KR100963757B1 - 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로 배가스의 폐열을 이용하여 수분이 함유된 슬러지를 건조시킬 수 있도록 한 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명 슬러지 건조방법은, 전기로의 배가스가 배출되는 배출 경로에 배치된 슬러지 건조통의 내부로 수분이 함유된 슬러지를 투입하는 단계와, 슬러지 건조통의 내부로 전기로 배가스중 일부를 통과시켜 배가스의 폐열을 이용하여 슬러지를 건조시키는 단계와. 건조된 슬러지를 슬러지 건조통의 외부로 배출시키는 단계로 구성된다. 또한 슬러지 건조장치는, 전기로의 배가스중 불완전 연소된 성분을 태우기 위한 연소탑과, 그 연소탑을 통해 점화된 가스를 냉각시키기 위한 냉각탑과, 연소탑을 통해 배출되는 가스의 일부가 냉각탑을 거치지 않고 바이패스되도록 배가스의 배출 경로에 연결되는 배가스 연결관과, 배가스 연결관의 일부위를 감싸도록 배치되고 외주면에 슬러지의 투입, 배출을 위한 투입구와 배출구가 각각 형성되는 슬러지 건조통으로 구성된다.

이에 따르면 본 발명은 버려지는 전기로 폐열을 이용하여 슬러지의 수분 함량을 줄일 수 있도록 함으로써, 에너지 낭비를 예방할 수 있으며 슬러지의 부피를 경감시켜 슬러지 처리 비용을 저감할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

Description

전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조방법 및 그 장치{Apparatus and method for drying of sludge by using electric arc furnace waste heat}

본 발명은 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조방법 및 그 장치에 관한 것으로써, 특히 전기로의 배가스가 나오는 출구측에 배치되어 전기로 측으로부터 배출되는 폐열을 이용하여 수분이 함유된 슬러지를 건조시킬 수 있도록 한 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 산업현장에서 대량의 폐기물이 발생되고 있으며, 폐기물의 처리가 심각해지고 있다.

이러한 폐기물들중 수분이 많이 함유된 슬러지는 일관제철소 화성공장, 전기로 수처리장, 또는 하수종말처리장등의 각종 산업 전 분야에서 발생하고 있으며, 특히 제철소 화성공정에서는 대량의 화성슬러지가 배출되고, 이러한 슬러지의 경우에는 수분 함유율이 높고 많은 유기물을 포함하고 있으므로, 액체상태로 폐기될 경우 유기물의 부패로 인해 토양은 물론 지하수 및 바닷물을 오염시키는 등의 문제점을 유발하고 있다.

또한, 이러한 슬러지의 특성상 쓰레기 처리장에서는 수분함량이 일정량을 초 과하는 슬러지의 경우 반입을 금지하고 있으며, 더구나 2012년부터는 해양 투기도 금지하고 있는 실정이다.

현재 각 산업분야에서 발생되는 슬러지로부터 수분을 제거하기 위하여 다양한 방법 및 장치가 개발되고 있으며, 일 예로는 슬러지를 압착 로울러, 탈수 로울러, 여과포등을 사용하여 수분을 제거하거나, 슬러지를 이송시키면서 크러셔를 이용하여 분쇄한 후에 다시 가열하는 방식을 이용한 수분 제거장치가 개발되었으나, 상기한 방식들 대부분이 슬러지를 덩어리 상태로 처리함에 따라 수분 제거 효율이 만족스럽지 못할 뿐만 아니라, 전기 또는 석유 에너지를 이용하여 슬러지를 가열하는 방식으로 인해 많은 에너지가 낭비되고 있는 실정이다.

한편, 전기로는 고철 스크랩의 용해 과정에서 고온의 열이 발생되고 이 열은 항상 일정한 온도가 아니라 불규칙하게 공급되므로, 폐열을 회수하여 보일러 등의 열 회수설비를 사용하지 못하고 그대로 버리는 경우가 대부분이다.

