KR101367745B1 - 3단계 고액분리와 저에너지형 음식물폐기물전용 패들건조기 및 악취처리와 건조열원을 생산하는 멀티보일러를 적용한 음식물쓰레기 건조사료화 시스템 - Google Patents
3단계 고액분리와 저에너지형 음식물폐기물전용 패들건조기 및 악취처리와 건조열원을 생산하는 멀티보일러를 적용한 음식물쓰레기 건조사료화 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템은, 외부에서 전달된 음식물쓰레기를 파쇄 및 선별하여, 음식물쓰레기와 이에 존재하는 협잡물을 분리 배출시키는 전처리부와, 상기 전처리부로부터 전달되는 음식물쓰레기의 고형물과 액체를 분리시킨 후, 분리된 고형물을 건조하면서 건조가스를 응축 배출시키는 건조사료화부와, 상기 건조사료화부로부터 전달된 응축 건조가스를 이용해 열교환 후, 열교환시 발생한 스팀을 소요처로 공급하는 열원공급부 및, 상기 건조사료화부로부터 건조된 상태로 전달되는 음식물쓰레기를 분쇄 및 선별하여, 이물질이 제거된 음식물쓰레기 분쇄물을 사료화하는 저장처리부를 포함한다.
Description
본 발명은 음식물쓰레기 건조사료화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고형물 회수율을 높인 3단계 고액분리의 전처리공정, 고효율 저에너지형 음식물류폐기물 전용건조기를 적용한 건조공정, 냉각 및 진동선별공정, 분쇄저장공정을 통해 고품질의 사료를 생산하고, 아울러 고농도악취처리와 건조열원 생산을 동시에 하는 보일러를 적용하여 에너지를 절약할 수 있는 음식물쓰레기 건조사료화 시스템에 관한 것이다.
통상적으로, 주거영역에서 발생되는 음식물쓰레기는 대부분이 유기 물질로 구성되므로, 매립 처분시 침출수와 지반의 안정화에 문제가 있다.
따라서, 음식폐기물은 탈수나 건조를 통한 감량화와, 음식물쓰레기 자원화 과정을 통해 퇴비나 사료화 등으로 재활용하고 있다.
그런데, 종래의 음식물쓰레기 자원화 과정에서는 사료생산에 과도한 에너지가 투입되고 있어 경제적 손실이 많았다.
그리고, 종래의 음식물쓰레기 자원화 과정에서는 음식물쓰레기의 고형물과 탈리액을 분리하는 과정에서 자원화가 가능한 고형물이 다량함유된 폐수를 그대로 배출시키고 있어, 심각한 환경오염과 자원낭비를 야기시킨다.
본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1228483호(등록일: 2013년01월25일)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 음식물폐수로부터 분리된 액체의 순환을 통해 에너지 효율을 높인 음식폐기물 자원화장치가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 전처리, 건조, 선별 분쇄, 사료화 과정을 통해 고형물에 포함된 이물질을 제거함과 아울러, 사료화가 가능한 고형물의 회수율을 높이고, 고효율 저에너지형의 음식물전용 건조기를 적용하여 에너지를 절약하고 기존 건조기의 문제점을 해결할 수 있는 음식물쓰레기 건조사료화 시스템을 제공하는데 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 열원공급 과정에서 고온의 연소 열을 이용해 고농도 악취를 처리함으로써, 악취 발생을 줄일 수 있고, 이를 통해 환경 오염을 방지할 수 있는 음식물쓰레기 건조사료화 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템은, 외부에서 전달된 음식물쓰레기를 파쇄 및 선별하여, 음식물쓰레기와 이에 존재하는 협잡물을 분리 배출시키는 전처리부; 상기 전처리부로부터 전달되는 음식물쓰레기의 고형물과 액체를 분리시킨 후, 분리된 고형물을 건조하면서 건조가스를 응축 배출시키는 건조사료화부; 상기 건조사료화부로부터 전달된 응축 건조가스를 이용해 열교환 후, 열교환시 발생한 스팀을 소요처로 공급하는 열원공급부; 및 상기 건조사료화부로부터 건조된 상태로 전달되는 음식물쓰레기를 분쇄 및 선별하여, 이물질이 제거된 음식물쓰레기 분쇄물을 사료화하는 저장처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 건조사료화 시스템을 제공한다.
