KR101250757B1 - system for manufacturing solid fual - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기성 슬러지를 건조하는 장치를 이용한 고형연료 제조시스템에 관한 것으로서, 수분함량이 높은 유기성 슬러지를 고형연료로 재활용하기 위한 건조과정에 있어서, 슬러지를 건조하면서 발생하는 증기를 재순환시켜 슬러지의 건조열원으로 사용함으로써, 투입되는 에너지를 최소화하여 건조가 효율적으로 이루어지도록 하는 장치를 이용한 고형연료 제조시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고형연료를 제조하는 시스템은 구성이 비교적 간단하고, 슬러지의 건조과정에서 발생하는 증기를 재순환시켜 슬러지의 건조열원으로 사용하므로 투입되는 에너지가 적게 들어 시설비와 운전비가 최소화되며, 또한 악취성분의 배출가능구간을 최소화하여 장치의 누설이 발생하여도 환경오염의 가능성이 줄어드는 효과가 있다.The present invention relates to a solid fuel manufacturing system using an apparatus for drying organic sludge, and in the drying process for recycling organic sludge having a high water content to solid fuel, the sludge is dried by recycling steam generated while drying the sludge. The present invention relates to a solid fuel manufacturing system using a device that minimizes energy input and thereby efficiently performs drying.
The system for producing solid fuel according to the present invention has a relatively simple configuration, recycles steam generated during the drying process of the sludge, and uses it as a drying heat source for the sludge, thereby reducing the energy input and minimizing facility and operating costs. By minimizing the discharge period of the components, there is an effect of reducing the possibility of environmental pollution even if the device leaks.
Description
본 발명은 유기성 슬러지를 건조하는 장치를 이용한 고형연료 제조시스템에 관한 것으로서, 수분함량이 높은 유기성 슬러지를 고형연료로 재활용하기 위한 건조과정에 있어서, 슬러지를 건조하면서 발생하는 증기를 재순환시켜 슬러지의 건조열원으로 사용함으로써, 투입되는 에너지를 최소화하여 건조가 효율적으로 이루어지도록 하는 장치를 이용한 고형연료 제조시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a solid fuel manufacturing system using an apparatus for drying organic sludge, and in the drying process for recycling organic sludge having a high water content to solid fuel, the sludge is dried by recycling steam generated while drying the sludge. The present invention relates to a solid fuel manufacturing system using a device that minimizes energy input and thereby efficiently performs drying.
일반적으로 유기성 슬러지(organic sludge)는 상수, 공업용수, 산업용 폐수, 하수 및 분뇨의 수처리 과정에서 발생하는 미생물 잔재물로서, 이들의 주성분은 대부분 유기물질을 함유하고 있으므로 최근에는 폐기처분 대상에서 재활용 대상으로 관심도가 증가하고 있는 추세이다.In general, organic sludge is a microbial residue generated during the treatment of water, industrial water, industrial wastewater, sewage, and manure, and most of them contain organic materials. Interest is on the rise.
경제발전, 인구증가 및 생활수준의 향상 등 여러 가지 이유로 생활하수나 공업폐수의 발생이 크게 증가하고 있으며, 이에 따라 주요하천 및 강의 수질오염을 방지하기 위하여 수질개선의 기초시설인 하ㆍ폐수 처리장의 시설도 불가피하게 증가하고 있으며, 부수적으로 발생하는 2차 부산물인 슬러지의 양도 점차 증가하고 있다.The generation of domestic sewage and industrial wastewater is increasing greatly for various reasons, such as economic development, population growth, and improvement of living standards. Facilities are also inevitably increasing, and the amount of sludge, a secondary byproduct, is increasing.
이러한 유기성 슬러지는 대부분 해양투기하여 처리되고 있고 재활용되는 비율은 10% 내외로 매우 낮은 편이며, 최근의 해양투기를 규제하는 세계적인 움직임에 따라 지금까지 해양투기로 처리하였던 슬러지를 육상에서 처리해야 하는 문제에 직면하고 있다.Most of these organic sludges are treated by ocean dumping, and the rate of recycling is very low at around 10%, and according to the recent global movement regulating marine dumping, sludges treated with marine dumping on land have to be treated on land. Face to face.
종래의 일반적인 슬러지 처리 및 재활용 방법으로는 매립, 고화처리, 퇴비화, 탄화, 경량골재화, 소각처리 방법이 있는데, 매립 방법은 침출수에 의한 지하수 오염, 지반의 약화, 매립에 따른 면적의 확보 등 2차 환경오염이 심각한 문제로 대두되고 있다.Conventional sludge treatment and recycling methods include landfilling, solidification treatment, composting, carbonization, lightweight aggregate, and incineration treatment. Landfilling methods include groundwater contamination by leachate, weakening of the ground, and securing an area due to landfilling. Tea pollution is a serious problem.
