KR100313624B1 - 제지공장등에서발생되는슬러지를전환시키는방법 - Google Patents

Abstract

높은 회분 함량을 갖는 제지 공장등에서 발생하는 슬러지는 또 다른 연료원을 따라 사이클론 로(10) 내에서 슬러지의 연소에 의해 전환된다. 슬러지의 열 함량은 회수되며 슬러지의 회분 함량은 유리질 슬래그로 전환된다. 석회석과 같은 용제는 사이클론 로(10) 내부로 유입되기 이전에 슬러지에 첨가되어진다. 슬래그는 지붕 제품 또는 또 다른 목적으로 건축재 또는 연마재로 사용된다.

Description

제지 공장에서 발생되는 슬러지 등의 전환 방법 {CONVERTING PAPER MILL SLUDGE OR THE LIKE}

본 발명은 폐기물의 전환에 관한 것이며, 특히 제지 공장에서 발생되는 슬러지와 같이 유기물의 함량이 높고 많은 양의 회분을 갖는 슬러지를 전환시키는 방법에 관한 것이다.

펄프 및 제지 공장에서 슬러지라 불리우는 다량의 폐기물을 발생시킨다. 일반적으로, 이러한 슬러지는 매립에 의해 처리되어진다. 날이 갈수록 매립 공간의 부족과 보다 많은 환경 규제로 인해 이러한 매립 방법은 비용이 많이 들고 바람직하지 못한 것으로 인식되고 있다.

종이의 재생 공정으로부터 발생되는 슬러지는 표준 제지 공정에서 발생되는 슬러지 보다 처리시 더 큰 문제점이 있다. 재생 공정으로부터 발생되는 슬러지는 상당한 양의 섬유 및 종이 코팅을 포함한다. 또한, 재생 공정으로부터 발생되는 슬러지의 양은 순수한 펄프로부터 발생되는 슬러지의 양 보다 훨씬 많다. 종이의 재생이 널리 시행되고 있음으로 인해 슬러지의 총량은 날로 증가되는 결과를 가져왔다.

매립의 대안으로서, 유동층 보일러 기술을 사용하여 제지 공장에서 발생되는 슬러지를 연소시키는 방법이 제시되었다. 슬러지의 연소는 슬러지의 열량을 회수하고 수분 함량을 증발시켜, 폐기물의 체적을 감소시키는 것이다. 그러나, 이러한 방법으로는 제지 공장에서 발생되는 슬러지에 함유되어 있는 다량의 회분으로 인해, 여전히 매립과 같은 처리를 필요로 하는 다량의 폐기물이 남게 된다.

사이클론 로는 석탄을 연소시켜 보일러에 동력을 공급하기 위한 노로서 수년 동안 사용되어 왔다. 사이클론 로의 특성은 유리질 슬래그를 발생시킨다는 점이다. 석탄으로 연소되는 사이클론 보일러로부터 발생하는 슬래그는 도로 등의 건설 자재, 연마재 또는 그릿, 및 지붕재료로 사용되어 진다.

사이클론 로가 석탄 등급의 연료를 연소하도록 개선되어졌다 하더라도, 이러한 사이클론 로는 여전히 분탄 연소에는 적합하지 않으며 보조 연료로서 고형 폐기물 연료를 연소시키거나, 주연료, 임시 연료, 혹은 개시 연료로서 기름이나 가스연료를 연소시키도록 사용되고 있다. 폐기물 연료가 석탄과 함께 사용될 때, 그러한 보조 연료는 통상적으로 비교적 낮은 회분 함량을 가지며, 연료의 시간당 무게(파운드)의 비율이 작은 전체 유입 열량의 약 20 % 이하의 열량을 사이클론 로에 공급한다.

