KR101152613B1 - System for treating sludge or waste having a by-pass line - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 음식물 쓰레기, 각종 슬러지, 축분 및 각종 축산 폐기물을 대량으로 건조 및 탄화 방식에 의해 처리하기 위한 에너지 효율이 높고 친환경적인 바이패스 라인이 구비된 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a sludge or waste treatment system equipped with an energy-efficient and eco-friendly bypass line for treating food waste, various sludges, livestock waste, and various livestock wastes in large quantities by drying and carbonizing.
산업이 고도화됨에 따라 음식물 쓰레기 및 각종 유기성 슬러지의 발생량은 급격히 증가한다. 각종 폐기물의 직매립 금지(2003.7)로 발생량 대부분을 비용이 저렴한 해양배출 방식(49%)으로 처리하고 있다. 그런데 하수 오니와 가축분뇨는 2012년 1월 1일부터, 음식물 쓰레기는 2013년 1월 1부터 해양투기가 각각 금지된다. 이에 따라 슬러지 및 각종 축산폐기물의 육상 처리가 시급한 상황이며, 환경을 보호하기 위한 친 환경적이며 경제적으로 처리하는 방법에 대한 여러 가지 연구가 되어오고 있다. 특히 최근에 들어 폐기물을 자원화하여 재사용하기 위한 방안이 모색되고 있다. As the industry is advanced, the amount of food waste and various organic sludges is rapidly increased. Prohibited direct landfilling of various wastes (2003.7), most of the amount generated is treated with low-cost marine discharge (49%). However, sewage sludge and livestock manure are prohibited from dumping on January 1, 2012 and food waste from January 1, 2013. Accordingly, there is an urgent need for land treatment of sludge and various livestock wastes, and various studies have been conducted on environmentally-friendly and economical treatment methods to protect the environment. In particular, in recent years, a plan for recycling wastes into resources has been sought.
최근에 많이 활용되고 있는 자원화 방안의 대표적인 방법은 건조연료화, 퇴비화, 사료화이다. 건조 연료화는 슬러지 및 각종 축산폐기물의 수분을 직접 또는 간접방식으로 열을 가해 수분을 제거한 후 연료로 사용하는 방법이다. 폐기물의 종류에 따라 건조 후, 연소시켰을 때 발생하는 열량이 차이가 생기므로 안정적인 열량을 확보하기 위해 열량 보조재를 혼합하여야 하며, 악취 및 발화의 위험성, 흡습능력 때문에 보관에 어려움이 있다. Representative methods of resourceization which are widely used in recent years are dry fuel, compost, and feed. Dry fueling is a method in which water from sludge and various livestock wastes is directly or indirectly heated to remove water and used as fuel. Depending on the type of waste, the calories produced by combustion after drying is different, so the calorific auxiliary materials must be mixed to secure stable calories, and there is a difficulty in storing due to the risk of odor, ignition, and hygroscopic ability.
슬러지 및 각종 축산 폐기물에 적당한 수분이 함유된 상태로 호기성 미생물 등을 이용하여 발효하는 방법인 퇴비화는 상당한 부지와 시설 및 숙성(발효)기간이 필요하여 처리기간의 장기화로 경제성이 떨어진다. 악취와 침출수 등 제2의 오염이 염려되고, 슬러지 및 각종 축산폐기물의 생성 시기 및 장소에 따라 퇴비의 품질이 상이하다는 단점을 가지고 있다. Composting, which is a fermentation method using aerobic microorganisms in a state in which sludge and various livestock wastes contain appropriate moisture, requires considerable site, facility, and fermentation (fermentation) period, and thus economical efficiency is long due to prolonged treatment period. Second pollution such as odor and leachate is concerned, and the compost quality is different depending on the time and place of sludge and various livestock waste.
음식물 쓰레기 처리에 많이 사용되는 사료화는 탈수, 고온증자, 건조 등의 과정을 처치는 방법이다. 발생원 계절 생활수준에 따라 음식물 쓰레기의 조성과 성상의 차이가 있으므로 필수 영양소의 균형 및 품질의 균질화가 어렵고 이를 위해서 최종 산물의 성분 검사를 통해 부족한 영향 보조제를 첨가하여야 하므로 처리 원가가 상승하는 문제점을 가지고 있다.Feeding, which is widely used to treat food waste, is a method of treating dehydration, hot steaming, and drying. Source of origin There is a difference in composition and properties of food waste according to seasonal living standards, so it is difficult to homogenize the balance and quality of essential nutrients, and for this purpose, it is necessary to add insufficient effect aids through the component inspection of the final product, which leads to a problem of rising processing cost. have.
한편, 최종 부산물을 흡착제, 흡음제, 토양개량제, 시멘트 원료, 철강보온제 등으로의 사용할 수 있어 활용도 및 보관성이 높은 건조 및 탄화 공법에 의하면, 슬러지 및 축산폐기물을 완전 멸균이 가능하며, 악취, 분진, 매연 등이 발생하지 않아 친환경적이고 민원발생의 소지를 감소시킬 수 있어서 상기한 것과 같은 문제점들을 해결할 수 있다. 반면, 열효율을 높여 처리비를 낮추기 위한 열교환 설비, 악취 및 각종 발생 가스를 제거하기 위한 열산화 설비 등 건조 및 탄화 공법으로 슬러지 및 각종 축산폐기물의 처리 위한 설비는 부피가 크고, 처리 비용이 높다는 문제점을 안고 있다.On the other hand, the final by-products can be used as adsorbents, sound absorbers, soil modifiers, cement raw materials, steel insulation, etc. According to the drying and carbonization method with high utilization and storage, sludge and livestock waste can be completely sterilized, odor, Dust, smoke, etc. do not occur, it is environmentally friendly and can reduce the possibility of civil complaints can solve the problems described above. On the other hand, the facilities for treating sludge and various livestock wastes are bulky and high in processing cost by drying and carbonization methods such as heat exchange facilities to reduce the treatment cost by improving thermal efficiency, and thermal oxidation facilities to remove odors and various generated gases. Holding it.
일반적으로 슬러지 및 각종 축산폐기물의 건조 및 탄화 공법에 의한 처리공정은 탄화하기에 적합한 약 20% 정도의 함수율로 슬러지 및 각종 축산폐기물을 건조하여, 탄화기에서 탄화시킨다. 건조 공정에서는 슬러지 및 각종 축산폐기물의 함수율 감소에 따른 점성의 증가로 인해 이송장치 및 건조기 기벽에 점착현상이 발생하여 건조기 고장의 원인이 되며, 슬러지 및 각종 축산폐기물의 뭉침 현상의 발생으로 탄화에 적합한 건조 상태로 건조하기에 어려움이 있다. 이를 극복하기 위해 별도의 건조물 및 첨가물을 습한 상태의 슬러지 및 각종 축산폐기물과 혼합하여 점착현상이나 뭉침현상 등을 해결하기도 한다. 이는 처리해야 하는 슬러지와 각종 축산폐기물의 양이 증가할 뿐만 아니라 별도의 혼합기를 건조과정 전에 설치하여야 한다는 문제점이 있다. 탄화 과정에서는 고온의 열풍(800?1000℃)이 슬러지나 각종 축산폐기물의 건조물을 부분적으로 소각하여 소각재를 낼 수 있으며, 발생되는 건류가스를 연소하여 제거하면서 열교환기를 통해 얻은 에너지를 건조 및 기타의 용도로 사용하는 경우, 가스의 역류 및 비정상적인 건류가스의 발생으로 인하여 건류가스의 역화 현상이 발생할 수 있다. 그리고 탄화공정 중 탄화 온도가 일정하지 않아서 품질이 일정한 고품질의 탄화물을 만들 수 없어서 탄화물의 활용도가 떨어지고, 탄화기의 열변형으로 인한 내구성을 저하시키는 문제점을 안고 있다. 또한, 각 공정에서 발생하는 환경오염 물질인 각종유해 가스 및 이물질을 제거하기 위해 물을 분사하고, 집진하는 등 후처리 시설을 설치하여 운용하므로 넓은 대지가 필요하며, 이때 발생하는 수분 및 유분을 분리하여 다시 처리하여야 하므로 2중의 처리 비용이 들어가게 된다는 문제점이 있다.In general, the sludge and various livestock wastes are treated by the drying and carbonization process, and the sludge and various livestock wastes are dried at a water content of about 20% suitable for carbonization and carbonized in a carbonizer. In the drying process, the viscosity of the sludge and various livestock wastes decreases, causing adhesion to the transfer device and the wall of the dryer, causing the dryer to break down, and aggregating of sludge and various livestock wastes. Difficult to dry in a dry state. In order to overcome this problem, separate dry matter and additives may be mixed with wet sludge and various livestock wastes to solve sticking phenomenon or agglomeration phenomenon. This increases the amount of sludge and various livestock waste to be treated as well as a problem that a separate mixer must be installed before the drying process. In the carbonization process, high temperature hot air (800 ~ 1000 ℃) can partially incinerate sludge or dry matters of various livestock wastes to incinerate ash, and burn energy generated through the heat exchanger while burning and removing dry gas generated. In case of use, backflow of dry gas may occur due to backflow of gas and abnormal generation of dry gas. In addition, the carbonization temperature is not constant during the carbonization process, and thus it is impossible to make a high-quality carbide having a constant quality, thereby decreasing the utilization of carbides and deteriorating durability due to thermal deformation of the carbonizer. In addition, since a post-treatment facility is installed and operated to spray various kinds of harmful gases and foreign substances that are environmental pollutants generated in each process and collect dust, a large land is required. There is a problem that a double processing cost is required because it must be processed again.
