KR20180104274A - 유기성 폐기물 건조장치의 응축가스 정제탑 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기성 폐기물 건조과정에서 배출되는 유기성 폐기물 응축가스를 정제 처리하여 응축폐수의 오염을 최대한 낮출 수 있는 유기성 폐기물 건조장치의 응축가스 정제탑에 관한 것이다.
본 발명은 유기성 폐기물 건조과정에서 발생하는 응축가스의 배출라인, 즉 응축가스의 배출라인 상에 응축가스 정제탑 등과 같은 전처리 설비를 배치하여, 응축가스에 포함되어 있는 고농도의 유분(油分)이나 비산 등을 완전히 제거할 수 있는 새로운 형태의 응축가스 전처리(前處理) 시스템을 구현함으로써, 건조과정에서 발생한 악취 성분이 외부로 배출되는 것을 완전히 차단하여 대기오염 문제를 근본적으로 해결할 수 있음은 물론, 특히 건조과정에서 발생한 응축가스 속의 유분과 비산을 최대한 제거하여 최종 응축폐수 속의 오염도를 저감시킬 수 있는 등 시스템의 처리 효율 향상과 더불어 경제적으로 설비를 운용할 수 있는 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑을 제공한다.

Description

유기성 폐기물 건조장치의 응축가스 정제탑{CONDENSABLE GAS PURIFICATION TOWER OF ORGANIC WASTE DRY EQUIPMENT}
본 발명은 유기성 폐기물 건조장치의 응축가스 정제탑에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기성 폐기물 건조과정에서 배출되는 유기성 폐기물 응축가스를 정제 처리하여 응축폐수의 오염을 최대한 낮출 수 있는 유기성 폐기물 건조장치의 응축가스 정제탑에 관한 것이다.
최근 대량생산과 대량소비로 이루어지는 현대사회는 대량 폐기의 의해 심각한 환경오염문제를 야기하고 있으며, 대표적인 환경오염문제로는 대량 폐기에 의한 토양ㆍ수질오염문제와 에너지의 대량소비에 의한 공기오염문제 등이 있다.
이러한 토양ㆍ수질오염문제와 관련하여 농업분야에서도 자유로운 입장만은 아니며, 생산의 효율성이 우선시되면서 집약적 농업이 추진된 결과 농약ㆍ화학비료의 과다한 투하 및 가축분뇨의 부적절한 관리로 인하여 토양ㆍ수질오염문제가 야기되었기 때문이다.
그리고, 폐기물의 처리와 관련하여 폐기물을 소각이나 건조하는 경우에 폐기물에 직접적인 화염을 가하거나 스팀 등을 가하는 경우에 폐기물의 적재량, 밀도, 수분 함유량, 소각로 크기, 가열온도 등과 같은 여러 요인으로 인해 완전연소나 완전건조가 실질적으로 불가능하고, 불완전 연소나 건조에 따른 악취, 그을음, 먼지, 대기오염 공해배출가스 등이 다량 발생하는 문제점이 있다.
예를 들면, 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 오폐수 슬러지 등의 유기성 폐기물은 탈수 후 소각, 매립 등의 방법으로 처분되며, 일부는 재활용하고 있으나, 대부분 해양에 배출한다.
그러나, 최근 해양오염 방지를 위해 해양배출이 금지되었고, 소각의 경우에는 막대한 시설 투자가 필요함은 물론 주변 거주민들의 민원이 극심하며, 혐기성 소화를 통한 바이오가스 생산의 경우 에너지 효율면에서 효과가 크지 않고 소화폐액의 처리 문제가 잔존한다.
따라서, 근래에는 유기성 폐기물을 건조하여 재생 에너지 자원으로 활용하기 위한 건조 방법이 주목받고 있으며, 이렇게 유기성 폐기물을 건조하여 함수율을 저감시키면 3,000∼4,000 kcal/kg 이상의 발열량을 가지는 우수한 고형 연료를 얻을 수 있다.
보통 유기성 폐기물을 건조시키는 설비로는 열풍 및 스팀을 이용하는 직접 및 간접 건조방식의 건조기, 마이크로파 등을 이용하는 전자기파 건조방식의 건조기 등이 있다.
그런데, 건조과정에서 증발되는 수분을 제거하기 위해서는 반드시 공기흐름이 있어야 하며, 이로 인해 건조 시에는 필연적으로 다량의 수분과 유분, 그리고 비산물 등을 함유하는 고강도의 응축가스가 발생하게 된다.
이러한 응축가스는 응축기 등에서 응축 처리하게 되고, 이때 발생되는 응축폐수는 오염도 측정 후에 재처리 또는 방출하게 된다.
하지만, 현재의 유기성폐기물 건조시스템의 경우, 응축기만으로는 응축폐수의 오염도를 낮추는데 한계가 있고, 이를 재처리하는데에 따른 시간과 비용이 증가하고 있는 실정이다.
이러한 점을 고려하여 건조과정에서 외부로 방출되는 응축가스 속의 유분이나 비산 등을 제거하여 최종적으로 응축폐수의 오염도를 낮추기 위한 방법으로는 습식 세정탑, 활성탄 흡착탑, 바이오필터 등의 별도의 설비를 설치하고, 건조기에서 배출된 응축가스 속의 유분이나 비산 등을 제거한 후, 응축폐수의 오염도를 낮춘 상태에서 방출하는 방법 등이 있다.
그러나, 종래에는 유기성 폐기물 건조 중에 발생한 응축가스를 처리하기 위해서는 반드시 별도의 응축가스 전처리 설비 등과 같은 대규모 설비를 갖추어야만 하므로, 설비 설치를 위한 넓은 장소가 필요하고, 설치와 운영에 고비용이 소모되는 문제점이 있고, 특히 건조기로부터 발생되는 응축가스 중 고온의 스팀과 함께 섞어 있는 고농도의 유분(油分)이나 비산 등의 경우 완전 제거가 어려워 처리 효율이 떨어지는 문제점, 즉 최종 배출되는 응축폐수의 오염도를 낮추는데 한계가 있다.