상기 전처리부와 상기 건조사료화부는, 2개의 열로 설치되며, 비상시 음식물쓰레기를 2개의 열 중 어느 하나를 따라 차로 이동시키는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 전처리부는, 외부에서 음식물쓰레기가 공급되며, 음식물쓰레기에 존재하는 고농도 폐수를 고농도 폐수 저장조로 분리배출시키는 투입 호퍼와, 상기 투입 호퍼로부터 전달되는 음식물쓰레기를 파쇄 및 선별하여, 음식물쓰레기에 존재하는 협잡물을 외부로 분리배출시키는 파쇄 선별기와, 상기 파쇄 선별기로부터 전달되는 협잡물의 분진을 포집하는 협잡물 집진기와, 상기 협잡물 집진기로부터 전달되는 협잡물을 저장 위치로 이송시키는 협잡물 이송기를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 건조사료화부는, 상기 파쇄 선별기로부터 전달되는 음식물쓰레기에 존재하는 폐수를 분리배출시키는 고액 분리기와, 상기 고액 분리기로부터 전달되는 폐수를 회수하는 고형물 회수기와, 상기 고형물 회수기로부터 전달되는 폐수를 회수하는 미세고형물회수기와, 상기 고형물 회수기 및 미세고형물회수기로부터 전달되는 음식물쓰레기 고형물을 건조 위치로 이송시키는 고형물 이송기와, 상기 고형물 이송기로부터 전달되는 음식물쓰레기 고형물을 건조시킴과 동시에, 외부로 건조가스를 배출시키는 스파징 패들 건조기와, 상기 패들건조기로부터 건조된 음식물쓰레기가 전달되며, 냉각 및 선별을 통해 이물질을 분리배출시키는 냉각 선별기와, 상기 스파징 패들 건조기로부터 배출되는 건조가스를 응축시키는 건조가스 응축기를 구비할 수 있다.
한편, 상기 투입 호퍼와 상기 고형물 회수기로부터 배출되는 폐수는, 바이오 담체 공법을 이용해 정화 처리 후, 고농도 폐수 저장조로 배출시키는 정화처리부가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기 열원공급부는, 상기 건조가스 응축기로부터 응축된 건조가스가 공급되며, 가열을 통해 고온의 스팀을 발생시키는 가스 보일러 및, 상기 가스보일러로부터 스팀을 전달받아 스팀 소요처 및 상기 스파징 패들 건조기로 분배하는 스팀 헤더를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 건조사료화부는, 상기 스파징 패들 건조기와 상기 건조가스 응축기의 연결라인에는 건조가스 내에 존재하는 분진을 포집하는 건조가스 집진기 및, 상기 건조가스 집진기를 통해 전달되는 건조가스를 필터링한 후, 상기 건조가스 응축기로 공급하는 데미스터 필터를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 열원공급부에는, 상기 가스 보일러로부터 전달되는 배기가스와 외부에서 전달되는 고농도 악취를 열교환 시킨 후 외부로 배출시키는 배가스 열교환기와, 고농도 악취를 연소용공기와 혼입하여 연소시키는 복합기능의 보일러와, 외부에서 전달되는 저농도 악취를 세정 후 외부로 배출시키는 약액 세정탑을 더 구비할 수 있다.
상기 저장처리부는, 상기 냉각 선별로기로부터 전달되는 음식물쓰레기를 자력을 이용해 이물질을 선별하여 분리배출시키는 자력 선별기와, 상기 자력 선별기로부터 전달되는 음식물쓰레기를 분쇄하는 분쇄기와, 상기 분쇄기로부터 음식물쓰레기 분쇄물이 전달되며, 진동을 이용해 이물질을 선별하여 분리배출시키는 진동 선별기와, 상기 진동 선별기로부터 전달되는 음식물쓰레기를 사료 저장 위치로 이송시키는 사료 이송기를 구비할 수 있다.
본 발명은 전처리, 건조, 선별 분쇄, 사료화 과정을 통해 고형물에 포함된 이물질을 제거함과 아울러, 사료화가 가능한 고형물의 회수율을 높이고, 고효율 저에너지형의 음식물전용 건조기를 적용하여 에너지를 절약하고 기존 건조기의 문제점을 해결할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 열원공급 과정에서 고온의 연소 열을 이용해 고농도 악취를 처리함으로써, 악취 발생을 줄일 수 있고, 이를 통해 환경 오염을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 고액 분리기와 고형물 회수기를 이용해 고형물과 탈리액을 분리시킴으로써, 고형물 회수 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템의 전체 구성을 보여주기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템의 전처리부를 상세히 보여주기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템의 건조사료화부를 상세히 보여주기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템의 열원공급부를 상세히 보여주기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템의 저장처리부를 상세히 보여주기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템의 전처리부를 상세히 보여주기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템의 건조사료화부를 상세히 보여주기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템의 열원공급부를 상세히 보여주기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템의 저장처리부를 상세히 보여주기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템의 전체 구성을 보여주기 위한 도면이다.
