KR102563241B1 - 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템 - Google Patents

유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템 Download PDF

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박재홍
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Abstract

본 발명은 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 수분을 포함한 유기물을 건조 및 탄화 처리하여 바이오차를 생산하되, 유기물을 건조시킨 건조 펠렛을 건조 및 탄화 처리를 위한 열원공급장치의 연료로 사용함으로써, 건조 및 탄화 처리 시의 열원공급을 위한 에너지 사용을 절감하도록 구성된 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템이 개시된다.

Description

유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템 {Energy saving type biochar production system using organic matter}
본 발명은 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템에 관한 것으로서, 수분을 포함한 유기물을 건조 및 탄화 처리하여 바이오차를 생산하되, 유기물을 건조시킨 건조 펠렛을 건조 및 탄화 처리를 위한 열원공급장치의 연료로 사용함으로써, 건조 및 탄화 처리 시의 열원공급을 위한 에너지 사용을 절감하도록 구성된 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템에 관한 것이다.
바이오차(Biochar)란 바이오매스(biomass)와 숯(charcoal)의 합성어로서, 바이오매스를 산소가 없는 환경에서 열분해하여 만든 탄소 함량이 높은 고형물을 말한다. 바이오차는 벌집 모양의 미세한 공극구조를 가지며, 미세한 공극구조가 천연 필터의 역할을 하여 토양 속에 존재하는 중금속이나 농약을 흡착하는 등 환경오염 물질의 정화에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 바이오차는 산성화된 토양의 pH를 낮추는 효능을 가지고 있어, 토양에 첨가하면 작물 생산성 증가 효과를 제공하는 것으로도 알려져 있다.
바이오매스는 지질 형성 또는 화석화 과정을 거치지 않은 생물 기반의 유기물 자원을 말하며, 음식물류 폐기물ㆍ슬러지ㆍ가축의 분뇨ㆍ동식물 잔재물 같은 유기성 자원, 순화목ㆍ벌채목 같은 숲의 나무, 폐목재나 간벌한 나무의 잔재 같은 목질계, 유채ㆍ옥수수ㆍ볏짚ㆍ왕겨 같은 초본계, 해조류 같은 해양계 등을 포함한다.
바이오매스와 같은 유기물을 이용하여 바이오차를 제조하는 기술들이 제안된 바 있다.
종래기술의 일예로, 대한민국 등록특허 10-1418702 (2014.07.04)는 폐열 순환형 바이오차 제조장치에 관한 것으로서, 복수의 가열 챔버를 열이송관에 의해 서로 연통되도록 연결하고, 이들 중 동작중인 제1가열 챔버의 동작이 완료되면 상기 제1가열 챔버와 연결된 가열 챔버 중 어느 하나인 제2가열 챔버를 순차적으로 동작시키되, 상기 제2가열 챔버를 동작시키기 이전에 제1가열 챔버 내부의 열에너지를 제2가열 챔버 내부로 순환시키는 구성을 제안하였다.
그러나 상기 종래기술은 가열 챔버의 구조 상 대량의 바이오차를 연속 제조하기에는 어려움이 있었으며, 열선과 같은 발열수단으로 구성된 히터를 사용함으로써 에너지 저감 효과를 높이는데 한계점이 있었다.
또다른 종래기술의 일예로, 대한민국 등록특허 10-1399129 (2014.05.19)는 수처리용 바이오차의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 내부에 바이오매스(biomass)가 수용되는 챔버부, 상기 챔버부 내부에 열을 가하여 상기 바이오매스를 바이오차(biochar)로 열분해하는 히터부, 상기 챔버부 내부에 물을 공급하여 상기 열분해된 바이오차의 비표면적을 증가시키는 물공급부, 및 상기 챔버부 내부에 염화아연 용액을 공급하여 상기 비표면적이 증가된 바이오차에 인 흡착능을 부여하는 염화아연공급부를 포함하는 구성을 제안하였다.
그러나 상기 종래기술은 챔버부의 구조 상 대량의 바이오차를 연속 제조하기에는 어려움이 있었으며, 열선과 같은 발열수단으로 구성된 히터를 사용함으로써 에너지 효율이 높지 않다는 한계점이 있었다.
또다른 종래기술의 일예로, 대한민국 등록특허 10-2009218 (2019.08.05)는 목질계 바이오매스 유래 우드칩과 톱밥을 이용한 간접 가열 반탄화 바이오차 생산 시스템에 관한 것으로서, 목재 상품성이 떨어져 버려지는 바이오매스를 이용하여 반탄화 바이오차를 생산하고, 분쇄된 바이오칩 중 크기가 과대하거나 작은 우드칩 일부를 소각하여 발생된 가열공기를 건조로와 반탄화로의 열원으로 순차로 제공하는 구성을 제안하였다.
그러나 상기 종래기술은 소각이 용이한 우드칩을 이용하며 상대적으로 저온의 온도 조건에서 반탄화 처리를 하는 구성이므로, 하수 슬러지와 같이 수분 함량이 많거나 소각 처리가 용이하지 않은 유기물을 처리하는데 적합하지 않으며, 고온의 탄화 처리 조건을 제공하는데 적합하지 않다는 한계점이 있었다.
대한민국 등록특허 10-1418702 (2014.07.04) 대한민국 등록특허 10-1399129 (2014.05.19) 대한민국 등록특허 10-2009218 (2019.08.05)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 수분을 포함한 유기물을 건조 및 탄화 처리하여 바이오차를 생산하되, 유기물을 건조시킨 건조 펠렛을 건조 및 탄화 처리를 위한 열원공급장치의 연료로 사용함으로써, 건조 및 탄화 처리 시의 열원공급을 위한 에너지 사용을 절감하도록 구성된 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 유기물을 건조 처리하는 건조기와, 건조기로부터 배출되는 건조 유기물을 탄화 처리하는 탄화기와, 탄화기로부터 배출되는 탄화물을 냉각 처리하는 냉각기와, 냉각 처리된 탄화물을 입경에 따라 선별 처리하는 선별기와, 선별 처리된 탄화물을 펠렛으로 성형하는 펠렛 성형기를 포함하는 바이오차 생산부; 및 유기물을 건조 처리하는 건조기와, 건조기로부터 배출되는 건조 유기물을 입경에 따라 선별 처리하는 선별기와, 선별 처리된 건조 유기물을 펠렛으로 성형하는 펠렛 성형기를 포함하는 건조 펠렛 생산부;를 포함하며, 상기 건조기 및 탄화기는 각각, 내부로 유입된 유입물을 가열 처리하여 배출하는 처리 본체와, 상기 처리 본체의 외부면을 감싸도록 설치된 재킷과, 상기 처리 본체로 유입된 유입물에 변위력을 가하는 회전수단을 포함하고, 상기 재킷으로 공급되는 열원용 유체를 상기 처리 본체의 가열용 열원으로 사용하는 간접 열원 방식으로 구성되며, 상기 바이오차 생산부의 건조기와 상기 건조 펠렛 생산부의 건조기 중 적어도 어느 하나는 열원용 유체로서 증기공급장치로부터 공급되는 증기를 이용하고, 상기 탄화기는 열원용 유체로서 열풍공급장치 측으로부터 공급되는 열풍을 이용하되, 상기 증기공급장치 및 열풍공급장치 중의 적어도 어느 하나는 상기 건조 펠렛 생산부에서 생산된 건조 펠렛을 연료로 공급받아 연소하여 열원용 유체를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템이 개시된다.
