KR100967719B1 - Apparatus of steam type heat exchanging and method of heat exchanging sludge using the same and sludge treatment apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온도와 압력에 따라 기체와 액체로 변하는 물의 물리적 성질을 이용하여 고온의 슬러지를 냉각시키고 저온의 슬러지를 가열하는 증기식 열교환 유니트, 증기식 열교환 방법 및 이를 이용한 슬러지 가수분해 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steam heat exchange unit, a steam heat exchange method, and a sludge hydrolysis apparatus using the same, which cools high temperature sludge and heats low temperature sludge by using physical properties of water that is changed into gas and liquid according to temperature and pressure. .
이를 위해 본 발명은 고온의 슬러지가 유입되어 온도와 압력에 따라 기체와 액체로 변하는 유체의 상태변화에 의하여 증기압 차이만큼 고온의 수증기가 발생되며 고온의 슬러지는 냉각되는 고온 열교환 용기와, 그리고 저온의 슬러지가 유입되어 이동하면서 상기 고온의 수증기의 응축에 의해 승온되도록 하는 저온 열교환 용기를 포함하여 이루어지는 증기식 열교환 유니트 및 증기식 열교환 방법 그리고 이를 이용한 슬러지 가수분해 장치를 제공한다.To this end, the present invention is a high-temperature heat exchange vessel in which hot steam is generated by the difference in the vapor pressure due to the change in the state of the fluid changes into gas and liquid according to the temperature and pressure of the hot sludge, and the high temperature sludge is cooled, and The present invention provides a steam heat exchange unit and a steam heat exchange method including a low temperature heat exchanger container configured to raise a temperature by condensation of the high temperature water vapor while a sludge is introduced therein, and a sludge hydrolysis apparatus using the same.
슬러지, 열교환, 가수분해 Sludge, heat exchange, hydrolysis
Description
본 발명은 유기물 슬러지의 가수분해 기술에서 증기식 열교환 유니트, 증기식 열교환 방법 및 이를 이용한 슬러지 가수분해 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬러지를 가수분해하기 위하여 슬러지를 가열하는 과정에서, 온도와 압력에 따라 기체와 액체로 변하고 이러한 기화나 액화 과정에서 수증기를 통하여 에너지를 전달할 수 있는 물의 물리적 성질을 이용하여 고온의 슬러지를 냉각시키고 저온의 슬러지를 가열하는 증기식 열교환 유니트, 증기식 열교환 방법 및 이를 이용한 슬러지 가수분해 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steam heat exchange unit, a steam heat exchange method, and a sludge hydrolysis apparatus using the same in the hydrolysis technology of organic sludge, and more particularly, in the process of heating the sludge to hydrolyze the sludge, temperature and pressure Steam heat exchange unit, steam heat exchange method for cooling high temperature sludge and heating low temperature sludge by using the physical properties of water, which is converted into gas and liquid and transfers energy through water vapor during vaporization or liquefaction. It is related with the used sludge hydrolysis apparatus.
일반적으로, 하수슬러지와 음식물 쓰레기 및 축산폐수 등의 유기물 슬러지 (여기서는 슬러지라고 칭한다)가 폐기물로 그대로 배출되면 침출수나 악취 및 해충 발생 등의 환경오염을 일으킬 수 있다. 한편, 슬러지는 건조 후 1kg당 3000 kcal 이상의 많은 에너지가 포함되어 있는데, 슬러지를 처리하는 과정에서 상기 에너지 를 회수할 수만 있다면 경제적으로 매우 유용하겠지만, 슬러지의 함수율이 80% 수준으로 높아서 아직까지는 슬러지에 포함된 에너지가 경제적으로 활용되지 못하고 있다. In general, when organic sludge (herein referred to as sludge) such as sewage sludge and food waste and livestock waste water is discharged as waste, it may cause environmental pollution such as leachate, odor and pest generation. On the other hand, the sludge contains more than 3000 kcal of energy per kg after drying, it would be very economically useful if the energy can be recovered during the treatment of the sludge, but the water content of the sludge is high to 80% so far, the sludge The energy involved is not being used economically.
즉, 슬러지는 함유된 80% 이상의 많은 물을 제거하거나 미생물로 분해하면 에너지를 회수할 수 있고, 이를 위하여 많은 기술이 개발되었지만, 대부분의 기술이 아직 회수되는 에너지보다 투입되는 에너지가 더 커서 경제성이 없거나 악취발생 등의 문제가 있다. 따라서, 현재까지는 대부분의 슬러지가 해양투기나 퇴비 활용 등으로 처리되고 있다. In other words, the sludge can recover energy by removing more than 80% of the water contained or decomposing it into microorganisms, and many technologies have been developed for this purpose. Or there is a problem such as odor occurrence. Therefore, up to now, most of the sludge has been treated by ocean dumping or compost utilization.
한편, 슬러지는 포도당이나 아미노산 및 지방산이 결합한 고분자 화합물인 탄수화물, 단백질, 지질 등의 영양 유기물이 포함되어 구성되고, 이 영양 유기물을 물과 함께 200℃ 이상 고온으로 가열하면 포도당이나 아미노산 등으로 분해되는데, 이러한 현상을 가수분해라고 한다. On the other hand, the sludge is composed of nutrient organic substances such as carbohydrates, proteins, lipids, and the like, which are high molecular compounds in which glucose, amino acids, and fatty acids are combined. This phenomenon is called hydrolysis.
상기 가수분해의 원리를 이용하여 슬러지를 처리하는 여러 가지 방법이 고안되었지만, 고온으로 가열하는 과정에서 많은 열에너지가 필요할 뿐 아니라 고온에 수반되는 물의 높은 증기압을 견디며 연속적으로 작동될 수 있는 장치 구성이 어려워 슬러지의 가수분해 장치가 아직 실용화되지 못하고 있는 실정이다. Although various methods for treating sludge have been devised using the hydrolysis principle, it is difficult to construct a device that can continuously operate while enduring high vapor pressure of water accompanying high temperature as well as a lot of thermal energy in the process of heating to a high temperature. The sludge hydrolysis device has not been put to practical use yet.
특히, 종래의 가수분해장치는 슬러지를 가수분해하기 위하여 상온의 슬러지를 200℃이상으로 직접 가열해야 하기 때문에 온도상승에 필요한 과다한 열에너지가 요구된다는 문제점이 있었다.In particular, the conventional hydrolysis device has a problem that excessive heat energy required for temperature rise is required because the sludge at room temperature must be directly heated to 200 ° C. or higher in order to hydrolyze the sludge.
또한, 반복되는 가수분해 공정에서 가열 및 냉각 과정에 많은 열에너지를 사 용하고, 사용된 에너지가 그대로 버려지기 때문에 열손실이 클 뿐 아니라 별도의 냉각장치를 설치 운영해야 하기 때문에 장치의 효율이 낮다는 문제점이 있었다.In addition, because of the large amount of heat energy used in the heating and cooling process in the repeated hydrolysis process and the energy used is discarded as it is, the heat loss is large and the efficiency of the device is low because it requires the installation and operation of a separate cooling device. There was a problem.
상기와 같이, 종래기술에 따른 가수분해장치는 투입되는 열에너지에 비하여 회수되는 고형물 등의 에너지가 적기 때문에 에너지효율이 낮으므로 폐기물인 슬러지의 처리방법으로는 경제성이 없었다.As described above, the hydrolysis device according to the prior art has a low energy efficiency because the amount of solids and the like recovered is less than that of the input thermal energy, so the method of treating waste sludge was not economical.
따라서, 가수분해장치에 별도의 가열에 사용된 에너지가 재사용될 수 있도록 열교환을 시킬 수 있는 열교환 장치 등이 요구되며, 이러한 공급에너지 대비 회수에너지 효율을 높일 수 있는 장치가 적용되는 가수분해장치의 개발이 요구되는 실정이다.Therefore, a heat exchanger for heat exchange is required such that energy used for separate heating can be reused in the hydrolysis device, and a hydrolysis device to which a device capable of improving recovery energy efficiency compared to the supply energy is applied. This is required.
이렇게 가수분해된 고온의 슬러지와 가수분해될 저온의 슬러지를 열교환하면 에너지를 절약하는 좋은 방법이라는 것은 쉽게 이해하고 가수분해 기술에서 열교환의 필요성을 언급하고 있지만 탈수 슬러지의 유동성이 나빠서 열전달이 되지 않아 이 저온 슬러지를 열교환 가열하는 장치를 구성하는 구체적인 벙법을 아직 개발하지 못하여 슬러지 가수분해에서 전체 온도를 가열하고 다시 냉각하고 있다.It is easy to understand that heat exchange of hot hydrolyzed sludge and cold sludge to be hydrolyzed is a good way to save energy, and the hydrolysis technology mentions the necessity of heat exchange, but the fluidity of dehydrated sludge is not good because of the poor heat transfer. The specific method of constituting a device for heat-exchanging low-temperature sludge has not been developed yet, so the total temperature is heated and cooled again in sludge hydrolysis.
한편, 물은 온도와 압력에 따라 액체나 기체로 상태가 변화하는데 물이 액체에서 기체로 상태가 변화는 온도 압력 곡선을 물의 증기압 곡선이라 한다. 특정 온도에서 증기압 곡선 압력보다 외부 압력이 높으면 물은 액체로 존재하고 외부 압력이 낮으면 기체로 존재한다.On the other hand, water changes its state from liquid to gas according to temperature and pressure, and the temperature pressure curve of water from liquid to gas is called the vapor pressure curve of water. At a certain temperature, water is present as a liquid if the external pressure is higher than the vapor pressure curve pressure and as a gas when the external pressure is low.