한국 공개특허 10-2015-0048438호 한국 공개특허 10-2015-0027968호 한국 공개특허 10-2006-0064141호 한국 공개특허 10-2002-0014975호
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 유기성 폐기물 건조과정에서 발생하는 응축가스의 배출라인, 즉 응축가스의 배출라인 상에 응축가스 정제탑 등과 같은 전처리 설비를 배치하여, 응축가스에 포함되어 있는 고농도의 유분(油分)이나 비산 등을 완전히 제거할 수 있는 새로운 형태의 응축가스 전처리(前處理) 시스템을 구현함으로써, 건조과정에서 발생한 악취 성분이 외부로 배출되는 것을 완전히 차단하여 대기오염 문제를 근본적으로 해결할 수 있음은 물론, 특히 건조과정에서 발생한 응축가스 속의 유분과 비산을 최대한 제거하여 최종 응축폐수 속의 오염도를 저감시킬 수 있는 등 시스템의 처리 효율 향상과 더불어 경제적으로 설비를 운용할 수 있는 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑은 다음과 같은 특징이 있다.
상기 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑은 유기성 폐기물의 건조를 위한 건조기를 포함하는 유기성 폐기물 건조장치로서, 상기 건조기의 응축가스 배출라인 상에 설치되면서 응축가스가 통과하는 핫 트랩을 이용하여 응축가스 속의 유분을 제거하는 정제탑을 포함하며, 상기 정제탑은 내부에 스팀이 흐르는 동시에 정제탑 본체의 내부 공간 중 응축가스 유입관 및 응축가스 배출관이 차지하는 공간을 제외한 나머지 전체 공간으로 조성되는 형태로 이루어지는 핫 트랩을 가지는 정제탑 본체와, 상기 정제탑 본체의 핫 트랩의 내부에 수직으로 나란하게 연접 배치되는 2개의 관 부재로서 각각의 상단부를 통해 응축가스를 유입하고 배출시키며 각각의 하단부는 정제탑 본체의 내부 아래쪽 공간부를 매개로 하여 서로 연통되는 응축가스 유입관 및 응축가스 배출관으로 이루어지고, 상기 응축가스 유입관을 따라 아래로 내려온 응축가스가 공간부를 경유한 후에 응축가스 배출관을 따라 위로 올라가는 "U"자형의 응축가스 흐름경로가 조성되며, 상기 응축가스 유입관과 응축가스 배출관이 조성하는 "U"자형의 응축가스 흐름경로를 경유하는 동안에 응축가스 속에 포함되어 있는 유분이 제거될 수 있고, 상기 응축가스 배출관의 내부 하단 구간에는 응축가스 속에 포함되어 있는 이물질을 제거하기 위해 다층으로 적층된 철망 구조로 이루어진 원통형의 데미스터가 설치되며, 상기 공간부의 내부에는 응축가스 유입관의 바로 아래쪽 위치됨과 더불어 모터 동력으로 작동되면서 응축가스 속의 수분을 원심력으로 제거하는 팬이 설치되는 구조로 이루어진다.
여기서, 상기 팬은 응축가스 유입관을 바로 보며 동축 구조 또는 편축 구조로 위치되고, 이러한 팬은 정제탑 본체의 저면에 축을 위로 하여 수직자세로 설치되는 팬 모터의 축에 연결되어 팬 모터의 작동 시에 회전될 수 있도록 할 수 있다.
그리고, 상기 응축가스 배출관의 내부에는 데미스터의 상부 위치에 데미스터 청소를 위해 스팀을 제공하는 스팀분사용 노즐이 설치될 수 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 응축가스 유입관의 상단부에는 내부 청소를 위해 스팀을 제공하는 스팀분사용 노즐장치가 설치되며, 상기 스팀분사용 노즐장치는 스팀 공급을 위한 파이프와, 상호 상대적으로 회전가능한 고정링과 회전링의 조합으로 이루어지고 고정링에는 파이프가 결합되는 베어링과, 상기 베어링의 회전링에 결합되어 회전 가능하고 내부에는 파이프와 연통되는 스팀확산공간이 조성되며 둘레부에는 스팀분사홀을 가지는 동시에 스팀확산공간과 통하는 적어도 1개 이상의 노즐 파이프가 장착되는 노즐체로 구성될 수 있다.
이때의 상기 노즐 파이프에 형성되는 스팀분사홀은 노즐 파이프의 단부 둘레면 상에서 수평 방향으로 향해 형성될 수 있으며, 이에 따라 스팀 분사력에 의해 노즐체가 자체적으로 회전되도록 할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 건조기 후단측으로 배치되는 응축가스 정제탑을 이용하여 응축가스 속에 섞여있는 고농도의 유분(油分), 비산 등을 분리 및 제거함으로써, 최종적으로 배출되는 응축폐수의 오염도를 낮출 수 있는 등 악취발생 문제, 대기오염 문제, 토양오염 문제 등 환경오염 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 스팀을 이용한 핫 트랩 방식으로 유분 등을 포집하는 방법을 적용함으로써, 유분이나 비산 등의 오염원 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
셋째, 핫 트랩 내에 데미스터(Demister)를 배치하여 미세 분진(비산) 등과 같은 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 정제탑 내부에 팬을 설치하고, 팬을 1,000rpm 이상 고속으로 회전시켜 원심력으로 기체와 액체를 분리시킴으로써, 응축가스 속의 물입자(수분)를 완전히 제거할 수 있으며, 따라서 후속 더미스터에서의 미세분진 및 유분 제거 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
다섯째, 스팀을 이용하여 주기적으로 트랩 내부를 청소할 수 있는 구조를 적용함으로써, 설비의 유지 및 보수, 그리고 관리 및 운용의 효율성을 높일 수 있고, 설비의 내구수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
여섯째, 종전과 같은 응축폐수 처리를 위한 대규모 설비를 배제할 수 있으므로, 전체적인 시스템을 효율적으로 운용할 수 있을 뿐만 아니라 운용 비용을 절감할 수 있고, 전처리과정을 거친 응축가스의 재활용에 따른 에너지 효율을 높일 수 있으며, 공간 확보에 따른 공장 레이아웃 설계에 유리한 점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑을 나타내는 정면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑을 나타내는 평면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑을 나타내는 측면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑에서 스팀분사용 노즐장치를 나타내는 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑에서 스팀분사용 노즐장치를 나타내는 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑의 사용상태를 나타내는 정면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑을 나타내는 정면도, 측면도 및 평면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 응축가스 정제탑이 속해 있는 유기성 폐기물 건조장치는 디스크 타입의 건조기를 채택하여 함수율 80% 이상의 유기성 폐기물, 예를 들면 음식물 쓰레기나 슬러지 등과 같은 유기성 폐기물을 함수율 10% 이하로 건조시킴으로써 에너지 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 장치이다.