바람직하게, 상기 건조 펠렛 생산부는 건조기로부터 배출되는 건조 유기물을 냉각 처리하는 냉각기를 더욱 포함하며, 상기 건조 펠렛 생산부의 선별기는 상기 냉각기에서 냉각 처리된 건조 유기물을 입경에 따라 선별 처리한다.
바람직하게, 상기 냉각기는, 내부로 유입된 유입물을 냉각 처리하여 배출하는 처리 본체와, 상기 처리 본체의 외부면을 감싸도록 설치된 재킷과, 상기 처리 본체로 유입된 유입물에 변위력을 가하는 회전수단을 포함하고, 상기 재킷으로 공급되는 열원용 유체를 상기 처리 본체의 냉각용 열원으로 사용하는 간접 열원 방식으로 구성되며, 열원용 유체로서 냉각탑으로부터 공급되는 냉각수를 이용한다.
바람직하게, 상기 증기공급장치는, 상기 바이오차 생산부의 건조기의 재킷과 상기 건조 펠렛 생산부의 건조기의 재킷 중 적어도 어느 하나로 열원용 유체로서 증기를 공급하고, 증기를 공급받은 바이오차 생산부의 건조기의 재킷 또는 건조 펠렛 생산부의 건조기의 재킷으로부터 가열용 열원으로 사용된 증기의 응축수를 회수하며, 상기 응축수를 가열하여 열원용 유체인 증기를 생산한다.
바람직하게, 상기 바이오차 생산부의 건조기의 처리 본체로부터 배출되는 건조 배가스와 상기 건조 펠렛 생산부의 건조기의 처리 본체로부터 배출되는 건조 배가스를 상기 증기공급장치 또는 열풍공급장치의 연소 시에 고온 산화시켜 악취 발생을 방지하도록 구성된다.
바람직하게, 상기 탄화기의 처리 본체로부터 배출되는 탄화 배가스를 상기 증기공급장치 또는 열풍공급장치의 연소 시에 고온 산화시켜 열원을 보충하도록 구성된다.
바람직하게, 상기 건조기 및 탄화기는 각각, 세로형 원통 형상을 가지며 측면에 유입물 투입구 및 유입물 배출구를 구비하고 상부에 배가스 배출구를 갖는 처리 본체와, 상기 처리 본체의 측면 방향 외부면을 감싸도록 설치된 재킷과, 상기 처리 본체의 내부에 세로방향으로 설치되어 구동모터로부터 회전력을 전달받는 회전축과 상기 회전축에 의해 회전되는 핀을 포함하는 회전수단을 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 건조 펠렛 생산부는, 상기 펠렛 성형기에서 성형된 건조 펠렛을 냉각하는 성형품 냉각기와, 상기 성형품 냉각기에서 냉각 배출되는 건조 펠렛을 상기 증기공급장치 또는 열풍공급장치의 연료 투입부로 이송하는 이송 수단을 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 탄화기의 재킷으로부터 배출되는 열풍 배가스 중, 일부는 바이오차 생산부의 건조기의 처리 본체로 공급하여 건조 열원으로 이용하고, 또다른 일부는 상기 열풍공급장치 측의 열교환기로 공급하고 상기 열풍공급장치에서 공급되는 상대적으로 고온의 소스 열풍을 이용하여 열교환을 통해 승온시켜 상기 탄화기의 재킷으로 열원용 유체로서 공급한다.
바람직하게 본 발명은, 외기를 상기 열풍공급장치 측의 열교환기로 공급하고 상기 열풍공급장치에서 공급되는 상대적으로 고온의 소스 열풍을 이용하여 열교환을 통해 승온시켜 상기 탄화기의 재킷으로 열원용 유체로서 더욱 공급한다.
바람직하게 본 발명은, 외기를 상기 열풍공급장치로 공급하여 연소시키고, 상기 연소에 의해 열풍공급장치에서 발생한 연소 가스를 상기 탄화기의 재킷으로 열원용 유체인 열풍으로서 공급한다.
바람직하게, 상기 탄화기의 재킷으로부터 배출되는 열풍 배가스 중, 일부는 바이오차 생산부의 건조기의 처리 본체로 공급하여 건조 열원으로 이용하고, 또다른 일부는 폐열 보일러로 공급하여 증기를 생산하도록 구성된다.
바람직하게, 상기 탄화기의 재킷으로부터 배출되는 열풍 배가스 중, 일부는 바이오차 생산부의 건조기의 처리 본체로 공급하여 건조 열원으로 이용하고, 또다른 일부는 상기 바이오차 생산부의 건조기의 재킷으로 열원용 유체로서 공급한다.
바람직하게, 상기 바이오차 생산부의 건조기의 재킷으로부터 열원용 유체로 이용된 후 배출되는 열풍 배가스는 폐열 보일러로 공급하여 증기를 생산하도록 구성된다.
바람직하게, 상기 증기공급장치는, 건조 펠렛 생산부의 건조기의 재킷으로 열원용 유체로서 증기를 공급하고, 건조 펠렛 생산부의 건조기의 재킷으로부터 가열용 열원으로 사용된 증기의 응축수를 회수하며, 상기 응축수를 가열하여 열원용 유체인 증기를 생산한다.
바람직하게 본 발명은, 상기 연소에 의해 열풍공급장치에서 발생한 연소 가스에 대해, 요소수 분무를 통한 질소 산화물 제거 처리를 하고 상기 탄화기의 재킷으로 열원용 유체인 열풍으로서 공급한다.
바람직하게, 상기 폐열 보일러에서 생산한 증기는, 상시에는 증기를 이용하는 증기 소요처에 공급하고, 비상시에는 상기 건조기의 비상시 열원용 유체로서 공급한다.
바람직하게, 상기 탄화기의 재킷으로 공급되는 열풍은 700~800 ℃의 온도 범위이며, 상기 탄화기의 재킷으로부터 배출되는 열풍 배가스는 400~500 ℃의 온도 범위이다.
바람직하게, 상기 탄화기의 재킷으로 공급되는 열풍은 850~950 ℃의 온도 범위이며, 상기 탄화기의 재킷으로부터 배출되는 열풍 배가스는 600~700 ℃의 온도 범위이다.
이와 같은 본 발명은, 수분을 포함한 유기물을 건조 및 탄화 처리하여 바이오차를 생산하되, 유기물을 건조시킨 건조 펠렛을 건조 및 탄화 처리를 위한 열원공급장치의 연료로 사용함으로써, 건조 및 탄화 처리 시의 열원공급을 위한 에너지 사용을 절감하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 전체 구성도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 바이오차 생산부의 상세 구성도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 건조 펠렛 생산부의 상세 구성도,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 증기공급장치 측의 열원용 유체의 흐름 구성도,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 열풍공급장치 측의 열원용 유체의 흐름 구성도,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 전체 구성도,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 바이오차 생산부의 상세 구성도,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 건조 펠렛 생산부의 상세 구성도,
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 증기공급장치 측의 열원용 유체의 흐름 구성도,
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 열풍공급장치 측의 열원용 유체의 흐름 구성도,
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 전체 구성도,
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 바이오차 생산부의 상세 구성도,
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 건조 펠렛 생산부의 상세 구성도,
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 증기공급장치 측의 열원용 유체의 흐름 구성도,
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 열풍공급장치 측의 열원용 유체의 흐름 구성도,
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 건조기, 탄화기 및 냉각기의 구성도,
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 구성도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다.
본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 전체 구성도, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 바이오차 생산부의 상세 구성도, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 건조 펠렛 생산부의 상세 구성도, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 증기공급장치 측의 열원용 유체의 흐름 구성도, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 열풍공급장치 측의 열원용 유체의 흐름 구성도이다.
