KR101024106B1 - Apparatus for disposal of animal waste and producing electric power using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 축산 분뇨를 이용하여 효율적으로 에너지원을 생산할 수 있으며, 이와 동시에 고농축 액비화 및 퇴비화하여 자연 친화적으로 축산 분뇨를 처리하는 축산 분뇨 처리장치 및 이를 이용한 발전 장치를 개시한다.The present invention discloses a livestock manure processing device and a power generation device using the same, which can efficiently produce an energy source using livestock manure, and at the same time treat the livestock manure in a natural manner by highly concentrated liquid fertilization and composting.
본 발명의 축산 분뇨 처리장치는, 축산 분뇨를 처리하는 처리 쳄버와 가스 포집 쳄버로 구획되며 다수의 기포 유통부가 제공된 분리벽을 구비한 반응조, 반응조의 처리 쳄버로 축산 분뇨를 공급하는 분뇨 공급부, 반응조에 제공되며 처리 쳄버로 에어를 공급하는 에어 공급기, 그리고 가스 포집 쳄버에 포집된 가스를 배출하는 가스 배출부를 포함한다.The livestock waste treatment apparatus of the present invention is divided into a treatment chamber for processing livestock manure and a gas collection chamber, and having a separation wall provided with a plurality of bubble distribution units, a manure supply unit for supplying livestock manure to a treatment chamber of a reaction tank, and a reaction tank. And an air supply for supplying air to the processing chamber, and a gas exhaust for discharging the gas collected in the gas collection chamber.
축산, 분뇨, 처리, 메탄, 전력, 전기, 고농축 액비, 호기성 Animal Husbandry, Manure, Treatment, Methane, Electricity, Electricity, Highly Condensate, Aerobic
Description
본 발명은 축산 분뇨 처리장치 및 이를 이용한 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축산 분뇨를 이용하여 효율적으로 에너지원을 생산할 수 있으며, 이와 동시에 고농축 액비화 및 퇴비화하여 자연 친화적으로 축산 분뇨를 처리하는 축산 분뇨 처리장치 및 이를 이용한 발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a livestock manure processing device and a power generation device using the same, more specifically, can be used to produce energy sources efficiently using livestock manure, and at the same time the livestock manure to treat livestock manure in a highly concentrated liquid and composting It relates to a manure treatment device and a power generation device using the same.
일반적으로 축산 분뇨 등의 유기성 폐기물은 혐기성 소화(嫌氣性消化)를 통하여 처리될 수 있다. 혐기성 소화는 무산소성균이 슬러지 중의 유기물을 섭취하여 환원 분해하고, 무기 화합물을 방출한다. 이러한 혐기성 소화는 슬러지의 양을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 메탄가스가 생산되므로 축산 분뇨 등의 유기성 폐기물로부터 유용한 자원을 얻을 수 있다. 그러나 혐기성 소화는 반응 시간이 길고 처리 효율이 낮은 단점이 있다. 또한, 혐기성 소화는 축산 분뇨 등의 유기물을 처리하여 퇴비화 및 액비화가 어렵고 처리과정에서 악취가 심한 문제점이 있다. In general, organic waste such as livestock manure can be treated through anaerobic digestion. Anaerobic digestion involves anoxic bacteria ingesting organic matter in sludge, reducing decomposition, and releasing inorganic compounds. This anaerobic digestion not only reduces the amount of sludge but also produces methane gas, which can provide useful resources from organic waste such as livestock manure. However, anaerobic digestion has the disadvantage of long reaction time and low processing efficiency. In addition, anaerobic digestion is difficult to compost and liquefy by treating organic matters such as livestock manure and a bad smell bad in the treatment process.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 축산 분뇨 등의 유기성 폐기물을 효율적으로 처리하여 메탄 등의 에너지원을 생산할 수 있으며, 이와 동시에 고농축 액비화 및 퇴비화를 통하여 자연 친화적으로 축산 분뇨를 처리하는 축산 분뇨 처리장치 및 이를 이용한 발전 장치를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the above problems, an object of the present invention is to efficiently treat organic wastes such as livestock manure to produce energy sources such as methane, and at the same time high concentration liquid liquefaction and composting The present invention provides a livestock manure processing device and a power generation device using the same, which naturally handles livestock manure.