고화처리 방법은 고화제를 다량 주입하여 일정 기간 양생과정을 거쳐 매립장 복토재 등으로 활용하는 방안이 있으나, 양생기간이 길고 넓은 설치 부지가 요구되며 악취 발생에 대해 효율적인 대처가 어렵고, 퇴비화 방법은 관련 법규상 해결해야 할 규제가 많고 수요처 창출이 어렵다는 단점이 있다.The solidification treatment method is to inject a large amount of solidifying agent and use it as landfill material after curing for a certain period of time, but it requires a long curing period and requires a large installation site, and it is difficult to cope with the occurrence of odors. There are many regulations that need to be resolved and it is difficult to create demand sources.
또한, 탄화 방법이나 경량 골재화 방법은 경제성이 매우 낮은 문제점이 있다.In addition, the carbonization method and the lightweight aggregate method has a problem of very low economic efficiency.
소각처리 방법은 시설설치 비용과 함께 소각이 가능하도록 수분함량을 20 % 이내로 건조하는데 따른 연료비가 많이 소요되고, 2차 대기오염에 대한 처리시설이 필요하므로 경제성이 떨어진다.The incineration method requires a lot of fuel costs for drying the water content within 20% so that it can be incinerated together with the installation cost of the facility, and it is economically inferior because of the need for a treatment facility for secondary air pollution.
슬러지를 재활용하는 다른 방법으로서 슬러지를 건조하여 고형연료로 제조하는 방안이 있다Another way to recycle sludge is to dry the sludge and make it into solid fuel.
그러나 슬러지를 고형연료로 재활용하기 위해서는 슬러지의 수분함량을 10 중량% 미만으로 낮추어야 하는데, 이에 따른 연료비가 소요되고 시설 설치비용이 많이 들어 경제성이 낮아지는 문제점과 건조과정에서 발생하는 슬러지의 악취성분이 환경오염을 유발하는 문제가 있다.However, in order to recycle the sludge as solid fuel, the water content of the sludge should be lowered to less than 10% by weight. As a result, fuel cost and facility installation cost are high, resulting in low economic feasibility and odorous components of the sludge produced during the drying process. There is a problem that causes environmental pollution.
이와 같이 종래의 슬러지 처리 및 재활용 방법은 상기의 문제점들 때문에 효율적인 처리가 어렵고, 재생에너지로 재활용하기 위한 유효 대안으로서 실제 적용이 어려운 실정이다.As such, the conventional sludge treatment and recycling method is difficult to efficiently treat due to the above problems, and is practically difficult to apply as an effective alternative for recycling to renewable energy.
본 발명이 해결하려는 과제는 유기성 슬러지를 건조하여 고형연료를 제조하는데 있어서, 간단한 설비로 구성되어 시설 설치비용이 적게 들고 투입되는 에너지를 최소화하여 운전비용이 적게 소요되도록 함으로써, 효율적이고 경제적인 건조가 이루어지도록 하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to dry organic sludge to produce a solid fuel, it is composed of a simple facility to reduce the installation cost and minimize the energy input to reduce the operating cost, efficient and economical drying To make it happen.
또한, 유기성 슬러지를 건조하는 과정에서 발생하는 악취성분이 외부로 배출되는 것을 최소화할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.In addition, it is to provide an apparatus that can minimize the emission of odor components generated during the drying of the organic sludge to the outside.