본 실시예의 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템은, 수분을 포함한 유기물(BM)을 건조 및 탄화 처리하여 바이오차(BC)를 생산하되, 유기물(BM)을 건조시킨 건조 펠렛(BP)을 건조 및 탄화 처리를 위한 열원공급장치(302 또는 304)의 연료로 사용함으로써, 건조 및 탄화 처리 시의 열원공급을 위한 에너지 사용을 절감하도록 구성된다.
본 실시예에서 바이오차(BC)를 생산하기 위한 유기물(BM)로서는 통상의 바이오매스가 사용될 수 있으며, 일예로, 음식물류 폐기물ㆍ슬러지ㆍ가축의 분뇨ㆍ동식물 잔재물 같은 유기성 자원이 사용될 수 있다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은 바이오차 생산부(100)와 건조 펠렛 생산부(200)를 포함한다.
상기 바이오차 생산부(100)는, 유기물 저장조(101)로부터 이송되는 유기물(BM)을 건조 처리하는 건조기(112)와, 건조기(112)로부터 배출되는 건조 유기물을 탄화 처리하는 탄화기(116)와, 탄화기(116)로부터 배출되는 탄화물을 냉각 처리하는 냉각기(120)와, 냉각 처리된 탄화물을 입경에 따라 선별 처리하는 선별기(122)와, 선별 처리된 탄화물을 펠렛으로 성형하는 펠렛 성형기(130)를 포함한다.
일예로, 상기 바이오차 생산부(100)에는 도 2에 예시된 것처럼, 유기물 저장조(101)로부터 건조기(112)로 유기물(BM)을 이송하는 과정에서 유기물 배출 컨베이어(102), 유기물 투입 컨베이어(104), 유기물 이송 컨베이어(106), 원료 분배 컨베이어(108) 등이 설치 및 사용될 수 있다.
또한, 건조기(112)로 유기물(BM)을 투입하는 과정에서 원료 계량 호퍼(110)가 설치 및 사용될 수 있다.
변형예로서, 유기물(BM)이 고함수율 및/또는 고점성인 경우에는 컨베이어를 통한 이송이 어렵고 수분 누설이 발생할 수 있으므로, 유기물 이송 펌프(미도시)를 통해 유기물 저장조(101)로부터 원료 계량 호퍼(110)로 유기물(BM)을 이송할 수도 있다. 일예로, 유기물(BM)이 고함수율인 경우에는 모노 펌프를 사용하고, 고점성인 경우에는 유압 펌프를 사용 가능하다.
건조기(112)로부터 탄화기(116)로 건조 유기물을 이송하는 과정에서 이송 스크류(FS) 및/또는 공압식 이송관이 설치 및 사용될 수 있으며, 건조 유기물을 탄화기(116)로 투입하는 과정에서 계량 호퍼(114)가 설치 및 사용될 수 있다.
일예로, 탄화기(116)에서 배출된 탄화물은 냉각기(120)에서 50 ℃ 정도의 온도로 냉각시킨다.
탄화기(116)로부터 냉각기(120)로 탄화물을 이송하는 과정과 냉각기(120)로부터 선별기(122)로 탄화물을 이송하는 과정은 이송 스크류(FS)를 사용하며, 유지보수 등을 고려하여 공압식 게이트가 설치 및 사용될 수 있다.
선별기(122)에서 입경에 따라 선별 처리된 탄화물은 선별품 계량 호퍼(126), 정량공급 컨디셔너(128) 등을 거쳐 펠렛 성형기(130)로 공급된다.
탄화기(116)에서 생산된 탄화물(바이오차)은 대부분 입자상을 가지지만, 공급된 유기물의 특성에 따라 20 mm 이상의 덩어리진 상태의 탄화물도 생성될 수 있다. 덩어리진 탄화물은 활용도가 낮으므로 진동 선별기에서 걸러진 후 공정에 재투입되거나 또는 일시 저장 후 별도의 파쇄 후 제품성을 확보하게 된다. 선별기(122)에 사용되는 선별물의 입경은 바이오차(BC) 수요처와 협의하여 결정되며, 예를 들어 2 종류의 입경과 1 종류의 조대 입경물을 선별할 수 있다.
탄화기(116)에서 생성된 탄화물은 입자상으로 이동 및 사용처 도포시 미세분진이 다량 발생한다. 이를 방지하기 위하여 탄화물의 함수율을 15~20% 이하로 만들어주는 작업이 필요하며, 이를 위해 정량공급 컨디셔너(128)가 사용된다. 정량공급 컨디셔너(128)는 호퍼 내부에 미생물이 혼합된 물을 탄화물에 분무하여 적정 함수율로 조정하여 펠렛 성형기(130)로 탄화물을 공급한다.
펠렛 성형기(130)에서 펠렛으로 성형된 바이오차(BC)는 성형품 통합 컨베이어(132)를 거쳐 성형품 냉각기(134)에서 냉각 처리된 후 이송 스크류(FS) 및/또는 공압식 이송관을 통해 바이오차 저장조(136)로 이송된다. 바이오차 저장조(136)로 이송되어 저장된 바이오차(BC)는 운송차량(140)을 통해 수요처로 공급될 수 있다.
상기 펠렛 성형기(130)는 미생물과 물이 첨가된 탄화물을 단단하게 성형하는 설비로서, 수요처와 협의하여 성형물의 크기와 길이를 선정한다. 일예로, 본 실시예의 펠렛 성형기(130)는 플렛다이 형식으로서 성형틀은 하부에 고정되어 있고 압착롤이 회전하며 공급된 탄화물을 압착하여 성형된 바이오차(BC)를 배출한다. 다른예로, 펠렛 성형기(130)는 링다이 형식이 사용될 수도 있으며, 링다이 형식의 성형기는 원형 성형틀 내부에 압착롤이 회전하며 원형틀에 공급된 성형물을 압착하여 배출한다.
상기 성형품 냉각기(134)는 성형시 발생되는 압출에 의한 열발생으로 바이오차 온도가 높아진 것을 냉각하기 위하여 사용되는 것으로서, 일예로 공랭식 냉각기를 적용하여 다단을 거쳐내려오는 성형된 바이오차에 외기를 불어넣어 냉각한 후 수요처에 공급하는 장치이다. 바이오차(BC)는 약 3,000 kcal/kg의 발열량을 갖고 있으므로, 냉각을 하지 않고 저장 시 축열에 의한 화재 발생이 가능하므로 이를 방지하기 위해 성형품 냉각기(134)를 설치 사용한다.
성형품 냉각기(134)에서 배출된 가스는 탄화품 여과 집진기(138)를 거쳐 대기로 배출되고, 집진물은 선별품 계량 호퍼(126)로 이송된 후 컨디셔너에 재투입된다.
비상 시 및 유지보수 시에 유기물(BM) 또는 건조 유기물, 탄화물 등의 이송 경로를 차단하기 위해 이송 스크류(FS)에는 공압식 슬라이드 게이트(AG)가 설치 및 사용될 수 있다.
도 2의 미설명 부호 BW는 건조기(112)의 처리 본체(10)로부터 건조 배가스(G11)를 배출하기 위한 블로워, 부호 118은 탄화기(116)의 재킷(15)으로부터 열풍 배가스(G14,G14')를 배출하기 위한 블로워, 부호 124는 선별기(122)에서 배출하는 탄화물을 선별품 계량 호퍼(126)로 이송하기 위한 탄화품 이송장치이다.
