KR20020033957A - 자가 연소 및 건조식 슬러지 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자체열로 연소되는 슬러지 폐열로 슬러지를 건조시키도록 한 슬러지 처리장치에 관한 것으로, 특히, 건조로를 수직으로 설치하여 자중에 의한 처짐 현상이 없고, 또 열에 의한 변형에 관계없이 원활히 작동되도록 함과 아울러, 슬러지가 고정드럼의 표면 전체에 골고루 입혀진 상태에서 건조 및 이송되도록 하여 건조효율을 높이는 자가 연소 및 건조식 슬러지 처리장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 건조된 슬러지를 소각 처리하는 연소로(10)와, 상기 연소로(10)의 일측에 설치되어 투입된 슬러지를 하부로 이송시키면서 연소열로 건조시키고 이를 상기 연소로(10)로 공급하는 건조로(30)로 구성된 슬러지 처리장치에 있어서, 연소로(10)의 상부에 2차연소장치(20)를 구성하고, 둘레에 2차연소장치(20)와 연통되는 공간의 내부에 유입구(32)를 하부에 구성한 수직의 원통형 고정드럼(31)과, 상기 고정드럼(31)의 중심부에 이중 구성되어 일체로 회전되는 내,외부 관축(33a)(33b)과, 외부관축(33b)의 상,하부 둘레에 고깔 형태의 슬러지안내판(34)들과, 상기 각 슬러지안내판(34)의 둘레에 일정한 간격으로 설치되어 공급되는 슬러지를 상기 고정드럼(31)의 내주면에 얇게 입혀주는 스크레이퍼(36)를 구성하며, 상기 슬러지안내판(34)의 하부에 유입되는 연소가스 공기유출구(37)를 상기 외부관축(33b)에 다수개 형성함과 아울러 그 상부에 송급된 연소가스를 내부관축(33a)으로 회수하도록 내,외부관축(33a)(33b)을 연결하는 공기 배출구(39)를 형성하고, 상기 건조로(30)의 상부에 슬러지를 투입하는 투입컨베이어(41) 및 하부에 건조된 슬러지를 연소실로 공급하는 건조케이크 공급 컨베이어(18)를 구성한 것이다.
이와 같은 구성으로 된 본 발명은 건조로를 통해 슬러지를 건조시킨 후 연소실로 공급하여 연소시킴과 아울러 연소로의 연소열을 건조로로 공급하여 별도의 연료 없이 슬러지의 자체 연소열로 건조로의 슬러지를 건조시키도록 되어 있으므로 운전비가 절감되는 효과가 있다. 또한 건조로가 수직으로 세워져 종래와 같이 자중에 의한 처짐 현상이 발생하지 않고, 또 열에 의해 변형이 발생되더라도 고장 없이 원활히 작동되는 효과가 있다. 또한 슬러지가 슬러지안내판에 의해 이송되면서 스크레이퍼에 의해 고정드럼에 입혀짐과 동시에 이송되기 때문에 종래와 같이 단계를 뛰어넘는 현상은 절대 발생되지 않는 효과가 있다.
또한 슬러지가 고정드럼의 표면 전체에 골고루 입혀진 상태에서 건조되기 때문에 건조면적이 넓어져 건조효율이 더욱 향상되는 효과가 있다.

Description

자가 연소 및 건조식 슬러지 처리장치{A dehydrating and self-combustion type sludge treatment apparatus}
본 발명은 본 발명은 자체열로 연소되는 슬러지 폐열로 슬러지를 건조시키도록 한 슬러지 처리장치에 관한 것으로, 특히, 건조로를 수직으로 설치하여 자중에 의한 처짐 현상이 없고, 또 열에 의한 변형에 관계없이 원활히 작동되도록 함과 아울러, 슬러지가 고정드럼의 표면 전체에 골고루 입혀진 상태에서 건조 및 이송되도록 하여 건조효율을 높이는 자가 연소 및 건조식 슬러지 처리장치에 관한 것이다.
환경오염으로 인한 폐해가 심각하여 전 세계적으로 환경오염방지에 대한 관심이 높아지고 또 그에 따른 제제조치들이 국제 협약을 통해 각국에 가해지고 있음에 따라 대상국가들은 이에 적절하게 대응하기 위한 노력들을 실시하고 있다.