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 전기로의 배가스 폐열을 이용하여 수분이 많이 함유된 슬러지를 건조시킬 수 있도록 함으로써, 별도의 열원 없이 사용이 가능하므로 에너지 낭비를 예방할 수 있으며 슬러지의 부피를 줄여서 처리 비용을 저감시킬 수 있도록 한 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기로의 배가스가 배출되는 경로에 배치된 슬러지 건조통에 수분이 함유된 슬러지를 투입하는 단계와,

상기 슬러지 건조통의 내부로 상기 전기로 배가스중 일부를 통과시켜 배가스의 폐열을 이용하여 상기 슬러지를 건조시키는 단계와.

상기 건조된 슬러지를 상기 슬러지 건조통의 외부로 배출시키는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 슬러지를 건조시키는 단계에서 상기 슬러지 건조통을 회전시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징적인 요소는, 전기로 배가스의 배출 경로에 배치되고, 내부에 슬러지가 충전되는 공간부를 가지며, 외주면에 슬러지의 투입 배출을 위한 투입구와 배출구가 서로 이격되도록 형성되는 슬러지 건조통과;

상기 슬러지 건조통의 내부에 배치되고, 양단부가 상기 전기로 배가스의 배 출 경로에 연결되는 배가스 연결관을 구비하는 것이다.

바람직하게는, 상기 배가스 연결관은 복수개로 분기되는 형태로 된 것이다.

또, 상기 슬러지 건조통은 상기 투입구와 배출구가 서로 다른 높이에 위치하도록 상기 배가스 연결관에 대해 경사진 각도로 기울어지게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 슬러지 건조통을 회전시키는 회전수단을 더 구비하며, 상기 회전수단은 상기 슬러지 건조통의 양단부와 상기 배가스 연결관 사이에 개재되도록 설치되는 베어링부재와,

상기 슬러지 건조통의 외주면 일부위에 형성되는 체인 스프로킷과,

상기 체인 스프로킷과 연동되는 체인부재와 연결되는 모터축을 가지고 외부 전원이 인가됨에 따라 회전 구동되는 구동모터를 구비한 것이다.

본 발명은 전기로 배가스의 폐열을 이용하여 수분이 함유된 슬러지를 건조시킬 수 있도록 한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 버려지는 전기로 폐열을 이용하여 슬러지의 수분 함량을 줄일 수 있도록 함으로써, 에너지 낭비를 예방할 수 있으며 슬러지의 부피를 경감시켜 슬러지 처리 비용을 저감할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

또한, 별도의 열원을 요구하지 않고도 슬러지를 건조시킬 수 있으므로, 에너지 절감으로 인해 비용이 절감되는 이점을 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조방법 및 그 장치는, 도 1내지 도 4를 참조하여 설명하되, 먼저 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조방법에 대해 설명하면, 전기로(10)의 배가스가 배출되는 배출 경로(32)에 배치된 슬러지 건조통(200)의 내부로 수분이 함유된 슬러지(300)를 투입하는 단계(S1)와, 슬러지 건조통(200)의 내부로 전기로 배가스중 일부를 통과시켜 배가스의 폐열을 이용하여 슬러지(300)를 건조시키는 단계(S2)와. 건조된 슬러지(300)를 슬러지 건조통(200)의 외부로 배출시키는 단계(S4)를 구비한다.

더 상세히 설명하면, 슬러지 건조통(200)의 내부에 수용된 슬러지(300)를 건조시키는 단계에서 슬러지 건조통(200)을 회전시키는 단계(S3)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 슬러지 건조통(200)의 내부로 전기로 배가스중의 일부를 통과시키는 것은 전기로 배가스 배출 경로(32)의 일부를 바이패스하도록 연결된 배가스 연결관(110)을 통해 배가스를 슬러지 건조통(200)의 내부로 통과시키도록 한다.