본 발명은 위에서 언급한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 보조 건조기, 메인 건조기, 탄화기로 이어지는 공정 등으로 구성된다. 슬러지 또는 폐기물의 전처리 과정, 악취 및 각종 위해 가스의 제거과정, 환경오염 물질을 제거하기 위한 후처리 과정에 필요한 설비 없이 가장 기본적인 설비만으로 건조 및 탄화가 이루어지도록 설비를 단순화하고자 한다. 슬러지 또는 폐기물의 함수율에 따라 점성이 증가하는 건조특성을 고려하여 건조과정을 2단계로 나누어 실시함으로써 슬러지 또는 폐기물의 점착 현상 및 뭉침 현상을 방지하고자 한다. 간접열을 사용하는 탄화기의 간접열 통과관은 이중 구조로 되어 있으며, 제1통과관을 지난 폐열을 다시 제1통과관 사이에 형성된 제2통과관을 통과하도록 설계하여 탄화기의 내부 온도를 일정하게 유지함으로서 품질이 우수한 탄화물을 얻을 수 있도록 하기 위함이다. 이 과정에서 생성된 건류가스는 사이클론과 콜드트랩을 거치면서 타르, 슈트 및 수분이 제거되면서 정제되어 연소기에서 효율적으로 연소가 가능하도록 하여 불완전 연소에 의한 환경오염 물질의 생산을 억제하고자 함이다. 각 기기들의 합리적인 배치와 탄화공정 중 발생하는 건류가스를 회수 연소하여, 건조 과정의 에너지원으로 사용하여 에너지 효율을 극대화하며, 연소기에서의 악취 및 VOC가스 등의 제거 및 별도의 폐수 처리 시설 없이 순수한 수증기만을 대기로 배출하도록 함으로서 친환경적이고, 연속구동이 가능하여 대량의 슬러지 또는 폐기물을 경제적이고 위생적이며 효율적으로 처리 가능한 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to improve the above-mentioned problems, it consists of a secondary dryer, a main dryer, a process leading to a carbonizer and the like. It is intended to simplify the equipment so that drying and carbonization can be performed only with the most basic equipment without the equipment necessary for the pretreatment of sludge or waste, the removal of odor and various harmful gases, and the post-treatment to remove environmental pollutants. In order to prevent the sticking and agglomeration of sludge or waste, the drying process is carried out in two stages in consideration of the drying characteristic, which increases in viscosity depending on the water content of sludge or waste. The indirect heat pass-through tube of the carbonizer using indirect heat has a double structure. The reason for this is to maintain a constant quality carbide. The dry gas generated in this process is purified by removing tar, chute, and water through the cyclone and cold trap, so that combustion can be efficiently performed in the combustor, thereby suppressing the production of environmental pollutants by incomplete combustion. The rational arrangement of each device and recovery of combustion of dry gas generated during carbonization process are used as energy source of drying process, maximizing energy efficiency, eliminating odor and VOC gas from combustor, and without pure wastewater treatment facility. It is to provide a sludge or waste treatment system that is eco-friendly and can be continuously driven by discharging only water vapor into the atmosphere, so that a large amount of sludge or waste can be economically, sanitarily and efficiently treated.
본 발명은 탄화기에서 발생되는 건류가스가 연소기 측으로 유입되어 연소되면서 건조 과정에 사용되는 열을 발생시키는 보조 연료로 사용될 때, 연소기 입구측으로 유입되는 건류가스로 인한 역화의 문제점을 해결하고자 함과 동시에 탄화기에 구비된 스크류 등의 열변형을 방지하여 내구성을 향상시키기 위함이다.The present invention attempts to solve the problem of backfire due to the dry gas flowing into the combustor when the dry gas generated in the carbonizer is introduced into the combustor and used as an auxiliary fuel for generating heat used in the drying process. This is to improve durability by preventing thermal deformation of a screw and the like provided in the carbonization machine.
본 발명은 일측에 버너(100) 및 건류가스 입구(211)를 구비하고 타측에 연소관 출구(212)를 구비한 연소관(210) 및 상기 연소관(210)을 둘러싸고 일측에 건조 폐열 인입구(221)를 구비하고 타측에 열풍 출구(222)를 구비한 외통체(220)를 포함하는 이중 통형 구조의 연소기(200); 슬러지 또는 폐기물이 투입되는 폐기물 유입구(310), 상기 폐기물 유입구(310)로 투입된 슬러지 또는 폐기물이 건조되어 배출되는 폐기물 배출구(320), 상기 연소관 출구(212)와 연통되어 열풍이 유입되는 열풍 입구(330), 및 상기 열풍 입구(330)로 유입된 열풍이 유출되는 건조 폐열 송출구(340)를 포함하며, 유입된 슬러지 또는 폐기물이 건조되는 메인 건조기(300); 상기 메인 건조기(300)를 통하여 건조된 건조물이 투입되는 건조물 인입구(411), 투입된 건조물이 탄화되어 배출되는 탄화물출구(412) 및 탄화하면서 발생되는 건류가스를 배출하기 위한 건류가스 배출공(413)을 포함하는 탄화관(410), 및 상기 연소기(200)의 열풍출구(222)와 연통하여 열풍이 유입되는 제1유입구(421) 및 유입된 열풍을 배출시키기 위한 제2배출구(424)를 포함하는 바깥통(420)을 포함하는 탄화기(400); 및 상기 탄화기(400)의 탄화물출구(412)로부터 유출되는 탄화물을 저장하기 위한 탄화물저장수단(600)을 포함하되, 상기 연소기(200)의 열풍출구(222)와 상기 탄화기(400)의 제1유입구(421)를 연통시키기 위한 제1라인(L1)과 상기 탄화기(400)의 내부를 순환한 열풍이 배출되는 제2배출구(424)측에 구비된 제2라인(L2)을 서로 연통시키기 위한 바이패스 라인(L4)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 바이패스 라인이 구비된다.The present invention includes a
한편, 본 발명은 일측에 버너(100) 및 건류가스 입구(211)를 구비하고 타측에 연소관 출구(212)를 구비한 연소관(210) 및 상기 연소관(210)을 둘러싸고 일측에 건조 폐열 인입구(221)를 구비하고 타측에 열풍 출구(222)를 구비한 외통체(220)를 포함하는 이중 통형 구조의 연소기(200); 슬러지 또는 폐기물이 투입되는 폐기물 유입구(310), 상기 폐기물 유입구(310)로 투입된 슬러지 또는 폐기물이 건조되어 배출되는 폐기물 배출구(320), 상기 연소관 출구(212)와 연통되어 열풍이 유입되는 열풍 입구(330), 및 상기 열풍 입구(330)로 유입된 열풍이 유출되는 건조 폐열 송출구(340)를 포함하며, 유입된 슬러지 또는 폐기물이 건조되는 메인 건조기(300); 상기 메인 건조기(300)를 통하여 건조된 건조물이 투입되는 건조물 인입구(411), 투입된 건조물이 탄화되어 배출되는 탄화물출구(412) 및 탄화하면서 발생되는 건류가스를 배출하기 위한 건류가스 배출공(413)을 포함하는 탄화관(410), 및 상기 연소기(200)의 열풍출구(222)와 연통하여 열풍이 유입되는 제1유입구(421), 유입된 열풍이 배출되는 제1배출구(422), 상기 제1배출구(422)를 통하여 배출된 열풍이 재 유입되는 제2유입구(423) 및 재 유입된 열풍을 배출시키기 위한 제2배출구(424)를 포함하는 바깥통(420)을 포함하는 탄화기(400); 및 상기 탄화기(400)의 탄화물출구(412)로부터 유출되는 탄화물을 저장하기 위한 탄화물저장수단(600)을 포함하되, 상기 연소기(200)의 열풍출구(222)와 제1유입구(421)를 연통시키기 위한 제1라인(L1)과 상기 탄화기(400)의 내부를 순환한 열풍이 배출되는 제2배출구(424)측에 구비된 제2라인(L2)을 서로 연통시키기 위한 바이패스 라인(L4)이 더 구비된 것을 특징으로 한다.On the other hand, the present invention has a