물이 수증기로 상태가 변할 때 100℃ 1기압에서 540㎉/㎏의 에너지를 흡수하고 부피는 대략 1700배 팽창하며, 수증기에서 물로 변화할 때는 같은 에너지를 방출하고 응축한다. 상기 물의 증기압 곡선에서 압력과 온도 관계는 표 1에 나타나 있는데 온도가 높아지면 물의 증기압은 매우 급격하게 증가하여 가수분해가 잘 이루어지는 210℃ 에서는 19.2 기압에 달한다.When water changes its state to water vapor, it absorbs 540 kW / kg of energy at 1 atm, and the volume expands approximately 1700 times. When water changes from water vapor to water, it releases and condenses the same energy. The pressure and temperature relationship in the vapor pressure curve of the water is shown in Table 1. When the temperature increases, the vapor pressure of the water increases very rapidly, reaching 19.2 atm at 210 ° C where hydrolysis is good.
(℃)Temperature
(℃)
(기압)pressure
(atmospheric pressure)
(℃)Temperature
(℃)
(기압)pressure
(atmospheric pressure)
(℃)Temperature
(℃)
(기압)pressure
(atmospheric pressure)
(℃)Temperature
(℃)
(기압)pressure
(atmospheric pressure)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가수분해시 슬러지 가열에 사용된 에너지를 열교환을 통하여 재사용하는 구체적인 기술과 장치를 개발하여 가수분해에 에너지 효율을 높일 수 있는 열교환 장치를 개발하는 것이다.In order to solve the above problems, the technical problem to be achieved by the present invention is to develop a specific technology and apparatus for reusing the energy used for heating the sludge during hydrolysis through heat exchange to heat exchange device that can increase the energy efficiency in hydrolysis To develop.
이를 위하여, 유동성이 극히 불량하여 열전달이 잘되지 않아 열교환 장치의 구성이 어려운 슬러지에 고압을 가하여 열교환할 수 있도록 유동화하거나, 가수분해가 효과적으로 진행되는 210℃에서 발생하는 20기압의 높은 증기압 환경의 용기에 슬러지를 주입하고, 열교환 장치에서 가열된 슬러지를 용기에서 배출할 수 있는 슬러지 가압 주입장치를 개발하는 것이다.To this end, a container with a high vapor pressure environment of 20 atmospheres generated at 210 ° C., which is fluidized to apply heat to a sludge which is difficult to form a heat exchanger due to extremely poor fluidity and heat transfer, or is hydrolyzed effectively. Sludge is injected into the sludge, and a sludge pressurized injection device capable of discharging the sludge heated in the heat exchanger from the container is developed.
또한, 본 발명은 연속적으로 가수분해하는 기술을 개발하고, 가열에 사용된 에너지를 열교환을 통하여 재사용하는 기술을 개발하여 가열에 필요한 에너지를 절감할 뿐 아니라 가수분해된 고온의 슬러지를 냉각하는 장치도 필요 없는 열교환 유니트를 개발하는 것이다.In addition, the present invention is to develop a technique for continuously hydrolyzing, and to develop a technique for reusing energy used for heating through heat exchange to reduce the energy required for heating as well as to cool the hydrolyzed hot sludge It is to develop a heat exchange unit that is not necessary.
이를 위하여, 100℃ 이상의 온도에서는 물의 증기압이 대기압보다 높아 수증기가 쉽게 발생하기 때문에 수증기를 이용하여 열교환 가열하기 위하여, 고온의 슬러지가 압력이 낮아지면 수증기가 발생하면서 급속히 냉각되고, 저온의 슬러지에 수증기가 응축하면 가열되는 특성이 있으므로 이러한 성질을 이용하여 고온의 슬러지와 저온의 슬러지를 수증기 발생과 응축으로 열교환 하는 증기식 열교환 방법을 개발하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.For this purpose, since the vapor pressure of water is higher than atmospheric pressure to generate water vapor at a temperature of 100 ° C. or higher, in order to heat-exchange and heat using steam, when the high temperature sludge is low in pressure, water vapor is rapidly cooled and steam is cooled in the low temperature sludge. It is an object of the present invention to develop a steam heat exchange method for heat exchange of hot sludge and low temperature sludge by steam generation and condensation by using these properties.
또한, 본 발명은 고온 슬러지를 주입, 이동, 배출시키면서 고온측 열교환 용기 내의 고온 슬러지에서 수증기가 발생되도록 하여 고온 슬러지를 냉각시키고, 고온측 열교환 용기에서 발생하는 수증기를 저온측 열교환 용기에 이동시켜 저온 슬러지와 접촉하여 저온 슬러지를 가열함으로써 저온 슬러지와 고온 슬러지 간에 수증기 이동으로 열교환할 수 있는 증기식 열교환 유니트를 개발하는 것이다.In addition, the present invention is to cool the high temperature sludge by injecting, moving, and discharge the high temperature sludge in the hot sludge in the high temperature side heat exchange vessel to cool the high temperature sludge, by moving the water vapor generated in the high temperature side heat exchange vessel to the low temperature side heat exchange vessel By heating the cold sludge in contact with the sludge, a steam heat exchange unit that can exchange heat by moving steam between the cold sludge and the hot sludge is developed.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 증기식 열교환 유니트를 다수 개를 직렬로 배치함으로써 열교환을 반복하여 에너지를 여러 번 재사용하여 가수분해에 필요한 열에너지를 현저히 절감시키며 연속적으로 슬러지를 가수분해하는 슬러지 가수분해 장치를 개발하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to arrange a plurality of steam heat exchanger units in series to repeat the heat exchange to reuse the energy several times to significantly reduce the heat energy required for hydrolysis and to continuously hydrolyze the sludge, sludge hydrolysis Is in developing the device.
상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 최대한 탈수되 어 높은 점성저항으로 유동성이 극히 불량하여 일반 펌프로 흡입이 되지 않는 저온의 슬러지에 흡입압이 발생하지 않도록 하는 주입수단과 슬러지에 높은 압력을 가하는 가압수단으로 구성된 슬러지 주입장치를 이용하여 슬러지에 20기압 이상의 높은 압력으로 유동화함으로서 저온 슬러지를 열교환 가열하는데 필요한 장치와 밀폐 경로로 이동할 수 있도록 구성한다.In order to achieve the above-mentioned problem, the present invention is to the injection means and the sludge so that the suction pressure is not generated in the sludge of low temperature that is dehydrated as much as possible with high viscous resistance extremely poor fluidity is not sucked by the general pump By using the sludge injection device composed of a pressurizing means for applying a high pressure to make the sludge fluidized at a high pressure of 20 atm or more, it is configured to move the low temperature sludge to the device and the sealed path necessary for heat exchange heating.
또한, 본 발명은 한가지 액체의 증기로만 채워진 밀폐된 용기속에서 액체의 기화와 응축에 의하여 고온부에서 저온부로 열전달이 신속하게 진행되는 히트파이프에서 용기의 외부 열전달을 위하여 용기 내부에서 증기가 기화 이동 응축하는 방법과 같은 효과를 내도록, 밀폐된 용기에 고온과 저온의 슬러지를 공급하면 증기압의 차이에 의하여 수증기를 발생시키고 이동시켜 응축시킴으로서 용기 내부에서 고온 슬러지에서 저온 슬러지로 열전달이 이루어지는 증기 열교환 방법을 활용하며,이러한 증기 열교환 방법은 대기압보다 높은 증기압이 작용하는 100℃ 이상의 온도 구간에서 열교환하도록 구성한다.In addition, the present invention is vaporized vapor condensation movement inside the vessel for the external heat transfer of the vessel in the heat pipe in which heat transfer is rapidly progressed from the high temperature portion to the low temperature portion by vaporization and condensation of the liquid in a closed vessel filled with only one liquid vapor In order to have the same effect as the method, when supplying the sludge of high temperature and low temperature to the sealed container, steam is generated, moved and condensed by the difference of vapor pressure, thereby utilizing the steam heat exchange method in which heat transfer is carried out from the hot sludge to the low temperature sludge inside the container. In addition, the steam heat exchange method is configured to heat exchange in the temperature range of 100 ℃ or more in which the steam pressure higher than the atmospheric pressure is applied.
구체적으로, 본 발명의 증기식 열교환 유니트는 주입 전의 슬러지의 높은 압력과 상기 슬러지가 주입된 용기내부의 낮은 압력으로 인한 압력 차이에 의하여 고온 슬러지가 수증기를 발생시키면서 냉각되어 배출되는 고온 열교환 용기; 주입된 저온 슬러지가 이동하면서 상기 수증기와 접촉되고 상기 수증기의 응축에 의하여 승온되어 배출되는 저온 열교환 용기; 그리고, 상기 수증기가 상기 고온 열교환 용기에서 상기 저온 열교환 용기로 이동할 수 있는 통로를 제공하는 연통부를 포함하여 이루어진다.Specifically, the steam heat exchange unit of the present invention comprises a hot heat exchanger container in which hot sludge is cooled and discharged while generating steam due to a pressure difference due to a high pressure of the sludge before injection and a low pressure inside the container into which the sludge is injected; A low temperature heat exchange container which is in contact with the water vapor while the injected low temperature sludge is moved and is heated up and discharged by condensation of the water vapor; And, the water vapor comprises a communication unit for providing a passage for moving from the high temperature heat exchange vessel to the low temperature heat exchange vessel.
여기서, 상기 고온 열교환 용기의 주입부에 설치되어, 높은 압력의 고온 슬러지를 낮은 압력 상태의 상기 고온 열교환 용기 내부로 주입하는 고온 슬러지 주입장치; 그리고,Here, the high temperature sludge injection apparatus is installed in the injection portion of the high temperature heat exchanger container, and injects high pressure hot sludge into the high temperature heat exchanger container in a low pressure state; And,
상기 고온 열교환 용기의 배출부에 설치되어, 상기 수증기와 분리된 고온 슬러지를 배출하는 고온 슬러지 배출장치를 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다.It is preferable that the high temperature heat exchange vessel is provided in the discharge portion, and further comprises a high temperature sludge discharge device for discharging the hot sludge separated from the water vapor.
