KR101718008B1 - Food Waste Treatment System Using Plasma Torch And Food Waste Treatment Method Using the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식쓰레기가 담겨진 봉지를 투입구를 통해 투입하면, 그 무게를 자동으로 계량하여 반응기로 이송하고, 반응기에서 음식쓰레기 봉지를 분쇄하면서 1300℃ 정도의 고온 플라즈마 토치로 열분해 연소 처리하고, 배기가스의 분진과 유해 성분을 효과적으로 제거한 후 정화된 가스만 외부로 배출할 수 있도록 한 친환경적인 음식쓰레기 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 음식쓰레기 처리 장치는, 음식쓰레기가 담겨진 봉지가 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼에 투입된 음식쓰레기 봉지를 이송하는 컨베이어유닛을 포함하는 투입부와; 상기 컨베이어유닛을 통해 이송된 음식쓰레기 봉지가 투입되는 투입구가 형성되어 있는 반응기와, 상기 반응기 내부로 투입된 음식쓰레기 봉지를 파쇄하는 파쇄기와, 상기 반응기의 상부에 설치되어 상기 파쇄기에 의해 파쇄되는 음식쓰레기에 플라즈마 화염을 가하여 연소시키는 플라즈마 토치와, 상기 반응기의 하측에 설치되어 반응기의 하부에 형성되어 있는 배출구를 개폐하는 회분배출도어와, 상기 반응기의 일측에 설치되어 연소 과정에서 발생하는 가스와 분진을 외부로 배출하는 가스배기구를 구비하는 연소처리부와; 상기 반응기의 가스배기구와 연결되어 가스배기구를 통해 배출되는 가스와 분진의 혼합유체로부터 분진과 일산화탄소와 NOx를 제거하여 외부로 배출하는 배기가스처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when a bag containing food waste is fed through a feeding port, the weight of the food bag is automatically metered and transported to the reactor. The food waste bag is pulverized in the reactor and pyrolytically burned with a high temperature plasma torch at about 1300 ° C., The present invention relates to a food waste disposal apparatus and method which are capable of effectively discharging only cleaned gas after dust and harmful components are effectively removed. The apparatus for disposing food waste according to the present invention comprises a hopper And a conveyor unit for conveying the food garbage bag inserted into the hopper; A crusher for crushing the food waste bag introduced into the reactor, a food waste disposed on the upper portion of the reactor and being crushed by the crusher, A gas exhaust port provided at a lower side of the reactor for opening and closing an exhaust port formed in a lower portion of the reactor, and a gas discharge port provided at one side of the reactor for discharging gas and dust generated in the combustion process, And a gas exhaust port for exhausting the gas exhausted to the outside; And an exhaust gas processing unit connected to the gas exhaust port of the reactor to remove dust, carbon monoxide and NOx from a mixed fluid of gas and dust exhausted through the gas exhaust port, and to exhaust the exhaust gas to the outside.
Description
본 발명은 음식쓰레기 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음식쓰레기가 담겨진 봉지를 투입구를 통해 투입하면, 그 무게를 자동으로 계량하여 반응기로 이송하고, 반응기에서 음식쓰레기 봉지를 분쇄하면서 1300℃ 정도의 고온 플라즈마 토치로 열분해 연소 처리하여 회분은 외부로 배출하고, 연소시 발생하는 유해 배기가스의 분진과 유해 성분을 효과적으로 제거한 후 정화된 가스만 외부로 배출할 수 있도록 한 친환경적인 음식쓰레기 처리 장치 및 방법에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a food waste disposal apparatus and method, and more particularly, to a method and apparatus for disposing food garbage, Temperature plasma torch to exhaust the ash to the outside, effectively remove dust and harmful components from the harmful exhaust gas generated during combustion, and exhaust only the purified gas to the outside. And methods.
도시가 발달하고 주거가 밀집되면서 가정마다 배출되는 음식쓰레기가 집중되어 발생되고 있지만 님비 현상으로 음식쓰레기의 대량 처리장은 주거지역 외곽에 많이 설치되어 있어서 주거 밀집 지역에서는 음식쓰레기를 모은 후 외곽에 있는 음식쓰레기 처리장까지 운반하여 처리하고 있는데, 이러한 음식쓰레기의 저장, 운반 및 최종 처리 시에 악취, 유해 곤충의 발생 등 또 다른 민원소지가 있어서 음식 쓰레기는 발생 장소에서 발생자가 처리하여야 한다는 인식이 강해지고 있다.As the city develops and the dwelling is concentrated, the food waste discharged from each household is concentrated. However, since the mass disposal plant of food waste is installed in the outskirts of the residential area, the food waste in the residential area is collected, It has been recognized that food waste must be disposed of at the place where the food waste is generated due to the presence of other complaints such as odor and harmful insects during storage, transportation and final disposal of such food waste .
따라서 이러한 인식에 부응하여 음식쓰레기를 발생지에서 처리할 수 있는 기술의 개발이 활발히 진행되고 있다.Therefore, in response to this recognition, development of a technology capable of treating food waste at a source site is actively under way.
가정에서 사용할 수 있도록 개발된 음식쓰레기 처리 기술은 음식쓰레기를 분쇄기로 분쇄시켜 물과 함께 배수관으로 흘려보내는 기술로, 이 방법을 사용하면 가정에서 음식쓰레기 처리는 간단하지만 하수처리장에서 유입되는 하수의 오염부하가 너무 높아져서 하수처리장 운영에 많은 문제점이 발생하게 된다. 그리고 음식쓰레기를 미생물을 이용하여 호기 분해하는 기술을 이용한 음식쓰레기 소멸장치는 처리방법이 친환경적인 장점은 있지만 음식쓰레기에 포함된 유기물을 미생물로 완전 분해시키는데 오랜 시간이 필요한 것과, 사용하는 미생물 종균을 지속적으로 공급하여야 하는 경제적인 부담, 일부 혐기성 미생물이 유기물을 분해하면서 황화수소, 멀캅탄(Mercaptan) 등의 악취물질을 발생시켜 가정마다 음식쓰레기 소멸장치를 설치하면 많은 점 오염원을 확대시키는 문제점 등이 있다.Food waste treatment technology developed for use at home is a technology that grinds food waste into a drain pipe together with water by crushing it with a grinder. Although this method can easily treat food waste at home, The load becomes too high, causing many problems in the operation of the sewage treatment plant. The food waste disinfection system using the technology of disposing food waste by using microorganisms is advantageous in terms of environment friendly treatment, but it takes a long time to completely decompose organic matters contained in food waste into microorganisms, There is an economical burden to be continuously supplied and a problem that some anaerobic microorganisms decompose organic matter and generate odorous substances such as hydrogen sulfide and mercaptan, .