본 발명은 내측통(510)과 상기 내측통(510)을 둘러싸는 외측통(520)을 포함하는 이중 통형 구조로 이루어진 보조건조기(500)를 더 포함하되, 상기 내측통(510)은 슬러지 또는 폐기물이 유입되는 폐기물 인입구(511), 가열되어 건조된 폐기물이 유출되며, 상기 메인 건조기(300)의 폐기물 유입구(310)와 연통되는 폐기물 출구(512), 상기 메인 건조기(300)의 건조폐열 송출구(340)에서 유출되는 건조폐열을 유입 및 유출시키기 위한 보조건조폐열입구(513) 및 보조건조폐열출구(514)를 포함하며, 상기 외측통(520)은 상기 탄화기(400)의 제2배출구(424)와 연통하며, 상기 탄화기(400)의 제2배출구(424)에서 배출되는 탄화폐열이 유입되는 탄화폐열인입구(521) 및 유입된 탄화폐열을 방출하기 위한 탄화폐열출구(522)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes an
본 발명의 상기 탄화기(400)의 상부에는 상기 건류가스배출공(413)에서 배출되는 건류가스를 수집하기 위한 건류가스수집통(430)이 더 구비되며, 상기 건류가스수집통(430)에서 배출되는 건류가스가 상기 연소기(200)의 건류가스입구(211)로 유입될 수 있다.The upper portion of the
본 발명은 상기 건류가스 배출공(413)과 상기 건류가스입구(211)를 상호 연통시키기 위한 제3라인(L3)이 더 구비되며, 상기 제3라인(L3)상에는 건류가스수집통(430)에서 배출되는 건류가스를 정화시키기 위한 사이클론(1300) 및 콜드트랩(1400)이 구비될 수 있다.The present invention is further provided with a third line (L3) for communicating the dry
본 발명의 상기 연소관(210)의 내측에는 상기 건류가스입구(211)로부터 상기 연소관(210)의 내측으로 유입되는 건류가스의 발화하기에 적당한 온도로 높이고 일정 압력이상의 압력을 유기하기 위한 예열공간부(213)가 더 구비될 수 있다.Inside the
본 발명의 상기 연소기(200)의 건류가스 입구(211) 측에는 열감지 센서(230)가 더 구비되며, 역화방지를 위한 역화방지기(1700)가 상기 건류가스 배출공(413)과 상기 건류가스입구(211)를 상호 연통시키기 위한 제3라인(L3)과 연결된 제5라인(L5)을 통하여 더 구비될 수 있다.A
본 발명의 상기 탄화기(400)의 바깥통(420)은 제1유입구(421)로 유입되어 제1배출구(422)로 유출되는 열풍과 제1배출구(422)로 배출되어 제2유입구(423)로 재 유입되어 제2배출구(424)로 유출되는 열풍이 바깥통(420)의 내부에서 혼합되지 않도록 제1통과관(425) 및 제2통과관(426)으로 구획될 수 있다.The
본 발명의 상기 보조건조기(500)의 외측통(520)과 내측통(510) 사이에는 유입된 탄화폐열이 나선을 그리면서 유동하도록 안내판(523)이 구비될 수 있다.The
본 발명은 상기 탄화기(400)의 탄화물출구(412)로부터 유출되는 탄화물을 상기 탄화물저장수단(600)으로 이송시키기 위한 제7라인(L7)을 더 포함하며, 상기 제7라인(L7)은 탄화물을 이송시키기 위한 스크류(L7-2) 및 이를 회전시키는 스크류 축(L7-1)을 더 포함하며, 상기 제7라인(L7) 내부로 물이 분사될 수 있다.The present invention further includes a seventh line (L7) for transferring the carbide flowing out of the
본 발명은 하나의 버너에서 생산된 에너지를 최대한 활용할 수 있다. 건조 및 탄화하는 슬러지 또는 폐기물의 종류에 따라 탄화 공정에서 회수되는 건류가스의 양과 품질이 상이하여 전체공정의 에너지 효율에 다소 차이가 있긴 하지만, 일반적으로 타 설비에 비해 에너지 효율(전체 에너지 효율 약 80%)이 향상되므로 폐기물의 처리 비용을 타 설비에 비해 약 60% 정도 절감시키고, 악취를 제거하기 위한 열산화(RTO) 장비 및 환경보호를 위한 배출가스 정화시설 그리고 폐수의 정화시설 등의 각종 설비가 필요 없어 설비를 단순화하여 설비 제작 및 설치 비용이 타 설비에 비해 약 50%가 절감되는 건조 및 탄화 설비이다.The present invention can take full advantage of the energy produced in one burner. Although the amount and quality of dry gas recovered in the carbonization process vary depending on the type of sludge or waste to be dried and carbonized, the energy efficiency of the overall process is somewhat different. %) Improves waste disposal costs by about 60% compared to other facilities, and various facilities such as thermal oxidation (RTO) equipment to remove odors, exhaust gas purification facilities for environmental protection, and wastewater purification facilities. It is a drying and carbonization facility that simplifies the facility and reduces the cost of manufacturing and installing the facility by about 50% compared to other facilities.
본 발명을 이용하면 구체적으로 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 첫째, 감량화율을 약 90% 정도로 할 수 있는 건조 및 탄화 공법에 의해 슬러지 또는 폐기물을 처리하므로 슬러지 또는 폐기물의 양을 획기적으로 줄이며, 부산물을 활용할 수 있다. 둘째, 연속 구동이 가능하므로 처리 효율이 높다. 셋째, 별도의 연료 사용이나 열산화(RTO) 설비 없이 악취, 유해가스(VOC), 다이옥신 및 백연이 제거되므로 경제적이며 친환경적으로 슬러지 또는 폐기물을 처리할 수 있다. 넷째, 발생되는 대부분의 분진은 보조 건조기의 습한 피건조물에 흡착 제거하여 환경오염을 예방하고, 사이클론의 수명 연장 가능해 수리비가 절감된다. 다섯째, 공정의 단순화로 설비비가 낮고, 기기의 합리적 배치로 인한 에너지 효율 극대화로 슬러지 또는 폐기물 처리비용이 절감된다.Using the present invention specifically, the following effects can be obtained. First, since the sludge or waste is treated by a drying and carbonization method that can reduce the reduction rate by about 90%, the amount of sludge or waste can be drastically reduced, and by-products can be utilized. Second, processing efficiency is high because continuous driving is possible. Third, odor, harmful gas (VOC), dioxin and white smoke are removed without the use of fuel or thermal oxidation (RTO) facility, so that sludge or waste can be treated economically and environmentally. Fourth, most of the generated dust is adsorbed and removed from the wet dry matter of the auxiliary dryer to prevent environmental pollution, and the life of the cyclone can be extended, thereby reducing the repair cost. Fifth, the equipment cost is low due to the simplification of the process, and the sludge or waste disposal cost is reduced by maximizing energy efficiency due to the rational arrangement of the equipment.
