KR102588115B1 - System for manufacturing carbon neutral type biochar from livestock manure using wasted heat of power plant - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 발전소 또는 각종 쓰레기 소각장 등 열 발생 시설에서 활용성이 떨어지는 폐열을 이용하여 고수분의 가축분뇨를 처리하여 바이오차를 제조하기 위한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템은, 발전소 또는 각종 쓰레기 소각장 등 열 발생 시설에서 활용성이 떨어지는 폐열(예를 들어 800℃ 이하의 비교적 저온의 폐열)을 이용하여 고수분의 가축분뇨를 처리하여 바이오차를 제조함으로써 바이오차의 열 생산 비용을 절감할 수 있으며, 특히, 고수분율을 갖는 가축 분뇨를 건조와 열분해를 동시에 진행하는 원-스텝(one-step) 공정에 의해 가축분뇨로부터 바이오차를 효율적으로 제조할 수 있고, 가축분뇨를 열분해하는 과정에서 배출되는 신가스(바이오가스)를 발전소로 재공급하여 연료로 재사용함으로써 에너지 효율 증가의 효과를 볼 수 있으며, 본 발명에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템에 의해 생성되는 바이오차는 탄소저장/순환 기능이 우수하기 때문에 온실가스를 줄이는 효과가 있고, 바이오차를 생산하는 공정을 확보하게 되면 탄소배출권에 따른 인센티브를 확보할 수 있는 추가 효과도 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 발전소 폐열을 활용하는 외에 각종 쓰레기 소각장의 폐열을 이용할 수 있으며, 열병합발전소의 폐열을 활용할 수도 있어, 낭비되는 열을 재활용할 수 있는 효과도 있다. The present invention relates to a carbon-neutral livestock manure biochar production system using waste heat from power plants. More specifically, it processes high-moisture livestock manure using waste heat that is poorly utilized in heat-generating facilities such as power plants or various waste incinerators. This relates to a carbon-neutral livestock manure biochar manufacturing system for producing biochar.
The carbon-neutral livestock manure biochar manufacturing system using waste heat from power plants according to the present invention uses waste heat that is less useful in heat generating facilities such as power plants or various waste incinerators (for example, waste heat of relatively low temperature below 800°C). By manufacturing biochar by processing high-moisture livestock manure, the heat production cost of biochar can be reduced. In particular, it is a one-step process that simultaneously dries and pyrolyzes high-moisture livestock manure. By doing this, biochar can be efficiently manufactured from livestock waste, and the new gas (biogas) emitted during the process of pyrolyzing livestock waste can be resupplied to the power plant and reused as fuel, thereby increasing energy efficiency. Biochar produced by the carbon-neutral livestock manure biochar production system using waste heat from power plants according to the present invention has an excellent carbon storage/circulation function, so it has the effect of reducing greenhouse gases, and once a process for producing biochar is secured, There is also an additional effect of securing incentives based on carbon emissions rights. In addition, the present invention can use waste heat from various waste incinerators in addition to utilizing waste heat from power plants, and can also utilize waste heat from combined heat and power plants, which has the effect of recycling wasted heat.
Description
본 발명은 발전소 폐열 또는 각종 쓰레기 소각장의 폐열을 활용하여 가축분뇨를 혐기성 조건에서 열분해하여 바이오차를 제조하는 바이오차 제조 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 발전소 또는 소각장에서 활용성이 떨어지는 폐열을 이용하여 바이오차 열생산 비용 절감과 열분해 중 온실가스 감축을 달성하고, 특히 고수분의 가축분뇨를 건조와 열분해를 동시에 수행하는 원-스텝(one-stpe) 공정에 기반한 바이오차 제조 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a biochar manufacturing system that produces biochar by pyrolyzing livestock manure under anaerobic conditions using waste heat from power plants or waste heat from various waste incinerators. More specifically, it relates to a biochar production system that produces biochar by pyrolyzing livestock waste under anaerobic conditions. It is about a biochar manufacturing system based on a one-step process that reduces the cost of biochar heat production and reduces greenhouse gases during pyrolysis, and in particular performs drying and pyrolysis of high-moisture livestock manure simultaneously. .
가축분뇨는 파리협정 이후 해양투기가 금지되어 사회적 문제가 되고 있으며, 현재 이의 처리 문제가 크게 대두되고 있다. Livestock waste has become a social problem as ocean dumping has been banned since the Paris Agreement, and the problem of its disposal is currently a major issue.
이는 전 지구적으로 육식이 증가하여 가축이 증가함에 따라 가축분뇨가 빠른 속도로 증가하는데 퇴비로의 활용 정도는 이를 따라가지 못해 산적되는 가축분뇨의 양이 날로 증가대고 있어서 더욱 문제된다. 현재는 늘어나는 가축분뇨를 제때 처리하지 못하고 방치되고 있는 상황이며, 이로 인해 토양오염, 수질오염 문제가 대두되고 있다. This is even more problematic because as meat-eating increases globally and the number of livestock increases, livestock waste increases rapidly, but the level of use as compost cannot keep up with this, and the amount of livestock waste accumulated is increasing day by day. Currently, the increasing volume of livestock waste cannot be treated in a timely manner and is being neglected, causing soil and water pollution problems to emerge.
기존에는 가축분뇨가 수분율이 높아 이를 이용해 바이오차를 제조하기 위해서는 고열량의 외부 에너지가 투입돼야 해서 에너지 효율이 매우 낮았으므로 가축분뇨는 그 활용성이 떨어지고 있었으며, 단순히 농업용 퇴비 정도로만 활용되고 있었고 가축분뇨를 처리하기 위한 다양한 연구가 시도되고는 있으나 만족할만한 결과는 나오지 않고 있는 상황이다. Previously, livestock manure had a high moisture content, so in order to manufacture biochar using it, high-calorie external energy had to be input, so energy efficiency was very low, so the usability of livestock manure was low, and it was used simply as agricultural compost. Various studies are being attempted to deal with this problem, but no satisfactory results are being produced.
한편, 바이오차(biochar)는 유기물을 고온으로 처리하여 얻는 것으로서, 탄소저장 및 순환 기능이 우수하며 탄소 중립 효과가 우수한 것으로 알려져 있는데, 가축분뇨(유기물)를 활용하여 바이오차를 효율적으로 제조할 경우 분뇨 활용성을 높이고 탄소중립 효과도 볼 수 있는 등 일석이조의 효과가 있다. Meanwhile, biochar is obtained by processing organic matter at high temperature, and is known to have excellent carbon storage and circulation functions and an excellent carbon neutral effect. When biochar is efficiently manufactured using livestock manure (organic matter), It kills two birds with one stone by increasing the utilization of manure and providing a carbon neutral effect.
기존 발전소는 고열의 경우는 발전에 활용되고 있으나 예를 들어 800도 이하의 비교적 저온의 폐열은 발전에 활용되지 못하는 경우가 많았다. In existing power plants, high heat is used for power generation, but relatively low temperature waste heat, for example, below 800 degrees, is often not utilized for power generation.
이와 관련된 종래의 기술로에 대해서 살펴본다.Let's take a look at the related conventional technology.
먼저, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2017-0044288(2017.04.05)호 "은나노입자가 담지된 바이오차 및 이의 제조방법(SILVER NANO PARTICLES SUPPORTED BIO-CHAR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME)"은 a) 생물유래환원제를 포함하는 용액과 은 전구체용액을 혼합한 후 광조사하여 환원시켜 은나노입자를 제조하는 단계 및 b) 상기 은나노입자를 바이오차에 함침시키는 단계를 포함하는 은나노입자가 담지된 바이오차의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 은나노입자가 담지된 바이오차에 관한 것이다.First, Republic of Korea Patent Application No. 10-2017-0044288 (2017.04.05) “Biochar loaded with silver nanoparticles and its manufacturing method (SILVER NANO PARTICLES SUPPORTED BIO-CHAR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME)” is a) A method of producing silver nanoparticles by mixing a solution containing a biologically derived reducing agent and a silver precursor solution and then reducing the solution by light irradiation, and b) impregnating the silver nanoparticles into biochar. It relates to a manufacturing method and biochar loaded with silver nanoparticles prepared by the manufacturing method.
또한, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2021-0120786 (2021.09.10)호 "증기를 이용한 표면활성 방식의 활성 바이오차 제조장치 및 이를 이용한 활성 바이오차의 제조방법(Manufacturing Method and Apparatus for BioChar)"은 외부 공기의 유입을 차단한 상태에서 증기를 발생시켜서 바이오매스를 열분해시킴과 동시에 바이오차의 표면을 활성화시킴으로써, 단순하고 소규모의 장비를 이용하여 높은 생산 수율로 바이오차를 생산할 수 있게 되는 바이오차 제조장치 및 바이오차 제조방법에 관한 것이다.In addition, Republic of Korea Patent Application No. 10-2021-0120786 (2021.09.10) “Activated biochar manufacturing device using surface activation method using steam and manufacturing method and apparatus for biochar using the same” Biochar generates steam while blocking the inflow of external air, pyrolyzing biomass and activating the surface of biochar at the same time, making it possible to produce biochar with high production yield using simple and small-scale equipment. It relates to manufacturing equipment and biochar manufacturing methods.