또한, 상기 고온 열교환 용기에 설치되어 상기 고온 열교환 용기의 내부압력을 측정하는 압력센서; 그리고, 상기 고온 열교환 용기에 설치되어 상기 고온 열교환 용기 내부의 슬러지 수위를 측정하는 수위센서를 더 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the pressure sensor is installed in the high temperature heat exchanger container for measuring the internal pressure of the high temperature heat exchanger container; And, it may be made of a high-temperature heat exchanger container further comprises a water level sensor for measuring the sludge level in the high temperature heat exchanger container.
더욱이, 상기 압력센서의 측정값을 바탕으로 상기 고온 열교환 용기 내부의 압력이 일정하게 유지되도록 상기 고온 슬러지 주입장치를 제어하고, 상기 수위센서의 측정값을 바탕으로 상기 고온 열교환 용기 내부의 슬러지 수위가 일정하게 유지되도록 상기 고온 슬러지 배출장치를 제어하는 제어장치를 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다.Further, the hot sludge injection apparatus is controlled to maintain a constant pressure in the hot heat exchange vessel based on the measured value of the pressure sensor, and the sludge level in the hot heat exchange vessel is increased based on the measured value of the water level sensor. It is preferable to further comprise a control device for controlling the hot sludge discharge device to be kept constant.
또한, 상기 저온 열교환 용기의 주입부로 주입된 저온 슬러지를 상기 저온 열교환 용기의 배출부로 이송시키는 저온 슬러지 이송장치를 더 포함하여 이루어질 수 있다.The apparatus may further include a low temperature sludge conveying apparatus for transferring the low temperature sludge injected into the inlet of the low temperature heat exchanger to the outlet of the low temperature heat exchanger.
이때, 상기 저온 슬러지 이송장치는 일측 끝단은 상기 저온 열교환 용기의 주입부와 대응되는 위치에 설치되고, 타측 끝단은 상기 저온 열교환 용기의 배출부와 대응되는 위치에 설치되는 컨베이어 벨트를 포함하여 이루어진다.In this case, the low temperature sludge transport apparatus includes one end of the conveyor belt is installed at a position corresponding to the inlet of the low temperature heat exchange container, the other end is installed at a position corresponding to the discharge of the low temperature heat exchange container.
또한, 상기 저온 슬러지 이송장치는 상기 저온 슬러지를 상기 저온 열교환 용기의 내벽 방향으로 밀어내면서 하부로 이송시키는 제1 회전체; 상기 저온 슬러지를 상기 저온 열교환 용기의 중심방향으로 끌어들이면서 하부로 이송시키는 제2 회전체; 그리고, 상기 제1 회전체와 상기 제2 회전체를 회전시키는 회전축을 포함하여 이루어진다.In addition, the cold sludge conveying apparatus includes a first rotating body for conveying the cold sludge downward while pushing the cold sludge toward the inner wall of the cold heat exchange vessel; A second rotating body transferring the low temperature sludge downward while drawing the low temperature sludge toward the center of the low temperature heat exchange vessel; And, it comprises a rotating shaft for rotating the first rotating body and the second rotating body.
한편, 상기 저온 열교환 용기의 주입부에 설치되어, 주입된 저온 슬러지를 상기 저온 슬러지 이송장치의 상부로 분산 공급하는 분배장치를 더 포함하여 이루어질 수 있다.On the other hand, it is installed in the injection unit of the low temperature heat exchange container, it may further comprise a distribution device for distributing and supplying the injected low temperature sludge to the upper portion of the low temperature sludge transport apparatus.
여기서, 상기 분배장치는 상기 저온 열교환 용기의 상부를 관통하여 설치되며 저온의 슬러지가 주입되는 고정 주입관; 상기 고정주입관과 연통되며 회전하는 주입탱크; 상기 고정 주입관과 상기 주입탱크를 연결하기 위한 연결장치; 상기 주입탱크의 중심축에서 이격되며 상기 저온 슬러지 이송장치의 상부와 대응되는 위치에 설치되는 노즐을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.Here, the distribution device is installed to penetrate the upper portion of the low temperature heat exchange vessel and the fixed injection tube is injected with low-temperature sludge; An injection tank communicating with the fixed injection pipe and rotating; A connection device for connecting the fixed injection pipe and the injection tank; Preferably, the nozzle comprises a nozzle spaced apart from the central axis of the injection tank and installed at a position corresponding to an upper portion of the cold sludge conveying apparatus.
또한, 상기 저온 열교환기 용기의 양측 또는 일측에 설치되어 상기 저온 슬러지에 흡입압이 발생하지 않도록 하는 주입수단과, 상기 주입수단을 경유한 저온 슬러지를 가압하는 가압수단을 갖는 가압주입장치를 더 포함하여 이루어질 수 있다.The apparatus may further include a pressure injection device which is installed at both sides or one side of the low temperature heat exchanger container and has injection means for preventing suction pressure from occurring in the low temperature sludge, and a pressurizing means for pressurizing the low temperature sludge via the injection means. It can be done by.
이때, 상기 주입수단은 상기 저온 슬러지가 자체하중에 의하여 하부로 유입되도록 하는 입구와, 상기 저온 슬러지가 배출되는 배출구(111a)를 갖는 케이스; 상기 케이스 내부에 설치되고, 서로 기어 결합되어 회전하면서 상기 입구에서 유입 된 저온 슬러지를 상기 배출구(111a) 방향으로 밀어내는 한 쌍의 회전체를 포함한다.In this case, the injection means is a case having an inlet for allowing the cold sludge to flow into the lower portion by its own load, and a
또한, 상기 고온 슬러지 주입장치는 길이방향으로 복수 개의 저장공이 관통되어 형성된 회전부; 상기 회전부의 상부에 설치되고, 상기 저장공 중 어느 하나와 대응되는 제1 관통공이 형성된 상부덮개; 그리고, 상기 회전부의 하부에 설치되며, 상기 제1 관통공과 대응되는 저장공을 제외한 다른 저장공 중의 어느 하나와 대응되는 제2 관통공이 형성된 하부덮개를 포함한다.In addition, the hot sludge injection apparatus includes a rotating part formed by passing a plurality of storage holes in the longitudinal direction; An upper cover installed at an upper portion of the rotating part and having a first through hole corresponding to any one of the storage holes; The lower cover may include a lower cover installed below the rotating part and having a second through hole corresponding to any one of the other storage holes except for the storage hole corresponding to the first through hole.
그리고, 상기 고온 슬러지 주입장치와 상기 고온 슬러지 배출장치는 고온 슬러지가 주입 및 배출되는 밸브와, 상기 밸브의 개폐정도를 조절하는 조절부를 포함한다.The hot sludge injection device and the hot sludge discharge device include a valve through which hot sludge is injected and discharged, and an adjusting unit for controlling the opening and closing degree of the valve.
한편, 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트를 이용한 슬러지 가수분해 장치는 공급된 증기에 의하여 저온 슬러지가 고온에서 가수분해되어 고온 슬러지로 되어 배출되는 가열유니트; 저온 열교환 용기로 저온 슬러지가 공급되고 고온 열교환 용기로 고온 슬러지가 공급되며, 상기 저온 열교환 용기 및 고온 열교환 용기가 연통형성되어 상기 고온 열교환 용기에서 고온 슬러지가 증기폭파 후 발생된 수증기와 상기 저온 열교환 용기의 저온 슬러지가 상호 열교환되는 증기식 열교환 유니트; 그리고 상기 증기식 열교환 유니트로부터 배출된 고온 슬러지가 이동하는 고온 슬러지관의 외측면에 저온 슬러지를 접촉시켜 상호 열교환 시키는 접촉식 열교환 유니트를 포함하여 이루어진다.On the other hand, the sludge hydrolysis apparatus using the steam heat exchange unit according to the present invention is a low temperature sludge hydrolyzed at high temperature by the supplied steam is heated unit discharged to the high temperature sludge; The low temperature sludge is supplied to the low temperature heat exchange vessel and the high temperature sludge is supplied to the high temperature heat exchange vessel, and the low temperature heat exchange vessel and the high temperature heat exchange vessel are formed in communication so that the steam generated in the high temperature heat exchange vessel after steam blasting and the low temperature heat exchange vessel Steam heat exchange unit for the low temperature sludge of the mutual heat exchange; And a contact heat exchange unit contacting the outer surface of the high temperature sludge tube through which the high temperature sludge discharged from the steam heat exchange unit moves to exchange heat with each other.
또한, 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트를 이용한 증기식 열교환 방법은 높은 압력의 고온 슬러지가 낮은 압력 상태의 고온 열교환 용기 내부로 유입되는 단계; 저온 열교환 용기로 저온의 슬러지가 유입되는 단계; 상기 고온 슬러지의 압력변화로 인하여 수증기가 발생되어 상기 고온의 슬러지가 냉각되는 단계; 그리고, 상기 수증기가 상기 저온의 슬러지와 접촉하여 응축되면서 상기 저온의 슬러지가 승온되는 단계를 포함하여 이루어진다.In addition, the steam heat exchange method using the steam heat exchange unit according to the present invention comprises the steps of introducing a high pressure hot sludge into the high temperature heat exchange vessel of a low pressure state; Introducing a low temperature sludge into the low temperature heat exchange vessel; Steam is generated due to the pressure change of the hot sludge to cool the hot sludge; In addition, the steam is condensed in contact with the low temperature sludge, wherein the low temperature sludge is heated.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트 및 그를 이용한 슬러지 열교환 방법 및 그를 이용한 슬러지 처리 장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.The steam-type heat exchange unit and the sludge heat exchange method using the same according to the present invention described above and the effect of the sludge treatment apparatus using the same are as follows.
첫째, 유동성이 불량하여 열교환 하기 어려운 슬러지를 증기 열교환 유니트로 열교환 가열하여 슬러지 가수분해에 필요한 가열 에너지를 대폭 절감한다.First, the sludge that is difficult to heat exchange due to poor fluidity is heat-exchanged with a steam heat exchange unit, thereby greatly reducing the heating energy required for sludge hydrolysis.