이러한 추세에 부응하여 우리나라에서도 환경보존 계획을 수립하여 실천하고 있으며, 그 일환으로 매년 하수처리장, 공단폐수처리장의 시공을 증가시키고 있다.
그러나, 하수처리장, 공단폐수처리장의 건설에 의해 수질오염이 줄어드는 효과가 가시적으로 나타나기는 하지만 처리시 발생하는 슬러지의 발생량이 급격히 증가함에 따라 슬러지의 처리에 대한 많은 문제점들이 대두되고 있다.
현재 이러한 슬러지의 처리는 주로 매립에 의존하고 있으므로 매립장부지 부족 및 침출수에 의한 토지와 지하수오염 등 2차환경오염을 일으키는 문제점이 있다. 따라서 슬러지 처리에 따른 정부의 환경규제가 점차 강화될 것으로 예상되며 민간 기업에 대하여는 연간 1만통이상 폐기물 배출업체에 대한 처리의무 규정을 신설하는 등 각 시를 중심으로 슬러지의 적정처리기술이 검토가 진행되고 있다.
이러한 문제점의 해결방안으로 슬러지의 감량화 및 안정적 처리를 뒷받침하면서 공해가 없는 소각처리가 적극적으로 검토되고 있다.
그렇지만 슬러지 소각 기술에 대하여 겸험이 많지 않아 무분별한 소각처리장치들이 난립하게 되어 많은 시행착오를 겪고 있으며, 또 이러한 설비들의 규모가 대형화됨에 따라 많은 시설비가 투입될 뿐만 아니라 많은 운영비가 소요되기 때문에 경제성이 떨어지는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 수분 함수율 80%의 슬러지를 30%이하의 높은 건조효율로 건조할 수 있고, 또 건조된 슬러지나 음식물 쓰레기를 케이크화하여 이를 연소실에서 소각 처리하여 그 폐열을 다시 슬러지 건조에 이용하도록 하므로써 적은 연료로 운전 가능함과 동시에 에너지효율을 향상시키므로 운영비를 줄일 수 있는 슬러지와 폐기물 소각처리장치를 특허 제 호로 소개한 바있다.
그러나 종래의 건조장치는 원통의 내부에 이송스크루 및 이송스크루 날의 단부에 축과 평행하게 설치되어 슬러지를 고르게 펴주는 스크레이퍼를 구비한 건조실린더를 다단으로 설치하여 슬러지가 릴레이식으로 통과되도록 되어 있어 슬러지통과 길이 및 속도가 너무 길뿐 아니라 초기상태에서는 곤죽상태의 슬러지가 스크레이퍼에 의해 실린더 내벽에 입혀지지 않고 덩어리체 건조실린더를 건너뛰는 현상이 발생되어 건조효율을 저하시키는 폐단이 있었다.
또한 건조실린더 및 그 내부의 축이 수평으로 설치되어 있기 때문에 처짐 현상이 발생하고, 특히 슬러지를 건조시키기 위한 열에 의해 변형이 생김에 따라 더욱더 많은 변형이 발생하기 때문에 제대로 성능을 발휘할 수 없을 뿐 아니라 고장이 자주 발생하는 단점이 있었다.
또한 건조시 중력에 의해 슬러지가 건조실린더의 하부에만 입혀지는 관계로 실린더 내벽면 전체를 활용할 수가 없기 때문에 건조효율이 떨어지고, 이를 보상하기 위해 다단으로 건조실린더를 설치해야 하기 때문에 장치의 부피가 대형화되는 단점이 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은
건조로를 통해 슬러지를 건조시킨 후 연소실로 공급하여 연소시킴과 아울러 연소로의 연소열을 건조로로 공급하여 별도의 연료 없이 슬러지의 자체 연소열로 건조로의 슬러지를 건조시키도록 하여 운전비를 대폭 절감할 수 있고,
또한 건조로가 수직으로 세워져있어 자중에 의한 처짐 현상이 없고, 열에 의해 변형이 발생되더라도 고장 없이 원활히 작동되도록 하고,
또한 슬러지가 고정드럼의 표면 전체에 입혀지도록 하여 건조면적이 넓히므로 적은 크기의 건조로로도 높은 건조효율을 득할 수 있도록 하는 자가 연소 및 건조식 슬러지 처리장치를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 연소되어 배출되는 연소가스를 연소열에 의해 달구어진 연소망을 통과시키면서 재차 연소시키므로 공해물질이 발생되지 않도록 하는 자가 연소 및 건조식 슬러지 처리장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 슬러지 처리장치의 구조도.
