KR200420688Y1 - 유기성 건조폐기물의 재활용 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안의 유기성 건조폐기물 재활용 시스템은 저장 호퍼를 통해 유입되는 음식물쓰레기나 하수슬러지와 같은 유기성폐기물을 입자 상태의 과립형 폐기물로 파쇄하고 파쇄된 과립형 폐기물을 탈수하고 건조기에서 건조시킨 다음 건조된 폐기물을 선별기에서 선별한 후 탄화기에 공급하여 탄화시켜 배출하는 유기성폐기물의 탄화처리 시스템에 있어서, 상기 탄화기는 상기 건조기로부터 이송되는 과립형 건조폐기물이 유입되는 유입호퍼와, 유입호퍼로부터 투입된 건조폐기물이 탄화기를 통해 탄화물로 배출되어 저장되는 탄화물 저장호퍼를 포함하되, 상기 유입호퍼에는 상기 탄화기에 공급되는 건조폐기물의 양을 증가시키기 위해 외부에서 유기성 건조 폐기물이 유입되는 보조 공급장치가 더 연결된다.

유기성폐기물, 음식물쓰레기, 하수슬러지, 건조, 탄화, 건조폐기물, 탄화물, 침출수

Description

유기성 건조폐기물의 재활용 시스템{REUSING SYSTEM FOR ORGANIC DRY ACTIVE SOLID WASTE}

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 유기성 건조폐기물 재활용 시스템의 전체 구성도.

도 2는 도 1의 구성을 나타낸 블록도.

도 3은 도 1의 탄화기의 구성을 나타낸 확대도.

도 4는 종래 기술에 의해 알려진 유기성 폐기물의 탄화처리 장치의 전체 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1 : 저장 호퍼

2 : 파쇄기

3 : 탈수기

4 : 건조기

41 : 정화장치

5 : 선별기

51 : 수거함

6 : 탄화기

61 : 유입 호퍼

67 : 탄화물 저장호퍼

7 : 보조 공급 장치

8 : 침출수 저장조

본 고안은 유기성 건조폐기물을 재활용하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부의 유기성 건조폐기물을 더 공급하여 탄화기의 연소용 열분해가스를 증가시켜 보조연료 소모를 줄이고, 건조기의 건조율을 향상시킬 뿐만 아니라 탄화물 생산량을 증가시킬 수 있는 유기성 건조폐기물의 재활용 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 음식물쓰레기와 유기성슬러지(하수, 염색, 축분슬러지등)와 같은 유기성 폐기물은 소각, 매립, 사료화, 퇴비화 건조후 시멘트나 고형화 원료등의 재활용 방식을 통해 처리해오고 있다.

이때, 소각을 통해 처리하는 경우에는 다이옥신과 같은 유해 물질과 악취는 물론 먼지와 비산재 등 발생의 우려가 있으며, 매립을 하는 경우 악취 발생 뿐만 아니라 침출수에 의한 토양과 수질 오염이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 많은 문제점으로 인해 소각장이나 매립장을 설치시 해당 주민에 의해 반대되어 소각장이나 매립장 확보가 어려운 실정이다.

한편, 유기성 폐기물을 발효시켜 퇴비 또는 사료로 재활용하는 방식이 있는 데, 이 방식을 이용하는 경우에는 음식물쓰레기나 유기성슬러지에서 이물질을 제거하는 등의 전처리를 수행한 다음 숙성 및 발효 처리하여 퇴비나 가축사료로 이용한다.

그런데, 이때 유기성 폐기물의 고형분은 발효되어 재활용될 수 있으나 숙성 및 발효처리 단계에서 발생되는 악취와 유출수는 그대로 방치되어 대기, 토양, 수질등 2차 오염이 야기되고 퇴비나 사료는 그 질이 저하되어 소비자가 사용하지 않아 다시 폐기물로 존재하는 문제점이 있다.