둘째, 증기 열교환을 반복적으로 구성함으로서 절감되는 에너지를 더 많이 확보하게 되는데 이렇게 반복적으로 구성하면 약 105℃ 정도로 가열하는데 필요한 가열에너지를 열교환으로 무료로 확보할 수 있어 많은 열에너지 비용을 절감한다.Secondly, by repeatedly configuring the steam heat exchanger, more energy is saved. By repeatedly configuring the steam heat exchanger, the heating energy required for heating to about 105 ° C. can be freely obtained by heat exchange, thereby reducing a lot of thermal energy costs.
셋째, 고온으로 배출되는 가수분해된 고온 슬러지를 냉각하는 별도의 과정과 장치가 필요없게 된다.Third, there is no need for a separate process and apparatus for cooling the hydrolyzed hot sludge discharged at high temperatures.
넷째, 연속식 가수분해 장치 구성에서 100℃ 이상의 온도 구간에서 증기식으로 열교환 가열하는 기술을 제공하여 전체적인 가수분해 장치의 에너지 효율을 향상한다.Fourth, in the continuous hydrolysis device configuration by providing a technique for heat-exchanging heat-heating in the temperature range of 100 ℃ or more to improve the energy efficiency of the overall hydrolysis device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트 및 그를 이용한 슬러지 열교환 방법 및 그를 이용한 슬러지 처리 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the steam heat exchange unit, a sludge heat exchange method using the same and a sludge treatment apparatus using the same according to the present invention.
도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트는 저온 열교환 용기(100), 고온 열교환 용기(300), 그리고 고온 열교환 용기(300)에서 저온 열교환 용기(100)로 수증기가 원활하게 이동할 수 있도록 연결하는 연통부(200)를 포함하여 이루어지며 내부는 증기압 곡선의 온도와 압력이 유지되는 수증기로 가득 채워져 있다.1 to 4, in the steam heat exchange unit according to the present invention, steam is smoothly transferred from the low temperature
상기 고온 열교환 용기(300)는 상기 연통부(200)를 통하여 상기 저온 열교환 용기(100)에서 발생된 수증기가 원활하게 이동할 수 있도록 연결되며, 고온 슬러지 주입장치(310), 용기 본체(330), 그리고 고온 슬러지 배출장치(350)를 포함하여 이루어진다.The high temperature
여기서, 상기 고온 슬러지 주입장치(310)는 제2 주입구(301) 일측에 구비되어 상기 제2 주입구(301)를 통하여 주입되는 점도가 낮은 고온 슬러지의 주입량을 조절한다.Here, the hot
상세히, 상기 고온 슬러지 주입장치(310)는 밸브의 개폐 정도의 조절을 통하여 상기 고온 열교환 용기(300) 내부의 압력을 조절할 수 있다.In detail, the high temperature
이에 따라, 상기 고온 슬러지 주입장치(310)에 의해 주입된 고온 슬러지가 가지는 고온의 증기압과 상기 고온 열교환 용기(300) 내의 압력과의 차이에 따라 고온의 수증기가 폭발적으로 발생되면서 고온의 슬러지는 빠른 속도로 냉각되는데, 이렇게 고온 슬러지가 자기 증기압보다 압력이 낮은 용기로 주입하여 고온 슬러지에서 폭발적으로 수증기가 발생하며 슬러지가 냉각되는 과정을 증기폭파라고 부른다.Accordingly, the high temperature sludge is explosively generated due to the difference between the high temperature steam pressure of the high temperature sludge injected by the high temperature
상기와 같이, 상기 고온 열교환 용기(300) 내에 발생된 고온의 수증기는 상기 고온 열교환 용기(300)와 연결된 연통부(200)를 통하여 상기 저온 열교환 용기(100)로 이동하여 상기 저온 열교환용기(100)에서 이송되는 저온 슬러지와 접촉하여 응축하여 급속하게 물로 변하며, 고온 용기에서 발생 수증기와 저온 용기의 응축 수증기가 균형을 이루어 고온 열교환 용기의 압력은 일정하게 유지된다. As described above, the high temperature water vapor generated in the high temperature
한편, 전술한 바와 같은 상기 고온 슬러지 주입장치(310)는 상기 제2 주입구(301)의 주입 단면적을 조절하는 제1 볼밸브로 이루어짐이 바람직하다.On the other hand, the hot
또한, 상기 고온 슬러지 주입장치(310), 즉 상기 제1 볼밸브는 구동력 전달장치(미도시)로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하는 웜기어(311), 상기 웜기어(311)와 연동되는 웜휠기어(313), 그리고 상기 웜휠기어(313) 일측에 연결되어 상기 제2 주입구(301)의 주입 단면적을 조절 및 밀폐하는 볼(315)을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.In addition, the high temperature
이때, 상기 볼(315)은 구 형상으로 구비되어 중앙에 관통공(317)이 형성되며, 상기 웜휠기어(313)와 연결로드(314)에 의해 연결된다.At this time, the
더욱이, 상기 볼(315)은 상기 관통공(317) 일단 및 타단에 상기 관통공(317)보다 지름이 크게 상기 볼(315)의 중심 측으로 소정의 길이만큼 함몰된 요홈(316)이 형성될 수도 있다.In addition, the
한편, 상기 고온 슬러지 배출장치(350)는 상기 고온 슬러지 주입장치(310)를 통하여 주입된 고온 슬러지가 수증기와 분리되고 자중에 의하여 자유 낙하하여 이송되는 상기 용기 본체(330)의 이송공간(331)을 경유한 후, 제2 배출구(111a)(309) 측으로 배출시킨다.On the other hand, the hot
여기서, 상기 고온 슬러지 배출장치(350)는 전술한 바와 같은 상기 고온 슬러지 주입장치(310)와 동일한 구조를 가지는 제2 볼밸브로 이루어짐이 바람직하다.Here, the hot
이러한 상기 고온 슬러지 배출장치(350)는 상기 제2 배출구(111a)(309)를 통한 고온 슬러지의 배출량을 조절한다.The hot
또한, 상기 고온 열교환 용기(300)는 일측에 상기 고온 슬러지 주입장치(310)와 상기 고온 슬러지 배출장치(350)를 제어하는 제어장치(미도시)가 더 구비됨이 바람직하다.In addition, the high temperature
여기서, 상기 제어장치(미도시)는 상기 고온 열교환 용기(300) 내에 수증기 압력을 감지하는 압력센서(미도시)와, 주입된 고온 슬러지의 수위를 감지하는 수위센서(미도시)와, 상기 압력센서 및 상기 수위센서에 의해 감지된 값에 의하여 상기 고온 슬러지 주입장치(310) 및 고온 슬러지 배출장치(350)를 제어하는 마이컴(미도시)을 포함하여 이루어진다.Here, the control device (not shown) is a pressure sensor (not shown) for detecting the water vapor pressure in the high temperature
상기와 같은 제어장치(미도시)가 구비됨으로써 상기 수위센서로부터 감지된 수위에 따라 마이컴을 통하여 고온 슬러지 배출장치(350)를 제어하여 배출량을 조절할 수 있으며, 상기 압력센서에 의하여 감지된 압력을 조절하기 위하여 상기 고온 슬러지 주입장치(310)를 제어하여 상기 용기 본체(330)의 이송공간(331) 내의 수증기 압력을 일정하게 유지할 수 있다.The control device (not shown) as described above allows the hot
상세히, 상기 제어장치(미도시)에 의해 상기 고온 슬러지 주입장치(310)의 개폐 정도가 조절되어 상기 고온 열교환 용기(300) 내부의 수증기 공급량을 조절할 수 있으며, 상기 수위센서로부터 감지된 수위에 따라 상기 고온 슬러지 배출장치(350)의 개폐 정도가 조절되어 배출량의 조절이 가능하다.In detail, the opening and closing degree of the high temperature
전술한 바와 같이, 상기 고온 열교환 용기(300) 내부의 압력, 즉 상기 이송공간(331) 내의 압력이 일정하게 유지됨으로서 상기 고온 열교환 용기(300) 내측으로 주입되는 고온 슬러지의 압력(고압)과 상기 고온 열교환 용기(300) 내의 이송공간(331)의 압력(저압)의 압력차에 따라 주입된 고온 슬러지가 증기폭파될 수 있다.As described above, the pressure (high pressure) of the hot sludge injected into the high temperature
따라서, 고온 슬러지로부터 압력차에 의한 증기폭파후 발생된 수증기가 상기 연통부(200)를 통하여 상기 저온 열교환 용기(100)의 분배용기(122)를 통하여 저온 슬러지 이송장치(130)에 의해 이송되는 저온 슬러지와 접촉하여 수증기가 급속하게 응축하여 물로 변하여 고온 열교환 용기의 수증기의 압력이 일정하게 유지된다.Therefore, the water vapor generated after the steam explosion by the pressure difference from the hot sludge is transferred by the low temperature
한편, 상기 저온 열교환 용기(100)에는 가압주입장치(110), 저온 슬러지 이송장치(130), 그리고 배출장치(150)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.On the other hand, the low temperature
상기 가압주입장치(110)는 상기 슬러지에 흡입압이 발생하지 않도록 하는 주입수단과, 상기 주입수단을 경유한 슬러지를 가압하는 가압수단(113)을 포함한다.The