도 2는 본 발명에 따른 슬러지 처리장치의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 건조로의 요부 부분 절개 사시도.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
10 - 연소로 11 - 몸체 12 - 회전판
13 - 재배출구 14 - 버너 15 - 공기노즐
16 - 슬러지 이송날개 17 - 재배출컨베이어 18 - 공급컨베이어
20 - 2차연소장치 21 - 연소망 30 - 건조로
31 - 고정드럼 32 - 유입구 33a,33b - 내,외부관축
34 - 슬러지안내판 35 - 가압면 36 - 스크레이퍼
37 - 공기유출구 38 - 가이드판 39 - 공기 배출구
40 - 연통관 41 - 투입컨베이어
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 건조된 슬러지를 소각 처리하는 연소로와, 상기 연소로의 일측에 설치되어 투입된 슬러지를 하부로 이송시키면서 연소열로 건조시키고 이를 상기 연소로로 공급하는 건조로로 구성된 슬러지 처리장치에 있어서,
상기 연소로의 상부에 2차연소장치를 구성하고,
둘레에 상기 2차연소장치와 연통되는 공간의 내부에 유입구를 하부에 구성한 수직의 원통형 고정드럼을 설치하고,
상기 고정드럼의 중심부에 이중 구성된 내,외부 관축을 일체로 회전 가능하게 설치하고,
상기 외부관축의 상,하부 둘레에 고깔 형태의 슬러지안내판들과, 상기 각 슬러지안내판의 둘레에 일정한 간격으로 설치되어 공급되는 슬러지를 상기 고정드럼의 내주면에 얇게 입혀주는 스크레이퍼를 구성하며,
상기 슬러지안내판의 하부에 유입되는 연소가스 공기유출구를 상기 외부관축에 다수개 형성함과 아울러 그 상부에 송급된 연소가스를 내부관축으로 회수하도록 내,외부관축을 연결하는 공기 배출구를 형성하고,
상기 건조로의 상부에 슬러지를 투입하는 투입컨베이어 및 하부에 건조된 슬러지를 연소실로 공급하는 건조케이크 공급 컨베이어를 구성하여 달성된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 슬러지 처리장치의 구조도이고, 도 2는 본 발명에 따른 슬러지 처리장치의 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 건조로의 요부 부분 절개 사시도이다.
본 발명의 슬러지처리장치는 상부에 2차연소장치(20)를 구비한 회전식 연소로(10)의 측부에 건조로(30)가 설치되어 있고, 건조로(30)의 하부와 연소로(10)의 측부에 슬러지공급컨베이어(18)가 설치되어 건조된 슬러지를 공급받고, 또 소각된 슬러지는 연소로(10)의 하부에 설치된 재배출컨베이어(17)를 통해 외부로 배출되도록 되어 있다.
또한, 2차연소장치(20)와 건조로(30)가 연통되어 공기가 건조로(30)의 하부를 통해 상부로 배출되도록 구성되어 있다.
연소로(10)는 수직의 원통형 몸체(11)의 하부에 회전판(12)이 설치되어 있고, 그 중심부에는 재가 배출되는 재배출구(13)가 형성되어 있으며, 둘레에는 버너(14)와 공기노즐(15)들이 설치되어 있다. 또한 회전판(12)의 일측 상부에는 투입된 슬러지가 연소되면서 점차적으로 재배출구(13)로 유입되도록 슬러지 이송날개(16)들이 설치되어 있다. 그리고 재배출구(13)의 하부에는 배출된 슬러지를 이송 배출시키는 재배출컨베이어(17)가 설치되어 있으며, 연소로(10)의 측부에는 슬러지공급컨베이어(18)가 설치되어 있다.