한편 상기한 문제점들의 해소를 위하여 음식물을 압착 탈수시켜 발생하는 탈리액은 하수구에 버리고 고형물을 전기 히터 또는 화석 연료 버너로 건조 또는 탄화시키는 기술도 있는데, 이러한 기술은 음식쓰레기를 담은 비닐봉지를 파봉한 후 음식쓰레기만 처리하여야 하는 사용상의 번거로움과 건조나 탄화를 전기히터를 이용하여 600℃ 이하의 온도에서 시행하여 처리시간이 많이 소요되고 탄화 시 발생하는 악취물질을 고온 열분해 시키지 못하여 악취가 다량 발생하는 문제점도 있다.Meanwhile, in order to solve the above-mentioned problems, there is also a technology of drying or carbonizing solids discharged from a sewer, which is produced by squeezing and dewatering food, with an electric heater or a fossil fuel burner. This technique is a technique of disposing a plastic bag containing food waste It is difficult to use food waste only, and drying and carbonization are carried out at a temperature of 600 ° C or less by using an electric heater, and a large amount of odor is generated because the treatment time is long and the odor substances generated during carbonization can not be pyrolyzed at high temperature There is also a problem.
또한 국내 등록특허 제10-1052855호 및 등록특허 제10-1563401호에는 저온 플라즈마를 이용하여 음식쓰레기를 처리하는 기술이 개시되어 있다. In addition, Korean Patent No. 10-1052855 and Japanese Patent No. 10-1563401 disclose techniques for treating food waste using low-temperature plasma.
플라즈마는 이온과 전자의 농도가 높은 상태로 전기를 이용하여 생성된 화염의 한 종류이다. 플라즈마는 전자온도와 가스온도의 상관 관계에 따라서 저온 플라즈마와 고온플라즈마로 구분이 된다. 저온 플라즈마는 전자온도가 가스온도보다 높으며 고압방전을 통해 생성이 되며 DBD, 글로우, 코로나 등이 한 형태이며, 이를 이용하여 음식물 폐기물 처리공정에서 발생하는 악취를 제거할 수 있다. Plasma is a kind of flame that is generated by using electricity with a high concentration of ions and electrons. Plasma is classified into low-temperature plasma and high-temperature plasma depending on the correlation between the electron temperature and the gas temperature. At low temperature plasma, electron temperature is higher than gas temperature and it is generated by high pressure discharge. DBD, glow, corona, etc. Are one type, and odor generated in food waste treatment process can be removed.
또한 국내 등록특허 제10-0311904호 및 등록특허 제10-0582753호에 고온 플라즈마를 이용하여 음식쓰레기를 처리하는 기술이 개시되어 있다. 고온 플라즈마는 전자 온도와 가스온도가 같으며 발생 형태에 따라서 이송식과 비이송식형태로 나눠진다. 이송식은 양극과 음극 사이에 아크 방전되는 형태이며 비이송식 방식은 방전된 아크가 작동기체에 의하여 고속화염으로 유지되는 형태이다. In addition, Korean Patent No. 10-0311904 and No. 10-0582753 disclose a technique for treating food waste using high-temperature plasma. The high-temperature plasma has the same electron temperature and gas temperature and is divided into a transfer type and a non-transfer type according to the generation type. The transfer formula is a form in which arc discharge occurs between the anode and the cathode. In the non-transferring type, the discharged arc is maintained as a high-speed flame by the working gas.
그런데 등록특허 제10-0311904호의 고온 플라즈마를 이용한 처리장치는 이송식 플라즈마 반응기에서 음식쓰레기(수분 70% 이상함유)를 전극 사이에 위치하여 플라즈마를 발생시켜 처리하는데, 이러한 이송식 플라즈마 처리 방식은 장치에 상당한 물리적 부하를 주는 문제가 있다. However, in the treatment apparatus using the high-temperature plasma of the registered patent No. 10-0311904, the food waste (containing more than 70% moisture) is disposed between the electrodes in the transfer type plasma reactor to generate and process the plasma. There is a problem of giving a considerable physical load to the semiconductor device.
또한 등록특허 제10-0582753호는 비이송식 플라즈마를 이용한 것으로, 쓰레기를 열분해하고 슬래그(액상회재)로 배출하게 된다. 이러한 등록특허 제10-0582753호의 처리장치는 다량의 에너지가 소모되고, 쓰레기를 담지하는 반응로는 고가 내화재 및 단열재가 사용되며 초기 건설비 상승의 원인이 된다. Further, Japanese Patent Registration No. 10-0582753 uses a non-transfer type plasma, which pyrolyzes the waste and discharges it as slag (liquid phase material). The treatment apparatus of this patent No. 10-0582753 consumes a large amount of energy, and as the reaction furnace carrying the garbage, the expensive refractory material and the heat insulating material are used, which causes an increase in the initial construction cost.
그리고 종래의 저온 플라즈마 또는 고온 플라즈마를 이용한 음식쓰레기 처리장치는 연소 과정에서 NOx(Nitrogen Oxides)의 발생을 억제할 수 있는 방안이 없기 때문에 다량의 NOx가 발생하는 문제도 있다. Conventional low-temperature plasma or food waste disposal apparatuses using high-temperature plasma have a problem of generating a large amount of NOx because there is no way to suppress the generation of NOx (nitrogen oxide) during the combustion process.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 음식쓰레기를 담은 봉지가 반응기로 이송되기 이전까지 파봉하거나 분리하지 않고 봉지무게 측정 후 직접 반응기에 투입하고 플라즈마 토치를 이용하여 열분해 연소 처리하고, 연소 처리 과정에서 악취 및 유해가스 발생을 최소화할 수 있는 음식쓰레기 처리 장치 및 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for disposing a food waste into a reactor without breaking or separating the bag until the bag containing the food waste is transported to the reactor, Which is capable of minimizing the generation of malodorous and harmful gas during the combustion process, and a food waste disposal apparatus and method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음식쓰레기 처리 장치는, 음식쓰레기가 담겨진 봉지가 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼에 투입된 음식쓰레기 봉지를 이송하는 컨베이어유닛을 포함하는 투입부와; 상기 컨베이어유닛을 통해 이송된 음식쓰레기 봉지가 투입되는 투입구가 형성되어 있는 반응기와, 상기 반응기 내부로 투입된 음식쓰레기 봉지를 파쇄하는 파쇄기와, 상기 반응기의 상부에 설치되어 상기 파쇄기에 의해 파쇄되는 음식쓰레기에 플라즈마 화염을 가하여 연소시키는 플라즈마 토치와, 상기 반응기의 하측에 설치되어 반응기의 하부에 형성되어 있는 배출구를 개폐하는 회분배출도어와, 상기 반응기의 일측에 설치되어 연소 과정에서 발생하는 가스와 분진을 외부로 배출하는 가스배기구를 구비하는 연소처리부와; 상기 반응기의 가스배기구와 연결되어 가스배기구를 통해 배출되는 가스와 분진의 혼합유체로부터 분진과 일산화탄소와 NOx를 제거하여 외부로 배출하는 배기가스처리부와; 상기 투입부와 연소처리부와 배기가스처리부의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a food waste disposal apparatus including a hopper including a hopper into which a bag containing food waste is put, and a conveyor unit that feeds the food waste bag into the hopper; A crusher for crushing the food waste bag introduced into the reactor, a food waste disposed on the upper portion of the reactor and being crushed by the crusher, A gas exhaust port provided at a lower side of the reactor for opening and closing an exhaust port formed in a lower portion of the reactor, and a gas discharge port provided at one side of the reactor for discharging gas and dust generated in the combustion process, And a gas exhaust port for exhausting the gas exhausted to the outside; An exhaust gas processing unit connected to the gas exhaust port of the reactor to remove dust, carbon monoxide and NOx from a mixed fluid of gas and dust discharged through the gas exhaust port, and to exhaust the exhaust gas to the outside; And a controller for controlling operations of the charging unit, the combustion processing unit, and the exhaust gas processing unit.