또한, 본 발명은 축산 분뇨의 처리 과정에서 악취를 발생시키지 않음으로써 친환경적인 축산 분뇨 처리장치 및 이를 이용한 발전 장치를 제공하는데 있다.In addition, the present invention is to provide an environment-friendly livestock waste treatment apparatus and a power generation device using the same by not causing odor in the process of processing livestock manure.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 축산 분뇨를 처리하는 처리 쳄버와 가스 포집 쳄버로 구획되며 다수의 기포 유통부가 제공된 분리벽을 구비한 반응조, 상기 반응조의 처리 쳄버로 축산 분뇨를 공급하는 분뇨 공급부, 상기 반응조에 제공되며 상기 처리 쳄버로 에어를 공급하는 에어 공급기, 그리고 상기 가스 포집 쳄버에 포집된 가스를 배출하는 가스 배출부를 포함하는 축산 분뇨 처리장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is divided into a treatment chamber for processing livestock manure and a gas collection chamber, the reaction tank having a partition wall provided with a plurality of bubble distribution, the livestock manure with the treatment chamber of the reaction tank. It provides a livestock waste treatment apparatus including a manure supply unit for supplying, an air supply provided to the reaction tank for supplying air to the processing chamber, and a gas discharge unit for discharging the gas collected in the gas collecting chamber.
상기 반응조는 하부가 경사면으로 이루어지며 상기 처리 쳄버에서 처리가 완료되는 액비를 수집하는 액비 수집부가 연결되는 것이 바람직하다.It is preferable that the reaction tank is made of an inclined surface and connected to a liquid ratio collecting unit for collecting the liquid ratio in which the treatment is completed in the treatment chamber.
상기 반응조는 내주면과 일정한 거리가 떨어져 배치되며 저면에서 연장되어 상부를 향하여 배치되는 벽부가 제공되는 것이 바람직하다.The reactor is preferably provided a wall portion which is disposed at a predetermined distance away from the inner circumferential surface and extends from the bottom surface to be disposed upward.
상기 반응조의 분리벽은 상기 기포 유통부가 제공된 제1 분리벽, 상기 제1 분리벽과 상기 반응조의 내주면에 연결되는 제2 분리벽으로 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the separation wall of the reaction tank includes a first separation wall provided with the bubble distribution part, and a second separation wall connected to the first separation wall and an inner circumferential surface of the reaction tank.
상기 제1 분리벽은 상기 반응조의 바닥면 방향으로 연장된 연장부를 구비하는 것이 바람직하다.The first separation wall preferably includes an extension part extending in the bottom surface direction of the reactor.
상기 제2 분리벽에는 상기 가스 포집 쳄버에 모이는 고형분이 처리 쳄버로 리턴시키는 고형분 통과부가 제공되는 것이 바람직하다.Preferably, the second dividing wall is provided with a solids passing portion through which solids collected in the gas collecting chamber are returned to the processing chamber.
상기 반응조는 상기 처리 쳄버 측으로 공급된 고형분을 회수하여 상기 분뇨 공급부로 공급하는 고형분 회수부가 제공되는 것이 바람직하다. It is preferable that the reaction tank is provided with a solid recovery part for recovering the solid content supplied to the treatment chamber and supplying it to the manure supply part.
상기 반응조는 내주면에서 일정한 거리가 떨어져 배치되며 저면에서 연장되어 상부를 향하여 배치되는 벽부가 제공되고, 상기 반응조의 분리벽은 상기 기포 유통부가 제공된 제1 분리벽을 포함하며, 상기 제1 분리벽은 상기 반응조의 바닥면 방향으로 연장된 연장부를 구비하고, 상기 벽부와 상기 연장부는 서로 일부가 겹쳐져 배열되는 것이 바람직하다.The reaction tank is provided at a predetermined distance away from the inner circumferential surface and extending from the bottom surface is provided toward the top, the separation wall of the reaction tank includes a first separation wall provided with the bubble distribution, the first separation wall is It is preferable to include an extension part extending in the bottom surface direction of the reactor, and the wall part and the extension part are arranged to overlap with each other.