또한 연소로(10)의 상부에는 2차연소장치(20)가 연소로(10)와 연통되어 연소가스가 2차연소장치(20)로 유입되도록 되어 있다. 특히 2차연소장치(20)의 내부에는 연소로(10)의 열에 의해 달구어져 복사열을 발하는 연소망(21)이 설치되어 있다.
연소로(10)의 측부에 설치된 건조로(30)는 하부에 연소가스 유입구(32)가 구비된 수직의 고정드럼(31)이 설치되어 있다. 고정드럼(31)의 둘레에는 연소가스가 유입되도록 덕트화 되어 연소가스가 고정드럼(31)을 가열한 후 하부의 유입구(32)로 유입되도록 되어 있다.
고정드럼(31)의 내부에는 이중으로 구성된 내,외부 관축(33a)(33b)이 설치되어 있고, 그 둘레에는 상하 일정한 간격으로 원추형 슬러지안내판(34)들이 설치되어 있다.
이 슬러지안내판(34)의 둘레단은 하부 일정높이로 고정드럼(31)의 내측면과 평행한 가압면(35)이 형성되어 있고, 둘레에는 다수개의 스크레이퍼(36)가 설치되어 있다. 이때 스크레이퍼(36)는 경사각을 가져 슬러지를 고정드럼(31)의 내측면에 얇게 펼쳐 입혀줌과 동시에 하부로 이송시키도록 되어 있다.
또한 외부관축(33b)의 하단은 유입구(32)와 연통되어 있어 연소가스가 내부관축(33a)과 외부관축(33b)의 사이로 유입되며, 각 슬러지안내판(34)의 상부에는 공기유출구(37)와 이와 일정간격 이격된 상부에는 공기배출구(39)가 설치되어 있다. 이때 공기배출구(39)는 외부관축(33b)을 관통하여 내부관축(33a)의 내부로 연통되는 작은 연통관(40)이 연결 설치되어있다.
공기유출구(37)의 방향은 하부의 슬러지안내판(34)의 단부를 향하도록 되어 있어 연소가스는 슬러지안내판(34)의 단부까지 충분히 공급되었다가 선회하여 공기배출구(39)로 회수된 후 내부관축(33b)을 통해 외부로 배출된다.
다른 실시예로 공기유출구(37)의 상부에 가이드판(38)을 설치하면 고온의 공기가 더욱더 슬러지안내판(34)의 끝단까지 공급될 수 있으며, 가이드판(38)의 끝단을 하향 경사지게 형성하면 더욱더 고온의 공기가 골고루 공급되게 되는 효과를 득할 수가 있다.
또한 건조로(30)의 상부에는 슬러지를 투입하는 슬러지 투입컨베이어(41)가 설치되어 있으며, 건조로(30) 하부에는 전술한 바 있는 건조된 슬러지를 연소로(10)로 공급하는 슬러지 공급컨베이어(18)가 설치되어 있다.
이러한 구성을 가진 본 발명은 슬러지가 투입컨베이어(41)에 의해 건조로(30)로 공급되면, 구동모터(M)에 의해 회전하는 슬러지안내판(34)의 경사와 원심력에 의해 고정드럼(31)의 내벽면 쪽으로 이송되며, 슬러지안내판(34)의 둘레에 설치된 스크레이퍼(36)는 회전하면서 슬러지를 고정드럼(31)의 내벽면에 얇게 입혀줌과 동시에 하부로 이송시켜주게 된다.
한편, 연소로(10)는 초기에는 버너(14)가 작동하여 그 연소열이 2차연소장치(20)를 통해 건조로(30)로 공급되어 고정드럼(31)을 가열시킴과 아울러 하부의 유입구(32)를 통해 내,외부 관축(33a)(33b)의 사이로 유입되어 공기유출구(37)를 통해 유출되면서 고정드럼(31)의 표면에 입혀진 슬러지와 접촉하여 건조시킨 후 다시 수분과 함께 공기배출구(39)를 통해 내부관축(33a)으로 배출된다.
이와 같은 공정에 의해 슬러지는 자중 및 스크레이퍼(36)에 의해 하부로 이송되며, 그 과정에서 건조되어 슬러지공급컨베이어(18)로 낙하하게 되며, 이는 곧 연소로(10)의 내부로 유입되어 연소된다.