또한 유기성폐기물을 재활용 처리하는 방법 중 건조후 시멘트나 고형화 원료로 사용하는 경우에는 유기성폐기물을 건조만 시켰을 경우 발생하는 지독한 악취와 먼지로 인해 시멘트, 고형화 회사에서 사용을 꺼리고 있어 건조폐기물은 추가 처리비를 감수하면서 매립이나 소각처리하고 있는 실정이다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 유기성폐기물의 유기성분의 재활용을 감안하여 열분해시킨 다음 열분해 가스는 연소시켜 자체연료로 사용하고 탄화물은 숯으로 여러 용도로 이용하는 방안이 제시되고 있다.

도 4는 종래 기술에 의해 알려진 유기성 폐기물의 탄화처리 장치의 전체 구성도이다.

도시된 바와 같이 종래의 유기성 폐기물의 탄화처리 장치는 음식물 쓰레기나 유기성슬러지와 같은 유기성 폐기물이 저장되는 저장 호퍼(100), 이 저장 호퍼(100)로부터 이송 수단을 통해 이송되는 유기성 폐기물을 입자 상태의 과립형 폐기물로 파쇄하여 배출하는 파쇄기(200), 상기 파쇄기(200)로부터 공급되는 과립형 폐기물을 압착 탈수하여 파쇄물의 함수율을 감소시켜 배출하는 탈수기(300)와, 상기 탈수기(300)로부터 배출되는 과립형 폐기물에 함유된 수분을 건조 증발시키는 건조기(400), 상기 건조기(400)에서 건조된 건조물을 선별하는 선별기(500), 상기 선별기(500)에서 선별되어 공급되는 과립형 건조폐기물을 탄화시켜 배출하는 탄화기(600)로 구성된다.

또한, 상기 건조기(400)에는 건조 과정에서의 수증기와 건조 및 탄화 과정에서 발생되는 비산 오염 물질을 배기하되, 정화시켜 배기하기 위해서 싸이클론, 백 필터, 악취제거장치 및 배기팬으로 구성되는 정화 장치(410)를 장착한다.

상기 탄화기(600)는 단열 벽으로 둘러진 화실내에 수직 다단형으로 이루어지고 상부로부터 점화 버너(610)가 설치된 가스 연소실(620), 예열관(630)이 장착된 예열실(640)과, 건류 가스 배출구가 형성되는 탄화실(650)과, 연소 버너(660)가 구비된 연료 연소실(670) 및 연소실(670)의 일측에 구비되는 탄화물 냉각실(680)로 구성된다.

상기 예열실(640), 탄화실(650) 및 냉각실(680)에는 슬러지 및 탄화물이 이송되는 이송 스크류가 연결되어 있다.

그리고, 상기 미 설명 도면 번호 "700"은 저장 호퍼로부터 건조기까지 이송되는 과정과 파쇄 및 탈수 과정에서 배출되는 침출수가 저장되는 침출수 저장조이다.

그리고, 상기 탄화처리 장치는 연료 연소실로부터 공급되는 보조연료 연소열로 탄화로를 가열시켜 간접열에 의한 열분해를 통해 열분해 가스를 발생시켜 그 잔 재물은 탄화물로 배출시키고, 열분해 가스는 가스 연소실에서 자체 연소시킨 후 탄화기의 탄화열원으로 사용하고 잔류 열분해가스는 건조기로 재공급하여 건조기에 공급되는 파쇄된 유기성 폐기물을 건조한다.

그런데, 종래의 탄화 처리 장치에서는 탄화 열원으로 이용되는 보조 연료 사용 비용에 대한 부담이 큰 단점이 있었다.

이에 따라, 종래의 탄화처리 장치에서 탄화열원으로 사용되는 열분해가스를 많이 발생시켜 보조연료 사용량을 줄이기 위해서는 건조기를 통해 공급되는 건조폐기물의 양을 늘려야 하므로, 건조기의 용량을 증가시켜야 하는데 건조기의 용량을 증가시키는 데는 한계가 있었다.