또한, 사이클론 연소기 또는 사이클론 로는 회분을 액체 슬래그로 용융시키면서 연료내의 가연물을 완전히 파괴시키는, 보일러 기술분야에서 공지된 고온의 로이다. 연료는 접선방향으로 버너로 주입되는 1차 공기와 함께, 사이클론 로의 버너 단부로 도입된다. 2차 공기는 사이클론 배럴의 지붕에서 접선방향으로 도입되어 연료 입자에 추가의 원심력을 제공한다. 소량의 공기, 즉 제 3 공기도 버너의 중심으로 도입된다. 도 3은 미국 특허 제 5,022,329호에 기술된 사이클론 연소기 또는 사이클론 로의 단면도이다. 연료내의 가연물은 450,000 Btu/cu ft.hr 이상의 방열 비율로 연소되며 3,000℉ 이상의 온도를 갖는 가스가 전개된다. 들어오는 연료입자들은 원심력에 의해 사이클론의 벽으로 투입되어 슬래그내에 유지되며 고속의 2차 공기와 혼합된다. 이러한 사이클론 로는 열방출은 높으나 열흡수가 낮게 설계되어 있다.

도 3은 종래 기술의 사이클론 로(10)를 도시한다. 상기 사이클론 로(10)는 수냉식 수평 실린더(12)이며, 상기 실린더에서는 연료가 분리되어 연소되며 열이 극히 높은 온도에서 방출되며 사이클론 로(10) 내부에 내화재료가 도포되어 있는 주 배럴(12) 내의 슬래그 층(14)상에서 연소가 완료된다. 연료는 공지 형태로 사이클론 로(10)의 버너 단부(16)로 유입된다. 적합한 연료로는 석유 및 합성 액체연료이며 목재, 나무껍질, 석탄 타르, 폐기물, 폐기물 타르 및 석유 코크스 등의 폭넓은 고체 연료가 추가될 수 있다. 적합한 가스 연료로는 폐기물 가스, 석탄 및 생물 자원의 가스화로 인한 연료가스 및 천연가스 등이 포함된다. 상기 사이클론 로는 열방출이 높고 열흡수가 낮도록 설계된다. 이러한 연소는 연소를 완료하여 소정의 액체 슬래그(14)를 제공할 수 있는 높은 온도를 보장한다. 상기 배럴(12)의 벽 상에 얇은 층으로 형성된 용융 슬래그 층(14)은 버너 단부(16)로부터 멀리 이격되게 연속적으로 유출되어 슬래그 배출 개구(24) 및 슬래그 탕구(26)를 통해 방출된다.

사이클론 노(10) 내의 연소에 있어서, 휘발성 물질, 회분 및 회분의 점성은 연료의 적합성을 결정하는 주요한 요인으로 고려된다. 사이클론 로(10)내에서 유리질 슬래그의 형성은 용융물의 조성, 온도, 잔류 시간, 및 추가 금속의 동력학에 의해 영향을 받는다. 그 결과, 바닥 회분 및 비산 회분의 특정 화학조성에 따라 석회석, 모래, 유리 등과 같은 융제의 추가를 필요로 한다. 상기 융제는 분리된 주입기를 통해 또는 1차 또는 2차 연소 공기와 함께 추가되거나 유체 슬래그(250 포이즈 이하)를 2300℉ 이하로 유지하는데 필요한 양으로 바닥 회분과 함께 혼합될 수 있다. 점성을 250 포이즈 이하로 유지하는 것은 중금속을 연소가스로 증발시키는 대신에, 중금속을 슬래그 내부에 유지시키도록 온도가 2500℉ 이상으로 증가되는 것을 방지하면서 슬래그가 사이클론 로(10)로부터 유동될 수 있게 하는 데에 중요하다. 상기 무기질 유해 폐기물 및 소각된 유기질 폐기물로부터의 회분은 사이클론 로(10)로부터 유리화되어 연속적으로 유동되어 안전한 처분을 위해 슬래그 배출 개구(24) 및 슬래그 탕구(26)를 통해 배출되는 용융 슬래그 내부에 포획되게 된다.

도 4는 도 3에 도시된 사이클론 로(10)와 결합된 도시 폐기물 소각로를 도시하는 개략적인 힝단면도이다. 고온의 배기가스는 슬래그(14)가 사이클론 로(10)로부터 배출되는 동안에 화살표 방향으로 도관(20)을 통해 사이클론 로(10)를 통과하여 주 보일러(22)로 배기된다. 호퍼(30)는 보일러(22)내에서 연소시키기 위한 준비된 도시 폐기물을 유지한다. 도시 폐기물의 연소는 오일 또는 가스 버너로 점화된 후에 자체적으로 유지된다. 상기 주 보일러(22) 내부에서의 연소에 의해 발생되는 바닥 회분(36)은 회분 탱크(40)에 연결된 도관(38)에 의해 보일러(22)의 바닥으로부터 제거된다. 또한, 상기 바닥 회분은 주입 및 유리질화 처리를 위해라인(42)을 통해 버너 단부(16)로 통상적인 방법에 의해 이송될 수 있다. 비산된 회분은 뱅크(34)의 하류에 위치된 수집기(44)에서 수집되어 라인(48)을 통해 버너의 단부(16)로 주입된다.