생산된 바이오차(BC)는 입경이 작은 입자상 물질이며 이를 이송하기 위하여 탄화품 이송장치(124)는 공기이송방식이 사용될 수 있다. 공기이송방식의 탄화품 이송장치(124)는 공간활용도가 높아 소요 면적을 적게 갖는 특징이 있다.
상기 건조 펠렛 생산부(200)는, 유기물 저장조(201)로부터 이송되는 유기물(BM)을 건조 처리하는 건조기(212)와, 건조기(212)로부터 배출되는 건조 유기물을 입경에 따라 선별 처리하는 선별기(222)와, 선별 처리된 건조 유기물을 펠렛으로 성형하는 펠렛 성형기(230)를 포함하는 건조 펠렛 생산부(200)를 포함한다.
일예로, 상기 건조 펠렛 생산부(200)에는 도 3에 예시된 것처럼, 유기물 저장조(201)로부터 건조기(212)로 유기물(BM)을 이송하는 과정에서 유기물 배출 컨베이어(202), 유기물 투입 컨베이어(204), 유기물 이송 컨베이어(206), 원료 분배 컨베이어(208) 등이 설치 및 사용될 수 있다.
또한, 건조기(212)로 유기물(BM)을 투입하는 과정에서 원료 계량 호퍼(210)가 설치 및 사용될 수 있다.
변형예로서, 유기물(BM)이 고함수율 및/또는 고점성인 경우에는 컨베이어를 통한 이송이 어렵고 수분 누설이 발생할 수 있으므로, 유기물 이송 펌프(미도시)를 통해 유기물 저장조(201)로부터 원료 계량 호퍼(210)로 유기물(BM)을 이송할 수도 있다. 일예로, 유기물(BM)이 고함수율인 경우에는 모노 펌프를 사용하고, 고점성인 경우에는 유압 펌프를 사용 가능하다.
건조기(212)로부터 냉각기(220)로 탄화물을 이송하는 과정과 냉각기(220)로부터 선별기(222)로 건조 유기물을 이송하는 과정에서 이송 스크류(FS)가 설치 및 사용될 수 있다.
선별기(222)에서 입경에 따라 선별 처리된 탄화물은 선별품 계량 호퍼(226), 정량공급 컨디셔너(228) 등을 거쳐 펠렛 성형기(230)로 공급된다.
펠렛 성형기(230)에서 펠렛으로 성형된 건조 펠렛(BP)은 성형품 통합 컨베이어(232)를 거쳐 성형품 냉각기(234)에서 냉각 처리된 후 이송 스크류(FS) 및/또는 공압식 이송관을 통해 상기 증기공급장치(302) 및/또는 열풍공급장치(304)의 연료 투입부로 이송 및 투입된다.
성형품 냉각기(234)에서 배출된 가스는 건조품 여과 집진기(238)를 거쳐 대기로 배출되거나, 선별품 계량 호퍼(226)에 공급된다.
비상 시 및 유지보수 시에 유기물(BM) 또는 건조 유기물 등의 이송 경로를 차단하기 위해 이송 스크류(FS)에는 공압식 슬라이드 게이트(AG)가 설치 및 사용될 수 있다.
도 3의 미설명 부호 BW는 건조기(212)의 처리 본체(10)로부터 건조 배가스(G21)를 배출하기 위한 블로워, 부호 224는 선별기(222)에서 배출하는 건조 유기물을 선별품 계량 호퍼(226)로 이송하기 위한 건조품 이송장치이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 건조기, 탄화기 및 냉각기의 구성도이다.
상기 건조기(112,212) 및 탄화기(116)는 각각, 내부로 유입된 유입물을 가열 처리하여 배출하는 처리 본체(10)와, 상기 처리 본체(10)의 외부면을 감싸도록 설치된 재킷(15)과, 상기 처리 본체(10)로 유입된 유입물에 변위력을 가하는 회전수단을 포함하고, 상기 재킷(15)으로 공급되는 열원용 유체를 상기 처리 본체(10)의 가열용 열원으로 사용하는 간접 열원 방식으로 구성된다.
일예로, 상기 처리 본체(10)는 세로형 원통 형상을 가지며 측면에 유입물 투입구(30) 및 유입물 배출구(60)를 구비하고 상부에 배가스 배출구(40)를 갖는다. 유입물 투입구(30)를 통해 건조 또는 탄화 대상인 유기물이 투입된다.
상기 재킷(15)은 상기 처리 본체(10)의 측면 방향 외부면을 감싸도록 설치되며 열원용 유체의 유입구(13)와 배출구(15a)를 갖는다.
상기 회전수단은 상기 처리 본체(10)의 내부에 세로방향으로 설치되어 구동모터(50)로부터 회전력을 전달받는 회전축(20)과 상기 회전축(20)에 의해 회전되는 핀(25,26)을 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 회전 수단의 핀(25,26)은, 상기 회전축(20)에 다단으로 설치되어 유입물을 분쇄 및 상승시키는 다수의 터빈 핀(25)과, 상기 회전축(20)의 최하단에 설치되어 상기 처리 본체(10)의 바닥에 떨어진 유입물을 긁어 올려 상기 다수의 터빈 핀(25) 영역으로 상승시키는 사이클론 핀(26)을 포함하여 구성된다.
본 실시예의 건조기(112,212) 및 탄화기(116)는 상기와 같이 처리 본체(10)와 재킷(15)을 포함하는 간접 열원 방식의 것이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 상술한 상세 구성을 가질 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 일예로, 탄화기(116)는 유기물을 저산소 조건에서 가열 탄화하여 탄화물을 생산하므로, 저산소 조건이 유지될 수 있도록 제작되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성의 건조기(또는 탄화기)는 소위 연속식 건조장치로 분류되는 건조장치의 구성을 가지며, 본 출원인의 선출원등록 발명 대한민국 등록특허 10-1395604 (2014.05.09.), 대한민국 등록특허 10-1395605 (2014.05.09.) 등을 통해 보다 상세하게 이해될 수 있으며, 상세 설명은 생략한다.
바람직하게, 상기 바이오차 생산부(100)의 건조기(112)와 상기 건조 펠렛 생산부(200)의 건조기(212) 중 적어도 어느 하나는 열원용 유체로서 증기공급장치(302)로부터 공급되는 증기를 이용한다. 본 실시예는, 상기 바이오차 생산부(100)의 건조기(112)와 상기 건조 펠렛 생산부(200)의 건조기(212)가 모두 열원용 유체로서 증기를 이용하는 경우를 예시한다.
또한, 상기 탄화기(116)는 열원용 유체로서 열풍공급장치(304) 측으로부터 공급되는 열풍을 이용한다.
건조기(112)는 탄화기(116)에 비해 낮은 온도에서 동작하므로 에너지 효율을 고려하여 건조기(112)에는 열원용 유체로서 증기공급장치(302)로부터 공급되는 증기를 이용한다.
탄화기(116)는 유기물의 탄화에 필요한 고온 조건을 확보하는 것이 우선이므로, 열풍공급장치(304)에 기초하여 제공되는 고온 열풍을 열원용 유체로서 이용한다. 또한, 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로부터 배출되는 열풍 배가스는 탄화 처리 이후에도 여전히 고온 조건을 유지하므로, 후술하는 바와 같이 이를 건조기(112) 및/또는 폐열 보일러(310)의 열원으로 공급하여 에너지 효율을 극대화할 수 있다.
바람직하게, 상기 증기공급장치(302) 및 열풍공급장치(304) 중의 적어도 어느 하나는 상기 건조 펠렛 생산부(200)에서 생산된 건조 펠렛(BP)을 연료로 공급받아 연소하여 열원용 유체를 공급하도록 구성된다.