도 5를 참고하면, 상기 주입수단은 상기 슬러지가 자체하중에 의하여 하부로 유입되도록 하는 입구(111b)와 상기 슬러지가 배출되는 배출구(111a)를 갖는 케이스(111)와, 상기 케이스(111) 내부에 설치되고, 서로 기어 결합되어 회전하면서 상 기 입구에서 유입된 슬러지를 상기 배출구(111a) 방향으로 밀어내는 한 쌍의 회전체(112)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the injection means includes a
여기서, 상기 입구(111b)가 넓게 형성되어 있으므로 인하여 유동성이 불량한 저온의 슬러지라 하더라도 슬러지의 점성저항 보다 슬러지의 자체 하중이 더 큰힘을 갖게 된다. 결과적으로, 유동성이 불량한 저온의 슬러지라도 슬러지의 자체 하중에 의하여 하부로 이동되게 된다. Here, since the
상기 회전체(112)는 수평방향으로 하나의 쌍을 이루도록 구비될 수 있으며, 각각의 회전체(112)가 상기 케이스(111)의 내측 중앙방향으로 회전하도록 서로 기어결합됨이 바람직하다. 이를 위해, 상기 회전체(112)는 서로 맞물려 돌아가는 기어일 수 있다. 상기 회전체(112)는 저온의 슬러지가 더욱 원활하게 이동할 수 있도록 탄성력이 높은 고무재질로 이루어질 수 있다The
상기 주입수단의 하측에는 상기 가압수단(113)이 구비됨이 바람직하며, 상기 가압수단(113)는 20기압 이상의 고압으로 슬러지를 유동화할 수 있는 로터리 기어 펌프로 이루어질 수 있다. 상기 로터리 기어 펌프는 제1 구동모터(115)에 의해 동력을 전달받을 수 있으며, 상기 회전체(112)의 구동축이 상기 로터리 기어 펌프의 구동축에 체인이나 벨트와 같은 동력전달부재에 의해 연결됨으로써 상기 회전체(112)도 회전할 수 있게 된다.Preferably, the pressing means 113 is provided below the injection means, and the
여기서, 상기 가압수단(113)의 상부는 상기 배출구(111a)의 하측과 연결됨이 바람직하며, 상기 가압수단(113)의 일측에는 가압배출부(113a)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 유기물 슬러지 저장소로부터 배출되는 슬러지는 상기 가압주입장 치(110)에 의해 상기 저온 열교환 용기(100)의 내부로 공급될 수 있게 된다.Here, the upper portion of the
결과적으로, 상기 주입수단에 의하여 유동성이 불량한 저온의 슬러지가 주입되는 과정에서는 흡입압이 발생하지 않게 되고, 상기 가압수단(113)에 의해서는 저온의 슬러지가 일방향으로 원활하고 용이하게 주입될 수 있게 된다.As a result, the suction pressure is not generated in the process of injecting low-temperature sludge having poor fluidity by the injection means, so that the low-temperature sludge can be smoothly and easily injected in one direction by the
한편, 상기 저온 슬러지 이송장치(130)는 상기 가압주입장치(110)를 통하여 주입된 저온 슬러지가 고온의 수증기와 잘 혼합될 수 있도록 슬러지를 교반하여 일방향으로 이송시키며, 상기 가압주입장치(110)와 상기 저온 슬러지 이송장치(130) 사이에는 분배장치(120)가 개재됨이 바람직하다.On the other hand, the low temperature
여기서, 상기 분배장치(120)는 상기 가압주입장치(110)를 통하여 주입된 저온 슬러지를 수증기와 잘 혼합되도록 하면서 이송시키기 위하여 상기 저온 슬러지 이송장치(130) 측으로 분배시킬 수 있도록 상기 제1 주입구(101)와 연통 형성되는 연통관(121)과 상기 연통관(121)을 통하여 유입된 저온 슬러지가 상기 저온 열교환 용기(100) 내부공간과 대응되는 분배용기(122)를 포함하여 이루어진다.Here, the
이때, 상기 분배용기(122)는 원통형상으로 구비됨이 바람직하며, 상기 저온 슬러지 이송장치(130) 측으로 저온 슬러지가 일정한 양 및 속도를 가지고 분배될 수 있도록 바닥면에 분배공(123)이 원주 방향을 따라 다수 개가 구비됨이 바람직하다.At this time, the
또한, 상기 분배장치(120)는 상기 분배용기(122)가 원주방향으로 회전될 수 있도록 상기 연통관(121) 외주 면과 밀착결합되는 웜휠기어(124)와, 상기 웜휠기어(124)와 맞물리는 웜기어(125) 및 상기 웜기어(125)에 구동력을 전달하는 구동모 터(127)를 포함하여 이루어진다.In addition, the
상술한 바와 같이, 상기 가압주입장치(110)에 의해 상기 제1 주입구(101)를 통하여 주입된 저온 슬러지는 상기 분배용기(122)를 통하여 상기 저온 열교환 용기(100) 내부공간에 고르게 분산되어 상기 저온 슬러지 이송장치(130) 측으로 원활히 분배될 수 있다.As described above, the cold sludge injected through the
한편, 상기 저온 슬러지 이송장치(130)는 저온 열교환 용기(100) 내에 주입된 저온 슬러지의 표면에 수증기가 접촉하여 응축되면서 응축열로 저온 슬러지를 가열시킬 수 있도록 이송되는 저온 슬러지를 교반하는 회전축(131), 제1 회전체(132), 그리고 제2 회전체(136)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.On the other hand, the low temperature
여기서, 상기 제1 회전체(132)는 상기 저온 열교환 용기(100) 내면에 밀착고정되고 중심부에 제1 토출구(134a)가 형성된 제1 받침대(134b)와, 상기 제1 받침대(134b)의 상면에 회전가능하도록 설치되어 상기 제1 토출구(134a) 측으로 저온 슬러지를 끌어들이도록 날개 방향이 시계방향으로 형성된 제1 회전날개(133)를 포함하여 이루어진다.Here, the first
또한, 상기 제2 회전체(136)는 상기 저온 열교환 용기(100) 내면에 밀착고정되고 외곽부에 제2 토출구(138a)가 형성된 제2 받침대(138b)와, 상기 제2 받침대(138b)의 상면에 회전가능하도록 설치되어 상기 제2 토출구(138a)로 저온 슬러지를 밀어내도록 날개 방향이 반시계 방향으로 형성된 제2 회전날개(137)를 포함하여 이루어진다.In addition, the second
이때, 상기 제1 회전날개(133)와 제2 회전날개(137)를 상기 분배용기(122) 하부에 연결된 상기 회전축(131)으로 같이 회전시키면 상기 제1 받침대(134b)에 놓인 상기 제1 회전날개(133)는 슬러지를 끌어들여 상기 제1 토출구(134a)를 통해 아래에 놓인 상기 제2 받침대(138b)에 떨어뜨리고 상기 제2 회전날개(137)는 이것을 상기 제2 토출구(138a)를 통해 아래에 놓인 또 다른 제1 받침대(134b)에 떨어뜨리고 이러한 과정을 계속 반복하면서 저온 슬러지가 중력에 의하여 하측 방향으로 이송되면서 수증기와 원활하게 접촉되어 가열되면서 될 수 있도록, 상기 제1 회전체(132) 및 제2 회전체(136)는 상기 회전축(131)의 길이방향으로 교번되어 다수 개가 구비된다.In this case, when the
이때, 상기 회전축(131)의 하단부는 상기 저온 열교환 용기(100)의 하부 내측 공간에 형성된 지지리브(139)에 회전가능하도록 베어링 결합된다.At this time, the lower end of the
그리고, 상기 회전축(131)은 상기 분배장치(120)의 구동모터(127)에 의해 회전된다.In addition, the
전술한 바와 같이, 상기 제1 회전체(132) 및 제2 회전체(136)는 이송되는 저온 슬러지가 수증기와 원활히 접촉되어 교반되면서 이송될 수 있도록 각각 복수 개의 제1 회전날개(133) 및 제2 회전날개(137)를 가진다.As described above, the first
따라서, 상기 저온 슬러지 이송장치(130)를 통하여 상기 분배장치(120)를 통하여 분배된 저온 슬러지가 상기 고온 열교환 용기(300)의 고온 슬러지가 증기폭파되어 발생된 수증기와 접촉하여 수증기의 응축으로 가열됨과 동시에, 일방향으로 교반되며 원활히 이송될 수 있다.Therefore, the low temperature sludge distributed through the
이때 저온 슬러지와 접촉하여 응축되는 수증기는 상기 고온 열교환 용 기(300) 내에 주입되는 고온 슬러지에서 기화하여 생성된 수증기로 공급하며 서로 균형을 이루어 수증기 압력을 일정하게 유지하여 고온 슬러지는 냉각되고 저온 슬러지는 가열되는 증기 열교환이 계속 진행된다. At this time, the water vapor condensed in contact with the low temperature sludge is supplied to the water vapor generated by evaporation from the high temperature sludge injected into the high temperature
한편, 상기 배출장치(150)는 상기 저온 슬러지 이송장치(130) 하부에 연결되며, 제1 배출구(109) 측으로 승온되어 증기압이 높아진 저온 슬러지가 원활하게 배출될 수 있도록 슬러지에 흡입압이 발생하지 않으며 일방향으로 이송시키는 회전체(151)와, 상기 회전체(151)를 경유하여 주입된 저온 슬러지를 높은 압력을 가하여 상기 제1 배출구(109)로 배출시키는 로터리 기어 펌프(155)를 가진다.On the other hand, the
이때, 상기 제1 배출구(109)는 상기 로터리 기어 펌프(155)의 배출부와 연결되는 소정의 길이를 갖는 배관으로 형성됨이 바람직하다.In this case, the
또한, 상기 배출장치(150)는 상기 회전체(151) 및 로터리 기어 펌프(155)에 구동력을 전달하는 구동모터(157)를 포함하여 이루어짐이 바람직하며, 상기 구동모터(157)는 상기 로터리 기어 펌프(155)의 임펠러에 구동축이 연결되고 상기 로터리 기어 펌프(155)의 구동축과 상기 회전체(151)의 구동축이 체인, 벨트 등의 구성으로 연결될 수 있다.In addition, the
따라서, 상기 로터리 기어 펌프(155)와 회전체(151)는 하나의 구동모터(157)에 의해 구동될 수 있다.Therefore, the
또한, 상기 회전체(151)는 상호 맞물려진 한 쌍의 기어로 구비됨이 바람직하며, 이때 각각의 기어는 가압주입장치(110)의 회전체(111)와 같은 원주 방향으로 다수 개의 치차를 가지는 기어로 구비됨이 바람직하다.In addition, the
아울러, 상기 회전체(151)는 원주 방향으로 다수 개의 치차를 가지는 기어로 구비되되, 정면에서 봤을 때 세 개의 완만한 곡선 형상을 가지는 치차를 가지는 한 쌍의 맞물림 기어로 구비될 수도 있다.In addition, the
전술한 바와 같은 저온 열교환 용기(100)에서의 저온 슬러지의 흐름을 살펴보면, 저온 슬러지는 상기 가압주입장치(110)에 의해 상기 제1 주입구(101)를 통해 주입되며, 이후 저온 슬러지는 상기 분배장치(120)를 거쳐 분배되고 상기 저온 슬러지 이송장치(130)를 통하여 교반되면서 이송되며, 접촉하는 수증기 응축에 의하여 가열되어 상기 배출장치(150)를 통하여 상기 제1 배출구(109) 측으로 배출된다.Looking at the flow of cold sludge in the low temperature