이와 같은, 종래의 회분 처리장치에 있어서는 폐기물 소각 보일러와 사이클론 로가 별도로 설치되어 있어서 장치의 대형화를 초래한다.

발명의 개요

본 발명에 따르면, 제지 공장의 슬러지 또는 높은 회분 함량을 갖는 기타 유사한 유기질 슬러지는 슬러지의 열량을 회수하고 이러한 슬러지의 회분을 바람직한 슬래그 제품으로 전환시키기 위해, 이러한 슬러지를 사이클론 로의 내부에서 이러한 슬러지를 다른 연료원과 함께 연소시킴으로써 전환된다. 바람직하게, 제 2 연료원은 천연 가스이고, 슬러지는 사이클론 로에 유입되는 전체 열량의 약 40 % 이상을 제공하는 동시에, 시간당 연료 무게의 대부분을 차지한다. 연소 이전에 슬러지의 건조는 용이한 취급을 위해 필요하다. 슬러지가 사이클론 로의 내부로 유입되기 위해서는 약 20 % 이하의 수분 함량으로 건조되는 것이 바람직하다. 작동 온도에서 바람직한 유리질 슬래그의 형성을 촉진시키기 위해 석회석 등의 용제가 슬러지에 부가될 수 있다.

제지 공장 슬러지는 통상적으로 건조 상태하에서 약 20 내지 약 50 %의 높은 회분 함량을 갖는다. 또한, 이러한 슬러지는 건조 중량기준으로 통상, 그 발열량이 약 4,000 btu/lb 내지 7,500 btu/lb 범위인 상당한 양의 유기 조성물을 갖는다. 이러한 제지공장 슬러지가 바람직한 연료원이지만, 하수 슬러지나 또는 산업용 폐기물 슬러지와 같은 유사 회분 함량 및 발열량을 갖는 또 다른 슬러지도 연료로 유용하게 사용될 수가 있다.

슬러지의 발열량은 로에 연결된 보일러 또는 다른 열 교환기에 의해 회수된다. 슬러지의 높은 회분 함량은 냉각시에, 강한 경질의 내구성이 있는 유리질 성분을 갖는 건축재료 또는 지붕 제품의 연마재로 사용될 수 있는 슬래그로 형성된다. 상기 회분중 임의의 중금속 또는 유해하고 바람직하지 못한 성분들은 유리질 슬래그 내에 포함될 수 있다.

본 발명의 목적은 경제적이며 환경적으로 안전한 방식으로 제지 공장에서 발생되는 슬러지 등을 전환시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 슬러지에 포함되어 있는 회분으로부터 유용한 제품을 형성하는 동시에, 제지 공장 슬러지의 발열량을 회수하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 전술한 목적 및 잇점과 또 다른 목적 및 잇점은 다음의 상세한 설명으로부터 용이하게 이해될 것이다. 본 발명의 실시예를 예시하는 다음의 첨부 된 도면에는 각각의 구성 요소에 대한 참조 부호가 지정되어 있다.

도 1은 본 발명의 방법에서 사용되는 사이클론 로의 종단면도.

도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 도시된 사이클론 로의 횡단면도.

도 3은 종래의 사이클론 로의 종단면도.

도 4는 도 3과 같은 종래의 사이클론 로를 사용하는 소각 시스템의 전체적인개략도.

제지 공장 슬러지는 그 구성면에서 다양하게 변화할 수 있다. 그러나, 일반적으로 높은 탄소 함량 및 높은 회분 함량을 포함하여 높은 휘발성 성분을 특징으로 한다. 제지 공장 슬러지는 비교적 높은 발열량을 갖는다. 제지 재생 공정으로부터 발생한 제지 공장 슬러지의 3 가지의 근사 분석(proximate analysis), 원소 분석(ultimate analysis) 및, 광물 분석(mineral analysis)이 다음의 도표로 나타나 있다.