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본 발명은 유기성 슬러지를 저장하는 슬러지 공급부(10), 상기 슬러지 공급부(10)로부터 유기성 슬러지를 공급받아 증기압축기(107)의 가압에 의해 건조하는 1차 건조기(20), 상기 1차 건조기(20)의 건조된 슬러지를 공급받아 마이크로파에 의해 건조하는 2차 건조기(30), 상기 2차 건조기(30)의 건조된 슬러지를 공급받고 첨가물 공급부(50)로부터 슬러지의 발열량을 증대시키는 첨가물을 공급받아 혼합하는 첨가물 혼합부(40), 상기 첨가물 혼합부(40)로부터 첨가물이 혼합된 슬러지를 공급받아 고형연료로 성형하는 고형화 부(60), 상기 고형화 부(60)의 고형연료를 저장하는 제품 저장부(70) 및 상기 슬러지 공급부(10), 1차 건조기(20) 및 2차 건조기(30)에서 분리되는 슬러지 침출수를 저장하는 침출수 저장부(80)를 포함하며,The present invention is the
상기 1차 건조기(20)는 내부공간을 갖는 케이스(101), 상기 케이스(101)의 상류단 상부에 마련되어 슬러지가 공급되는 투입구(102), 상기 공급된 슬러지를 하류단으로 이송하는 스크루 컨베이어(103), 상기 케이스(101)에 고정적으로 내접되고 상기 스크루 컨베이어(103)의 외주면과 미끄럼 운동 가능하게 외접되며 슬러지에 열을 공급하는 가열재킷(104), 상기 케이스(101)의 하류단 하부에 마련되어 건조된 슬러지를 배출하는 배출구(105), 상기 케이스(101)의 하류단 측면 상부에 마련되어 케이스(101) 내에 투입된 슬러지 중의 수분이 증발하여 생성된 증기와 상기 가열재킷(104)에서 나오는 증기를 배출하는 증기배출구(106), 상기 증기배출구(106)에서 배출되는 증기를 압축하는 증기압축기(107) 및 상기 증기압축기(107)에서 압축된 증기 중의 응축액을 분리하여 침출수 저장부(80)로 이송하고 응축액이 제거된 증기를 상기 가열재킷(104)으로 공급하는 기액분리기(108)를 포함하는 고형연료 제조시스템을 제공한다.The
이때, 상기 1차 건조기(20)에서 건조된 슬러지의 수분함량은 25~35 중량%이고, 상기 2차 건조기(30)에서 건조된 슬러지의 수분함량은 10 중량% 미만인 것이 바람직하다.At this time, the water content of the sludge dried in the
또한, 상기 첨가물 혼합부(40)는 상기 2차 건조기(30)의 건조된 슬러지를 기준으로 톱밥, 분말활성탄, 콜타르, 펄라이트, 황토 및 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가물을 25~35 중량% 혼합하는 설비인 것이 바람직하다.In addition, the
본 발명에 따른 고형연료를 제조하는 시스템은 구성이 비교적 간단하고, 슬러지의 건조과정에서 발생하는 증기를 재순환시켜 슬러지의 건조열원으로 사용하므로 투입되는 에너지가 적게 들어 시설비와 운전비가 최소화된다.The system for producing solid fuel according to the present invention has a relatively simple configuration and recycles steam generated during the drying process of the sludge to be used as a drying heat source of the sludge, thus minimizing the energy input and operating costs.
또한, 악취성분의 배출가능구간을 최소화하여 장치의 누설이 발생하여도 환경오염의 가능성이 줄어드는 효과가 있다.In addition, there is an effect of reducing the possibility of environmental pollution even if the leakage of the device occurs by minimizing the discharge period of the odor component.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조장치의 종단면도를 나타낸 도면이다.
도 2는 건조장치의 내부에 장착되는 가열재킷의 부분단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건조장치의 종단면도를 나타낸 도면이다.
도 4는 상기 건조장치를 이용하여 유기성 슬러지를 고형연료로 제조하는 시스템의 일 실시예를 나타낸 구성도이다.1 is a view showing a longitudinal cross-sectional view of a drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a partial cross-sectional view of a heating jacket mounted inside the drying apparatus.
3 is a view showing a longitudinal cross-sectional view of a drying apparatus according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing an embodiment of a system for producing an organic sludge solid fuel using the drying device.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조장치의 종단면도가 부호 100으로서 지시되어 있다.1 is a longitudinal cross-sectional view of the drying apparatus according to an embodiment of the present invention as 100.