도 1을 참조 하면, 본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템은 전처리부(100)와, 건조사료화부(200)와, 열원공급부(300) 및, 저장처리부(400)를 포함한다.
먼저, 상기 전처리부(100)는 안정성을 확보하기 위한 공정으로, 반입 차량을 통해 전달된 음식물쓰레기를 파쇄 및 선별하여, 음식물쓰레기와 이에 존재하는 협잡물을 분리 배출시킨다.
이를 위한, 상기 전처리부(100)는 투입 호퍼(110)와, 파쇄 선별기(120)와, 협잡물 집진기(130) 및, 협잡물 이송기(140)로 구비될 수 있다.
상기 투입 호퍼(110)는, 내부에 음식물쓰레기 수용 공간이 형성되는 것으로, 음식물쓰레기를 운반하는 반입 차량으로부터 음식물쓰레기가 공급된다.
그리고, 상기 투입 호퍼(110)는 외부에서 공급된 음식물쓰레기를 저장 음식물쓰레기에 존재하는 폐수를 외부로 배출시킨다.
이때, 음식물쓰레기에 존재하는 고농도폐수는 투입 호퍼(110)의 배출구를 통해 배출된다.
이후, 상기 투입 호퍼(110)의 배출구를 통해 외부로 배출되는 고농도폐수는 연결배관(P)을 따라 이동된 후 고농도폐수 저장조로 보내지며, 고농도 저장조에 수용된 고농도폐수는 별도의 처리 과정을 통해 폐기 처리된다.
파쇄 선별기(120)는, 투입 호퍼(110)로부터 전달되는 음식물쓰레기를 파쇄 및 선별하여, 음식물쓰레기에 존재하는 협잡물을 외부로 분리배출시킨다.
여기서, 상기 파쇄 선별기(120)는 음식물쓰레기에 존재하는 협잡물(이물질 등)을 선별하는 장치이다.
이때, 상기 파쇄 선별기(120)는 음식물쓰레기를 절단 및 분쇄를 하면서 음식물 쓰레기 속에 포함된 비닐류 및 나무토막, 뼈류, 철성분류 등을 자동으로 분리 배출시킨다.
이와 같은 상기 파쇄 선별기(120)는, 협잡물 선별 기능과 미세 분쇄 기능이 일체화 된 것으로, 기계공정의 단순화 및 이송 컨베이어류의 감소로 운영비용을 절감하고 선별효율이 극대화할 수 있다.
그리고, 상기 파쇄 선별기(120)는 전처리 설비의 단순화로 공정의 슬림화를 이룰 수도 있다.
협잡물 집진기(130)는, 파쇄 선별기(120)로부터 협잡물이 전달되며, 이때 협잡물 등을 포집한다.
협잡물 이송기(140)는, 협잡물 집진기(130)로부터 분진이 포집된 상태로 전달되는 협잡물을 협잡물 컨테이너(150)로 이송시킨다.
여기서, 상기 협잡물 이송기(140)는 펌프의 동작을 통한 공압을 이용하거나, 스크류의 회전에 의한 방식 등을 이용해 협잡물을 균일한 량으로 이송할 수 있다.
건조사료화부(200)는, 고형물을 회수하기 위한 공정으로, 전처리부(100)로부터 전달되는 음식물쓰레기의 고형물과 액체를 분리시킨 후, 분리된 고형물을 건조하면서 건조가스를 응축 배출시킨다.
이를 위한, 상기 건조사료화부(200)는 고액 분리기(210)와, 고형물 회수기(220)와, 미세고형물회수기(221)와, 고형물 이송기(230)와, 스파징 패들 건조기(Sparging paddle Dryer, 240)와, 냉각 선별기(250) 및, 건조가스 응축기(260)로 구비될 수 있다.
그리고, 상기 건조사료화부(200)는 건조가스 집진기(270) 및, 데미스터 필터(280)가 더 구비될 수 있다.
상기한 구성들 중, 먼저 고액 분리기(210)는 전처리부(100)의 파쇄 선별기(120)로부터 전달되는 음식물쓰레기에 존재하는 폐수(1차 탈리액)을 외부로 분리배출시킨다.
여기서, 상기 고액 분리기(210)는 음식물쓰레기의 고형분과 액체를 분리하기 위한 것으로, 고체 상태의 음식물쓰레기와 액체를 분리시킨다.
그리고, 상기 고액 분리기(210)는 파쇄 선별된 음식물쓰레기를 탈수기에 넣고 스크류프레스 방식으로 탈수 세척하여, 음식물쓰레기와 탈리액을 분리시키는 방식을 사용할 수 있다.