또한, 열감지 센서, 역화방지기 및 바이패스 라인 등으로 인하여 안전하게 설비를 운영할 수 있으며, 탄화기의 스크류 등의 열변형 방지를 함으로서 내구성이 높다.
In addition, the facility can be safely operated due to the heat sensor, the flashback arrestor and the bypass line, and the durability is high by preventing thermal deformation of the screw of the carbonizer.
도 1은 본 발명의 일실시예 따른 개념도
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 개념도
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 개념도
도 4는 본 발명에 따른 시스템에서 폐기물 정화 흐름도
도 5는 본 발명에 따른 시스템에서 열풍 흐름도
도 6은 본 발명에 따른 시스템에서 건류가스 흐름도
도 7은 본 발명에 따른 시스템에서 바이패스 라인 및 역화방지기가 구비된 것을 도시한 개념도
도 8은 본 발명에 따른 시스템 중 탄화기를 도시한 개념도
도 9는 본 발명에 따른 시스템 중 탄화기의 열변형 방지를 위한 구성을 도시한 개념도
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 개념도
도 11은 본 발명의 탄화물 이송라인을 도시한 개념도1 is a conceptual diagram according to an embodiment of the present invention
2 is a conceptual diagram according to a second embodiment of the present invention;
3 is a conceptual diagram according to a third embodiment of the present invention;
4 is a flow chart of waste purification in a system according to the present invention.
5 is a flow chart of hot air in the system according to the present invention.
6 is a flow diagram of dry gas in the system according to the present invention.
7 is a conceptual diagram illustrating that the bypass line and the flashback arrestor are provided in the system according to the present invention.
8 is a conceptual diagram illustrating a carbonizer in a system according to the present invention.
9 is a conceptual diagram showing a configuration for preventing thermal deformation of the carbonizer in the system according to the present invention
10 is a conceptual diagram according to a fourth embodiment of the present invention.
11 is a conceptual diagram showing a carbide transport line of the present invention
이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하겠다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
슬러지 또는 폐기물은 함수율에 따라 그 성상 및 성질이 변하고, 특히 점성이 증가하므로 건조 특성에 맞추어 건조 방법을 달리해야 한다. 슬러지 또는 폐기물을 효과적으로 탄화시키기 위해서는 건조 과정을 마친 건조물의 상태가 뭉쳐져 있지 않고, 잘게 부수어져 있는 상태로 존재하여야 한다. 일반적으로 함수율이 높은 고함수율 구간에서는 전도열을 이용하여 건조하고, 저함수율 구간에서는 폐기물을 분산시켜 표면적을 확대함으로써 건조 효율을 극대화할 수 있다. 이와 같은 목적을 달성하기 위해서 건조 과정을 메인건조기(300)와 더불어 보조건조기(500), 두 부분으로 나누어 실시할 수 있다.
Sludge or waste changes its properties and properties according to the water content, and in particular, the viscosity increases, so the drying method has to be adapted to the drying characteristics. In order to carbonize sludge or wastes effectively, the dried product after drying should not be aggregated but present in a finely crushed state. In general, in the high water content section with high water content, drying is conducted by using conductive heat, and in the low water content section, the waste may be dispersed to maximize the drying efficiency. In order to achieve this purpose, the drying process may be carried out by dividing into two parts, the
첨부의 도면을 참고하여, 각각의 구성요소에 대하여 상술한 후 이들이 상호 연결된 시스템에 대하여 상술하도록 한다.
With reference to the accompanying drawings, it will be described for each of the components and then to the system they are interconnected.
보조 건조기(500)에 대하여 상술한다.The
도 3을 참고하면, 보조 건조기(500)는 직접열과 간접열을 동시에 활용할 수 있도록 원통형의 내측통(510)과 외측통(520)을 구비한다. 내외측통(510, 520) 사이에 긴 판상체인 안내판(523)을 나선형으로 배치하였다. Referring to FIG. 3, the
폐기물은 보조건조기(500)의 폐기물 인입구(511)로 투입, 건조된 후 내측통(510)을 거쳐 폐기물 출구(512)로 배출된다.Waste is introduced into the
후술하는 탄화기(400)의 제2배출구(424)에서 나오는 약 500℃의 열풍을 보조 건조기(500)의 탄화폐열인입구(521)로 유입, 탄화폐열출구(522)로 배출시켜 보조 건조기(500)에 투입되는 폐기물 등의 건조를 위한 간접열로 활용할 수 있다. 또한, 후술하는 메인 건조기(300)의 건조폐열 송출구(340)에서 유출되는 건조폐열(300?400℃)을 보조 건조기(500)의 보조 건조 폐열입구(513)로 유입, 보조건조폐열출구(514)로 배출시켜 폐기물 등의 건조를 위한 직접열로 이용할 수 있도록 하였다.
Hot air having a temperature of about 500 ° C. from the
연소기(200) 및 메인 건조기(300)를 상술한다.The
도 1 내지 3을 참고하면, 탄화기(400)에서 탄화 과정 중에 발생하는 건류가스는 탄화기(400)의 건류가스 배출공(413)에서 유출, (피폭방지) 연소기(200)의 건류가스입구(211)로 유입된다. 연소기(200)는 일측에 구비된 버너(100)의 열이 유동하며, 버너(100)의 열로 건류가스를 연소시키는 연소관(210), 메인 건조기(300) 및 보조 건조기(500) 또는 메인 건조기(300) 내에서 건조과정 중에 발생하는 수증기, 악취 및 각종 유해가스가 통과되는 공간부 즉 열풍통과로(224)가 있는 외통체(220)로 된 이중 구조로 되어 있다(도 1의 메인 건조기(300)의 건조폐열 송출구(340)에서 배출되는 가스가 건조 폐열 인입구(221)로 유입되는 될 수도 있으며, 도 3의 메인 건조기(300)의 건조폐열 송출구(340)에서 배출되는 가스가 보조 건조기(500)의 내측통(510)을 유동한 후 건조 폐열 인입구(221)로 유입될 수도 있음). 연소관(210)과 외통체(220) 사이의 공간은 나선형의 나선부(223)가 있어 메인 건조기(300) 및/또는 보조 건조기(500)에서 건조시 발생하는 각종 물질을 통과시킨다. 이 물질들은 1200?1300℃의 연소기(200) 온도를 탄화에 알맞게 냉각시킨다. 동시에 열풍통과로(224)로 유입되는 각종 물질 중 수증기는 과열증기가 되어 열풍 출구(222)로 유출, 탄화기(400)의 제1유입구(421)로 유입되어 탄화 과정의 간접열로 사용된다. 1 to 3, the dry gas generated during the carbonization process in the
한편, 도 2의 확대도를 참고하면, 연소관(210)의 내측에는 건류가스입구(211)로부터 연소관(210)의 내측으로 유입되는 건류가스의 양을 조절하기 위한 예열공간부(213)가 구비된다. 예열공간부(213)는 건류가스입구(211)로 유입되는 가스의 온도를 발화하기에 적당한 온도로 높이고 일정압 이상으로 연소관(210) 측으로 유입될 수 있도록 함으로서 건류가스의 완전연소를 하게 하기 위함이다. Meanwhile, referring to the enlarged view of FIG. 2, a preheating
도 1 내지 3을 참고하면, 각종 유해가스 및 악취는 열풍통과로(224)에서 20m/sec의 속도로 이동, 약 3초 정도 체류하도록 설계하여 대부분 열분해하여 제거되도록 하는 것이 바람직하다. 환경오염 물질 중 그 피해가 많은 다이옥신은 연소기의 고온분위기 속에서 열풍통과로(224)에서 2초 이상 체류시켜 파괴하므로, 대기를 오염시키지 않는 순수한 수증기만을 대기로 방출할 수 있게 되는 효과가 있다. 투입된 각종 가스가 발화점을 지나 발화될 수 있다. 그 폭발 압력으로 연소기가 파손되는 것을 방지하기 위해 건류가스입구(211) 측에서는 나선부(223)의 간격을 좁게 하고, 열풍출구(222)측에서는 나선부(223)의 간격을 넓게 하는 것이 바람직하다. 또한, 열풍통과로(224)에서 온도가 높아 팽창된 고압의 공기의 압력을 흡수하기 위해 나선부(223)에 홀(미도시)이 천공된 것이 바람직하다.