예를 들면, 상기 유기성 폐기물 건조장치는 유기성 폐기물을 공급하는 공급수단(미도시), 유기성 폐기물을 건조하는 디스크 타입의 건조기(미도시), 건조기에 열원을 공급하는 보일러(미도시), 건조기에서 배출되는 응축가스 속의 입자형 유기형 폐기물을 분리하는 사이클론(미도시), 건조기에서 배출되는 응축가스를 응축하는 응축기(미도시), 건조 폐기물을 배출하는 배출수단(미도시) 등을 포함한다.
여기서, 상기 건조기, 보일러, 사이클론, 응축기 등과 같은 설비의 구조나 운전방식 등은 기존 유기성 폐기물 건조장치에서 채택하고 있는 설비들과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이러한 유기성 폐기물 건조장치에서 유기성 폐기물이 처리되는 기본적인 과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.
① 공급수단에서는 폐기물 반입장으로부터 반입되는 유기성 폐기물이 투입 호퍼에 투입되고, 투입 호퍼에서 배출되는 유기성 폐기물이 파쇄 선별기를 거친 후에 건조기로 공급되는 공정이 이루어진다.
② 건조기에서는 초기 함수율이 80% 이상인 유기성 폐기물이 보일러에서 제공되는 스팀 및 디스크에 의해 직ㆍ간접식으로 가열되어 최종 함수율 10% 이하로 건조되는 공정이 이루어진다.
③ 보일러에서는 건조기 내에서의 유기성 폐기물 건조를 위한 스팀 등의 열원이 건조기측에 공급되는 공정이 이루어진다.
④ 사이클론에서는 건조기로부터 연장되는 배출라인을 통해 보내지는 응축가스, 예를 들면 유분, 유기성 폐기물 입자 등을 포함하는 약 100℃ 정도의 응축가스가 선회 작용을 일으키게 되고, 이에 따라 응축가스 속에 포함되어 있는 입자상의 유기성 폐기물이 아래로, 고온습가스인 응축가스는 위로 각각 분리되는 공정이 이루어진다.
⑤ 응축기에서는 배출라인을 통해 배출되는 응축가스가 냉각수와의 열교환에 의해 응축되어 응축수로 생성되는 공정이 이루어진다.
⑥ 배출수단에서는 건조기에서 배출되는 건조 유기성 폐기물이 저장 호퍼에 투입되고, 저장 호퍼로부터 배출되는 건조 유기성 폐기물이 트럭 등으로 반출되어 자원화로 활용되는 공정이 이루어진다.
특히, 본 발명에서는 유기성 폐기물 건조과정에서 발생하는 응축가스에 포함되어 있는 고농도의 유분(油分), 비산 등을 완전히 제거하여 최종 배출되는 응축폐수의 오염도를 저감시킬 수 있는 응측가스 정제를 위한 정제탑을 제공한다.
즉, 상기 정제탑은 응축가스를 응축기에서 처리하기 앞서 유기성 폐기물 처리 과정에서 발생되는 응축폐수 내의 고농도의 오염물질을 최대한 제거하기 위한 목적으로 운용되며, 이렇게 오염도를 최소화하여 오염도에 따라 처리비용이 산정되는 폐수처리비용을 감소시키기 위한 것이다.
이를 위하여, 상기 건조기로부터 연장되는 응축가스 배출라인 상의 소정의 구간, 예를 들면 사이클론과 응축기 사이에 연결되는 응축가스 배출라인 구간에는 응축가스에 함유되어 있는 유분을 응축 제거하는 역할을 하는 정제탑(11)이 설치된다.
이러한 정제탑(11)에서는 스팀에 의해 약 100℃ 정도의 온도 또는 그 이상의 온도가 유지되는 핫 트랩을 이용하여 응축가스 속의 수분과 유분 등을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 건조기로부터 배출되는 응축가스는 사이클론(미도시)→정제탑(11)→응축기(미도시)를 차례로 경유하게 되는데, 이때 응축가스가 정제탑(11)을 거치는 동안 약 100℃ 정도의 환경 하에서 응축가스 속의 수증기는 그대로 수증기 상태를 유지하게 됨과 더불어 이보다 끓는 점이 높은 유분은 응축되어 찐득찐득한 상태가 되면서 정제탑 하부로 분리 제거될 수 있게 된다.
이와 같이, 응축가스로부터 유분, 비산 등을 효과적으로 제거하는 기능을 담당하는 정제탑(11)에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
상기 정제탑(11)은 건조기로부터 배출되는 응축가스, 즉 사이클론을 경유한 후에 응축가스 배출라인을 따라 진행되는 응축가스를 가열 또는 온도를 유지시켜서 고농도의 응축가스 속에 포함되어 있는 유분 등을 제거 및 포집하는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 정제탑(11)은 수직의 원통형 탑 구조로 이루어진 정제탑 본체(12)를 포함하며, 상기 정제탑 본체(12)는 3∼4개 정도의 다리를 포함하는 구조로 되어 있는 정제탑 프레임(19)에 의해 수직으로 세워진 자세로 설치된다.
이러한 정제탑 본체(12)의 상단부 외주면 일측에는 스팀 도입을 위한 스팀 인렛(20)이 형성되는 동시에 하단부 외주면 일측에는 스팀 배출을 위한 스팀 아웃렛(21)이 형성된다.
이에 따라, 상기 정제탑 본체(12)의 윗쪽 스팀 인렛(20)으로 들어온 고온의 스팀, 예를 들면 약 100℃ 정도의 스팀은 정제탑 본체(12)의 내부에 조성되는 핫 트랩(10)을 경유한 후에 아래쪽 스팀 아웃렛(21)으로 빠져나갈 수 있게 된다.
결국, 이러한 핫 트랩(10) 내의 고온의 스팀은 후술하는 응축가스 유입관(13) 및 응축가스 배출관(14)의 내부를 흐르는 응축가스와 열교환 작용을 하게 되므로서, 건조기측에서 보내지는 응축가스의 온도가 약 100℃ 정도로 유지될 수 있게 되고, 따라서 응축가스 속의 유분이나 비산 등이 응축되면서 분리된 후에 낙하되어 정제탑 본체(12)의 하단부 영역에 수집될 수 있게 된다.
예를 들면, 고농도의 응축가스의 구성 성분은 건조기의 건조 과정에서 인위적으로 발생시키는 풍압(약 350mmAq 이상)에 의해 비산되는 미세 건조 유기물로서, 즉 각종 유분 등이 혼입되어 있는 미세 건조 유기물로서, 응축가스와 혼합이 되면서 응축수에 용해되어 응축가스를 응축하였을 때 BOD, COD 등을 높임으로써, 최종 배출되는 응축폐수의 수질을 떨어트리는, 즉 수질의 오염도를 높이는 주요 원인이 되고 있다.