본 고안은 상기 종래 기술에 따른 상기 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 탄화기의 건조물 유입 호퍼에 외부 건조폐기물을 더 공급하도록 하는 보조 공급 장치를 더 구비하여, 탄화기 내부의 열분해 가스를 증가시킴에 따라 보조 연료 사용량을 감소시킬 수 있도록 하는 유기성 건조폐기물 재활용 시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 고안은 외부 건조 폐기물을 더 공급하도록 하는 보조 공급 장치를 더 구비하여 건조기의 건조량 증가 없이 외부로부터 건조폐기물을 공급받아 탄화물 생산을 늘릴 수 있도록 하는 유기성 건조폐기물의 재활용 시스템을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 고안의 유기성 건조 폐기물 재활용 시 스템은 저장 호퍼를 통해 유입되는 음식물쓰레기나 하수슬러지와 같은 유기성폐기물을 입자 상태의 과립형 폐기물로 파쇄하고 파쇄된 과립형 폐기물을 탈수하고 건조기에서 건조시킨 다음 건조된 폐기물을 선별기에서 선별한 후 탄화기에 공급하여 탄화시켜 배출하는 유기성 폐기물 탄화 시스템에 있어서, 상기 탄화기는 상기 건조기로부터 이송되는 건조폐기물이 유입되는 유입호퍼와, 유입호퍼로부터 투입된 건조폐기물이 탄화기를 통해 탄화물로 배출되어 저장되는 탄화물 저장호퍼를 포함하되, 상기 유입호퍼에는 상기 탄화기에 공급되는 건조폐기물의 양을 증가시키기 위해 외부 유기성 건조폐기물이 유입되는 보조 공급 장치가 더 연결된다.

본 고안은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 고안의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 유기성 건조폐기물 재활용 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 도 1의 구성을 나타낸 블록도로, 본 고안은 저장 호퍼(1)를 통해 유입되는 음식물류쓰레기나 하수슬러지와 같은 유기성폐기물을 파쇄기(2)에서 입자 상태의 과립형 폐기물로 파쇄하고 파쇄된 폐기물을 탈수기(3)에서 탈수한 후건조기(4)에서 건조시킨 다음 건조폐기물을 선별기(5)에서 선별한 후 탄화기(6)에 공급하여 탄화시켜 배출하는 유기성폐기물 탄화 시스템에 있어서, 상기 탄화기(6)는 상기 건조기(4)로부터 이송되는 건조폐기물이 유입되는 유입호퍼(61)와, 유입호퍼(61)로부터 투입된 건조폐기물이 탄화기를 통해 탄화물로 배출되어 저장되는 탄화물 저장호퍼(67)를 포함하되, 상기 유입호퍼(61)에는 상기 탄화기(6)에 공급되는 건조폐기물의 양을 증가시키기 위해 외부 유기성 건조폐기물이 유입되는 보조 공급 장치(7)가 연결된다.

도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세하게 살펴보면 본 고안의 유기성 건조폐기물 재활용 시스템은 기존의 유기성폐기물 탄화시스템에 설치된 저장호퍼(1), 파쇄기(2), 탈수기(3), 건조기(4), 선별기(5) 및 탄화기(6), 침출수 저장조(8)를 포함하여 구성된다.

상기 저장호퍼(1)는 음식물쓰레기나 하수슬러지와 같은 유기성폐기물을 취합하여 저장한 후 하부에 장착된 이송스크류를 통해 배출한다.

상기 파쇄기(2)는 상기 저장호퍼(1)로부터 컨베이어와 같은 이송 수단을 통해 공급되는 유기성폐기물을 동력수단에 의해 회전되는 다수의 칼날을 이용하여 입자 상태의 과립형 폐기물로 파쇄하여 배출한다.

