제점이 있었고, 냉각 및 재가열을 반복함에 따라 연료비가 상승하는 등의 문제점이 존재한다. 그리고, 설비에 있어서 내부 구성의 설치를 위해서는 작업자가 직접 장치 내부에 들어가서 용접 등 제반 작업을 수행해야 하는데, 이는 대형 소각 장치의 설비에서만 가능하고 중소형 소각 장치를 설치하는 경우에는 작업이 불가능하다.

상기와 같은 진공방식에 따르면 로(爐) 내부가 냉각에 의해 진공이 형성되는 시간이 너무 오래 걸려 작업의 효율이 떨어지고, 로 자체가 수축 변형되는 등의 문제점이 발생해 실용화되는데 커다란 한계가 있다.

그 밖에도, 가열로를 가로방향으로 길게 설치하고 구동수단을 통하여 상기 가열로를 회동시키면서 외부 가열 방식으로 폐기물을 소각처리하는 로타리식 킬링 방법도 제시되어 있지만, 이러한 로타리식 킬링 방법은 진공 방식이 아니어서 연소 에 의한 유해가스의 배출 문제가 해소되지 않으며, 또한 이 방법에 의하면, 구동수단이 별도로 구비되어야 하기 때문에 구조 및 제작이 복잡하고 제작 비용이 증가하며, 비교적 대용량인 가열로를 회동시키는 데 소요되는 전력량과 외부가열에 의한 연료비가 상승하기 때문에 에너지 효율 면에서 비경제적이며, 뿐만 아니라 잔해 폐기물의 수거의 어려움도 있어 이 역시 실용화에는 한계가 있어 왔다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 10-2008-0007916 "가연성 폐기물의 열분해 처리 시스템과 이를 이용한 폐기물처리 방법"이 출원된바 있다.

종래 가연성 폐기물의 열분해 처리 시스템은 중공 내부를 관통하는 다수개의 가열 관이 구비되고 내부에 투입된 가연성 폐기물이 가열 관을 통한 열에 의해 간접 가열되어 열분해 탄화되는 열분해 실과, 상기 열분해 실의 하부에 분리구획되게 위치되고 가열에 의한 고온의 공기를 상기 가열 관에 통과시켜 상기 폐기물이 열 분해되기 위한 열을 제공하는 연소실과, 상기 열분해 실과 간격을 가지면서 감싸 밀폐되고 냉각수가 유입되면서 순환되는 냉각수 실로 구성된 소각로와; 상기 열분해 실과 수증기 공급 관에 의해 연통되고 이를 통해 과열수증기를 강제주입하는 수증기 발생기와; 상기 냉각수 실에 냉각수 유입관과 냉각수 유출 관에 의해 연통되고 이를 통해 냉각수를 제공하고 순환시키는 냉각장치와; 상기 열분해 실과 가스 유출 관에 의해 연통되어 이를 통해 배출된 희박성 가스 및 가연성 가스에 포함된 유해물질을 제거하는 정화장치와; 상기 정화장치와 가스이송관에 의해 연통되어 정화된 상기 가연성 가스를 저장하고 일부를 가스 순환 관을 통해 상기 연소실로 투입시키는 가연성 가스 저장 조와; 상기 가열 관과 연결되면서 이를 통과한 고온의 공기를 포집하는 폐열 회수 관과 연통되어 상기 고온의 공기를 냉각 처리하여 대기중에 배기시키는 냉각탑으로 이루어진다.

상기 가열 관은 구불구불한 관 형상으로, 상기 열분해 실의 하부 저면 판에 끼워져 상기 연소실과 연통되는 하부튜브와, 상기 하부튜브의 상부에 연결되어 구불구불한 형상을 만드는 다수개의 연결튜브와, 상기 연결튜브의 상부와 일단이 연결되고 타 단이 상기 폐열 회수 관과 연결되며 상기 열분해 실의 상판을 관통하고 상단에 댐퍼가 형성된 상부튜브로 구성된다.

그러나 종래 가연성 폐기물의 열분해 처리 시스템은 열분해 실의 고온에 의해서 가열 관의 균열 및 파열이 발생하여 소각로 전체를 교체해야 하는 문제점이 있으며, 연소실의 연소효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가열 관은 그 양단에 직관 부가 형성되고 중간에 "U"자 형상의 곡관 부가 형성되어 폐기물을 열 분해하기 위한 연소시 곡관 부의 팽창에 의해서 가열 관의 균열 및 파열을 효과적으로 방지하고, 가열 관을 흐르는 고온의 연소가스 흐름을 지연시켜 연소실의 열손실을 효과적으로 방지할 수 있음은 물론 복수 개의 소각로를 구비하여 열분해를 연속적으로 실행할 수 있는 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템은 가연성 폐기물을 간접 가열하여 열분해 탄화시키도록 내부에 열분해 실이 형성되는 소각로 본체와, 상기 소각로 본체 내부에 설치되는 복수 개의 가열 관과, 상기 소각로 본체의 하부에 형성되고 가열에 의한 고온의 공기를 상기 가열 관 안으로 통과시켜 가연성 폐기물을 열 분해하기 위한 연소실과, 상기 소각로 본체 외 측에 일정간격을 유지하며 내부에 냉각수가 유입되는 냉각수 실을 구비하는 복수 개의 소각로; 과열 수증기를 상기 열분해 실 안에 강제 주입하도록 수증기 공급 관을 통해서 상기 각 소각로와 연결되는 수증기 발생기; 상기 각 소각로의 상기 냉각수 실 안에 냉각수를 제공하여 상기 소각로 본체를 냉각시킬 수 있도록 냉각수 유입관과 냉각수 유출 관을 통해서 상기 냉각수 실에 연결되는 냉각 장치; 상기 각 소각로의 상기 열분해 실과 연결된 가스 유출 관을 통해서 배출되는 가연성 가스에 포함된 유해물질을 제거하는 정화장치; 상기 정화장치에 의해 정화된 상기 가연성 가스를 저장하고 그 일부 가연성 가스를 가스 순환 관을 통해 상기 각 소각로의 상기 연소실로 투입시키는 가연성 가스 저장 장치; 상기 각 소각로의 상기 가열 관과 연결되며, 상기 가열 관을 통과한 고온의 공기를 회수하는 복수 개의 폐열 회수 관; 및 상기 폐열 회수 관과 연결되며, 상기 고온의 공기를 냉각 처리하여 대기중에 배기시키는 냉각탑;을 포함하되, 상기 가열 관은 그 양단에 직관 부가 형성되고 중간에 "U"자 형상의 곡관 부가 형성되어 상기 폐기물을 열 분해하기 위한 연소시 상기 곡관 부의 팽창에 의해서 상기 가열 관의 균열이 방지되고, 상기 가열 관을 흐르는 고온의 연소가스 흐름을 지연시켜 상기 연소실의 열손실을 방지할 수 있도록 상기 가열 관의 내부에 연소가스 흐름 지연 체가 설치되며, 상기 각 소각로에 연결된 상기 수증기 공급 관, 상기 냉각수 유입관, 상기 냉각수 유출 관, 상기 가스 유출 관, 가스 순환 관의 중간에는 자동개폐밸브들이 설치되어, 상기 자동개폐밸브들을 자동 조절하면서 상기 각 소각로를 순차적으로 번갈아 작동시키는 구조이다.