결론적으로 상기 고온 열교환 용기(300) 내에 주입되는 고온 슬러지와 상기 저온 열교환 용기(100) 내에 주입되는 저온 슬러지 상호 간에 수증기를 열전달 매개체로 하여 고온 슬러지는 냉각되고 저온 슬러지는 승온되는 열교환이 이루어진다.In conclusion, the high temperature sludge is cooled and the low temperature sludge is heated by a high temperature sludge injected into the high temperature
한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트(400)는 슬러지 처리 장치에서 열교환 온도를 여러 단계로 만들어 열효율을 높일 수 있도록 열교환 유니트 다수 개가 직렬 연결되도록 배치시켜 사용할 수 있다.On the other hand, the steam
물론, 상기 증기식 열교환 유니트(400)는 슬러지 처리 장치에서 다수 개가 직렬 연결되도록 배치되되, 수평방향 및 수직방향 등의 다양한 공간적 방향으로 배치되어 사용될 수 있다.Of course, the steam
여기서, 증기식 열교환 유니트(400)는 소정의 설치대에 다수 개가 배치되며, 각각의 증기식 열교환 유니트(400)의 저온 열교환 용기(100)는 소정의 배관을 통하 여 연결됨이 바람직하다.Here, a plurality of steam
물론, 상기 각각의 증기식 열교환 유니트(400)의 고온 열교환 용기(100)도 소정의 배관을 통하여 상호 연결됨이 바람직하다.Of course, the high temperature
또한, 상기 다수 개의 증기식 열교환 유니트(400)를 거쳐 고온 슬러지의 수증기와 열교환으로 가열된 저온 슬러지는 가열 유니트(도 6의 550)를 통하여 최종 가열되어 가수분해된다.In addition, the low temperature sludge heated by heat exchange with steam of the hot sludge through the plurality of steam
전술한 바와 같이, 증기식 열교환 유니트(400)를 다수 개를 직렬로 배치함으로써 고온 슬러지와 저온 슬러지의 열교환이 반복될 수 있으며, 이에 따라 저온 슬러지를 가열하여 가수분해시키는 가열 유니트(도 6의 550)에서 증기식 열교환 유니트로부터 공급된 저온 슬러지의 가수분해에 필요한 열에너지의 공급을 현저히 절감시킬 수 있다.As described above, by arranging a plurality of steam
도 6은 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트를 이용한 슬러지 가수분해 장치의 전체구성을 나타낸 블록도이다.Figure 6 is a block diagram showing the overall configuration of the sludge hydrolysis apparatus using a steam heat exchange unit according to the present invention.
상기 슬러지 가수분해 장치는 슬러지 가열 유니트(550), 증기식 열교환 유니트(400), 그리고 접촉식 열교환 유니트(530)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 100℃ 이상의 열교환은 상기 증기식 열교환 유니트(400)에서 그리고 100℃ 이하의 열교환은 상기 접촉식 열교환 유니트(530)에서 저온의 슬러지와 가수분해된 고온의 슬러지 사이에 열교환이 이루어짐이 바람직하다.The sludge hydrolysis apparatus includes a
상기 가열유니트(550)는 보일러(560)로부터 공급된 증기에 의하여 증기식 열교환 유니트(400)의 저온 열교환 용기(100)로부터 주입된 저온 슬러지를 가열시켜 가수분해하여 고온 슬러지로 되어 배출시킨다.The
또한, 상기 증기식 열교환 유니트(400)는 저온 열교환 용기(100) 및 고온 열교환 용기(300)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 가열유니트(550)로부터 배출된 고온 슬러지가 고온 열교환 용기(300) 측으로 주입된다.In addition, the steam
이후, 주입된 고온 슬러지의 증기압과 용기 내의 압력차에 의해 고온 슬러지에서 고온의 수증기가 발생한다. 이때, 고온 슬러지에서 수증기가 발생되므로 인하여 고온 슬러지는 수증기의 기화열로 인하여 냉각된다.Thereafter, hot steam is generated in the hot sludge by the pressure difference in the vessel and the vapor pressure of the injected hot sludge. At this time, since the steam is generated in the hot sludge, the hot sludge is cooled due to the heat of vaporization of the steam.
그리고, 상기 수증기는 상기 고온 열교환 용기(300)에서 저온 열교환 용기(100) 방향으로 이동한 후 상기 저온 열교환 용기(100) 내로 주입된 저온 슬러지와 접촉하여 응축되고, 상기 수증기의 응축으로 인하여 발생되는 응축열에 의하여 상기 저온 슬러지는 가열된다. 이때, 저온 열교환 용기로 주입되는 저온 슬러지는 접촉식 열교환 유니트(530)로부터 공급된다. 상기 저온 슬러지는 유동성이 불량하기 때문에 제2 가압주입장치(110)에 의하여 가압되어 상기 저온 열교환 용기(100)로 주입된다.The water vapor is condensed by contacting the cold sludge injected into the low temperature
한편, 상기 접촉식 열교환 유니트(530)는 유기물 슬러지 탱크(510)로부터 저온 슬러지가 주입되며, 주입된 저온 슬러지가 1차적으로 상기 고온 열교환 용기(300)로부터 주입된 고온 슬러지와 접촉식 열교환을 시킨다. 구체적으로, 상기 접촉식 열교환 유니트(530)는 고온의 슬러지가 이동하는 고온 슬러지관(531)의 외측면에 저온의 슬러지를 접촉시켜 상기 저온의 슬러지와 고온의 슬러지를 상호 열교환 시키게 된다. 이때에도 상기 저온 슬러지는 유동성이 불량하기 때문에 제1 가 압주입장치(520)에 의하여 상기 접촉식 열교환 유니트로 공급된다.On the other hand, the contact
접촉식 열교환을 통하여 승온된 저온 슬러지는 증기식 열교환 유니트(400)의 저온 열교환 용기(100)로 주입된 후, 고온 열교환 용기(300)에 주입된 고온 슬러지와 열교환을 하게 된다. 이후에, 증기식 열교환을 통하여 승온된 저온 슬러지는 상기 슬러지 가열유니트(550)로 주입되어 가열되고 가수분해 된다. 이때에도 마찬가지로, 승온된 저온 슬러지는 제3 가압주입장치(540)에 의하여 상기 가열유니트(550)로 공급된다.The low temperature sludge heated through the contact heat exchanger is injected into the low temperature
전술한 바와 같은 증기식 열교환 유니트(400)는 상기 슬러지 가열유니트(550)와 접촉식 열교환 유니트(530) 사이에 구비되되, 저온 슬러지와 고온 슬러지 간의 열교환 효율을 증대시킬 수 있도록 다수 개가 직렬로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 상기 접촉식 열교환 유니트(530)도 다수개가 직렬로 연결될 수 있다. As described above, the steam
각각의 열교환 유니트가 직렬연결되어 배치됨으로써 고온 슬러지와 저온 슬러지의 열교환을 여러 번 반복하여 열에너지 재사용을 최대화하여 저온 슬러지의 온도가 효율적으로 상승될 수 있다.Since each heat exchange unit is arranged in series, the heat exchange between the hot sludge and the cold sludge may be repeated several times to maximize the reuse of thermal energy, thereby efficiently increasing the temperature of the cold sludge.
한편, 상기 슬러지 가열유니트(550)로부터 고온 열교환 용기(300), 접촉식 열교환 유니트(530)를 거친 슬러지는 고액 분리기(570)로 이동되어 고형물과 수용액으로 분리된다.Meanwhile, the sludge passed through the high temperature
또한, 상기 고액분리기(570)를 통하여 침전된 고형물은 탈수기(580)로 이동되고, 수용액은 방출된다. 이때, 상기 탈수기(580)는 유입된 고형물을 탈수처리하여 탈수처리된 고형물은 고형연료 저장탱크(590) 측으로 이동시키고, 탈수처리된 수용액은 방출된다. In addition, the solid precipitated through the solid-
한편, 도 1 내지 5를 참조하여 설명한 증기식 열교환 유니트에서 저온 슬러지와 고온 슬러지의 상호 열교환되는 방법을 이하에서 설명하기로 하며, 구성요소에 대한 부호는 도 1 내지 5를 참조하기로 한다.Meanwhile, a method of mutual heat exchange between low temperature sludge and high temperature sludge in the steam heat exchange unit described with reference to FIGS. 1 to 5 will be described below, and reference numerals of the components will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기식 열교환 유니트(400)를 이용한 슬러지 열교환 방법은 먼저, 상기 저온 열교환 용기(100)와 연통되는 고온 열교환 용기(300) 내에 고온 슬러지 주입장치(310)의 조절에 의해 고온 슬러지가 주입된다.Sludge heat exchange method using the steam
상기와 같이, 주입된 고온 슬러지는 온도와 압력에 따라 기체와 액체로 변하는 물의 증기압 곡선 상의 평형상태에서 증기압 차이만큼 고온의 수증기가 발생시키면서, 냉각된다.As described above, the injected hot sludge is cooled while generating hot steam by a difference in vapor pressure in an equilibrium state on a vapor pressure curve of water, which changes into gas and liquid according to temperature and pressure.