또한, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2020-0159458(2020.11.25)호 "목질계 바이오매스 기반 바이오차 제조방법, 및 이를 포함하는 분산액(METHOD FOR MANUFACTURING BIOCHAR BASED ON LIGNOCELLULOSIC BIOMASS AND DISPERSION LIQUID CONTAINING THE SAME BIOCHAR)"은 목질계 바이오매스 기반 바이오차 제조방법, 및 이를 포함하는 분산액에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 목질계 바이오매스 기반 바이오차 제조방법은 목질계 바이오매스를 산 용액을 이용해 산처리하는 단계(S100), 및 산처리된 목질계 바이오매스를 탄화하는 단계(S200)를 포함한다.In addition, Republic of Korea Patent Application No. 10-2020-0159458 (2020.11.25) “Method for manufacturing biochar based on lignocellulosic biomass, and dispersion liquid containing the same (METHOD FOR MANUFACTURING BIOCHAR BASED ON LIGNOCELLULOSIC BIOMASS AND DISPERSION LIQUID CONTAINING THE SAME BIOCHAR)" relates to a method for producing lignocellulosic biomass-based biochar, and a dispersion containing the same. The method for producing lignocellulosic biomass-based biochar according to an embodiment of the present invention uses an acid solution using lignocellulosic biomass. It includes a step of processing (S100), and a step of carbonizing the acid-treated lignocellulosic biomass (S200).
또한, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2020-0109560(2020.08.28)호 "소나무 톱밥과 제지 슬러지를 이용한 바이오차의 제조방법 및 이를 이용한 이산화탄소 흡착 방법(Method of preparing biochar using pine sawdust and paper mill sludge, and method of adsorbing carbon dioxide using the same prepared thereby)"은 소나무 톱밥과 제지 슬러지로부터 이산화탄소 흡착능이 우수한 바이오차를 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 소나무 톱밥과 제지 슬러지를 원료로 사용함에 따라, 폐기물 처리에 소요되는 비용 또한 절감할 수 있다.In addition, Republic of Korea Patent Application No. 10-2020-0109560 (2020.08.28) “Method of preparing biochar using pine sawdust and paper mill sludge and carbon dioxide adsorption method using the same” , and method of adsorbing carbon dioxide using the same prepared thereby) can not only produce biochar with excellent carbon dioxide adsorption capacity from pine sawdust and papermaking sludge, but also uses pine sawdust and papermaking sludge as raw materials, making it useful for waste treatment. Costs can also be reduced.
그러나 종래의 기술들은 발전소 또는 쓰레기 소각장 등 열 발생 시설에서 활용성이 떨어지는 폐열을 이용하여 고수분의 가축분뇨를 처리하여 바이오차를 제조하는 기술을 제공하지 못하는 한계점이 있다. However, conventional technologies have limitations in that they do not provide technology for producing biochar by processing high-moisture livestock manure using waste heat that is poorly utilized in heat-generating facilities such as power plants or waste incinerators.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발전소 또는 쓰레기 소각장 등 열 발생 시설에서 활용성이 떨어지는 폐열(예를 들어 800℃ 이하의 비교적 저온의 폐열)을 이용하여 바이오차 열 생산비용을 절감하고 특히 고수분의 가축 분뇨를 건조와 열분해를 동시에 진행하는 원-스텝 공정에 의해 가축분뇨로부터 바이오차를 효율적으로 제조할 수 있는 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is intended to solve the above problems, by reducing the cost of biochar heat production by using waste heat that is less useful in heat generating facilities such as power plants or waste incinerators (for example, waste heat at relatively low temperatures below 800°C). In particular, the purpose is to provide a system that can efficiently produce biochar from livestock manure through a one-step process that simultaneously dries and pyrolyzes high-moisture livestock manure.
또한, 본 발명은 가축분뇨를 열분해하는 과정에서 배출되는 신가스(바이오가스)를 발전소로 재공급하도록 함으로써 에너지 재활용성을 높이고 온실 가스의 배출을 감축할 수 있는 가축분뇨로부터의 바이오차 제조 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention provides a biochar manufacturing system from livestock waste that can increase energy recyclability and reduce greenhouse gas emissions by resupplying new gas (biogas) emitted during the process of pyrolyzing livestock waste to the power plant. It is intended to provide.
본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 In order to achieve the above object, the present invention
가축분뇨의 수분율을 미리 설정된 퍼센테이지로 건조를 수행하되 발전소 또는 소각장의 폐열을 공급받아 수행하는 건조 장치(500); 및 A drying device (500) that performs drying of livestock manure at a preset percentage by receiving waste heat from a power plant or incinerator; and
열탈착 유닛(610)를 구비하며, 열탈착 유닛(610)은 발전소 또는 소각장에서 제공되는 폐열을 활용하여 바이오매스 원료에 대한 탄화를 수행하는 곳으로, 열탈착 유닛(610)은 90도의 부채꼴 원형이 중앙을 기준으로 뭉쳐진 형태로 형성되어 탄화 공정을 수행하기 위해서 탄화 장치(600); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템을 제공한다. It is equipped with a thermal desorption unit 610, and the thermal desorption unit 610 performs carbonization of biomass raw materials using waste heat provided from a power plant or incinerator. The thermal desorption unit 610 has a 90-degree fan-shaped circle in the center. A carbonization device 600 is formed in a lumped form as a standard to perform a carbonization process; It provides a carbon-neutral livestock manure biochar manufacturing system using waste heat from a power plant, comprising:
본 발명의 일 실시예에 있어서, 건조 장치(500) 및 탄화 장치(600)를 제어하는 관리 장치(700); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, a management device 700 that controls the drying device 500 and the carbonization device 600; It is characterized in that it further includes.
이때, 중첩된 망사(611)의 외부에 형성된 열탈착 유닛 몸체(612)의 내측에 형성되고, 망사(611)와 열탈착 유닛 몸체(612)가 개별적으로 관리 장치(700)에 의한 제어를 받는 것을 특징으로 한다.At this time, it is formed inside the thermal desorption unit body 612 formed on the outside of the overlapping mesh 611, and the mesh 611 and the thermal desorption unit body 612 are individually controlled by the management device 700. Do it as
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 망사(611)와 열탈착 유닛 몸체(612)가 서로 역방향 회전시, 내부의 바이오매스 원료에 대한 와류가 형성되면서 바이오매스 원료를 탄화시키는 것을 특징으로 한다.In addition, in one embodiment of the present invention, when the mesh 611 and the thermal desorption unit body 612 rotate in opposite directions, a vortex is formed for the biomass raw material inside, thereby carbonizing the biomass raw material.
이때, 내부의 바이오매스 원료 상호간의 열전달으로 균질하면서도 바이오차 생산을 위해 바이오매스 원료를 250 내지 800℃의 무산소에서 열분해 온도를 증가시킴에 따라 내부 구조가 안정한 형태인 방향족 구조로 재배열되고, 표면적이 많이 증가하게 거대기공이 생성되도록 하는 것을 특징으로 한다.At this time, the internal structure is rearranged into a stable aromatic structure as the pyrolysis temperature of the biomass raw materials is increased in the absence of oxygen at 250 to 800°C for biochar production, while being homogeneous due to heat transfer between the internal biomass raw materials, and the surface area This is characterized by the creation of large pores in large quantities.
본 발명에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템은, 발전소 또는 쓰레기 소각장 등 열 발생 시설에서 활용성이 떨어지는 폐열(예를 들어 800℃ 이하의 비교적 저온의 폐열)을 이용하여 고수분의 가축분뇨를 처리하여 바이오차를 제조함으로써 바이오차의 열 생산 비용을 절감할 수 있으며, 특히, 고수분율을 갖는 가축 분뇨를 건조와 열분해를 동시에 진행하는 원-스텝(one-step) 공정에 의해 가축분뇨로부터 바이오차를 효율적으로 제조할 수 있는 효과가 있다. The carbon-neutral livestock manure biochar production system using waste heat from power plants according to the present invention utilizes waste heat that is less useful in heat generating facilities such as power plants or waste incinerators (for example, waste heat of relatively low temperature below 800°C). By manufacturing biochar by processing livestock manure, the heat production cost of biochar can be reduced. In particular, it is possible to reduce the heat production cost of biochar. In particular, it is possible to use a one-step process that simultaneously dries and pyrolyzes livestock manure with a high moisture content. This has the effect of efficiently producing biochar from livestock manure.
또한, 본 발명에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템은, 가축분뇨를 열분해하는 과정에서 배출되는 신가스(바이오가스)를 발전소 또는 쓰레기 소각장 등 열 발생 시설로 재공급하여 연료로 재사용함으로써 에너지 효율 증가의 효과를 볼 수 있다. In addition, the carbon-neutral livestock waste biochar production system using waste heat from power plants according to the present invention resupplies new gas (biogas) emitted during the process of pyrolyzing livestock waste to heat generating facilities such as power plants or waste incinerators to produce fuel. By reusing it, you can see the effect of increasing energy efficiency.
또한, 본 발명에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템에 의해 생성되는 바이오차는 탄소저장/순환 기능이 우수하기 때문에 온실가스를 줄이는 효과가 있고, 바이오차를 생산하는 공정을 확보하게 되면 탄소배출권에 따른 인센티브를 확보할 수 있는 추가 효과도 얻을 수 있다. In addition, biochar produced by the carbon-neutral livestock manure biochar production system using waste heat from power plants according to the present invention has an excellent carbon storage/circulation function, which has the effect of reducing greenhouse gases and securing a process for producing biochar. If you do this, you can also get the additional effect of securing incentives based on carbon emissions rights.
또한, 본 발명은 발전소 폐열을 활용하는 외에 각종 쓰레기 소각장의 폐열을 이용할 수 있으며, 열병합발전소의 폐열을 활용할 수도 있어, 낭비되는 열을 재활용할 수 있는 효과도 있다. In addition, the present invention can use waste heat from various waste incinerators in addition to utilizing waste heat from power plants, and can also utilize waste heat from combined heat and power plants, which has the effect of recycling wasted heat.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템(1)을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템(1) 중 열탈착 유닛(610)의 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템(1) 중 탄화 장치(600)의 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템(1) 중 바이오차 제조 서버(30)의 구성요소를 나타내는 도면이다.