상기 각 소각로의 일 측과 타 측에는 폐기물 투입구와 회분 수거구가 설치되고, 상기 폐기물 투입구와 상기 회분 수거구의 외주 면에는 이들을 냉각시키기 위한 냉각 부가 설치되며, 상기 냉각 부는 냉각수관에 의해 연결되어, 상기 냉각수관을 통해서 냉각수가 순환한다.

상기 연소가스 흐름 지연 체는, 상기 직관 부 내부를 따라 설치되는 샤프트; 상기 샤프트를 지지하기 위하여 상기 직관 부 내부에 형성된 고정 턱에 지지되는 고정 핀; 및 상기 샤프트의 외주를 따라 설치되어 연소가스 흐름을 지연하는 다수의 지연 막;을 포함한다.

상기 고정 핀은 고정되고 상기 샤프트는 상기 고정 핀을 중심으로 회전된다.

상기 소각로의 하부는 아치 형상으로 형성될 수 있다.

상기 폐열 회수 관의 중간에는 상기 냉각탑과 연결되는 열교환기가 설치되고, 상기 열교환기의 내부에는 다수의 전열 관이 설치되며, 상기 폐열 회수 관에는 그 내부로 물을 공급하는 물탱크가 설치된다.

상기 정화장치는 그 내부에 가스정화필터가 설치되어 이물질과 냄새를 제거하되, 상기 가스정화필터는 세라믹 필터, 헤파 필터, 가스라인 필터 중 어느 하나일 수 있다.

상기 가연성 가스 저장 장치는, 가연성 가스에서 냄새를 제거하기 위하여 내부에 염소가 투입된 복수 개의 염소 저장 조; 상기 염소 저장 조에서 이송된 가연성 가스를 냉각수 분무방식으로 냉각시키는 분무 냉각수 조; 및 상기 분무 냉각수 조에서 이송된 가연성을 가스를 저장하는 가연성 가스 저장 조;로 구성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 고온의 열분해 실 안에 설치되는 가열 관을 형성함에 있어서 가열 관의 양단에 직관 부를 형성하고 중간에 "U"자 형상의 곡관 부를 형성하여 폐기물 열 분해 연소시 곡관 부의 팽창에 의해서 가열 관 전체의 균열을 효과적으로 방지함은 물론, 가열 관 내부에 연소가스 흐름 지연체를 구비하여 가열 관 내부를 흐르는 고온의 연소연소가스 흐름을 지연시켜 연소실의 열손실을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 가연성 폐기물의 열분해 처리 시스템은 단수/복수 개의 소각로를 구비하며, 각 소각로에 연결된 수증기 공급 관, 냉각수 유입관, 냉각수 유출 관, 가스 유출 관, 가스 순환 관의 중간에 자동개폐밸브들이 설치되어, 자동개폐밸브들을 개폐시키면서 자동 조절하여 각 소각로를 순차적으로 번갈아 연이어 작동하기 때문에 열분해 효율을 높일 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템을 보인 전체 구성도, 도 2는 도 1의 소각로들을 보인 도면, 도 3은 도 2의 소각로 내부를 구체적으로 보인 단면도, 도 4는 본 발명의 일 예에 따른 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템에 있어서 소각로의 폐기물 투입구와 회분 수거구에 설치된 냉각 부 그리고 냉각수관을 보인 측면 구성도, 도 5는 도 1의 가열 관 및 지연 체를 보인 분리 사시도, 및 도 6은 도 1의 가열 관의 변형을 보인 측면도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템(100)은 가연성 폐기물을 간접 가열하여 열분해 탄화시키도록 내부에 열분해 실(R)이 형성되는 소각로 본체(111)와, 상기 소각로 본 체(111) 내부에 설치되는 복수 개의 가열 관(112)과, 상기 소각로 본체(111)의 하부에 형성되고 가열에 의한 고온의 공기를 상기 가열 관(112) 안으로 통과시켜 가연성 폐기물을 열 분해하기 위한 연소실(113)과, 상기 소각로 본체(111) 외 측에 일정간격을 유지하며 내부에 냉각수가 유입되는 냉각수 실(114)을 구비하는 복수 개의 소각로(110)(110')(110''); 과열 수증기를 상기 열분해 실(R) 안에 강제 주입하도록 수증기 공급 관(P1)을 통해서 상기 각 소각로(110)와 연결되는 수증기 발생기(120); 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 상기 냉각수 실(114) 안에 냉각수를 제공하여 상기 소각로 본체(111)를 냉각시킬 수 있도록 냉각수 유입관(P2)과 냉각수 유출 관(P3)을 통해서 상기 냉각수 실(114)에 연결되는 냉각장치(130); 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 상기 열분해 실(R)과 연결된 가스 유출 관(P4)을 통해서 배출되는 가연성 가스에 포함된 유해물질을 제거하는 정화장치(140); 상기 정화장치(140)에 의해 정화된 상기 가연성 가스를 저장하고 그 일부 가연성 가스를 가스 순환 관(P5)을 통해 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 상기 연소실(113)로 투입시키는 가연성 가스 저장 장치(150); 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 상기 가열 관(112)과 연결되며, 상기 가열 관(112)을 통과한 고온의 공기를 회수하는 복수 개의 폐열 회수 관(160); 및 상기 폐열 회수 관(160)과 연결되며, 상기 고온의 공기를 냉각 처리하여 대기중에 배기시키는 냉각탑(170);을 포함한다.