이러한 본 발명의 음식쓰레기 처리 장치를 이용한 음식쓰레기 처리 방법은, The method of treating food waste using the food waste disposal apparatus of the present invention comprises:
(a) 호퍼에 음식쓰레기가 담겨진 봉지를 투입하는 단계;(a) injecting a bag containing food waste into a hopper;
(b) 상기 호퍼에 투입된 음식쓰레기 봉지를 컨베이어유닛으로 반응기의 투입구의 상부로 이송하는 단계;(b) transferring the food waste bag introduced into the hopper to the upper portion of the inlet of the reactor as a conveyor unit;
(c) 상기 반응기의 투입구를 통해 음식쓰레기 봉지를 투입하는 단계;(c) feeding a food waste bag through an inlet of the reactor;
(d) 상기 반응기 내의 파쇄기를 작동시켜 음식쓰레기 봉지를 파쇄함과 동시에 플라즈마 토치를 작동시켜 파쇄되는 음식쓰레기를 연소시키는 단계;(d) operating the crusher in the reactor to crush the food waste bag and operating the plasma torch to burn the food waste to be crushed;
(e) 반응기에서 발생한 가스 및 분진을 배기가스처리부로 배출하여 분진과 일산화탄소와 NOx를 제거하는 단계;(e) discharging gas and dust generated in the reactor to the exhaust gas treatment unit to remove dust, carbon monoxide and NOx;
(f) 음식쓰레기의 연소가 완료되면 파쇄기와 플라즈마 토치의 작동을 중단시키고, 반응기 내의 회분을 배출하는 단계;(f) stopping the operation of the crusher and the plasma torch when the burning of the food waste is completed, and discharging the ash in the reactor;
를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a control unit.
본 발명에 따르면, 본체 내부에 투입부와 연소처리부 및 배기가스처리부가 통합되어 구성되고, 음식쓰레기가 담겨진 봉지를 찢거나 음식쓰레기를 봉지에서 빼내어 음식쓰레기를 처리하지 않고 음식쓰레기가 봉지에 담겨진 상태로 음식쓰레기 봉지를 투입하고, 파봉하여 고온 플라즈마로 효율적으로 열분해 연소 처리한 다음, 악취 및 유해가스, 분진이 제거된 깨끗한 공기만 외부로 배출할 수 있다. 따라서 작은 크기와 구성으로 고효율의 친환경 음식쓰레기 처리 장치를 구현할 수 있으며, 악취 발생을 대폭 경감시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, there is provided a food waste disposal system comprising: a main body including a charging unit, a combustion processing unit, and an exhaust gas treatment unit integrated into the main body, wherein food waste is tamped or food waste is removed from the bag, The food garbage bag is put in, and it can be broken and pyrolytically burned efficiently by the high-temperature plasma, and then only the clean air from which odor, noxious gas and dust have been removed can be discharged to the outside. Accordingly, it is possible to implement a highly efficient eco-friendly food waste disposal apparatus with a small size and configuration, and it is possible to significantly reduce the generation of odor.
또한 본 발명의 음식쓰레기 처리 장치는 음식쓰레기가 컨베이어커버에 의해 은폐된 컨베이어벨트를 통해 이송되고, 컨베이어벨트에서 바로 반응기 내로 투입된 후 고온 플라즈마 불꽃에 의해 열분해 연소되므로 악취가 거의 발생하지 않는 이점이 있다.Further, the food waste disposal apparatus of the present invention is advantageous in that the food waste is transported through the conveyor belt concealed by the conveyor cover, directly fed into the reactor from the conveyor belt, and pyrolyzed and burned by the high-temperature plasma flame, .
그리고, 상기 반응기 내로 음식쓰레기 봉지를 투입하기 전에 반응기 내부의 온도를 설정된 예열 온도 이상으로 승온하여 예열하게 되면, 음식쓰레기 내부의 수분이 증발하면서 발생하는 악취가 고온 열분해 되지 않고 그대로 배기가스로 배출되는 현상이 방지되므로 악취 발생을 더욱 경감시킬 수 있는 효과가 있다.When the temperature of the inside of the reactor is raised to a predetermined preheat temperature or higher before the food waste bag is introduced into the reactor, the odor generated as moisture in the food waste evaporates is discharged into the exhaust gas as it is without pyrolysis at high temperature So that the occurrence of odor can be further alleviated.
특히 본 발명의 음식쓰레기 처리 장치는 반응기 내에서 고온의 플라즈마 토치로 열분해 연소하는 과정에서 반응기 내에 요소수를 분사함으로써 NOx의 발생을 최소화할 수 있으므로 대기 오염 가능성도 최소화할 수 있는 효과가 있다.Particularly, the food garbage disposal apparatus of the present invention minimizes the possibility of air pollution since the generation of NOx can be minimized by injecting urea water into the reactor during pyrolysis and burning with a high-temperature plasma torch in the reactor.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식쓰레기 처리 장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 음식쓰레기 처리 장치의 투입부의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2의 투입부의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 음식쓰레기 처리 장치의 연소처리부의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 5는 도 4의 연소처리부의 단면도이다.
도 6은 도 4의 연소처리부에 구성된 요소수분사노즐의 종단면도이다.
도 7은 도 4의 요소수분사노즐의 평면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 음식쓰레기 처리 장치의 배기가스처리부의 구성을 나타낸 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing the entire configuration of a food waste disposal apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is a configuration diagram showing the configuration of a charging unit of the food garbage disposal apparatus shown in Fig. 1. Fig.
3 is a cross-sectional view showing the configuration of the charging unit of Fig.
Fig. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a combustion processing section of the food garbage disposal apparatus shown in Fig. 1. Fig.