Figure 1 is a diagram showing a carbon-neutral livestock manure biochar production system 1 using waste heat from a power plant according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining the components of the thermal desorption unit 610 in the carbon-neutral livestock manure biochar production system 1 using waste heat from a power plant according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the components of the carbonization device 600 in the carbon-neutral livestock manure biochar production system 1 using waste heat from a power plant according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the components of the biochar production server 30 in the carbon-neutral livestock manure biochar production system 1 using waste heat from a power plant according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. In the following description of the present invention, if a detailed description of a related known function or configuration is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.In this specification, when one component 'transmits' data or a signal to another component, the component may transmit the data or signal directly to the other component, and may transmit the data or signal through at least one other component. This means that data or signals can be transmitted to other components.
이하에서는 발전소 또는 쓰레기 소각장 등 열 발생 시설을 설명의 편의를 위하여 발전소를 중심으로 설명한다. 그러나 본 발명의 범위는 발전소에 한정되는 것이 아니라 각종 쓰레기 소각장, 열병합발전소 등 열 발생 시설을 포괄적으로 포함한다. Hereinafter, heat generating facilities such as power plants or waste incinerators will be explained with a focus on power plants for convenience of explanation. However, the scope of the present invention is not limited to power plants, but comprehensively includes heat generating facilities such as various waste incinerators and combined heat and power plants.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템(1)을 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템(1) 중 열탈착 유닛(610)의 구성요소를 설명하기 위한 도면이다. Figure 1 is a diagram showing a carbon-neutral livestock manure biochar production system 1 using waste heat from a power plant according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a diagram for explaining the components of the thermal desorption unit 610 in the carbon-neutral livestock manure biochar production system 1 using waste heat from a power plant according to an embodiment of the present invention.
먼저, 도 1을 참조하면, 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템(1)은 바이오차 제조 장치 그룹(10), 네트워크(20), 바이오차 제조 서버(30) 및 관리자 단말(40)을 포함할 수 있다. 바이오차 제조 장치 그룹(10)은 원료 투입 장치(100), 이물질 분리 장치(200), 파쇄 장치(300), 입도 분리 장치(400), 건조 장치(500), 탄화 장치(600), 관리 장치(700)를 포함함으로써, 원료 투입 장치(100)를 통해 바이오매스 원료인 가축분뇨를 탱크로 투입하고, 이물질 분리 장치(200)가 가축분뇨에서 이물질 분리, 파쇄 장치(300)가 이물질이 분리되어 이송된 바이오매스 원료에 대한 파쇄를 수행하고, 입도 분리 장치(400)가 바이오매스 원료에서 입도를 분리하고, 건조 장치(500)가 바이오매스 원료에 대한 건조를 수행하고, 탄화 장치(600)가 건조가 수행된 바이오매스 원료에 대한 탄화를 수행할 수 있다. 여기서 본 발명의 특징점으로 탄화 장치(600)는 발전소 또는 쓰레기 소각장 등 열 발생 시설에서 활용성이 떨어지는 폐열을 이용하여 고수분의 가축분뇨를 처리하여 바이오차를 제조할 수 있다.First, referring to Figure 1, the carbon-neutral livestock manure biochar production system (1) using waste heat from a power plant includes a biochar production device group (10), a network (20), a biochar production server (30), and an administrator terminal ( 40) may be included. The biochar manufacturing device group 10 includes a raw material input device 100, a foreign matter separation device 200, a crushing device 300, a particle size separation device 400, a drying device 500, a carbonization device 600, and a management device. By including (700), livestock manure, which is a biomass raw material, is input into the tank through the raw material input device 100, the foreign matter separation device 200 separates foreign materials from the livestock manure, and the crushing device 300 separates foreign materials. Crushing is performed on the transferred biomass raw material, the particle size separation device 400 separates the particle size from the biomass raw material, the drying device 500 performs drying on the biomass raw material, and the carbonization device 600 Carbonization can be performed on the biomass raw material on which drying has been performed. Here, a feature of the present invention is that the carbonization device 600 can produce biochar by processing high-moisture livestock manure using waste heat that is poorly utilized in heat generating facilities such as power plants or waste incinerators.
한편, 상기 건조 및 탄화가 수행된 바이오매스 원료에 대한 이후에 냉각시설에 의한 냉각 과정이 추가될 수 있고, 상기 탄화 과정에 의해 숯 타입의 바이오차 중간 가공물이 생성된 뒤, 냉각 과정이 수행되고, 혼련시설 및 용수 급여에 의한 반죽 형태로 형성한 뒤, 포장시설에 의한 가공에 의해 바이오차 제조 과정을 완료할 수 있다.Meanwhile, a cooling process using a cooling facility may be added to the dried and carbonized biomass raw material, and after the carbonization process produces a charcoal-type biochar intermediate product, the cooling process is performed. , the biochar manufacturing process can be completed by forming it into a dough using a kneading facility and supplying water, and then processing it in a packaging facility.
즉, 가축분뇨는 파리협정 이후 해양투기가 금지되어 사회적 문제가 되고 있으며 현재 이의 처리 문제가 크게 대두되고 있는데, 이는 전 지구적으로 육식이 증가하여 가축이 증가함에 따라 가축분뇨가 빠른 속도로 증가하는데 퇴비로의 활용 정도는 이를 따라가지 못해 산적되는 가축분뇨의 양이 날로 증가대고 있어서 더욱 문제된다. 현재는 늘어나는 가축분뇨를 제때 처리하지 못하고 방치되고 있는 상황이며, 이로 인해 토양오염, 수질오염 문제가 대두되고 있다. In other words, livestock waste has become a social problem as ocean dumping has been banned since the Paris Agreement, and the problem of its disposal is currently emerging as a major issue. This is because livestock waste is increasing at a rapid rate as meat-eating increases globally and the number of livestock increases. The level of utilization as compost cannot keep up with this, and the amount of accumulated livestock waste is increasing day by day, which is further problematic. Currently, the increasing volume of livestock waste cannot be treated in a timely manner and is being neglected, causing soil and water pollution problems to emerge.
이에 따라 본 발명에서는 건조 장치(500) 및 탄화 장치(600)는 발전소 폐열(폐열)을 활용하는 외에 각종 쓰레기 소각장의 폐열을 이용할 수 있으며, 열병합발전소의 폐열을 활용할 수도 있다. Accordingly, in the present invention, the drying device 500 and the carbonization device 600 can use waste heat from various waste incinerators in addition to utilizing waste heat from power plants, and can also utilize waste heat from a combined heat and power plant.
가축분뇨는 수분이 약 70%에 이르기 때문에 수분율을 일정정도 이하(예: 20% 이하)로 낮추어야 탄화가 진행된다. 따라서 발전소 폐열을 활용하여 초기에는 수분율을 감소시키기 위한 건조 장치(500)에 의한 건조 공정에 활용하도록 관리 장치(700)가 제어하고, 이후 수분율이 일정 정도 이하가 되면 탄화 장치(600)에 의한 탄화 공정에 활용하도록 관리 장치(700)가 제어를 수행한다.Since livestock manure contains about 70% moisture, carbonization can only proceed if the moisture content is lowered to a certain level (e.g., 20% or less). Therefore, the management device 700 controls the waste heat of the power plant to be used in the drying process by the drying device 500 to initially reduce the moisture content, and then, when the moisture content falls below a certain level, carbonization by the carbonization device 600. The management device 700 performs control to utilize it in the process.
가축분뇨는 수분이 약 70%에 이르기 때문에 건조 장치(500)는 수분율을 일정정도 이하(예: 20% 이하, 바람직하게는 15 내지 20%)로 낮추어야 탄화가 진행된다. 따라서 건조 장치(500)는 발전소 폐열을 활용하여 초기에는 수분율을 감소시키기 위한 건조 공정에 활용하고, 이후 수분율이 일정 정도 이하가 되면 탄화 장치(600)에 의한 탄화 공정이 시작되는 것이다. Since livestock manure contains about 70% moisture, the drying device 500 must lower the moisture content to a certain level or less (e.g., 20% or less, preferably 15 to 20%) for carbonization to proceed. Therefore, the drying device 500 utilizes the waste heat of the power plant to initially perform a drying process to reduce the moisture content, and then, when the moisture content falls below a certain level, the carbonization process by the carbonization device 600 begins.
