KR100665613B1

KR100665613B1 - 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100665613B1
Application number: KR1020017004816A
Authority: KR
Inventors: 뷰몬트이.래리; 리차드슨래리디.; 루소우케빈지.
Original assignee: 에코/테크놀러지즈, 엘엘씨
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2007-01-09
Also published as: CN1330752A; DK1123478T3; CA2347232A1; EP1123478A4; JP2003523493A; DE69939545D1; US6279493B1; EP1123478A2; ATE408095T1; ES2315027T3; EP1123478B1; CA2347232C; CR6352A; NZ511793A; AU1210800A; KR20010078389A; AU750551B2; TW414849B; JP4819220B2; CN1117948C

Abstract

도시 폐기물 연소장치 또는 다른 연소장치에서 슬러지를 처리, 분사 및 동시연소시키기 위한 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 이 시스템은 슬러지 수용 및 처리 스테이션과 슬러지 분사 및 연소 스테이션을 포함한다. 슬러지는 하나 이상의 저장 호퍼 내에 수용되어 저장되고, 여기서, 슬러지가 먼저 액체로 희석되고, 이어서 펌핑하기에 적합한 소망의 균질한 상태로 혼합된다. 그 다음, 액체 함량이 높은 슬러지는 노의 분사 노즐로 펌핑되고, 여기서, 슬러지가 바람직하게는 증기로 분무화되고, 노의 연소 구역 내로 분사된다. 개시된 시스템 및 방법은 슬러지의 수분 함량을 증가시키고, 슬러지의 고체 함량을 조절하여 노 온도를 제어한다.

도시 고체 폐기물, 슬러지 동시연소 시스템, 슬러지 분사 및 연소 스테이션, 노 주입 노즐

Description

연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for co-combusting sludge within a combustor}

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본 발명은 도시 고체 폐기물 연소장치(MWC)에 관한 것이고, 넓은 의미에서는, 모든 증기 발전 보일러 및 다른 노(爐)에 관한 것이다. 본 발명은 도시 고체 폐기물이나 다른 연료를 소각하는 MWC 발전 보일러 및 다른 노에서 도시 하수 슬러지, 제지공장 슬러지 및 다른 공업 슬러지를 포함한 고체 함량이 가변적인 폐기물 슬러지를 열 분해에 의해 취급 및 처분하는 것을 포함한다.

슬러지 처분을 위해 지역 사회 및 산업계에서 이용할 수 있는 선택사항이 감소함에 따라, 비용 효과적이고 환경 친화적인 새로운 처분 방법이 절실히 요구되었다. 1950년대 및 1960년대에는, 많은 경우, 슬러지를 다중 화상(火床) 노에서 소각하였다. 그러나, 대부분의 이들 설비는 불량 연소를 겪고, 매우 유해한 대기 배출물을 발생시켰다. 따라서, 이 방법은 비연소 처분 기술이 선호되면서 거의 폐기되었다.

슬러지, 바람직하게는 탄소 함량이 높은 슬러지와 다른 연료와의 동시연소(co-combustion)가 수년 동안 달성하고자 하는 목표가 되어 왔다. 기술 문헌에서 반복적으로 논의되었던 한가지 방법은 노 내에서 슬러지를 건조시킬 필요가 없도록 노에의 분사 전에 슬러지를 예비 건조시키기 위한 외부 열 건조 시스템을 설계하는 것이었다. 그러나, 이 기술은 비용이 많이 들고, 위험하기도 하였는데, 그 이유는 노로부터의 분진을 흡입한 경우 건강에 잠재적으로 해가 있고, 분진 폭발의 위험이 있기 때문이다.

아래에서 설명되는 다른 방법들은 현대적 연소 공정에 젖은 슬러지를 분사하는 것을 포함한다. 이들 방법의 기술은 적용범위의 한정, 경제적 단점, 또는 기술적 단점 때문에 상업적 채택에 실패하였다.

미국 특허 제3,322,079호는, 회전 원심 분무화 장치에 의해 노 내에 분사되는 슬러지를 건조시키기 위해 도시 고체 폐기물(MSW)의 연소로부터 나오는 고온 가스를 사용하는 형식의 슬러지와 MSW와의 동시연소에 있어서의 상승 작용을 기재하고 있다. 그러나, 그러한 시스템의 운전 비용이 높고, 개시된 회전 원심 분무화 장치는 막힘(plugging) 및 마모 때문에 신뢰성 있게 유지되기 어렵다. 회전 분무화 장치는 완전 연소되지 않은 많은 양의 큰 입자를 배출하고, 보일러 내부에의 연소 찌꺼기의 퇴적이 문제로 된다.

미국 특허 제3,838,651호는 연소실 내로 연장하도록 설계된 버너 내에서 폐유를 분무화시키기 위해 증기를 사용하는 것을 개시하고 있다. 그러나, 이 발명은 발명 시점에서는 엄격하게 규제되지 않았던 구식 소각로 내에서의 폐유에만 범위가 한정된다. 부분 연소가 허용되었고, 환경 규정에 따르는 것을 목표로 삼지 않았다. 분무화를 위해 증기가 사용되었지만, 오일이 아닌 것, 즉, 수성의 슬러지는 고려되지 않았다.

미국 특허 제3,903,813호는 증기에 의해 분무화된 슬러지를 오일 버너 또는 가스 버너에 매우 인접하게 연소실 내로 분사하기 위한 장치를 개시하고 있다. 이 분사장치는 동일한 파이프 내에서 가압 유체와 슬러지를 혼합하는 것을 가능하게 하고, 이 경우, 그 혼합물이 배출 파이프의 단부에 있는 좁은 오리피스에서 배출되어, 그 혼합물은 오일 또는 가스가 존재하는 노의 내부의 대기압으로 방출된다. MSW 및 다른 재생 가능한 화석 연료와의 동시연소는 고려되지 않고, 그 장치는 주로 고체 함량이 5% 이하인 슬러지에 사용하는 것을 목적으로 한 것이다. 슬러지 분사 지점은 오일 또는 가스 버너 불꽃 아래의 영역에 한정된다. 이 장치의 목적은 오일 버너 또는 가스 버너에 의해 슬러지만을 소각하는 것이었다.

미국 특허 제5,284,405호는 압축 연소 공기의 흐름 내에 슬러지 입자를 함유시키는 방법을 개시하고 있으나, 이 발명은 회전식 시멘트 가마 내에서의 연소에 한정된 것이다. 부유 상태의 슬러지를 연소시키는 시도가 이루어진 바 없고, 환경 규정에 따르는 것도 고려하고 있지 않다.

미국 특허 제5,052,310호 및 미국 특허 제5,405,537호는 노즐을 통해 노 내로 분사되는 슬러지를 분무화하고 슬러지 중의 수분에 의한 보일러 효율의 저하를 상쇄시키기 위해 산소 농후 공기를 사용하는 MWC용 슬러지 분사 시스템을 개시하고 있다. 그러나, 이 시스템은 소유자의 핵심 생산설비에 인접하여 많은 비용을 들여 산소 생성 플랜트를 건설하거나 또는 다량의 병에 밀봉된 산소를 구입하는 것을 필요로 한다. 또한, 이 발명은 MWC에만 한정된 것이고, 기존의 연소 공기 제어 시스템의 변경을 필요로 할 수 있다.