Referring to Figures 1 to 3, various harmful gases and odors are moved to a speed of 20m / sec in the
도 1 내지 3을 참고하면, 메인 건조기(300)는 슬러지 또는 폐기물이 유입되는 폐기물 유입구(310), 건조과정을 거친 폐기물이 배출되는 폐기물 배출구(320), 연소기(200)의 열풍이 유입되는 열풍 입구(330) 및 건조에 사용된 열풍을 배출하기 위한 건조 폐열 송출구(340)를 포함한다. 1 to 3, the
도 1 또는 2를 참고하면, 연소관(210)에 의하여 발생되는 열풍은 열풍 입구(330)를 통하여 유입, 건조폐열 송출구(340)를 통하여 배출되어 다시 건조 폐열 인입구(221)로 유입될 수 있다. 또는 도 3을 참고하면, 연소관(210)에 의하여 발생되는 열풍 등은 건조폐열 송출구(340)를 통하여 배출되어 보조 건조폐열입구(513)로 유입되어 보조건조기(500)의 직접열로 활용된 후 보조건조폐열출구(514)로 배출되어 연소기(200)의 건조폐열인입구(221)로 유입될 수 있다.Referring to FIG. 1 or 2, hot air generated by the
보조 건조기(500)와 메인 건조기(300) 사이에는 설치된 폐기물 분산장치(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 폐기물 분산장치(미도시)를 통과시켜 표면적이 커진 슬러지 또는 폐기물을 메인 건조기(300)의 폐기물 유입구(310)로 투입시킨다. 투입된 폐기물은 연소기(200)의 연소관출구(212)에서 나오는 열풍을 이용하여 메인 건조기(300)에서 함수율이 15 ? 20% 정도 될 때까지 건조된다.
A waste dispersion device (not shown) may be provided between the
탄화기(400)에 대하여 상술한다.The
도 1 내지 도 3을 참고하면, 탄화기(400)는 건조물을 탄화시키는 탄화관(410) 및 탄화관(410)의 외주면을 감싸면서 그 사이에 열풍이 통과될 수 있도록 한 바깥통(420)이 형성된 이중 구조로 되어 있다. 탄화기(400)는 건조물 인입구(411)로 유입되는 건조물을 탄화물 출구(412)로 배출시키기 위한 스크류(414) 및 스크류축(415) 등의 두 부분으로 이루어진다. 또한, 탄화기(400)는 탄화과정에서 발생하는 가스 등을 배출시키기 위한 건류가스 배출공(413) 및 건류가스 배출공(413)에서 배출되는 가스를 수집하기 위한 건류가스수집통(430)이 구비된다. 건류가스수집통(430)에서 배출되어 건류가스 입구(211)로 유입된 건류가스는 연소기(200)에서 완전 연소가 되어 대기오염 물질인 일산화탄소(CO)의 발생을 억제하며, 건조과정의 보조 연료로 사용된다.1 to 3, the
연소기(200)의 열풍통과로(224)를 통과한 고온 열풍이 탄화기(400)의 제1유입구(421)로 유입되며, 유입된 열풍이 제1통과관(425)을 통과하도록 하였다. 유입되는 열풍은 800 ? 950℃ 정도이다.The high temperature hot air passing through the
더 나아가, 도 8을 참고하면, 스크류축(415) 내부로 외부공기를 유출입 시키기 위한 입출구(415-1, 415-2)를 구비하여, 스크류(414) 및 스크류축(415)의 열변형을 방지하도록 하였다. 차가운 외부 공기를 스크류축(415) 내부로 유입시킴으로 고열에 의한 열변형을 예방하여 탄화기(400)의 내구성을 높인다. Furthermore, referring to FIG. 8, inlet and outlet ports 415-1 and 415-2 are provided for inflow and outflow of external air into the
한편, 도 1을 참고하면, 탄화기(400)의 바깥통(420)의 경우 제1유입구(421)를 통하여 유입되는 열풍이 제1통과관(425)과 제2통과관(426)을 거쳐 제2배출구(424)로 배출될 수 있다. 배출되는 열풍은 도 1에 도시된 바와 같이 외부로 방출 목적으로 정화시키기 위하여 사이클론(700)에 유입시킬 수 있다. 다른 한편으로, 도 2에 도시된 바와 같이 제1유입구(421)를 통하여 유입되는 열풍은 제1통과관(425)을 거쳐 제1배출구(422)로 배출시킨다. 배출되는 열풍을 다시 바깥통(420)에 구비된 제2유입구(423)로 유입시킨 후, 제2배출구(424)로 배출시킬 수 있다(도 2의 L6 참고). 열풍을 바깥통(420)에서 재순환시키는 것이다. Meanwhile, referring to FIG. 1, in the case of the
제2배출구(424)로 배출되는 열풍을 사이클론(700)(도 1 또는 2 참조)으로 향하게 하거나, 도 3에 도시된 바와 같이 보조건조기(500)의 탄화폐열인입구(521)로 유입시킬 수 있다.The hot air discharged to the
또한, 고열로 인한 탄화기의 변성을 막기 위해 탄화기에 공급되는 모든 열풍 라인(L1) 및 건조물 투입구 라인(도면번호 411과 연결되는 라인)에 신축성 프랜지(미도시)를 사용하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to use a flexible flange (not shown) in all the hot air line (L1) and the drying inlet line (line connected to the reference number 411) supplied to the carbonizer to prevent the degeneration of the carbonizer due to high heat.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 탄화기(400)를 지지하는 베이스(440)에 레일(441)을 설치하고 탄화기(400)에 롤러(450)를 설치함으로써, 탄화기(400) 자체가 신축될 경우 롤러(450) 등으로 인하여 탄화기 자체의 열변형을 예방할 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 9, the
폐기물 처리 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.The waste treatment process will be described in detail as follows.
도 1 또는 2의 선별기(1000), 파쇄기(1100) 등은 건조 및 탄화공법에 의한 폐기물(각종 슬러지, 음식물 쓰레기 및 축산폐기물 등을 말하며 이하 동일한 의미로 사용됨)에 건조 및 탄화공정으로 처리하기 곤란한 이물질 등을 제거하는 전처리 공정을 첨가함으로써 설비의 활용도를 높이기 위한 것이다.The sorting
도 1 내지 3을 참고하면, 폐기물의 최종 산물인 탄화물이 만들어지기까지의 이동 경로는 폐기물이 반입되어 건조 과정을 원활하게 하기 위해 필요한 과정인 전처리 과정 즉, 선별기(1000)에서 비닐, 수저와 같은 금속물 등을 제거시킨다. 이후 폐기물들이 뭉쳐져 있는 경우 건조 효율이 감소할 수 있다. 건조 효율을 높이기 위하여 파쇄기(1100)를 이용하여 폐기물들을 건조하기에 알맞은 크기로 파쇄시켜 투입 호퍼(900)로 보내진다. 선별기(1000) 및 파쇄기(1100)를 거치는 과정은 음식물 쓰레기를 처리하는 경우에 국한되며, 탈수 슬러지 혹은 축분의 경우에는 적용되지 않을 수 있다. Referring to Figures 1 to 3, the movement route until the carbide is made as the final product of the waste is a pre-treatment process, that is, a process required to facilitate the drying process, that is, the
