KR100534084B1 - Combined drying appratus of sludge - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고함수율 및 고점성의 하수 또는 폐수 슬러지를 효과적으로 처리하기 위해 자켓형건조기(간접가열방식)와 유동형건조기(직접가열방식)를 조합한 슬러지 복합건조 장치에 관한 것으로, 더 상세하게 설명하면 투입되는 하ㆍ폐수 슬러지(수분함량 70∼85%W.B.)는 상부의 2중 원통으로 구성된 자켓형건조기에서 배기가스를 재 가열한 간접열에 의해 1차 건조(수분함량 40∼60%W.B.)되며, 중간 건조된 슬러지 덩어리는 파쇄기에 의해 작은 알갱이로 분쇄되어져 하부의 유동형건조기로 공급되며 나선상 띠형 스크류에 부상날개가 부착된 스크류부상기가 고속 회전하면서 연속적인 슬러지 입자의 유동현상에 의해 입자크기가 미세하게 부서지면서 부양되어 고온 연소열풍에 의해 2차 건조(수분함량 8∼10%W.B.)되는 고효율 복합건조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sludge composite drying apparatus combining a jacket type dryer (indirect heating method) and a fluid type dryer (direct heating method) to effectively treat high water content and high viscosity sewage or wastewater sludge. The sewage and wastewater sludge (water content 70 ~ 85% WB) is firstly dried (water content 40 ~ 60% WB) by indirect heat reheating the exhaust gas in the jacket-type dryer composed of double cylinders at the top. The dried sludge mass is crushed into small granules by a crusher and fed to the lower flow type dryer, and the screw floater with the floating wing attached to the spiral band screw rotates at high speed, and the particle size is finely broken due to the flow phenomenon of the continuous sludge particles. The present invention relates to a high-efficiency combined-drying device which is floated and supported and is secondaryly dried by high temperature combustion hot air (water content of 8 to 10% WB).
Description
본 발명은 고함수율 및 고점성의 하수 또는 폐수 슬러지를 효과적으로 처리하기 위해 자켓형건조기(간접가열방식)와 유동형건조기(직접가열방식)를 조합한 슬러지 복합건조 장치에 관한 것으로, 더 상세하게 설명하면 투입되는 하·폐수 슬러지(수분함량 70∼85%W.B.)는 상부의 2중 원통으로 구성된 자켓형건조기에서 배기가스를 재 가열한 간접열에 의해 1차 건조(수분함량 40∼60%W.B.)되며, 중간 건조된 슬러지 덩어리는 파쇄기에 의해 작은 알갱이로 분쇄되어져 하부의 유동형건조기로 공급되며, 나선상 띠형 스크류에 부상날개가 부착된 스크류부상기가 고속 회전하면서 연속적인 슬러지 입자의 유동현상에 의해 입자크기가 미세하게 부서지면서 부양되어 고온 연소열풍에 의해 2차 건조(수분함량 8∼10%W.B.)되는 고효율 복합건조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sludge composite drying apparatus combining a jacket type dryer (indirect heating method) and a fluid type dryer (direct heating method) to effectively treat high water content and high viscosity sewage or wastewater sludge. The sewage and wastewater sludge (water content 70 ~ 85% WB) is firstly dried (water content 40 ~ 60% WB) by indirect heat reheating the exhaust gas in the jacket-type dryer composed of double cylinders on the upper side. The dried sludge mass is crushed into small granules by a crusher and supplied to the lower flow type dryer. The screw floater with floating wings attached to the spiral band screw rotates at high speed, and the particle size of the sludge is continuously changed. The present invention relates to a high-efficiency combined drying device that is broken and supported and is secondaryly dried by high-temperature combustion hot air (water content of 8 to 10% WB).
일반적으로 하·폐수 슬러지는 수분함량이 높고, 고점성 물질 및 고분자 응집제 등에 의해 다양한 성분이 결합되어 있으며, 슬러지내의 수분결합 구조가 복잡하여 건조처리가 어렵고, 슬러지 건조기의 종류에 따라 열 및 기계적 제약이 크다. 따라서 종래의 슬러지 건조기는 대부분 스팀 등의 열매체를 이용하는 디스크건조기, 패들건조기 및 박막건조기 등의 간접가열방식이 주로 이용되어 왔다. 특히, 2중 드럼에 의한 간접가열식 건조기내부의 교반기는 장축에 주걱모양의 날개를 축에 적당한 간격으로 부착하여 이용하거나, 리본형 교반기 등이 이용되고 있다. 이들 간접가열 건조방식은 원통드럼 내부 슬러지의 교반효율이 저하되며 연속운전이 어렵다. 또한 건조시간이 길고, 대용량 처리가 어려우며 에너지비용이 많이 소요되는 단점이 있다.In general, sewage and wastewater sludge has a high water content, various components are combined by high viscosity materials and polymer coagulants, and the water-bonding structure in the sludge is complicated to make it difficult to dry, and thermal and mechanical constraints depend on the type of sludge dryer. This is big. Therefore, in the conventional sludge dryer, indirect heating methods such as a disk dryer, a paddle dryer, and a thin film dryer using mostly a heat medium such as steam have been mainly used. In particular, the stirrer inside the indirect heating type dryer using a double drum is used by attaching a spatula-shaped wing to the long shaft at an appropriate interval, or a ribbon stirrer or the like. These indirect heating drying method is difficult to continuously operate the stirring efficiency of the sludge inside the cylindrical drum. In addition, there is a disadvantage in that the drying time is long, large-capacity treatment is difficult and energy costs are high.