이러한 과정에서 일단 건조된 슬러지가 연소로(10)로 공급되어 연소되면 버너(14)없이 슬러지의 자체 연소열로 연소가 시작되며, 이 연소열은 전술한 버너(14)의 연소열이 건조로(30)로 유입되어 슬러지를 건조시키듯 동일한 경로로건조로(30)로 유입되어 슬러지를 건조시킨다.
이때 연소로(10)의 연소열은 2차연소장치(20)의 연소망(21)을 가열시키게되며, 슬러지가 연소되면서 발생된 불완전 연소가스 즉, 불활성가스는 2차연소장치(20)로 유입되면서 가열된 연소망(21)에 의해 재차 연소되므로 완전연소에 의해 공해물질을 발생시키지 않게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 건조로를 통해 슬러지를 건조시킨 후 연소실로 공급하여 연소시킴과 아울러 연소로의 연소열을 건조로로 공급하여 별도의 연료 없이 슬러지의 자체 연소열로 건조로의 슬러지를 건조시키도록 되어 있으므로 운전비가 절감되는 효과가 있다.
또한 건조로가 수직으로 세워져 종래와 같이 자중에 의한 처짐 현상이 발생하지 않고, 또 열에 의해 변형이 발생되더라도 고장 없이 원활히 작동되는 효과가 있다.
또한 슬러지가 슬러지안내판에 의해 이송되면서 스크레이퍼에 의해 고정드럼에 입혀짐과 동시에 이송되기 때문에 종래와 같이 단계를 뛰어넘는 현상은 절대 발생되지 않는 효과가 있다.
또한 슬러지가 고정드럼의 표면 전체에 골고루 입혀진 상태에서 건조되기 때문에 건조면적이 넓어져 건조효율이 더욱 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 건조된 슬러지를 소각 처리하는 연소로(10)와, 상기 연소로(10)의 일측에 설치되어 투입된 슬러지를 하부로 이송시키면서 연소열로 건조시키고 이를 상기 연소로(10)로 공급하는 건조로(30)로 구성된 슬러지 처리장치에 있어서,
    상기 연소로(10)의 상부에 2차연소장치(20)를 구성하고,
    둘레에 상기 2차연소장치(20)와 연통되는 공간의 내부에 유입구(32)를 하부에 구성한 수직의 원통형 고정드럼(31)을 설치하고,
    상기 고정드럼(31)의 중심부에 이중 구성된 내,외부관축(33a)(33b)을 일체로 회전 가능하게 설치하고,
    상기 외부관축(33b)의 상,하부 둘레에 고깔 형태의 슬러지안내판(34)들과, 상기 각 슬러지안내판(34)의 둘레에 일정한 간격으로 설치되어 공급되는 슬러지를 상기 고정드럼(31)의 내주면에 얇게 입혀주는 스크레이퍼(36)를 구성하며,
    상기 슬러지안내판(34)의 하부에 유입되는 연소가스 공기유출구(37)를 상기 외부관축(33b)에 다수개 형성함과 아울러 그 상부에 송급된 연소가스를 내부관축(33a)으로 회수하도록 내,외부관축(33a)(33b)을 연결하는 공기 배출구(39)를 형성하고,
    상기 건조로(30)의 상부에 슬러지를 투입하는 투입컨베이어(41) 및 하부에 건조된 슬러지를 연소실로 공급하는 건조케이크 공급 컨베이어(18)를 구성한 것을 특징으로 하는 자가 연소 및 건조식 슬러지 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 2차연소장치(20)에 연소가스의 열에 의해 가열되는 연소망(21)을 설치하여 배출되는 연소가스가 통과되면서 재 연소되도록 한 것을 특징으로 하는 자가 연소 및 건조식 슬러지 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 각 슬러지안내판(34)의 하단은 고정드럼(31)의 표면과 평행한 소정 높이의 가압면(35)이 형성된 것을 특징으로 하는 자가 연소 및 건조식 슬러지 처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스크레이퍼(36)는 소정의 경사각을 가져 벽에 입혀진 슬러지를 이송시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자가 연소 및 건조식 슬러지 처리장치.
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