KR20240128844A - 수분 함량이 낮은 유기 폐기물을 파괴하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생활 쓰레기의 처리 방법에 관한 것으로, 구체적으로, 플라즈마 화학 파괴를 통해 수분 함량이 낮은 쓰레기를 처리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 수분 함량이 낮은 유기 폐기물의 파괴 방법을 제공하는 데 있고, 기술방안 범위를 확장하는 기술효과에 도달한다. 파괴 방법을 통해 기술효과를 획득하고, 여기에서 수분 함량이 낮은 유기 폐기물을 투입구를 통해 리액터에 투입하고, 생물 유래의 폐기물을 더 투입한다. 리액터는 밀폐 캐비티의 형식으로 제공되고, 그 내부 표면은 완전 또는 부분 도전 접지된다. 전극은 리액터에 돌출되고, 접지 표면과 격리된다. 전극에 고압 펄스를 제공한다. 펄스는 전극과 리액터의 도전 표면 사이의 간극에 코로나 방전 전류를 형성한다.

Description

수분 함량이 낮은 유기 폐기물을 파괴하는 방법

본 발명은 생활 쓰레기의 처리 방법에 관한 것으로, 특히 플라즈마 화학 파괴를 통해 수분 함량이 낮은 쓰레기를 처리하는 방법에 관한 것이다.

특허 RU2741004(2021년 1월 22일 공개)의 장치에서, 공지의 고체 유기 폐기물 처리의 공지된 방법에 있어서, 증기 플라즈마를 통해 기화 변환되는 방법을 통해 고체 유기 폐기물을 처리하고 합성 기체를 생성한다. 고온 플라즈마 리액터를 통해 처리를 수행하고, 수증기는 플라즈마 지탱 기체로 작용하고, 반응 영역의 온도는 약 1600 내지 2000˚이다.

이러한 방법의 단점은 반드시 대량의 가열을 필요로 한다는 것이고, 고체 유기 생활 쓰레기에 대한 처리는 전면적이지 못하므로, 처리된 결과는 합성 기체이고, 이에 대한 처리도 필요하다.

문헌[1]에 기초하면, 대기압 하에서 방전되는 플라즈마는 물 생성에 영향을 미치고, 물 분자가 파괴되는 경우 유도되는 자유 라디칼의 형식은 다음과 같음: H₂O∪OH·+H. 문헌[2]에 기초하면, 유기 물질 산화 과정에 있어서 물이 존재 하의 연쇄 반응은 대기 산소 및 오존에 의해 유발될 수 있으나, 속도가 낮다. 고속 연쇄 반응은 OH 자유 라디칼에 의해 유발된다. 물의 양이 부족하므로, 자유 라디칼의 농도는 중요하지 않으며, 유기 물질이 물 속 산소의 연쇄 반응을 유발하는 것을 불허한다.

본 발명의 목적은 수분 함량이 낮은 유기 폐기물의 파괴 방법을 제공하는 데 있고, 기술방안 범위를 확장하는 기술효과에 도달한다.

상기 기술효과는 파괴 방법을 통해 획득되고, 여기에서 수분 함량이 낮은 유기 폐기물은 투입구를 통해 리액터에 투입되고, 또한 생물 유래 폐기물을 더 투입한다. 리액터는 밀폐 캐비티 형식으로 제공되고, 그 내부 표면 전부 또는 일부는 도전 접지된다. 전극은 리액터에 돌출되고, 상기 전극은 접지 표면과 격리된다. 전극에 고압 펄스를 제공한다. 펄스는 전극과 리액터의 도전 표면 사이의 간극에 코로나 방전 전류를 형성한다.