최근에는 이들 단점을 보완하기 위하여 직접가열식 회전건조기의 드럼내부에 고속 회전하는 파쇄기를 부착하여 고함수율 및 고점성 슬러지를 분쇄시키면서 슬러지 입자와 열풍이 접촉하여 건조되는 방법이 일부 사용되고 있으며, 파쇄기는 장축에 부채살 모양 또는 안테나 모양의 날개를 축의 원주방향으로 수개씩 적당한 간격으로 부착하여 이용하고 있다. 이러한 종래의 파쇄기는 분쇄효과는 높지만 슬러지 입자가 분쇄, 비산되어 하부로 떨어진 입자를 회전건조기의 리프터가 긁어 올려 상부에서 자유낙하하면서 열풍과 접촉하므로 회전드럼 내부에서의 슬러지 입자와 열풍의 접촉시간이 짧고, 슬러지 입자의 크기에 따라 먼저 건조된 미세 입자들이 수분함량이 40∼60%이하로 건조되지 않은 큰 입자들에 달라붙어 건조기 후단에서 고형화 현상을 일으켜 건조효율이 저하되는 단점이 있다.Recently, in order to compensate for these shortcomings, a method of attaching a high speed rotating crusher to the drum of a direct heating rotary dryer to dry the sludge particles and hot air in contact with them while crushing high water content and high viscosity sludge has been used. The fan-shaped or antenna-shaped wings are attached to the circumferential direction of the shaft several times at appropriate intervals. Such a conventional crusher has a high crushing effect, but the sludge particles are crushed and scattered and the particles falling to the bottom are lifted by the lift dryer of the rotary dryer and contacted with the hot air while falling freely from the upper side, so that the contact time between the sludge particles and the hot air inside the rotating drum is increased. According to the size of the sludge particles, the first dried fine particles adhere to large particles that are not dried at a water content of 40 to 60% or less, resulting in a solidification phenomenon at the rear of the dryer, thereby reducing drying efficiency.
또한 슬러지 건조용으로 유동층건조기가 일부 적용되고 있으나, 공기부양에 의한 유동층건조기는 슬러지 입자의 크기 및 함수율에 제약을 받기 때문에 고함수율의 슬러지를 수분조절제를 첨가하여 공기부양이 가능한 함수율로 유지시키고, 슬러지 입자의 크기를 일정 크기이하의 과립상으로 분쇄하여야만 유동층건조가 가능하다. In addition, some fluidized bed dryers are used for sludge drying, but fluidized bed dryers by air flotation are limited by the size and moisture content of the sludge particles, so that the high moisture content sludge is added to maintain moisture at the water content that enables air flotation. Fluidized bed drying is possible only when the size of the sludge particles is crushed into granules of a predetermined size or less.
따라서 종래의 슬러지 건조기들은 다양한 하·폐수 슬러지의 물성 및 건조특성에 따라 열 및 기계적 제약조건이 큰 단점이 있다.Therefore, the conventional sludge dryers have a large disadvantage of thermal and mechanical constraints depending on the properties and drying characteristics of various sewage and wastewater sludges.
본 발명에서는 하·폐수 슬러지의 건조특성에 따라 함수율이 높은 투입슬러지는 자켓형건조기에서 배기가스를 재 가열하여 이용하는 간접가열방식에 의해 끈적끈적한 현상(sticky phase)이나 덩어리로 고형화되는 현상(lump phase)이 발생하지 않는 함수율(40∼60%W.B.)까지 1차 건조시킨 후, 파쇄수단에 의해 작은 알갱이 상태로 유동형건조기에 공급하며, 고속 회전하는 스크류부상기에 의해 슬러지 알갱이는 상·하로 유동하면서 미세 입자로 분쇄됨과 동시에 부양된 입자를 고온 연소열풍과 접촉시켜 열전달 접촉면적을 극대화시키고 체류시간을 증가시키면 건조성능이 향상된다. In the present invention, the input sludge having a high moisture content according to the drying characteristics of the sewage and wastewater sludge is a sticky phase or a solidification by a indirect heating method using reheating exhaust gas in a jacket type dryer (lump phase). After first drying to a moisture content (40 to 60% WB) that does not occur), it is supplied to the flow dryer in small granules by crushing means, and the sludge granules are flowed up and down by the high speed rotating screw flotation. At the same time as the particles are crushed, the suspended particles are brought into contact with the hot combustion hot air to maximize the heat transfer contact area and increase the residence time, thereby improving drying performance.
또한 자켓형건조기에서 배출되는 배기가스를 열풍발생기 외통과 내통사이를 통과시켜 재가열하여 자켓형건조기의 가열열원으로 이용하는 시스템을 구성함으로써, 에너지이용효율이 매우 높다. 이때, 자켓형건조기에서 배출되는 배기가스는 열풍발생기의 외통과 내통사이를 통과하면서 고온 열을 흡수하여 재 가열되면서 대부분의 악취성분이 분해·제거되며, 열풍발생기 내통의 냉각으로 열풍발생기 수명을 연장시키는 효과를 얻을 수 있다. In addition, by using the exhaust gas discharged from the jacket-type dryer between the outer cylinder and the inner cylinder of the hot-air generator to reheat and to use as a heating heat source of the jacket-type dryer, the energy use efficiency is very high. At this time, the exhaust gas discharged from the jacket-type dryer passes between the outer cylinder and the inner cylinder of the hot wind generator, absorbs high temperature heat and reheats it, and most of the odor components are decomposed and removed, and the hot air generator's life is extended by cooling the inner cylinder. It is possible to obtain an effect.
특히, 재 가열된 배기가스는 자켓형건조기 외통과 내통 사이를 통과하면서 내통으로 전열이 이루어지며, 최종 배출되는 배기가스의 온도가 떨어진 상태에서 배출되도록 함으로써, 에너지절약 및 대기오염저감에 기여할 수 있는 특징이 있다. In particular, the reheated exhaust gas is transferred to the inner cylinder while passing between the outer cylinder and the inner cylinder of the jacket-type dryer, and the exhaust gas is discharged in a state where the temperature of the exhaust gas is finally discharged, thereby contributing to energy saving and air pollution reduction. There is a characteristic.