제지 공장 슬러지 "1"

근사 분석, % 원소 분석, %

건조상 건조상

회분 48.64 탄소 24.68

휘발성 50.26 수소 3.76

고정 탄소1.10질소 0.63

100.00 황 0.06

회분 48.64

Btu/lb 4123 산소(확산) 22.23

황(S) 0.06 100.00

MAF Btu 8028

광물 분석 연소상 중량 %

이산화 규소, SiO₂39.86

알루미나, Al₂O₃34.21

이산화티탄, TiO₂7.20

산화철, Fe₂O₃0.85

산화칼슘, CaO 13.30

산화마그네슘, MgO 1.20

산화칼륨, K₂O 0.23

산화나트륨, Na₂O 0.12

삼산화황, SO₃0.69

산화인, P₂O₅0.49

스트론튬 산화물, SrO 0.02

바륨 산화물, BaO 0.05

산화 망간, Mn₃O₄0.07

미결1.71

100.00

방법 : ASTM 지정 D 3682-87

제지 공장 슬러지 "2"

근사 분석, % 원소 분석, %

건조상 건조상

회분 20.21 탄소 47.27

휘발성 56.74 수소 4.40

고정 탄소25.05질소 1.33

100.00 황 1.00

회분 20.21

Btu/lb 7734 산소(확산) 25.79

100.00

황(S) 1.00

MAF Btu 9693

광물 분석 연소상 중량 %

이산화 규소, SiO₂38.85

알루미나, Al₂O₃16.92

이산화티탄, TiO₂1.40

산화철, Fe₂O₃5.07

산화칼슘, CaO 14.94

산화마그네슘, MgO 4.88

산화칼륨, K₂O 2.01

산화나트륨, Na₂O 1.27

삼산화황, SO₃8.23

산화인, P₂O₅3.24

스트론튬 산화물, SrO 0.04

바륨 산화물, BaO 0.33

산화 망간, Mn₃O₄0.39

미결2.43

100.00

방법 : ASTM 지정 D 3682-87

제지 공장 슬러지 "3"

근사 분석, % 원소 분석, %

건조상 건조상

회분 45.98 탄소 25.24

휘발성 52.46 수소 3.84

고정 탄소1.49질소 0.37

100.00 황 0.02

회분 45.98

Btu/lb 4031 산소(확산) 24.55

100.00

황(S) 0.02

MAF Btu 7462

광물 분석 연소상 중량 %

이산화 규소, SiO₂40.29

알루미나, Al₂O₃31.96

이산화티탄, TiO₂11.60

산화철, Fe₂O₃0.87

산화칼슘, CaO 12.64

산화마그네슘, MgO 0.70

산화칼륨, K₂O 0.11

산화나트륨, Na₂O 0.15

삼산화황, SO₃0.36

산화인, P₂O₅0.20

스트론튬 산화물, SrO 0.05

바륨 산화물, BaO 0.05

산화 망간, Mn₃O₄0.06

미결0.96

100.00

방법 : ASTM 지정 D 3682-87

전술한 분석에 의해 회분수치가 18 내지 43 %이고 휘발성 재료가 44 내지 50 %임을 알았다. 발열량은 건조 상태 기준 하에 1 lb당 4,031 내지 7,734 Btus의 범위내에서 변화한다. 이러한 제지 공장 슬러지는 또한 건조 샘플에서 우수한 점화 특성을 나타내는 연소 프로파일을 도시하고 있다. 점화점은 유리하게 다양한 형태의 석탄과 비교된다. 섬유 성분이 매우 높은 또 다른 제지 공장 슬러지는 회분 함량이 10 % 정도로 낮다.