고형물 회수기(220)는, 고액 분리기(210)로부터 전달되는 음식물쓰레기 고형물이 전달된다.
여기서, 상기 고형물 회수기(220)는 고액 분리기(210)로부터 전달되는 폐수(1차 탈리액)을 전달받아, 폐수에 존재하는 고형물을 원심분리 후, 후술 될 고형물 이송기(230)로 전달한다.
이때, 상기 고형물 회수기(220)의 배출구를 통해 배출되는 폐수(2차 탈리액)은 저속 원심분리기인 미세고형물 회수기(221)를 통해 한번 더 고형물을 회수한다.
이를 위해, 상기 고형물 회수기(220)에는 폐수를 이동시키기 위한 구동부(미도시) 및 필터부재(미도시) 등이 설치된다.
그리고, 상기 고형물 회수기(220)와 미세고형물회수기(221)는 고형물을 고액 분리기(210)와 후술 될 고형물 이송기(230)를 연결하는 연결배관(P)을 통해 공급한다.
한편, 상기 미세고형물 회수기(221)와 전술한 투입 호퍼(110)에는 고농도 폐수를 바이오 담체 공법을 이용해 정화 처리 후, 고농도 폐수 저장조로 배출시키는 정화처리부(미도시)가 더 구비될 수 있다.
상기 정화처리부는, 폐수의 유입구와 유출구를 가지고, 미생물 담체와 폐수 처리액이 채워진 반응조로 구성된다.
더 상세하게 설명하면, 상기 정화처리부의 반응조는 미세고형물 회수기(221)와 투입 호퍼(110)를 통해 폐수가 절달되는 스크린조(미도시)와, 상기 스크린조를 통해 투입된 폐수를 저장하는 유량 조정조(미도시)가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 유량조절조로부터 폐수가 공급되며, 내부에 담체가 수용되는 호기조(미도시)와, 상기 호기조로부터 폐수가 전달되는 침전조(미도시)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 호기조의 하부에는 에어를 공급하기 위한 폭기용 블로어(미도시)가 더 연결될 수 있다.
이후, 슬러지 펌프(미도시)의 펌핑 압력에 의해 침전조를 거친 폐수를 고농도 폐수 저장조로 전달한 후, 상기 고농도 폐수 저장조에 저장된 폐수를 다시 한 번 하수 처리장으로 전달하여 연계 처리할 수 있다.
이를 통해, 상기 미세고형물 회수기(221)와 전술한 투입 호퍼(110)를 통해 배출되는 고농도 폐수를 안정적으로 처리할 수 있다.
고형물 이송기(230)는, 고액 분리기(210)와 고형물 회수기(220) 및 미세 고형물 회수기(221)로부터 전달되는 음식물쓰레기 고형물을 후술 될 스파징 패들 건조기(240)로 투입시킨다.
여기서, 상기 고형물 이송기(230)는 고형물을 이동시키기 위한 유로와, 고형물을 이송시키기 위한 구동부(미도시)가 설치된다.
여기서, 상기 고형물 이송기(230)의 구동부는 펌프의 동작을 통한 공압을 이용하거나, 스크류의 회전에 의한 방식 등을 사용할 수 있다.
스파징 패들 건조기(240)는, 고형물 이송기(230)로부터 전달되는 음식물쓰레기 고형물을 건조시킴과 동시에 외부로 건조가스를 배출시킨다.
여기서, 상기 스파징 패들 건조기(240)는 스팀(Stem)으로 자켓(Jacket)과 패들(Paddle)을 가열하는 방식을 사용할 수 있다.
이때, 상기 스파징 패들 건조기(240)는 가열된 패들이 서로 회전하면서 피 건조물에 접촉 전도열에 의한 폐수증발 방식을 사용할 수 있다.
이후, 상기 스파징 패들 건조기(240)의 배출구를 통해 배출되는 건조가스는 후술 될 건조가스 집진기(270)와 데미스터 필터(280) 및 건조가스 응축기(260)를 통해 열원공급부(300)의 가스 보일러(310)로 전달된다.
이와 같은 상기 스파징 패들 건조기(240)는, 전열 면적이 넓기 때문에 전열계수가 크고, 건조효율이 좋으며, 습배기시에 분진이 적은 장점이 있다.
그리고, 상기 스파징 패들 건조기(240)의 투입구에는 후술 될 건조가스 응축기(260)와 가스 보일러(310)를 연결하는 연결배관(P)과 연결된다.
이때, 상기 건조가스 응축기(260)를 통해 가스 보일러(310)로 공급되는 건조가스가 연결배관(P)을 통해 상기 스파징 패들 건조기(240)의 투입구로 재투입된다.
