KR20240129173A - 폐기물 처리 장치의 리액터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고체, 액체 및 기체 폐기물을 처리하는 데 사용되는 장치에 관한 것으로, 특히, 본 발명은 플라즈마 화학 파괴를 통한 폐기물 처리를 제공하는 장치에 관한 것이다. 본 발명을 통해 획득한 기술효과는 주택 고체 및/또는 액체 폐기물의 유기 및 무기 물질의 파괴에 제공되는 리액터를 실시한다. 상기 기술 효과는 캐비티를 폐쇄하는 형식의 리액터를 통해 획득한 것으로, 상기 캐비티 폐쇄는 폐기물에 연결된 투입 설비의 투입공, 및 파괴된 기체 상태 생성물을 배출하는 데 사용되는 배출공을 포함한다. 캐비티의 내부 표면은 완전 또는 부분 도전성이고, 전극을 리액터에 삽입한다. 전극은 도전 표면과 격리되고 고압 펄스소스에 연결되고, 전극과 캐비티의 도전 표면 사이의 간극의 크기는 펄스 코로나 방전의 플라즈마 흐름을 형성한다.

Description

폐기물 처리 장치의 리액터

본 발명은 고체, 액체 및 기체 폐기물을 처리하는 데 사용되는 장치에 관한 것으로, 특히, 본 발명은 플라즈마 화학 파괴를 통한 폐기물 처리를 제공하는 장치에 관한 것이다.

RU2741004(2021년1월22일 공개)에 따르면, 공지의 고체 유기 폐기물 변환 방법이 있고, 여기에서 고체 유기 폐기물의 변환은 증기 플라즈마를 통해 기화하고 합성 가스 획득을 수행한다. 고온 플라즈마 리액터를 사용하여 상기 처리를 제공하는데, 상기 리액터는 수증기를 플라즈마로 하여 기체를 형성하고, 활성 영역에 약 1600 내지 2000˚C의 온도를 제공한다.

이러한 리액터의 국한성은 고체 유기 폐기물의 불완전 변환인 것으로, 변환의 결과도 변환된 합성 기체이므로, 주택 고체 폐기물의 비유기 물질을 변환할 수 없다.

본 발명의 기술효과는 리액터를 실시하는 것으로, 주택 고체 및/또는 액체 폐기물의 유기 및 무기 물질에 대한 파괴를 제공한다.

상기 기술 효과는 캐비티를 폐쇄하는 형식의 리액터를 통해 획득한 것으로, 상기 캐비티 폐쇄는 폐기물 투입 설비에 연결된 투입공, 및 파괴된 기체 상태 생성물을 배출하는 데 사용되는 배출공을 포함한다. 캐비티의 내부 표면은 완전 또는 부분 도전성이고, 전극을 리액터에 삽입하고, 여기에서 전극은 도전 표면과 격리되고 고압 펄스소스에 연결되고, 전극과 캐비티의 도전 표면 사이의 간극의 크기는 펄스 코로나 방전의 플라즈마 흐름을 형성한다.

바람직하게는, 상기 전극은 원기둥형 전극이고 첨예한 첨단을 포함한다.

바람직하게는, 상기 전극은 강철로 제조된다.

일 실시예에 있어서, 캐비티 저부는 도전 습윤액을 복개한다.

바람직하게는, 전극과 캐비티의 내부 도전 표면의 적어도 일부 또는 상기 일부를 복개하는 도전 습윤액의 복개하는 표면 사이의 간극은 5 내지 50 mm 범위 내이다.

바람직하게는, 상기 캐비티 내부 표면의 도전 부분은 강철 또는 기타 금속으로 제조되고 접지된다.

일 실시예에 있어서, 캐비티의 내부 비도전 표면은 유전체로 제조된 보호 코팅을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 원기둥형 전극에는 날개부가 장착되고, 상기 날개부는 그 단변(short edge)이 전극의 강철 벨트에 부착되는 형식을 통해 설치되고, 강철 벨트의 장변(long edge)은 전극을 지향하고, 날개부는 전극에 대해 전극의 첨예 첨단을 향하여 각도를 형성하도록 설치된다.

바람직하게는, 상기 강철 벨트와 전극 축선의 협각은 20 내지 60도이다.

바람직하게는, 3 내지 6개의 강철 벨트를 사용한다.

일 실시예에 있어서, 캐비티의 저부는 평탄하고 도전성이고, 원기둥형 전극은 정위되고 간극이 설치된다.

일 실시예에 있어서, 강철 그릴은 저부에 부착된 절연 스페이서를 통해 저부와 평행하게 고정된다. 강철 그릴은 원기둥형 전극에 사용되는 개구를 포함함으로써, 전극 주위는 간극을 형성하고, 날개부의 자유단(free end)은 강철 격자의 절연 스페이서에 인접 고정된다.