사이클론 로내에서 제지 공장 슬러지의 연소 예비 시험(pilot test)은 밥콕 및 윌콕스(Bobcock ＆ Wilcox's)의 사이클론 로를 축소시킨 밥콕 및 윌콕스(Bobcock ＆ Wilcox)의 소형 보일러 시뮬레이터 내에서 수행되어 졌다. 일반적인 사이클론 로는 1991년 6월 11일, 래클리(Rackley) 등에 의해 개시되고 밥콕 및 윌콕스 컴파니에게 양도된 미국 특허 제 5,022,329호의 도 1에 도시되어 있으며, 이는 전술한 바와 같이 본원의 종래 기술로서 도 3에 도시되어 있다. 예비 시험은 용제로 추가되는 석회석과 제지 공장 슬러지의 혼합물 및 용제 없이 단일 성분의 슬러지에 대해 수행되었다. 다음은 수용시에, 점화시에 그리고 건조시에서, 석회석을 함유한 슬러지 혼합물에 대한 근사 분석 및 원소 분석의 도표이다.

석회석이 포함된 제지 공장 슬러지 혼합물

주성분 수용시 연소시 건조시

근사 분석 %

수분 50.79 18.34 ___

휘발성재료 24.61 40.84 50.01

고정 탄소 1.40 2.33 2.85

회분 23.20 38.49 47.14

Lb당 총괄 발열량 Btu 1586 2631 3222

Lb당 Btu(M＆A 없음) ___ ___ 6095

원소 분석 %

수분 50.79 18.34 ___

탄소 11.06 18.36 22.48

수소 1.36 2.26 2.77

질소 0.28 0.47 0.57

황 0.08 0.14 0.17

염소 0.03 0.05 0.06

회분 23.20 38.49 47.17

산소(나머지)13.20 21.89 26.81

합계 100.00 100.00 100.00

총 탄산염, % CO₂5.94 9.86 12.08

칼슘 탄화물, % 13.91 22.42 27.47

CaCO₃(농도)

회분 분석, %

SiO₂의 실리콘 31.93

Al₂O₃의 알루미늄 23.32

Fe₂O₃의 철 1.25

TiO₂의 티타늄 5.63

CaO의 칼슘 28.23

MgO의 마그네슘 5.53

Na₂O^*의 나트륨 0.32

K₂O^*의 칼륨 0.45

SO₃의 황 1.84

P₂O₅의 인 〈0.10

CO₂의 총 탄소 % 1.34

ZnO의 아연 0.08

^*불꽃 광도계로 측정

젖은 슬러지는 조작상의 문제점을 가져온다. 바람직하게 슬러지는 사이클론 로에 들어가기 이전에 수분 함량이 20% 내지 그 이하가 되어야 한다. 석회석을 포함하고 있는 건조 슬러지는 사이클론 로에 이르는 공급기 내부에 장입되기 이전에 3/8" 스크린을 통해 통과된다.

사이클론 로에 투입되는 전체 열의 약 10% 내지 약 40 %의 슬러지 열 투입으로 시험이 행하여 진다. 제 1 시험에서, 또 다른 연료원으로 천연 가스가 사용된다. 사이클론 로는 고온이며, 슬래그는 슬래그 탕구 외부로 흐른다. 슬러지 동시 연소에 의한 슬래그는 고체의 경질이며 강하며 내구성이 있으며, 사이클론 로 내에서 석탄 연소로부터 발생하는 슬래그와 유사하다.

소형의 보일러 시뮬레이터내에서 슬러지와 천연 가스의 동시 연소 이후에, 천연 가스 투입량을 감소하기 위해 파편 타이어(shredded tires)를 추가한 시험이 수행되었다. 파편 타이어 연료는 1/2" 스크린을 통과하여 슬러지와 혼합된다. 타이어로부터 약 10% 내지 약 20%, 슬러지로부터 약 40 %, 그리고 나머지는 천연 가스로부터의 열 투입으로 시험이 행하여진다. 두가지 시험은 만족스럽게 수행되었다.

예비 시험에서 질량 흐름 기준으로(예를들어, 시간당 연료 무게) 과반수의 발열량보다 적게 분포되어 있는 슬러지를 사용한다 하더라도, 슬러지는 천연 가스를 초과한다.

제지 공장 슬러지가 소량의 중금속을 함유한다 하더라도, 이러한 중금속은 슬래그 내에 수반되어, 슬래그는 삼출액(leachate) 시험을 통과한다.