일예로, 본 실시예의 증기공급장치(302)로서 유기물의 건조 펠렛을 연료로 사용하는 펠렛 보일러가 사용될 수 있다. 공급되는 건조 펠렛(BP)은 계측기기와 연계하여 자동으로 공급되며 공급된 건조 펠렛(BP)은 완전 연소된다. 증기공급장치(302)의 초기 승온 이후에는 건조 펠렛(BP)만으로 유기물을 건조하는 시스템 구성이 가능하다.
일예로, 본 실시예의 열풍공급장치(304)는 바이오차 생산을 위한 고온의 열풍을 생산하기 위한 장치로서, 증기공급장치(302)와 마찬가지로 건조 펠렛(BP)을 완전 연소시킬 수 있다.
이러한 구성을 통해, 본 실시예의 바이오차 생산 시스템은 반입되는 유기물(BM)에 대해 바이오차와 건조 펠렛화에 대한 생산 계획을 수립하여, 상기 증기공급장치(302) 및 열풍공급장치(304)의 초기 승온 이후의 에너지 사용량을 제로화할 수 있다. 즉, 초기 승온 시에는 아직 건조 펠렛 생산부(200)에서 연료로 사용할 건조 펠렛(BP)이 생산되지 않은 상태이므로, 일반 연료 또는 미리 생산된 건조 펠렛을 사용하여 상기 증기공급장치(302) 및 열풍공급장치(304)를 운전시키며, 승온 이후 정상 운전 상태에서는 건조 펠렛 생산부(200)에서 생산한 건조 펠렛(BP)을 연료로 사용하여 상기 증기공급장치(302) 및 열풍공급장치(304)를 운전한다.
일예로, 상기 건조 펠렛 생산부(200)는 건조기(212)로부터 배출되는 건조 유기물을 냉각 처리하는 냉각기(220)를 더욱 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 건조 펠렛 생산부(200)의 선별기(222)는 상기 냉각기(220)에서 냉각 처리된 건조 유기물을 입경에 따라 선별 처리하게 된다.
바람직하게, 본 실시예의 냉각기(120 또는 220)는 상기 건조기(112,212) 및 탄화기(116)와 동일 내지 유사한 구성을 가질 수 있다.
이를 위해, 본 실시예의 냉각기(120 또는 220)는 내부로 유입된 유입물을 냉각 처리하여 배출하는 처리 본체(10)와, 상기 처리 본체(10)의 외부면을 감싸도록 설치된 재킷(15)과, 상기 처리 본체(10)로 유입된 유입물에 변위력을 가하는 회전수단을 포함하고, 상기 재킷(15)으로 공급되는 열원용 유체를 상기 처리 본체(10)의 냉각용 열원으로 사용하는 간접 열원 방식으로 구성된다. (도 16 참조)
본 실시예의 냉각기(120 또는 220)는 열원용 유체로서 냉각탑으로부터 공급되는 냉각수(W11 또는 W21)를 이용한다.
본 실시예의 냉각기(120 또는 220)는 상기와 같이 처리 본체(10)와 재킷(15)을 포함하는 간접 열원 방식의 것이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 상술한 상세 구성을 가질 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예의 냉각기(120 또는 220)의 구성도 본 출원인의 선출원등록 발명 대한민국 등록특허 10-1395604 (2014.05.09.), 대한민국 등록특허 10-1395605 (2014.05.09.) 등을 통해 보다 상세하게 이해될 수 있으며, 상세 설명은 생략한다.
일예로, 상기 증기공급장치(302)는, 상기 바이오차 생산부(100)의 건조기(112)의 재킷(15)과 상기 건조 펠렛 생산부(200)의 건조기(212)의 재킷(15) 중 적어도 어느 하나로 열원용 유체로서 증기(S11 또는 S21)를 공급하고, 증기를 공급받은 바이오차 생산부(100)의 건조기(112)의 재킷(15) 또는 건조 펠렛 생산부(200)의 건조기(212)의 재킷(15)으로부터 가열용 열원으로 사용된 증기의 응축수(S12 또는 S22)를 회수하며, 상기 응축수(S12 또는 S22)를 가열하여 열원용 유체인 증기(S11 또는 S21)를 생산한다. 열원용 유체로서 증기(S11 또는 S21)는 이러한 순환 과정을 상기 증기공급장치(302)로부터 지속 공급된다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 상기 바이오차 생산부(100)의 건조기(112)의 처리 본체(10)로부터 배출되는 건조 배가스(G11)와 상기 건조 펠렛 생산부(200)의 건조기(212)의 처리 본체(10)로부터 배출되는 건조 배가스(G21)를 상기 증기공급장치(302) 또는 열풍공급장치(304)의 연소 시에 고온 산화시켜 악취 발생을 방지하도록 구성된다. 일예로, 건조 배가스(G21)의 고온 산화는 증기공급장치(302) 또는 열풍공급장치(304)의 연소실에서 이뤄질 수 있다.
또한, 본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 상기 탄화기(116)의 처리 본체(10)로부터 배출되는 탄화 배가스(G12)를 상기 증기공급장치(302) 또는 열풍공급장치(304)의 연소 시에 고온 산화시켜 열원을 보충하도록 구성된다. 탄화 배가스(G12)는 유기물이 탄화되며 발생된 SynGas로서 발열량을 갖고 있으므로, 이를 활용하여 증기공급장치(302) 또는 열풍공급장치(304)에서 고온산화 시켜 열원을 보충함으로써, 바이오차 생산 시스템의 에너지 효율을 더욱 높일 수 있다.
일예로, 상기 건조 펠렛 생산부(200)는, 상기 펠렛 성형기(230)에서 성형된 건조 펠렛(BP)을 냉각하는 성형품 냉각기(234)와, 상기 성형품 냉각기(234)에서 냉각 배출되는 건조 펠렛(BP)을 상기 증기공급장치(302) 및/또는 열풍공급장치(304)의 연료 투입부로 이송하는 이송 수단(235)을 포함하여 구성된다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로부터 배출되는 열풍 배가스 중, 일부(G14')는 바이오차 생산부(100)의 건조기(112)의 처리 본체(10)로 공급하여 건조 열원으로 이용하고, 또다른 일부(G14)는 상기 열풍공급장치(304) 측의 열교환기(306)로 공급하고 상기 열풍공급장치(304)에서 공급되는 상대적으로 고온의 소스 열풍(G34)을 이용하여 열교환을 통해 승온시켜 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로 열원용 유체(G13)로서 공급한다. 열풍공급장치(304)에서 연소 가스로 발생하는 고온의 소스 열풍(G34)은 오염 물질을 다량 함유하고 있으므로 이를 직접 탄화기(116)의 재킷(15)으로 열원용 유체(G13)로서 공급하기에 적절하지 않을 수 있다. 이를 고려하여, 본 실시예에서는 열풍공급장치(304)에서 공급되는 고온의 소스 열풍(G34)을 이용하여 열교환을 통해 탄화기(116)의 재킷(15)으로 공급하는 열원용 유체(G13)를 승온시키는 구성을 취한다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 외기(G32)를 상기 열풍공급장치(304) 측의 열교환기(306)로 공급하고 상기 열풍공급장치(304)에서 공급되는 상대적으로 고온의 소스 열풍(G34)을 이용하여 열교환을 통해 승온시켜 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로 열원용 유체(G13)로서 더욱 공급한다. 일예로, 외기(G32)는, 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로부터 배출되는 열풍 배가스 중 또다른 일부(G14)와 함께 또는 별도로 상기 열교환기(306)의 유입 측으로 공급되고 열교환을 통해 승온시켜 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로 열원용 유체(G13)로서 공급될 수 있다. 일예로, 외기(G32)는 적절한 온도로 승온 되기 전에 열교환기(306)에 반복 순환될 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 구성도로서, 상술한 유체 흐름을 더욱 상세하게 예시한다. 일예로, 본 실시예의 열교환기(306)는 플레인 핀 튜브 타입의 열교환기가 사용될 수 있다. 이러한 타입의 열교환기는 인입되는 HOT-GAS 통 외부에 승온될 공기를 공급하여 간접 열교환하는 구조로서, HOT-GAS 통 외부에 열을 회수할 수 있도록 얇은 핀을 균등 간격으로 배치하여 승온된 얇은 핀과 승온될 공기의 접촉 면적을 최대한 높게하여 고온까지 열교환이 가능하도록 구성된다.