5 is a cross-sectional view of the combustion treatment section of Fig.
Fig. 6 is a longitudinal sectional view of the urea water injection nozzle constructed in the combustion processing section of Fig. 4; Fig.
7 is a plan view of the urea water injection nozzle of Fig.
Fig. 8 is a configuration diagram showing a configuration of an exhaust gas processing section of the food waste disposal apparatus shown in Fig. 1. Fig.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 음식쓰레기 처리 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a food waste disposal apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식쓰레기 처리 장치의 구성을 나타낸 것으로, 먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 음식쓰레기 처리 장치는 음식쓰레기를 폐기하고자 하는 사용자가 음식쓰레기가 담겨진 봉지를 투입하는 투입부(10)와, 상기 투입부(10)에서 이송된 음식쓰레기 봉지를 플라즈마 토치(22)를 이용하여 회분이 될 때까지 연소시켜 처리하는 연소처리부(20)와, 상기 연소처리부(20)에서 연소가 진행되는 동안 발생하는 분진과 유해 가스 성분을 제거하는 배기가스처리부(30)와, 상기 투입부(10)와 연소처리부(20)와 배기가스처리부(30)의 작동을 제어하는 컨트롤러(미도시) 등을 포함한 구성으로 이루어진다. 1 to 8 illustrate a configuration of a food waste disposal apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a food waste disposal apparatus according to an embodiment of the present invention includes: A
상기 투입부(10)와 연소처리부(20)와 배기가스처리부(30) 및 컨트롤러는 처리장치 본체(1)에 통합되어 구성된다. The
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 투입부(10)는 음식쓰레기를 폐기하는 처리자에 대한 정보를 저장하는 저장매체와 무선으로 통신하는 무선통신단말기(12)와, 음식쓰레기가 담겨진 봉지가 투입되는 호퍼(11)와, 상기 호퍼(11)에 투입된 음식쓰레기 봉지를 이송하는 컨베이어유닛(15)과, 상기 호퍼(11)의 하부에 설치되어 호퍼(11) 내로 투입된 음식쓰레기 봉지의 무게를 측정하는 계량기(13)와, 상기 무선통신단말기(12)의 정보를 수신했을 때 자동으로 상기 호퍼(11)의 상단 입구(11b)를 개방하는 도어(11a)를 포함한다. 2 and 3, the
상기 저장매체로는 RFID 태그를 구비한 카드나 일명 '스마트폰'이라고 하는 이동통신 단말기 등이 사용될 수 있으며, 상기 무선통신단말기(12)는 상기 카드의 RFID 태그 정보를 읽어들이는 RFID 리더기 등을 적용할 수 있다. 상기 무선통신단말기(12)는 상기 컨트롤러(미도시)와 연결되어 상기 카드의 RFID 태그 정보를 읽어 들이면 상기 도어(11a)가 자동으로 개폐되며, 호퍼(11) 내부에 투입된 음식쓰레기 봉지의 중량이 상기 계량기(13)에 의해 측정되면 이를 표시하여 처리자에게 통보한다. As the storage medium, a card having an RFID tag or a mobile communication terminal such as a 'smart phone' may be used. The
상기 호퍼(11)는 상단부에 입구(11b)가 개방되게 형성되고, 하단부에 음식쓰레기 봉지가 배출되는 출구(11c)가 형성된 구조를 갖는다. 그리고, 상기 도어(11a)는 상기 호퍼(11)의 상부에 회전 운동 또는 슬라이딩 이동 가능하게 배치되어, 호퍼(11)의 상단 입구(11b)를 자동으로 개폐한다. 상기 도어(11a)를 자동으로 이동시키기 위한 구동장치는 공지의 유압실린더나 공압실린더, 모터와 풀리 및 벨트를 이용한 구동장치, 모터와 복수의 기어를 이용한 구동장치 등을 이용하여 구성할 수 있다. The
상기 컨베이어유닛(15)은 하단이 상기 호퍼(11)의 하단부의 출구(11c) 아래에 배치되고 상단이 상기 연소처리부(20)의 반응기(21)의 투입구(21a)의 상측에 배치되어 모터로부터 동력을 전달받아 회전하면서 음식쓰레기 봉지를 이송하는 컨베이어벨트(16)와, 상기 컨베이어벨트(16)에 일정 간격으로 배치되어 음식쓰레기 봉지가 수용되는 독립 공간을 형성하는 칸막이(18)와, 상기 컨베이어벨트(16)의 외측을 둘러싸도록 설치되며 상기 호퍼(11)의 하단부의 출구와 대응하는 부분과 상기 반응기(21)의 투입구(21a)와 대응하는 부분에 각각 관통공(17a, 17b)이 형성되어 있는 컨베이어커버(17)를 포함한다. The lower end of the
상기 컨베이어벨트(16)는 일정 각도로 경사지게 설치되며, 공지의 컨베이어 장치에 구성된 컨베이어벨트 구동장치에 의해 자동으로 회전하면서 음식쓰레기 봉지를 반응기(21)로 이송한다. The conveyor belt 16 is inclined at a predetermined angle and transfers the food waste bag to the