따라서, 응축기 전처리 장치로 응축가스 정제탑을 거침으로써 응축가스에 혼입되어 있는 미세 건조 유기물을 데미스터를 사용하여 접촉면적을 높여 제거해주게 된다.
그리고, 데미스터에 부착된 미세 건조 유기물이 찐득찐득한 상태로 과포화가 진행이 되면, 건조기능에 주요하게 영향을 주는 풍량과 풍압을 연동 확인한 후, 주기적으로 약 130℃ 이상의 고온, 고압의 스팀을 이용하여 과포화 찐득찐득한 상태 유기물을 탈착시켜서 하부의 부착된 로타리 밸브측으로 배출시킴으로서 응축가스 정제탑의 분리 기능 상태를 유지할 수 있게 된다.
여기서, 상기 응축가스 유입관(13)의 상단 입구를 통해 들어오는 응축가스의 온도는 약 90℃ 정도이며, 유분 등이 제거된 후에 응축가스 배출관(14)의 상단 출구를 통해 빠져나가는 응축가스의 온도는 약 100℃ 정도가 된다.
즉, 응축가스 정제탑으로 들어오는 미세 건조 유기물이 포함된 응축가스는 약 90℃이며, 응축수 배출관(14)의 상단 출구를 통해 빠져나가는 온도는 약 100℃를 유지해 줌으로서, 물의 끓는 점을 이용하여 응축가스에 혼입되어 있는 미세 건조 유기물 및 유분 입장에서는 상대적으로 낮은 온도에서의 응축을 유도하고 수분 입장에서는 끓는 점을 보완해 줌으로서 효율적인 분리를 유도할 수 있다.
이러한 정제탑 본체(12)의 내부에는 스팀이 체류하면서 흐르는 공간 형태로 조성되는 핫 트랩(10)이 형성되며, 이렇게 형성되는 핫 트랩(10)의 내부에는 응축가스 유입관(13) 및 응축가스 배출관(14)이 위치될 수 있게 되고, 따라서 핫 트랩(10) 내의 스팀과 응축가스 유입관(13) 및 응축가스 배출관(14) 내의 응축가스 간에 자연스럽게 열교환 작용이 이루어질 수 있게 된다.
이때, 상기 핫 트랩(10)은 정제탑 본체(12)의 상단부 플레이트와 정제탑 본체(12)의 하단부 내측, 예를 들면 정제탑 본체(12)의 하단부 내측에 설치되는 격벽(27) 사이의 정제탑 본체 벽체로 둘러싸인 공간을 의미한다.
그리고, 상기 정제탑 본체(12)의 내부, 즉 핫 트랩(10)의 내부에는 스팀의 흐름경로를 길게 확보하여 스팀이 핫 트랩(10) 내에 체류할 수 있는 시간을 늘려줌으로써, 스팀의 열교환작용을 향상시킬 수 있는 복수 개의 배플(22)이 구비된다.
이러한 배플(22)은 응축가스 유입관(13)과 응축가스 배출관(14)의 약 1/2 둘레 부분을 수용할 수 있는 홈을 가지는 대략 반원형태의 판체로서, 정제탑 본체(12)의 내벽에 고정되는 구조로 설치되며, 이렇게 설치되는 각각의 배플(22)은 핫 트랩(10)의 상하 길이 구간을 따라가면서 일정 간격을 유지함과 더불어 지그재그 형태로 배치될 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 핫 트랩(10)의 내부로 유입되는 스팀은 각 배플(22)에 의해 조성되는 지그재그 형태의 긴 경로를 경유할 수 있게 되고, 결국 핫 트랩(10)의 내부에 스팀이 체류할 수 있는 시간을 충분히 확보할 수 있으므로 그 만큼 스팀과 응축가스 간의 열교환작용이 활발하게 일어날 수 있게 된다.
또한, 상기 정제탑 본체(12)의 내부에는 복수 개의 관 부재, 예를 들면 2개의 원통형 관으로 이루어진 응축가스 유입관(13)과 응축가스 배출관(14)이 나란하게 연접되면서 수직 배치되는 구조로 설치된다.
이때, 상기 응축가스 유입관(13)의 상단 입구는 응축가스 배출라인을 통해 사이클론의 배출측과 연결되고, 상기 응축가스 배출관(14)의 상단 출구는 배관을 통해 응축기측과 연결된다.
그리고, 상기 응축가스 유입관(13)과 응축가스 배출관(14)의 각 하단부는 정제탑 본체(12)의 내부 아래쪽에 조성되는 공간부(15)와 서로 통하게 된다.
즉, 상기 응축가스 유입관(13)과 응축가스 배출관(14)은 정제탑 본체(12)의 상단부를 관통한 후, 정제탑 본체(12)의 내부에 조성되는 핫 트랩(10)을 수직으로 가로지른 다음, 정제탑 본체(12)의 하단부 내측에 설치되어 있는 격벽(27)을 관통한 후에 정제탑 본체(12)의 하측에 조성되는 공간부(15), 즉 정제탑 본체(12)의 내부에 설치되어 있는 격벽(27)에 의해 구획된 아래쪽의 공간부(15)의 내부 공간까지 연장되는 구조로 설치된다.
이렇게 설치되는 응축가스 유입관(13)과 응축가스 배출관(14)의 하단부는 공간부(15) 내에 위치되면서 서로 통할 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 응축가스 유입관(13)의 상단 입구측을 통해 응축가스 유입관(13)의 내부로 들어온 응축가스는 수직의 긴 하향 경로를 이루는 응축가스 유입관(13)을 따라 아래로 내려온 후, 공간부(15)를 경유한 다음에 응축가스 배출관(14)의 하단을 통해 응축가스 배출관(14)의 내부로 들어오게 되고, 이렇게 들어온 응축가스는 역시 수직의 긴 상향 경로를 이루는 응축가스 배출관(14)을 따라 위로 올라간 후에 상단 출구측을 통해 배출된다.
이와 더불어, 상기 스팀 인렛(20)을 통해 핫 트랩(10)의 내부로 들어온 고온의 스팀은 응축가스 유입관(13)과 응측가스 배출관(14)의 주변을 흐르면서 관벽을 통한 열전도 작용을 통해 응축가스 유입관(13)과 응축가스 배출관(14)의 내부를 흐르는 응축가스를 가열시키거나 온도 저하를 막아줄 수 있게 되고, 그 결과 응축가스 속의 유분 등이 응축 및 분리되면서 그 무게에 의해 공간부(15)의 바닥쪽으로 떨어지면서 모일 수 있게 된다.