바람직하게 본 실시예에서, 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로 공급되는 열풍(G13)은 700~800 ℃의 온도 범위이며, 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로부터 배출되는 열풍 배가스(G14,G14')는 400~500 ℃의 온도 범위이다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은 각각의 장치/기기별로 설치된 계측기 및 동작 수단(예, 모터)과 연계하여 제어부(미도시)에 프로그램된 시퀀스에 의해 운전 제어된다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 전체 구성도, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 바이오차 생산부의 상세 구성도, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 건조 펠렛 생산부의 상세 구성도, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 증기공급장치 측의 열원용 유체의 흐름 구성도, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 열풍공급장치 측의 열원용 유체의 흐름 구성도이다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 외기(G32)를 상기 열풍공급장치(304)로 공급하여 연소시키고, 상기 연소에 의해 열풍공급장치(304)에서 발생한 연소 가스를 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로 열원용 유체인 열풍(G15)으로서 공급한다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로부터 배출되는 열풍 배가스 중, 일부(G16')는 바이오차 생산부(100)의 건조기(112)의 처리 본체(10)로 공급하여 건조 열원으로 이용하고, 또다른 일부(G16)는 폐열 보일러(310)로 공급하여 증기를 생산하도록 구성된다. 폐열 보일러(310)는 가열로나 용해로 등에서 나온 고온 폐가스의 열을 이용하여 증기를 발생시키는 보일러이며, 통상적으로 연소 장치나 회로를 갖지 않는다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 상기 구성을 통해 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로부터 배출되는 고온의 열풍 배가스를 건조기(112) 및 폐열 보일러(310)의 열원으로 공급하여 에너지 효율을 극대화할 수 있다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 바람직하게, 상기 연소에 의해 열풍공급장치(304)에서 발생한 연소 가스에 대해, 요소수 분무를 통한 질소 산화물 제거 처리(330)를 하고 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로 열원용 유체인 열풍(G15)으로서 공급한다. 일예로, 요소수 분무는 연소 가스의 통과 유로에 통상의 분무 노즐을 이용하여 분무하는 방식으로 이뤄질 수 있다.
바람직하게, 상기 폐열 보일러(310)에서 생산한 증기는, 상시에는 증기를 이용하는 증기 소요처에 공급하고, 비상시에는 상기 건조기(112 또는 212)의 비상시 열원용 유체로서 공급한다.
바람직하게 본 실시예에서, 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로 공급되는 열풍(G15)은 850~950 ℃의 온도 범위이며, 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로부터 배출되는 열풍 배가스(G16,G16')는 600~700 ℃의 온도 범위이다.
이외에 도 1 내지 도 5의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 전체 구성도, 도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 바이오차 생산부의 상세 구성도, 도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 건조 펠렛 생산부의 상세 구성도, 도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 증기공급장치 측의 열원용 유체의 흐름 구성도, 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 바이오차 생산 시스템의 열풍공급장치 측의 열원용 유체의 흐름 구성도이다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 외기(G32)를 상기 열풍공급장치(304)로 공급하여 연소시키고, 상기 연소에 의해 열풍공급장치(304)에서 발생한 연소 가스를 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로 열원용 유체인 열풍(G15)으로서 공급한다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로부터 배출되는 열풍 배가스 중, 일부(G17')는 바이오차 생산부(100)의 건조기(112)의 처리 본체(10)로 공급하여 건조 열원으로 이용하고, 또다른 일부(G17)는 상기 바이오차 생산부(100)의 건조기(112)의 재킷(15)으로 열원용 유체로서 공급한다.
바람직하게, 상기 바이오차 생산부(100)의 건조기(112)의 재킷(15)으로부터 열원용 유체로 이용된 후 배출되는 열풍 배가스(G18)는 폐열 보일러(320)로 공급하여 증기를 생산하도록 구성된다. 폐열 보일러(320)에서 배출된 열풍 배가스(G19)는 열풍공급장치(304)로 공급하여 고온산화 시켜 열원을 보충함으로써, 바이오차 생산 시스템의 에너지 효율을 더욱 높일 수 있다.
바람직하게, 상기 폐열 보일러(320)에서 생산한 증기는, 상시에는 증기를 이용하는 증기 소요처에 공급하고, 비상시에는 상기 건조기(212)의 비상시 열원용 유체로서 공급한다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 상기 구성을 통해 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로부터 배출되는 고온의 열풍 배가스를 건조기(112) 및 폐열 보일러(320)의 열원으로 직접 또는 간접적으로 공급하여 에너지 효율을 극대화할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 증기공급장치(302)는, 건조 펠렛 생산부(200)의 건조기(212)의 재킷(15)으로 열원용 유체로서 증기(S21)를 공급하고, 건조 펠렛 생산부(200)의 건조기(212)의 재킷(15)으로부터 가열용 열원으로 사용된 증기의 응축수(S22)를 회수하며, 상기 응축수(S22)를 가열하여 열원용 유체인 증기(S21)를 생산한다.
본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 상기 연소에 의해 열풍공급장치(304)에서 발생한 연소 가스에 대해, 요소수 분무를 통한 질소 산화물 제거 처리(330)를 하고 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로 열원용 유체인 열풍(G15)으로서 공급한다.
바람직하게 본 실시예에서, 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로 공급되는 열풍(G15)은 850~950 ℃의 온도 범위이며, 상기 탄화기(116)의 재킷(15)으로부터 배출되는 열풍 배가스(G17,G17')는 600~700 ℃의 온도 범위이다.