상기 컨베이어벨트(16)에 설치된 칸막이(18)는 컨베이어벨트(16)가 음식쓰레기 봉지를 반응기(21)로 이송할 때 음식쓰레기 봉지가 아래로 흘러내리지 않도록 지탱함과 더불어 반응기(21) 내로 일정량의 음식쓰레기 봉지가 투입될 수 있도록 하는 작용을 한다. The
상기 컨베이어커버(17)는 컨베이어벨트(16)의 외측을 둘러싸도록 설치되어, 컨베이어벨트(16)가 은폐되도록 함으로써 음식쓰레기의 악취가 외부로 배출되는 것을 방지함과 더불어, 음식쓰레기 봉지가 컨베이어벨트(16) 외부로 떨어지는 것을 방지한다. 그리고 상기 컨베이어커버(17)에는 외부의 세척수 공급기와 연결되어 상기 컨베이어벨트(16)로 세척수를 분사하는 세척노즐(19)이 설치된다. 상기 세척노즐(19)은 기존의 수도배관 등과 연결되어 세척수를 공급받거나 별도의 세척수를 저장하는 세척수 저장탱크(미도시) 및 세척수 공급펌프(미도시)와 연결되어 세척수를 주기적으로 공급받아 컨베이어벨트(16)를 세척한다. The
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 연소처리부(20)는, 상기 컨베이어유닛(15)을 통해 이송된 음식쓰레기 봉지가 투입되는 투입구(21a)가 형성되어 있는 반응기(21)와, 상기 반응기(21) 내부로 투입된 음식쓰레기 봉지를 파쇄하는 파쇄기(23)와, 상기 반응기(21)의 상부에 설치되어 상기 파쇄기(23)에 의해 파쇄되는 음식쓰레기에 플라즈마 화염을 가하여 연소시키는 플라즈마 토치(22)와, 상기 반응기(21)의 하측에 설치되어 반응기(21)의 하부에 형성되어 있는 배출구를 개폐하는 회분배출도어(24)와, 상기 반응기(21)의 일측에 설치되어 연소 과정에서 발생하는 가스와 분진을 외부로 배출하는 가스배기구(21b)를 구비한다. 4 and 5, the
상기 반응기(21)의 상부면에는 상기 컨베이어벨트(16)에서 낙하한 음식쓰레기 봉지가 투입되는 투입구(21a)가 개방되게 형성되어 있다. 도면에 도시하는 않았으나, 상기 투입구(21a)에는 투입구(21a)를 자동으로 개폐하는 투입구도어가 설치된다.The upper surface of the
그리고 상기 반응기(21)의 일측에는 반응기(21) 내부의 온도를 실시간으로 측정하여 컨트롤러로 전송하는 온도센서(28)가 설치된다. A
상기 파쇄기(23)는 상기 반응기(21) 내측에 회전 가능하게 설치된 회전축(23a)과, 상기 회전축(23a)의 외면에 설치된 갈고리 형태로 되어 음식쓰레기 봉지 및 음식쓰레기를 파쇄하는 복수의 커팅블레이드(23b)와, 상기 반응기(21)의 외부에서 상기 회전축(23a)의 일단부와 연결되어 회전축(23a)을 회전시키는 파쇄기 구동모터(23c)를 포함한다. The
상기 커팅블레이드(23b)는 회전축(23a)에 의해 회전하면서 음식쓰레기 봉지를 파봉하고, 뭉쳐진 음식쓰레기를 고르게 펴는 작용과 함께 반응기(21)의 벽면에 부착된 음식쓰레기의 잔재물을 제거하는 작용을 한다. The
상기 플라즈마 토치(22)는 플라즈마 불꽃을 발생시켜 음식쓰레기를 약 1300℃의 고온에서 연소시킴으로써 연소 과정에서 악취가 발생하지 않는 이점을 제공한다. 상기 플라즈마 토치(22)는 자체에 내장된 (+)(-)극에서 플라즈마를 발생시킨 후에 연속적으로 플라즈마 토치에서 플라즈마 불꽃을 유지시키는 비이송식 플라즈마 토치를 사용하는 것이 바람직하다. The
한편 반응기(21)에 내부에서 파봉된 비닐 봉지와 음식쓰레기가 열분해 연소되기 시작하면, 연소 초기에는 수분과 CO 발생이 많아지다가 연소 후기에는 CO2와 NOx 발생량이 증가하는데 CO의 증가는 비닐봉지의 열분해에 의한 원인이고, CO2의 증가는 음식쓰레기 성분 중에 가연성분이 연소되는 것이 원인이며, NOx의 증가는 반응기 내부 온도가 600℃ 이상으로 증가되면서 연소 공기에 포함된 질소(N2)와 산소(O2)가 해리되어 해리 질소(N)화 한 후 해리된 산소(O)와 결합되어 NOx로 변하여 질소산화물(NO, N2O, NO2) 등이 되는데, 이 때 반응기(21) 내부로 요소수((NH2)2CO.H2O)를 공급하면 요소수가 고온에서 분해되어 발생되는 해리 질소 및 해리 수소 중에 해리 질소는 해리 질소와 결합하여 다시 N2로 변환되고, 해리 수소는 해리 산소와 결합하여 OH 또는 H2O로 변하는 환원성 분위기를 조성하여 반응기(21)에 공급되는 연소 공기 내의 질소가 NOx로 변환하는 것을 최대한 억제하게 할 수 있다. On the other hand, when pyrolytic combustion of the plastic bag and the food waste broken in the
이를 위해 상기 연소처리부(20)는 상기 반응기(21) 내에서 플라즈마 토치(22)에 의한 연소가 진행될 때 반응기(21) 내측으로 요소수((NH2)2CO.H2O)를 분사함으로써 NOx의 발생을 억제하는 요소수분사노즐(25)과, 상기 요소수분사노즐(25)로 요소수를 공급하는 요소수공급유닛을 더 포함한다. 여기서 상기 요소수공급유닛은 요소수를 저장하는 저장탱크(27)와, 상기 저장탱크(27)의 요소수를 요소수분사노즐(25)로 펌핑하는 펌프(26)로 구성될 수 있다. To this end, the
상기 요소수분사노즐(25)은 반응기(21) 내부에 균일하게 요소수를 분사할 수 있도록 여러 방향으로 요소수를 분사하도록 구성되는데, 도 6 및 도 7에 도시한 것과 같이 상기 요소수분사노즐(25)은 상기 펌프(26)와 연결된 배관과 연결되어 요소수를 공급받는 헤더(25a)와, 상기 헤더(25a)의 하단부에 원반형으로 설치되며 헤더(25a)와 연통되어 요소수를 분사하는 복수의 분사구(25c)가 방사상으로 형성되어 있는 노즐디스크(25b)를 포함하여 구성될 수 있다. The urea
도 8에 도시한 것과 같이, 상기 배기가스처리부(30)는, 상기 반응기(21)의 가스배기구(21b)를 통해 배출되는 가스와 분진의 혼합유체로부터 분진과 일산화탄소와 NOx를 제거하여 외부로 배출함으로써 대기오염을 방지하는 작용을 한다. 8, the exhaust