이렇게 응축가스 정제탑 내측으로 유입되는 유분 등을 포함하는 응축가스는 응축가스 유입관(13)과 응축가스 배출관(14)이 만드는 "U"자형의 응축가스 흐름경로인 수직의 긴 경로를 거치는 동안에 스팀에 의해 충분히 가열된 온도를 유지된 후, 즉 응축가스 속의 유분 등이 상전이(相轉移) 현상 또는 비점 등에 의해 응축되면서 응축가스로부터 분리됨과 더불어 아래로 떨어져 모이게 된다.
특히, 상기 정제탑 본체(12)의 내부는 응축가스 가열을 위한 스팀의 흐름 경로를 제공하는 핫 트랩(10)으로 조성된다.
예를 들면, 상기 정제탑 본체(12)의 내부에는 응축가스 유입관(13)과 응축가스 배출관(14)이 차지하는 공간을 제외한 나머지 전체 공간으로 이루어진 핫 트랩(10)이 형성되고, 이때의 핫 트랩(10)의 상부는 정제탑 본체(12)의 상단부 플레이트에 의해 외부와 차단됨과 더불어 하부는 격벽(27)에 의해 정제탑 본체(12)의 공간부(15)와 격리되므로서, 결국 정제탑 본체(12)의 내부에는 구획된 형태의 공간부(15)가 조성될 수 있게 된다.
그리고, 상기 정제탑 본체(12)의 상단부 측면과 하단부 측면에는 각각 스팀의 출입을 위한 스팀 인렛(20)과 스팀 아웃렛(21)이 각각 형성되어 내부의 핫 트랩(10)과 연통되고, 이때의 스팀 인렛(20)의 경우 외부의 보일러(미도시) 등으로부터 스팀을 공급받을 수 있게 되는 동시에 스팀 아웃렛(21)의 경우 외부의 급수탱크(미도시), 즉 보일러측에 물을 공급하는 급수탱크측과 연결되어 열교환을 마친 스팀이 재사용될 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 스팀 인렛(20)을 통해 핫 트랩(10)의 내부로 들어온 스팀은 응축가스 유입관(13)과 응축가스 배출관(14)의 주변을 흐르면서 관벽을 통한 열전도 작용을 통해 응축가스 유입관(13)과 응축가스 배출관(14)의 내부를 흐르는 응축가스와 열교환 작용을 수행한 후, 스팀 아웃렛(21)을 통해 빠져나갈 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 응축가스 유입관(13)과 응측가스 배출관(14)의 내부를 흐르는 응축가스와 핫 트랩(10)의 내부를 흐르는 고온의 스팀을 격리시켜서 간접적인 열교환을 통해 응축가스 속의 유분 등을 응축시킴으로써, 열교환 작용을 마친 스팀을 재활용할 수 있는 이점이 있다.
예를 들면, 스팀과 응축가스를 직접 접촉시켜서 열교환이 이루어지도록 하는 경우에는 스팀 자체가 응축가스와 섞이면서 전량 그대로 폐수가 되므로, 이렇게 발생하는 다량의 오염된 폐수를 처리해야 하는데에 따른 추가적인 설비와 비용을 필요로 하게 되지만, 본 발명에서와 같이 응축가스와 스팀 간의 간접적인 열교환 방식을 적용함으로써, 폐수 발생을 근본적으로 배제하면서 스팀 또한 급수 탱크측으로 보내서 재사용할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 정제탑 본체(12)의 하단부 플레이트에는 드레인 파이프(23)가 연결 설치되는 동시에 이때의 드레인 파이프(23)에는 드레인 모터(26)의 구동에 의해 개폐 작동되는 밸브장치(25)가 설치되므로서, 정제탑 본체(12)의 바닥부, 즉 공간부(15)의 바닥부에 모인 유분 등의 찌꺼기와 수분 등을 주기적으로 수거하여 처리할 수 있게 된다.
즉, 상기 밸브장치(25)는 공간부(15)의 바닥쪽에 수집되어 있는 유분 등과 같은 불순물 찌꺼기 및 후술하는 팬(17)에 의해 수거된 수분 등의 배출을 단속하는 역할을 하게 되며, 드레인 모터(26)에 의해 구동으로 동작하는 버터플라이 밸브 등과 같은 공지의 전동식 밸브장치로서 그 구체적인 구조와 작동에 대한 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 상기 밸브장치(25) 및 드레인 모터(26)는 별도의 보조 정제탑 프레임(미도시) 상에 지지되는 구조로 설치될 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 응축가스 속에 포함되어 있는 미세분진 등과 같은 이물질은 물론 유분 등을 흡착 제거하여 BOD(Biochemical Oxygen Demand)와 COD(Chemical Oxygen Demand)를 낮출 수 있는 수단으로 데미스터(16)를 제공한다.
이러한 데미스터(16)는 스테인레스 스틸 소재 등으로 제작되어 여러 층으로 적층된 다층의 철망 구조로 이루어진 원통형의 망 구조물 형태로서, 응축가스 배출관(14)의 내부 하단 구간, 예를 들면 아래쪽 공간부(15)에 근접한 응축가스 배출관(14)의 하단 유입측 구간에 삽입 설치된다.
여기서, 상기 데미스터(16)가 응축가스 배출관(14)의 하단 유입측 구간에 설치되므로서, 다른 구간에 설치되는 것보다 유리한 점이 있다.
즉, 다른 구간에 설치되는 것보다 찐득찐득한 상태 유기물을 탈착과 포집 배출이 용이한 하단에 설치하는 것이 약 90% 이상의 효과를 얻을 수 있다.
이때, 상기 데미스터(16)는 응축가스 배출관(14)의 내경에 상응하는 크기의 외경을 가지는 원통형으로 이루어지면서 응축가스 배출관(14) 내에 동축구조로 설치될 수 있으며, 이렇게 설치되는 데미스터(16)는 응축가스 배출관(14)의 내벽에 위치되는 브라켓(미도시) 등에 의해 받쳐지는 구조로 지지될 수 있게 된다.