바람직하게는, 원기둥형 전극 주위의 간극 크기는 3 내지 10 mm이되, 원기둥형 전극 첨단과 도전 저부 사이의 간극 크기보다 작다.

바람직하게는, 리액터 내부의 압력은 대기압에 비해 0.1 내지 1 Pa 낮다.

일 실시예에 있어서, 흡입 송풍기를 구비한 정전 필터를 배출공에 연결함으로써 리액터 내부의 음압을 제공한다.

바람직하게는, 상기 리액터는 기체 진입을 제한하도록 실시된다.

일 실시예에 있어서, 리액터의 입구를 폐쇄하는 플록을 사용하여, 공기 흡입을 제한함으로써, 리액터에 투입되기 전 폐기물에 대한 가압을 통해 플록(floccule)을 사전 형성한다.

도면을 사용하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 이하 설계된 리액터를 포함하는 수직 횡단면을 도시한다.

본 발명은 몸체를 갖는 리액터에서의 실시일 수 있다. 리액터 몸체는 설비(11)에 연결된 투입공(2)을 포함하고, 설비(11)는 처리 대기 고체 및/또는 액체 폐기물을 계량 투입하는 데 사용된다. 설비(11)는 리액터의 공기량 진입을 제한하도록 설정된다. 리액터 몸체는 기체 상태 파괴 생성물을 제거하는 데 사용되는 배출공(3)을 포함하고, 흡입 송풍기를 포함하는 정전 필터에 연결된다. 캐비티 내부 표면(5) 및 저부(10)의 일부는 강철로 제조된다. 전극(6)은 격리 스페이서(7)를 통해 몸체(1)의 캐비티에 삽입된다. 전극(6)은 고압 펄스의 소스(8)에 연결된다. 전극(6)의 첨단(9)은 리액터 몸체(1)의 도전 저부(10)에 대해 20mm의 간극으로 정위된다.

상기 장치는 이하 방식으로 조작된다. 고압 펄스는 소스(8)에서 전극(6)으로 전송된다. [1]에서 공지된 바와 같이, 각각의 펄스는 전극(6)의 첨단(9) 지점에서 대량의 플라즈마 흐름을 유발한다. 플라즈마 흐름은 증폭되고 몸체(1)의 도전 저부(10)를 향해 확산되고, 전극 간극을 점차 전충하여 코로나 방전을 형성한다. 그 다음, 예를 들어, 일부 압제된 고체 주택 쓰레기는 설비(11)에서 장치로 이송되고, 투입공(2)에 의한 계량을 거쳐 처리 대기 쓰레기를 이송하는 데 사용되고, 따라서 투입공(2)을 거쳐 대기 공기를 몸체(1)로 흡입하는 것을 제한한다. 코로나 방전 플라즈마는 투입 폐기물 중 포함된 물에 작용하여, 물 분자를 파괴하여 H₂O*?*OH·+H로 되는 경우 자유 라디칼을 생성한다. 또한, 펄스 코로나 방전의 플라즈마 흐름은 리액터에서 기타 활성 물질, 즉, O₃, O₂(a1Δ), H₂O₂, OH, O(³P), NO, HNO₂ 및 HNO₃의 형성을 유발한다. 코로나 방전도 자외선(UV) 복사원이다. 활성 물질 및 UV 복사선은 처리 대기 폐기물 중 임의의 유기 및 무기 물질에 파괴적 영향을 제공하고, 그 분해를 보장하고 무해한 기체 상태 생성물, 즉 물과 이산화탄소를 형성한다. 코로나 방전으로 인해, 폐기물의 무기물은 리액터 중 형성된 HNO₂ 및 HNO₃ 산에 의해 파괴된다. 유기 물질의 수중 산화 과정은 연쇄 반응이다[2]. 저속 연쇄 반응은 대기 산소와 오존에 의해 유발될 수 있다. 고속 연쇄반응은 OH·라디칼에 의해 시작된다. 다시 말해서, 장치에서 폐기물 중 함유된 무기 및 유기 물질에 대한 플라즈마 화학 파괴를 제공한다. 기체 상태 파괴 생성물은 리액터의 배출공으로 유입된다.

따라서, 상기 설비는 주택 쓰레기 중의 유기 및 무기 물질에 대해 플라즈마 화학 파괴를 수행하고, 따라서 상기 기술 효과를 획득한다.