상기 에어 공급기는 케이스, 상기 케이스에 제공되는 구동원, 상기 구동원에 의하여 회전하는 회전날개, 상기 케이스 내부에 배치되어 상기 회전날개의 회전에 의하여 발생하는 부압에 의하여 외부의 에어를 상기 처리 쳄버로 공급하는 다수의 에어 공급 파이프들을 포함하는 것이 바람직하다.The air supply unit supplies external air to the processing chamber by a case, a drive source provided to the case, a rotary blade rotated by the drive source, and a negative pressure generated inside the case and generated by the rotation of the rotary blade. It is preferable to include a plurality of air supply pipes.
상기 케이스에는 외부에서 공급되는 에어를 가열하는 히터가 제공되는 것이 바람직하다.The case is preferably provided with a heater for heating the air supplied from the outside.
또한, 본 발명은 축산 분뇨를 처리하는 처리 쳄버와 가스 포집 쳄버로 구획되며 다수의 기포 유통부가 제공된 분리벽을 구비한 반응조, 상기 반응조의 처리 쳄버로 축산 분뇨를 공급하는 분뇨 공급부, 상기 반응조에 제공되며 상기 처리 쳄버로 에어를 공급하는 에어 공급기, 상기 가스 포집 쳄버에 연결되어 포집된 가스를 배출하는 가스 배출부를 포함하는 축산 분뇨 처리장치, 그리고 상기 가스 배출부에 연결되어 가스의 순도를 높이는 복수의 가스 분리 필터를 포함하는 축산 분뇨 처리장치를 이용한 발전 장치를 제공한다.In addition, the present invention is divided into a treatment chamber for processing livestock manure and a gas collection chamber, and provided with a separation wall provided with a plurality of bubble distribution, a manure supply unit for supplying livestock manure to the processing chamber of the reactor, provided in the reaction tank And a livestock manure processing device including an air supply unit for supplying air to the processing chamber, a gas discharge unit connected to the gas collection chamber to discharge the collected gas, and a plurality of connected to the gas discharge unit to increase the purity of the gas. Provided is a power generation apparatus using a livestock waste treatment apparatus including a gas separation filter.
상기 축산 분뇨 처리장치는 처리된 액비를 수집하는 액비 수집부가 연결되는 것이 바람직하다.The livestock waste treatment apparatus is preferably connected to the liquid rain collecting unit for collecting the treated liquid rain.
상기 가스 분리 필터에는 전기를 생산하는 전기 생산 장치가 연결되는 것이 바람직하다.The gas separation filter is preferably connected to an electricity production device for producing electricity.
상기 전기 생산 장치는 상기 가스 분리 필터를 통과하는 가스를 저장하는 가스탱크, 상기 가스 탱크에 수용된 가스를 연소시키는 보일러, 상기 보일러에 의하여 회전하는 터빈, 상기 터빈에 의하여 발생되는 구동력을 이용하여 전기를 생산하는 발전기, 그리고 상기 발전기에서 발생된 전기를 저장하는 축전지를 포함하는 것이 바람직하다.The electricity production apparatus uses a gas tank for storing gas passing through the gas separation filter, a boiler for burning the gas contained in the gas tank, a turbine rotating by the boiler, and a driving force generated by the turbine. It is preferable to include a generator for producing, and a storage battery for storing the electricity generated by the generator.
이와 같은 본 발명의 실시 예의 축산 분뇨 처리장치는 비교적 간단한 구조로 이루어지면서 축산 분뇨 등의 유기성 폐기물을 처리하여 메탄 가스 등을 생산할 수 있으며, 이를 이용하여 전기를 생산하고, 동시에 고형분을 용해시킨 고농축 액비화 및 퇴비화를 통하여 자연 친화적이며 처리 효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 가진다.The livestock manure processing device of the embodiment of the present invention can be produced in a relatively simple structure while treating the organic waste such as livestock manure to produce methane gas, etc., by using this to produce electricity and at the same time high concentration liquid liquefaction that dissolved the solid content And through the composting nature-friendly and has the effect of maximizing the treatment efficiency.