주지의 사실로서, 생물 유래의 폐기물은 98%의 수분을 함유한다(<소련 대백과사전> 중 "물" 1절 표 2의 "조류"). 리액터 중 유발된 코로나 방전 전류의 플라즈마는 생물 유래의 폐기물에 함유된 물 생성에 영향을 미치고, 따라서 그중 함유된 물 분자 H₂O*?*OH·+H의 붕괴로 인해 자유 라디칼의 형성이 야기된다. 또한, 기타 활성 물질은 코로나 방전 전류가 리액터에서 다음을 형성함: O₃, O₂(a¹Δ), H₂O₂, OH, O(³P), NO, HNO₂ 및 HNO₃. 코로나 방전은 자외선(UV) 복사를 더 유도한다. 상기 활성 물질 및 자외선 복사는 생활 쓰레기 중 포함된 임의의 유기 및 무기 물질을 파괴하고, 수분 함량이 낮은 유기 쓰레기를 포함하고, 파괴 작용을 발휘하고, 완전 파괴를 달성하고, 무해한 기체 상태 반응 물질 즉 물과 이산화탄소를 형성한다. 폐기물의 비유기 물질은 산에 의해 파괴된다.

환언하면, 상기 방법은 폐기물 중의 유기 및 무기 물질(수분 함량이 낮은 유기 폐기물을 포함함)에 대한 플라즈마 화학 파괴를 제공한다.

바람직하게는, 전극과 캐비티 내부 표면의 적어도 하나의 도전 부분 사이의 간극의 크기는 5 내지 50mm의 범위 내로 설정된다.

바람직하게는, 상기 방법을 실시하는 경우, 대기가 리액터로 진입하는 것이 제한된다.

바람직하게는, 폐기물은 정량적 형식으로 리액터에 첨가된다.

바람직하게는, 폐기물의 일정량은 압축 형식으로 리액터에 적재되고, 동시에 대기 공기가 리액터에 진입하는 것이 제한된다.

바람직하게는, 상기 방법을 실시하는 경우, 동시에 또는 차례로 수분 함량이 낮은 생활 쓰레기 및 생물 유래의 쓰레기를 리액터에 투입한다.

바람직하게는, 대기압 대비, 리액터 내부의 압력은 0.1 내지 1.0 Pa 낮다.

상기 방법의 일 실시방안에 있어서, 리액터 배출구 지점은 진공으로 형성됨으로써 리액터 내부의 압력을 감소시킨다.

도 1은 보호가 청구되는 방법에 사용되는 리액터의 수직 횡단면을 도시하고, 이하 도면 부호를 사용한다.

상기 방법은 밀폐 몸체(1)의 형식으로 제공되는 리액터를 사용함으로써 달성되고, 여기에서 저부(10)는 도전되고 접지된다. 첨단(9)을 포함하는 전극(6)은 몸체(1)에 돌출된다. 첨단(9)은 몸체(1)의 도전 저부(10)와 격리되고 그것을 지향한다. 장치(11)에서 일부 낮은 수분 함량을 포함하는 압축 유기 폐기물을 적재하고, 일부 생물 유래의 압축 폐기물을 적재한 후, 몸체(1)의 투입구(2)를 통해 처리 대기의 폐기물을 정량 적재하고, 동시에 대기 공기가 몸체(1)로 진입하는 것을 제한한다. 소스(8)로부터 전극(6)에 대해 고압 펄스가 제공된다. 문헌[1]에서 공지된 바와 같이, 각각의 펄스는 전극(6)의 첨단(9) 부근에서 대량의 전류를 생성한다. 전류는 몸체(1)의 도전 저부(10)를 향해 증폭 및 확산을 개시하고, 점차 전극 간 간극을 전충하고 전류 코로나 방전을 형성한다. 코로나 방전된 플라즈마는 리액터에 적재된 생물 유래의 폐기물에 함유된 물 생성에 영향을 미치고, 물 분자 파괴 시 자유 라디칼의 형성을 유발한다: H₂O∪OH·+H·, 이는 그것들이 형성된 후에도 낮은 수분 함량의 유기 폐기물에 대한 생성에 영향을 미친다. 또한, 기타 활성 물질은 코로나 방전으로 인해 리액터에서 다음을 형성한다: O₃, O₂(a¹Δ), H₂O₂, OH, O(³P), NO, HNO₂ 및 HNO₃. 코로나 방전은 자외선(UV) 복사를 더 유도한다. 상기 활성 물질 및 UV 복사는 처리 대기 폐기물 중 포함된 임의의 유기 및 무기 물질을 파괴하고, 이에 따라 완전 파괴 작용을 제공하고, 그 완전 파괴를 제공하여 무해한 기체 상태 반응 생성물 즉 물과 이산화탄소를 형성한다. 폐기물의 비유기 물질은 산에 의해 파괴된다. 유기 물질의 물속에서의 산화 과정은 연쇄 반응[2]이다. 저속 연쇄 반응은 대기 중 산소와 오존에 의해 시작될 수 있다. 그런데, 고속 연쇄 반응은 OH·자유 라디칼에 의해 유발되므로, 리액터에서 형성되는 것은 생물 유래의 폐기물에 포함된 물 중의 코로나 방전 플라즈마의 영향을 유발하는 것이다. 환언하면, 상기 장치는 폐기물에 포함된 유기 및 무기 물질(수분 함량이 낮은 유기 폐기물을 포함)에 대한 플라즈마 화학 파괴를 제공한다. 파괴된 기체 상태 생성물은 리액터의 배출구(3)로 진입한다.