특히, 상기 데미스터(16)는 핫 트랩(10)의 내부를 흐르는 고온의 스팀에 의해 가열되기 때문에 소정의 자체 온도를 유지할 수 있게 되고, 즉 인위적인 가열장치 없이도 자체적으로 일정 온도를 유지할 수 있게 되고, 따라서 응축가스가 데미스터(16)를 통과하는 과정에서 데미스터(16)의 전열효과를 통해 수증기는 빠져나가게 되고 비점이 낮은 유증기는 데미스터(16)에 응축되어 분리될 수 있게 된다.
그리고, 상기 데미스터(16)는 스테인레스 스틸 소재의 철망으로서, 응축탑 본체(12)로부터 전열되는 전열효과가 높아 응축가스 내의 수증기의 응축율을 최소화함과 더불어 응축가스 내의 유분은 데미스터를 통한 응축을 유발하여 응축된 유분을 하부로 흐르게 해서 제거할 수 있으며, 미세 철망다층 적층구조로 되어 있어서 철망 사이로 응축가스가 흐르게 되면 철망 조직을 통한 응축가스 내의 비산먼지를 최대한으로 제거할 수 있고, 응축가스의 흐름에도 영할을 주지 않게 된다.
이에 따라, 응축가스가 응축가스 유입관(13)을 경유한 후에 공간부(15)를 돌아나와 응축가스 배출관(14)에 있는 데미스터(16)를 거치는 동안 응축가스 속에 포함되어 있는 미세분진이나 유분 등이 데미스터(16)에 의해 걸러지게 되므로서, 응축가스 정제탑에서 최종 배출되는 응축가스는 유분, 비산 등이 감소되면서 최종 배출되는 응축폐수는 BOD 및 COD 관련 응축폐수 배출허용기준을 만족시킬 수 있게 된다.
그리고, 상기 응축가스 배출관(14)의 내부에는 데미스터(16)의 내부 및 표면을 세척할 수 있는 수단으로 스팀분사용 노즐(18)이 설치된다.
예를 들면, 상기 응축가스 배출관(14)의 내부에는 정제탑 본체(12)의 벽체에 관통 지지되는 스팀분사용 노즐(18)이 설치되며, 이때의 스팀분사용 노즐(18)은 응축가스 배출관(14)에 설치되어 있는 데미스터(16)의 상면부 바로 윗쪽에 위치된다.
여기서, 상기 스팀분사용 노즐(18)은 외부의 보일러 등과 같은 스팀제공수단(미도시) 및 컴프레서 등과 같은 압력제공수단(미도시)과 각각 연결되어 고온 및 고압의 스팀을 공급받을 수 있게 된다.
이에 따라, 응축가스 정제탑의 운전 시 또는 운전 후 주기적으로 상기 스팀분사용 노즐(18)을 통해 데미스터(16)의 내부 및 표면에 고온의 스팀을 고압으로 분사함으로써, 다층 구조의 철망에 부착되어 있는 유분 등의 찌꺼기는 물론 미세분진 등이 효과적으로 제거될 수 있게 되고, 결국 데미스터(16)를 연속적으로 사용하면서 지속적인 기능 확보로 인해 정제탑 설비의 처리 효율 향상은 물론 내구 수명 향상 등 유지보수 및 관리 측면에서 유리한 점이 있다.
특히, 본 발명에서는 응축가스 속에 포함되어 있는 수분을 집중 제거하여 후속 테미스터(16)측에서의 유분, 미세분진 등에 대한 응축 제거 효율을 한층 더 끌어올릴 수 있도록 해주는 수단으로 팬(17)을 제공한다.
상기 팬(17)은 공간부(15)의 내부에는 응축가스 유입관(13)의 바로 아래쪽 위치되고, 이렇게 위치되는 팬(17)은 모터 동력에 의해 작동(회전)되면서 응축가스 속의 수분을 원심력으로 제거하는 역할을 하게 된다.
그리고, 상기 팬(17)은 응축가스 유입관(13)을 바라보면서 동축 구조 또는 편축 구조로 위치되어, 팬 가동 시 응축가스를 빨아들일 수 있게 된다.
이러한 팬(17)의 설치 구조를 살펴보면, 상기 정제탑 본체(12)의 저면, 즉 하단부 플레이트에는 축을 위로한 수직자세의 팬 모터(28)가 체결구조로 설치되는 동시에 이때의 팬 모터(28)의 축은 정제탑 본체(12)의 내부에, 몸체부는 정제탑 본체(12)의 외부에 각각 위치된다.
이렇게 설치되는 팬 모터(28)의 축에 팬(17)이 결합되고, 이에 따라 팬 모터(28)의 작동 시 팬(17)이 회전하면서 응축가스 유입관(13)의 하단부를 빠져나오는 응축가스를 빨아들일 수 있게 된다.
여기서, 상기 팬(17)은 약 1,000rpm 이상의 고속으로 회전하면서 원심력으로 기체와 유체를 분리하는 기능을 하게 된다.
따라서, 상기 팬 모터(28)의 작동 시 응축가스 유입관(13)으로부터의 응축가스가 팬(17)측으로 빨려 들어오게 됨과 동시에 팬 회전에 따른 강한 원심력에 의해 응축가스 속의 수분(물 입자)이 분리되면서 정제탑 본체(12)의 바닥쪽으로 떨어져 나올 수 있게 된다.
이와 더불어, 상기 팬(17)의 회전에 따른 응축가스 속의 수분 분리 시 응축가스 속에 포함되어 있는 유분, 미세분진 등도 수분과 함께 분리되면서 제거될 수 있음은 물론이다.
이렇게 수분이 제거된 응축가스는 응축가스 배출관(14)으로 유입되고, 계속해서 데미스터(16)를 경유하게 되므로서, 데미스터(16)에 의해 응축가스 속의 유분, 미세분진 등이 분리 및 제거될 수 있게 된다.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑에서 스팀분사용 노즐장치를 나타내는 사시도와 단면도이다.
도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 스팀분사용 노즐장치(24)는 응축가스 유입관(13)의 내벽에 부착되어 있는 유분, 미세먼지 등의 찌꺼기들을 강한 스팀 분사압으로 제거(청소)하는 역할을 하게 된다.
이때의 상기 스팀분사용 노즐장치(24)는 응축가스 유입관(13) 내의 소정의 높이, 예를 들면 응축가스가 도입되는 상단부에 위치될 수 있으며, 응축가스 유입관(13)의 벽체에 관통 지지되는 구조로 설치될 수 있게 된다.
이러한 스팀분사용 노즐장치(24)는 스팀 공급을 위한 파이프(24a), 회전 지지를 위한 베어링(24b), 회전하면서 스팀을 분사하기 위한 노즐체(24f)의 조합 형태로 이루어질 수 있게 된다.