또한, 본 발명은 축산 분뇨의 처리 과정이 밀폐된 상태로 이루어지므로 악취를 방지하여 친환경적인 축산 분뇨를 처리할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that can be treated environmentally friendly livestock manure by preventing odor because the process of the livestock manure is made in a sealed state.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면으로, 축산 분뇨 처리장치를 이용한 발전 장치를 도시하고 있다.1 is a view schematically showing the overall configuration for explaining an embodiment of the present invention, showing a power generation device using a livestock waste treatment apparatus.
본 발명의 실시 예인 발전 장치는, 축산 분뇨 처리장치들(1, 3, 5), 이 축산 분뇨 처리장치들(1, 3, 5)에서 포집된 가스를 걸러 그 중에 포함되어 있는 메탄 가스의 순도를 높이는 가스 분리 필터들(7, 9, 11), 그리고 이들 가스 분리 필터들(7, 9, 11)에서 분리된 메탄 가스를 이용하여 전력을 생산하는 전력 생산 장치(13)를 도시하고 있다.In the power generation device according to the embodiment of the present invention, the livestock
본 발명의 실시 예의 축산 분뇨 처리장치들(1, 3, 5)은 호기성 소화 방법을 이용하여 축산 분뇨를 처리할 수 있으며, 고농축으로 액비화함과 동시에 메탄 가스를 생산할 수 있다. Livestock manure processing devices (1, 3, 5) of the embodiment of the present invention can process livestock manure using aerobic digestion method, and can produce methane gas while liquefying to high concentration.
이러한 축산 분뇨 처리장치들(1, 3, 5)은 각각 동일한 구조로 이루어지므로 편의상 하나 만을 예로 들어 설명한다. 축산 분뇨 처리장치(1)는, 도 3과 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 반응조(21), 분뇨 공급부(23), 에어 공급기(25), 그리고 가스 배출부(27)를 포함한다.Since the livestock waste treatment apparatuses (1, 3, 5) are each made of the same structure, only one example will be described for convenience. As shown in FIGS. 3 and 4, the livestock
반응조(21)는 외부와 밀폐되는 상태로 이루어지는 것이 바람직하다. 반응조(21)는 축산 분뇨가 처리되는 처리 쳄버(30) 그리고 가스 포집 쳄버(33)로 분리되는 것이 바람직하다.It is preferable that the
그리고 처리 쳄버(30)는 가운데 부분에 배치되는 인너 처리 쳄버(31)와 이 인너 처리 쳄버(31)의 외측에 배치되는 아웃터 처리 쳄버(32)로 나누어질 수 있다.The
반응조(21)는 저면이 경사면부(21a)를 이루는 것이 바람직하다. 반응조(21)는 편의상 본 발명의 실시 예에서 대략 원통형으로 이루어지는 예를 도시하여 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 이루어질 수 있다.It is preferable that the bottom of the
반응조(21)에는 가스 포집 쳄버(33)의 내부 압력을 외부에서 관찰할 수 있도록 압력 게이지(34, 도 4에 도시하고 있음)가 제공될 수 있다. The
그리고 처리 쳄버(30)와 가스 포집 쳄버(33)는 분리벽(39)으로 구획되는 것이 바람직하다. 분리벽(39)은 세로로 구획되는 제1 분리벽(35)과 이 제1 분리벽(35)과 반응조(21)의 내주면을 연결하는 가스 포집 쳄버(33)를 구획하는 제2 분리벽(37)으로 이루어질 수 있다. In addition, the