상기 가열 관(112)은 그 양단에 직관 부(112a)가 형성되고 중간에 "U"자 형상의 곡관 부(112b)가 형성됨으로써, 폐기물을 열 분해하기 위한 연소시 고온에 의해서 상기 직관 부(112a)가 팽창하더라도 상기 곡관 부(112b)가 늘어나면서 상기 직관 부(112a)의 팽창을 완충시키기 때문에 상기 가열 관(112) 전체의 균열 및 파손을 효과적으로 방지하는 것이다.

상기 가열 관(112)을 흐르는 고온의 연소가스 흐름을 지연시켜 상기 연소실(113)의 열손실을 방지할 수 있도록 상기 가열 관(112)의 내부에는 연소가스 흐름 지연 체(180)가 설치된다.

상기 각 소각로(110)(110')(110'')에 연결된 상기 수증기 공급 관(P1), 상기 냉각수 유입관(P2), 상기 냉각수 유출 관(P3), 상기 가스 유출 관(P4), 가스 순환 관(P5)의 중간에는 자동개폐밸브들이 설치되어, 상기 자동개폐밸브들을 자동 조절하면서 상기 각 소각로(110)(110')(110'')를 순차적으로 번갈아 작동시키는 구조로 구성된다.

상기 소각로(110)의 일 측과 타 측에는 폐기물 투입구(115)와 회분 수거구(116)가 설치되고, 상기 폐기물 투입구(115)와 상기 회분 수거구(116)의 외주 면에는 이들을 냉각시키기 위한 냉각 부(115a)(116a)가 설치되며, 상기 냉각 부(115a)(116a)는 냉각수관(190)에 연결되어, 상기 냉각수관(190)을 통해서 냉각수가 순환한다.

상기 폐열 회수 관(160)의 중간에는 상기 냉각탑(170)과 연결되는 열교환기(HE)가 설치되고, 상기 열교환기(HE)의 내부에는 다수의 전열 관(h)이 설치되며, 상기 폐열 회수 관(160)에는 그 내부로 물을 공급하는 물탱크(T)가 설치된다.

이하 본 발명의 일 예에 따른 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템(100)의 구성을 좀더 구체적으로 설명한다.

상기 각 소각로(110)는 가연성 폐기물을 간접 가열하여 무산소 진공 열분해 탄화시키도록 내부에 열분해 실(R)이 형성되는 원통형의 소각로 본체(111)를 구비한다.

상기 열분해 실(R)의 상하를 연결하는 위치에는 소정형상을 갖는 복수 개의 가열 관(112)이 설치된다. 상기 가열 관(112)은 중공 체로 형성되며, 그 상부는 상기 폐열 회수 관(160)과 연결되고 하부는 연소실(113)과 연결된다.

상기 가열 관(112)은 상기 열분해 실(R)의 온도, 대략 550-700℃에서도 견딜 수 있는 고강도의 금속재질로 형성되며, 고온에 의해서 균열과 파열이 발생하지 않는 형상을 가져야 한다.

이를 위해서 본 발명의 일 예에 따른 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템(100)에 있어서는, 상기 가열 관(112) 양단에 직관 부(112a)가 형성되고 중간에 "U"자 형상의 곡관 부(112b)가 형성된다.

상기 직관 부(112a)와 상기 곡관 부(112b)는 하나의 주물로 일체로 형성되는 것이 바람직하지만 제조가 어려우므로 일반적으로 잘 알려진 접합방법인 용접으로 접합하는 것이 가장 바람직하다.

상기 연소가스 흐름 지연 체(180)는 상기 직관 부(112a) 내부를 따라 설치되는 샤프트(181); 상기 샤프트(181)를 지지하기 위하여 상기 직관 부(112a) 내부에 형성된 고정 턱(182)에 지지되는 고정 핀(183); 및 상기 샤프트(181)의 외주를 따라 설치되어 연소가스 흐름을 지연하는 다수의 지연 막(184);을 포함한다.

상기 고정 핀(183)은 고정되고 상기 샤프트(181)는 상기 고정 핀(183)을 중 심으로 회전될 수 있다.

상기 고정 핀(183)은 상기 직관 부(112a) 내부에 상기 샤프트(181)를 위치 고정시키는 역할을 하고, 상기 지연 막(184)은 고온에 변형되지 않는 재질로 형성되며 일정 간격을 두고 배치된다.

상기 샤프트(181)는 상기 고정 핀(183)을 중심으로 회전될 수도 있는데, 이 경우 상기 샤프트(181)에 고정된 다수의 지연 막(184)이 회전하면서 연소가스 흐름을 지연시켜서 연소실(113)의 열손실을 줄일 수도 있다.

상기 소각로(110)의 하부는 아치 형상(A:도 3 참조)으로 형성되어 소각로 전체 내구성(응력)이 향상됨으로써, 가연성 폐기물의 하중 및 고온에 변형되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

상기 소각로 본체(111)의 하부에는 버너(B)의 가열에 의한 고온의 연소가스를 상기 가열 관(112) 안으로 통과시켜 상기 폐기물을 열 분해하기 위한 연소실(113)이 형성된다.

상기 소각로 본체(111) 외 측에는 일정간격을 두고 냉각수 실(114)이 형성되며, 상기 냉각수 실(114) 안에는 냉각수가 유입 순환될 수 있도록 구성된다.