그 결과는 단일 성분의 제지 공장 슬러지와 용제로서 첨가된 석회석을 포함한 복합 슬러지와 유사하다.

도 1과 도 2 는 제지 공장 슬러지의 연소용으로 적합한 사이클론 로를 도시하고 있다. 사이클론 로는 수평의 수냉식 실린더인 사이클론 배럴(10)로 구성되어 있다. 사이클론 배럴(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 접선방향으로 사이클론 배럴(10)로 들어가는 제 2 공기 유입구(11)를 포함한다. 가스 버너(12)는 공기 유입구(11)부분의 사이클론 배럴(10)에 장착된다. 가스 점화기(13)는 버너(12)에 인접하게 위치된다. 분사 장치(14)는 사이클론 배럴(10)을 따라 위치한다. 1차 공기와 함께 슬러지는 분사 장치(14)를 통해 사이클론 배럴(10)로 들어간다. 1차 공기와 2차 공기는 사이클론 배럴(10) 내에서 배럴(10)로부터 로(15) 내부로의 천연 가스와 슬러지 및 공기의 소용돌이 흐름을 일으킨다. 로(15)는 공지된 많은 방법중 임의의 방법으로 보일러에 연결된다.

슬래그는 사이클론 배럴(10)의 내부 표면 상에 형성된다. 용융된 슬래그는 슬래그 배출개구(16)와 슬래그 탕구(17)를 통해 밖으로 배출되며 상기 용융된 슬래그는 외부로 배출되어 통상적으로 ??칭에 의해 냉각된다.

단일 성분의 제지 공장 슬러지가 보일러를 연소시키는 사일클론 로용 보조 연료로 불충분하기 때문에, 제지 공장 슬러지의 혼합이 필요하다. 슬러지는 슬러지의 텀블(tumble) 건조 과정의 일부분으로서 혼합될 수 있다. 대형 사이클론 로의 작동을 위해 슬러지의 최적 크기는 3/8" 내지 5/8" 범위의 크기이다. 더욱이, 조작을 용이하게 하기 위해서는 슬러지를 펠릿으로 괴상화하는 것이 바람직하다.

석회석 또는 또 다른 용제는 필요하지 않다. 필요로 하는 용제는 슬러지에 의해 생산된 슬래그 점성에 따라 달라진다. 측정의 표준은 슬래그가 250 포이즈(poise)의 점성을 갖는 온도인 T-250 온도이다. 만일 T-250 온도가 사이클론 로 내의 작동 온도 이하이면, 용제는 필요하지 않다.

슬래그가 ??칭에 의해 신속하게 냉각되고 사용중에 분쇄된다 하더라도, 용융된 슬래그는 벽돌이나 타일과 같은 유용한 재료로 형성되거나 광물 울(mineral wool)과 같은 섬유 형태의 재료로 성형 또는 몰딩될 수도 있다. 그러나 냉각되면, 슬래그는 유리질의 조직을 갖는다. 만일 매립을 필요로 하면, 슬래그는 슬러지 또는 회분과 비교하여 쉽게 처리될 수 있는 상태가 된다.

산업상 하수 처리로 인해 발생하는 하수 슬러지와 기타 슬러지는 본 발명의 처리법을 사용하여 전환될 수 있다. 이러한 슬러지는 제지 공장 슬러지와 유사한 휘발성 성분, 유기질 성분 및, 회분 함량을 가진다. 일반적인 하수 슬러지의 원소 및 광물 분석은 본 발명가에 의해 1991년 10월 15일자로 허여된 미국 특허 제 5,057,009호에 개시되어 있다.

슬러지를 연소시키고 그의 회분 함량을 유용한 슬래그로 전환시키는 사이클론 로의 능력은 제지 공장 슬러지의 처리에 있어 현재 이용가능한 방법보다 우수한 기술이다. 부분적으로 건조시킨 (약 20 % 이하의 수분을 포함하는)슬러지의 사용으로 종래의 사이클론 로 내에서 최적의 결과가 얻어진다. 그러나, 슬래그를 형성하는데 충분히 높은 온도를 유지하는 동시에 수분을 증발시키는데 충분한 열이 발생된다면, 로 내부로 공급하기 위한 적합한 장치에도 젖은 슬러지를 사용할 수 있다.