이 실시예에서 상기 배기가스처리부(30)는 하단부가 상기 반응기(21)의 가스배기구(21b)와 연결되며 상부로 갈수록 직경이 커지는 원추형으로 되어 원심력에 의해 분진을 제거하는 싸이클론(31)과, 상기 싸이클론(31)의 상부에 설치되어 미세 입자를 걸러내는 세라믹 재질의 여과포를 구비한 고온여과집진기(32)와, 상기 고온여과집진기(32)의 후단에 연결되어 일산화탄소(CO)를 이산화탄소(CO2)로 전환하는 구리와 니켈 촉매를 사용한 CO 촉매층(33)과, NOx를 N2와 O2로 변환시켜 주는 V2O5와 TiO2 및 WO3 촉매를 사용한 NOx 촉매층(34)과, 상기 NOx 촉매층(34)의 후단에 연속적으로 연결되는 벤츄리스크러버(35)와 스크러버(36)와, 상기 스크러버(36)의 후단에 연결되어 가스를 외부로 강제로 배기하는 송풍기(37)를 포함한다.In this embodiment, the exhaust
상기 반응기(21)에서 고온의 플라즈마에 의해 음식쓰레기가 연소되어 열분해되면 고온의 배기가스가 발생하는데, 이 고온의 배기가스에는 분진과 CO, CO2, NOx, 등과 같은 대기오염물질이 많이 포함되어 있다. 상기한 오염물질 중에 분진은 CO 촉매층(33)과 NOx 촉매층(34)에 폐색현상을 일으키는 주요 원인이 되므로 촉매층에 배기가스를 통과시키기 전에 제거하는 것이 중요하므로 반응기(21) 후단에 1차적으로 큰 입자의 분진을 제거하는 싸이클론(31)을 배치하고, 상기 싸이클론(31)의 후단에 미세입자까지 제거하는 고온여과집진기(32)를 설치하는 것이 바람직하다. 그런데 일반적으로 사용되는 여과집진기는 그 재질이 고온에서 견딜 수 있는 재질로 이루어지지 않은 것이 대부분이며, 비교적 고온에서 견딜 수 있는 테프론 재질의 여과집진기도 300℃ 이상의 고온을 견디지 못한다. 따라서 기존의 열분해 연소 처리설비에 사용하는 여과집진기는 여과집진기 전단에 물을 분사시켜 배기가스 온도를 250℃ 이하로 낮추어 주는데, 이렇게 배기가스온도가 낮아지면 여과집진기 후단에 설치되는 촉매층에서의 처리효율이 저하하게 되므로 촉매층의 처리효율을 높이기 위하여 촉매에 유입되는 배기가스 온도를 다시 300℃ 이상으로 승온시켜 주는 승온장치가 필요하다. 이에 본 발명에서는 배기가스처리부(30)의 싸이클론(31)의 후단에 650℃의 고온에도 견디는 세라믹 재질의 여과포를 사용하는 고온여과집진기(32)를 설치함으로써 승온장치를 사용하지 않고도 후단의 촉매층에 400℃ 이상의 고온의 배기가스가 유입되도록 하여 경제적인 운영이 될수 있도록 하고 있다. When the food waste is pyrolyzed by the high-temperature plasma in the
또한 설비를 단순화시키기 위하여 하부에 싸이클론(31)을 배치하고, 싸이클론(31)의 상부에 직접 고온여과집진기(32)를 연결하여 일괄 분진 처리장치가 되도록 하였다.In order to simplify the equipment, the
상기 고온여과집진기(32) 후단에 연결된 CO 촉매층(33)은 배기가스에 포함된 고온에서 일산화탄소(CO)를 배기가스에 잔존하는 산소와 결합시켜 이산화탄소(CO2)로 전환해 주는 구리+니켈 촉매를 사용한다. 그리고 상기 NOx 촉매층(34)은 CO 촉매층(33)의 후단에 연결되며, 배기가스 중의 NOx를 제거하기 위하여 고온에서 NOx를 N2와 O2로 변환시켜 주는 V2O5와 TiO2 및 WO3 촉매를 사용한다.
상기 CO 촉매층(33)을 NOx 촉매층(34)의 전단에 두는 이유는 CO가 많이 있으면 NOx 촉매층(34)에서 CO가 NOx 촉매층(34)에서 정화된 N2를 다시 치환하여 C와 NO로 변환되는 Prompt NOx를 만들기 때문에, CO 촉매층(33)을 배기가스가 유입되는 촉매층의 전단(하부)에 배치하고 그 후단(상부)에 NOx 촉매층(34)을 직접 연결하여 설비를 단순화하고 일괄 가스처리가 가능하게 하였다.The reason for placing the
상기 NOx 촉매층(34)의 후단에서 배출되는 배기가스에는 고온이면서 악취나 미량의 가스상 오염물질, 미세분진이 남아 있을 수 있기 때문에 세정식 집진장치에서 알카리나 산성용액과 접촉시켜 제거하면서 배기가스의 온도를 낮추어 주어야 저온의 깨끗한 배기가스로 대기로 배출시킬 수 있다. 여기서 세정식 집진장치에 유입되는 배기가스의 온도가 80℃ 이상이 되면 세정 시에 뿌려주는 세정액이 기화하여 집진이 되지 않으므로 세정식 집진장치에 유입되는 배기가스의 냉각이 필요한데, 베르누이의 원리를 이용한 벤츄리스크러버(35)에서 물을 분사시켜 배기가스의 온도를 떨어뜨린 후, 후단에서 약액을 분사시켜 배기가스의 온도도 낮추면서 배기가스 내의 미세 오염물질도 제거할 수 있도록 스크러버(36)를 설치하는 것으로 구성하였으며, 설비를 단순화 하기 위하여 전단에 벤츄리스크러버(35)를 배치하고 후단에 스크러버(36)를 직접 연결하여 일괄 냉각설비가 되도록 하였다.Since the exhaust gas discharged from the rear end of the
한편 스크러버(36) 후단에는 송풍기(37)를 연결하여 배기가스를 외부로 원활하게 배출할 수 있게 하였다.On the other hand, a blower (37) is connected to the rear end of the scrubber (36) so that the exhaust gas can be smoothly discharged to the outside.
이와 같이 본 발명의 음식쓰레기 처리장치의 작동에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. The operation of the food waste disposal apparatus of the present invention will be described in detail as follows.