또한, 상기 건조가스 응축기(260)의 투입구와 배출구에는 냉각을 위한 냉각탑(Cooling tower)이 연결배관(P)에 의해 연결될 수 있다.
냉각 선별기(250)는, 스파징 패들 건조기(240)의 배출구를 통해 건조가 완료된 음식물쓰레기가 전달된다.
여기서, 상기 냉각 선별기(250)는 가열 건조된 음식물쓰레기를 냉각한 후, 음식물쓰레기에 포함된 이물질을 선별하여 분리시킨다.
이를 위해, 상기 냉각 선별기(250)에는 음식물쓰레기를 냉각 및 선별하기 위한 냉각부(미도시)와 선별을 위한 구동부(미도시)가 설치될 수 있다.
건조가스 응축기(260)는, 스파징 패들 건조기(240)의 배출기구를 통해 상방으로 배출되는 건조가스를 전달받아 응축시킨다.
여기서, 상기 건조가스 응축기(260)는 열을 방출하여 응축 액화시키는 장치로서, 스파징 패들 건조기(240)로부터 배출되는 건조가스를 액화시킨다.
그리고, 상기 건조가스 응축기(260)와 후술 될 가스 보일러(310)의 연결배관(P) 상에는 건조가스를 이동시키기 위한 송풍기(미도시) 등이 설치될 수 있다.
건조가스 집진기(270)는, 스파징 패들 건조기(240)와 건조가스 응축기(260)를 연결하는 연결배관(P) 상에 설치되어 건조가스 내에 존재하는 분진 등을 포집한다.
이러한, 상기 건조가스 집진기(270)는 건조가스에 존재하는 분진 등을 포집하기 위한 필터부재(미도시) 등이 설치될 수 있다.
예를 들어, 상기 건조가스 집진기(270)는 액체를 사용하여 배기가스 내에 함유되어 있는 분진을 제거할 수 있다.
데미스터 필터(Demister filter, 280)는 건조가스 집진기(270)를 통해 전달되는 건조가스를 필터링한 후, 전술한 건조가스 응축기(260)로 공급한다.
여기서, 상기 데미스터 필터(280)의 내부에는 필터부재(미도시)가 설치되며,상기 데미스터 필터(280)의 필터부재는 건조가스에 존재하는 미스트(Mist) 또는 이물질을 분리 및 제거한다.
즉, 상기 데미스터 필터(280)는 건조가스에 존재할 수 있는 수분이나 이물질이 건조가스 응축기(260)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기한 건조사료화부(200)는 전술한 전처리부(100)와 함께 2개의 열로 설치하여, 비상시 음식물쓰레기가 2개의 열을 따라 교차로 이동되도록 할 수 있다.
이를 상세히 설명하면, 상기 전처리부(100)의 투입 호퍼(110)와 파쇄 선별기(120)를 2열로 구성할 수 있다.
그리고, 상기 파쇄 선별기(120)와 연결배관(P)에 의해 연결되는 건조화사료부(200)의 고액 분기기(210)와 스파징 패들 건조기(240)를 2열로 구성할 수 있다.
예를 들어, 비상 상황 발생시 2개의 투입 호퍼(110)는 일직선으로 연결된 2개의 파쇄 선별기(120)에 폐수를 일직선으로 전달하지 않고, 서로 다른 열로 배열된 파쇄 선별기(120)에 교차로 전달할 수 있다.
또한, 2개의 파쇄 선별기(120)에 교차로 전달된 음식물쓰레기는 일직선으로 연결된 고액 분리기(210)에 일직선으로 전달되지 않고, 서로 다른 열로 배열된 고액 분리기(210)에 교차로 전달할 수 있다.
즉, 비상 운전시 투입 호퍼(110)와, 파쇄 선별기(120)와, 고액 분리기(210) 및, 스파징 패들 건조기(240)를 따라 음식물쓰레기를 이동시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발생의 전처리부(100)와 건조사료화부(200)는 1개의 열에 고장이 발생하거나, 2개의 열에 부분적인 고장이 발생하는 경우, 음식물쓰레기의 이송이 가능한 열을 선택하여 음식물쓰레기 사료화 과정을 연속적으로 진행할 수 있다. 즉, 운전의 연속성 및 공정 안전성을 확보할 수 있다.
열원공급부(300)는, 에너지 절감과 환경성 향상을 위한 공정으로, 건조사료화부(200)로부터 전달된 응축 건조가스를 이용해 열교환 후, 열교환시 발생한 스팀을 소요처로 공급한다.
이를 위한, 상기 열원공급부(300)는 가스 보일러(310) 및, 스팀 헤더(320)로 구비될 수 있다.