도 1은 본 발명에 따른 슬러지 복합건조 장치의 전체적인 구성을 도시한 개략적 배치 단면도로서, 본 발명에 따른 복합건조 장치은 간접가열식 자켓형건조기(100), 슬러지 파쇄기(200), 직접가열식 유동형건조기(300), 직화식 열풍발생기(400) 및 그 주변 장치들로 구성된다. 따라서 본 발명에 따른 슬러지 복합건조 장치은 1차로 2중 원통으로 구성된 자켓형건조기(100)에서 고함수율의 슬러지가 배기가스를 재 가열하여 이용하는 간접가열방식에 의해 끈적끈적한 현상(sticky phase)이나 덩어리로 고형화되는 현상(lump phase)이 발생하지 않는 함수율(40∼60%W.B.)까지 1차 건조되며, 중간 건조된 슬러지 덩어리는 자켓형건조기 배출구(115)에 부착된 파쇄기(200)에 의해 작은 알갱이로 분쇄되어져 유동형건조기(300)에 이송된다. 상기 유동형건조기(300) 내부에는 부상날개가 부착된 스크류부상기(320)가 설치되는데, 유동형건조기(300)에 공급된 괴상의 알갱이는 고속 회전하는 스크류부상기(320)에 의해 연속적으로 상하로 유동하면서 미세 입자로 분쇄됨과 동시에 부양되고, 부양된 입자는 직화식 열풍발생기(400)의 고온 연소열풍과 접촉하며, 열전달 접촉면적을 극대화시키고 열의 접촉시간을 길게 유지시켜 건조성능을 증가시킨다. 1 is a schematic sectional view showing the overall configuration of the sludge composite drying apparatus according to the present invention, the composite drying apparatus according to the present invention is an indirect heating jacket type dryer 100, sludge crusher 200, direct heating flow type dryer (300) ), The direct type hot air generator 400 and its peripheral devices. Therefore, the sludge composite drying apparatus according to the present invention has a sticky phase or a lump by an indirect heating method in which a sludge having a high water content reheats exhaust gas in a jacket-type dryer 100 composed of a double cylinder primarily. Firstly dried to a water content (40 to 60% WB) that does not cause a lump phase, and the intermediate dried sludge mass is crushed into small grains by a crusher 200 attached to the jacket-type dryer outlet 115. It is crushed and conveyed to the fluid dryer 300. Inside the floating dryer 300, a screw floater 320 having a floating wing is installed. The bulk grains supplied to the floating dryer 300 are continuously up and down by a high speed rotating screw floater 320. While being crushed into fine particles while being floated, the supported particles are brought into contact with the high temperature combustion hot air of the direct type hot air generator 400, maximizing the heat transfer contact area and maintaining the contact time of heat to increase the drying performance.
유동형건조기(300)에서 배출되는 고온·고습도 배기가스는 자켓형건조기(100) 내부로 유동시켜 배기가스의 현열과 잠열을 이용하도록 구성하였으며, 자켓형건조기(100)에서 배출되는 배기가스는 열풍발생기(400)의 외통과 내통사이에 형성된 배기가스 재 가열통로(430)를 통과하면서 가열통로 내벽의 고온 열을 흡수하여 재 가열되며, 대부분의 악취성분이 분해·제거된다. 재 가열된 고온 배기가스는 자켓형건조기(100)의 외통(111)과 내통(112)사이에 형성된 열풍통로(130)를 통과하면서 내통(112)으로 전열이 이루어지며, 배기가스의 온도가 떨어진 상태에서 배기배출구(132)로 배출되고, 집진기(500)에 의해 미세 분진이 제거된 후, 최종 배출된다.The high temperature and high humidity exhaust gas discharged from the fluid type dryer 300 flows into the jacket type dryer 100 to use sensible and latent heat of the exhaust gas. The exhaust gas discharged from the jacket type dryer 100 is a hot air generator. While passing through the exhaust gas reheat passage 430 formed between the outer cylinder and the inner cylinder of 400, the high temperature heat of the inner wall of the heating passage is absorbed and reheated, and most of the odor components are decomposed and removed. The reheated high-temperature exhaust gas passes through the hot air passage 130 formed between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 of the jacket-type dryer 100, and is transferred to the inner cylinder 112, and the temperature of the exhaust gas drops. In the state is discharged to the exhaust outlet 132, fine dust is removed by the dust collector 500, the final discharge.
도 2는 본 발명에 따른 배기가스를 이용하는 간접가열식 자켓형건조기(100)의 부분 절개 정단면도이다. 상기 자켓형건조기는 도 2에 도시한 바와 같이 원통상으로 외통(111)과 내통(112)의 2중 겹벽구조로 된 자켓원통(110)의 내외통 사이를 긴 판상체인 안내판(113)이 나선상으로 배치되어 자켓원통(110)의 2중 겹벽 공간인 나선상의 통로 즉, 열풍통로(130)로 구성되며, 상기 열풍통로(130)는 재 가열된 배기가스가 흐르도록 하기 위하여 후술하는 열풍발생기(400)의 배기가스배출구(131)와 연결되어 있다. 상기 열풍통로(130)는 고온 배기가스의 통과시간을 길게 유지하기 위해 외통(111)과 내통(112)사이에 원주방향으로 띠형 나선형의 안내판(113)을 설치하여 만들어지는 나선상의 공간으로 고온 배기가스가 내통(112) 주위를 나선상으로 돌아서 배출되게 하여 배기가스가 열풍통로(130)에서 체류하는 시간을 길게 유지하여 전열효율을 향상시킨다. 2 is a partial cutaway front sectional view of the indirect heating type jacket-type dryer 100 using exhaust gas according to the present invention. The jacket-type dryer is a cylindrical plate guide plate 113 is a spiral between the inner and outer cylinder of the jacket cylinder 110 having a double layered structure of the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 as shown in FIG. Is arranged in a spiral passage that is a double lap wall space of the jacket cylinder 110, that is composed of a hot air passage 130, the hot air passage 130 is a hot air generator (to be described later to flow the re-heated exhaust gas ( It is connected to the exhaust gas outlet 131 of 400. The hot air passage 130 is a spiral space formed by installing a band-shaped spiral guide plate 113 in the circumferential direction between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 in order to maintain a long passage time of the hot exhaust gas. The gas is discharged by turning around the inner cylinder 112 in a spiral manner to maintain a long time for the exhaust gas to stay in the hot air passage 130 to improve heat transfer efficiency.