참고문헌

1. 내부 캐비티를 포함하는 리액터 몸체;
2. 투입공;
3. 배출공;
4. 리액터 캐비티의 내부 표면;
5. 리액터 캐비티 내부 표면의 도전 부분;
6. 첨예 전극;
7. 절연 스페이서;
8. 고압 펄스소스;
9. 전극 첨단;
10. 리액터의 도전 저부;
11. 처리 대기 폐기물을 계량 투입하는 설비;
12. 흡입 송풍기를 포함하는 정전 필터.

Claims (18)

1. 폐기물 처리 장치에 사용되는 리액터에 있어서,
   상기 리액터는 캐비티의 형식으로 제공되고, 상기 캐비티는 폐기물 투입 설비에 연결된 투입공, 및 파괴된 기체 상태 생성물을 배출하는 데 사용되는 배출공을 포함하고, 상기 캐비티의 내부 표면은 완전 또는 부분 도전성이고, 전극은 상기 리액터에 삽입되고, 여기에서, 상기 전극은 상기 도전 표면과 격리되고 고압 펄스소스에 연결되고, 상기 고압 펄스소스가 상기 전극에 공급되는 경우, 상기 전극과 상기 캐비티의 상기 도전 표면 사이의 간극의 크기는 펄스 코로나 방전 플라즈마 흐름을 형성하는 것을 특징으로 하는,
   리액터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전극은 원기둥형 전극이고 첨예한 첨단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   리액터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전극은 강철로 제조되는 것을 특징으로 하는,
   리액터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 캐비티의 저부(bottom)는 도전된 습윤액에 의해 복개되는 것을 특징으로 하는,
   리액터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 전극과 상기 캐비티의 적어도 일부 도전 내부 표면 사이의 간극 크기는 5 내지 50 mm인 것을 특징으로 하는,
   리액터.
6. 제4항에 있어서,
   상기 전극과 상기 캐비티를 부분 복개하는 도전 내부 표면의 도전된 습윤액의 표면 사이의 간극의 크기는 5 내지 50 mm인 것을 특징으로 하는,
   리액터.
7. 제1항에 있어서,
   상기 캐비티의 내부 표면의 도전 부분은 강철 또는 기타 금속으로 제조되고 접지되는 것을 특징으로 하는,
   리액터.
8. 제1항에 있어서,
   상기 캐비티의 비도전 내부 표면은 유전체로 제조된 보호 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   리액터.
9. 제1항에 있어서,
   상기 원기둥형 전극에는 날개부가 장착되고, 상기 날개부는 강철 벨트의 형식으로 상기 전극의 단변(short edge)을 통해 상기 전극에 부착되고, 상기 강철 벨트의 장변(long edge)은 상기 전극을 지향하고, 상기 날개부는 상기 전극에 대해 상기 전극의 첨예 첨단을 향하여 각도를 형성하도록 설치되는 것을 특징으로 하는,
   리액터.
10. 제7항에 있어서,
    상기 강철 벨트와 상기 전극 축선의 협각은 20 내지 60도인 것을 특징으로 하는,
    리액터.
11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 원기둥형 전극에는 3 내지 6개의 강철 벨트가 설치되는 것을 특징으로 하는,
    리액터.
12. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티의 저부는 평탄하고 도전성이고, 상기 원기둥형 전극은 정위되어 상기 저부에 횡적(橫的)인 간극을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    리액터.
13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    강철 그릴은 상기 캐비티의 저부에 부착된 절연 스페이서를 통해 상기 저부와 평행하게 고정되고, 상기 강철 그릴은 상기 원기둥형 전극에 사용되는 개구를 포함함으로써, 상기 원기둥형 전극 주위는 간극을 형성하고, 상기 날개부의 자유단(free end)은 상기 강철 격자의 상기 절연 스페이서에 인접 고정되는 것을 특징으로 하는,
    리액터.
14. 제12항에 있어서,
    상기 원기둥형 전극 주위의 간극 크기는 3 내지 10 mm이되, 상기 전극단과 상기 도전 저부 사이의 간극 크기보다 작은 것을 특징으로 하는,
    리액터.
15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리액터 내부의 압력은 대기압 0.1 내지 1 Pa보다 낮은 것을 특징으로 하는,
    리액터.
16. 제14항에 있어서,
    상기 리액터 내부의 음압은 정전 필터와 흡입 송풍기를 상기 배출공에 연결함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는,
    리액터.
17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    리액터에 진입하는 공기에 대한 제한을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    리액터.
18. 제16항에 있어서,
    공기의 흡입은 상기 리액터의 입구를 폐쇄하는 플록의 제한을 받고, 상기 플록은 상기 리액터에 공급되기 전 폐기물에 대한 가압을 통해 사전 형성되는 것을 특징으로 하는,
    리액터.