제1 분리벽(35)에는 일부 구간에 뚫어진 공간인 기포 유통부(35a)가 제공된다. 이러한 기포 유통부(35a)는 처리 쳄버(31)에 발생된 기포들이 압력의 차이에 의하여 가스 포집 쳄버(33) 측으로 이동될 수 있는 것이다. The
분리벽(39)에 의하여 구획되는 가스 포집 쳄버(33)는 본 발명의 실시 예에서는 반응조(21)의 위쪽 부분과 사이드 측에 배치되는 것이 바람직하다.The
한편, 제1 분리벽(35)은 반응조(21)의 바닥면 측으로 연장되는 연장부(35b)를 포함한다. 이러한 연장부(35b)는 반응조(21)의 내주면과 일정한 거리 띄워져 배치되고 반응조(21)의 바닥면과도 일정한 거리가 띄워져 배치된다. On the other hand, the
연장부(35b)는 처리 쳄버(31)에서 발생된 기포가 상술한 기포 유통부(35a)를 통하여 가스 포집 쳄버(33)로 유입될 수 있도록 안내하는 역할을 할 수 있다.The
제2 분리벽(37)의 일측에는 중공으로 이루어지는 파이프 형태의 고형분 통과부(41)가 아래 방향을 향하여 설치된다. 고형분 통과부(41)는 가스 포집 쳄버(33)로 유입된 기포에서 분리되어 나온 고형물이 다시 처리 쳄버(31)로 리턴될 수 있도록 하는 것이다.One side of the
한편, 반응조(21)는 그 내부 공간에 저면에서 위쪽 방향으로 연장되는 벽부(51)를 포함한다. 벽부(51)는 상술한 연장부(35b)의 직경보다 작게 이루어지는 것이 바람직하다. 벽부(51)는 위 부분이 개방된 원통형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 벽부(51)는 위 부분의 끝이 연장부(35b)의 내부 측에 배치된다. On the other hand, the
즉, 벽부(51)와 연장부(35b)는 그 끝단이 서로 중첩되어 배치되는 것이 바람직하다. 벽부(51)는 상술한 처리 쳄버(30)를 인너 처리 쳄버(31)와 아웃터 처리 쳄버(32)로 구획할 수 있다. That is, it is preferable that the end portions of the
또 한편으로, 반응조(21)는 액비 수집부(53, 도 1에 도시하고 있음)와 관로로 연결된다. 반응조(21)에서 축산 분뇨가 처리된 후 잔여물로 고농축의 액비가 발생하게 되고 이러한 액비는 관로를 통하여 액비 수집부(53)에 저장될 수 있다. 액비는 고형분이 용해되어 고농축으로 이루어진다.On the other hand, the
그리고 반응조(21)와 액비 수집부(53)를 연결하는 관로에는 밸브(59)가 설치될 수 있다. 이러한 밸브(59)는 컨트롤러(도시생략)에 의하여 개폐가 될 수도 있으며 또한 수작업을 개폐가 가능한 밸브가 사용될 수 있다.In addition, a
다른 반응조(3, 5)들에도 각각 액비 수집부(55, 57)들이 관로로 연결될 수 있다. 물론 이러한 액비 수집부(53, 55, 57)들은 각각 다수를 도시하여 있으나 하나로 이루어지는 것도 가능하다.
분뇨 공급부(23)는 축산 분뇨 등의 유기성 폐기물을 반응조(21)의 내부인 인너 처리 쳄버(31)로 공급할 수 있다. 이러한 분뇨 공급부(23)는 반응조(21)의 상부를 관통하여 관로로 이루어질 수 있다. 이러한 분뇨 공급부(23)는 선단 부분이 벽부(51)가 이루는 공간의 안쪽에 배치된다. The
한편, 벽부(51)와 반응조(21)가 이루는 사이의 공간인 아웃터 처리 쳄버(32)의 일측에는 고형분 회수부(61)가 배치된다. 고형분 회수부(61)는 반응조(21)의 경사면 바닥에 모인 고형분을 회수하여 다시 상술한 분뇨 공급부(23)로 리턴시킬 수 있다. 이러한 고형분 회수부(61)는 고형분을 통과시키는 파이프(63), 이 파이프(63)에 연결되어 고형분을 빨아들이는 압력을 발생시키는 펌프(65)를 포함할 수 있다.On the other hand, the solid
상술한 고형분 회수부(61)의 파이프(63)는 반응조(21)의 내부 바닥면과 인접한 위치에 그 선단부가 배치되는 것이 바람직하다. 그리고 이 고형분 회수부(61)의 파이프(63)는 분뇨 공급부(23)에 연결된다. 그리고 고형분 회수부(61)의 파이프(63)는 분뇨 공급부(23)를 지나는 분뇨가 역류되지 않도록 체크 밸브(도시생략) 가 설치될 수 있다.It is preferable that the tip part of the