상기 소각로(110)에는 내부의 온도, 압력 등의 수치를 측정하여 적정 공정 조건을 충족시키고 위험방지를 위한 안전조치로서, 일 측에 온도센서(TS), 압력 게이지(PG), 안전 밸브(SV)와 다수의 관들이 연결될 수 있도록 구성된다.

상기 압력 게이지(PG)에 의한 소각로(10) 열분해 실(R)의 연소 될 공기가 없는 상태, 즉 폐기물이 공기 또는 기체와의 접촉이 차단된 상태임을 확인되면 상기 냉각 장치(130)는 냉각수 실(114)의 냉각수를 전부 배출시켜 빈 상태가 되게 한다.

상기 소각로 본체(111)의 상부에 폐기물을 투입할 수 있도록 개폐가능한 폐기물 투입구(115)가 설치되고, 하부에 열분해 탄화된 폐기물을 회수할 수 있도록 개폐가능한 회분 수거구(116)가 개폐 가능하게 설치된다.

상기 폐기물 투입구(115)와 상기 회분 수거구(116)에는 밀폐를 위해서 가스켓(미도시)이 설치되는바, 상기 가스켓이 고온에 훼손되지 않도록 상기 폐기물 투입구(115)와 상기 회분 수거구(116)의 외주 면에는 이들을 냉각시키기 위한 냉각 부(115a)(116a)가 설치된다. 상기 냉각 부(115a)(116a)는 냉각수관(190)에 의해 연결되어 상기 냉각수관(190)을 통해서 냉각수가 순환하도록 구성된다(도 3 참조).

도면에는 도시하지 않았으나, 상기 냉각수관(190)의 한쪽에는 워터펌프가 설치되고 상기 냉각수관(190)의 다른 쪽에는 배수밸브가 설치된다.

상기 수증기 발생기(120)는 수증기 공급 관(P1)을 통해서 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 열분해 실(R)에 연통하는 데, 일 측에는 자체 가열버너(B)가 구비되고 외부에 설치된 별도의 연료통(C)에 저장된 연료를 이용하여 내부에 저장된 물을 가열하여 과열 수증기를 발생시키고, 상기 과열 수증기를 상기 수증기 공급 관(P1)을 통해서 상기 열분해 실(R) 안으로 강제 주입시킨다.

과열 수증기의 강제 주입에 의해 상기 열분해 실(R)은 팽창되고 폐기물과 공기(산소) 또는 기체의 접촉이 차단된 상태에 도달하게 된다. 다시 말해, 본 발명의 가연성 폐기물의 처리에 있어서 폐기물을 연소시키지 않고 무산소 진공 열분해 탄화시키기 위해 폐기물과 공기(산소)의 접촉을 차단하도록 상기 수증기 발생기(120) 에서 강제주입된 과열 수증기가 이용된다.

상기 열분해 실(R) 안에 상기 과열 수증기가 꽉 충전되면 상기 과열 수증기에 의해 열분해 실(R) 내부에는 압력이 높아지는데, 압력에 의해 상기 가연성 폐기물의 내부에 포함된 공기 또는 기체는 외부로 빠져나오게 된다. 이때, 상기 빠져나온 공기 또는 기체와 열분해 실(R) 내부의 공기는 상기 과열 수증기가 상기 열분해 실(R) 내부에 꽉 차게 충전됨에 따라 상기 과열 수증기에 흡수되어 물 분자에 둘러싸이게 된다. 이에 따라 상기 가연성 폐기물과 연소될 공기(산소) 또는 기체와는 수증기에 의한 수막에 의해 차단된다. 이와 같은 과열 수증기에 의한 수막 형성에 따라 열분해 실(R) 내의 가연성 폐기물은 공기와의 접촉이 차단되기 때문에 상기 가연성 폐기물은 외부 열에 의해 연소 되지 않고 열분해 탄화되는 것이다.

상기 냉각장치(130)는 상기 냉각수 실(114) 안에 냉각수를 제공하여 상기 소각로 본체(111)를 냉각시키는 역할을 하는 것으로, 냉각수 유입관(P2)을 통해서 냉각수를 공급하고 냉각수 유출 관(P3)을 통해서 데워진 냉각수를 배수한다. 이와 같은 물순환을 통해서 상기 소각로 본체(111)를 효과적으로 냉각시킨다.

상기 정화장치(140)는 그 내부에 가스정화필터(F1)가 설치되어 이물질과 냄새를 제거하되, 상기 가스정화필터(F1)는 세라믹 필터, 헤파 필터, 가스라인 필터일 수 있다.

상기 가연성 가스 저장 장치(150)는, 가연성 가스에서 냄새를 제거하기 위하여 내부에 염소가 투입된 복수 개의 염소 저장 조(151); 상기 염소 저장 조(151)에서 이송된 가연성 가스를 냉각수 분무방식으로 냉각시키는 분무 냉각수 조(153); 및 상기 분무 냉각수 조(153)에서 이송된 가연성을 가스를 저장하는 가연성 가스 저장 조(155);로 구성된다.

상기 가연성 가스 저장 장치(150)에서는, 염소의 화학반응에 의해서 및 냉각수 분무방식과 필터(F2)에 의해서 가연성 가스에서 냄새를 효과적으로 제거할 수 있다.

상기 열분해 실(R)과 연결된 가스 유출 관(P4)을 통해서 배출되는 가연성 가스에 포함된 유해물질을 제거하며, 상기 정화장치(140)에 의해 정화된 상기 가연성 가스는 가연성 가스 저장 장치(150)에 저장되며, 그 일부 가연성 가스는 가스 순환 관(P5)을 통해 상기 연소실(113)로 재투입된다.

상기 가연성 폐기물의 열분해 탄화가 일어나는 상기 열분해 실(R)의 온도는 700℃를 넘지 않게 하며, 약 550℃ 내외로 유지하는 것이 저온도 열분해 과정에 따라 가연성 폐기물 처리방법의 에너지 절약효과는 극대화될 수 있다.