또한 자켓원통(110)의 내부에 가로로 스크류교반기(120)가 설치되어 투입된 슬러지를 교반과 동시에 자켓형건조기의 중간배출구(115)로 이송된다. 상기 자켓원통(110)의 일측 상부면을 관통하여 슬러지투입구(114)가 형성되고, 상기 슬러지투입구(114)에 대향되는 측의 하부측을 관통하여 중간배출구(115)가 형성되는데, 상기 중간배출구(115)는 상기 유동형건조기(300)의 슬러지투입구(311)에 연통하여 형성되고, 중간배출구(115)에는 로타리밸브(115v)가 설치되어 슬러지 배출량을 조절한다. 그리고 자켓원통(110)의 일측에서 자켓원통 내부를 관통하여 배기가스를 뽑아 상기 열풍발생기(400)로 이송하는 배기가스순환관(116)이 송풍기(f1)와 함께 설치된다.In addition, the screw stirrer 120 is installed horizontally inside the jacket cylinder 110 and the sludge introduced is stirred and transferred to the intermediate outlet 115 of the jacket-type dryer. The sludge inlet 114 is formed by penetrating the upper surface of one side of the jacket cylinder 110, the intermediate outlet 115 is formed through the lower side of the side opposite to the sludge inlet 114, the intermediate outlet 115 is formed in communication with the sludge inlet 311 of the flow type dryer 300, the intermediate outlet 115 is provided with a rotary valve 115v to control the sludge discharge. In addition, an exhaust gas circulation pipe 116 for extracting exhaust gas from one side of the jacket cylinder 110 through the inside of the jacket cylinder and transferring the exhaust gas to the hot wind generator 400 is installed together with the blower f 1 .
상기 자켓원통(110)의 일측에 열풍발생기(400)의 2중 겹벽구조로부터 형성된 순환가열통로(430)와 연통되는 열풍통로(130)의 열풍입구(131)가 형성되고 이 열풍입구(131)로부터 공급되는 열풍은 내부자켓원통(112)내에 전열되어 교반되는 슬러지를 건조하는데 사용되며, 외부로 방출되는 열풍배출구(132)가 형성된다. 그리고 상기 자켓원통(110)의 일측을 관통하여 내부로 후술하는 유동형건조기(200)에서 배출되는 고온ㆍ고습도 배기가스 즉, 연소가스와 증발수증기의 혼합가스를 공급하는 투입관(312)이 송풍기(f2)와 함께 설치된다.A hot air inlet 131 of the hot air passage 130 communicating with the circulation heating passage 430 formed from the double layered wall structure of the hot air generator 400 is formed at one side of the jacket cylinder 110, and the hot air inlet 131 is formed. The hot air supplied from is used to dry the sludge that is heated and stirred in the inner jacket cylinder 112, the hot air outlet 132 is discharged to the outside is formed. In addition, the inlet pipe 312 which penetrates one side of the jacket cylinder 110 and discharges the high-temperature and high-humidity exhaust gas discharged from the fluid dryer 200, which will be described later, is mixed with combustion gas and evaporated water vapor. f 2 ) is installed together.
도 3은 스크류교반기(120)를 도시한 도면으로써, 스크류교반기(120)는 긴 띠형 판이 소정의 지름으로 된 원을 이루는 나선상으로 꼬여 링스프링처럼 형성된 나선상 띠형 스크류(121)와 상기 나선상 띠형 스크류(121)의 내경측에 가로로 길게 스크류피치를 연결하면서 스크류(121)를 지지하는 긴 각목상 또는 긴 판상인 보강재(122)와 상기 스크류(121)와 보강재(122)의 양단부에 부착 고정되어 스크류와 보강재를 지지하는 원판상의 보강판(123)과 적당한 간격으로 보강재(122)를 안쪽에서 지지하는 링형 원판(126)과 방사형 보강판재(127)가 설치되며, 스크류피치 사이에는 스크류피치 사이를 연결하며 약간돌출되어 형성된 호(弧)형을 이룬 좁고 짧은판으로된 스크래칭 칼날(128)을 설치하여 내부자켓원통(112) 내측 표면에 부착된 슬러지를 긁어내도록 하였다. 상기 두 각 보강판(123)의 중앙을 관통하여 짧은 축으로 형성 고정된 회전축(124)과 상기 회전축(124)의 일방에 연결되어 축을 회전시키는 구동모터(125)로 구성되며, 스크류(121)와 보강재(122)는 슬러지의 연속적인 교반작용과 함께 중간배출구(115) 방향으로 이송시키는 역할을 한다.3 is a view illustrating a screw stirrer 120, wherein the screw stirrer 120 is a spiral band screw 121 and a spiral band screw formed in a spiral shape in which a long band-shaped plate is twisted in a spiral to form a circle having a predetermined diameter. Reinforcement material 122, which is a long wooden or long plate, which supports the screw 121 and connects to both ends of the screw 121 and the reinforcement material 122 while connecting the screw pitch horizontally to the inner diameter side of the screw 121 screw And a reinforcing plate 123 on a disc supporting the reinforcing material and a ring-shaped disc 126 and a radial reinforcing plate material 127 supporting the reinforcing material 122 from the inside at appropriate intervals, and connecting the screw pitch between the screw pitches. And by installing a scratching blade (128) of narrow and short plate forming an arc (弧) formed slightly projected to scrape the sludge attached to the inner surface of the inner jacket cylinder (112). It consists of a fixed rotating shaft 124 formed in a short axis penetrating the center of each of the two reinforcing plate 123 and a driving motor 125 connected to one of the rotating shaft 124 to rotate the shaft, screw 121 And reinforcing material 122 serves to transfer in the direction of the intermediate outlet 115 with the continuous stirring action of the sludge.