여기서, 상기 파이프(24a)는 외부의 스팀 발생원(미도시)측으로 연결되어 고압의 스팀을 제공받을 수 있게 된다.
그리고, 상기 베어링(24b)은 서로 결합된 상태에서 상대적으로 회전이 가능한 고정링과 회전링의 내외측 조합으로 이루어지게 되며, 이때의 내측의 고정링에는 파이프(24a)가 안쪽으로 삽입 결합되는 동시에 외측의 회전링에는 노즐체(24f)가 저면쪽으로 체결 결합된다.
이에 따라, 상기 파이프(24a) 및 고정링을 지지체로 한 회전링 및 노즐체(24f)의 회전이 가능하게 된다.
이때의 상기 베어링(24b)은 공지의 메카니컬 씰(Mechanical seal)을 적용할 수 있다.
또한, 상기 노즐체(24f)는 내부가 비어 있는, 즉 내부에 스팀확산공간(24c)이 조성되어 있는 원형의 블록 형태로서, 상부 하우징 블록과 하부 하우징 블록을 상하로 맞댄 후에 맞댄 부위를 용접하는 방식으로 제작할 수 있게 된다.
이러한 노즐체(24f)는 베어링(24b)의 회전링 하부에 동축구조로 밀착 배치되고, 이렇게 배치된 상태에서 다수의 볼트 및 너트가 체결되므로서, 노즐체(24f)는 베어링(24b)의 회전링측에 지지되면서 회전가능한 구조로 설치될 수 있게 된다.
이렇게 설치되는 노즐체(24f)의 상면 중앙부위에는 파이프(24a)의 하단부가 연결되며, 이에 따라 파이프(24a)는 노즐체(24f)에 있는 스팀확산공간(24c)과 통하면서 스팀을 공급할 수 있게 된다.
그리고, 상기 노즐체(24f)의 바깥 둘레부에는 다수 개의 노즐 파이프(24e), 예를 들면 90°간격으로 배치되는 4개의 노즐 파이프(24e)가 장착되며, 이때의 노즐 파이프(24e)는 노즐체(24f)의 바깥 둘레부 벽체를 수평으로 관통하면서 내부의 스팀확산공간(24c)과 통하는 구조로 결합될 수 있게 된다.
이와 더불어, 상기 노즐 파이프(24e)에는 단부에는 스팀분사홀(24d)이 형성되어 있어서 이곳을 통해 스팀이 분사될 수 있게 된다.
특히, 상기 노즐 파이프(24e)에 형성되는 스팀분사홀(24d)은 노즐 파이프(24e)의 단부 둘레면 상에서 수평 방향으로 향해 형성되며, 이에 따라 스팀분사홀(24d)을 통해 토출되는 스팀 분사력에 의해 노즐체(24f)가 자체적으로 회전될 수 있게 된다.
여기서, 상기 노즐체(24f)에 설치되어 있는 4개의 노즐 파이프(24e)에 있는 스팀분사홀(24d)은 모두 같은 방향을 향해서 뚫려 있게 되고, 이에 따라 각 노즐 파이프(24e)의 스팀분사홀(24d)에서 분출되는 스팀 분사력이 배가되면서 노즐체(24f)의 원활한 회전 작동이 확보될 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 응축가스 유입관(13)에 설치되어 있는 스팀분사용 노즐장치(24)의 노즐체(24f)가 회전하면서 그 노즐 파이프(24e)를 통해 스팀을 응축가스 유입관(13)의 내벽에 강하게, 또 골고루 분사함으로써, 응축가스 유입관(13)의 내벽에 붙어 있는 유분, 미세먼지 등의 찌꺼기들이 효과적으로 제거될 수 있게 된다.
이와 같은 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑에 대한 운전상태를 살펴보면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑의 사용상태를 나타내는 정면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 폐기물 반입장으로부터 반입되는 유기성 폐기물은 공급수단→파쇄 선별기(미도시)→건조기→진동 선별기(미도시)→분쇄기(미도시)→배출수단을 순차적으로 거치면서 건조 처리된 후에 자원화 등을 위해 외부로 반출된다.
한편, 상기 건조기에서 배출되는 응축가스(고온습가스)는 사이클론→정제탑(11)→응축기를 차례로 거치면서 입자상 유기성 폐기물 및 유분 등이 제거된다.
이때, 상기 정제탑(11)으로 유입된 응축가스는 핫 트랩(10)의 고온의 스팀 환경 하에서 가열 및 온도(정제탑으로 유입되기 직전의 응축가스 온도)를 유지한 상태로 응축가스 유입관(13)과 응축가스 배출관(14)이 만드는 "U"자형의 응축가스 흐름경로인 수직의 긴 경로를 거치게 되고, 이 과정에서 응축가스 속의 유분, 미세먼지(비산) 등은 스팀 환경에 의해 충분히 가열된 온도를 유지한 상태에 있는 응축가스로부터 응축되는 동시에 분리면서 아래로 떨어져 모이게 되고, 이와 더불어 데미스터(16)를 한차례 더 거치면서 응축가스 속의 유분, 미세분진 등이 거의 완전히 걸러지게 된다.
특히, 상기 응축가스 유입관(13)을 빠져나온 응축가스는 고속으로 회전하는 팬(17)에 의해 끌어 당겨져 부딪히게 되고, 이러한 과정에서 응축가스 속의 수분이 원심력에 의해 대량으로 분리되는 동시에 기체로부터 유분 및 미세분진 등도 함께 분리되므로서, 결국 스팀 환경에서 미처 응축되어 분리되지 못한 유분 및 미세분진이 재차 제거될 수 있게 되고, 이와 더불어 수분이 대량으로 빠져나간 응축가스가 데미스터(16)측으로 유입되면서 응축가스 속의 유분 및 미세분진이 데미스터(16)에서 보다 효과적으로 응축 및 흡착되어 분리될 수 있게 된다.
그리고, 상기 정제탑(11)으로부터 배출되는 응축가스(유분과 미세먼지 등이 제거된 상태의 응축가스)는 응축기를 거쳐 탈취 연소 보일러(미도시), 배출수단으로 보내져 각각 악취 제거를 위해 소각 처리된다.