이외에 도 1 내지 도 5의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
한편, 본 실시예의 바이오차 생산 시스템은, 바이오차 생산부(100)의 구성요소와 건조 펠렛 생산부(200)의 구성요소가 동일한 기능과 공정 조건을 가지며 처리량 조건을 충족한다면, 하나의 구성요소가 바이오차 생산부(100)와 건조 펠렛 생산부(200)에서 함께 사용되는 구성을 배제하지 않는다. 예를 들어, 바이오차 생산부(100)의 건조기(112)와 건조 펠렛 생산부(200)의 건조기(212)가 동일한 공정 조건으로 운용되며 처리량 조건이 충족된다면, 하나의 건조기로 바이오차 생산부(100)의 건조기(112)와 건조 펠렛 생산부(200)의 건조기(212)의 기능을 함께 제공하도록 설치 운용하는 것도 가능하다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
100: 바이오차 생산부
101,201: 유기물 저장조
112,212: 건조기
116: 탄화기
120,220: 냉각기
122,222: 선별기
130,230: 펠렛 성형기
200: 건조 펠렛 생산부
234: 성형품 냉각기
235: 이송 수단
302: 증기공급장치
304: 열풍공급장치
306: 열교환기
310,320: 폐열 보일러

Claims (19)

  1. 유기물을 건조 처리하는 건조기와, 건조기로부터 배출되는 건조 유기물을 탄화 처리하는 탄화기와, 탄화기로부터 배출되는 탄화물을 냉각 처리하는 냉각기와, 냉각 처리된 탄화물을 입경에 따라 선별 처리하는 선별기와, 선별 처리된 탄화물을 펠렛으로 성형하는 펠렛 성형기를 포함하는 바이오차 생산부; 및
    유기물을 건조 처리하는 건조기와, 건조기로부터 배출되는 건조 유기물을 입경에 따라 선별 처리하는 선별기와, 선별 처리된 건조 유기물을 펠렛으로 성형하는 펠렛 성형기를 포함하는 건조 펠렛 생산부;를 포함하며,
    상기 건조기 및 탄화기는 각각, 내부로 유입된 유입물을 가열 처리하여 배출하는 처리 본체와, 상기 처리 본체의 외부면을 감싸도록 설치된 재킷과, 상기 처리 본체로 유입된 유입물에 변위력을 가하는 회전수단을 포함하고, 상기 재킷으로 공급되는 열원용 유체를 상기 처리 본체의 가열용 열원으로 사용하는 간접 열원 방식으로 구성되며,
    상기 건조기는 상기 탄화기에 비해 낮은 온도에서 동작하며, 상기 바이오차 생산부의 건조기와 상기 건조 펠렛 생산부의 건조기 중 적어도 어느 하나는 열원용 유체로서 증기공급장치로부터 공급되는 증기를 이용하고, 상기 탄화기는 열원용 유체로서 열풍공급장치 측으로부터 공급되는 열풍을 이용하되, 상기 증기공급장치 및 열풍공급장치 중의 적어도 어느 하나는 상기 건조 펠렛 생산부에서 생산된 건조 펠렛을 연료로 공급받아 연소하여 열원용 유체를 공급하도록 구성되며,
    상기 탄화기의 재킷으로부터 배출되는 열풍 배가스 중,
    일부는 바이오차 생산부의 건조기의 처리 본체로 공급하여 건조 열원으로 이용하고,
    또다른 일부는 상기 열풍공급장치 측의 열교환기로 공급하고 상기 열풍공급장치에서 공급되는 상대적으로 고온의 소스 열풍을 이용하여 열교환을 통해 승온시켜 상기 탄화기의 재킷으로 열원용 유체로서 공급하며,
    외기를 상기 열풍공급장치 측의 열교환기로 공급하고 상기 열풍공급장치에서 공급되는 상대적으로 고온의 소스 열풍을 이용하여 열교환을 통해 승온시켜 상기 탄화기의 재킷으로 열원용 유체로서 더욱 공급하며,
    상기 탄화기의 재킷으로 공급되는 열풍은 700~800 ℃의 온도 범위이며,
    상기 탄화기의 재킷으로부터 배출되는 열풍 배가스는 400~500 ℃의 온도 범위인 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템.
  2. 유기물을 건조 처리하는 건조기와, 건조기로부터 배출되는 건조 유기물을 탄화 처리하는 탄화기와, 탄화기로부터 배출되는 탄화물을 냉각 처리하는 냉각기와, 냉각 처리된 탄화물을 입경에 따라 선별 처리하는 선별기와, 선별 처리된 탄화물을 펠렛으로 성형하는 펠렛 성형기를 포함하는 바이오차 생산부; 및
    유기물을 건조 처리하는 건조기와, 건조기로부터 배출되는 건조 유기물을 입경에 따라 선별 처리하는 선별기와, 선별 처리된 건조 유기물을 펠렛으로 성형하는 펠렛 성형기를 포함하는 건조 펠렛 생산부;를 포함하며,
    상기 건조기 및 탄화기는 각각, 내부로 유입된 유입물을 가열 처리하여 배출하는 처리 본체와, 상기 처리 본체의 외부면을 감싸도록 설치된 재킷과, 상기 처리 본체로 유입된 유입물에 변위력을 가하는 회전수단을 포함하고, 상기 재킷으로 공급되는 열원용 유체를 상기 처리 본체의 가열용 열원으로 사용하는 간접 열원 방식으로 구성되며,
    상기 건조기는 상기 탄화기에 비해 낮은 온도에서 동작하며, 상기 바이오차 생산부의 건조기와 상기 건조 펠렛 생산부의 건조기 중 적어도 어느 하나는 열원용 유체로서 증기공급장치로부터 공급되는 증기를 이용하고, 상기 탄화기는 열원용 유체로서 열풍공급장치 측으로부터 공급되는 열풍을 이용하되, 상기 증기공급장치 및 열풍공급장치 중의 적어도 어느 하나는 상기 건조 펠렛 생산부에서 생산된 건조 펠렛을 연료로 공급받아 연소하여 열원용 유체를 공급하도록 구성되며,
    외기를 상기 열풍공급장치로 공급하여 연소시키고,
    상기 연소에 의해 열풍공급장치에서 발생한 연소 가스를 상기 탄화기의 재킷으로 열원용 유체인 열풍으로서 공급하며,
    상기 탄화기의 재킷으로부터 배출되는 열풍 배가스 중,
    일부는 바이오차 생산부의 건조기의 처리 본체로 공급하여 건조 열원으로 이용하고,
    또다른 일부는 폐열 보일러로 공급하여 증기를 생산하도록 구성되며,
    상기 탄화기의 재킷으로 공급되는 열풍은 850~950 ℃의 온도 범위이며,
    상기 탄화기의 재킷으로부터 배출되는 열풍 배가스는 600~700 ℃의 온도 범위인 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템.
  3. 유기물을 건조 처리하는 건조기와, 건조기로부터 배출되는 건조 유기물을 탄화 처리하는 탄화기와, 탄화기로부터 배출되는 탄화물을 냉각 처리하는 냉각기와, 냉각 처리된 탄화물을 입경에 따라 선별 처리하는 선별기와, 선별 처리된 탄화물을 펠렛으로 성형하는 펠렛 성형기를 포함하는 바이오차 생산부; 및
    유기물을 건조 처리하는 건조기와, 건조기로부터 배출되는 건조 유기물을 입경에 따라 선별 처리하는 선별기와, 선별 처리된 건조 유기물을 펠렛으로 성형하는 펠렛 성형기를 포함하는 건조 펠렛 생산부;를 포함하며,
    상기 건조기 및 탄화기는 각각, 내부로 유입된 유입물을 가열 처리하여 배출하는 처리 본체와, 상기 처리 본체의 외부면을 감싸도록 설치된 재킷과, 상기 처리 본체로 유입된 유입물에 변위력을 가하는 회전수단을 포함하고, 상기 재킷으로 공급되는 열원용 유체를 상기 처리 본체의 가열용 열원으로 사용하는 간접 열원 방식으로 구성되며,
    상기 건조기는 상기 탄화기에 비해 낮은 온도에서 동작하며, 상기 바이오차 생산부의 건조기와 상기 건조 펠렛 생산부의 건조기 중 적어도 어느 하나는 열원용 유체로서 증기공급장치로부터 공급되는 증기를 이용하고, 상기 탄화기는 열원용 유체로서 열풍공급장치 측으로부터 공급되는 열풍을 이용하되, 상기 증기공급장치 및 열풍공급장치 중의 적어도 어느 하나는 상기 건조 펠렛 생산부에서 생산된 건조 펠렛을 연료로 공급받아 연소하여 열원용 유체를 공급하도록 구성되며,
    외기를 상기 열풍공급장치로 공급하여 연소시키고,
    상기 연소에 의해 열풍공급장치에서 발생한 연소 가스를 상기 탄화기의 재킷으로 열원용 유체인 열풍으로서 공급하며,
    상기 탄화기의 재킷으로부터 배출되는 열풍 배가스 중,
    일부는 바이오차 생산부의 건조기의 처리 본체로 공급하여 건조 열원으로 이용하고,
    또다른 일부는 상기 바이오차 생산부의 건조기의 재킷으로 열원용 유체로서 공급하며,
    상기 바이오차 생산부의 건조기의 재킷으로부터 열원용 유체로 이용된 후 배출되는 열풍 배가스는 폐열 보일러로 공급하여 증기를 생산하도록 구성되고,
    상기 증기공급장치는,
    건조 펠렛 생산부의 건조기의 재킷으로 열원용 유체로서 증기를 공급하고,
    건조 펠렛 생산부의 건조기의 재킷으로부터 가열용 열원으로 사용된 증기의 응축수를 회수하며,
    상기 응축수를 가열하여 열원용 유체인 증기를 생산하며,
    상기 탄화기의 재킷으로 공급되는 열풍은 850~950 ℃의 온도 범위이며,
    상기 탄화기의 재킷으로부터 배출되는 열풍 배가스는 600~700 ℃의 온도 범위인 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 증기공급장치는,
    상기 바이오차 생산부의 건조기의 재킷과 상기 건조 펠렛 생산부의 건조기의 재킷 중 적어도 어느 하나로 열원용 유체로서 증기를 공급하고,
    증기를 공급받은 바이오차 생산부의 건조기의 재킷 또는 건조 펠렛 생산부의 건조기의 재킷으로부터 가열용 열원으로 사용된 증기의 응축수를 회수하며,
    상기 응축수를 가열하여 열원용 유체인 증기를 생산하는 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 바이오차 생산부의 건조기의 처리 본체로부터 배출되는 건조 배가스와 상기 건조 펠렛 생산부의 건조기의 처리 본체로부터 배출되는 건조 배가스를 상기 증기공급장치 또는 열풍공급장치의 연소 시에 고온 산화시켜 악취 발생을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템.