도 4는 상기 자켓형건조기(100)에 관한 다른 실시 예이며, 한쌍으로 조합한 한 벌 자켓형건조기의 측면도로써, 전열면적을 증가시키고, 대용량 처리를 위해 사용하도록 구성하였다. Figure 4 is another embodiment of the jacket-type dryer 100, a side view of a pair of jacket-type dryer combined in a pair, it is configured to increase the heat transfer area, to be used for large capacity processing.
도 5는 1차 건조된 슬러지 덩어리의 파쇄기(200)를 도시한 도면으로써, 유동형건조기(300)의 슬러지 투입구측에 설치되어 상기 자켓형건조기(100)에서 1차 건조된 슬러지 덩어리를 더욱 작은 알갱이로 분쇄하기 위해 수개의 파쇄날개(210)를 날개축(220)에 부착하고, 구동모터(211)에 의해 고속 회전하며, 파쇄날개의 측면은 톱날모양(211)으로 제작하여 파쇄효과를 향상시킨다.FIG. 5 is a view illustrating a crusher 200 of firstly dried sludge lumps, and is installed at the sludge inlet side of the flow type dryer 300 to further reduce the granules of sludge firstly dried in the jacket-type dryer 100. Attached to several blade blades 220 to the blade shaft 220, the high-speed rotation by the drive motor 211, the side of the shredding blade is produced in the saw blade shape 211 to improve the fracture effect in order to break into .
도 6은 유동형건조기(300)를 도시한 도면으로써, 자켓형건조기(100)에서 1차 건조된 슬러지 덩어리가 파쇄기(200)에 의해 더욱 작은 알갱이로 분쇄되어져 유동형건조기(300)로 이송되며, 고속 회전하는 스크류부상기(320)에 의해 슬러지 알갱이는 상하로 연속적인 유동현상에 의해 미세 입자로 분쇄됨과 동시에 부상되어 열풍발생기(400)의 연소열풍에 의해 신속하게 건조되도록 한 것인데, 도 6에 도시된 바와 같이 하부에 반원통과 상부에 사다리꼴 형태를 이루는 소정의 공간을 갖고 상기 자켓형건조기(100)와 연통하고 후술하는 열풍발생기(400)의 연소열풍이 공급되도록 구성된 통상의 바디(310)와 바디 내부공간에 고속회전이 가능하도록 설치된 스크류부상기(320)로 구비된다.6 is a view showing the flow dryer 300, the sludge mass first dried in the jacket-type dryer 100 is crushed into smaller particles by the crusher 200 is transferred to the flow dryer 300, high speed The sludge grains are crushed into fine particles by the continuous flow phenomenon up and down by the rotating screw floater 320 and are floated to be dried quickly by the combustion hot air of the hot air generator 400, as shown in FIG. 6. As described above, a body having a predetermined space having a semi-cylindrical shape and a trapezoidal shape at an upper portion thereof communicates with the jacket-type dryer 100 and is configured to supply a combustion hot air of the hot air generator 400 to be described later. It is provided with a screw buoy 320 installed to enable high-speed rotation in the inner space.
상기 통상의 바디(310)의 일측 상부면에서 상기 자켓형건조기(100)의 자켓원통(110)의 중간배출구(115)와 연통하여 투입구(311)가 형성되고, 투입구에 대향하여 일측으로 바디(310)의 상부면을 관통하여 상기 자켓원통(110)의 내부공간과 바디(310)의 내부공간과 연통되는 배기가스배출관(312)이 형성되고, 바디(310)의 일측면을 관통하여 상기 열풍발생기(400)와 연통하는 연소열풍 투입구(313)가 형성된다.An injection hole 311 is formed in communication with the intermediate discharge port 115 of the jacket cylinder 110 of the jacket-type dryer 100 on one side of the upper surface of the normal body 310, the body (1) to the side opposite to the injection hole ( An exhaust gas discharge pipe 312 is formed through the upper surface of the 310 to communicate with the inner space of the jacket cylinder 110 and the inner space of the body 310, and passes through one side surface of the body 310 to form the hot air. A combustion hot air inlet 313 is formed in communication with the generator 400.