상기 연소실(113)에서 발생한 고온의 공기, 즉 폐열은 회수되고 냉각되어 외부 대기로 배기 되는데, 이를 위해 본 발명의 일 예에 따른 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템(100)은 상기 소각로(110)의 가열 관(112)과 연결되면서 이를 통과한 상기 고온의 공기를 포집하는 폐열회수 관(160)과 연통되어 상기 고온 공기를 냉각처리해 대기중에 배기시키는 냉각탑(170)을 포함한다. 상기 고온의 공기는 대기중에 그대로 방출되면 대기의 온도가 상승하여 환경파괴의 원인이 되므로 이를 방지하기 위해 상기 냉각탑(170)이 상기 폐열회수 관(160)과 연통되게 설치된다.

상기 폐열 회수 관(160)은 상기 가열 관(112)과 직접 연결되며, 상기 가열 관(112)을 통과한 고온의 공기를 회수한다. 상기 냉각탑(170)은 및 상기 폐열 회수 관(160)과 연결되며, 상기 고온의 공기를 냉각 처리하여 대기중에 배기시킨다.

상기 냉각 탑(170)에 있어서 냉각 탑 본체(170')의 하부에는 상기 냉각 탑 본체(170)와 연통되는 냉각수 탱크(171)가 설치된다. 상기 냉각 탑 본체(170')는 냉각수 이송관(172)에 의해 상기 냉각수 탱크(171)와 연결되는데, 상기 냉각 탑 본체(170)에는 다수의 분사노즐(173)이 구비되고, 상기 냉각수 이송관(174)과 냉각수탱크(171) 사이에는 펌프(175)가 구비되어 냉각수 탱크(171)의 저장된 냉각수를 적절한 압력으로 상기 냉각탑 본체(170')로 공급한다.

이에 따라 상기 폐열회수 관(160)을 통해 폐열(고온의 공기)가 냉각 탑 본체(170')로 유입되면, 펌프(175)에 의해 냉각수 탱크(171)의 냉각수가 적절한 압력으로 냉각수 이송관(174)을 통하여 냉각 탑 본체(170') 내로 이동되고, 이동된 냉각수는 분사노즐(173)을 통하여 내부에 분사된다. 그리고, 상기 고온의 공기는 분사된 냉각수에 의해 냉각되어 배기관(176)을 통해 대기로 방출된다. 또한, 상기 분사노즐(173)을 통해 분사된 물은 하방으로 연장된 연통 관(172)을 통해 상기 냉각수탱크(171)로 재유입되어 재사용된다.

상기 소각로(110)(110')(110'')에서의 소각시간은 가연성 폐기물에 따라 다르지만 통상 3-5시간 정도 걸리게 되는데, 그 소각시간 동안 다른 상기 가연성 가스 저장 장치(150), 상기 폐열 회수 관(160), 냉각탑(170)이 사용되지 않기 때문에 대기시간이 늘어나고 열분해 시간이 증가하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 본 발명의 가연성 폐기물의 열분해 처리 시스템(100)에서는 복수 개의 소각로(110)(110')(110'')를 구비하며, 상기 각 소각로(110)(110')(110'')에 연결된 상기 수증기 공급 관(P1), 상기 냉각수 유입관(P2), 상기 냉각수 유출 관(P3), 상기 가스 유출 관(P4), 가스 순환 관(P5)의 중간에는 자동개폐밸브들(V)이 설치되어, 상기 자동개폐밸브들(V)을 개폐시키면서 자동 조절하여 상기 각 소각로(110)(110')(110'')를 순차적으로 번갈아 작동시키는 구조로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 예에 따른 가연성 폐기물의 열분해 처리 시스템(100)에 있어서는, 상기 폐기물 투입구(115) 안으로 가연성 폐기물이 투입된다. 이후 상기 수증기 발생기(120)는 수증기 공급 관(P1)을 통해서 상기 소각로(110)의 열분해 실(R)에 연통한 상태에서 물을 가열하여 과열 수증기를 발생시키고, 상기 과열 수증기를 상기 수증기 공급 관(P1)을 통해서 상기 열분해 실(R) 안으로 강제 주입시킨다. 과열 수증기의 강제 주입에 의해 상기 열분해 실(R)은 팽창되고 폐기물과 공기 또는 기체의 접촉이 차단된 상태에 도달하게 된다. 다시 말해, 본 발명의 가연성 폐기물의 처리에 있어서 폐기물을 연소시키지 않고 열분해 탄화시키기 위해 폐기물과 공기의 접촉을 차단하도록 상기 수증기 발생기(120)에서 강제주입된 과열 수증기가 이용된다. 상기 열분해 실(R) 안에 상기 과열 수증기가 꽉 충전되면 상기 과열 수증기에 의해 열분해 실(R) 내부에는 압력이 높아지는데, 압력에 의해 상기 가연성 폐기물의 내부에 포함된 공기 또는 기체는 외부로 빠져나오게 된다. 이때, 상기 빠져나온 공기 또는 기체와 열분해 실(R) 내부의 공기는 상기 과열 수증기가 상기 열분해 실(R) 내부에 꽉 차게 충전됨에 따라 상기 과열 수증기에 흡수되어 물 분자에 둘러싸이게 된다. 이에 따라 상기 가연성 폐기물과 연소될 공기 또는 기체와는 수증기에 의한 수막에 의해 차단된다.

이후, 연소실(113)의 버너(B)는 가연성 폐기물을 가열한다. 가열 시간은 가연성 폐기물의 종류에 따라 상이하지만 통상 3-5시간 정도 걸린다.

이와 같이 과열 수증기에 의한 수막에 따라 열분해 실(R) 내의 가연성 폐기물은 공기와의 접촉이 차단된 상태에서 가열되므로 외부 열에 의해 연소 되지 않는다.

이후, 상기 냉각장치(130)는 상기 냉각수 실(114) 안에 냉각수를 제공하여 상기 소각로 본체(111)를 냉각시켜서 열분해 실(R)을 진공상태로 유지하며, 이러한 진공상태에서 가연성 폐기물은 열분해 탄화된다.