미국 특허 제5,531,169호는 주로 산으로 오염된 액체 폐기물을 1차 연료 버너에 바로 인접하여 분사하는 것을 개시하고 있다. 이 장치의 주된 목적은 산 분자를 분리시키는 것이다. 이 장치는 증기가 아니라 공기로 분무화시키는 것을 의도하고 있고, 이 발명은 슬러지 처분 및 유해하지 않은 도시 고체 폐기물 연소 및 종래의 전력 발생에 관한 것이 아니고, 액체 유해 폐기물의 처분에 관한 것이다.

미국 특허 제5,544,598호는 연소 중의 도시 고체 폐기물에 분사함으로써 페이스트 형상의 폐기물 또는 지방질 폐기물과 같은 슬러리를 처리하기 위한 노즐을 개시하고 있다. 그러나, 이 장치는 슬러지와 관련된 것이 아니고, 부유 상태로 연소시키도록 입자를 분무화하기 위해 설계된 것도 아니다.

본 발명의 목적은, 광범위한 특성(가변적인 수분 및 고체 함량을 포함)을 가지는 슬러지를 취급할 수 있고, 일정한 흐름의 슬러지를 분사 시스템으로 이송할 수 있는 슬러지 수용 및 처리 시스템을 제공하는데 있다. 종래의 시스템은 가변적인 슬러지 밀도 및 고체 함량에 대처하도록 설계되지 않았고, 그것을 다룬 적도 없었다.

본 발명의 다른 목적은, 전형적으로 고체 함량이 15% 이상인 슬러지에서 직면하게 되는 취급상의 어려움을 회피하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 큰 슬러지 입자를 연소시킬 필요성을 사실상 배제하도록 슬러지 입자의 부유 연소를 극대화시키는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 슬러지 예비 연소 처리 공정에서 폐수, 다른 공업 처리 액체 폐기물, 공기 오염 방지 슬러리, 또는 그들의 혼합물을 사용하는데 있다.

상기 목적은, 종래 기술의 상업적 실행 가능성을 제한시켰던 단점을 사실상 감소 또는 제거하는, 슬러지를 처리하여 연소장치 내에 분사하기 위한 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명은 전체적으로는 슬러지 수용 및 처리 스테이션과 슬러지 분사 및 연소 스테이션을 포함한다. 슬러지 수용 및 처리 스테이션은 슬러지를 수용하여 액체로 희석시킴으로써 슬러지의 수분 함량을 증가시키고, 슬러지 분사 및 연소 스테이션은 그 희석된 슬러지를 연소장치의 연소 구역 내로 분사하고, 이 연소 구역에서, 그 희석된 슬러지가 부유 상태로 연소된다. 슬러지 분사 및 연소 스테이션은 희석된 슬러지를 증기로 분무화하고 그 분무화된 희석 슬러지를 도시 고체 폐기물 또는 다른 연료가 안에서 연소하고 있는 연소장치의 연소 구역 내로 분사하는 슬러지 분사 노즐을 포함할 수 있다. 그리하여, 분무화된 희석 슬러지는 도시 고체 폐기물 또는 다른 연료 위에서 부유 상태로 연소된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 슬러지는 슬러지 수용 및 처리 스테이션에 수용되고, 하나 이상의 저장 호퍼 내에 저장되고, 그 호퍼 내에서, 먼저, 물, 플랜트 폐수, 다른 공업 처리 액체 폐기물, 오염 방지 슬러리, 또는 그들의 혼합물과 같은 희석용 액체로 희석된다. 그 다음, 슬러지 입자 크기가 작게 되고, 슬러지는 펌핑하기에 적합한 소망의 균질한 상태로 혼합된다. 그 다음, 액체 함량이 높은 슬러지가 펌프에 의해 노의 분사 노즐로 공급되고, 그 노즐에서, 바람직하게는 증기로 분무화되어 노의 연소 구역 내로 분사된다.

본 발명에 사용되는 증기 분무화 노즐은, 슬러지가 노 내에 분사되기 전에 분무화 증기와 접촉한 때 플래시(flash) 건조 및 최대 입자 크기의 감소를 가능하게 하도록 특별히 구성되어 있다. 이것에 의해, 거의 완전 연소가 가능하고, 바닥 재의 품질 및 연소에 대한 영향이 거의 또는 전혀 없고, 기존의 공기 오염 방지 시스템에서 사실상 모든 슬러지 연소 생성물의 처리가 행해진다. 종래의 발명들에서는 부유 연소의 목표가 달성되지 않았다.

본 발명은 잠재적인 슬러지 고객의 수를 최대로 증가시키고, 변동하는 1차 연료 열값에 응하여 노의 온도를 안정화시키기 위해, 이송, 조절, 및 고체 함량의 제어를 가능하게 하도록 구성되어 있다.

종래의 시스템들과는 달리, 본 발명은 노의 온도를 제어하는 수단으로서 슬러지의 수분 함량을 기대 이상으로 증가시킨다(사용되는 액체가 물을 함유하는 정도까지). 노의 온도를 감소시킴으로써, 보다 더 많은 1차 연료가 첨가될 수 있고, 그 결과, 도시 폐기물 연소장치 및 바이오매스(biomass) 연소장치와 같은, 상기 연료를 수용하기 위해 지불되는 설비의 수익을 증대시킨다.

MWC(도시 고체 폐기물 연소장치)의 경우에는, MSW(도시 고체 폐기물)의 열값이 고체 폐기물 공급원에 의존하여 계절마다 그리고 시간마다 변동한다. 본 발명은 고체 및 탄소 함량을 포함한 슬러지 특성과 유량의 수동 조정을 가능하게 하여 노 내의 온도를 비교적 일정하게 유지시킬 수 있고, 그 결과, 증기 발생이 보다 원활하게 된다. 또한, 많은 MWC가 설계된 이래로 MSW의 평균 열값이 현격히 증가되었기 때문에, 연료의 높은 열값에 의해 고체 폐기물 처리량이 제한되었다. 고체 폐기물은 MWC의 주 수익원이기 때문에, 처리 용량의 감소는 수익의 감소를 가져올 수 있다. 본 발명의 방법은 MWC 처리량에 따른 수익을 설계 MSW 열값보다 더 높게 유지하는 것을 가능하게 한다.

본 발명은, 슬러지가 수성 용액 및/또는 공업 처리 액체 폐기물 및 오염 방지 슬러리와 같은 다른 액체의 첨가에 의해 희석될 수 있고 슬러지 내의 고체 입자의 크기가 교반 및 분무화에 의해 감소될 수 있는 한 어떠한 범위의 고체 함량을 가지는 슬러지에도 적용될 수 있다. 본 발명은 희석 후의 고체 함량이 5%∼15%인 슬러지를 연소시키도록 구성되어 있다. 이것은 상업적 용도에 사용한 경우 양호한 제어 및 신뢰성을 달성할 수 있게 한다.