  6. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 탄화기의 처리 본체로부터 배출되는 탄화 배가스를 상기 증기공급장치 또는 열풍공급장치의 연소 시에 고온 산화시켜 열원을 보충하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템.
  7. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 건조기 및 탄화기는 각각,
    세로형 원통 형상을 가지며 측면에 유입물 투입구 및 유입물 배출구를 구비하고 상부에 배가스 배출구를 갖는 처리 본체와,
    상기 처리 본체의 측면 방향 외부면을 감싸도록 설치된 재킷과,
    상기 처리 본체의 내부에 세로방향으로 설치되어 구동모터로부터 회전력을 전달받는 회전축과 상기 회전축에 의해 회전되는 핀을 포함하는 회전수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템.
  8. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 건조 펠렛 생산부는,
    상기 펠렛 성형기에서 성형된 건조 펠렛을 냉각하는 성형품 냉각기와,
    상기 성형품 냉각기에서 냉각 배출되는 건조 펠렛을 상기 증기공급장치 또는 열풍공급장치의 연료 투입부로 이송하는 이송 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템.
  9. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 건조 펠렛 생산부는 건조기로부터 배출되는 건조 유기물을 냉각 처리하는 냉각기를 더욱 포함하며,
    상기 건조 펠렛 생산부의 선별기는 상기 냉각기에서 냉각 처리된 건조 유기물을 입경에 따라 선별 처리하는 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템.
  10. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 냉각기는,
    내부로 유입된 유입물을 냉각 처리하여 배출하는 처리 본체와, 상기 처리 본체의 외부면을 감싸도록 설치된 재킷과, 상기 처리 본체로 유입된 유입물에 변위력을 가하는 회전수단을 포함하고, 상기 재킷으로 공급되는 열원용 유체를 상기 처리 본체의 냉각용 열원으로 사용하는 간접 열원 방식으로 구성되며,
    열원용 유체로서 냉각탑으로부터 공급되는 냉각수를 이용하는 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템.
  11. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 연소에 의해 열풍공급장치에서 발생한 연소 가스에 대해, 요소수 분무를 통한 질소 산화물 제거 처리를 하고 상기 탄화기의 재킷으로 열원용 유체인 열풍으로서 공급하는 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템.
  12. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 폐열 보일러에서 생산한 증기는,
    상시에는 증기를 이용하는 증기 소요처에 공급하고, 비상시에는 상기 건조기의 비상시 열원용 유체로서 공급하는 것을 특징으로 하는 유기물을 이용한 에너지 절감형 바이오차 생산 시스템.
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040103842A (ko) * 2004-11-03 2004-12-09 고일환 음식물쓰레기의 탄화 처리방법
KR20080110969A (ko) * 2008-11-28 2008-12-22 (주)한국환경기술 슬러지 건조와 탄화장치
JP2009242178A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Toshiba Corp ナノカーボン・炭化物連続製造装置
KR101189588B1 (ko) * 2011-04-20 2012-10-10 전남대학교산학협력단 바이오매스 고형체 제조시스템 및 제조방법
JP2014034665A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Okawara Mfg Co Ltd 乾燥炭化システム
KR101399129B1 (ko) 2013-10-17 2014-05-30 순천대학교 산학협력단 수처리용 바이오차의 제조장치 및 제조방법
KR101418702B1 (ko) 2014-03-20 2014-07-14 경상대학교산학협력단 폐열 순환형 바이오차 제조장치
KR101836343B1 (ko) * 2017-04-19 2018-04-19 한국중부발전(주) 폐가스 회수열을 이용한 폐기물 고형연료 제조 시스템
KR20190062857A (ko) * 2017-11-29 2019-06-07 한국생산기술연구원 타르 회수를 통한 바이오촤 펠릿 생산 시스템
KR102009218B1 (ko) 2019-02-11 2019-08-09 농업회사법인 주식회사 한국 바이오차 목질계 바이오매스 유래 우드칩과 톱밥을 이용한 간접 가열 반탄화 바이오차 생산 시스템

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11223476A (ja) * 1998-02-10 1999-08-17 Makoto Ogose 有機物の炭化処理方法及び装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040103842A (ko) * 2004-11-03 2004-12-09 고일환 음식물쓰레기의 탄화 처리방법
JP2009242178A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Toshiba Corp ナノカーボン・炭化物連続製造装置
KR20080110969A (ko) * 2008-11-28 2008-12-22 (주)한국환경기술 슬러지 건조와 탄화장치
KR101189588B1 (ko) * 2011-04-20 2012-10-10 전남대학교산학협력단 바이오매스 고형체 제조시스템 및 제조방법
JP2014034665A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Okawara Mfg Co Ltd 乾燥炭化システム
KR101399129B1 (ko) 2013-10-17 2014-05-30 순천대학교 산학협력단 수처리용 바이오차의 제조장치 및 제조방법
KR101418702B1 (ko) 2014-03-20 2014-07-14 경상대학교산학협력단 폐열 순환형 바이오차 제조장치
KR101836343B1 (ko) * 2017-04-19 2018-04-19 한국중부발전(주) 폐가스 회수열을 이용한 폐기물 고형연료 제조 시스템
KR20190062857A (ko) * 2017-11-29 2019-06-07 한국생산기술연구원 타르 회수를 통한 바이오촤 펠릿 생산 시스템
KR102009218B1 (ko) 2019-02-11 2019-08-09 농업회사법인 주식회사 한국 바이오차 목질계 바이오매스 유래 우드칩과 톱밥을 이용한 간접 가열 반탄화 바이오차 생산 시스템

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