여기에서 선별기(1000)라 함은 시중에 유통되고 있는 비닐 선별기 및 마그네틱 컨베이어 등 이물질을 제거할 수 있는 각종 기기를 의미한다. 또한 파쇄를 위한 파쇄기(1100)는 산업 전반에 걸쳐 사용되는 일반적인 기술이므로 설명은 생략한다. 음식물 외의 각종 슬러지 및 축분은 수분 함량이 약 80% 정도로 탈수된 형태로 반입되며 이물질의 양이 작고, 입자의 크기가 비교적 작고 균일하므로 선별 및 파쇄과정은 생략되어도 무방하다.Here, the
도 4를 참고하면, 투입호퍼(900)로부터 보조 건조기(500)로의 폐기물 등의 이동은 투입호퍼(900)의 스크류(미도시)에 의하여 행하며 정량 투입되는 것이 바람직하다. 투입호퍼(900)로부터 보조 건조기(500)에 투입된 폐기물은 보조 건조기(500)내에서 열흐름이 향상되도록 제작되어 가로로 설치된 스크류(미도시)에 의해 혼합 이송되면서 점성증가 및 뭉침현상이 발생하는 글루존(Glue zone) 영역을 피하도록 함수율 약 55% 까지 건조된다. 건조된 건조물은 폐기물 분산 장치(도시되어 있지 않음)를 통해 메인 건조기(300) 내부로 분산되어 함수율 약 15?20%까지 건조된다. 보조 건조기(500)를 활용하는 경우 도 3에 도시된 바와 같이 제2배출구(424) 측에서 이어지는 제2라인(L2)은 탄화폐열인입구(521)와 연결된다.Referring to Figure 4, the movement of the waste and the like from the
여기서, 투입호퍼(900)의 폐기물의 함수율 등을 고려하여 보조 건조기(500)를 거치지 않아도 될 경우, 폐기물을 메인 건조기(300)로 투입시킬 수 있다. 이 경우 도 1 또는 2에 도시된 바와 같이 제2배출구(424) 측에서 이어지는 제2라인(L2)은 사이클론(700)과 연결된다.Here, when it is not necessary to go through the
도 1 내지 도 4를 참고하면, 보조 건조기(500) 및 메인 건조기(300)에서 건조된 건조물은 호퍼(1200)(필요에 따라 생략가능)에 저장되어 있다가 정량씩 탄화기(400)의 건조물 인입구(411)에 투입된다. 이때, 연소기(200)의 열풍통과로(224)를 통과한 열풍은 제1유입구(421)에 유입되어, 간접열로 활용된다. 탄화되어 탄화물출구(412)를 통하여 배출된 탄화물은 탄화물 저장수단(600)에 이송 저장된다. 1 to 4, the dry matter dried in the
한편, 탄화되어 탄화물출구(412)를 통하여 배출된 탄화물은 수분함량이 매우 적어 자체 발화의 위험성이 있다. 이를 방지하기 위하여 수분 분사장치가 내장된 이송 스크류(L7-2)를 통해 탄화물 저장 수단(600)으로 이송시키는 것이 바람직하다. 도 11을 참고하면, 탄화기(400)에서 탄화물 저장수단(600)에 이르는 구간, 즉, 탄화물을 탄화물 저장수단(600)에 이송시키기 위한 제7라인(L7)은 스크류(L7-1) 및 이를 회전시키기 위한 스크류 축(L7-2)를 구비한 것이 바람직하다. 스크류(L7-1)의 회전에 따라 탄화물이 탄화물 저장수단(600) 측으로 이송되되, 이송되는 탄화물의 수분 함량을 6% ~ 8% 정도로 맞추기 위하여 제7라인(L7) 내에서 수분을 공급하는 것이 바람직하다. 수분 공급 방법으로는 도 11에 도시된 바와 같이 스크류(L7-1) 또는 스크류 축(L7-2)에 물을 공급하여 회전과 함께 스크류(L7-1) 또는 스크류 축(L7-2)에 천공된 홀(미도시)로 물이 분사되도록 하는 방법, 제7라인(L7)의 입구 측에 물을 공급시켜 스크류 축(L7-2)의 회전과 함께 수분이 탄화물과 섞이도록 하는 방법 등 다양한 방법이 있을 것이다.
On the other hand, the carbide carbonized and discharged through the
각각의 공정에서 사용한 폐열을 최대한 활용하여 에너지의 효율을 증대시킬 수 있는 열풍 흐름을 상세히 설명한다. The hot air flow that can maximize energy efficiency by making the most of the waste heat used in each process will be described in detail.
도 5를 참고하면, 연소기(200)에서 발생한 열풍은 메인 건조기(300)의 직접열로 작용하고(도 5의 ①), 여기서 발생하는 고온의 수증기, 분진 및 각종 폐가스가 보조 건조기(500)의 직접열로 사용되는 과정에서 분진은 피건조물에 흡착되고, 메인 건조기(300)의 폐열은 에너지가 손실된다(도 5의 ②). 다시 이 에너지가 손실된 가스들은 연소기의 열풍통과로(224)를 통과한다(도 5의 ③). 연소기(200)의 복사열에 의해 에너지를 얻어 탄화기(400)의 제1통과관(425)을 통과하면서 간접열로 건조물을 탄화시킨다(도 5의 ④). 또한 탄화 후 발생한 폐열은 보조 건조기(500)의 간접열로 사용하기 위해 보조 건조기(500)의 외측통(520)을 통과하고(도 5의 ⑤), 사이클론(700)을 거쳐 대기로 방출된다(도 5의 ⑥). 이때 대기로 방출되는 수증기의 온도는 250℃ 정도가 되므로 백연이 발생하지 않으며, 각종 불순물이 제거된 순수한 상태의 배출물을 대기 중에 방출하므로 환경오염을 예방할 수 있게 된다.Referring to FIG. 5, hot air generated in the
부가적으로 메인 건조기(300)에서는 건조 과정에서 분진, 수증기, 악취 및 각종 유해가스(VOC)가 발생할 수 있다. 발생하는 분진은 보조 건조기(500) 내의 피건조물에 흡착 제거된다. 메인건조기(300)의 건조과정에서 발생하는 수증기를 포함한 습공기는 역전점 온도 이상의 고온으로 경막전열계수가 높아 건조속도가 건공기를 사용하는 경우 보다 크게 증가하므로 보조 건조기(500)내 피 건조물의 건조 효과를 증가 시킨다. 건조과정에서 발생하는 악취, 유해가스 등은 후술하는 연소기(200)의 연소관(210)과 외통체(220) 사이의 열풍통과로(224)의 복사열 구간에서 열분해되어 제거된다. 건조 과정 중 발생되는 수증기는 연소기(200)의 연소관(210)과 외통체(220) 사이 열풍통과로(224)를 통과하면서 과열증기가 되어 탄화기(400)의 제1유입구(421)로 유입된다. 이 과열증기는 탄화기(400)의 간접열로 사용된 후 다시 보조 건조기(500)의 탄화폐열인입구(521)로 유입되어 보조 건조기(500)의 간접열로 사용된다.
In addition, the
도 10을 참고하여, 또 다른 활용실시 예를 설명한다. 본 설비를 이용하여 폐기물을 처리할 때, 폐기물의 부산물로 탄화물을 원하지 않고 폐기물의 건조물을 특수한 목적에 사용하기 위해 건조를 원하는 경우, 건조 및 탄화 설비의 구성 및 에너지 흐름을 약간 변경시킴으로써 가능하다. 상세하게 설명하면, 메인 건조기(300)에 의한 폐기물의 처리 공정까지의 모든 공정은 전술한 바와 같다. 탄화물 저장수단(600)은 그대로 건조물 저장 설비로 활용하면 된다. 또는 호퍼(1200)를 건조물 저장 설비로 활용할 수 있다. 에너지의 흐름은 도 10을 참고하면, 연소기(200)의 열풍 통과로(224)를 통과한 열풍은 (탄화기(400)의 간접열로 사용하는 대신) 보조 건조기(500)의 탄화폐열인입구(521)로 유입되어, 이를 간접열로 사용할 수 있도록 변경하는 것 외에 모든 사항은 전술한 바와 같다. 물론 각 공정에서 일어나는 현상 및 환경오염물질 제거 공정 역시 상기 폐기물 건조 및 탄화 설비에 의한 방법과 동일하다.
With reference to FIG. 10, another embodiment will be described. When treating waste with this plant, it is possible to make minor changes to the construction and energy flow of the drying and carbonization plant if it is not desired to use carbide as a by-product of the waste and to dry it for a specific purpose. In detail, all the processes up to the waste treatment by the
건류가스 흐름에 대하여 보다 상술한다. The dry gas flow is further described.