가연성 폐기물의 열분해 탄화가 일어나는 상기 열분해 실(R)의 온도는 700℃를 넘지 않게 하며, 약 550℃ 내외로 유지하는 것이 저온도 열분해 과정에 따라 가연성 폐기물 처리방법의 에너지 절약효과는 극대화될 수 있다.

상기 정화장치(140)는 그 내부에 가스정화필터(F1)가 설치되어 이물질과 냄새를 제거하며, 상기 가연성 가스 저장 장치(150)는 가연성 가스에서 냄새를 제거한다. 상기 열분해 실(R)과 연결된 가스 유출 관(P4)을 통해서 배출되는 가연성 가스에 포함된 유해물질을 제거하며, 상기 정화장치(140)에 의해 정화된 상기 가연성 가스는 가연성 가스 저장 장치(150)에 저장되며, 그 일부 가연성 가스는 가스 순환 관(P5)을 통해 상기 각 연소실(113)로 재투입된다.

상기 폐열 회수 관(160)은 상기 가열 관(112)과 직접 연결되어, 상기 가열 관(112)을 통과한 고온의 공기를 회수하며, 상기 냉각탑(170)은 상기 소각로(110)의 가열 관(112)과 연결되면서 이를 통과한 상기 고온의 공기를 포집하는 폐열회수 관(160)과 연통되어 상기 고온 공기를 냉각처리해 대기중에 배기시킴으로써, 환경파괴를 방지한다.

상기 소각로(110)(110')(110'')를 순차적으로 작동시킬 경우 대기시간이 발생하지 않고, 소각을 연속적으로 실행할 수 있는바, 상기 소각로(110)의 소각이 완료되는 시점에서 다른 소각로(110')가 버너(B)에 의해 가열되어 소각을 시작하고, 이후 상기 다른 소각로(110')의 소각이 완료되는 시점에서 상기 다른 소각로(110')와 관련된 자동개폐밸브(V)는 모두 개방하고 이외의 다른 자동개폐밸브는 모두 차단한다. 동일한 방법으로 수증기 발생기(120), 냉각장치(130), 정화장치(140), 가연성 가스 저장 장치(150), 폐열 회수 관(160), 냉각탑(170)이 동일하게 작동한다.

연이어 상기 소각로(110')의 소각이 완료되는 시점에서 또 다른 소각로(110'')가 버너(B)에 의해 가열되어 소각을 시작하고, 이후 상기 다른 소각로(110'')의 소각이 완료되는 시점에 상기 다른 소각로(110'')와 관련된 자동개폐밸브(V)는 모두 개방하고 이외의 다른 자동개폐밸브는 모두 차단한다. 동일한 방법으로 수증기 발생기(120), 냉각장치(130), 정화장치(140), 가연성 가스 저장 장치(150), 폐열 회수 관(160), 냉각탑(170)이 동일하게 작동한다.

이와 같이, 본 발명은 고온의 열분해 실(R) 안에 설치되는 가열 관(112)을 형성함에 있어서 상기 가열 관(112)의 양단에 직관 부(112a)를 형성하고 중간에 "U"자 형상의 곡관 부(112b)를 형성하여 폐기물 열 분해 연소시 곡관 부(112b)의 완충에 의해서 가열 관(112) 전체의 균열을 효과적으로 방지함은 물론, 가열 관(112) 내부에 연소가스 흐름 지연체(180)를 구비하여 가열 관(112) 내부를 흐르는 고온의 연소가스 흐름을 지연시켜 연소실(113)의 열손실을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 가연성 폐기물의 열분해 처리 시스템(100)에서는 복수 개의 소각로(110)(110')(110'')를 구비하며, 상기 각 소각로(110)(110')(110'')에 연결된 수증기 공급 관(P1), 냉각수 유입관(P2), 냉각수 유출 관(P3), 가스 유출 관(P4), 가스 순환 관(P5)의 중간에는 자동개폐밸브들(V)이 설치되어, 상기 자동개폐밸브들(V)을 개폐시키면서 자동 조절하여 상기 각 소각로(110)(110')(110'')를 순차적으로 번갈아 연이어 작동하기 때문에 열분해 효율을 높일 수 있다.

한편, 도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템(200)을 보인 것이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 예에 따른 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템(200)은 하나의 소각로(210)를 갖는 구조이다.

상기 소각로(210)는 가연성 폐기물을 간접 가열하여 무산소 진공상태에서 열분해 탄화시키도록 내부에 열분해 실(R)이 형성되는 원통형의 소각로 본체(211)를 구비한다.

상기 열분해 실(R)의 상하를 연결하는 위치에는 소정형상을 갖는 복수 개의 가열 관(212)이 설치된다. 상기 가열 관(212)은 중공 체로 형성되며, 그 상부는 상 기 폐열 회수 관(260)과 연결되고 하부는 연소실(213)과 연결된다.

상기 가열 관(212)은 상기 열분해 실(R)의 온도, 대략 550-700℃에서도 견딜 수 있는 고강도의 금속재질로 형성되며, 고온에 의해서 균열과 파열이 발생하지 않는 형상을 가져야 한다. 이를 위해서 본 발명의 다른 예에 따른 가연성 폐기물의 열분해 처리 시스템(200)에 있어서는, 상기 가열 관(212) 양단에 직관 부(212a)가 형성되고 중간에 "U"자 형상의 곡관 부(212b)가 형성된다.

상기 직관 부(212a)와 상기 곡관 부(212b)는 하나의 주물로 일체로 형성되는 것이 바람직하지만 제조가 어려우므로 일반적으로 잘 알려진 접합방법인 용접으로 접합하는 것이 가장 바람직하다.

상기 소각로 본체(211)의 하부에는 버너(B)의 가열에 의한 고온의 연소가스를 상기 가열 관(212) 안으로 통과시켜 상기 폐기물을 열 분해하기 위한 연소실(213)이 형성된다.

상기 소각로 본체(211) 외 측에는 일정간격을 두고 냉각수 실(214)이 형성되며, 상기 냉각수 실(214) 안에는 냉각수가 유입 순환될 수 있도록 구성된다.