이러한 방식을 이용하여 슬러지 건조통(200)의 내부에 수분이 많이 함유된 슬러지(300)를 슬러지 건조통(200)의 내부에 투입한 후에, 전기로(10)의 고철 스크랩 용해시 발생되는 폐열을 이용하여 슬러지(300)를 건조시키도록 된 것이다.

한편, 본 발명에 따른 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조장치는, 전기로(10)의 배가스중 불완전 연소된 성분을 태우기 위한 연소탑(20)과, 그 연소탑(20)을 통 해 점화된 가스를 냉각시키기 위한 냉각탑(30)과, 연소탑(20)을 통해 배출되는 가스의 일부가 냉각탑(30)을 거치지 않고 바이패스되도록 배가스의 배출 경로(32)에 연결되는 배가스 연결관(110)과, 배가스 연결관(110)의 일부위를 감싸도록 배치되고 외주면에 슬러지(300)의 투입, 배출을 위한 투입구(210)와 배출구(220)가 각각 형성되는 슬러지 건조통(200)으로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 슬러지 건조통(200)은 내부에 슬러지(300)가 투입되도록 공간부를 갖는 원통 형태로 형성되고, 외주연 일측에 개폐가능한 슬러지 투입구(210)가 형성되고, 타측에 슬러지(300)의 배출을 위해 개폐가능한 슬러지 배출구(220)가 각각 형성된 구조를 갖는다.

또, 슬러지 건조통(200)은 슬러지(300)의 배출이 용이하도록 배가스 연결관(110)에 대해 경사진 각도로 기울어지게 설치된다.

즉, 슬러지 건조통(200)의 일측 부위가 타측 부위보다 높은 위치에 위치하도록 경사진 각도를 갖는다.

또한, 슬러지 건조통(200)은 건조 효율을 높이기 위해 슬러지 건조통(200)을 회전시키는 회전수단을 더 구비할 수 있으며, 회전수단은 슬러지 건조통(200)의 양단부 내주면과 배가스 연결관(110)의 외주면 사이에 개재되도록 설치되는 베어링부재(230)와, 슬러지 건조통(200)의 일단부 외주면 부위에 일체로 형성되는 체인 스프로킷(260)과, 체인 스프로킷(260)과 연동되는 체인부재와 연결되는 모터축(255)을 가지고 외부 전원이 인가됨에 따라 회전 구동되는 구동모터(250)를 구비한 것이다.

또, 도면에는 미도시되어 있지만, 구동모터(250)와 체인부재 사이에 감속기가 더 구비될 수 있다.

그리고, 배가스 연결관(110)은 슬러지 건조통(200) 내부에 수용된 일부위가 슬러지 건조통(200)의 내부에 수용된 슬러지와의 접촉 단면적을 증대시키기 위해 여러 갈래로 분기된 형태를 갖는다.

더 바람직하게는 슬러지 건조통(200)의 양단부 내주면과 배가스 연결관(110)의 외주면 사이에 개재되도록 설치되어 슬러지 건조통(200)의 내부에 수용된 슬러지(300)의 외부 누출을 방지하는 씰링재(235)가 구비된다.

또한, 미설명 부호 "35"와 "150"는 전기로 배가스의 배출 경로(32)와 배가스 연결관(110)에 각각 배치되어 배가스를 흡입하여 송풍하기 위한 송풍기를 나타낸 것이고, "40"은 대기 오염물질을 집진하는 집진부를 나타낸 것이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조장치는, 전기로(10)의 배가스가 연소탑(20)의 내부에서 점화되어 고온(약 1000~2000℃)의 폐열이 발생하게 되고, 연소탑(20)으로부터 냉각탑(30)으로 이송되는 배가스의 일부를 배가스 연결관(110)을 통해 배가스 배출 경로(32)를 바이패스시키고, 배가스 연결관(110)의 외부 일부위가 슬러지 건조통(200)의 내부로 관통되도록 배치함으로써, 배가스 연결관(110)을 통해 배가스가 바이패스될 경우에 발생되는 배가스의 폐열을 이용하여 슬러지 건조통(200)의 내부에 투입된 슬러지(300)를 건조시킨다.