상기한 구성들 중, 가스 보일러(310)는 건조가스 응축기(260)로부터 응축된 건조가스가 공급되며, 가열을 통해 고온의 스팀을 발생시킨다.
여기서, 상기 가스 보일러(310)에는 건조가스를 가열 및 이송시키기 위한 가열부(버너 등, 미도시)와 구동부(급수 펌프 등, 미도시)가 설치된다.
그리고, 상기 가스 보일러(310)에는 LNG 가스가 공급되며, 후술 될 배가스 열교환기(330)로부터 전달되는 고농도 악취를 고온으로 연소 처리할 수 있다.
또한, 상기 가스 보일러(310)로 건조가스가 전달되기 이전에, 건조가스 응축기(260)로부터 전달되는 건조가스는 전술한 스파징 패들 건조기(240)로 순환된다.
이때, 상기 스파징 패들 건조기(240)로 투입되는 순환 건조가스는 20%이고, 가스 보일러(310)로 전달되는 건조가스는 80%를 차지할 수 있다.
아울러, 상기 가스 보일러(310)에는 내부에 저장된 응축수를 공급하기 위한 응축수 탱크가 더 연결될 수 있다.
스팀 헤더(320)는, 가스 보일러(310)로부터 스팀을 전달받아 스팀 소요처 및 스파징 패들 건조기(240)로 분배한다.
여기서, 상기 스팀 헤더(320)의 내부에는 스팀을 필요로 하는 소요처 및 스파징 패들 건조기(240)로 분배하기 위한 다수의 유로가 형성된다.
배가스 열교환기(330)는, 가스 보일러(310)로부터 전달되는 배기가스와 외부에서 고농도 악취가 전달되는데, 이때 상기 배가스 열교환기(330)는 고농도 악취를 가스 보일러(310)의 연소실로 전달한다.
그리고, 상기 배가스 열교환기(330)에는 가스 보일러(310)의 배기가스가 전달되며, 이때 전달된 배기가스를 열교환시키면서 굴뚝으로 대기 방출될 수 있다.
이와 함께, 상기 가스 보일러(310)로 전달되는 고농도 악취는 연소 후, 유인용 송풍기(미도시)에 의해 굴뚝으로 대기 방출될 수 있다.
이러한, 상기 배가스 열교환기(330)는 고농도 악취 연소시 발생하는 열과 건조가스의 열을 열교환하여 폐열을 회수하기 위한 것이다.
그리고, 상기 배가스 열교환기(330)는 고농도 악취 연소시 발생하는 열과 건조가스의 열을 회수하여 가스 보일러(310)로 재순환 시킨다.
이때, 가스 보일러(310)는 버려지는 열을 회수하여 사용하기 때문에 연료 사용량을 획기적으로 절감할 수 있다.
약액 세정탑(340)은, 외부에서 전달되는 저농도 악취를 세정 후 외부로 배출시킨다.
그리고, 상기 약액 세정탑(340)과 저농도 악취 공급처는 연결배관(P)에 의해 연결되며, 상기 약액 세정탑(340)과 저농도 악취 공급처를 연결하는 연결배관(P) 상에는 송풍기(미도시)가 설치될 수 있다.
여기서, 상기 약액 세정탑(340)은 악취 발생원에서 탈취팬에 의하여 포집된 취기를 약액 세정방식(분사)으로 악취를 처리할 수 있다.
이와 같은 약액 세정탑(scrubber, 340)은, 전술한 가스 보일러(310)의 운전이 중지되는 경우, 고농도 악취가 전달될 수 있는데, 화학첨가제를 분무액에 첨가하여 유해기체와 반응 제거할 수 있다.
저장처리부(400)는, 건조사료화(300)부로부터 건조된 상태로 전달되는 음식물쓰레기를 분쇄 및 선별하여, 이물질이 제거된 음식물쓰레기 분쇄물을 사료화한다.
이를 위한, 상기 저장처리부(400)는 자력 선별기(410)와, 분쇄기(420)와, 진동 선별기(430) 및, 사료 이송기(440)로 구비될 수 있다.
상기 자력 전별기(410)는, 냉각 선별로기로부터 전달되는 음식물쓰레기를 자력을 이용해 이물질을 선별하여 분리배출시킨다.
이와 같은 상기 자력 선별기(410)는, 음식물쓰레기에 포함된 철편, 철분 등을 회수하기 위한 것으로, 내부에 자석과 각종 전력 설비가 설치된다.
예를 들어, 상기 자력 선별기(410)는 내부 자석이 고정되고, 외부의 비자성 드럼(Drum)이 회전하며, 이때 드럼 부착되어 있는 철재 이물질 등을 자동으로 분리 배출시키는 방식을 사용할 수 있다.