상세히, 상기 고온 슬러지 주입장치(310)의 조절을 통하여 고온 슬러지를 주입하면 상기 고온 열교환 용기(300) 내의 압력과 주입된 고온 슬러지의 증기압 차이만큼 고온의 수증기가 발생하고, 고온의 슬러지는 발생한 수증기에 해당되는 기화 열에너지를 잃어버리고 냉각되고, 상기 고온 열교환 용기(300)에서 발생한 수증기는 상기 연통부(200)를 통하여 연통되는 상기 저온 열교환 용기(100)로 공급된다.In detail, when the hot sludge is injected through the control of the hot
상기 저온 열교환 요기(100) 내에서 가압주입장치(110)를 통해 저온 슬러지가 주입되어 저온 슬러지 이송장치(130)에 의해 교반하면서 일방향으로 이송시키는 단계가 이루어진다.Low temperature sludge is injected through the
이때, 상기 저온 슬러지 이송장치(130)는 상기 가압주입장치(110)를 거쳐 분 배장치(120)를 통하여 원주방향으로 고르게 분산되는 저온 슬러지를 교반하면서 수증기 속을 지나도록 일방향으로 이송시킨다.At this time, the low temperature
이때 고온 열교환 용기에서 발생되어 증기압 곡선의 온도와 압력 평형상태에 놓인 고온의 수증기가 저온 슬러지와 접촉하면 급속도로 응축되면서 액화 열에너지를 전달하여 저온 슬러지를 승온시킨다.At this time, when the high temperature water vapor generated in the high temperature heat exchange vessel and placed in pressure equilibrium with the temperature of the vapor pressure curve contacts the low temperature sludge, it rapidly condenses and transfers liquefied thermal energy to raise the low temperature sludge.
전술한 바와 같은 상기 증기식 열교환 유니트(400)를 이용하면 수증기의 이동을 통한 열교환 방법에 의해 상기 고온 열교환 용기(300) 내에 주입되는 고온 슬러지와 상기 저온 열교환 용기(100) 내에 주입되는 저온 슬러지 상호 간에 고온 슬러지는 냉각되고, 저온 슬러지는 가열되는 열교환이 원활하게 이루어질 수 있다.By using the steam
도 7은 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트의 다른 실시예를 보여주는 단면도이고, 도 8은 도 7의 증기식 열교환 유니트의 고온측 열교환 용기에 구비된 고온 슬러지 주입수단을 보여주는 분해 사시도이다.Figure 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the steam heat exchange unit according to the present invention, Figure 8 is an exploded perspective view showing the hot sludge injection means provided in the high temperature side heat exchange vessel of the steam heat exchange unit of FIG.
도 9은 도 8의 고온 슬러지 주입수단이 증기식 열교환 유니트에 설치된 것을 보여주는 단면도이고, 도 10는 도 7의 증기식 열교환 유니트의 저온측 열교환 용기에 구비된 저온 슬러지 이동수단을 보여주는 분해 사시도이다.9 is a cross-sectional view showing that the hot sludge injection means of FIG. 8 is installed in the steam heat exchange unit, and FIG. 10 is an exploded perspective view showing the cold sludge moving means provided in the low temperature side heat exchange vessel of the steam heat exchange unit of FIG. 7.
도 7에 나타난 바와 같이, 증기식 열교환 유니트(30)는 내부에 밀폐공간을 가지는 열교환 용기(31a)와, 고온의 유기물 슬러지의 고압상태를 유지한 채로 밀폐공간에 고온의 슬러지를 소정량씩 주입하는 주입수단(40)과, 열교환 용기(31a) 내에서 저온의 슬러지를 이동시키면서 가열하는 이동수단(45)을 포함한다. As shown in FIG. 7, the steam heat exchange unit 30 injects a predetermined amount of hot sludge into the sealed space while maintaining a high pressure state of the
열교환 용기(31a)의 내부는 수증기로 가득찬 밀폐공간을 이룬다. 열교환 용 기(31a)는 고온의 유기물 슬러지가 주입되는 제1 주입부(32a)와, 고온의 유기물 슬러지가 배출되는 제1 배출부(33a)와, 저온의 유기물 슬러지가 주입되는 제2 주입부(34a)와, 저온의 유기물슬러지가 배출되는 제2 배출부(35a)를 포함한다.The inside of the
제1 주입부(32a)는 가열유니트의 슬러지 배출관과 연결되거나 다른 다수 개가 배치된 증기식 열교환 유니트 중 하나의 열교환 용기의 제1 배출부(미도시)와 연결된다. 제1 주입부(31a)에는 주입수단(40)이 설치되는데, 주입수단(40)은 고온의 유기물 슬러지를 열교환 용기(31a)의 내부로 소정량을 압력차를 유지하면서 소정시간 간격으로 주입한다.The
따라서, 주입수단(40)을 통하여 주입된 고온의 슬러지는 밀폐공간에 주입됨과 동시에 압력 차이로 증기폭파되어 수증기를 발생시키면서 냉각되는데, 증기폭파되어 냉각된 슬러지는 자유낙하하여 제1 배출부(33a)로 이동된다. Therefore, the high temperature sludge injected through the injection means 40 is injected into the closed space and cooled by steam blasting at a pressure difference to generate water vapor. The sludge cooled by steam blasting is freely dropped to free the
상기 주입수단(40)은 가수분해된 유기물 슬러지의 상기 고압과 열교환 용기(31a) 내부의 압력을 유지한 상태에서 소정량의 가수분해된 유기물 슬러지를 열교환 용기(31a)의 내부에 소정 시간 간격으로 주입함으로써 주입된 가수분해된 유기물 슬러지가 급격한 압력변화에 의한 부피팽창으로 폭파되도록 한다. The injection means 40 maintains the high pressure of the hydrolyzed organic sludge and a predetermined amount of hydrolyzed organic sludge at predetermined time intervals inside the
도 7 및 도 8에 나타난 바와 같이, 주입수단(40)은 원통케이스(41)와, 원통케이스(41)의 내부에 회전가능하게 설치된 회전부(42)와, 회전부(42)의 윗면을 덮는 상부덮개(43)와, 회전부(42)의 아랫면을 덮는 하부덮개(44)를 포함한다. As shown in Figure 7 and 8, the injection means 40 is a
회전부(42)에는 길이 방향으로 복수 개의 저장공(42a)이 관통되어 형성된다. 회전부(42)는 회전모터(42b)에 의하여 소정 R.P.M.으로 회전된다. The
상부덮개(43)는 회전부(42)의 윗면을 덮도록 원통 케이스(41)에 설치된다. 상부덮개(43)에는 저장공(42a) 중 어느 하나와 대응되는 제1 관통공(43a)이 형성된다. 바람직하게, 제1 관통공(43a)은 회전부(42)의 외주와 동일한 곡률로 굽어져서 길게 형성된다. 이것은 가수분해된 고온의 슬러지가 저장공(42a) 속으로 유입될 수 있는 충분한 시간을 줄 수 있도록 하기 위해서이다. The
하부덮개(44)는 회전부(42)의 아랫면을 덮도록 원통 케이스(41)에 설치된다. 하부덮개(44)에는 제1 관통공(43a)과 대응되는 저장공(42a)을 제외한 나머지 저장공(42a) 중 어느 하나와 대응되는 제2 관통공(44a)이 형성된다. 바람직하게, 제2 관통공(44a)은 회전부(42)의 외주와 동일한 곡률로 굽어져서 길게 형성된다. 이것은 저장공(42a)에 저장된 가수분해된 고온의 슬러지가 상기 밀폐공간으로 배출될 수 있는 충분한 시간을 줄 수 있도록 하기 위해서이다. The
회전부(42)가 회전하여 저장공(42a)과 제1 관통공(43a)이 서로 연통되면 유동성이 좋은 가수분해된 고온의 유기물 슬러지가 저장공(42a)에 유입되고, 상기 저장공(42a)에 유입된 가수분해된 유기물 슬러지는 저장공(42a)과 제2 관통공(44a)이 서로 연통되면 밀폐공간으로 배출된다. When the
상기 밀폐공간은 가열용기(미도시)와 슬러지 배출관(미도시)에 비하여 상대적으로 낮은 온도와 압력을 가지기 때문에 압력차에 의하여 가수분해된 유기물 슬러지가 폭발하면서 수증기를 발생시킨다. 가수분해된 유기물 슬러지가 폭발되면서 만들어진 수증기는 열교환용기(31a)의 내부 즉, 밀폐공간을 가득 채우게 되는데, 상기 수증기는 제2 주입부(34a)를 통하여 주입된 저온의 유기물 슬러지를 가열한 다. 즉, 저온의 유기물 슬러지는 밀폐공간보다 상대적으로 낮은 온도를 갖기 때문에 저온의 유기물 슬러지에 주위의 수증기가 응축하게 되고, 이러한 응축과정에서 발생된 응축열에 의하여 저온의 유기물 슬러지가 가열된다. Since the closed space has a relatively low temperature and pressure compared to the heating container (not shown) and the sludge discharge pipe (not shown), the organic sludge hydrolyzed by the pressure difference explodes to generate water vapor. The water vapor generated when the hydrolyzed organic sludge is exploded fills the inside of the
이때, 고온의 슬러지와 저온의 슬러지를 서로 동일한 속도로 동일한 양을 주입하면 상기 고온과 저온의 중간 온도에서 수증기의 기화와 응축이 일정하게 일어나면서 열교환 온도에 맞는 증기압이 일정하게 유지되는 열적 평형상태가 된다. 한편, 열교환용기(31a)의 내부에 냉각수 분무용 스프레이나 수증기 주입부재를 설치하여 냉각수를 분무하거나 수증기를 주입하면 상기 평형 온도를 변화시킬 수 있다. At this time, when the same amount of hot sludge and low temperature sludge are injected at the same rate to each other at the same rate, the vaporization and condensation of water vapor occurs constantly at the intermediate temperature between the high temperature and the low temperature, and the thermal equilibrium state in which the steam pressure is maintained at a constant heat exchange temperature. Becomes On the other hand, the equilibrium temperature may be changed by spraying the cooling water or injecting the steam by installing a spray for cooling water or a steam injection member in the
제1 배출부(33a)는 증기폭파된 고온의 슬러지를 다른 열교환용기(31a) 또는 접촉식 열교환유니트(미도시)로 배출한다. 따라서, 제1 배출부(33a)는 다른 열교환용기(미도시)의 제1 주입부(미도시)와 연결되거나 배출용 펌프(미도시)와 연결된다. 제1 배출부(33a)는 증기폭파된 유동성이 좋은 가수분해된 고온 고압의 슬러지가 자유낙하하여 배출될 수 있도록 제1 주입부(32a)의 수직 하측에 설치되는 것이 바람직하다. The
제2 주입부(34a)는 접촉식 열교환유니트(미도시)과 연결되거나 다른 열교환용기(미도시)의 제2 배출부(미도시)와 연결된다. 제2 주입부(34a)를 통하여 저온의 슬러지가 열교환용기(31a)의 내부 즉, 밀폐공간으로 주입된다. 밀폐공간으로 주입된 저온의 슬러지는 이동수단(45)에 의하여 제2 배출부(35a)쪽으로 이송된다.The
밀폐공간으로 주입된 저온의 슬러지는 밀폐공간보다 저온이기 때문에 상기 이동과정 동안에 주위의 수증기가 응축되고, 이러한 응축과정에서 발생된 응축열에 의하여 가열된다. Since the low temperature sludge injected into the sealed space is lower than the sealed space, the surrounding water vapor condenses during the movement process, and is heated by the heat of condensation generated in the condensation process.