이때, 슬러지 건조통(200)의 내부에는 슬러지 투입구(210)를 통해 투입된 슬 러지가 충전되어 있으며, 이 슬러지는 수분이 많이 함유된 상태에서 배가스 연결관(110)의 외주면과 접촉된다.

이어서, 수분이 함유된 슬러지(300)가 배가스 통과시 발생되는 폐열에 의해 가열된 배가스 연결관(110)과 접촉됨에 따라 건조된다.

또한, 슬러지(300) 건조시 슬러지 건조통(200)을 회전시켜 슬러지(300)의 건조효율을 향상시킬 수 있으며, 이러한 방식에 의해 건조된 슬러지(300)는 슬러지 배출구(220)를 통해 외부로 배출한다.

슬러지 건조통(200)을 회전시키는 것은, 구동모터(250)측에 전원을 인가시킴에 따라 모터축(255)과 치차 결합된 체인부재를 연동되게 회전시키고, 체인부재의 회전으로 체인스프로킷(260)을 연동 회전시켜 체인 스프로킷(260)과 일체로 된 슬러지 건조통(200)을 회전시킨다.

이때, 슬러지 건조통(200)은 양단부가 베어링부재(230)를 매개로 배가스 연결관(110)의 외주면측에 회전 가능하게 결합되어 있으므로, 배가스 연결관(110)과는 간섭되지 않고 회전이 가능하게 된다.

건조된 슬러지의 배출이 완료된 후에는 슬러지 배출구(220)를 닫은 후에, 다시 슬러지 투입구(210)를 열어서 수분이 함유된 새로운 슬러지를 투입하여 상기한 과정을 반복하여 슬러지를 건조시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명 슬러지 건조장치의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명 슬러지 건조통과 배가스 연결관의 결합구조를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조방법을 순차적으로 나타낸 플로우챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전기로 20 : 연소탑

32 : 배출 경로 110 : 배가스 연결관

200 : 슬러지 건조통 210 : 투입구

220 : 배출구 230 : 베어링부재

240 : 체인 스프로킷 250 : 구동모터

255 : 모터축 260 : 체인부재

300 : 슬러지

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 전기로 배가스의 배출 경로(32)에 배치되고, 내부에 슬러지(300)가 충전되는 공간부를 가지며, 외주면에 슬러지(300)의 투입 배출을 위한 투입구(210)와 배출구(220)가 서로 이격되도록 형성되는 슬러지 건조통(200)과;

   상기 슬러지 건조통(200)의 내부에 배치되고, 양단부가 상기 전기로 배가스의 배출 경로(32)에 연결되며, 복수개로 분기되는 형태의 배가스 연결관(110)을 구비하되,

   상기 슬러지 건조통(200)은 상기 투입구(210)와 배출구(220)가 서로 다른 높이에 위치하도록 상기 배가스 연결관(110)에 대해 경사진 각도로 기울어지게 설치되는 것을 특징으로 하는 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 3에 있어서,

   상기 슬러지 건조통(200)을 회전시키는 회전수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 회전수단은 상기 슬러지 건조통(200)의 양단부와 상기 배가스 연결관(110) 사이에 개재되도록 설치되는 베어링부재(230)와,

   상기 슬러지 건조통(200)의 외주면 일부위에 형성되는 체인 스프로킷(260)과,

   상기 체인 스프로킷(260)과 연동되는 체인부재와 연결되는 모터축(255)을 가 지고 외부 전원이 인가됨에 따라 회전 구동되는 구동모터(250)를 구비한 것을 특징으로 하는 전기로 폐열을 이용한 슬러지 건조장치.

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