반응조(21)의 인너 처리 쳄버(31)로 에어를 공급하는 에어 공급기(25)는 반응조(21)의 중앙부에 설치된다. 그리고 에어 공급기(25)는 벽부(51)의 내측 공간으로 에어를 공급할 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.The
이러한 에어 공급기(25)는, 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 케이스(71), 케이스(71)의 내부에 배치되는 모터(73), 모터(73)의 회전축에 결합되는 회전날개(75), 그리고 외부의 에어를 빨아들이는 에어 공급 파이프(77)들을 포함한다. As shown in FIG. 5, the
그리고 에어 공급 파이프(77)들은 선단부가 상술한 회전날개(75)의 뒷면과 가까운 위치에 배치된다. 이러한 에어 공급 파이프(77)들은 회전날개(75)에 의하여 그 선단부에서 부압(負壓)이 발생되어 외부의 에어를 처리 쳄버(31) 내부로 빨아들일 수 있다. And the air supply pipes 77 are arranged at a position where the front end is close to the rear surface of the
또한, 에어 공급기(25)는 에어 공급 파이프(77) 또는 이 에어 공급 파이프(77) 측으로 공급되는 관로의 내부에 히터(79)가 설치될 수 있다. In addition, the
이러한 에어 공급기(25)는 모터(73)가 구동하면 회전날개(75)가 회전하면서 에어 공급 파이프(77)를 통하여 외부의 에어가 처리 쳄버(31) 측으로 공급된다. 이와 동시에 회전날개(75)는 처리 쳄버(31)의 내부에 배치되는 축산 분뇨를 회전시키면서 미생물에 의하여 분해가 잘 이루어질 수 있도록 열을 발생시킬 수 있다. When the
이러한 에어 공급기(25)는 본 발명의 실시 예에서 설명한 예에 한정되는 것은 아니며 처리 쳄버(31)에 에어를 공급할 수 있는 다양한 구조가 사용될 수 있다.The
한편, 가스 포집 쳄버(33)에 연결되는 가스 배출부(27)는 파이프 형태의 관 로로 이루어질 수 있다. On the other hand, the
이러한 가스 배출부(27)는 복수의 가스 분리 필터(7, 9, 11)와 관로로 연결되어 있다. The
가스 분리 필터(7, 9, 11)들은 주로 메탄 가스의 순도를 높이기 위한 것으로, 메탄 가스 만을 통과시키고 다른 가스들은 분리해서 배출하는 필터 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 가스 분리 필터(7, 9, 11)들은 동일한 구조로 이루어지는 것이 복수로 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 가스 분리 필터(7, 9, 11)의 상세한 구조는 생략하였으나, 단지 메탄 가스 만을 통과시켜 메탄 가스의 순도를 높일 수 있는 필터이면 어느 것이나 적용될 수 있다.The
그리고 전기 생산 장치(13)는 상술한 가스 분리 필터(7, 9, 11)들과 관로로 연결되어 고순도의 메탄 가스를 공급받을 수 있다. 전기 생산 장치(13)는, 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 가스 탱크(103), 보일러(105), 터빈(107), 발전기(109), 그리고 축전지(111)를 포함할 수 있다. In addition, the
가스 탱크(103)는 가스 분리 필터(7, 9, 11)들을 통과한 고순도의 메탄 가스가 저장되는 곳이다. 그리고 보일러(105)는 메탄 가스를 연소시켜 열을 얻는 것이다. 또한, 터빈(107)은 보일러(105)에서 연소되는 열을 이용하여 회전력을 얻을 수 있다. 발전기(109)는 터빈(107)의 회전에 따라 전기를 생산하는 것이다. 그리고 축전지(111)는 발전기(109)에서 생산된 전기를 저장할 수 있다. 이러한 전기 발생 장치(13)는 본 발명의 실시 예에서 설명한 예에 한정되는 것은 아니며 다양한 구조로 이루어지는 것이 가능하다. The
이와 같이 이루어지는 축산 분뇨 처리장치를 이용한 발전 장치의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the power generation device using the livestock waste treatment apparatus as described above are as follows.