모든 공업적 연소 설비의 경우, 본 발명은 플랜트 폐수 및 다른 공업 처리 액체 폐기물을 처분할 수 있을 뿐만 아니라, 전체적인 공기 오염 방지 비용을 감소시킬 수 있다.

제지공장 및 다른 유사한 설비와 같은 공업적 슬러지 발생처의 경우에는, 본 발명은 규제된 매립지로 슬러지를 운반하여 폐기하는데 꾸준히 비용이 증대되는 것과는 달리 기존의 통상의 연료 증기 보일러를 사용하여 환경적으로 우수한 현장 또는 국지적 슬러지 처분을 행하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 슬러지 처리 및 분사 시스템의 바람직한 실시형태와, 다른 목적, 특징, 및 이점은 첨부 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 보면 명백하게 이해될 것이다.

삭제

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 슬러지 처리 및 분사 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시형태의 슬러지 처리 및 분사 시스템(100)은 전체적으로 2개의 스테이션, 즉, 슬러지 수용 및 처리 스테이션(200)과 슬러지 분사 및 연소 스테이션(300)을 포함한다. 슬러지 수용 및 처리 스테이션(200)은 슬러지 분사 및 연소 스테이션(300)으로부터 물리적으로 분리되어 설치될 수도 있다. 또한, 슬러지 수용 및 처리 스테이션(200)의 전부 또는 일부가 운반 중에 슬러지를 희석 및 예비혼합하는 특수 트럭과 같은 슬러지 운송 장치 내에 포함되도록 하는 것도 예상할 수 있다. 그러나, 도 1에 도시된 바람직한 슬러지 처리 및 분사 시스템(100)은 도시 폐기물 연소장치(MWC), 발전 보일러, 또는 다른 노(爐)와 함께 현장에 있는 양 스테이션을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 슬러지 처리 및 분사 시스템(100)의 경우에는, 슬러지가 트럭 또는 파이프라인과 같은 종래의 방법에 의해 슬러지 수용 및 처리 스테이션(200)으로 보내진다. 트럭에 의해 운반되는 경우에는, 슬러지가 배치(batch) 모드로 처리될 수도 있고, 또는 반연속형에 이용하는데 충분한 양이 될 때까지 저장될 수도 있다. 슬러지가 파이프라인과 같은 것에 의해 연속적으로 이송되는 경우에는, 본 시스템은 연속 처리 모드로 용이하게 작동할 수 있다.

어느 모드의 경우이든, 여러가지 수분 함량을 가지는, 전형적으로는, 약 5%∼50%, 바람직하게는 약 15%∼45% 범위의 고체 함량을 가지는 투입 슬러지가 밀폐 호퍼(1)내에 수용된다. 이 밀폐 호퍼(1)는 악취가 없고 무간섭 방식으로 슬러지를 공급 및 저장할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 슬러지의 투입량에 따라 그리고 사용되는 모드가 연속 처리인지 배치(batch) 처리인지에 따라 오버플로를 방지하기 위해 다수의 호퍼가 설치될 수 있다. 호퍼(1)의 바닥에 있는 가변속도 스크루 컨베이어(2)가 슬러지를 가변속도 회전 드럼 혼합기(3)로 이송하고, 이 혼합기는 라인(4)을 통해 물, 플랜트 폐수, 다른 공업 처리 액체 폐기물, 공기 오염 방지 슬러리, 또는 그들의 혼합물을 포함할 수 있는 희석용 액체를 공급받는다. 고체 함량 송신기(5)는 연속 판독 데이터를 고체 제어기(6)에 제공하고, 그 제어기의 제어 패널은 가변속도 구동장치(7)의 속도를 조정함으로써 스크루 컨베이어(2)로부터 드럼 혼합기(3)에 첨가되는 고체의 양을 제어하기 위해 작업자에 의해 설정된다. 또한, 고체 제어기(6)는 드럼 혼합기(3) 내의 소망의 고체 함량을 달성하기 위해 희석용 액체를 첨가하는 것이 요구되는 경우 희석 밸브(8)를 개폐한다. 슬러지에 함유될 필요가 있는 최적의 고체 함량은 약 10%이지만, 그 양은 희석 후에 약 5%∼15%의 범위로 될 수 있다. 이 범위는 취급을 최대로 용이하게 하는 동시에, 효과적인 슬러지 연소를 가능하게 하는 것으로 판명되었다. 5%∼15%의 고체 함량을 가지는 수용된 슬러지는 드럼 혼합기(3)를 바이패스하여 호퍼(1)로부터 바로 슬러지 펌프 흡입 탱크(10)로 배출될 수도 있다.

드럼 혼합기(3)내에서의 계량 및 혼합은 투입 슬러지가 이 시스템의 다음 단계로 이동하기 전에 소망의 고체 함량으로 될 때까지 희석용 액체와 혼합되는 배치(batch) 처리인 것이 바람직하다. 이것은 가장 넓은 가능한 범위의 투입 슬러지 특성으로부터 소망의 고체 함량을 확립하는데 있어 최대의 유연성을 실현할 수 있게 한다.

또한, MSW(도시 고체 폐기물)의 평균 열값이 통상의 수치보다 낮게 되는 경우가 있을 수 있다. 이것은 통상 폭우가 내린 기간에 발생하고, MSW 내의 수분 함량을 높게 한다. 그러한 기간 중에는, 높은 열값을 가지는 슬러지 혼합물을 분사하면 노 온도의 안정화에 효과가 있다. 본 발명은 슬러지 열값을 증가시키기 위한 수동 조정을 가능하게 한다. 이러한 슬러지 열값의 증가는, 슬러지를 고체 함량이 보다 높은 것과 혼합함으로써 및/또는 슬러지 혼합물의 일부 또는 전부로서 하나 이상의 저장 호퍼 내에 수용되어 별개로 저장된 섬유 함량이 높은 제지공장 슬러지와 같은 높은 탄소 함량의 슬러지를 사용함으로써 달성된다.

가변속도 회전 드럼 혼합기(3)는, 이 드럼 혼합기(3)의 교반 작용이 입자 크기를 작게 하고 슬러지를 펌핑에 적합한 균질한 액체로 하는 혼합 작용을 용이하게 하는 시멘트 혼합기와 유사한 방식으로 작동한다. 가변속도 회전 드럼 혼합기(3)에서 소망의 고체 함량이 달성되면, 슬러지는 라인(9)을 통해 밀폐 슬러지 펌프 흡입 탱크(10)로 배출된다.

슬러지 펌프 흡입 탱크(10)는 노 내에 분사하기 전에 소망의 슬러지 혼합물을 저장한다. 이 탱크의 크기는 특정 노의 조업 파라미터에 의해 그리고 사용되는 모드가 연속 차리인지 배치 처리인지에 의해 결정된다. 슬러지 펌프 흡입 탱크(10)는 레벨 제어기(11)를 구비하고, 이 레벨 제어기(11)는 슬러지 펌프 흡입 탱크(10)내의 레벨을 일정하게 유지하도록 드럼 혼합기(3)로부터 배출되는 유량을 조정하기 위해 드럼 혼합기(3)의 가변속도 구동장치(12)를 제어한다. 또한, 슬러지 펌프 흡입 탱크(10)는, 슬러지를 연속적으로 교반하여 슬러지의 침강이나 응결을 방지하고, 이것에 의해 균질한 유체 상태를 유지시키는 혼합기(13)를 구비하고 있다.