상기 소각로(210)에는 내부의 온도, 압력 등의 수치를 측정하여 적정 공정 조건을 충족시키고 위험방지를 위한 안전조치로서, 일 측에 온도센서(TS), 압력 게이지(PG), 안전 밸브(SV)와 다수의 관들이 연결될 수 있도록 구성된다.

상기 압력 게이지(PG)에 의한 소각로(110) 열분해 실(R)의 연소 될 공기가 없는 상태(무산소 진공상태), 즉 폐기물이 공기 또는 기체와의 접촉이 차단된 상태임을 확인되면 상기 냉각 장치(230)는 냉각수 실(114)의 냉각수를 전부 배출시켜 빈 상태가 되게 한다.

상기 수증기 발생기(220)는 수증기 공급 관(P1)을 통해서 상기 소각로(210)의 열분해 실(R)에 연통하는 데, 일 측에는 자체 가열버너(B)가 구비되고 외부에 설치된 별도의 연료통(C)에 저장된 연료를 이용하여 내부에 저장된 물을 가열하여 과열 수증기를 발생시키고, 상기 과열 수증기를 상기 수증기 공급 관(P1)을 통해서 상기 열분해 실(R) 안으로 강제 주입시킨다.

상기 냉각장치(230)는 상기 냉각수 실(214) 안에 냉각수를 제공하여 상기 소각로 본체(211)를 냉각시키는 역할을 하는 것으로, 냉각수 유입관(P2)을 통해서 냉각수를 공급하고 냉각수 유출 관(P3)을 통해서 데워진 냉각수를 배수한다.

상기 정화장치(240)는 상기 열분해 실(R)과 연결된 가스 유출 관(P4)을 통해서 배출되는 가연성 가스에 포함된 유해물질을 제거하며, 상기 정화장치(240)에 의해 정화된 상기 가연성 가스는 가연성 가스 저장 조(250)에 의해서 저장되며, 그 일부 가연성 가스는 가스 순환 관(P5)을 통해 상기 연소실(213)로 재투입된다.

상기 가연성 폐기물의 열분해 탄화가 일어나는 상기 열분해 실(R)의 온도는 700℃를 넘지 않게 하며, 약 550℃ 내외로 유지하는 것이 저온도 열분해 과정에 따라 가연성 폐기물 처리방법의 에너지 절약효과는 극대화될 수 있다.

상기 연소실(213)에서 발생한 고온의 공기, 즉 폐열은 회수되고 냉각되어 외부 대기로 배기 되는데, 이를 위해 본 발명에 따른 다른 가연성 폐기물의 열분해 처리 시스템(200)은 상기 소각로(210)의 가열 관(212)과 연결되면서 이를 통과한 상기 고온의 공기를 포집하는 폐열회수 관(260)과 연통되어 상기 고온 공기를 냉각 처리해 대기중에 배기시키는 냉각탑(270)을 포함한다. 상기 고온의 공기는 대기중에 그대로 방출되면 대기의 온도가 상승하여 환경파괴의 원인이 되므로 이를 방지하기 위해 상기 냉각탑(270)이 상기 폐열회수 관(260)과 연통되게 설치된다.

상기 폐열 회수 관(260)은 상기 가열 관(212)과 직접 연결되며, 상기 가열 관(212)을 통과한 고온의 공기를 회수한다. 상기 냉각탑(270)은 및 상기 폐열 회수 관(260)과 연결되며, 상기 고온의 공기를 냉각 처리하여 대기중에 배기시킨다.

상기 냉각 탑(270)에 있어서 냉각 탑 본체(270')의 하부에는 상기 냉각 탑 본체(270)와 연통되는 냉각수 탱크(271)가 설치된다. 상기 냉각 탑 본체(270')는 냉각수 이송관(272)에 의해 상기 냉각수 탱크(271)와 연결되는데, 상기 냉각 탑 본체(270)에는 다수의 분사노즐(273)이 구비되고, 상기 냉각수 이송관(274)과 냉각수탱크(271) 사이에는 펌프(275)가 구비되어 냉각수 탱크(271)의 저장된 냉각수를 적절한 압력으로 상기 냉각탑 본체(270')로 공급한다.

이에 따라 상기 폐열회수 관(260)을 통해 폐열(고온의 공기)가 냉각 탑 본체(270')로 유입되면, 펌프(275)에 의해 냉각수 탱크(271)의 냉각수가 적절한 압력으로 냉각수 이송관(274)을 통하여 냉각 탑 본체(270') 내로 이동되고, 이동된 냉각수는 분사노즐(273)을 통하여 내부에 분사된다. 그리고, 상기 고온의 공기는 분사된 냉각수에 의해 냉각되어 배기관(276)을 통해 대기로 방출된다. 또한, 상기 분사노즐(273)을 통해 분사된 물은 하방으로 연장된 연통 관(272)을 통해 상기 냉각수탱크(271)로 재유입되어 재사용된다.

이와 같이 본 발명의 권리는 상기 설명된 실시 예에 한정되지 않고, 청구범 위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형을 할 수 있다는 것은 자명하다. 예를 들어 본 발명에서는 소각로를 1개와 3개로 한정하여 설명하였으나, 설계조건에 따라 2개, 4개, 혹은 그 이상으로 변경하여 사용할 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 가연성 폐기물의 열분해 처리 시스템을 보인 전체 구성도

도 2는 도 1의 소각로들을 보인 도면

도 3은 도 2의 소각로 내부를 구체적으로 보인 단면도

도 4는 본 발명의 일 예에 따른 가연성 폐기물의 열분해 처리 시스템에 있어서 소각로의 폐기물 투입구와 회분 수거구에 설치된 냉각 부 그리고 냉각수관을 보인 측면 구성도