먼저 분뇨 공급부(23)를 통하여 축산 분뇨 등의 유기성 폐기물을 인너 처리 쳄버(31)에 공급한다. 이 때 축산 분뇨는 액체 상태와 찌꺼기 및 고형분이 섞인 상태로 인너 처리 쳄버(31)에 공급되는 것이다. 그러면 벽부(51)로 둘러 쌓인 내부 공간에 다량의 고형분이 포함된 축산 분뇨가 모이게 된다. 물론, 이때 반응조(21)와 액비 수집부(53) 사이의 관로에 연결되는 밸브(59)는 잠겨진 상태로 있다.First, organic waste such as livestock manure is supplied to the
축산 분뇨는, 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 벽부(51)의 상부를 가릴 수 있는 정도의 위치에 수면(W)을 이루며 채워지는 것이 바람직하다. 분뇨 공급부(23)와 고형분 통과부(41)의 끝 부분도 모두 수면(W) 아래로 배치된다.As shown in FIG. 4, the livestock manure is preferably filled with a water surface W at a position such that the upper portion of the
이와 같이 일정한 양의 축산 분뇨가 처리 쳄버(30)에 채워지도록 한다.In this way, a constant amount of livestock manure is filled in the
그리고 에어 공급기(25)를 통하여 에어를 인너 처리 쳄버(31)에 공급한다. 에어 공급기(25)는, 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 모터(73)가 고속으로 회전함에 따라 회전 날개(75)가 회전하면서 에어 공급 파이프(77)에 부압(負壓)이 발생하여 외부의 에어가 인너 처리 쳄버(31)로 유입되는 것이다. Then, air is supplied to the
따라서 인너 처리 쳄버(31)의 내부에 충분한 외부의 에어가 공급되면서 호기성 미생물에 의하여 발효가 원활하게 이루어질 수 있다. 특히, 회전날개(75)가 회전하면서 처리 쳄버(31)의 축산 분뇨가 회전되고 이때 고형분도 함께 회전하면서 높은 마찰열이 발생되어 처리 쳄버(31)의 내부에 수용된 축산 분뇨의 온도가 약 70 ~ 90℃로 상승하게 된다. Therefore, the fermentation can be smoothly made by aerobic microorganisms while supplying sufficient external air to the interior of the
이때 필요에 따라 히터(79)를 가동하여 가열된 에어를 인너 처리 쳄버(31)의 내부로 공급할 수 있다. 이러한 축산 분뇨의 온도 상승은 축산 분뇨의 발효율을 증대시켜 축산 분뇨의 처리 시간을 더욱 단축하게 된다.At this time, if necessary, the
이때, 벽부(51)는 인너 처리 쳄버(31)에서 발생되는 축산 분뇨의 출렁임 등이 직접 아웃터 처리 쳄버(32)에 영향을 미치지는 것을 방지할 수 있다. At this time, the
이러한 과정을 통하여 축산 분뇨가 발효되는 과정에서 메탄 가스를 포함한 다량의 기포들이 발생하게 된다. 이러한 기포들은 연장부(35b)에 안내되어 기포 유통부(35a)를 통하여 가스 포집 쳄버(33)로 이동된다. Through this process, a large amount of bubbles including methane gas is generated during the livestock manure fermentation. These bubbles are guided to the
처리 쳄버(31)는 가스 포집 쳄버(33)에 비하여 상대적으로 고온 고압이므로 인너 처리 쳄버(31)에서 발생된 다량의 기포가 상대적으로 압력이 낮은 가스 포집 쳄버(33)로 원활하게 이동할 수 있는 것이다.Since the
가스 포집 쳄버(33)로 이동된 다량의 기포들은 압력 차이에 의하여 터지면서 메탄가스를 포함한 기체와 고형분으로 분리된다. 이 고형분은 고형분 통과부(41)를 통하여 아웃터 처리 쳄버(32)로 이동된다. 따라서 고형분은 아웃터 처리 쳄버(32)의 경사진 저면으로 모이게 된다. A large amount of bubbles moved to the
그러면 고형분은 고형분 회수부(61)에 의하여 다시 분뇨 공급부(23)로 전달되고 인너 처리 쳄버(31)의 가운데 부분으로 리턴된다.Then, the solid content is delivered to the
한편, 상술한 다량의 기포에서 분리된 기체는 메탄, 황화메틸, 이황화메틸, 이산화탄소 등을 포함할 수 있다. On the other hand, the gas separated from the above-mentioned large amount of bubbles may include methane, methyl sulfide, methyl disulfide, carbon dioxide and the like.