슬러지는 슬러지 펌프 흡입 탱크(10)의 바닥으로부터 라인(14)을 통해 조절장치(conditioner)(15)로 보내지는데, 그 조절장치(15)는 가변속도의 점진 이송 공동 펌프(progressive cavity pump)(16)로 들어가기 전에 재료의 모든 큰 조각을 잘게 썰고 자른다(슬러지가 고객으로부터 또는 운반 트럭으로부터 직접 펌핑되는 다른 실시형태의 경우에는, 고객으로부터 오는 큰 입자 오염물에 의한 피해를 최소로 하기 위해 조절장치가 옮겨지거나 또는 추가의 조절장치가 수용 라인에 배치될 수도 있다). 본 발명의 한가지 특징은, 희석된 슬러지가 비교적 용이하게 흐를 수 있게 하여 점진 이송 공동 펌프의 사용을 가능하게 하는 것이다. 고체 함량이 높은 슬러지, 즉, 고체 함량이 15%∼25%인 슬러지를 펌핑하는 종래의 시스템은 강력 피스톤 펌프 또는 비싸고 유지보수가 어려운 왕복동 펌프를 필요로 한다. 본 발명의 점진 이송 공동 펌프(16)는 고체 함량이 약 15% 이하인 슬러지를 용이하게 취급할 수 있다.

이 점진 이송 공동 펌프(16)는 가변속도 구동장치(17)에 의해 구동되고, 라인(18)을 통해 슬러지를 배출하고, 그 배출된 슬러지는 라인(18)로부터 재순환 라인(26)을 통해 슬러지 펌프 흡입 탱크(10)로 복귀되거나, 또는 노(20)의 연소 구역(24)으로의 분사를 위해 슬러지 분사 노즐(19)에 공급된다.

재순환 라인(26)의 목적은, 노(20)에 대한 슬러지 수요가 낮은 경우에 노(20)에의 라인(18) 내에 과압이 발생하는 것을 방지하면서 펌프 제조자의 사양에 따라 점진 이송 공동 펌프(16)를 통과하는 흐름을 적절하게 유지시키는 것이다. 어떤 종류의 펌프에서는, 펌프를 통과하는 흐름이 너무 낮은 경우에는, 펌프가 과열될 수도 있다. 또한, 슬러지 펌프 흡입 탱크(10)로의 재순환은 노에 대한 흐름이 없는 경우 슬러지를 연속적으로 교반하는 것을 조장한다. 그러한 재순환이 바람직하지만, 점진 이송 공동 펌프(16)가 최소 유량 및 최대 압력 제어의 형태를 가지고, 슬러지 펌프 흡입 탱크(10)가 재순환 없이 슬러지 교반을 적절히 유지하는 경우에는, 재순환 라인(26)이 생략될 수도 있다.

재순환 라인(26)은, 재순환 제어 밸브(27)를 조절하여 적절한 최소 유량을 확보하고 노즐 슬러지 압력을 안정화시키는 유량 제어기(25)를 구비하고 있다. 노(20)에의 슬러지 분사의 요구가 낮을 경우에는, 유량 제어기(25)는 재순환 제어 밸브(27)를 개방하여, 슬러지를 슬러지 펌프 흡입 탱크(10)로 재순환시켜 최소의 유량 및 안정된 압력을 유지시킴으로써 점진 이송 공동 펌프(16)의 과열을 방지한다.

노(20)에의 슬러지 유량은 노의 연도 가스 온도에 의거한 노 온도 제어기(22)로부터의 요구 신호에 응답하여, 프로그램 가능한 제어기(21)에 의해 제어된다. 노의 온도가 프로그램 가능한 제어기(21)에 의해 설정된 설정 온도보다 상승한 경우에는, 유량 제어기(23)가 가변속도 구동장치(17)의 속도를 조절하고, 이 가변속도 구동장치(17)는 점진 이송 공동 펌프(16)의 속도 및 슬러지 분사 노즐(19)로의 슬러지 흐름을 제어하고, 이 노즐에서, 슬러지가 증기에 의해 분무화되고, 노(20)의 연소 구역(24)내로 분사되는 것이 바람직하다.
다른 분사 방법도 사용될 수 있지만, 증기 분무화(atomization)를 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 고온 증기가 슬러지를 예열하는 효과와 부유 상태에서 거의 완전 연소하도록 슬러지를 미세한 입자로 분산시키는 효과를 가지기 때문이다. 또한, 펌핑 기술의 진보 및/또는 예열과 그에 의한 슬러지의 점도 저하에 의해, 보다 높은 고체 함량의 슬러지가 언제라도 시스템을 통해 분사 노즐로 펌핑될 수 있다. 이 경우, 분무화 증기는 희석용 매체로서 작용함으로써, 슬러지의 사전 희석이 필요 없게 될 수 있다. 그리하여, 증기 분무화를 사용하는 경우에는, 슬러지의 희석이 슬러지 수용 및 처리 스테이션 대신에 후에 분사 노즐에서 행해질 수 있다.

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도 1에 도시된 바와 같이, 증기는 증기 헤더(28)로부터 라인(29)을 통해 압력 제어 밸브(30)로 이송된다. 내부 증기 발생을 수반하지 않는 노 시스템의 경우에는, 증기가 외부 공급원으로부터 제공될 수도 있다. 어느 시스템이든, 프로그램 가능한 제어기(21)가 압력 제어 밸브(30)를 조절하여 슬러지 분사 노즐(19)에서 증기와 슬러지와의 설정 차압을 유지시킨다. 시험 결과, 최적의 차압은 고체 함량 및 다른 슬러지 특성에 의존하는 것으로 나타났다. 예를 들어, 고체 함량이 약 10%인 슬러지인 경우에는, 노즐에서의 최저 증기압이 50 psig이고 최저 슬러지 압력이 25 psig인 때 약 3갤런/분의 유량의 분무화된 슬러지 흐름이 얻어지는 것으로 판명되었다. 보다 높은 유량을 달성하기 위해서는, 노즐에서 보다 높은 압력이 사용된다. 그 결과, MSW 처리 용량에 대해 5% 이하의 건조 고체를 가지는 슬러지 처분 속도가 달성될 수 있다.

슬러지 분사 노즐(19)은 노즐의 분사지점 전의 슬러지 흐름에 증기를 분사할 수 있도록 선택된다. 이것은 슬러지의 예열 및 부분 플래시(flash) 건조를 가능하게 하고, 노즐의 분사지점에 추가 에너지 방출을 위한 단계를 설정할 수 있게 한다. 이러한 구성은, 특히, 슬러지 입자 크기를 최소로 하여 노(20)의 연속 구역(24)에서 부유 상태에서의 거의 완전 연소를 보장한다. 종래의 발명들은 큰 슬러지 입자의 일부가 바닥 재(ash) 시스템(31)내로 낙하하는 것을 허용하였다. 큰 입자는 불완전 연소하는 경향이 있어, 바닥 재에 높은 수준의 미연소 물질이 퇴적하게 된다. 그렇게 되면, 환경 규정에 적합한지의 여부를 시험한 때, 바닥 재가 바람직하지 않은 화학적 조성을 가지게 될 우려가 있었다. 부유 연소는 각 슬러지 입자의 거의 완전 연소를 보장하는데, 이 경우, 비산(飛散) 재는 덕트(32)에서 노(20)로부터 떠나, 환경 규정에 충분히 따르면서 연소의 모든 비산 재 생성물을 처리하도록 구성된 공기 오염 방지 시스템으로 보내진다.