상기 건조장치(100)는 공급되는 유기성 슬러지를 건조하여 수분을 제거하는 설비로서, 내부공간을 갖는 케이스(101), 상기 케이스(101)의 상류단 상부에 마련되어 슬러지가 공급되는 투입구(102), 상기 공급된 슬러지를 하류단으로 이송하는 스크루 컨베이어(103), 상기 케이스(101)에 고정적으로 내접되고 상기 스크루 컨베이어(103)의 외주면과 미끄럼 운동 가능하게 외접되며 슬러지에 열을 공급하여 건조하는 가열재킷(104), 상기 케이스(101)의 하류단 하부에 마련되어 건조된 슬러지를 배출하는 배출구(105), 상기 케이스(101)의 하류단 측면 상부에 마련되어 케이스(101) 내에 투입된 슬러지 중의 수분이 증발하여 생성된 증기와 상기 가열재킷(104)에서 나오는 증기를 배출하는 증기배출구(106), 상기 증기배출구(106)에서 배출되는 증기를 압축하는 증기압축기(107) 및 상기 증기압축기(107)에서 압축된 증기 중의 응축액을 분리하여 배출하고 응축액이 제거된 증기를 상기 가열재킷(104)으로 공급하는 기액분리기(108)를 포함하고 있다.The
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열재킷(104)의 부분단면도가 도시되어 있다.2 is a partial cross-sectional view of a
상기 가열재킷(104)은 도넛형상의 단면 내부에 공간이 형성된 원통형 구조의 벽체(111), 상기 벽체(111)의 내부공간을 하부공간(112a)과 상부공간(112b)으로 나누는 한 쌍의 칸막이(113a, 113b) 및 상기 한 쌍의 칸막이(113a, 113b) 각각의 일측에 형성된 한 쌍의 유로(114a, 114b)를 포함하며, 상기 상부공간(112b)의 타측 선단면은 상기 케이스(101)의 하류단 상부와 서로 연통된 구조로 되어 있다.The
즉, 상기 기액분리기(108)에서 응축액이 제거된 증기는 가열재킷(104)의 타측 하부공간(112a)으로 인입되어, 상기 칸막이(113a, 113b)에 의해 가열재킷(104)의 하부공간(112a)을 따라 일측으로 흐르게 되며, 가열재킷(104)의 일측에 형성된 유로(114a, 114b)를 경유하여 가열재킷(104)의 상부공간(112b)을 따라 일측에서 타측으로 흘러 상부공간(112b)의 개방된 타측 선단면을 통하여 상기 케이스(101)의 하류단 상부로 나오게 되며, 케이스(101) 내에 투입된 슬러지 중의 수분이 증발하여 생성된 증기와 함께 상기 케이스(101)의 하류단 측면 상부에 마련되어 있는 증기배출구(106)를 통하여 증기압축기(107)로 인입된다.That is, the vapor from which the condensate is removed from the gas-
케이스(101) 내에 투입된 슬러지 중의 수분증발은 케이스(101) 내의 진공도가 커질수록 보다 많이 진행되므로, 케이스(101) 내의 진공도를 높이는 것이 슬러지의 건조에 유리하다.Since water evaporation in the sludge introduced into the
이를 위하여 가열재킷(104)의 상부공간(112b)을 증기배출구(106)까지 연장설치하고, 상기 상부공간(112b)과 케이스(101)의 하류단 상부 사이에 관통구멍(115)을 마련하여(도 3 참조), 상기 관통구멍(115)이 상부공간(112b)을 흐르는 증기의 유속에 의해 케이스(101)의 하류단의 증기가 증기배출구(106)로 강제 배출되도록 하는 이젝터(ejector)의 노즐역할을 담당하도록 함으로써 케이스(101) 내의 진공도를 좀더 높일 수 있다.To this end, the
또한, 상기 건조장치(100)는 일단이 상기 증기배출구(106)에 접속되고 타단이 상기 증기압축기(107)의 흡입구에 접속되어 서로 유통가능하게 연결된 제1배관(L1), 일단이 상기 증기압축기(107)의 토출구에 접속되고 타단이 상기 기액분리기(108)에 접속되어 서로 유통가능하게 연결된 제2배관(L2), 일단이 상기 기액분리기(108)에 접속되고 타단이 상기 가열재킷(104)의 하부공간(112a) 타측에 접속되어 서로 유통가능하게 연결된 제3배관(L3) 및 일단이 상기 기액분리기(108)에 접속되고 타단이 응축액을 저장하는 탱크(도시되지 않음)에 접속되어 서로 유통가능하게 연결된 제4배관(L4)을 포함한다.In addition, the
상기 스크루 컨베이어(103)는 축 연장선상에 연결된 구동모터(109)에 의해 회전하여, 케이스(101)의 상류단에 투입된 슬러지를 하류단으로 이송한다.The
또한, 상기 건조장치(100)에는 기액분리기(108)의 증기가 응축액을 저장하는 탱크로 유출되지 않도록 상기 제4배관(L4) 도중에 스팀트랩(도시되지 않음)이 설치될 수도 있으며, 증기가 상기 가열재킷(104)을 통과하는 동안 응축되어 증기이동을 저해하는 것을 방지하기 위하여 가열재킷(104) 하부공간(112a)의 일측에서 응축액을 저장하는 탱크로 배관(도시되지 않음)을 설치할 수도 있으며, 응축수가 가열재킷(104) 하부공간(112a)의 일측에 모이도록 상기 건조장치(100)의 일측을 타측보다 낮게 설치할 수도 있다.In addition, the