탄화 공정을 수행하기 위해서 탄화 장치(600)는 열탈착 유닛(610)를 구비하며, 열탈착 유닛(610)은 발전소에서 제공되는 폐열을 활용하여 바이오매스 원료에 대한 탄화를 수행하는 곳으로, 열탈착 유닛(610)은 도 2와 같은 단면이 90도의 부채꼴 원형이 중앙을 기준으로 뭉쳐진 형태로 형성되며, 중첩된 망사(611)의 외부에 형성된 열탈착 유닛 몸체(612)의 내측에 형성되고, 망사(611)와 열탈착 유닛 몸체(612)가 개별적으로 관리 장치(700)에 의한 제어에 따라 서로 역방향 회전시, 즉 망사(611)는 정방향(반시계방향), 열탈착 유닛 몸체(612)는 역방향(시계방향) 회전 또는 반대로 회전시, 내부의 바이오매스 원료에 대한 와류가 형성되면서 바이오매스 원료를 탄화시킴으로써, 내부의 바이오매스 원료 상호간의 열전달으로 균질하면서도 바이오차 생산을 위해 바이오매스 원료를 250 내지 800℃의 무산소에서 열분해 온도를 증가시킴에 따라 내부 구조가 안정한 형태인 방향족 구조로 재배열되고, 표면적이 많이 증가하게 거대기공이 생성되도록 하는 효과를 제공할 수 있다.In order to perform the carbonization process, the carbonization device 600 is equipped with a thermal desorption unit 610, and the thermal desorption unit 610 performs carbonization of biomass raw materials by utilizing waste heat provided from a power plant. The thermal desorption unit ( 610) is formed in the form of a fan-shaped circle with a cross section of 90 degrees as shown in FIG. 2 gathered together around the center, and is formed on the inside of the thermal desorption unit body 612 formed on the outside of the overlapping mesh 611, and the mesh 611 When the thermal desorption unit body 612 rotates in the opposite direction under the control of the management device 700, that is, the mesh 611 rotates forward (counterclockwise) and the thermal desorption unit body 612 rotates reversely (clockwise). When rotating or rotating in reverse, a vortex is formed in the internal biomass raw materials, carbonizing the biomass raw materials, thereby making the biomass raw materials homogeneous through heat transfer between the internal biomass raw materials, and maintaining the biomass raw materials in an oxygen-free atmosphere at 250 to 800°C for biochar production. As the thermal decomposition temperature is increased, the internal structure is rearranged into a stable aromatic structure, and the surface area can be greatly increased, creating macropores.
본 발명에서 건조 장치(500) 및 탄화 장치(600)는 별도의 장치로서 분리된 공정으로 실시될 수도 있고 하나의 장치에서 공정만 달리하여 원스텝(one-step) 공정으로 실시될 수도 있다. In the present invention, the drying device 500 and the carbonization device 600 may be performed as separate processes as separate devices, or may be performed as a one-step process by changing only the processes in one device.
한편, 발전소 등에서 제공된 폐열 에너지가 중접된 망사(611)와 열탈착 유닛 몸체(612) 사이의 공간으로 관리 장치(700)에 의한 제어에 따라 직접적으로 제공됨으로써, 바이오매스 원료에 폐열이 직접 접촉하는 방식을 사용하여 열효율을 증대시킬 수 있다. 이를 위해 중접된 망사(611)와 열탈착 유닛 몸체(612) 사이의 공간에는 열전도 섬유망(613)으로 형성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, waste heat energy provided from a power plant, etc. is provided directly to the space between the overlapped mesh 611 and the thermal desorption unit body 612 under control by the management device 700, so that the waste heat directly contacts the biomass raw material. Thermal efficiency can be increased by using . For this purpose, it is preferable that the space between the overlapped mesh 611 and the thermal desorption unit body 612 be formed with a heat-conducting fiber network 613.
열탈착 유닛(610)을 구성하는 망사(611)와 열탈착 유닛 몸체(612)은 모터의 회전력을 전달하기 위한 스프라켓에 결합되는 체인, 기어 등의 동력전달수단에 의해 회전한다. 모터의 회전력은 관리 장치(700)에 의해 감속기를 활용한 속도가 조절되어 상기 동력전달수단을 통하여 스프라켓에 전달될 수 있다.The mesh 611 and the thermal desorption unit body 612 constituting the thermal desorption unit 610 are rotated by a power transmission means such as a chain or gear coupled to a sprocket for transmitting the rotational force of the motor. The rotational force of the motor can be controlled by the management device 700 using a reducer and transmitted to the sprocket through the power transmission means.
탄화 장치(600)는 열전도 섬유망(613)에 가해지는 발전소 폐열의 열량 및 VOC 발생량을 줄이고, 대기 중으로 방출되는 이산화탄소량을 최소화하며, 토양에 유용한 탄화물을 생성하는 직접 폐열 접촉 방식에 의한 가축분뇨의 저온 탄화장치를 제시한다. 탄화 장치(600)는 가축분뇨가 투입되고 회전하면서 열탈착을 수행하는 망사(611)와 망사(611)의 외측에 배치되고 망사(611)에 투입된 가축분뇨를 향하여 폐열을 방출하며 망사(611)의 내부온도를 250 내지 800℃로 유지하게 하는 폐열 공급부와 연결된 열전도 섬유망(613)을 포함한다.The carbonization device 600 reduces the amount of heat and VOC generated from power plant waste heat applied to the heat conduction fiber network 613, minimizes the amount of carbon dioxide emitted into the atmosphere, and produces carbon dioxide useful in the soil by directly contacting livestock waste with waste heat. A low-temperature carbonization device is presented. The carbonization device 600 is disposed on the outside of the mesh 611 and the mesh 611 that performs thermal desorption while rotating the livestock manure and emits waste heat toward the livestock manure introduced into the mesh 611. It includes a heat-conducting fiber network 613 connected to a waste heat supply unit that maintains the internal temperature at 250 to 800°C.
이와 같이 가축분뇨를 이용하여 제조된 바이오차는 탄소저장/순환 기능이 우수하기 때문에 온실가스를 줄이는 효과가 있고, 바이오차를 생산하는 공정을 확보하게 되면 탄소배출권에 따른 인센티브를 확보할 수 있는 추가 효과도 얻을 수 있다. In this way, biochar manufactured using livestock manure has an excellent carbon storage/circulation function, so it has the effect of reducing greenhouse gases, and securing a process to produce biochar has the additional effect of securing incentives according to carbon credits. You can also get
또한, 탄화 장치(600)에 의한 탄화 공정에서는 가축분뇨가 탄화되면서 폐가스가 생성되는데, 생성된 폐가스에 대해서 관리 장치(700)는 다시 발전소의 연료로 활용하도록 이송을 수행함으로써, 자원 재활용성을 높일 수 있다. In addition, in the carbonization process by the carbonization device 600, waste gas is generated as livestock manure is carbonized. The management device 700 transfers the generated waste gas to be used as fuel for a power plant, thereby increasing resource recyclability. You can.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템(1) 중 탄화 장치(600)의 구성요소를 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템(1) 중 바이오차 제조 서버(30)의 구성요소를 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 탄화 장치(600)는 상술한 열탈착 유닛(610) 외에 폐가스 저장용기(620), 센싱부(630)를 더 포함하며, 바이오차 제조 서버(30)는 제 1 분석 모듈(31), 제 2 분석 및 제어 모듈(32) 및 제 3 분석 및 제어 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. Figure 3 is a diagram showing the components of the carbonization device 600 in the carbon-neutral livestock manure biochar production system 1 using waste heat from a power plant according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a diagram showing the components of the biochar production server 30 in the carbon-neutral livestock manure biochar production system 1 using waste heat from a power plant according to an embodiment of the present invention. 3 and 4, the carbonization device 600 further includes a waste gas storage container 620 and a sensing unit 630 in addition to the thermal desorption unit 610 described above, and the biochar manufacturing server 30 is a first It may further include an analysis module 31, a second analysis and control module 32, and a third analysis and control module 33.
제 1 분석 및 제어 모듈(31)은 탄화 장치(600)에서 생성된 폐가스 저장용기(620)에 대해서 센싱부(630)를 통해 측정된 폐가스 충전량 정보, 폐가스 저장용기(620)에 대해서 측정된 표면 온도 측정 정보, 탄화 장치(600)에서 폐가스 저장용기(620)로 제공되는 가스배출수단 및 폐가스 저장용기(620)에서 발전소로 제공되는 가스배출수단에 대해서 측정된 압력 측정 정보를 수신한 뒤, 각각 미리 설정된 임계 폐가스 충전량 범위, 임계 표면 온도 측정 범위, 임계 압력 측정 범위 내인지를 분석할 수 있다.The first analysis and control module 31 provides waste gas charge information measured through the sensing unit 630 for the waste gas storage container 620 generated in the carbonization device 600, and the surface measured for the waste gas storage container 620. After receiving the temperature measurement information, the gas discharge means provided from the carbonization device 600 to the waste gas storage container 620, and the pressure measurement information measured for the gas discharge means provided from the waste gas storage container 620 to the power plant, respectively, It can be analyzed whether it is within the preset critical waste gas charge amount range, critical surface temperature measurement range, and critical pressure measurement range.
제 1 분석 및 제어 모듈(31)은 폐가스 충전량 정보로 폐가스 저장용기(620)를 이루는 두개의 저장탱크인 제 1 및 제 2 저장탱크 중 제 1 저장탱크에 대한 제 1 폐가스 충전량 정보 및 제 2 저장탱크에 대한 제 2 폐가스 충전량 정보를 수신한 뒤, 제 1 폐가스 충전량 정보에 대해서 제 1 임계 폐가스 충전량 범위, 그리고 제 2 폐가스 충전량 정보에 대해서 제 2 임계 폐가스 충전량 범위 내인지를 분석할 수 있다.The first analysis and control module 31 stores the first waste gas charge amount information and the second storage tank among the first and second storage tanks, which are two storage tanks forming the waste gas storage container 620, with the waste gas charge amount information. After receiving the second waste gas charge amount information for the tank, it can be analyzed whether the first waste gas charge amount information is within the first critical waste gas charge amount range, and the second waste gas charge amount information is within the second critical waste gas charge amount range.
만약, 제 1 분석 및 제어 모듈(31)은 제 1 폐가스 충전량 정보가 제 1 임계 폐가스 충전량 범위에 미달하지 않는 경우는 다음 주기에 센싱부(630)에 의해 폐가스 저장용기(620)에 대한 폐가스 충전량 정보 측정을 대기한다.If the first waste gas charge amount information does not fall below the first critical waste gas charge amount range, the first analysis and control module 31 determines the waste gas charge amount for the waste gas storage container 620 by the sensing unit 630 in the next cycle. Wait for information measurement.