도 6을 참고하면, 탄화기(400)에서 발생되는 건류가스는 건류가스수집통(430)을 거치고(도 6의 ①), 건류가스에 포함되어 있는 타르 및 슈트 등을 제거하는 정제과정(사이클론(1300), 콜드트랩(1400))에서 정제된 후 팬(1500)을 통하여 연소기(200)의 건류가스 입구(211)로 유입된다.(도 6의 ②). 연소기로 유입된 건류가스는 연소기(200)에서 연소하여 연소기(200)의 열풍과 함께 섞이면서 메인 건조기(300)의 직접열로 작용하고(도 6의 ③), 여기서 발생하는 고온의 수증기, 분진 및 각종 폐가스가 보조 건조기(500)의 직접열로 사용되는 과정에서 분진은 피건조물에 흡착되고, 메인 건조기(300)의 폐열은 에너지가 손실된다(도 6의 ④). 다시 이 에너지가 손실된 가스들은 연소기의 열풍통과로(224)를 통과하면서(도 6의 ⑤) 연소기(200)의 복사열에 의해 에너지를 얻어 탄화기(400)의 제1통과관(425)을 통과하면서 간접열로 건조물을 탄화시킨다(도 6의 ⑥). 또한 탄화 후 발생한 폐열은 보조 건조기(500)의 간접열로 사용하기 위해 보조 건조기(500)의 외측통(520)을 통과하고(도 6의 ⑦), 사이클론(700)을 거쳐 대기로 방출된다(도 6의 ⑧). Referring to FIG. 6, the dry gas generated in the
폐기물 처리 과정에서 환경 오염 물질의 발생을 억제하여 환경오염을 예방하여야 한다. 중요 환경오염 물질의 저감을 위한 방법을 상세히 설명하면, 다이옥신의 경우, 폐기물의 수분이 완전히 제거된 상태에서 탄화되며, 탄화기(400) 내부를 저산소 환원 분위기로 유지하여 다이옥신의 발생을 최대한 억제시킨다. 건조과정 중 발생된 다이옥신은 연소기(200)의 열풍통과로(224)에서 2초 이상 체류하도록 설계하여 파괴한다. 일산화탄소(CO)는 에너지를 얻기 위한 연료의 불완전 불완전 연소에 의해 대부분 발생하므로, 충분한 양의 산소를 공급하여 억제할 수 있다. 특히 탄화기(400)에서 회수되는 건류가스의 완전 연소를 위해 외부에서 제습된 공기를 유입시켜 건류가스와 함께 연소기(200)로 보내져 연소하도록 하였다. 기타 배기가스는 연소기(200)의 열풍통과로(224)에서 20m/sec의 속도로 약 3초 정도 체류하도록 설계하여 악취 및 유해가스 등을 열분해 하여 제거한다. 각 과정에서 발생하는 분진은 보조 건조기(500)의 피건조물에 의해 대부분 흡착제거 되도록 분진의 흐름을 설계하고, 최종 외부로 배출은 사이클론(700)을 통하여 하므로 분진에 의한 환경오염의 원인이 제거된다.Environmental pollution should be prevented by suppressing the generation of environmental pollutants in the waste disposal process. The method for reducing important environmental pollutants will be described in detail. In the case of dioxins, the water is carbonized in a state where waste water is completely removed, and the inside of the
한편, 도 1 내지 3, 도 6 및 7을 참고하면, 건류가스 배출공(413)과 건류가스입구(211)를 잇는 제3라인(L3) 상에 사이클론(1300), 콜드트랩(1400) 및 팬(1500)을 배열시킨다. 또한, 콜드트랩(1400)과 팬(1500) 사이에는 외기, 보다 바람직하게는 제습공기를 유입시킬 수 있도록 밸브(1600)가 구비되는 것이 바람직하다. 이는 건조 과정 중 발생된 건류가스에 포함된 슈트 및 타르를 제거하기 시킨 후 건류가스입구(211)로 유입시키기 위함이다.
Meanwhile, referring to FIGS. 1 to 3, 6, and 7, the
연소기(200)에서 역화될 수 있는 문제점을 해결하기 위한 수단을 상술한다.Means for solving the problems that may be backfired in the
도 7을 참고하면, 탄화기(400)에서 발생되는 건류가스는 건류가스수집통(430)을 거친 후, 연소기(200)의 건류가스 입구(211)로 유입됨은 전술한 바와 같다. 한편, 건류가스 입구(211)로 유입될 때, 약 1200℃ 이상의 연소기(200) 열로 인하여, 제3라인(L3) 측으로 역화될 수 있는 가능성이 충분하다. Referring to FIG. 7, the dry gas generated in the
도 7을 참고하면, 역화될 경우를 대비하여 연소기(200)에서 탄화기(400)로 이르는 제1라인(L1)과 탄화기(400)에서 보조건조기(500)로 연결(보조건조기(500)로 연결되지 아니하고 외기와 통할 수 있음)되는 제2라인(L2)을 상호 연결하는 바이패스 라인(L4)이 구비된다. 또한, 연소기(200)의 건류가스 입구(211) 측에 열감지 센서(230)를 구비하였으며, 탄화기(400)에서 발생되는 건류가스가 방출되는 건류가스 배출공(413) 또는 건류가스수집통(430)의 출구 측에 압력센서(460)를 구비한다. 열센서 및 압력센서(230, 460)의 수치를 입력받아 이를 바탕으로 역화 방지를 조절하는 역화 방지기(1700)를 설치하였다. Referring to FIG. 7, the first line L1 from the
연소기(200)에서 건류가스의 연소 과정에서 역화될 경우, 또는 탄화기(400)에서 건조물의 탄화 과정중 비 이상적으로 탄화가 진행되어 압력이 증가할 경우 열감지 센서(230) 및 압력센서(460)에서 1차적으로 이를 감지하여 역화 방지기(1700)에서 다음과 같은 역할을 함으로서 역화 방지 및 탄화기(400)의 안정성을 확보할 수 있다.When the
도 7을 참고하면, 제3라인(L3)에 설치된 밸브(V)를 차단하여 건류가스가 더 이상 연소기(200)로 공급되는 것을 차단하고, 제3라인(L3)의 팬(1500)의 전원을 차단시킴과 동시에 역화방지기(1700) 내 질소를 연소기(200) 측으로 건류가스 대신 주입한다. 제1라인(L1)을 통해 탄화기(400)에 투입되던 열풍을 차단시키고 바이패스 라인(L4)을 통해 제2라인(L2)으로 공급시킨다. Referring to FIG. 7, the valve V installed in the third line L3 is blocked to prevent dry gas from being supplied to the
탄화기(400)에 공급되던 열풍을 차단시킨 후 탄화기(400) 내에서 발생되는 건류가스는 콜드트랩(1400)에 설치된 별도의 밸브(미도시)를 통해 외부로 배출시키며(도 7의 콜드트랩 부분에 점선으로 도시함), 질소 가스를 탄화기(400) 내부로 질소 가스를 주입한다. 이후, 호퍼(1200)에서 탄화기(400)로 건조물을 더 이상 공급되지 않도록 차단한다. After the hot air supplied to the
역화방지기(1700) 및 바이패스라인(L4)은 열감지 센서(230)및 압력센서(460) 작동에 따라 동시에 작동할 수도 있거나, 이와 대조적으로 사용자의 임의 조작에 따라 작동시킬 수 있다.
The
본 발명에 사용된 용어들은 통상적인 사전적 의미로 해석되지 말아야 하며, 본 발명의 기술적 사상에 부합한 의미로 해석되어야 한다. 또한 본 발명에서 설명한 내용은 바람직한 일 실시예이므로 이를 대체할 수 있는 다양한 균등한 변형의 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Terms used in the present invention should not be interpreted in a conventional dictionary sense, but in a meaning consistent with the technical spirit of the present invention. In addition, it is to be understood that there are examples of various equivalent modifications that may be substituted for the contents described in the present invention.