상기 케이스(101)의 상류단 하부는 스크루 컨베이어(103)와 케이스(101) 사이에 공간이 존재하여 투입구(102)를 통하여 공급된 슬러지가 케이스(101)의 상류단 하부에 정체될 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 상기 공간에 스크루 컨베이어(103)와 외접하는 보조 플레이트(116)를 추가할 수도 있다.Since the lower portion of the upstream end of the
또한, 초기가동시 건조장치(100)를 승온하기 위한 보조가열수단(도시되지 않음)을 구비할 수도 있으며, 이러한 보조가열수단의 추가는 공지의 기술이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.In addition, it may be provided with auxiliary heating means (not shown) for raising the temperature of the
도 1 및 도 3에서는 상기 스크루 컨베이어(103)와 가열재킷(104)이 각각 1 기씩만 설치된 것으로 도시되었으나, 필요에 따라 수평 또는 수직방향으로 다수 개 설치하여 병렬운전함으로써 본 발명에 따른 건조장치(100)의 슬러지 처리량을 증가시키는 것도 가능하다.In FIGS. 1 and 3, only one
도 4는 상기 건조장치(100)를 이용하여 유기성 슬러지를 고형연료로 제조하는 시스템의 일 실시예를 나타낸 구성도이다.Figure 4 is a block diagram showing an embodiment of a system for producing organic sludge as a solid fuel by using the
도 4에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 고형연료를 제조하는 장치는 슬러지 공급부(10), 1차 건조기(20), 2차 건조기(30), 첨가물 혼합부(40), 첨가물 공급부(50), 고형화 부(60), 제품 저장부(70) 및 침출수 저장부(80)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the apparatus for producing solid fuel according to the present embodiment includes a
슬러지 공급부(10)는 외부에서 반입된 하수 슬러지, 정수 슬러지 등의 유기성 슬러지를 저장하고 1차 건조기(20)로 이송하는 설비로서, 밀폐구조로 이루어져 악취가 외부로 누출되지 않도록 되어 있으며, 저장 중 발생하는 슬러지 침출수를 하부에서 포집할 수 있는 구조로 되어 있다.The
슬러지 공급부(10)에서 1차 건조기(20)로 슬러지를 이송하는 수단은 통상의 스크루 컨베이어, 모노펌프 또는 피스톤 펌프를 통하여 이송할 수 있으며, 이러한 이송수단은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 공지의 기술이며 필요에 따라 자유롭게 변경가능하므로, 본 발명에서 이에 대한 구체적인 한정은 하지 않는다.Means for conveying the sludge from the
상기 1차 건조기(20)는 상기에서 상술한 건조장치(100)를 이용하여 슬러지 공급부(10)에서 공급된 슬러지를 1차 건조하며, 상기 1차 건조기(20)에서 배출되는 1차 건조된 슬러지는 2차 건조기(30)에서 2차 건조된다.The
상기 2차 건조기(30)는 전자파 가열수단인 마그네트론(magnetron)을 통해 발생하는 마이크로파(microwave)를 이용하여 슬러지 내부의 수분을 제거하기 위한 건조설비로서, 마이크로파를 슬러지 내부로 침투시켜 수분을 진동시킴으로써 열이 발생하여 수분을 증발시키는 설비이다.The
상기 2차 건조기(30)에서 증발된 수분은 침출수 저장부(80)로 이송되고, 건조된 슬러지는 첨가물 혼합부(40)로 이송되며, 첨가물 공급부(50)로부터 슬러지의 발열량을 증대시키기 위한 첨가물이 상기 첨가물 혼합부(40)에 공급되어 건조된 슬러지와 첨가물이 혼합된다.Moisture evaporated in the
상기 첨가물 혼합부(40)에서 혼합된 슬러지와 첨가물은 고형화 부(60)로 이송되어 용도에 따라 펠릿형태, 분말형태 등 적당한 형태의 고형연료로 제조되며, 상기 고형연료는 제품 저장부(70)로 이송되어 저장된다.The sludge and the additive mixed in the
슬러지 공급부(10), 1차 건조기(20) 및 2차 건조기(30)에서 슬러지로부터 분리된 침출수는 침출수 저장부(80)로 모아져서 별도로 처리된다.The leachate separated from the sludge in the
상기 2차 건조기(30), 첨가물 혼합부(40), 첨가물 공급부(50), 고형화 부(60), 제품 저장부(70) 및 침출수 저장부(80)는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 적의 선택하여 실시할 수 있는 기술이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
The
이와 같이 구성된 본 발명의 건조장치 및 상기 장치를 이용한 고형연료 제조시스템은 다음과 같이 운전된다.The drying apparatus of the present invention and the solid fuel production system using the apparatus configured as described above are operated as follows.