가열된 저온의 슬러지는 제2 배출부(35a)를 통하여 배출된다. 제2 배출부(35a)는 이동수단(45)에 의하여 이송된 슬러지를 가열용기(미도시)로 배출하거나 다른 열교환용기(미도시)의 제2 주입부(미도시)로 배출한다. The heated low temperature sludge is discharged through the
이동수단(45)은 제1 주입부(32a)를 통하여 주입된 고온의 유기물 슬러지와 제2 주입부(34a)를 통하여 주입된 저온의 유기물 슬러지가 서로 섞이지 않은 상태로 각각 제1 배출부(33a) 및 제2 배출부(35a)로 이동되도록 하면서 저온의 유기물 슬러지가 가열되도록 한다.The moving means 45 has a
도 10은 도 7의 증기식 열교환 유니트에 구비된 이동수단을 보여주는 분해 사시도이다.10 is an exploded perspective view showing a moving means provided in the steam heat exchange unit of FIG.
도 10을 참조하면, 바람직하게, 이동수단(45)은 저온의 유기물 슬러지가 수증기와 쉽게 혼합될 수 있도록 제1 회전체(46)와 제2 회전체(48)가 교대로 반복적으로 적층되어 이루어진다. Referring to FIG. 10, preferably, the moving
이동수단(45)은 저온의 유기물 슬러지와 수증기와 혼합될 수 있는 충분한 여유공간을 가지고, 저온 유기물 슬러지가 이동하는 과정에서 유기물 슬러지가 잘 교반되어 고온의 수증기와 혼합되면서 저온의 유기물 슬러지 표면에 수증기가 접촉 및 응축하여 유기물 슬러지를 가열하는 구조를 가진다. The moving means 45 has a sufficient free space to be mixed with the low temperature organic sludge and water vapor, and the organic sludge is well stirred in the process of moving the low temperature organic sludge and mixed with the high temperature water vapor so as to vapor on the surface of the low temperature organic sludge. Is contacted and condensed to heat the organic sludge.
제1 회전체(46)는 중심으로부터 바깥쪽에 제1 토출구(46a)가 형성된 제1 받침대(46b)와, 제1 받침대(46b)의 상면에 회전 가능하도록 설치되어 제1 토출구(46a)로 저온의 유기물 슬러지를 밀어내도록 형성된 제1 회전날개부(46c)를 포함 한다.The first
제2 회전체(48)는 중심으로부터 안쪽에 제2 토출구(48a)가 형성된 제2 받침대(48b)와, 제2 받침대(48b)의 상면에 회전 가능하도록 설치되어 제2 토출구(48a)로 저온의 유기물 슬러지를 끌어들이도록 형성된 제2 회전날개부(48c)를 포함한다. The second
상기 제1 회전날개부(46c)와 제2 회전날개부(48c)는 축(49)과, 축(49)을 회전시키는 회전모터(47)에 의하여 회전된다. The first rotary blade portion 46c and the second
제2 주입부(34a)를 통하여 제1 받침대(46b)에 떨어진 저온의 유기물 슬러지는 제1 회전날개부(46c)에 의하여 제1 토출구(46a)로 이동된 후 아래의 제2 받침대(48b)로 떨어지고, 제2 받침대(48b)에 떨어진 저온의 유기물 슬러지는 제2 회전날개부(48c)에 의하여 제2 토출구(48a)로 이동된 후 아래의 제1 받침대(46b)로 떨어진다. 이러한 과정을 반복하면서 저온의 유기물 슬러지는 교반되며 수증기와 잘 접촉할 수 있도록 수증기와 혼합된다. 이렇게 혼합된 저온의 유기물 슬러지는 증기폭파에 의하여 만들어진 수증기의 응축열에 의하여 가열된다. The low temperature organic sludge dropped on the
이동수단(45)을 경유하면서 교반 및 가열된 저온의 유기물 슬러지는 제2 배출부(35a)를 통하여 배출된다. The low temperature organic sludge stirred and heated while passing through the moving
뿐만 아니라, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 상기 저온 슬러지 이송장치는 일측 끝단은 상기 저온 열교환 용기의 주입부와 대응되는 위치에 설치되고, 타측 끝단은 상기 저온 열교환 용기의 배출부와 대응되는 위치에 설치되는 컨베이어 벨트를 포함할 수 있다.In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, wherein the low temperature sludge transport apparatus has one end installed at a position corresponding to the inlet of the low temperature heat exchanger container, and the other end is discharged from the low temperature heat exchanger container. It may include a conveyor belt installed at a corresponding position.
저온 슬러지가 컨베이어 벨트에서 이송되면서 고온 슬러지에서 발생한 수증 기와 접촉하게 된다. 이때, 저온 슬러지와 접촉한 수증기는 응축되고, 상기 수증기의 응축으로 인하여 상기 저온 슬러지의 온도는 상승하게 된다. 결과적으로, 고온 슬러지는 수증기의 발생으로 인하여 기화열을 빼앗기게 되어 냉각되고, 상기 저온 슬러지는 수증기의 응축열에 의하여 가열된다.As the cold sludge is transported on the conveyor belt, it comes into contact with the water vapor generated from the hot sludge. At this time, the water vapor in contact with the cold sludge is condensed, the temperature of the cold sludge is increased due to the condensation of the water vapor. As a result, the hot sludge is deprived of heat of vaporization due to the generation of water vapor and cooled, and the cold sludge is heated by the heat of condensation of steam.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 전술한 실시예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형을 포함한다.Although specific embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited thereto, and the present invention includes various modifications without departing from the technical spirit of the above-described embodiments.
도 1은 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a steam heat exchange unit according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트의 내부구조를 나타낸 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the steam heat exchange unit according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트의 저온 열교환 용기에서 이송장치의 요부인 제1 및 제2 회전체를 나타낸 분리 사시도.Figure 3 is an exploded perspective view showing the first and second rotating body of the main portion of the transfer apparatus in the low temperature heat exchange vessel of the steam heat exchange unit according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트에서 고온 열교환 용기의 요부인 고온 슬러지 주입장치를 나타낸 부분 절개 사시도.Figure 4 is a partial cutaway perspective view showing a hot sludge injection device that is the main portion of the high temperature heat exchange vessel in the steam heat exchange unit according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트에서 저온 열교환 용기의 요부인 가압주입장치를 나타낸 부분 절개 사시도.5 is a partial cutaway perspective view showing a pressure injection device that is a main portion of a low temperature heat exchanger container in the steam heat exchange unit according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트를 이용한 슬러지 처리 장치의 전체구성을 나타낸 블록도.Figure 6 is a block diagram showing the overall configuration of the sludge treatment apparatus using a steam heat exchange unit according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 증기식 열교환 유니트의 다른 실시예를 보여주는 단면도.7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the steam heat exchange unit according to the present invention.
도 8은 도 7의 증기식 열교환 유니트에 구비된 주입수단을 보여주는 분해 사시도.8 is an exploded perspective view showing the injection means provided in the steam heat exchange unit of FIG.
도 9는 도 8의 주입수단이 증기식 열교환 유니트에 설치된 것을 보여주는 단면도.9 is a sectional view showing that the injection means of Figure 8 is installed in the steam heat exchange unit.
도 10은 도 7의 증기식 열교환 유니트에 구비된 이동수단을 보여주는 분해 사시도.10 is an exploded perspective view showing a moving means provided in the steam heat exchange unit of FIG.
<도면 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawing>
100, 521: 저온 열교환 용기 110: 주입장치100, 521: low temperature heat exchange vessel 110: injection device
120: 분배장치 130: 이송장치120: distribution device 130: transfer device
150: 배출장치 300, 523: 고온 열교환 용기150:
310: 고온 슬러지 주입장치 330: 고온 슬러지 배출장치310: hot sludge injection device 330: hot sludge discharge device
400, 520: 증기식 열교환 유니트400, 520: steam heat exchange unit
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