반대로, 제 1 분석 및 제어 모듈(31)은 제 1 폐가스 충전량 정보가 제 1 임계 폐가스 충전량 범위에 미달하는 경우, 제 2 폐가스 충전량 정보에 대해서 제 2 임계 폐가스 충전량 범위에 속하는지 다시 분석한 뒤, 제 2 임계 폐가스 충전량 범위에 속하는 경우 제 2 저장탱크에서 제 1 저장탱크로 제 2 폐가스 충전량 정보의 값에서 제 2 임계 폐가스 충전량 범위의 최대값의 차에 해당하는 제 1 충전 요청 폐가스량 정보를 연산한 뒤, 연산된 정보를 네트워크(20)를 통해 관리 장치(700)로 전송함으로써, 관리 장치(700) 상에서 연산된 정보에 해당하는 제 1 충전 요청 폐가스량 정보에 맞게 제 1 저장탱크와 제 2 저장탱크 사이에 형성된 파이프에 형성된 폐가스조절밸브에 대한 제어가 수행되도록 할 수 있다. 여기서 제 1 저장탱크의 폐가스를 먼저 발전소에 공급을 수행하며, 그 다음에는 제 2 저장탱크의 폐가스, 다음으론 외부 저장탱크의 폐가스를 공급하는 순서로 설정될 수 있다.Conversely, if the first waste gas charge amount information is less than the first critical waste gas charge amount range, the first analysis and control module 31 analyzes the second waste gas charge amount information again to see if it falls within the second critical waste gas charge amount range, If it falls within the second critical waste gas charge amount range, calculate the first charge request waste gas amount information corresponding to the difference between the value of the second waste gas charge amount information from the second storage tank to the first storage tank and the maximum value of the second critical waste gas charge amount range. Then, by transmitting the calculated information to the management device 700 through the network 20, the first storage tank and the second storage tank are stored according to the first charging request waste gas amount information corresponding to the information calculated on the management device 700. Control of the waste gas control valve formed in the pipe formed between the storage tanks can be performed. Here, the order can be set to supply the waste gas from the first storage tank to the power plant first, then the waste gas from the second storage tank, and then the waste gas from the external storage tank.
한편, 제 1 분석 및 제어 모듈(31)은 제 1 폐가스 충전량 정보가 제 1 임계 폐가스 충전량 범위에 미달하는 경우, 제 2 폐가스 충전량 정보에 대해서 제 2 임계 폐가스 충전량 범위에 속하는지 다시 분석한 뒤, 제 2 임계 폐가스 충전량 범위에 속하지 않는 경우, 폐가스 저장용기(620)의 외부에 구성되는 추가 저장탱크에 대한 폐가스 충전량 정보에 대해서 센싱부(630)에 대한 측정을 요청하여 제 3 폐가스 충전량 정보를 수신한 뒤, 미리 설정된 제 3 임계 폐가스 충전량 범위에 속하는 경우, 외부 추가 저장탱크에서 제 2 저장탱크로 제 3 폐가스 충전량 정보의 값에서 제 3 임계 소스 충전량 범위의 최대값의 차에 해당하는 제 2 충전 요청 폐가스량 정보를 연산한 뒤, 연산된 정보를 네트워크(20)를 통해 관리 장치(700)로 전송함으로써, 관리 장치(700) 상에서 제 2 충전 요청 폐가스량 정보에 맞게 제 2 저장탱크와 외부 추가 저장탱크 사이에 형성된 파이프에 형성된 폐가스조절밸브에 대한 제어가 수행되도록 할 수 있다.Meanwhile, if the first waste gas charging amount information is less than the first critical waste gas charging amount range, the first analysis and control module 31 re-analyzes the second waste gas charging amount information to see if it falls within the second critical waste gas charging amount range, If it does not fall within the second critical waste gas charge amount range, the third waste gas charge amount information is received by requesting the sensing unit 630 to measure the waste gas charge amount information for the additional storage tank configured outside the waste gas storage container 620. Then, if it falls within the preset third critical waste gas charge amount range, a second charge corresponding to the difference between the value of the third waste gas charge information from the external additional storage tank to the second storage tank and the maximum value of the third critical source charge amount range is performed. After calculating the requested waste gas amount information, the calculated information is transmitted to the management device 700 through the network 20, thereby adding a second storage tank and an external device according to the second charging request waste gas amount information on the management device 700. Control of the waste gas control valve formed in the pipe formed between the storage tanks can be performed.
한편, 제 1 분석 및 제어 모듈(31)은 제 1 폐가스 충전량 정보가 제 1 임계 폐가스 충전량 범위에 미달하는 경우, 제 2 폐가스 충전량 정보에 대해서 제 2 임계 폐가스 충전량 범위에 속하는지 다시 분석한 뒤, 제 2 임계 폐가스 충전량 범위에 속하지 않는 경우, 폐가스 저장용기(620)의 외부에 구성되는 추가 저장탱크에 대한 폐가스 충전량 정보에 대해서 센싱부(630)에 대한 측정을 요청하여 제 3 폐가스 충전량 정보를 수신한 뒤, 제 3 폐가스 충전량 정보가 미리 설정된 제 3 임계 폐가스 충전량 범위에 속하지 않고 미달하는 경우, 제 3 임계 폐가스 충전량 범위의 최대값에서 제 3 폐가스 충전량 정보의 차에 해당하는 "제 3 최대 충전 요청 폐가스량 정보"와, 제 3 임계 폐가스 충전량 범위의 최소값에서 제 3 폐가스 충전량 정보의 차에 해당하는 "제 3 최소 충전 요청 폐가스량 정보"를 연산한 뒤, 네트워크(20)를 통해 관리 장치(700)로 전송함으로써, 관리 장치(700)에 의해 경고음을 출력하거나, 네트워크(20)를 통해 관리자 단말(40)로 제 3 최대 충전 요청 폐가스량 정보 및 제 3 최소 충전 요청 폐가스량 정보를 전송함으로써, 작업자에 의한 관리자 단말(40)을 통한 신속한 다른 외부 추가 저장탱크와 제 2 저장탱크 사이의 파이프에 형성된 폐가스조절밸브에 대한 제어를 통해 제 2 저장탱크로 폐가스 충전이 원격으로 수행되거나 오프라인 상에서 신속하게 수행되도록 함으로써, 복수의 저장 탱크로 폐가스를 효율적으로 관리할 뿐만 아니라, 폐가스로 외부에서 발전소에 필요한 가스를 직접적으로 공급해 줄 수 있다.Meanwhile, if the first waste gas charging amount information is less than the first critical waste gas charging amount range, the first analysis and control module 31 re-analyzes the second waste gas charging amount information to see if it falls within the second critical waste gas charging amount range, If it does not fall within the second critical waste gas charge amount range, the third waste gas charge amount information is received by requesting the sensing unit 630 to measure the waste gas charge amount information for the additional storage tank configured outside the waste gas storage container 620. Then, if the third waste gas charging amount information does not fall within the preset third critical waste gas charging amount range, a "third maximum charging request" corresponding to the difference of the third waste gas charging amount information from the maximum value of the third critical waste gas charging amount range After calculating “waste gas amount information” and “third minimum charging request waste gas amount information” corresponding to the difference between the third waste gas charge amount information at the minimum value of the third critical waste gas charge amount range, the management device 700 through the network 20 ), outputting a warning sound by the management device 700, or transmitting the third maximum charging request waste gas amount information and the third minimum charging request waste gas amount information to the manager terminal 40 through the network 20, Waste gas charging to the second storage tank is performed remotely or quickly offline through control of the waste gas control valve formed in the pipe between the second storage tank and another external additional storage tank through the manager terminal 40 by the operator. By doing this, not only can waste gas be managed efficiently with multiple storage tanks, but also the waste gas can be used to directly supply the gas needed for the power plant from the outside.
다음으로, 제 2 분석 및 제어 모듈(32)은 표면 온도 측정 정보에 대해서 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위 내인지를 분석할 수 있다. 한편, 제 2 분석 및 제어 모듈(32)은 폐가스 저장용기(620)의 표면을 전체적으로 덥고 있는 격자 형태의 온도센서로 이루어진 온도센싱수단으로부터 각 셀에 해당하는 표면 온도 측정 정보를 수신한 뒤, 폐가스 저장용기(620)의 표면에 부착된 온도센싱수단의 배면에 형성된 각 온도센서와 1:1 또는 n:1(n은 2 이상의 자연수)에 대응하도록 격자 단위의 펠티어 소자로 이루어진 감온수단에 대한 각 격자 셀의 표면 온도 측정 정보를 기준으로 각 펠티어 소자에 대한 온도 조절 정보를 네트워크(20)를 통해 관리 장치(70)로 전송함으로써, 관리 장치(70)에 의한 온도 조절 정보에 맞게 각 펠티어 소자에 대한 제어가 수행되도록 함으로써, 저장용기(620)를 구성하는 각 탱크에 대한 과열로 인한 폭발을 예방할 수 있다.Next, the second analysis and control module 32 may analyze whether the surface temperature measurement information is within a preset critical surface temperature measurement range. Meanwhile, the second analysis and control module 32 receives surface temperature measurement information corresponding to each cell from a temperature sensing means consisting of a grid-shaped temperature sensor covering the entire surface of the waste gas storage container 620, and then Each temperature sensor formed on the back of the temperature sensing means attached to the surface of the storage container 620 and the temperature sensing means composed of Peltier elements in a grid unit to correspond to 1:1 or n:1 (n is a natural number of 2 or more) By transmitting the temperature control information for each Peltier element to the management device 70 through the network 20 based on the surface temperature measurement information of the grid cell, each Peltier element is adjusted according to the temperature control information by the management device 70. By allowing control to be performed, explosion due to overheating of each tank constituting the storage container 620 can be prevented.