외부에서 반입되는 하수 슬러지, 정수 슬러지 등의 유기성 슬러지는 먼저 슬러지 공급부(10)에 저장되는데, 슬러지에는 통상 70~80 중량%의 수분이 함유되어 있어서 저장 중 슬러지로부터 침출수가 분리되어 하부에 고이게 되며, 하부에 고인 침출수는 침출수 저장부(80)로 보내져 처리된다.Organic sludge such as sewage sludge, purified sludge, etc. introduced from the outside is first stored in the
슬러지 공급부(10)의 슬러지는 1차 건조기(20), 즉 건조장치(100)의 투입구(102)로 이송되어 케이스(101) 내부의 상류단으로 공급된다.The sludge of the
케이스(101)의 상류단으로 공급된 슬러지는 구동모터(109)에 의해 구동되는 스크루 컨베이어(103)의 회전에 의해 상류단에서 하류단으로 이동하고, 스크루 컨베이어(103) 외주면에 설치된 가열재킷(104)에 의해 간접 가열되어 슬러지에 함유된 수분이 증발하여 증기가 발생한다.The sludge supplied to the upstream end of the
상기 증기는 케이스(101)의 하류단 측면 상부에 설치된 증기배출구(106) 및 제1배관(L1)을 경유하여 증기압축기(107)로 인입되어 가압되며, 증기압축기(107)에서 가압된 고온, 고압의 증기는 제2배관(L2)을 경유하여 기액분리기(108)로 이송되어 증기 중의 응축수가 제거된다.The steam is introduced into the
상기 응축수가 제거된 증기는 제3배관(L3)을 경유하여 가열재킷(104)의 하부공간(112a) 타측으로 인입되고, 하부공간(112a)의 타측에서 일측으로 이동하면서 스크루 컨베이어(103)에 의해 상류단에서 하류단으로 이동하는 슬러지를 가열재킷(104)의 안쪽 벽면을 매개로 간접 가열한다.The steam from which the condensed water is removed is introduced into the other side of the
가열재킷(104)의 하부공간(112a) 일측으로 이동된 증기는 유로(114a, 114b)를 통하여 상부공간(112b)의 일측으로 인입되고 상부공간(112b)의 일측에서 타측으로 이동하면서 스크루 컨베이어(103)에 의해 상류단에서 하류단으로 이동하는 슬러지를 가열재킷(104)의 안쪽 벽면을 매개로 다시 간접 가열한다.The steam moved to one side of the
상기와 같이 기액분리기(108)로부터 이송된 고온의 증기는 먼저 가열재킷(104)의 하부공간(112a)의 타측으로 인입되어 일측으로 이동하므로 하부공간(112a)의 온도구배는 타측이 일측보다 높게 된다.As described above, the high temperature steam transferred from the gas-
건조장치(100)로 인입된 슬러지는 스크루 컨베이어(103)에 의해 상류단에서 하류단으로 이동하며, 자중에 의해 대부분 스크루 컨베이어(103)의 하부공간을 점유하며 이동하게 되는데, 상기와 같이 가열재킷(104)의 하부공간(112a)은 일측에서 타측으로 갈수록 온도가 상승하는 구조이므로 상류단에서 하류단으로 이동하는 슬러지 또한 점차적으로 온도가 상승하는 형태가 되므로 슬러지의 가열이 효율적으로 이루어진다.The sludge introduced into the drying
상부공간(112b)의 타측 선단면을 빠져나온 증기와 가열재킷(104)에 의해 가열된 슬러지에서 발생한 증기는 케이스(101)의 하류단 측면 상부에 설치된 증기배출구(106) 및 제1배관(L1)을 경유하여 증기압축기(107)로 인입되는데, 증기압축기(107)의 흡입부는 진공이 형성되고 상기 진공은 제1배관(L1)과 증기배출구(106)를 통하여 케이스(101) 내부에 진공을 형성시킨다.Steam emitted from the other end surface of the
상기의 진공 환경은 슬러지의 증발온도를 100 ℃에서 85~95 ℃로 낮추게 되고, 이에 따라 슬러지로부터 보다 많은 증기가 발생하므로 건조장치(100)에서의 건조효율이 향상되며, 따라서 건조장치(100)에서의 건조는 증기압축기(107)의 가압만으로 충분히 이루어지게 되어 건조열원으로 투입되는 에너지를 최소화할 수 있다.The vacuum environment of the sludge lowers the evaporation temperature of the sludge from 100 ℃ to 85 ~ 95 ℃, thereby generating more steam from the sludge improves the drying efficiency in the
특히, 도 3에 도시된 바와 같이 가열재킷(104)의 상부공간(112b)이 증기배출구(106)까지 연장되고, 상기 상부공간(112b)과 케이스(101)의 하류단 상부 사이에 관통구멍(115)이 마련된 경우, 케이스(101) 내부의 진공이 더욱 높아지게 되어 건조장치(100)에서의 건조효율은 더욱 향상된다.In particular, as shown in FIG. 3, the
또한, 유기성 슬러지는 대부분 100 ℃ 이상의 온도에서 탄화가 이루어져 매우 강한 악취가 발생하므로, 진공조건하의 100 ℃ 미만에서 건조가 이루어지면 악취발생이 감소할 뿐만 아니라, 증기압축기(107)의 토출부를 제외한 건조장치(100)의 대부분의 내부공간에 진공이 형성되므로 악취의 배출점이 증기압축기(107)의 토출부로 한정되어, 건조장치(100)에 틈이 발생하여도 악취가 대부분의 위치에서 외부로 누출되지 않아 악취발생이 최소화된다.In addition, since most organic sludge is carbonized at a temperature of 100 ° C. or more, very strong odor is generated. When drying is performed at less than 100 ° C. under vacuum conditions, odor generation is reduced and drying is performed except for the discharge portion of the