또한, 슬러지 분사 노즐(19)은 막힘(plugging) 가능성을 최소로 하도록, 바람직하게는 적어도 0.365 평방인치의 넓은 단면적으로 특별히 구성되어 있다. 또한, 노즐의 배출 단부에 돌출 나선부를 마련하여, 이 나선부에 의해 슬러지가 노즐에서 나선형으로 배출되게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 나선형으로 배출되는 과열 슬러지는 직선적으로 분사되지 않고 어떤 속도로 원을 그리도록 분사되어, 노즐에서 큰 운동 에너지를 소산시키고, 노 내부에의 슬러지 입자의 충돌을 방지하여 슬러지 입자의 부유 연소를 더욱 증진시킨다. 바람직한 슬러지 분무화 노즐은 미국 매사추세츠주 그린필드에 소재하는 Bete Fog Nozzle Inc.에서 시판하는 Bete Model No. SA2100이다.

슬러지 분사지점의 위치는 개개의 용도의 슬러지 특성 및 노의 구성에 의존한다. 바람직한 슬러지 분사 시스템은 용도에 대하여 유연성을 가지도록 구성되어 있다. 따라서, 분사지점의 위치는 체류 시간, 노 출구 온도, 및 완전한 난류와 같은 연소를 좋게 하기 위한 요건을 만족시키는 한편, 문제를 해결하는 가능성을 고려하여 결정된다.

본 발명의 바람직한 슬러지 처리 및 분사 시스템은 기존의 노 연소 제어 시스템과의 인터페이스가 간단하게 되도록 구성되어 있다. 프로그램 가능한 제어기(21)에는, 슬러지 흐름 전에 증기 흐름을 확립하고, 노즐 내의 증기 흐름의 저하 또는 보일러 연료 트립과 같은 부조(不調)가 발생한 경우에 슬러지 흐름을 자동적으로 차단하기 위해 릴레이가 제공되어 있다. 슬러지와 함께 공기가 첨가되지 않음으로써, 연소 공기 제어 시스템에 대한 인터페이스가 정밀한 것일 필요는 없다. 분무화 증기로부터의 열이 슬러지의 열값과 합해져 슬러지 내의 기화 액체에 의한 열 손실을 상쇄시키는 경향이 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 슬러지 분사 시스템이 작동하고 있는 경우에는, 기존의 연소 공기 제어 장치가 작은 바이어스(bias)만을 필요로 하거나 또는 전혀 보상을 필요로 하지 않는다.

종래의 슬러지 연소장치는 노 내에 고체 함량이 높은 슬러지를 도입하는 것에 중점을 두고 있었는데, 그 이유는 노 내에 고체 함량이 낮고 수분 함량이 높은 슬러지를 도입하면 노 온도를 저하시킨다는 것이 알려져 있기 때문이다. 다른 인자들이 일정하면, 슬러지 내의 수분을 증발시키는데 필요한 에너지 때문에 노의 순수 열 손실이 일어난다. 따라서, 노 온도에 악영향을 미치지 않는 슬러지를 생성하기 위해, 많은 경우, 탈수 및 예열과 같은, 슬러지로부터의 열 손실을 방지하기 위한 정교한 단계들이 취해진다. 또한, 노 내의 열 손실을 최소로 하는 목적으로, 연소실의 산소를 농후화시키는 단계들이 취해졌다.

본 발명은 투입 슬러지의 수분 함량을 증가시키는, 모순없는 방법을 채용하고 있다. 수분 함량을 증가시킴으로써, 시스템이 슬러지를 더 효율적이고 비용 효과적으로 취급할 수 있다. 또한, 수분 함량이 높은 슬러지를 도시 폐기물 연소장치의 노 내에 분사하는 것에 의해 얻어지는 냉각 효과는 도시 고체 폐기물의 투입량을 증가시킴으로써 보상될 수 있다. 또한, 그러한 냉각 효과는, 노 내의 난류를 증가시키고 교반 중의 난류 때문에 상실되는 산소를 사용함으로써 보상될 수도 있다. 그리하여, 이렇게 노 온도를 제어하는 것에 의해 고체 폐기물 투입을 증가시킬 수 있고, 이것은 MWC(도시 고체 폐기물 연소장치) 설비의 수익을 증대시킨다.

또한, 수분 함량이 높은 슬러지를 분사하여 노의 불꽃 온도를 낮추면, 노로부터의 NO_x 방출 수준이 유의하게 저하하는 놀라운 효과도 있다. 그리하여, 본 발명은 수익원으로서 NO_x감소를 위한 공기 오염 방지 시스템을 제공하는 가능성도 가진다.

본 발명에 따른 슬러지 처리 및 분사 시스템은 어떤 유형의 보일러 또는 연료 유형에 의해 한정되지 않고, 연소와 관련된 난제들을 해결하는 전혀 새로운 방도를 제공하는 가능성을 가진다. 대량 소각 MWC는, 많은 경우, 재의 고온 용융에 의해 야기되는 슬래그 발생 문제를 수반한다. 이 경우, 본 발명의 슬러지 분사 시스템은 중요한 구역을 냉각시켜 슬래그 발생을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 슬러지 분사 시스템은 난류, 혼합, 및 온도 제어의 개선에 의해, 쓰레기 유래 연료 MWC에서의 국부적인 고온 염화물 부식에 의해 야기되는 부식의 문제를 최소로 할 수도 있다. 종래의 화석 연료 보일러도 슬래그 발생 및 각종 형태의 부식을 겪게 되는데, 본 발명의 슬러지 분사 시스템은 이들 문제를 해소시키는데에도 사용될 수 있다. 모든 보일러는 더욱 더 엄격해지는 공기 오염 방지 규정에 직면하고 있다. 본 발명의 슬러지 분사 시스템은 새로운 방출 규제 방법을 제공하는 동시에 지역적인 슬러지 처분 문제를 해결할 수 있는 가능성도 가진다.

[실시예]

본 발명에 따른 시스템을 시험하였는데, 이 경우, 희석된 종이 및 하수 슬러지를 조업 중에 있는 종래의 도시 고체 폐기물 연소장치 내에 주입하였다.

시험을 위해 선택된 연소 설비는 각각의 정격 용량이 1일당 120톤인 3대의 대량 소각 내화 MWC(도시 고체 폐기물 연소장치)를 가지고 있다. 통상의 조업은, 2대의 연소장치가 가동되고 1대의 연소장치는 대기 상태로 이루어진다. 이들 연소장치는 2대의 폐열 보일러 및 그와 관련된 공기 오염 방지 트레인에 접속되어 있다. 각각의 공기 오염 방지 트레인은 정전(靜電) 침전장치와 분무 흡수장치로 이루어진다. 선택된 설비는 도시 고체 폐기물(MSW)을 1일당 240톤까지 소각할 수 있고, 230 psig 및 500℉의 과열 증기를 1시간당 60,000 파운드까지 판매를 위해 발생시킨다.