사용자가 소지하고 있는 카드나 스마트폰 등의 정보 저장매체를 무선통신단말기(12)에 접근시키면, 무선통신단말기(12)가 저장매체의 정보를 읽어 들이고, 컨트롤러(미도시)가 폐기물 처리자의 정보 등을 디스플레이장치(미도시) 등을 통해 외부로 출력함과 동시에 호퍼(11)의 도어(11a)를 자동으로 개방한다. When the information storage medium such as a card or a smart phone possessed by the user is approached to the
사용자가 호퍼(11)의 상단 입구(11b)를 통해 음식쓰레기가 담겨진 봉지를 투입하면, 호퍼(11)의 하단에 부착된 계량기(13)가 음식쓰레기 봉지의 중량을 측정하고, 이를 무선통신단말기(12)에 구비된 디스플레이장치(미도시)를 통해 표시하여 사용자에게 통보한다. 그리고, 도어(11a)를 다시 폐쇄한다. When the user inserts the bag containing the food waste through the
상기 호퍼(11)로 투입된 음식쓰레기 봉지는 계량기(13)를 통해 중량이 측정된 다음 호퍼(11) 하부의 출구(11c)를 통해 컨베이어벨트(16)로 낙하하여 안착된다. The food waste bag introduced into the
이어서 상기 컨베이어벨트(16)가 그 구동장치(미도시)에 의해 도면상 시계방향으로 회전하여 음식쓰레기 봉지를 반응기(21)의 상측으로 이송한다. 이 때, 반응기(21) 상부면의 투입구(21a)에 구성된 투입구도어(미도시)가 자동으로 개방되고, 컨베이어벨트(16)의 상단으로 이송된 음식쓰레기 봉지는 컨베이어커버(17)의 상단 하부면에 형성된 관통공(17b)을 통해서 반응기(21) 내로 투입된다. Then, the conveyor belt 16 is rotated in the clockwise direction in the drawing by its driving device (not shown) to transfer the food waste bag to the upper side of the
한편 상기 반응기(21) 내부로 음식쓰레기 봉지를 투입하기 전에 상기 플라즈마 토치(22)를 작동시켜 반응기(21) 내부의 온도가 컨트롤러에 미리 입력된 예열 온도, 바람직하기로 300℃ 이상이 될 때까지 승온하여 예열하는 것이 바람직하다. 상기 반응기(21) 내부가 낮은 온도에서 음식쓰레기를 연소시키면 열분해가 진행되기 전에 직접 플라즈마 화염으로 연소되어 음식쓰레기 내부의 수분이 증발하면서 발생하는 악취가 고온 열분해 되지 않고 그대로 배기가스로 배출될 수 있기 때문이다. On the other hand, before the food waste bag is introduced into the
상기 반응기(21) 내에 음식쓰레기 봉지가 투입되면, 파쇄기(23)가 회전하여 음식쓰레기 봉지를 파봉하면서 음식쓰레기를 고르게 편다. 이와 동시에 플라즈마 토치(22)가 작동하여 대략 1300℃의 고온에서 음식쓰레기를 열분해 연소하게 된다. 상기 플라즈마 토치(22)는 비이송식 플라즈마 토치로서 비이송식 플라즈마 불꽃을 지속적으로 유지하여 음식쓰레기를 열분해 연소시킨다. When the food garbage bag is inserted into the
이 때, 상기 요소수공급유닛이 펌프(26)가 동작하여 요소수분사노즐(25)을 통해 반응기(21) 내로 요소수((NH2)2CO.H2O)를 균일하게 분사하여 NOx의 발생을 억제한다. At this time, the urea water supply unit operates the
상기 반응기(21) 내에서 열분해 연소 처리된 음식쓰레기는 회분이 되어 반응기(21)의 바닥면에 쌓이게 되고, 음식쓰레기의 연소 처리가 모두 완료되면 컨트롤러는 반응기(21) 하부면의 회분배출도어(24)를 개방하여 회분을 외부로 배출한다. The food waste that has been pyrolyzed and burned in the
한편 상기 반응기(21) 내부에서 음식쓰레기의 열분해 연소가 진행되는 동안 배기가스처리부(30)의 송풍기(37)가 작동하여 연소 가스 및 분진이 반응기(21)의 가스배기구(21b)를 통해 외부로 배출된다. 상기 가스배기구(21b)를 통해 배출된 배기가스는 반응기(21)의 가스배기구(21b)의 바로 후단에 연결된 싸이클론(31)를 통과하면서 원심력에 의해 분진이 제거된다. Meanwhile, during pyrolytic combustion of food waste in the
상기 싸이클론(31)을 통과한 미세 입자의 분진은 싸이클론(31) 상부의 고온여과집진기(32)를 통과하면서 걸러지게 된다. 상기 고온여과집진기(32)를 통과한 초미세 입자의 분진과 가스 성분은 CO 촉매층(33)과 NOx 촉매층(34)을 차례로 통과하게 되는데, 이 때 배기가스의 유해 성분 중 일산화탄소(CO)는 CO 촉매층(33)을 통과하면서 이산화탄소(CO2)로 전환되고, NOx는 NOx 촉매층(34)을 통과하면서 N2와 O2로 변환된다.Dust of the fine particles passing through the
이어서 정화된 공기와 초미세 분진은 촉매층 후단의 벤츄리스크러버(35)와 스크러버(36)를 차례로 통과하면서 초미세 분진은 세정액에 의해 제거되고, 가스는 냉각되어 송풍기(37)를 통해 외부로 배출된다. Subsequently, the purified air and the ultrafine dust pass through the
상술한 것과 같은 본 발명에 따르면, 본체(1) 내부에 투입부(10)와 연소처리부(20) 및 배기가스처리부(30)가 통합되어 구성되어 음식쓰레기를 고온 플라즈마로 효율적으로 열분해 연소 처리하고, 악취 및 유해가스, 분진이 제거된 깨끗한 공기만 외부로 배출할 수 있으므로 고효율의 친환경 음식쓰레기 처리 장치를 구현할 수 있다. According to the present invention as described above, the charging
또한 본 발명의 음식쓰레기 처리 장치는 음식쓰레기가 컨베이어커버(17)에 의해 은폐된 컨베이어벨트(16)를 통해 이송되고, 컨베이어벨트(16)에서 바로 반응기(21) 내로 투입된 후 고온 플라즈마 불꽃에 의해 열분해 연소되므로 악취가 거의 발생하지 않는 이점이 있다.In the food waste treatment apparatus of the present invention, the food waste is conveyed through the conveyor belt 16 concealed by the
그리고, 상기 반응기(21) 내로 음식쓰레기 봉지를 투입하기 전에 반응기(21) 내부의 온도를 설정된 예열 온도 이상으로 승온하여 예열하게 되면, 음식쓰레기 내부의 수분이 증발하면서 발생하는 악취가 고온 열분해 되지 않고 그대로 배기가스로 배출되는 현상이 방지되므로 악취 발생을 더욱 경감시킬 수 있는 효과가 있다.When the temperature of the inside of the
특히 본 발명의 음식쓰레기 처리 장치는 반응기(21) 내에서 고온의 플라즈마 토치(22)로 열분해 연소함과 동시에 반응기(21) 내에 요소수를 분사함으로써 NOx의 발생을 최소화할 수 있으므로 대기 오염 가능성도 최소화할 수 있는 이점이 있다.Particularly, the food waste disposal apparatus of the present invention minimizes the generation of NOx by injecting urea water into the
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. And it is to be understood that such modified embodiments belong to the scope of protection of the present invention defined by the appended claims.