이를 통해, 상기 자력 선별기(410)는 건조된 음식물쓰레기에 포함된 금속성이물질을 외부로 배출 및 저장할 수 있다.
이와 같은 상기 자력 선별기(410)는, 강력한 영구자석을 사용할 수 있으며, 이를 통해 전력 소모를 줄일 수 있는 장점과, 구조가 간단하여 현장설치가 용이한 장점을 가지고 있다.
분쇄기(420)는, 자력 선별기(410)로부터 전달되는 음식물쓰레기를 분쇄하며, 진동 선별기(430)는 분쇄기(420)로부터 음식물쓰레기 분쇄물이 전달되며, 진동을 이용해 이물질을 선별하여 분리배출시킨다.
여기서, 상기 진동 선별기(430)는 매시 망이 있는 틀을 진동시켜 입자의 크기에 따라 분리 배출시키는 기능을 갖는다.
이때, 상기 진동 선별기(430)에 의해 분리된 이물질은 별도의 이물질 저장부로 배출 및 저장될 수 있다.
사료 이송기(440)는, 진동 선별기(430)로부터 전달되는 음식물쓰레기를 사료 저장 위치에 설치된 사료 저장조(450)로 이송시킨다.
여기서, 상기 사료 이송기(440)에는 음식물쓰레기 사료를 수용하기 위한 사료 투입 탱크와, 상기 사료 투입 탱크에 설치되어 상기 사료를 교반 및 이송하기 위한 구동부(미도시)가 설치될 수 있다.
이후, 사료 저장조(450)에 수용된 음식물쓰레기 사료를 운반 차량을 이용해 사료 소요처로 운송할 수 있다.
이때, 상기 사료 저장조(450)에 수용된 음식물쓰레기는 사료로 사용될 수 있는 크기로 분쇄됨과 아울러, 다수의 분쇄 및 선별 과정을 통해 이물질이 완전히 제거된 상태가 된다.
그리고, 상기 사료 저장조(450)에는 사료를 외부로 배출시키기 위한 구동부(미도시)가 설치된다.
결과적으로, 본 발명은 전처리, 건조, 선별 분쇄, 사료화 과정을 통해 고형물에 포함된 이물질을 제거함과 아울러, 가스 보일러의 연소시 발생하는 배기가스를 재순환시킬 수 있다.
이로써, 이물질 함유량을 줄일 수 있어 사료의 품질이 우수하고, 에너지를 절약할 수 있다.
그리고, 열원공급 과정에서 고온의 연소 열을 이용해 고농도 악취를 처리함으로써, 악취 발생을 줄일 수 있고, 이를 통해 환경 오염을 방지할 수 있다.
또한, 고액 분리기(210)와 고형물 회수기(220)를 이용해 고형물과 탈리액을 분리시킴으로써, 고형물 회수 성능을 향상시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 음식물쓰레기 건조사료화 시스템에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구범위뿐만 아니라 이 특허 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 전처리부 110: 투입 호퍼
120: 파쇄 선별기 130: 협잡물 집진기
140: 협잡물 이송기 150: 협잡물 컨테이너
200: 건조사료화부 210: 고액 분리기
220: 고형물 회수기 221: 미세 고형물 회수기
230: 고형물 이송기 240: 스파징 패들 건조기
250: 냉각 선별기 260: 건조가스 응축기
270: 건조가스 집진기 280: 데미스터 필터
300: 열원공급부 310: 가스 보일러
320: 스팀 헤더 330: 배가스 열교환기
340: 약액 세정탑 400: 저장처리부
410: 자력 선별기 420: 분쇄기
430: 진동 선별기 440: 사료 이송기
450: 사료 저장조 P: 연결배관
120: 파쇄 선별기 130: 협잡물 집진기
140: 협잡물 이송기 150: 협잡물 컨테이너
200: 건조사료화부 210: 고액 분리기
220: 고형물 회수기 221: 미세 고형물 회수기
230: 고형물 이송기 240: 스파징 패들 건조기
250: 냉각 선별기 260: 건조가스 응축기
270: 건조가스 집진기 280: 데미스터 필터
300: 열원공급부 310: 가스 보일러
320: 스팀 헤더 330: 배가스 열교환기
340: 약액 세정탑 400: 저장처리부
410: 자력 선별기 420: 분쇄기
430: 진동 선별기 440: 사료 이송기
450: 사료 저장조 P: 연결배관
Claims (9)
- 외부에서 전달된 음식물쓰레기를 파쇄 및 선별하여, 음식물쓰레기와 이에 존재하는 협잡물을 분리 배출시키는 전처리부;
상기 전처리부로부터 전달되는 음식물쓰레기의 고형물과 액체를 분리시킨 후, 분리된 고형물을 건조하면서 건조가스를 응축 배출시키는 건조사료화부;
상기 건조사료화부로부터 전달된 응축 건조가스를 이용해 열교환 후, 열교환시 발생한 스팀을 소요처로 공급하는 열원공급부; 및
상기 건조사료화부로부터 건조된 상태로 전달되는 음식물쓰레기를 분쇄 및 선별하여, 이물질이 제거된 음식물쓰레기 분쇄물을 사료화하는 저장처리부;를 포함하며,