슬러지의 수용, 희석, 혼합, 저장, 및 펌핑을 고려하여 기존의 연소장치 설비에 약간의 변경을 가하였다. 용량이 1800 갤런인 플라스틱 혼합 탱크를 설비에 설치하고, Nietzsch사에서 제조된 가변속도 구동장치를 구비한 Nemo 점진 이송 공동 펌프를 상기 혼합 탱크에 접속하였다. 사용된 펌프는 60 rpm의 속도에서 1분당 약 100갤런의 용량을 가졌다. 그러나, 본 시험을 위해, 속도를 약 10 rpm으로 낮추어, 소망의 슬러지 흐름을 얻었다. 다량의 슬러지를 펌프 배출부로부터 혼합 탱크로 재순환시킬 수 있는 슬러지 재순환 시스템을 설치하였다. 본 시험 중에, 재순환 시스템을 통한 압력 및 유량 제어를 수동으로 행하였다. 설비의 연소 유닛들 중의 하나를 연소장치 내로의 슬러지의 분사 및 증기 분무화를 가능하게 하도록 변경하였다. Bete Fog Nozzle(상기한 것과 동일한 모델 번호 SA2100)을 연소장치 내의 활성 연소 구역에 가능한 한 가깝게 설치하였고, 증기 헤더와 노즐 압력의 제어, 슬러지 헤더와 노즐 압력의 제어, 및 자기(磁氣) 유량계에 의한 슬러지 유량의 제어를 행할 수 있도록 분사 패널을 사용하였다. 노즐은 슬러지 입자에 의한 막힘 가능성을 최소로 하도록 흐름 면적이 큰 것(0.365 in²)으로 선택되었다.

상기 설비에서, 고체 함량이 약 24%∼40%인 슬러지를 드럼 및 롤-오프(roll-off) 컨테이너 내에 수용하였다. 그 슬러지를, 이러한 유형의 슬러지를 소망의 최종 고체 함량으로 희석시키는데 필요한 다량의 물로 미리 충전된 혼합 탱크 속으로 수동으로 이송하였다. 프로펠러형 혼합기를 사용하여 탱크 내의 슬러지를 교반 및 혼합하고, 공동 펌프를 초기에 수동 재순환 모드로 작동시켜 슬러지 중의 덩어리의 파쇄를 더욱 증진시켰다.

약 2%∼12% 범위의 고체 함량을 가지는 희석된 슬러지를 준비하고 시험하였다. 고체 함량이 약 10%인 경우, 노 내에서의 취급 특성 및 처분 특성의 가장 양호한 조합이 제공된다는 결론에 도달하였다. 4∼20 GPM의 슬러지 유량에서 시험하였고, 최적의 유량으로 10 GPM을 선택하였다. 10 GPM의 선택된 유량은 설비에서의 MSW 처분 용량에 대해 5%의 건조 고체의 슬러지 처분율을 나타낸다. 이 수준은 전형적인 지역 사회에서 발생되는 모든 고체 폐기물 및 하수 슬러지 모두를 한꺼번에 처분할 수 있는 능력을 증명한다.

희석된 슬러지를 점진 이송 공동 펌프를 통해 15∼25 psig의 범위의 압력으로 분사 노즐로 펌핑하였고, 그 노즐에서 약 390℉의 온도 및 슬러지 압력과 유사한 범위의 압력으로 노즐에 공급되는 증기에 의해 분무화시켰다. 분사 전 짧은 기간에 노의 온드를 수 도만큼 증가시킴으로써 연소장치에의 슬러지 분사 개시가 예상되었다. 이것은 MSW 공급 속도를 약간 증가시켜 연소장치 내에 보다 많은 열을 부가함으로써 달성되었다.

기존의 플랜트 계기장치를 사용하여 시험 데이터를 수집하였다. 데이터 수집 스테이션은 주 제어실, 슬러지 혼합 및 펌핑 스테이션, 슬러지 분사 스테이션, 및 연속 방출 모니터실 내에 설치되었다. 1차 연소장치 상태의 시각적 관찰은 주 제어실에 배치된 적외선 카메라 및 모니터를 사용하여 가능하였다. 적외선 기술은 연소장치 내의 분무화의 상태를 판단하는데 특히 유용하였다. 각 시험 종료 시에 젖은 바닥 재 취급 시스템에의 퇴적 직전에 화상(火床)으로부터 바닥 재 시료를 취하였다. 최악의 상황을 반영하기 위해 재 층(ash bed)의 상부로부터 시료를 취하였다.

슬러지 분사 중에, 1차 연소장치 내에 배치된 적외선 카메라는 MSW 연소 화상 위에서 백색 점을 검출하였고, 연소장치 내의 난류 증가를 검출하였다. 연소 MSW는 슬러지 분사 시에 밝아지는 것으로 나타났는데, 이것은 분사되는 슬러지에 의해 야기되는 난류가 보다 더 양호한 혼합을 일으켜 노 내의 연소 상태를 보다 더 양호하게 하는 것을 나타낸다. 분사 시스템에 의한 노 내의 난류가 연소실 내의 과잉 공기의 더 효율적인 사용을 야기할 수 있기 때문에, 슬러지를 연소하는 동안에 과잉 산소가 적게 요구되는 것으로 믿어졌다. 또한, 희석된 슬러지가 연소장치 내에 분사된 경우에 노의 통풍에 대한 현저한 영향은 없었다.

전체 시험 프로그램을 통해, 슬러지 동시연소를 행하든 행하지 않든 굴뚝 배출 가스 내에 검출가능한 양의 이산화황(SO₂)은 없었다. 마찬가지로, 슬러지 동시연소를 행하든 행하지 않든 일산화탄소(CO) 방출은 사실상 0으로 되는 것이 시험 결과에서 나타났다. 이것은 CO의 부재(不在)가 다이옥신 배출이 없는 양호한 연소 상태를 나타내는 주요한 지표이기 때문에 중요한 것이다. 때때로 CO 배출을 나타내는 작은 피크가 관찰될 수 있었지만, 그러한 피크는 결코 설비의 허용 수준에 근접하지 않았고, MSW가 100% 연소된 경우에 통상 관찰되는 것이었다. 따라서, 슬러지를 동시연소시킨 경우, SO₂ 및 CO 배출과 관련된 영향은 없었다.

그러나, 놀랍게도, 각종의 슬러지 파라미터의 초기 시험 결과에서는, 질소 산화물(NO_x) 배출의 즉각적이고 일관적인 감소가 나타났다. 불꽃 온도를 낮춤으로써 NO_x 배출이 감소될 수 있다는 것은 잘 알려져 있다. 그러나, 그러한 감소는 불완전 연소에 기인한 CO의 증가를 야기할 수도 있다. 따라서, 양호한 연소는 NO_x와 CO 모두의 배출이 최소로 되는 영역 내에 포함된다. 모든 슬러지 분사 시험을 통해, CO 배출이 0에 가깝게 유지되었기 때문에, 이 시험 프로그램에 의한 NO_x의 감소는 유의한 것으로 간주되었다. 이들 시험 결과의 요약을 아래의 표 1에 나타낸다.