보다 구체적으로, 제 2 분석 및 제어 모듈(32)은 각 격자 셀에 대한 표면 온도 측정 정보에 대해서 각 격자 셀 별로 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위에 해당하는지를 분석한 뒤, 격자 셀에 대한 표면 온도 측정 정보가 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위에 속하는 경우 다음 주기에 센싱부(630)에 의해 폐가스 저장용기(620)에 대한 표면 온도 측정을 대기한다.More specifically, the second analysis and control module 32 analyzes the surface temperature measurement information for each grid cell to determine whether it falls within a preset critical surface temperature measurement range for each grid cell, and then measures the surface temperature for the grid cell. If the information falls within the preset critical surface temperature measurement range, the surface temperature of the waste gas storage container 620 is measured by the sensing unit 630 in the next cycle.
반대로, 제 2 분석 및 제어 모듈(32)은 각 격자 셀에 대한 표면 온도 측정 정보에 대해서 각 격자 셀 별로 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위에 해당하는지를 분석한 뒤, 격자 셀에 대한 표면 온도 측정 정보가 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위에 속하지 않는 경우, 표면 온도 측정 정보에서 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위의 최대값과 최소값에 해당하는 값에 대한 차를 연산하여 표면 온도 조절 정보로 생성한다.On the contrary, the second analysis and control module 32 analyzes whether the surface temperature measurement information for each grid cell corresponds to the preset critical surface temperature measurement range for each grid cell, and then determines whether the surface temperature measurement information for the grid cell is If it does not fall within the preset critical surface temperature measurement range, the difference between the maximum and minimum values of the preset critical surface temperature measurement range is calculated from the surface temperature measurement information and generated as surface temperature control information.
이후, 제 2 분석 및 제어 모듈(32)은 표면 온도 측정 정보가 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위의 최대값보다 큰 경우, 표면 온도 측정 정보에서 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위의 최대값에 대한 차를 연산한 뒤, 표면 감온 온도 조절 정보로 생성하여, 연산치에 해당하는 펠티어 소자에 대한 온도 조절 정보로 네트워크(20)를 통해 관리 장치(700)으로 전송하도록 제어할 수 있다.Thereafter, when the surface temperature measurement information is greater than the maximum value of the preset critical surface temperature measurement range, the second analysis and control module 32 calculates the difference from the surface temperature measurement information to the maximum value of the preset critical surface temperature measurement range. After calculation, surface temperature control information can be generated and controlled to be transmitted to the management device 700 through the network 20 as temperature control information for the Peltier element corresponding to the calculated value.
또한, 제 3 분석 및 제어 모듈(33)은 압력 측정 정보에 대해서 미리 설정된 임계 압력 측정 범위 내인지를 분석할 수 있다. 보다 구체적으로 제 3 분석 및 제어 모듈(33)은 센싱부(630)로부터 폐가스 저장용기(620)의 내부에 폐가스가 주입되도록 하는 제 1 가스배출수단파이프에 대한 제 1 압력 측정 정보와, 폐가스 저장용기(620)로부터 발전소로 제공되는 제 2 가스배출수단파이프에 대한 제 2 압력 측정 정보를 수신한 뒤, 제 1 압력 측정 정보에 대해서 미리 설정된 제 1 임계 압력 측정 범위인지, 제 2 압력 측정 정보에 대해서 미리 설정된 제 2 임계 압력 측정 범위인지에 대한 분석을 수행할 수 있다.Additionally, the third analysis and control module 33 may analyze whether the pressure measurement information is within a preset critical pressure measurement range. More specifically, the third analysis and control module 33 provides first pressure measurement information on the first gas discharge means pipe that allows waste gas to be injected from the sensing unit 630 into the inside of the waste gas storage container 620, and waste gas storage After receiving the second pressure measurement information about the second gas discharge means pipe provided from the container 620 to the power plant, whether the first pressure measurement information is a preset first critical pressure measurement range or the second pressure measurement information An analysis may be performed to determine whether the pressure is within a preset second critical pressure measurement range.
먼저, 제 3 분석 및 제어 모듈(33)은 제 1 압력 측정 정보가 제 1 임계 압력 측정 범위의 최소값보다 작은 경우, 제 1 임계 압력 측정 범위의 최소값에서 제 1 압력 측정 정보의 차에 해당하는 제 1 압력 조절값을 연산한 뒤, 제 1 압력 조절값을 제 1 가스배출수단파이프에 대한 제어를 위한 제 1 압력 제어 명령으로 네트워크(20)를 통해 관리 장치(700)로 전송함으로써, 하나의 관리 장치(700) 상에서 복수의 폐가스 저장용기(620)를 관리하는 경우 제 1 가스배출수단파이프 전단에서 복수의 폐가스 저장용기(620)의 각 탱크와 연결을 위해 형성된 밸브에 대한 제어를 통해 제 1 압력 조절값에 맞게 제 1 가스배출수단파이프 내의 압력값에 대한 제어가 수행되도록 할 수 있다.First, when the first pressure measurement information is less than the minimum value of the first critical pressure measurement range, the third analysis and control module 33 generates the first pressure measurement information corresponding to the difference between the minimum value of the first critical pressure measurement range and the first pressure measurement information. 1 After calculating the pressure adjustment value, the first pressure adjustment value is transmitted to the management device 700 through the network 20 as a first pressure control command for controlling the first gas discharge means pipe, thereby performing one management When managing a plurality of waste gas storage containers 620 on the device 700, the first pressure is controlled by controlling the valve formed to connect each tank of the plurality of waste gas storage containers 620 at the front end of the first gas discharge means pipe. The pressure value in the first gas discharge means pipe can be controlled to match the adjustment value.
또한, 제 3 분석 및 제어 모듈(33)은 제 2 압력 측정 정보가 제 2 임계 압력 측정 범위의 최소값보다 작은 경우, 제 2 임계 압력 측정 범위의 최소값에서 제 2 압력 측정 정보의 차에 해당하는 제 2 압력 조절값을 연산한 뒤, 제 2 압력 조절값을 제 2 가스배출수단파이프에 대한 제어를 위한 제 2 압력 제어 명령으로 네트워크(20)를 통해 관리 장치(700)로 전송함으로써, 하나의 관리 장치(700) 상에서 복수의 폐가스 저장용기(620)를 관리하는 경우 제 2 가스배출수단파이프 전단에서 복수의 폐가스 저장용기(620)의 각 탱크와 연결을 위해 형성된 밸브에 대한 제어를 통해 제 2 압력 조절값에 맞게 제 2 가스배출수단파이프 내의 압력값에 대한 제어가 수행되도록 할 수 있다.In addition, when the second pressure measurement information is less than the minimum value of the second critical pressure measurement range, the third analysis and control module 33 generates a second pressure measurement information corresponding to the difference between the minimum value of the second critical pressure measurement range and the second pressure measurement information. 2 After calculating the pressure adjustment value, the second pressure adjustment value is transmitted to the management device 700 through the network 20 as a second pressure control command for controlling the second gas discharge means pipe, thereby performing one management When managing a plurality of waste gas storage containers 620 on the device 700, the second pressure is controlled by controlling the valve formed to connect to each tank of the plurality of waste gas storage containers 620 at the front end of the second gas discharge means pipe. The pressure value in the second gas discharge means pipe can be controlled to match the adjustment value.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.The present invention can also be implemented as computer-readable code on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage devices, and are also implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission via the Internet). It also includes
또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.Additionally, computer-readable recording media can be distributed across computer systems connected to a network, so that computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily deduced by programmers in the technical field to which the present invention belongs.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, the specification and drawings disclose preferred embodiments of the present invention, and although specific terms are used, they are used only in a general sense to easily explain the technical content of the present invention and aid understanding of the invention. , it is not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that in addition to the embodiments disclosed herein, other modifications based on the technical idea of the present invention can be implemented.