슬러지는 사이클론 로에 공급되는 열량의 약 50 % 이상의 열을 차지하는데, 이는 노에 유입되는 슬러지의 수분 함량이 낮아지거나 회분 함량이 낮아질 때, 특히 그렇다. 또한 대량의 용제의 첨가는 슬래그를 형성하는데 필요한 온도를 감소시켜 증가된 비율의 열량이 슬러지에 의해 제공될 수 있게 한다.

파편 타이어는 천연 가스의 요구량을 감소시키기 위해 제지 공장 슬러지와 동시에 연소될 수 있다. 석탄 또는 연료 오일은 보조 연료로 사용된다. 이 모든 경우에, 슬러지의 질량 흐름율은 사이클론 로에 전달된 다른 연료의 질량 흐름율을 초과할 수 있다.

슬러지의 대부분의 회분은 슬래그 내부에서 용융되며, 소량의(5% 미만)회분만이 연소 가스내에 전달된다. 슬러지 동시 연소에 의한 슬래그는 고체의 경질이며 강하며 내구성이 있으며 사이클론 로 내에서 석탄 연소에 의해 발생하는 슬래그와 유사하다.

Claims (12)

1. 높은 회분 함량을 갖는 제지 공장에서 발생되는 슬러지 등의 유기질 슬러지를 전환시키는 방법에 있어서,

   슬러지를 연소시켜서 슬러지의 발열량을 회수하고 슬러지의 회분 함량을 슬래그로 전환시키도록 제 2 연료원과 함께 상기 슬러지를 사이클론 로의 내부로 유입시키는 단계를 포함하고 있는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러지는 상기 사이클론 로에 공급되는 열량의 10 % 내지 40 %를 제공하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러지는 상기 사이클론 로에 공급되는 열량의 50 % 이상을 제공하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러지가 상기 사이클론 로의 내부로 유입되기 전에 20% 이하의 수분 함량으로 건조되는 단계를 더 포함하고 있는 방법.
5. 높은 회분 함량을 갖는 제지 공장에서 발생되는 슬러지 등의 유기질 슬러지를 전환시키는 방법에 있어서,

   슬러지를 20 % 이하의 수분 함량으로 건조시키는 단계와, 그리고

   슬러지의 발열량을 회수하고 슬러지의 회분 함량을 슬래그로 전환시키도록 제 2 연료원과 함께 건조된 슬러지를 사이클론 로의 내부에서 연소시키는 단계를 포함하고 있는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 연소 단계 이전에 상기 슬러지를 펠릿으로 괴상화시키는 단계를 더 포함하고 있는 방법.
7. 건조 중량비로 20 % 내지 50 %의 회분 함량 및 상당한 양의 유기물 함량을 갖는 슬러지에 포함되어 있는 회분을 전환시키는 방법에 있어서,

   회분을 포함하는 경질의 강하고 내구성이 있는 유리질 슬래그를 형성하도록 사이클론 로의 내부에서 상기 슬러지를 연소시키는 단계와, 그리고

   상기 사이클론 로로부터 용융된 슬래그를 제거시키는 단계를 포함하고 있는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 슬러지가 상기 연소 단계 이전에 20 % 이하의 수분 함량으로 건조되는 단계를 더 포함하고 있는 방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 용융된 슬래그가 유리질 제품으로 성형되는 단계를 더 포함하고 있는 방법.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 용융 슬래그가 섬유질 형태로 형성되는 방법.
11. 사이클론 로에 연료를 공급하는 방법에 있어서,

    상기 사이클론 로에 천연 가스를 공급하는 단계와, 그리고

    상기 사이클론 로에 높은 회분 함량을 갖는 제지 공장에서 발생되는 슬러지등의 유기질 슬러지를 동시에 공급하는 단계를 포함하고 있는 방법.
12. 사이클론 로에 연료를 공급하는 방법에 있어서,

    상기 사이클론 로에 높은 회분 함량을 갖는 제지 공장에서 발생되는 슬러지등의 유기질 슬러지를 공급하는 단계와, 그리고

    상기 사이클론 로에 하나 이상의 보조 연료를 동시에 공급하는 단계를 포함하고 있는 방법.

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