또한, 건조된 슬러지는 스크루 컨베이어(103)의 하부공간에서 케이스(101) 내부의 하류단 하부공간을 통하여 하방향으로 중력에 의해 배출구(105)로 배출되고, 가열재킷(104)의 상부공간(112b) 타측 선단면을 빠져나온 증기와 슬러지에서 발생되어 스크루 컨베이어(103)의 상부공간을 경유하여 빠져나온 증기는 케이스(101) 내부의 하류단 상부공간을 통하여 상방향으로 증기배출구(106)로 배출되어, 건조된 슬러지와 증기가 접촉하는 것이 최소화되므로 건조 슬러지의 수분함량이 높아지는 것이 방지된다.In addition, the dried sludge is discharged from the lower space of the
증기는 증기압축기(107), 기액분리기(108), 가열재킷(104)을 연속 순환하고, 증기에 함유된 응축수는 기액분리기(108)에서 연속적으로 배출되며, 배출량만큼 슬러지에 함유된 수분이 증발하여 보충된다.The steam is continuously circulated through the
상기 건조장치(100)의 배출구(105)를 통하여 배출되는 건조 슬러지의 수분함량은 25~35 중량%이며, 상기 건조 슬러지는 2차 건조기(30)로 이송되어 마이크로파에 의해 2차 건조된다.The moisture content of the dry sludge discharged through the
마그네트론을 통해 발생되는 마이크로파는 살균력이 강하여 악취제거에 효과적이며, 물에 잘 흡수되어 슬러지 내부의 물분자를 진동시켜 마찰에 의해 가열되도록 하는 것으로서, 이와 같이 진동되는 물분자는 슬러지의 내부로부터 외부로 이동하면서 열을 발생시킨다.Microwave generated through magnetron is effective to remove odor because of strong sterilization power, and is absorbed well by water to vibrate water molecules inside the sludge so that they are heated by friction. It generates heat as it moves.
외부로 이동된 물분자는 상기 발생된 마찰열에 의해 증발되어 침출수 저장부(80)로 보내지고, 건조된 슬러지는 첨가물 혼합부(40)로 이송된다.The water molecules moved to the outside are evaporated by the generated frictional heat and sent to the
상기 2차 건조기(30)에서 건조된 슬러지의 수분함량은 10 중량% 미만이 바람직한데, 건조된 슬러지의 함수율이 10 중량% 이상이면 보조연료 등의 재생연료로서의 재활용성이 저하되므로 바람직하지 않다.The water content of the sludge dried in the
상기 2차 건조된 슬러지의 저위발열량(lower heating value)은 4000 ㎉/㎏ 정도이며, 사용처에 따라 이를 고형연료로 이용함에 있어서 제약이 따를 수 있다.The lower heating value of the secondary dried sludge is about 4000 kW / kg, and depending on the use, it may be restricted in using it as a solid fuel.
따라서 슬러지의 발열량을 증대시킬 필요가 있으며, 이를 위하여 첨가물 공급부(50)로부터 슬러지의 발열량을 증대시키기 위한 첨가물이 첨가물 혼합부(40)로 공급되어 2차 건조기(30)에서 이송된 건조 슬러지와 혼합된다.Therefore, it is necessary to increase the calorific value of the sludge. For this purpose, an additive for increasing the calorific value of the sludge from the
상기 첨가물에는 톱밥, 분말활성탄, 콜타르, 펄라이트, 황토, 미량의 마그네슘 등이 있으며, 2차 건조기(30)에서 이송된 건조 슬러지를 기준으로 첨가물을 25~35 중량% 혼합하여 슬러지의 저위발열량을 5000 ㎉/㎏ 이상이 되도록 한다.The additives include sawdust, powdered activated carbon, coal tar, pearlite, ocher, trace magnesium, and the like, based on the dry sludge transferred from the
상기 첨가물이 혼합된 슬러지를 고형화 부(60)로 이송하여 용도에 따라 펠릿형태로 성형하거나 균일하게 분쇄하여 분말형태의 고형연료로 제조하며, 상기 고형연료는 제품 저장부(70)로 이송되어 저장된다.The sludge mixed with the additives is transferred to the
상기 고형연료는 화력발전소 보조연료, 시멘트 소성로 보조연료 등 재생연료로 이용되거나 토양개량제, 매립장 복토재 등으로도 활용이 가능하다.The solid fuel may be used as renewable fuels such as auxiliary fuel for thermal power plants and secondary fuel for cement kilns, or may be used as soil improver or landfill cover material.