도 7은 스크류부상기(320)를 도시한 도면으로써, 상기 스크류부상기(320)는 긴 띠형 판이 소정의 지름으로 된 원을 이루는 나선상으로 꼬여 링스프링처럼 형성된 나선상 띠형 스크류(321)와 상기 나선상 띠형 스크류(321)의 내경측에 가로로 길게 스크류피치를 연결하면서 스크류(321)를 지지하는 각목상 또는 판상인 보강재(322)와 상기 스크류(321)와 보강재(322)의 양단부에 부착 고정되어 스크류와 보강재를 지지하는 원판상의 보강판(323)과 상기 두 각 보강판의 외측 중앙에 관통하나 짧은 축으로 고정된 회전축(324)과 상기 회전축의 일방에 연결되어 축을 회전시키는 구동모터(325)와 스크류(321)의 내측에서 상기 각목상 또는 판상 보강재(322)의 안쪽을 받쳐주며 지지하는 링상의 보강링(326)과 길이 방향의 중앙축을 중심으로 복수개의 방사상의 보강재(327)로 구성되며, 일단은 보강재와 스크류에 고정되어 보강재를 지지하는 역할을 한다. 그리고 적당한 피치간격으로 벌려진 상기 나선 띠형 스크류(321)와 보강재(322) 사이에는 복수개의 곡면 띠형 부상날개(328)가 부착되며, 이 부상날개(328)는 슬러지 알갱이를 연속적으로 상하로 유동시키면서 작은 입자를 미세 입자로 분쇄와 동시에 부양시키며, 나선상 띠형 스크류(321)는 분쇄된 미세 입자를 최종배출구(315)로 이송시키는 역할을 한다. FIG. 7 is a view illustrating a screw buoy 320, wherein the screw buoy 320 is formed in a spiral shape in which a long band-shaped plate is twisted in a spiral to form a circle having a predetermined diameter, and the spiral band screw 321 is formed as a ring spring. It is attached to both ends of the reinforcing material 322 and the wooden or plate-shaped reinforcement 322 and the screw 321 and the reinforcing material 322 supporting the screw 321 while connecting the screw pitch to the inner diameter side of the band-shaped screw 321 horizontally A disk-shaped reinforcement plate 323 supporting a screw and a reinforcement member, and a rotating shaft 324 penetrating through an outer center of the two reinforcement plates but fixed to a short axis and a driving motor 325 connected to one of the rotating shafts to rotate the shaft. And a ring-shaped reinforcement ring 326 which supports and supports the inside of the wooden or plate-shaped reinforcement 322 at the inner side of the screw 321 and a plurality of radial reinforcement 327 about the central axis in the longitudinal direction. And, one end serves to be secured to the stiffener and supporting the screw reinforcement. And a plurality of curved band-shaped floating wing 328 is attached between the spiral band screw 321 and the reinforcing material 322 spread at a suitable pitch interval, the floating wing 328 is small while continuously flowing sludge grains up and down At the same time, the particles are crushed into fine particles and supported, and the spiral band screw 321 serves to transfer the pulverized fine particles to the final discharge port 315.
상기 회전축(324)은 구동모터(325)에 의해 고속 회전하고, 곡면 띠형 부상날개(328)에 의해 슬러지 입자가 미세 입자로 분쇄됨과 동시에 부양된 상태에서 열풍발생기(400)에서 공급되는 고온 연소열풍에 의해 신속하게 건조가 진행된다. 상기 스크류부상기(320)는 자켓형건조기의 스크류교반기(120)와 그 구성 형태가 동일한 구조로 피치간격은 스크류교반기(120)의 피치간격의 절반정도로 좁게하고 복수개의 곡면 띠형 부상날개(328)를 부착하여 부상효과를 증가시키도록 하였으며, 이 부상날개(328)의 설치각도에 따라 슬러지 입자의 부상높이 및 체류시간을 조절할 수 있다. The rotary shaft 324 is rotated at a high speed by the drive motor 325, and the high temperature combustion hot air supplied from the hot air generator 400 in the state in which the sludge particles are crushed into fine particles and supported at the same time by the curved band-shaped floating wing 328. The drying proceeds quickly by. The screw buoy 320 has the same structure as the screw stirrer 120 of the jacket-type dryer, the pitch interval is narrowed to about half the pitch interval of the screw stirrer 120 and a plurality of curved band-shaped floating wings (328) To increase the floating effect by attaching, it is possible to adjust the height and residence time of the sludge particles according to the installation angle of the floating wing (328).
도 8은 상기 유동형건조기(300)의 다른 실시 예이며, 슬러지의 대용량 처리시 사용이 가능하도록 고안된 쌍형의 유동형건조기(300)의 측면도를 도시한 것으로써, 단형의 유동형건조기(300)를 병렬로 조합하여 쌍형을 이루도록 구성하였다. 한쌍의 스크류부상기(320)의 회전방향을 역으로 구성하여 부상입자가 중앙부로 유동하도록 하여 연소열풍의 접촉효율을 높이고 유동형건조기 측면 벽에 슬러지 입자가 부착되는 것을 방지하도록 하였다. 8 is another embodiment of the flow dryer 300, and shows a side view of the twin-type flow dryer 300, which is designed to be used in the processing of a large amount of sludge, in parallel to the flow dryer 300 of the short type It was configured to form a pair in combination. The reverse direction of rotation of the pair of screw buoys 320 is configured to allow the floating particles to flow to the center to increase the contact efficiency of the combustion hot air and to prevent the sludge particles from adhering to the side wall of the fluid dryer.
도 9는 직화식 열풍발생기(400)를 도시한 도면으로써, 상기 자켓형건조기(100)와 유동형건조기(300)에 열풍을 공급하는 것으로 도 9에 도시된 바와 같이 외통(412)과 내통(413)의 2중 겹벽구조의 일측이 콘형인 버너통(410)과 버너통의 일측에 버너(420)가 설치되고, 상기 버너통(410)의 콘형 단부는 직화식 연소열풍 방출구(411)가 형성되어 상기 유동형건조기(300)의 바디(310)의 고온열풍 투입구(313)와 연통되어 있다. 상기 버너통(410)은 상기 자켓형건조기(100)의 자켓원통(110)과 같이 외통과 내통이 구비되어 2중 겹벽구조를 취하고 그 사이 공간은 긴 판형으로 된 안내판(414)이 나선상으로 설치되어 내통의 원주방향으로 돌아 나선형 순환가열통로(430)가 형성되고, 순환가열통로(430)는 상기 자켓원통(110)의 배기가스 배출관(116)과 연통되고, 순환가열통로(430)의 타단은 다시 상기 자켓원통(110)의 2중 겹벽구조에 형성된 열풍통로(130)에 연통되어 가열된 배기가스가 상기 열풍통로(130)로 공급되어 자켓형건조기(100)의 자켓원통(110)의 내통(112)을 가열하여 교반되는 슬러지를 간접적으로 건조한다.9 is a diagram illustrating a direct type hot air generator 400, which supplies hot air to the jacket-type dryer 100 and the flow-type dryer 300, as shown in FIG. 9. The outer cylinder 412 and the inner cylinder 413. Burner barrel 410 and the burner 420 is installed at one side of the burner barrel, and the cone-shaped end of the burner barrel 410 has a direct combustion hot air outlet 411. Is formed is in communication with the high temperature hot air inlet 313 of the body 310 of the flow type dryer (300). The burner barrel 410 is provided with a double-layered structure having an outer cylinder and an inner cylinder like the jacket cylinder 110 of the jacket-type dryer 100, and the space therebetween is provided with a guide plate 414 having a long plate shape in a spiral manner. The spiral circulation heating passage 430 is formed to return to the circumferential direction of the inner cylinder, and the circulation heating passage 430 communicates with the exhaust gas discharge pipe 116 of the jacket cylinder 110, and the other end of the circulation heating passage 430. Is again connected to the hot air passage 130 formed in the double-ply wall structure of the jacket cylinder 110 is heated exhaust gas is supplied to the hot air passage 130 of the jacket cylinder 110 of the jacket-type dryer (100) The inner cylinder 112 is heated to indirectly dry the stirred sludge.