다음의 표 1은 가스 포집 쳄버(33)에서 기체에 포함되어 있는 메탄의 양을 측정한 측정 예이다.Table 1 below is an example of measuring the amount of methane contained in the gas in the
[표 1]TABLE 1
따라서 본원 발명의 실시 예의 축산 분뇨 처리장치에서 다량의 메탄이 생성됨을 확인할 수 있다.Therefore, it can be confirmed that a large amount of methane is produced in the livestock waste treatment apparatus of the embodiment of the present invention.
이러한 기체는 가스 포집 쳄버(33)가 일정한 압력 이상이면 가스 배출부(27)를 통하여 가스 분리 필터(7, 9, 11)로 이송된다. 특히 기체는 상술한 가스 분리 필터(7, 9, 11)를 통과하면서 메탄 가스는 순도가 높아지게 되고 가스 탱크(103)에 저장된다. 가스탱크(103)에 저장된 가스는 보일러(105)에서 연소되어 터빈(107)을 회전시킨다. 그리고 터빈(107)의 회전력은 발전기(109)를 회전시켜 전기를 생산하고 생산된 전기는 축전지(111) 등에 저장될 수 있다.Such gas is transferred to the
그리고 이러한 장시간의 축산 분뇨의 발효 과정을 거치면서 축산 분뇨는 완전히 분해되어 처리 쳄버 내에서 고농축 액비 형태로 존재하게 된다. 그리고 이 액비는 고형분이 용해되어 고농축이 된다.During the fermentation process of livestock manure for a long time, the livestock manure is completely decomposed to exist in the form of high concentration liquid in the treatment chamber. And this liquid ratio becomes high concentration by dissolving solid content.
계속해서 밸브(59)를 열면 액비는 관로를 따라 액비 수집부(53)로 이동되어 모아진다. 따라서 처리된 고농축의 액비는 퇴비로 사용될 수 있는 것이다. Subsequently, when the
이러한 본 발명의 실시 예는 발효 처리 속도가 매우 빠르면서 발효율이 높아 축산 분뇨의 처리 효율을 극대화시킬 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예는 메탄의 생산 효율을 극대화시켜 축산 분뇨의 자원화를 도모할 수 있다.Such an embodiment of the present invention can maximize the treatment efficiency of livestock manure due to the high fermentation efficiency is very fast fermentation treatment. In particular, the embodiment of the present invention can maximize the production efficiency of methane to promote the recycling of livestock manure.
또한 본 발명의 실시 예는 밀폐된 상태로 발효 처리가 이루어지므로 악취를 방지할 수 있고, 처리가 끝난 잔유물인 고농축의 액비를 퇴비로 활용할 수 있어 친환경적인 장점이 있다. In addition, the embodiment of the present invention has a fermentation process is made in a closed state to prevent odors, can be utilized as a compost of the high concentration of the liquid residue of the treated residue as an environmentally friendly advantage.
도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing the overall configuration in order to explain an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 전기 생산 장치를 도식화한 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the electricity production device of FIG. 1.
도 3은 도 1의 주요부를 도시한 부분 단면도이다.3 is a partial cross-sectional view showing the main part of FIG.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ부를 잘라서 본 도면이다.4 is a cut-away view of the IV-IV part of FIG. 3.
도 5는 도 3에 도시한 에어 공급기의 주요 구성을 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a main configuration of the air supply shown in FIG. 3.
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