10:슬러지 공급부, 20:1차 건조기, 30:2차 건조기, 40:첨가물 혼합부, 50:첨가물 공급부, 60:고형화 부, 70:제품 저장부, 80:침출수 저장부,
100: 건조장치, 101:케이스, 102:투입구, 103:스크루 컨베이어, 104:가열재킷, 105:배출구, 106:증기배출구, 107:증기압축기, 108:기액분리기, 109:구동모터,
111:벽체, 112a:하부공간, 112b:상부공간, 113a:칸막이, 113b:칸막이, 114a:유로, 114b:유로, 115:관통구멍, 116:보조 플레이트
L1:제1배관, L2:제2배관, L3:제3배관, L4:제4배관10: sludge supply unit, 20: 1 primary dryer, 30: secondary dryer, 40: additive mixing unit, 50: additive supply unit, 60: solidification unit, 70: product storage unit, 80: leachate storage unit,
100: drying apparatus, 101: case, 102: inlet, 103: screw conveyor, 104: heating jacket, 105: outlet, 106: steam outlet, 107: steam compressor, 108: gas-liquid separator, 109: driving motor,
111: wall, 112a: lower space, 112b: upper space, 113a: partition, 113b: partition, 114a: euro, 114b: euro, 115: through hole, 116: auxiliary plate
L1: first pipe, L2: second pipe, L3: third pipe, L4: fourth pipe
Claims (9)
상기 1차 건조기(20)는 내부공간을 갖는 케이스(101), 상기 케이스(101)의 상류단 상부에 마련되어 슬러지가 공급되는 투입구(102), 상기 공급된 슬러지를 하류단으로 이송하는 스크루 컨베이어(103), 상기 케이스(101)에 고정적으로 내접되고 상기 스크루 컨베이어(103)의 외주면과 미끄럼 운동 가능하게 외접되며 슬러지에 열을 공급하는 가열재킷(104), 상기 케이스(101)의 하류단 하부에 마련되어 건조된 슬러지를 배출하는 배출구(105), 상기 케이스(101)의 하류단 측면 상부에 마련되어 케이스(101) 내에 투입된 슬러지 중의 수분이 증발하여 생성된 증기와 상기 가열재킷(104)에서 나오는 증기를 배출하는 증기배출구(106), 상기 증기배출구(106)에서 배출되는 증기를 압축하는 증기압축기(107) 및 상기 증기압축기(107)에서 압축된 증기 중의 응축액을 분리하여 침출수 저장부(80)로 이송하고 응축액이 제거된 증기를 상기 가열재킷(104)으로 공급하는 기액분리기(108)를 포함하는 고형연료 제조시스템.Sludge supply unit 10 for storing the organic sludge, the primary dryer 20 to receive the organic sludge from the sludge supply unit 10 to dry by the pressure of the steam compressor 107, the drying of the primary dryer 20 The secondary dryer 30, which is supplied with the sludge and dried by microwave, is supplied with the dried sludge of the secondary dryer 30, and is supplied with an additive that increases the calorific value of the sludge from the additive supply unit 50, and mixes the additive. Mixing unit 40, a solidification unit 60 for receiving the sludge mixed with the additive from the additive mixing unit 40 to form a solid fuel, the product storage unit 70 for storing the solid fuel of the solidification unit 60 And leachate storage unit 80 for storing the sludge leachate is separated from the sludge supply unit 10, the primary dryer 20 and the secondary dryer 30,
The primary dryer 20 has a case 101 having an inner space, an inlet 102 for supplying sludge to the upper end of the case 101, and a screw conveyor for transporting the supplied sludge to the downstream end ( 103, a heating jacket 104 fixedly inscribed to the case 101 and slidably circumscribed with the outer circumferential surface of the screw conveyor 103 and supplying heat to the sludge, and below the downstream end of the case 101. The discharge port 105 is provided to discharge the dried sludge, provided in the upper side of the downstream end side of the case 101, the steam generated by the evaporation of water in the sludge introduced into the case 101 and the steam coming out of the heating jacket 104 The steam outlet 106 to discharge, the steam compressor 107 for compressing the steam discharged from the steam outlet 106 and the condensate in the steam compressed by the steam compressor 107 by separating the leachate The solid fuel producing system comprising a gas-liquid separator 108 for carrying a feed (80) and the condensate is supplied to the removed steam to the heating jacket 104.
상기 1차 건조기(20)에서 건조된 슬러지의 수분함량은 25~35 중량%이고, 상기 2차 건조기(30)에서 건조된 슬러지의 수분함량은 10 중량% 미만인 것을 특징으로 하는 고형연료 제조시스템.The method of claim 7,
The water content of the sludge dried in the primary dryer 20 is 25 to 35% by weight, the solid fuel production system, characterized in that the water content of the sludge dried in the secondary dryer 30 is less than 10% by weight.
상기 첨가물 혼합부(40)는 상기 2차 건조기(30)의 건조된 슬러지를 기준으로 톱밥, 분말활성탄, 콜타르, 펄라이트, 황토 및 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가물을 25~35 중량% 혼합하는 설비인 것을 특징으로 하는 고형연료 제조시스템.The method of claim 7,
The additive mixing unit 40 is 25 to 35 weight of at least one additive selected from the group consisting of sawdust, activated carbon, coal tar, pearlite, ocher and magnesium based on the dried sludge of the secondary dryer 30 Solid fuel manufacturing system, characterized in that the mixing equipment.
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