이와 같이, 본 발명에서는 유기성 폐기물 건조과정에서 발생되는 유기성 폐기물 응축가스의 처리를 위해서, 응축가스 정제탑 등과 같은 전처리 설비를 이용하여 응축가스에 포함되어 있는 고농도의 유분(油分), 미세분진 등을 완전히 제거하는 새로운 응축가스 처리 방식을 구축함으로써, 유기성 폐기물 건조과정에서 최종 배출되는 응축폐수의 오염도를 낮출 수 있는 동시에 악취 성분 또한 완전히 제거하여 환경오염을 방지할 수 있고, 이와 더불어 응축가스 처리 효율 향상은 물론 전체 설비를 경제적으로 또 효율적으로 운용할 수 있다.
10 : 핫 트랩
11 : 정제탑
12 : 정제탑 본체
13 : 응축가스 유입관
14 : 응축가스 배출관
15 : 공간부
16 : 데미스터
17 : 팬
18 : 스팀분사용 노즐
19 : 정제탑 프레임
20 : 스팀 인렛
21 : 스팀 아웃렛
22 : 배플
23 : 드레인 파이프
24 : 스팀분사용 노즐장치
24a : 파이프
24b : 베어링(Mechanical seal)
24c : 스팀확산공간
24d : 스팀분사홀
24e : 노즐 파이프
24f : 노즐체
25 : 밸브장치
26 : 드레인 모터
27 : 격벽
28 : 팬 모터

Claims (3)

  1. 유기성 폐기물의 건조를 위한 건조기를 포함하는 유기성 폐기물 건조장치에 있어서,
    상기 건조기의 응축가스 배출라인 상에 설치되면서 응축가스가 통과하는 핫 트랩(10)을 이용하여 응축가스 속의 유분을 제거하는 정제탑(11)을 포함하며,
    상기 정제탑(11)은 내부에 스팀이 흐르는 동시에 정제탑 본체(12)의 내부 공간 중 응축가스 유입관(13) 및 응축가스 배출관(14)이 차지하는 공간을 제외한 나머지 전체 공간으로 조성되는 형태로 이루어지는 핫 트랩(10)을 가지는 정제탑 본체(12)와, 상기 정제탑 본체(12)의 핫 트랩(10)의 내부에 수직으로 나란하게 연접 배치되는 2개의 관 부재로서 각각의 상단부를 통해 응축가스를 유입하고 배출시키며 각각의 하단부는 정제탑 본체(12)의 내부 아래쪽 공간부(15)를 매개로 하여 서로 연통되는 응축가스 유입관(13) 및 응축가스 배출관(14)으로 이루어지고, 상기 응축가스 유입관(13)을 따라 아래로 내려온 응축가스가 공간부(15)를 경유한 후에 응축가스 배출관(14)을 따라 위로 올라가는 "U"자형의 응축가스 흐름경로가 조성되며, 상기 응축가스 유입관(13)과 응축가스 배출관(14)이 조성하는 "U"자형의 응축가스 흐름경로를 경유하는 동안에 응축가스 속에 포함되어 있는 유분이 제거될 수 있고,
    상기 응축가스 배출관(14)의 내부 하단 구간에는 응축가스 속에 포함되어 있는 이물질을 제거하기 위해 다층으로 적층된 철망 구조로 이루어진 원통형의 데미스터(16)가 설치되며,
    상기 공간부(15)의 내부에는 응축가스 유입관(13)의 바로 아래쪽 위치됨과 더불어 모터 동력으로 작동되면서 응축가스 속의 수분을 원심력으로 제거하는 팬(17)이 설치되고,
    상기 응축가스 유입관(13)의 상단부에는 내부 청소를 위해 스팀을 제공하는 스팀분사용 노즐장치(24)가 설치되며,
    상기 스팀분사용 노즐장치(24)는 스팀 공급을 위한 파이프(24a)와, 상호 상대적으로 회전가능한 고정링과 회전링의 조합으로 이루어지고 고정링에는 파이프(24a)가 결합되는 베어링(24b)과, 상기 베어링(24b)의 회전링에 결합되어 회전 가능하고 내부에는 파이프(24a)와 연통되는 스팀확산공간(24c)이 조성되며 둘레부에는 스팀분사홀(24d)을 가지는 동시에 스팀확산공간(24c)과 통하는 적어도 1개 이상의 노즐 파이프(24e)가 장착되는 노즐체(24f)로 구성되고,
    상기 노즐 파이프(24e)에 형성되는 스팀분사홀(24d)은 노즐 파이프(24e)의 단부 둘레면 상에서 수평 방향으로 향해 형성되므로서, 스팀 분사력에 의해 노즐체(24f)가 자체적으로 회전될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 팬(17)은 응축가스 유입관(13)을 바로 보며 동축 구조 또는 편축 구조로 위치되고, 이러한 팬(17)은 정제탑 본체(12)의 저면에 축을 위로 하여 수직자세로 설치되는 팬 모터(28)의 축에 연결되어 팬 모터(28)의 작동 시에 회전될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 응축가스 배출관(14)의 내부에는 데미스터(16)의 상부 위치에 데미스터 청소를 위해 스팀을 제공하는 스팀분사용 노즐(18)이 설치되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 건조 시스템의 응축가스 정제탑.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020054885A1 (ko) * 2018-09-11 2020-03-19 주식회사 삼우티씨씨 유기성 폐기물 건조장치의 응축가스 정제탑
CN111397333A (zh) * 2020-03-20 2020-07-10 玉溪万德能源技术有限公司 用于生物质燃料的烘干方法
KR20240013981A (ko) * 2022-07-22 2024-01-31 (주)원익머트리얼즈 고순도 황화카르보닐(cos)의 제조반응 시스템

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111360249A (zh) * 2020-03-26 2020-07-03 湖南维尚科技有限公司 一种从脱蜡气体中回收成形剂的方法及装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020054885A1 (ko) * 2018-09-11 2020-03-19 주식회사 삼우티씨씨 유기성 폐기물 건조장치의 응축가스 정제탑
CN110514754A (zh) * 2019-08-06 2019-11-29 北京科技大学 一种凝析气藏循环注气开发注入气超覆测定装置及方法
US10947836B2 (en) 2019-08-06 2021-03-16 University Of Science And Technology Beijing Device and method for measuring overburden of injected gas in cyclic gas injection development of condensate gas reservoir
CN111397333A (zh) * 2020-03-20 2020-07-10 玉溪万德能源技术有限公司 用于生物质燃料的烘干方法
CN111397333B (zh) * 2020-03-20 2021-11-05 玉溪万德能源技术有限公司 用于生物质燃料的烘干方法
KR20240013981A (ko) * 2022-07-22 2024-01-31 (주)원익머트리얼즈 고순도 황화카르보닐(cos)의 제조반응 시스템

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