폐기물 중 포함된 유기 및 비유기 물질(수분 함량이 낮은 유기 폐기물을 포함)을 플라즈마 화학 파괴하는 방법의 형식은 특정한 기술효과를 제공한다.

비특허문헌

1. 내부 캐비티를 포함하는 리액터 몸체;
2. 투입구;
3. 배출구;
4. 리액터 캐비티 내부 표면;
5. 리액터 캐비티 내부 표면의 도전 부분;
6. 첨단 전극;
7. 격리 부재;
8. 고압 펄스소스;
9. 전극단;
10. 반응기의 도전 저부;
11. 처리 대기 폐기물을 정량 적재하는 데 사용되는 장치;
12. 리액터 배출 지점에서 감압을 제공하는 추출 팬을 포함하는 정전 필터.

Claims (8)

1. 수분 함량이 낮은 유기 폐기물을 파괴하는 방법에 있어서,
   수분 함량이 낮은 유기 폐기물을 투입구를 통해 리액터에 투입하고, 또한 생물 유래 폐기물을 더 투입함; 상기 리액터는 밀폐 캐비티 형식을 나타내고, 내부 표면 전부 또는 일부는 도전 접지됨; 접지 표면과 격리된 전극은 리액터 내부로 신장됨; 전극을 향해 고압 펄스를 제공하고, 전극과 리액터 도전 표면 사이의 간극에는 코로나 방전 전류가 형성되는 것을 특징으로 하는,
   방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전극과 상기 캐비티 내부 표면의 적어도 하나의 도전 부분 사이의 간극의 크기는 5 내지 50mm의 범위 내인 것을 특징으로 하는,
   방법.
3. 제1항에 있어서,
   폐기물을 적재하는 과정에 있어서 대기가 리액터로 진입하는 것을 제한하는 것을 특징으로 하는,
   방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 폐기물은 정량적 형식으로 상기 리액터에 적재되는 것을 특징으로 하는,
   방법.
5. 제5항에 있어서,
   상기 폐기물은 압축 형식으로 상기 리액터에 투입되는 것을 특징으로 하는,
   방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 수분 함량이 낮은 유기 폐기물 및 생물 유래 폐기물을 동시 또는 차례로 리액터에 투입하는 것을 특징으로 하는,
   방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 리액터 내부의 압력은 대기압 대비 0.1-1.0 Pa 낮은 것을 특징으로 하는,
   방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 리액터 배출구 지점은 진공으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
   방법.