NO_x 감소의 요약

시험 번호	분사가 없을 경우의 평균 NO_x, Lb/MMbtu	시험 유닛으로부터의 계산된 NO_x, L/MMbtu	계산된 NO_x 감소율 (%)
1	0.229	0.185	19
2	0.229	0.169	26
3	0.229	0.173	24
4	0.229	0.174	24
5	0.229	0.217	5
6	0.229	0.145	37

미입자, 금속 및 다이옥신/푸란 배출에 대한 유사한 시험 결과, 배출이 모두 허용 파라미터보다 낮은 것을 나타냈다. 시험 중에, MSW와 슬러지의 동시연소에 의한 재의 품질에 대한 영향을 측정하기 위해 재 시료도 수집하였다. 그 결과는 매우 일관적이었고, 1.1%∼1.2%의 평균값과 비교하면 점화 손실의 미미한 증가만을 나타냈는데, 이것은 극히 낮은 것으로서 양호한 연소를 나타낸다.

요약하면, 시험 프로그램은, 본 발명이 플랜트 조업, 공기 배출, 또는 재의 품질에 악영향을 미치지 않고 노 온도 제어 시스템으로도 작동할 수 있는 효율적인 슬러지 처리 시스템이다는 것을 보여주었다. 또한, 시험 프로그램은, 도시 고체 폐기물 연소장치 내에의 슬러지 분사 및 동시연소가 도시 고체 폐기물의 열값의 균형을 이루어 MWC에 대한 MSW의 처리능력을 증대시킬 수 있는 이점을 가진다는 것을 보여주었다. 또한, NO_x 배출의 명백한 감소가 달성되었다.

본 발명의 바람직한 실시형태가 첨부 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명이 그러한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 다른 변경 및 개조가 당업자에 의해 행해질 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.

Claims

연소장치 내에서 슬러지를 동시연소(co-combustion)시키기 위한 장치로서, 슬러지를 수용하고 처리하기 위한 슬러지 수용 및 처리 스테이션과, 처리된 슬러지를 연소장치의 연소 구역 내로 분사하기 위한 슬러지 분사 및 연소 스테이션을 포함하는, 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치에 있어서,

상기 처리된 슬러지가 상기 연소장치의 상기 연소 구역 내에서 부유 상태로 연소되고,

상기 슬러지 분사 및 연소 스테이션이,

상기 슬러지를 분무화(atomization)하고, 그 분무화된 슬러지를 상기 연소장치의 상기 연소 구역 내로 분사하기 위한 분사 노즐과,

상기 슬러지 수용 및 처리 스테이션으로부터 슬러지를 받아 저장하기 위한 슬러지 탱크로서, 상기 슬러지를 연속적으로 교반하기 위한 혼합기를 구비한 슬러지 탱크와,

상기 슬러지 탱크로부터 상기 분사 노즐로 상기 슬러지를 이송하기 위해 상기 슬러지 탱크 및 상기 분사 노즐과 유체가 소통하여 있는 펌프와,

상기 슬러지 탱크로부터 상기 펌프로 상기 슬러지를 이송하기 위한 배출 라인, 및

상기 펌프에의 진입 전에 상기 슬러지를 분쇄하기 위해 상기 배출 라인에 배치된 조절장치(conditioner)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 슬러지 분사 및 연소 스테이션의 상기 분사 노즐에서 상기 슬러지가 증기에 의해 분무화되고 희석되어 상기 연소장치의 상기 연소 구역 내로 분사되는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 연소장치는 도시 고체 폐기물 연소장치이고, 상기 처리된 슬러지가 그 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서 연소하는 도시 고체 폐기물 위에서 부유 상태로 연소되는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 슬러지 분사 및 연소 스테이션이, 상기 연소장치 내의 온도를 모니터하고, 상기 연소장치 내의 온도 변화에 응하여 상기 연소장치 내로 분사되는 슬러지의 양을 변화시키기 위한 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 슬러지 수용 및 처리 스테이션이,

슬러지를 수용하고 저장하기 위한 호퍼와,

상기 호퍼로부터 상기 슬러지를 수용하고 또한 희석용 액체를 수용하며, 상기 슬러지를 상기 희석용 액체와 혼합하여 상기 슬러지를 희석시키기 위한 혼합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 희석용 액체가 폐수인 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 희석용 액체가 공기 오염 방지 액체인 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 슬러지 수용 및 처리 스테이션이,

상기 혼합기 내의 희석된 슬러지의 고체 함량을 모니터하고, 상기 호퍼로부터 받는 슬러지의 양과 상기 희석용 액체의 양을 변화시키기 위한 고체 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 슬러지 수용 및 처리 스테이션이,

상기 혼합기 내의 상기 희석된 슬러지의 고체 함량을 연속적으로 모니터하고, 상기 혼합기 내의 고체 함량 변화에 응하여 상기 고체 제어기에의 신호를 발생하기 위해 상기 혼합기에 접속된 고체 함량 송신기와,

상기 고체 제어기로부터의 신호에 응하여 상기 호퍼로부터 상기 혼합기에 상기 슬러지를 공급하기 위해 상기 호퍼 내에 배치된 컨베이어, 및

상기 고체 제어기로부터의 신호에 응하여 상기 희석용 액체를 상기 혼합기에 공급하기 위한 희석 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 혼합기는 회전 드럼 혼합기이고, 상기 컨베이어는 스크루 컨베이어인 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 슬러지 탱크가, 상기 슬러지 탱크 내의 슬러지의 레벨을 모니터하고, 상기 슬러지 탱크 내의 슬러지의 레벨을 일정하게 유지하도록 상기 슬러지 탱크 내에 수용되는 슬러지의 양을 변화시키기 위해 상기 슬러지 수용 및 처리 스테이션으로 보내는 신호를 발생시키기 위한 레벨 제어기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 슬러지 분사 및 연소 스테이션이,

상기 슬러지 탱크로 슬러지를 재순환시키기 위해 상기 펌프와 상기 슬러지 탱크 사이에 접속된 재순환 라인과,

상기 재순환 라인을 통한 슬러지의 유량을 제어하기 위해 상기 재순환 라인에 접속된 재순환 제어 밸브, 및

상기 펌프를 통한 슬러지의 유량을 모니터하고, 상기 재순환 라인을 통해 흐르는 슬러지의 양을 변화시키기 위해 상기 재순환 제어 밸브로 보내는 신호를 발생시키기 위해 상기 펌프에 접속된 유량 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 슬러지 분사 및 연소 스테이션이,

상기 연소장치 내의 온도를 모니커하고, 상기 연소장치 내의 온도 변화에 응하여 신호를 발생시키기 위한 온도 제어기와,

상기 온도 제어기로부터 수신된 신호에 응하여 상기 펌프를 통한 슬러지의 유량을 변화시키기 위해 상기 펌프에 접속된 펌프 구동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 분사 노즐이 상기 분무화된 슬러지를 상기 연소장치의 상기 연소 구역 내로 분사하기 위한 배출 단부를 구비하고,