1 : 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템
10 : 바이오차 제조 장치 그룹 20 : 네트워크
30 : 바이오차 제조 서버 40 : 관리자 단말
100 : 원료 투입 장치 200 : 이물질 분리 장치
300 : 파쇄 장치 400 : 입도 분리 장치
500 : 건조 장치 600 : 탄화 장치
700 : 관리 장치1: Carbon-neutral livestock waste biochar manufacturing system using waste heat from power plants
10: Biochar manufacturing device group 20: Network
30: Biochar manufacturing server 40: Administrator terminal
100: raw material input device 200: foreign matter separation device
300: Crushing device 400: Particle size separation device
500: drying device 600: carbonization device
700: Management device
Claims (5)
탄화 장치(600)는 열탈착 유닛(610), 폐가스 저장용기(620), 센싱부(630)를 포함하며, 바이오차 제조 서버(30)는 제 1 분석 모듈(31), 제 2 분석 및 제어 모듈(32) 및 제 3 분석 및 제어 모듈(33)을 포함하며,
제 1 분석 및 제어 모듈(31)은,
탄화 장치(600)에서 생성된 폐가스 저장용기(620)에 대해서 센싱부(630)를 통해 측정된 폐가스 충전량 정보, 폐가스 저장용기(620)에 대해서 측정된 표면 온도 측정 정보, 탄화 장치(600)에서 폐가스 저장용기(620)로 제공되는 가스배출수단 및 폐가스 저장용기(620)에서 발전소로 제공되는 가스배출수단에 대해서 측정된 압력 측정 정보를 수신한 뒤, 각각 미리 설정된 임계 폐가스 충전량 범위, 임계 표면 온도 측정 범위, 임계 압력 측정 범위 내인지를 분석하며,
폐가스 충전량 정보로 폐가스 저장용기(620)를 이루는 두개의 저장탱크인 제 1 및 제 2 저장탱크 중 제 1 저장탱크에 대한 제 1 폐가스 충전량 정보 및 제 2 저장탱크에 대한 제 2 폐가스 충전량 정보를 수신한 뒤, 제 1 폐가스 충전량 정보에 대해서 제 1 임계 폐가스 충전량 범위, 그리고 제 2 폐가스 충전량 정보에 대해서 제 2 임계 폐가스 충전량 범위 내인지를 분석하며,
제 1 폐가스 충전량 정보가 제 1 임계 폐가스 충전량 범위에 미달하지 않는 경우는 다음 주기에 센싱부(630)에 의해 폐가스 저장용기(620)에 대한 폐가스 충전량 정보 측정을 대기하고, 반대로, 제 1 폐가스 충전량 정보가 제 1 임계 폐가스 충전량 범위에 미달하는 경우, 제 2 폐가스 충전량 정보에 대해서 제 2 임계 폐가스 충전량 범위에 속하는지 다시 분석한 뒤, 제 2 임계 폐가스 충전량 범위에 속하는 경우 제 2 저장탱크에서 제 1 저장탱크로 제 2 폐가스 충전량 정보의 값에서 제 2 임계 폐가스 충전량 범위의 최대값의 차에 해당하는 제 1 충전 요청 폐가스량 정보를 연산한 뒤, 연산된 정보를 네트워크(20)를 통해 관리 장치(700)로 전송함으로써, 관리 장치(700) 상에서 연산된 정보에 해당하는 제 1 충전 요청 폐가스량 정보에 맞게 제 1 저장탱크와 제 2 저장탱크 사이에 형성된 파이프에 형성된 폐가스조절밸브에 대한 제어가 수행되도록 하며, 제 1 저장탱크의 폐가스를 먼저 발전소에 공급을 수행하며, 그 다음에는 제 2 저장탱크의 폐가스, 다음으론 외부 저장탱크의 폐가스를 공급하는 순서로 설정되며,
제 1 분석 및 제어 모듈(31)은,
제 1 폐가스 충전량 정보가 제 1 임계 폐가스 충전량 범위에 미달하는 경우, 제 2 폐가스 충전량 정보에 대해서 제 2 임계 폐가스 충전량 범위에 속하는지 다시 분석한 뒤, 제 2 임계 폐가스 충전량 범위에 속하지 않는 경우, 폐가스 저장용기(620)의 외부에 구성되는 추가 저장탱크에 대한 폐가스 충전량 정보에 대해서 센싱부(630)에 대한 측정을 요청하여 제 3 폐가스 충전량 정보를 수신한 뒤, 미리 설정된 제 3 임계 폐가스 충전량 범위에 속하는 경우, 외부 추가 저장탱크에서 제 2 저장탱크로 제 3 폐가스 충전량 정보의 값에서 제 3 임계 소스 충전량 범위의 최대값의 차에 해당하는 제 2 충전 요청 폐가스량 정보를 연산한 뒤, 연산된 정보를 네트워크(20)를 통해 관리 장치(700)로 전송함으로써, 관리 장치(700) 상에서 제 2 충전 요청 폐가스량 정보에 맞게 제 2 저장탱크와 외부 추가 저장탱크 사이에 형성된 파이프에 형성된 폐가스조절밸브에 대한 제어가 수행되도록 하며,
제 1 폐가스 충전량 정보가 제 1 임계 폐가스 충전량 범위에 미달하는 경우, 제 2 폐가스 충전량 정보에 대해서 제 2 임계 폐가스 충전량 범위에 속하는지 다시 분석한 뒤, 제 2 임계 폐가스 충전량 범위에 속하지 않는 경우, 폐가스 저장용기(620)의 외부에 구성되는 추가 저장탱크에 대한 폐가스 충전량 정보에 대해서 센싱부(630)에 대한 측정을 요청하여 제 3 폐가스 충전량 정보를 수신한 뒤, 제 3 폐가스 충전량 정보가 미리 설정된 제 3 임계 폐가스 충전량 범위에 속하지 않고 미달하는 경우, 제 3 임계 폐가스 충전량 범위의 최대값에서 제 3 폐가스 충전량 정보의 차에 해당하는 "제 3 최대 충전 요청 폐가스량 정보"와, 제 3 임계 폐가스 충전량 범위의 최소값에서 제 3 폐가스 충전량 정보의 차에 해당하는 "제 3 최소 충전 요청 폐가스량 정보"를 연산한 뒤, 네트워크(20)를 통해 관리 장치(700)로 전송함으로써, 관리 장치(700)에 의해 경고음을 출력하거나, 네트워크(20)를 통해 관리자 단말(40)로 제 3 최대 충전 요청 폐가스량 정보 및 제 3 최소 충전 요청 폐가스량 정보를 전송함으로써, 작업자에 의한 관리자 단말(40)을 통한 다른 외부 추가 저장탱크와 제 2 저장탱크 사이의 파이프에 형성된 폐가스조절밸브에 대한 제어를 통해 제 2 저장탱크로 폐가스 충전이 원격으로 수행되거나 오프라인 상에서 수행되도록 함으로써, 복수의 저장 탱크로 폐가스를 관리할 뿐만 아니라, 폐가스로 외부에서 발전소에 필요한 가스 공급을 수행하며,
제 2 분석 및 제어 모듈(32)은,
표면 온도 측정 정보에 대해서 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위 내인지를 분석하며, 폐가스 저장용기(620)의 표면을 전체적으로 덮고 있는 격자 형태의 온도센서로 이루어진 온도센싱수단으로부터 각 셀에 해당하는 표면 온도 측정 정보를 수신한 뒤, 폐가스 저장용기(620)의 표면에 부착된 온도센싱수단의 배면에 형성된 각 온도센서와 1:1 또는 n:1(n은 2 이상의 자연수)에 대응하도록 격자 단위의 펠티어 소자로 이루어진 감온수단에 대한 각 격자 셀의 표면 온도 측정 정보를 기준으로 각 펠티어 소자에 대한 온도 조절 정보를 네트워크(20)를 통해 관리 장치(70)로 전송함으로써, 관리 장치(70)에 의한 온도 조절 정보에 맞게 각 펠티어 소자에 대한 제어가 수행되도록 함으로써, 저장용기(620)를 구성하는 각 탱크에 대한 과열로 인한 폭발을 예방하되,
각 격자 셀에 대한 표면 온도 측정 정보에 대해서 각 격자 셀 별로 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위에 해당하는지를 분석한 뒤, 격자 셀에 대한 표면 온도 측정 정보가 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위에 속하는 경우 다음 주기에 센싱부(630)에 의해 폐가스 저장용기(620)에 대한 표면 온도 측정을 대기하고, 반대로, 각 격자 셀에 대한 표면 온도 측정 정보에 대해서 각 격자 셀 별로 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위에 해당하는지를 분석한 뒤, 격자 셀에 대한 표면 온도 측정 정보가 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위에 속하지 않는 경우, 표면 온도 측정 정보에서 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위의 최대값과 최소값에 해당하는 값에 대한 차를 연산하여 표면 온도 조절 정보로 생성하며,
표면 온도 측정 정보가 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위의 최대값보다 큰 경우, 표면 온도 측정 정보에서 미리 설정된 임계 표면 온도 측정 범위의 최대값에 대한 차를 연산한 뒤, 표면 감온 온도 조절 정보로 생성하여, 연산치에 해당하는 펠티어 소자에 대한 온도 조절 정보로 네트워크(20)를 통해 관리 장치(700)으로 전송하도록 제어하며,
제 3 분석 및 제어 모듈(33)은,
압력 측정 정보에 대해서 미리 설정된 임계 압력 측정 범위 내인지를 분석하며, 센싱부(630)로부터 폐가스 저장용기(620)의 내부에 폐가스가 주입되도록 하는 제 1 가스배출수단파이프에 대한 제 1 압력 측정 정보와, 폐가스 저장용기(620)로부터 발전소로 제공되는 제 2 가스배출수단파이프에 대한 제 2 압력 측정 정보를 수신한 뒤, 제 1 압력 측정 정보에 대해서 미리 설정된 제 1 임계 압력 측정 범위인지, 제 2 압력 측정 정보에 대해서 미리 설정된 제 2 임계 압력 측정 범위인지에 대한 분석을 수행하며,
제 1 압력 측정 정보가 제 1 임계 압력 측정 범위의 최소값보다 작은 경우, 제 1 임계 압력 측정 범위의 최소값에서 제 1 압력 측정 정보의 차에 해당하는 제 1 압력 조절값을 연산한 뒤, 제 1 압력 조절값을 제 1 가스배출수단파이프에 대한 제어를 위한 제 1 압력 제어 명령으로 네트워크(20)를 통해 관리 장치(700)로 전송함으로써, 하나의 관리 장치(700) 상에서 복수의 폐가스 저장용기(620)를 관리하는 경우 제 1 가스배출수단파이프 전단에서 복수의 폐가스 저장용기(620)의 각 탱크와 연결을 위해 형성된 밸브에 대한 제어를 통해 제 1 압력 조절값에 맞게 제 1 가스배출수단파이프 내의 압력값에 대한 제어가 수행되도록 하며,
제 2 압력 측정 정보가 제 2 임계 압력 측정 범위의 최소값보다 작은 경우, 제 2 임계 압력 측정 범위의 최소값에서 제 2 압력 측정 정보의 차에 해당하는 제 2 압력 조절값을 연산한 뒤, 제 2 압력 조절값을 제 2 가스배출수단파이프에 대한 제어를 위한 제 2 압력 제어 명령으로 네트워크(20)를 통해 관리 장치(700)로 전송함으로써, 하나의 관리 장치(700) 상에서 복수의 폐가스 저장용기(620)를 관리하는 경우 제 2 가스배출수단파이프 전단에서 복수의 폐가스 저장용기(620)의 각 탱크와 연결을 위해 형성된 밸브에 대한 제어를 통해 제 2 압력 조절값에 맞게 제 2 가스배출수단파이프 내의 압력값에 대한 제어가 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 발전소 폐열을 이용한 탄소중립형 가축분뇨 바이오차 제조 시스템.