이상과 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 슬러지 복합건조 장치의 작용에 대하여 이하에서 상세히 설명하기로 한다. The operation of the sludge composite drying apparatus according to the present invention having the above configuration will be described in detail below.
도 1에서 상부의 자켓형건조기(100)에 초기함수율 70∼85%W.B.인 하ㆍ폐수슬러지는 슬러지투입구(114)로 공급되고, 저속(3∼10rpm)으로 회전하는 스크류 교반기(120)에 의해서 투입슬러지는 연속적으로 교반작용이 이루어지며, 스크류의 나선모양에 따라 중간배출구(115) 방향으로 슬러지가 이동하면서 건조가 진행된다. 또한 열풍발생기(400)의 2중 겹벽구조로 이루어진 나선형 순환가열통로(430)를 통해 재 가열된 배기가스(400∼500℃)는 자켓형건조기(100)의 자켓원통(110)에 형성된 열풍통로(130)를 통과하면서 자켓원통(110)의 내통(112) 내부표면에 전열이 이루어지고 이 가열면에 슬러지가 접촉하여 건조가 진행되며, 다양한 슬러지의 건조특성에 따라서 점성력과 고형화 현상이 현저하게 감소하는 함수율(40∼60%W.B.)까지 1차 건조된다. In FIG. 1, the sewage and wastewater sludge having an initial water content of 70 to 85% WB is supplied to the sludge inlet 114 and rotated at a low speed (3 to 10 rpm) by a screw stirrer 120 to the upper jacket type dryer 100. The input sludge is continuously agitated, and drying proceeds as the sludge moves toward the intermediate outlet 115 according to the spiral shape of the screw. In addition, the exhaust gas (400 to 500 ° C.) reheated through the spiral circulation heating passage 430 having a double layered wall structure of the hot air generator 400 is a hot air passage formed in the jacket cylinder 110 of the jacket type dryer 100. While passing through 130, heat is transferred to the inner surface of the inner cylinder 112 of the jacket cylinder 110, and the sludge comes into contact with the heating surface, and drying proceeds. Viscosity and solidification are remarkably increased according to various drying characteristics of the sludge. First drying to decreasing water content (40 to 60% WB).
자켓형건조기(100)에서 덩어리 상태로 1차 건조된 슬러지는 중간배출구(115)에 설치된 로타리밸브(115v)에 의해 일정하게 배출되며, 배출된 슬러지 덩어리는 파쇄기(200)에 의해 작은 알갱이로 분쇄되어져 유동형건조기(300)로 공급된다. 공급된 슬러지 알갱이는 유동형건조기(300)에서 고속 회전(200∼300rpm)하는 스크류부상기(320)에 의해 작은 입자로 분쇄됨과 동시에 스크류부상기 상부측으로 부양되면서 열풍발생기(400)의 고온 연소열풍과 입자가 접촉하면서 함수율 8∼10%W.B.까지 신속하게 건조된다. 이러한 건조방식은 슬러지 알갱이를 미세 입자로 분쇄하므로 연소열풍의 접촉면적을 크게 하여 전열효율을 향상시키고, 스크류부상기(320)의 상부 공간에서 공중 부양된 상태에서 상하로 유동하므로 열풍과 접촉하는 시간을 길게 유지할 수 있는 장점 때문에 건조성능이 크게 향상된다. The sludge first dried in a lump state in the jacket-type dryer 100 is discharged constantly by the rotary valve 115v installed in the intermediate outlet 115, and the discharged sludge lump is crushed into small grains by the crusher 200. It is supplied to the flow dryer 300. The supplied sludge granules are pulverized into small particles by the screw buoy 320 rotating at a high speed (200-300 rpm) in the fluid type dryer 300 and at the same time buoyed to the upper side of the screw buoy while the high temperature combustion hot air of the hot air generator 400 As the particles come into contact, they are quickly dried to a water content of 8 to 10% WB. In this drying method, the sludge grain is pulverized into fine particles, thereby increasing the contact area of the combustion hot air to improve the heat transfer efficiency, and the time of contact with the hot air because it flows up and down in an air-lift state in the upper space of the screw buoy 320. Drying performance is greatly improved because of the long retention.
한편 유동형건조기(300)에서 증발된 수증기와 열풍발생기(400)에서 공급되는 연소가스의 혼합기체인 고온·고습도 배기가스(300℃이상)는 배기관(312)을 통해 자켓형건조기(100)의 내부로 유동되며, 자켓형건조기(100) 내부에서 과열 습공기형태로 교반되는 슬러지 상부를 직접가열방식에 의해 건조시킴으로써 배열을 효과적으로 이용할 수 있으며, 운반가스(carrier gas) 역할을 하므로 증발된 수증기를 배기가스배출관(116)으로 신속하게 이동시켜 건조속도를 더욱 향상시킬 수 있다. On the other hand, the high-temperature, high-humidity exhaust gas (over 300 ° C.), which is a mixture of steam evaporated from the flow dryer 300 and the combustion gas supplied from the hot wind generator 400, passes through the exhaust pipe 312 to the inside of the jacket-type dryer 100. Flowing, by using the direct heating method to dry the upper part of the sludge agitated in the jacket-type dryer 100 in the form of superheated humid air by using a direct heating method, and because it serves as a carrier gas (carrier gas) to the exhaust gas discharge pipe Quickly move to 116 to further improve the drying rate.