상기 전처리부와 상기 건조사료화부는,
2개의 열로 설치되며, 비상시 음식물쓰레기를 2개의 열 중 어느 하나를 따라교차로 이동시키고,
상기 건조사료화부는,
상기 파쇄 선별기로부터 전달되는 음식물쓰레기에 존재하는 폐수를 분리배출시키는 고액 분리기와,
상기 고액 분리기로부터 전달되는 폐수를 회수하는 고형물 회수기와,
상기 고형물 회수기로부터 전달되는 폐수를 회수하는 미세고형물회수기와,
상기 고형물 회수기 및 미세고형물회수기로부터 전달되는 음식물쓰레기 고형물을 건조 위치로 이송시키는 고형물 이송기와,
상기 고형물 이송기로부터 전달되는 음식물쓰레기 고형물을 건조시킴과 동시에, 외부로 건조가스를 배출시키는 스파징 패들 건조기와,
상기 패들건조기로부터 건조된 음식물쓰레기가 전달되며, 냉각 및 선별을 통해 이물질을 분리배출시키는 냉각 선별기와,
상기 스파징 패들 건조기로부터 배출되는 건조가스를 응축시키는 건조가스 응축기를 구비하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 건조사료화 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 전처리부는,
외부에서 음식물쓰레기가 공급되며, 음식물쓰레기에 존재하는 고농도 폐수를 고농도 폐수 저장조로 분리배출시키는 투입 호퍼와,
상기 투입 호퍼로부터 전달되는 음식물쓰레기를 파쇄 및 선별하여, 음식물쓰레기에 존재하는 협잡물을 외부로 분리배출시키는 파쇄 선별기와,
상기 파쇄 선별기로부터 전달되는 협잡물의 분진을 포집하는 협잡물 집진기 및,
상기 협잡물 집진기로부터 전달되는 협잡물을 저장 위치로 이송시키는 협잡물 이송기를 구비하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 건조사료화 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 투입 호퍼와 상기 고형물 회수기로부터 배출되는 폐수는,
바이오 담체 공법을 이용해 정화 처리 후, 고농도 폐수 저장조로 배출시키는 정화처리부가 더 구비하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 건조사료화 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 열원공급부는,
상기 건조가스 응축기로부터 응축된 건조가스가 공급되며, 가열을 통해 고온의 스팀을 발생시키는 가스 보일러 및,
상기 가스보일러로부터 스팀을 전달받아 스팀 소요처 및 상기 스파징 패들 건조기로 분배하는 스팀 헤더를 구비하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 건조사료화 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 건조사료화부는,
상기 스파징 패들 건조기와 상기 건조가스 응축기의 연결라인에는 건조가스 내에 존재하는 분진을 포집하는 건조가스 집진기 및,
상기 건조가스 집진기를 통해 전달되는 건조가스를 필터링한 후, 상기 건조가스 응축기로 공급하는 데미스터 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 건조사료화 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 열원공급부에는,
상기 가스 보일러로부터 전달되는 배기가스와 외부에서 전달되는 고농도 악취를 열교환 시킨 후 외부로 배출시키는 배가스 열교환기와,
고농도 악취를 연소용공기와 혼입하여 연소시키는 복합기능의 보일러와,
외부에서 전달되는 저농도 악취를 세정 후 외부로 배출시키는 약액 세정탑을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 건조사료화 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 저장처리부는,
상기 냉각 선별로기로부터 전달되는 음식물쓰레기를 자력을 이용해 이물질을 선별하여 분리배출시키는 자력 선별기와,
상기 자력 선별기로부터 전달되는 음식물쓰레기를 분쇄하는 분쇄기와,
상기 분쇄기로부터 음식물쓰레기 분쇄물이 전달되며, 진동을 이용해 이물질을 선별하여 분리배출시키는 진동 선별기와,
상기 진동 선별기로부터 전달되는 음식물쓰레기를 사료 저장 위치로 이송시키는 사료 이송기를 구비하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 건조사료화 시스템.
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