상기 탈수기(3)는 상기 파쇄기(2)로부터 컨베이어와 같은 이송수단을 통해 공급되는 파쇄된 폐기물을 탈수하여 함수율을 감소시키는 것으로, 일예로 하우징 내에 모터 구동에 의해 회전되는 압착 스크류에 의한 압착 탈수를 통해 폐기물의 함수율을 약75% 이하로 탈수시키는 방식을 이용한다.

이와 같이 탈수기(3)에서 파쇄된 폐기물의 함수율을 감소시켜 줌에 따라, 상기 건조기(4)에서의 건조시간을 줄일 수 있고 효율이 높아지게 된다.

상기 탈수기(3)는 도면상 도시되지는 않았으나 배출부를 통해 배출시키는 폐기물의 양을 일정하게 공급하기 위하여 정량공급기를 더 구비할 수 있다.

상기 건조기(4)는 상기 탈수된 폐기물을 이송 수단을 통해 공급받아 폐기물 에 함유된 수분을 직접 또는 간접열로 건조시켜 배출함으로써, 폐기물의 함수율을 약 30% 이하가 되도록 한다.

이때, 상기 건조기(4)에는 건조시 발생하는 악취 및 분진을 정화시키기 위한 정화 수단(41)이 연결된다.

한편, 상기 선별기(5)는 상기 건조기(4)에서 건조 배출된 폐기물에 존재하는 비닐, 금속류, 비금속, 플라스틱과 같은 이물질을 선별하여 걸러내기 위한 것으로, 회전 원통체 형식등을 통해 연소물과 비연소물을 분리하여, 연소물만을 상기 탄화기(6)로 공급하고, 그 이외의 물질은 수거함(51)으로 배출한다.

도 3은 도 1의 탄화기의 일실시예를 나타낸 단면도로, 본 고안의 실시예에서는 상기 탄화기(6)를 간접열 다단식스크류 방식의 탄화기로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 직접열 원통 회전식 등 다양한 실시예를 통해 변형하여 적용할 수 있다.

우선, 상기 탄화기(6)는 선별기(5)로부터 선별되어 공급되는 연소물 즉 건조폐기물을 탄화시키는 것으로, 선별기(5)의 배출구로부터 이송되는 건조폐기물이 유입되는 유입 호퍼(61)와, 점화 버너(621)가 설치된 가스 연소실(62), 예열관(631)이 장착된 예열실(63)과, 건류 가스 배출구가 형성되며 다단의 탄화관(641)이 장착된 탄화실(64)과, 연소 버너(651)가 구비된 연료 연소실(65)과 연료 연소실(65)의 일측에 구비되는 탄화물 냉각실(66) 및 탄화기(6)에서 배출된 탄화물을 저장하기위한 탄화물 저장호퍼(67)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 탄화기의 기능 살펴보면 우선, 선별기(5)에서 선별된 건조 폐기물이 컨베이어와 같은 이송 수단을 통해 유입 호퍼(61)로 공급된다.

이렇게 공급된 건조폐기물은 예열관(631)과 탄화관(631)을 거치면서 탄화되는데, 먼저 예열관(631)에서는 하부에 설치된 탄화관(641)에서 발생하는 열분해가스가 자체 발화하여 탄화관(641)의 온도보다 조금 높은 약 450~600℃에서 예열된다.

상기 예열관(631) 상단의 배출구에서 배출되는 열분해 가스는 대기 오염 방지를 위해 가스연소실(62)의 점화 버너(621)에 의한 연료 연소에 의해 약 850~1100℃ 온도에서 재연소 된 후 배출되는데, 이때 배출되는 폐열은 상기 열풍 건조기(4)로 공급되어 건조 열로 재활용된다.

그리고, 상기 예열관(631)을 통과한 건조폐기물은 탄화관(641) 하단의 연료 연소실(65)의 연소 버너(651) 연료 연소의 간접열에 의해 약 400~550℃로 가열되는 다단의 탄화관을 거치면서 약 10~20분 정도의 소요 시간 동안 완전히 탄화된다.