또한 자켓형건조기(100)에서 배출되는 배기가스 즉, 증발된 수증기는 배기배출관(116)을 통해 열풍발생기(400)의 외통과 내통사이에 형성된 순환가열통로(430)을 통과하면서 열풍발생기(400) 내통의 전열작용에 의해 고온(600∼800℃)을 유지하면서 대부분의 악취성분이 분해·제거되고 온도가 상승한 고온 배기가스는 자켓형건조기(100)의 외통과 내통 사이에 형성된 열풍통로(130)를 통과하면서 자켓형건조기(100)의 가열열원으로 재 이용되는 배기가스 순환이용 싸이클을 형성함으로써, 배열회수이용 및 악취제거 효과가 뛰어난 시스템을 갖는 장치다. In addition, the exhaust gas discharged from the jacket-type dryer 100, that is, the vaporized water vapor passes through the circulation heating passage 430 formed between the outer cylinder and the inner cylinder of the hot air generator 400 through the exhaust discharge pipe 116 while the hot air generator 400 The hot air passage 130 formed between the outer cylinder and the inner cylinder of the jacket-type dryer 100 is decomposed and removed while maintaining the high temperature (600 to 800 ° C.) due to the heat transfer of the inner cylinder. By forming the cycle for exhaust gas circulation that is reused as a heating heat source of the jacket-type dryer 100 while passing through), it is a device having a system having excellent heat recovery and odor removal effect.
본 발명은 다양한 하·폐수 슬러지의 건조특성에 따라 간접가열방식인 자켓형건조기와 직접가열방식인 유동형건조기를 조합한 복합건조 장치로써, 고함수율 및 고점성 슬러지 건조의 열 및 기계적 제약을 해소하여 적용범위가 넓고, 종래기술에 비해 건조성능이 우수하며, 배기가스의 현열과 잠열을 유효하게 이용함으로 에너지절약효과가 크다. The present invention is a complex drying device combining a jacket-type dryer of indirect heating method and a fluid dryer of direct heating method according to the drying characteristics of various sewage and wastewater sludge, to solve the heat and mechanical constraints of high water content and high viscosity sludge drying Wide range of application, excellent drying performance compared to the prior art, energy saving effect is large by using the sensible and latent heat of the exhaust gas effectively.
또한 배기가스가 열풍발생기의 외통과 내통사이를 통과하여 고온으로 재 가열되는 과정에서 대부분의 유기물질 및 악취성분이 분해·제거되어 대기오염저감에도 기여할 수 있으며, 열풍발생기 내통의 냉각효과로 장치의 수명이 연장된다.In addition, most of the organic substances and odorous components are decomposed and removed in the process of exhaust gas being passed between the outer and inner cylinders of the hot wind generator to a high temperature, thereby contributing to the reduction of air pollution. Life is extended.
도 1은 본 발명에 따른 슬러지 복합건조 장치의 개략적인 구성도 1 is a schematic configuration diagram of a sludge composite drying apparatus according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 배기가스를 이용하는 간접가열식 자켓형건조기의 부분절개 정단면도 Figure 2 is a partial cutaway front cross-sectional view of an indirect heating type jacket type dryer using exhaust gas according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 자켓형건조기 내부에 형성되는 스크류교반기의 사시도 Figure 3 is a perspective view of a screw stirrer formed inside the jacket-type dryer according to the invention
도 4는 본 발명에 따른 자켓형건조기의 전열면적을 확대하기 위해 한쌍으로 조합한 측단면도 Figure 4 is a side cross-sectional view of a pair combined to enlarge the heat transfer area of the jacket-type dryer according to the invention
도 5는 본 발명에 따른 1차 건조 슬러지덩어리를 분쇄하기 위한 파쇄기를 도시한 측면도 Figure 5 is a side view showing a crusher for grinding the first dry sludge mass according to the present invention
도 6은 본 발명에 따른 고온 연소열풍을 이용하는 유동형건조기의 정 단면도 및 측면도 Figure 6 is a front cross-sectional view and side view of the flow type dryer using a high temperature combustion hot air according to the present invention
도 7은 본 발명에 따른 유동형건조기 내부의 스크류부상기의 사시도 7 is a perspective view of the screw buoy inside the flow type dryer according to the present invention
도 8은 본 발명에 따른 유동형건조기를 한쌍으로 조합한 측단면도 Figure 8 is a side cross-sectional view of a pair of flow dryer according to the invention in pairs
도 9는 본 발명에 따른 직화식 열풍발생기의 단면도 및 측면도 9 is a cross-sectional view and a side view of the direct type hot air generator according to the present invention.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
100 : 자켓형건조기 110 : 자켓원통100: jacket type dryer 110: jacket cylinder
114 : 슬러지투입구 115 : 중간배출구114: sludge inlet 115: intermediate outlet
120 : 스크류교반기 130 : 열풍통로120: screw stirrer 130: hot air passage
200 : 파쇄기 200: shredder
300 : 유동형건조기 310 : 바디300: fluid type dryer 310: body
312 : 배기가스배출구 313 : 연소열풍투입구 312 exhaust gas outlet 313 combustion hot air inlet
315 : 최종배출구 320 : 스크류부상기 315: final outlet 320: screw buoy
400 : 열풍발생기 410 : 2중겹벽 연소로 400: hot air generator 410: double layer fired furnace
420 : 버너 430 : 배기가스 가열통로420: burner 430: exhaust gas heating passage
500 : 집진기500: dust collector
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