도 5는 도 1의 가열 관 및 지연 체를 보인 분리 사시도

도 6은 도 1의 가열 관의 변형을 보인 측면도

도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템을 보인 전체 구성도

* 주요부분에 대한 도면 설명

110,110',110'': 소각로

111: 소각로 본체

112: 가열 관

112a: 직관 부

112b: 곡관 부

113: 연소실

114: 냉각수 실

120: 수증기 발생기

130: 냉각장치

140: 정화장치

150: 가연성 가스 저장 조

160: 폐열 회수 관

170: 냉각탑

180: 지연 체

181: 샤프트

182: 고정 턱

183: 고정 핀

184: 지연 막

P1: 수증기 공급 관

P2: 냉각수 유입관

P3: 냉각수 유출 관

P4: 가스 유출 관

P5: 가스 순환 관

R: 열분해 실

Claims (10)

1. 가연성 폐기물을 간접 가열하여 열분해 탄화시키도록 내부에 열분해 실(R)이 형성되는 소각로 본체(111)와, 상기 소각로 본체(111) 내부에 설치되는 복수 개의 가열 관(112)과, 상기 소각로 본체(111)의 하부에 형성되고 가열에 의한 고온의 공기를 상기 가열 관(112) 안으로 통과시켜 가연성 폐기물을 열 분해하기 위한 연소실(113)과, 상기 소각로 본체(111) 외 측에 일정간격을 유지하며 내부에 냉각수가 유입되는 냉각수 실(114)을 구비하는 복수 개의 소각로(110)(110')(110''); 과열 수증기를 상기 열분해 실(R) 안에 강제 주입하도록 수증기 공급 관(P1)을 통해서 상기 각 소각로(110)와 연결되는 수증기 발생기(120); 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 상기 냉각수 실(114) 안에 냉각수를 제공하여 상기 소각로 본체(111)를 냉각시킬 수 있도록 냉각수 유입관(P2)과 냉각수 유출 관(P3)을 통해서 상기 냉각수 실(114)에 연결되는 냉각장치(130); 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 상기 열분해 실(R)과 연결된 가스 유출 관(P4)을 통해서 배출되는 가연성 가스에 포함된 유해물질을 제거하는 정화장치(140); 상기 정화장치(140)에 의해 정화된 상기 가연성 가스를 저장하고 그 일부 가연성 가스를 가스 순환 관(P5)을 통해 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 상기 연소실(113)로 투입시키는 가연성 가스 저장 장치(150); 상기 각 소각로(110)(110')(110'')의 상기 가열 관(112)과 연결되며, 상기 가열 관(112)을 통과한 고온의 공기를 회수하는 복수 개의 폐열 회수 관(160); 및 상기 폐열 회수 관(160)과 연결되며, 상기 고온의 공기를 냉각 처리하여 대기중에 배기시키는 냉각탑(170);을 포함하고,

   상기 가열 관(112)은 그 양단에 직관 부(112a)가 형성되고 중간에 "U"자 형상의 곡관 부(112b)가 형성되어 상기 폐기물을 열 분해하기 위한 연소시 상기 곡관 부(112b)의 팽창에 의해서 상기 가열 관(112)의 균열이 방지되며,

   상기 가열 관(112)을 흐르는 고온의 연소가스 흐름을 지연시켜 상기 연소실(113)의 열손실을 방지할 수 있도록 상기 가열 관(112)의 내부에 연소가스 흐름 지연 체(180)가 설치되고,

   상기 각 소각로(110)(110')(110'')에 연결된 상기 수증기 공급 관(P1), 상기 냉각수 유입관(P2), 상기 냉각수 유출 관(P3), 상기 가스 유출 관(P4), 가스 순환 관(P5)의 중간에는 자동개폐밸브들(V)이 설치되어, 상기 자동개폐밸브들(V)을 자동 조절하면서 상기 각 소각로(110)(110')(110'')를 순차적으로 번갈아 작동시키는 구조이며,

   상기 연소가스 흐름 지연 체(180)는 상기 직관 부(112a) 내부를 따라 설치되는 샤프트(181); 상기 샤프트(181)를 지지하기 위하여 상기 직관 부(112a) 내부에 형성된 고정 턱(182)에 지지되는 고정 핀(183); 및 상기 샤프트(181)의 외주를 따라 설치되어 연소가스 흐름을 지연하는 다수의 지연 막(184);을 포함하고,

   상기 고정 핀(183)은 고정되고 상기 샤프트(181)는 상기 고정 핀(183)을 중심으로 회전되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 소각로(110)의 일 측과 타 측에는 폐기물 투입구(115)와 회분 수거구(116)가 설치되고, 상기 폐기물 투입구(115)와 상기 회분 수거구(116)의 외주 면에는 이들을 냉각시키기 위한 냉각 부(115a)(116a)가 설치되며, 상기 냉각 부(115a)(116a)는 냉각수관(190)에 의해 연결되어, 상기 냉각수관(190)을 통해서 냉각수가 순환하는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템.
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5. 제1항에 있어서,

   상기 소각로(110)의 하부는 아치 형상(A)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템.
6. 제1항에 있어서,

   상기 폐열 회수 관(160)의 중간에는 상기 냉각탑(170)과 연결되는 열교환기(HE)가 설치되고, 상기 열교환기(HE)의 내부에는 다수의 전열 관(h)이 설치되며, 상기 폐열 회수 관(160)에는 그 내부로 물을 공급하는 물탱크(T)가 설치되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템.
7. 제1항에 있어서,

   상기 정화장치(140)는 그 내부에 가스정화필터(F1)가 설치되어 이물질과 냄새를 제거하되, 상기 가스정화필터(F1)는 세라믹 필터, 헤파 필터, 가스라인 필터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템.
8. 제1항에 있어서,

   상기 가연성 가스 저장 장치(150)는

   가연성 가스에서 냄새를 제거하기 위하여 내부에 염소가 투입된 복수 개의 염소 저장 조(151);

   상기 염소 저장 조(151)에서 이송된 가연성 가스를 냉각수 분무방식으로 냉각시키는 분무 냉각수 조(153); 및

   상기 분무 냉각수 조(153)에서 이송된 가연성을 가스를 저장하는 가연성 가스 저장 조(155);로 구성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 무산소 진공 열 분해 처리 시스템.
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