이렇게 탄화된 탄화물은 2~5% 정도의 함수율을 갖게 되며, 탄화 과정에서 탄화관(641)의 상부 배출구를 통해 나오는 휘발성 가스인 열분해 가스는 자체 발화에 의해 재연소되어 탄화기의 열원으로 활용할 수 있다. 이에 따라, 연료 연소실(65) 및 가스 연소실(62) 에서 이용되는 연료 소모량을 감소시킬 수 있게 된다.

이때, 중요한 것은 상기 유입 호퍼(61)에는 외부로부터 가져온 건조폐기물이 공급되는 보조 공급 장치(7)가 더 연결 구비되는 것이다.

상기 보조 공급 장치(7)는 통해 공급되는 건조폐기물에 의해 탄화기(6)로 공급되는 건조 폐기물의 양이 증가됨에 따라, 건조폐기물의 탄화시 발생하는 열분해 가스가 증가되므로 보조 연료의 사용을 감소시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 자체 열분해 가스 증가로 인하여 건조기에서 요구되는 폐열을 충분히 공급할 수 있게 되는바, 자체 에너지 활용 효율을 높이고 열풍 건조기에서의 건조 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

이때, 미 설명 도면 번호 "8"는 저장 호퍼로부터 열풍 건조기까지 이송되는 과정과 파쇄 및 탈수 과정에서 배출되는 침출수가 저장되는 침출수 저장조이다.

이와 같이 본 고안의 유기성 건조폐기물 재활용 시스템은, 유기성 폐기물을 건조시킨 후 시멘트 원료 등으로 재활용하고자 하는 외부의 폐기물 처리 업체로부터 함수율 약 30% 이하의 건조폐기물을 수거하여, 보조 공급 수단을 통해 탄화기로 공급하여 재활용함으로써 자체 건조기의 건조량 증가 없이 외부에서 공급되는 건조폐기물을 이용하여 탄화기 내부의 열분해 가스를 증가시켜 보조 연료의 사용량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 외부 건조폐기물을 공급받아 탄화물의 생산량을 증가시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안은 자체 탄화처리시스템에서 배출하는 건조폐기물에 더하여 외부의 폐기물처리설비로부터 건조폐기물을 가져다 추가로 공급하여 탄화시 발생하는 열분해 가스량을 증가시켜 자체연소시킴으로서 탄화기에서 탄화시키는데 필요한 열원을 증가시킬 수 있어 보조연료 소모량을 줄일 수 있고, 건조기에서 요구되는 폐열을 충분히 공급할 수 있어 건조기의 건조성능 향상 및 자체 에너지 활용 효율 향상을 도모할 수 있는 이점이 있다.

첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 고안의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 고안의 범주는 이러한 많은 변형 예들을 포함하도록 기술된 실용신안등록 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (1)

1. 저장 호퍼(1)를 통해 유입되는 음식물쓰레기나 하수슬러지와 같은 유기성폐기물을 입자 상태의 과립형 폐기물로 파쇄하고 파쇄된 폐기물을 탈수하고 건조기(4)에서 건조시킨 다음 건조된 폐기물을 선별기(5)에서 선별한 후 탄화기(6)에 공급하여 탄화시켜 배출하는 유기성 폐기물 탄화처리 시스템에 있어서,

   상기 탄화기(6)는 상기 건조기(4)로부터 이송되는 건조폐기물이 유입되는 유입호퍼(61)와, 유입호퍼(61)로부터 투입된 건조폐기물이 탄화기를 통해 탄화물로 배출되어 저장되는 탄화물 저장호퍼(67)를 포함하되,

   상기 유입호퍼(61)에는;

   상기 탄화기(6)에 공급되는 건조폐기물의 양을 증가시키기 위해 외부 유기성 건조폐기물이 유입되는 보조 공급 장치(7)가 더 연결됨을 특징으로 하는 유기성 건조폐기물 재활용 시스템.

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