It includes a biochar manufacturing device group 10, a network 20, a biochar manufacturing server 30, and an administrator terminal 40, and the biochar manufacturing device group 10 includes a raw material input device 100, a foreign matter separation device ( 200), a crushing device 300, a particle size separation device 400, a drying device 500, a carbonization device 600, and a management device 700, including livestock as a biomass raw material through the raw material input device 100. The manure is put into the tank, the foreign matter separation device 200 separates the foreign matter from the livestock manure, the crushing device 300 separates the foreign matter and crushes the transferred biomass raw material, and the particle size separation device 400 separates the foreign matter from the livestock manure. A carbon-neutral type using waste heat from a power plant in which the particle size is separated from the mass raw material, the drying device 500 performs drying of the biomass raw material, and the carbonization device 600 performs carbonization of the dried biomass raw material. In the livestock manure biochar production system (1),
The carbonization device 600 includes a thermal desorption unit 610, a waste gas storage container 620, and a sensing unit 630, and the biochar manufacturing server 30 includes a first analysis module 31 and a second analysis and control module. (32) and a third analysis and control module (33),
The first analysis and control module 31 is,
Waste gas charge amount information measured through the sensing unit 630 for the waste gas storage container 620 generated in the carbonization device 600, surface temperature measurement information measured for the waste gas storage container 620, and information from the carbonization device 600. After receiving the pressure measurement information measured for the gas discharge means provided to the waste gas storage container 620 and the gas discharge means provided from the waste gas storage container 620 to the power plant, the preset critical waste gas charge amount range and critical surface temperature are respectively determined. Analyzes the measurement range and whether it is within the critical pressure measurement range,
Receive the first waste gas charge information for the first storage tank and the second waste gas charge information for the second storage tank among the first and second storage tanks forming the waste gas storage container 620 as the waste gas charge amount information. Then, it is analyzed whether the first waste gas charge information is within the first critical waste gas charge amount range, and the second waste gas charge amount information is within the second critical waste gas charge amount range,
If the first waste gas charge amount information does not fall below the first critical waste gas charge amount range, the sensing unit 630 waits to measure the waste gas charge amount information for the waste gas storage container 620 in the next cycle, and conversely, the first waste gas charge amount If the information falls short of the first critical waste gas charge amount range, the second waste gas charge information is re-analyzed to see if it falls within the second critical waste gas charge amount range, and if it falls within the second critical waste gas charge amount range, the first waste gas charge amount information is re-analyzed from the second storage tank. After calculating the first charging request waste gas amount information corresponding to the difference between the value of the second waste gas charging amount information and the maximum value of the second critical waste gas charging amount range in the storage tank, the calculated information is sent to the management device ( 700), control of the waste gas control valve formed in the pipe formed between the first storage tank and the second storage tank is performed according to the first charging request waste gas amount information corresponding to the information calculated on the management device 700. The order is set to supply the waste gas from the first storage tank to the power plant first, then the waste gas from the second storage tank, and then the waste gas from the external storage tank,
The first analysis and control module 31 is,
If the first waste gas charge information is less than the first critical waste gas charge amount range, the second waste gas charge information is re-analyzed to see whether it falls within the second critical waste gas charge amount range, and if it does not fall within the second critical waste gas charge amount range, the waste gas charge amount information is analyzed again to see if it falls within the second critical waste gas charge amount range. After receiving the third waste gas charge amount information by requesting the sensing unit 630 to measure the waste gas charge amount information for the additional storage tank configured outside the storage container 620, the waste gas charge amount information is received within the preset third critical waste gas charge amount range. If it belongs, calculate the second charging request waste gas amount information corresponding to the difference between the value of the third waste gas charge amount information from the external additional storage tank to the second storage tank and the maximum value of the third critical source charge amount range, and then calculate the calculated information. By transmitting to the management device 700 through the network 20, the waste gas control valve formed in the pipe formed between the second storage tank and the external additional storage tank according to the second charging request waste gas amount information on the management device 700. To ensure that control is carried out,
If the first waste gas charge information is less than the first critical waste gas charge amount range, the second waste gas charge information is re-analyzed to see whether it falls within the second critical waste gas charge amount range, and if it does not fall within the second critical waste gas charge amount range, the waste gas charge amount information is analyzed again to see if it falls within the second critical waste gas charge amount range. After receiving the third waste gas charge amount information by requesting measurement of the sensing unit 630 for the waste gas charge amount information for the additional storage tank configured outside the storage container 620, the third waste gas charge amount information is preset. If it does not fall within the 3 critical waste gas charging amount range and falls below it, the “3rd maximum charging request waste gas amount information” corresponding to the difference between the third waste gas charging amount information at the maximum value of the 3rd critical waste gas charging amount range, and the 3rd critical waste gas charging amount range By calculating the “third minimum charging request waste gas amount information” corresponding to the difference between the minimum value of the third waste gas charging amount information and transmitting it to the management device 700 through the network 20, the management device 700 By outputting a warning sound or transmitting the third maximum charging request waste gas amount information and the third minimum charging request waste gas amount information to the manager terminal 40 through the network 20, other external information through the manager terminal 40 by the worker By controlling the waste gas control valve formed in the pipe between the additional storage tank and the second storage tank, charging the waste gas to the second storage tank can be performed remotely or offline, thereby not only managing waste gas with a plurality of storage tanks. , supplies the necessary gas to the power plant from outside using waste gas,
The second analysis and control module 32,
The surface temperature measurement information is analyzed to determine whether it is within a preset critical surface temperature measurement range, and the surface temperature corresponding to each cell is measured from a temperature sensing means consisting of a grid-shaped temperature sensor covering the entire surface of the waste gas storage container 620. After receiving the information, each temperature sensor formed on the back of the temperature sensing means attached to the surface of the waste gas storage container 620 and a lattice-unit Peltier element correspond to 1:1 or n:1 (n is a natural number of 2 or more) Temperature control information by the management device 70 is controlled by transmitting the temperature control information for each Peltier element to the management device 70 through the network 20 based on the surface temperature measurement information of each grid cell for the temperature reduction means consisting of By ensuring that each Peltier element is controlled according to the information, an explosion due to overheating of each tank constituting the storage vessel 620 is prevented,
After analyzing the surface temperature measurement information for each grid cell to determine whether it falls within the preset critical surface temperature measurement range for each grid cell, if the surface temperature measurement information for the grid cell falls within the preset critical surface temperature measurement range, the next cycle Waits for the surface temperature measurement of the waste gas storage container 620 by the sensing unit 630, and conversely, checks whether the surface temperature measurement information for each grid cell corresponds to the critical surface temperature measurement range preset for each grid cell. After analysis, if the surface temperature measurement information for the grid cell does not fall within the preset critical surface temperature measurement range, the difference between the values corresponding to the maximum and minimum values of the preset critical surface temperature measurement range is calculated from the surface temperature measurement information. It is calculated and generated as surface temperature control information,
If the surface temperature measurement information is greater than the maximum value of the preset critical surface temperature measurement range, the difference from the surface temperature measurement information to the maximum value of the preset critical surface temperature measurement range is calculated, and then generated as surface desuperheating temperature control information. , Controlling the temperature control information for the Peltier element corresponding to the calculated value to be transmitted to the management device 700 through the network 20,
The third analysis and control module 33 is,
First pressure measurement information on the first gas discharge means pipe that analyzes whether the pressure measurement information is within a preset critical pressure measurement range and allows waste gas to be injected from the sensing unit 630 into the inside of the waste gas storage container 620. And, after receiving the second pressure measurement information for the second gas discharge means pipe provided to the power plant from the waste gas storage container 620, is the first critical pressure measurement range preset for the first pressure measurement information, or the second pressure measurement range? Performs analysis on whether the pressure measurement information is in a preset second critical pressure measurement range,
If the first pressure measurement information is smaller than the minimum value of the first critical pressure measurement range, calculate the first pressure adjustment value corresponding to the difference of the first pressure measurement information from the minimum value of the first critical pressure measurement range, and then calculate the first pressure By transmitting the adjustment value to the management device 700 through the network 20 as a first pressure control command for controlling the first gas discharge means pipe, a plurality of waste gas storage containers 620 are stored on one management device 700. ) In the case of managing the pressure in the first gas discharge means pipe according to the first pressure adjustment value through control of the valve formed for connection to each tank of the plurality of waste gas storage containers 620 at the front end of the first gas discharge means pipe. Ensures that control over the value is performed,
If the second pressure measurement information is smaller than the minimum value of the second critical pressure measurement range, calculate the second pressure adjustment value corresponding to the difference between the second pressure measurement information at the minimum value of the second critical pressure measurement range, and then calculate the second pressure By transmitting the adjustment value to the management device 700 through the network 20 as a second pressure control command for controlling the second gas discharge means pipe, a plurality of waste gas storage containers 620 are stored on one management device 700. ) In the case of managing the pressure in the second gas discharge means pipe according to the second pressure adjustment value through control of the valve formed for connection to each tank of the plurality of waste gas storage containers 620 at the front end of the second gas discharge means pipe. A carbon-neutral livestock manure biochar manufacturing system using power plant waste heat, characterized in that control of the value is performed.
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