1 : 본체 10 : 투입부
11 : 호퍼 11a : 도어
12 : 무선통신단말기 13 : 계량기
15 : 컨베이어유닛 16 : 컨베이어벨트
17 : 컨베이어커버 18 : 칸막이
20 : 연소처리부 21 : 반응기
22 : 플라즈마 토치 23 : 파쇄기
24 : 회분배출도어 25 : 요소수분사노즐
26 : 펌프 27 : 저장탱크
28 : 온도센서 30 : 배기가스처리부
31 : 싸이클론 32 : 고온여과집진기
33 : CO 촉매층 34 : NOx 촉매층
35 : 벤츄리스크러버 36 : 스크러버
37 : 송풍기1: main body 10: input part
11:
12: wireless communication terminal 13: meter
15: Conveyor unit 16: Conveyor belt
17: Conveyor cover 18: Partition
20: combustion processing section 21: reactor
22: Plasma torch 23: Crusher
24: ash outlet door 25: urea water injection nozzle
26: Pump 27: Storage tank
28: Temperature sensor 30: Exhaust gas treatment section
31: Cyclone 32: High temperature filtration dust collector
33: CO catalyst layer 34: NOx catalyst layer
35: Venturi scrubber 36: Scrubber
37: blower
Claims (14)
상기 컨베이어유닛(15)을 통해 이송된 음식쓰레기 봉지가 투입되는 투입구(21a)가 형성되어 있는 반응기(21)와, 상기 반응기(21) 내부로 투입된 음식쓰레기 봉지를 파쇄하는 파쇄기(23)와, 상기 반응기(21)의 상부에 설치되어 상기 파쇄기(23)에 의해 파쇄되는 음식쓰레기에 플라즈마 화염을 가하여 연소시키는 플라즈마 토치(22)와, 상기 반응기(21)의 하측에 설치되어 반응기(21)의 하부에 형성되어 있는 배출구를 개폐하는 회분배출도어(24)와, 상기 반응기(21)의 일측에 설치되어 연소 과정에서 발생하는 가스와 분진을 외부로 배출하는 가스배기구(21b)를 구비하는 연소처리부(20)와;
상기 반응기(21)의 가스배기구(21b)와 연결되어 가스배기구(21b)를 통해 배출되는 가스와 분진의 혼합유체로부터 분진과 일산화탄소와 NOx를 제거하여 외부로 배출하는 배기가스처리부(30)와;
상기 투입부(10)와 연소처리부(20)와 배기가스처리부(30)의 작동을 제어하는 컨트롤러;
를 포함하며,
상기 배기가스처리부(30)는, 하단부가 상기 반응기(21)의 가스배기구(21b)와 연결되며 상부로 갈수록 직경이 커지는 원추형으로 되어 원심력에 의해 분진을 제거하는 싸이클론(31)과, 상기 싸이클론(31)의 상부에 설치되어 미세 입자를 걸러내는 세라믹 재질의 여과포를 구비한 고온여과집진기(32)와, 상기 고온여과집진기(32)의 후단에 연결되어 일산화탄소(CO)를 이산화탄소(CO2)로 전환하는 구리와 니켈 촉매를 사용한 CO 촉매층(33)과, NOx를 N2와 O2로 변환시켜 주는 V2O5와 TiO2 및 WO3 촉매를 사용한 NOx 촉매층(34)과, 상기 NOx 촉매층(34)의 후단에 연속적으로 연결되는 벤츄리스크러버(35)와 스크러버(36)와, 상기 스크러버(36)의 후단에 연결되어 가스를 외부로 강제로 배기하는 송풍기(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 음식쓰레기 처리 장치.(10) including a hopper (11) into which a bag containing food waste is put, and a conveyor unit (15) for feeding the food waste bag put into the hopper (11);
A reactor 21 having an inlet 21a into which a food waste bag transferred through the conveyor unit 15 is introduced, a crusher 23 for crushing the food waste bag introduced into the reactor 21, A plasma torch 22 disposed on the upper side of the reactor 21 for applying a plasma flame to the food waste to be crushed by the crusher 23 and burning the same; And a gas discharge port (21b) provided at one side of the reactor (21) for discharging gas and dust generated in the combustion process to the outside, (20);
An exhaust gas processing unit 30 connected to the gas exhaust port 21b of the reactor 21 to remove dust, carbon monoxide and NOx from a mixed fluid of gas and dust exhausted through the gas exhaust port 21b, and to exhaust the exhaust gas to the outside;
A controller for controlling operations of the charging unit 10, the combustion processing unit 20, and the exhaust gas processing unit 30;
/ RTI >
The exhaust gas treatment unit 30 includes a cyclone 31 having a lower end connected to the gas exhaust port 21b of the reactor 21 and having a conical shape increasing in diameter toward the upper side to remove dust by centrifugal force, installed on top of the clones (31) is connected to the rear end of which includes the filter fabric of the ceramic material to filter out fine particles, high temperature fabric filter 32, the high-temperature fabric filters (32) of carbon dioxide to carbon monoxide (CO) (CO 2 , A NOx catalyst layer 34 using V 2 O 5 and TiO 2 and WO 3 catalysts for converting NOx to N 2 and O 2 , A venturi scrubber 35 and a scrubber 36 continuously connected to a rear end of the scrubber 36 and a blower 37 connected to a rear end of the scrubber 36 for forcibly exhausting gas to the outside. Food waste disposal using plasma torch Device.
요소수를 저장하는 저장탱크(27)와, 상기 저장탱크(27)의 요소수를 요소수분사노즐(25)로 펌핑하는 펌프(26)를 포함하는 요소수공급유닛;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 음식쓰레기 처리 장치.The plasma torch according to claim 1, wherein the combustion processing unit (20) is disposed at one side of the reactor (21) NH 2 ) 2 CO.H 2 O);
A urea water supply unit including a storage tank 27 for storing the number of urea water and a pump 26 for pumping the number of urea of the storage tank 27 to the urea water injection nozzle 25;
Further comprising a plasma torch.
(a) 호퍼(11)에 음식쓰레기가 담겨진 봉지를 투입하는 단계;
(b) 상기 호퍼(11)에 투입된 음식쓰레기 봉지를 컨베이어유닛으로 반응기(21)의 투입구(21a)의 상부로 이송하는 단계;
(c) 상기 반응기(21)의 투입구(21a)를 통해 음식쓰레기 봉지를 투입하는 단계;
(d) 상기 반응기(21) 내의 파쇄기(23)를 작동시켜 음식쓰레기 봉지를 파쇄함과 동시에 플라즈마 토치를 작동시켜 파쇄되는 음식쓰레기를 연소시키는 단계;
(e) 반응기(21)에서 발생한 가스 및 분진을 배기가스처리부(30)로 배출하여 분진과 일산화탄소와 NOx를 제거하는 단계;
(f) 음식쓰레기의 연소가 완료되면 파쇄기(23)와 플라즈마 토치(22)의 작동을 중단시키고, 반응기(21) 내의 회분을 배출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 음식쓰레기 처리 방법.10. A food waste disposal method using the food waste disposal apparatus according to any one of claims 1 to 9,
(a) injecting a bag containing food waste into the hopper 11;
(b) transferring the food waste bag put into the hopper 11 to the upper portion of the inlet 21a of the reactor 21 as a conveyor unit;
(c) feeding the food waste bag through the inlet 21a of the reactor 21;
(d) operating the crusher (23) in the reactor (21) to crush the food waste bag and operating the plasma torch to burn the food waste to be crushed;
(e) discharging gas and dust generated in the reactor (21) to the exhaust gas processing unit (30) to remove dust, carbon monoxide and NOx;
(f) stopping the operation of the crusher (23) and the plasma torch (22) when the burning of the food waste is completed, and discharging the ash in the reactor (21);
The method comprising the steps of: preparing a plasma torch;
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