상기 슬러지가 상기 분사 노즐의 상기 배출 단부로부터 분사되기 전에 증기에 의해 분무화되고 예열되는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 15 항에 있어서, 상기 분사 노즐의 상기 배출 단부는 상기 분사 노즐로부터 슬러지를 나선형으로 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
도시 고체 폐기물 연소장치 내에서 슬러지를 동시연소시키기 위한 장치로서,

슬러지를 수용하고 처리하기 위한 슬러지 수용 및 처리 스테이션과;

상기 슬러지를 분무화하고, 그 분무화된 슬러지를, 도시 고체 폐기물이 연소되고 있는 연소장치의 연소 구역 내로 분사하여, 상기 분무화된 슬러지가 상기 도시 고체 폐기물 위에서 부유 상태로 연소되도록 하는 슬러지 분사 노즐과;

상기 슬러지 수용 및 처리 스테이션으로부터 슬러지를 받아 저장하기 위한 슬러지 탱크로서, 상기 슬러지를 연속적으로 교반하기 위한 혼합기를 구비한 슬러지 탱크와;

상기 슬러지 탱크로부터 상기 분사 노즐로 상기 슬러지를 이송하기 위해 상기 슬러지 탱크 및 상기 분사 노즐과 유체가 소통하여 있는 펌프와;

상기 슬러지 탱크로부터 상기 펌프로 상기 슬러지를 이송하기 위한 배출 라인; 및

상기 펌프에의 진입 전에 상기 슬러지를 분쇄하기 위해 상기 배출 라인에 배치된 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 연소장치 내의 온도를 모니터하고, 상기 연소장치 내의 온도 변화에 응하여 상기 연소장치 내로 분사되는 상기 분무화된 슬러지의 양을 변화시키기 위한 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 슬러지 수용 및 처리 스테이션이,

슬러지를 수용하고 저장하기 위한 호퍼와,

상기 호퍼로부터 상기 슬러지를 수용하고 또한 희석용 액체를 수용하며, 상기 슬러지를 상기 희석용 액체와 혼합하여 상기 슬러지를 희석시키기 위한 혼합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 희석용 액체가 폐수인 것을 특징으로 하는 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 희석용 액체가 공기 오염 방지 액체인 것을 특징으로 하는 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 슬러지 수용 및 처리 스테이션이, 상기 혼합기 내의 희석된 슬러지의 고체 함량을 모니터하고, 상기 호퍼로부터 받는 슬러지의 양과 상기 희석용 액체의 양을 변화시키기 위한 고체 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 22 항에 있어서, 상기 슬러지 수용 및 처리 스테이션이,

상기 혼합기 내의 상기 희석된 슬러지의 고체 함량을 연속적으로 모니터하고, 상기 혼합기 내의 고체 함량 변화에 응하여 상기 고체 제어기에의 신호를 발생하기 위해 상기 혼합기에 접속된 고체 함량 송신기와,

상기 고체 제어기로부터의 신호에 응하여 상기 호퍼로부터 상기 혼합기에 상기 슬러지를 공급하기 위해 상기 호퍼 내에 배치된 컨베이어, 및

상기 고체 제어기로부터의 신호에 응하여 상기 희석용 액체를 상기 혼합기에 공급하기 위한 희석 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
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제 23 항에 있어서, 상기 슬러지 탱크가, 상기 슬러지 탱크 내의 슬러지의 레벨을 모니터하고, 상기 슬러지 탱크 내의 슬러지의 레벨을 일정하게 유지하도록 상기 슬러지 탱크 내에 수용되는 슬러지의 양을 변화시키기 위해 상기 슬러지 수용 및 처리 스테이션으로 보내는 신호를 발생시키기 위한 레벨 제어기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 25 항에 있어서, 상기 슬러지 탱크로 슬러지를 재순환시키기 위해 상기 펌프와 상기 슬러지 탱크 사이에 접속된 재순환 라인과,

상기 재순환 라인을 통한 슬러지의 유량을 제어하기 위해 상기 재순환 라인에 접속된 재순환 제어 밸브, 및

상기 펌프를 통한 슬러지의 유량을 모니터하고, 상기 재순환 라인을 통해 흐르는 슬러지의 양을 변화시키기 위해 상기 재순환 제어 밸브로 보내는 신호를 발생시키기 위해 상기 펌프에 접속된 유량 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 26 항에 있어서, 상기 연소장치 내의 온도를 모니커하고, 상기 연소장치 내의 온도 변화에 응하여 신호를 발생시키기 위한 온도 제어기와,

상기 온도 제어기로부터 수신된 신호에 응하여 상기 펌프를 통한 슬러지의 유량을 변화시키기 위해 상기 펌프에 접속된 펌프 구동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 분사 노즐이 상기 분무화된 슬러지를 상기 연소장치의 상기 연소 구역 내로 분사하기 위한 배출 단부를 구비하고,

상기 슬러지가 상기 분사 노즐의 상기 배출 단부로부터 분사되기 전에 증기에 의해 분무화되고 예열되는 것을 특징으로 하는 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
제 28 항에 있어서, 상기 분사 노즐의 상기 배출 단부는 상기 분사 노즐로부터 슬러지를 나선형으로 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 도시 고체 폐기물 연소장치 내에서의 슬러지의 동시연소를 위한 장치.
슬러지를 수용하는 단계;

상기 슬러지를 교반하여 상기 슬러지 내의 입자의 크기를 작게 하는 단계;

펌핑하기에 적합한 소망의 균질한 상태로 상기 슬러지를 혼합하는 단계;

교반되고 혼합된 슬러지를 분무화하는 단계;

분무화된 슬러지를 연소장치의 연소 구역 내로 분사하는 단계; 및

분사된 슬러지를 상기 연소장치의 상기 연소 구역 내에서 부유 상태로 연소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지 동시연소 방법.
제 30 항에 있어서, 상기 교반되고 혼합된 슬러지가 상기 연소 구역 내로 분사되기 전에 증기에 의해 분무화되는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지 동시연소 방법.
제 30 항에 있어서, 상기 연소장치는 도시 고체 폐기물 연소장치이고, 상기 슬러지가 상기 도시 고체 폐기물 연소장치 안에서 연소되는 도시 고체 폐기물 위에서 부유 상태로 연소되는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지 동시연소 방법.
제 30 항에 있어서, 상기 연소장치 내의 온도를 모니터하는 단계와;

상기 연소장치의 온도를 제어하기 위해, 상기 연소장치 내의 온도 변화에 응하여 상기 연소장치 내에 분사되는 상기 슬러지의 양을 변화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지 동시연소 방법.
제 30 항에 있어서, 상기 혼합 단계가 상기 슬러지를 폐수로 희석시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지 동시연소 방법.
제 30 항에 있어서, 상기 혼합 단계가 상기 슬러지를 공기 오염 방지 슬러리로 희석시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소장치 내에서의 슬러지 동시연소 방법.
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