100 : 버너 200 : 연소기
300 : 메인건조기 400 : 탄화기
500 : 보조건조기 600 : 탄화물저장수단
700 : 사이클론
900 : 투입호퍼 1000 : 선별기
1100 : 파쇄기 1200 : 호퍼100: burner 200: burner
300: main dryer 400: carbonization machine
500: auxiliary dryer 600: carbide storage means
700: cyclone
900: Input Hopper 1000: Separator
1100: shredder 1200: hopper
Claims (10)
슬러지 또는 폐기물이 투입되는 폐기물 유입구(310), 상기 폐기물 유입구(310)로 투입된 슬러지 또는 폐기물이 건조되어 배출되는 폐기물 배출구(320), 상기 연소관 출구(212)와 연통되어 열풍이 유입되는 열풍 입구(330), 및 상기 열풍 입구(330)로 유입된 열풍이 유출되는 건조 폐열 송출구(340)를 포함하며, 유입된 슬러지 또는 폐기물이 건조되는 메인 건조기(300);
상기 메인 건조기(300)를 통하여 건조된 건조물이 투입되는 건조물 인입구(411), 투입된 건조물이 탄화되어 배출되는 탄화물출구(412) 및 탄화하면서 발생되는 건류가스를 배출하기 위한 건류가스 배출공(413)을 포함하는 탄화관(410), 및 상기 연소기(200)의 열풍출구(222)와 연통하여 열풍이 유입되는 제1유입구(421) 및 유입된 열풍을 배출시키기 위한 제2배출구(424)를 포함하는 바깥통(420)을 포함하는 탄화기(400); 및
상기 탄화기(400)의 탄화물출구(412)로부터 유출되는 탄화물을 저장하기 위한 탄화물저장수단(600)을 포함하되,
상기 연소기(200)의 열풍출구(222)와 상기 탄화기(400)의 제1유입구(421)를 연통시키기 위한 제1라인(L1)과 상기 탄화기(400)의 내부를 순환한 열풍이 배출되는 제2배출구(424)측에 구비된 제2라인(L2)을 서로 연통시키기 위한 바이패스 라인(L4)이 더 구비되며,
상기 연소기(200)의 건류가스 입구(211) 측에는 열감지 센서(230)가 더 구비되며, 역화방지를 위한 역화방지기(1700)가 상기 건류가스 배출공(413)과 상기 건류가스입구(211)를 상호 연통시키기 위한 제3라인(L3)과 연결된 제5라인(L5)을 통하여 더 구비되는 것을 특징으로 하는 바이패스 라인이 구비된 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템.
A burner 100 and a dry gas inlet 211 are provided at one side and a combustion tube 210 having the combustion tube outlet 212 at the other side and the combustion tube 210 are provided at one side and a dry waste heat inlet 221 is provided at the other side. A combustor 200 having a double tubular structure including an outer cylinder 220 having a hot air outlet 222 therein;
A waste inlet 310 into which sludge or waste is introduced, a waste outlet 320 through which the sludge or waste introduced into the waste inlet 310 is dried, and a hot air inlet communicating with the combustion tube outlet 212 to introduce hot air ( 330, and a dry waste heat outlet 340 through which hot air introduced into the hot air inlet 330 flows out, and the main dryer 300 to which the introduced sludge or waste is dried;
Dry matter inlet 411 through which the dried product is dried through the main dryer 300, a carbide outlet 412 through which the injected dry matter is carbonized, and dry gas discharge hole 413 for discharging dry gas generated during carbonization. And a carbonization pipe 410 including a first inlet 421 through which hot air flows in communication with the hot air outlet 222 of the combustor 200, and a second outlet 424 for discharging the introduced hot air. A carbonizer 400 including an outer barrel 420; And
Carbide storage means 600 for storing the carbide flowing out of the carbide outlet 412 of the carbonizer 400,
Hot air circulated through the first line L1 for communicating the hot air outlet 222 of the combustor 200 and the first inlet 421 of the carbonizer 400 and the carbonizer 400 is discharged. Bypass line (L4) is further provided for communicating with each other the second line (L2) provided on the side of the second discharge port 424,
A heat detection sensor 230 is further provided on the side of the dry gas inlet 211 of the combustor 200, and a flashback arrestor 1700 for preventing backfire is provided with the dry gas discharge hole 413 and the dry gas inlet 211. Sludge or waste treatment system having a bypass line, characterized in that it is further provided through a fifth line (L5) connected to the third line (L3) for communicating with each other.
슬러지 또는 폐기물이 투입되는 폐기물 유입구(310), 상기 폐기물 유입구(310)로 투입된 슬러지 또는 폐기물이 건조되어 배출되는 폐기물 배출구(320), 상기 연소관 출구(212)와 연통되어 열풍이 유입되는 열풍 입구(330), 및 상기 열풍 입구(330)로 유입된 열풍이 유출되는 건조 폐열 송출구(340)를 포함하며, 유입된 슬러지 또는 폐기물이 건조되는 메인 건조기(300);
상기 메인 건조기(300)를 통하여 건조된 건조물이 투입되는 건조물 인입구(411), 투입된 건조물이 탄화되어 배출되는 탄화물출구(412) 및 탄화하면서 발생되는 건류가스를 배출하기 위한 건류가스 배출공(413)을 포함하는 탄화관(410), 및 상기 연소기(200)의 열풍출구(222)와 연통하여 열풍이 유입되는 제1유입구(421), 유입된 열풍이 배출되는 제1배출구(422), 상기 제1배출구(422)를 통하여 배출된 열풍이 재 유입되는 제2유입구(423) 및 재 유입된 열풍을 배출시키기 위한 제2배출구(424)를 포함하는 바깥통(420)을 포함하는 탄화기(400); 및
상기 탄화기(400)의 탄화물출구(412)로부터 유출되는 탄화물을 저장하기 위한 탄화물저장수단(600)을 포함하되,
상기 연소기(200)의 열풍출구(222)와 제1유입구(421)를 연통시키기 위한 제1라인(L1)과 상기 탄화기(400)의 내부를 순환한 열풍이 배출되는 제2배출구(424)측에 구비된 제2라인(L2)을 서로 연통시키기 위한 바이패스 라인(L4)이 더 구비되며,
상기 연소기(200)의 건류가스 입구(211) 측에는 열감지 센서(230)가 더 구비되며, 역화방지를 위한 역화방지기(1700)가 상기 건류가스 배출공(413)과 상기 건류가스입구(211)를 상호 연통시키기 위한 제3라인(L3)과 연결된 제5라인(L5)을 통하여 더 구비되는 것을 특징으로 하는 바이패스 라인이 구비된 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템.
A burner 100 and a dry gas inlet 211 are provided at one side and a combustion tube 210 having the combustion tube outlet 212 at the other side and the combustion tube 210 are provided at one side and a dry waste heat inlet 221 is provided at the other side. A combustor 200 having a double tubular structure including an outer cylinder 220 having a hot air outlet 222 therein;
A waste inlet 310 into which sludge or waste is introduced, a waste outlet 320 through which the sludge or waste introduced into the waste inlet 310 is dried, and a hot air inlet communicating with the combustion tube outlet 212 to introduce hot air ( 330, and a dry waste heat outlet 340 through which hot air introduced into the hot air inlet 330 flows out, and the main dryer 300 to which the introduced sludge or waste is dried;
Dry matter inlet 411 through which the dried product is dried through the main dryer 300, a carbide outlet 412 through which the injected dry matter is carbonized, and dry gas discharge hole 413 for discharging dry gas generated during carbonization. Carbon tube 410 including a, and the first inlet 421, the first inlet 421 through which the hot air flows in communication with the hot air outlet 222 of the combustor 200, the first outlet 422 is discharged, the second Carbonizer 400 including an outer cylinder 420 including a second inlet 423 for re-introducing hot air discharged through the first outlet 422 and a second outlet 424 for discharging the re-introduced hot air. ); And
Carbide storage means 600 for storing the carbide flowing out of the carbide outlet 412 of the carbonizer 400,
The first line L1 for communicating the hot air outlet 222 and the first inlet 421 of the combustor 200 and the second outlet 424 through which hot air circulated inside the carbonizer 400 is discharged. The bypass line (L4) is further provided for communicating the second line (L2) provided on the side,
A heat detection sensor 230 is further provided on the side of the dry gas inlet 211 of the combustor 200, and a flashback arrestor 1700 for preventing backfire is provided with the dry gas discharge hole 413 and the dry gas inlet 211. Sludge or waste treatment system having a bypass line, characterized in that it is further provided through a fifth line (L5) connected to the third line (L3) for communicating with each other.
내측통(510)과 상기 내측통(510)을 둘러싸는 외측통(520)을 포함하는 이중 통형 구조로 이루어진 보조건조기(500)를 더 포함하되,
상기 내측통(510)은 슬러지 또는 폐기물이 유입되는 폐기물 인입구(511), 가열되어 건조된 폐기물이 유출되며, 상기 메인 건조기(300)의 폐기물 유입구(310)와 연통되는 폐기물 출구(512), 상기 메인 건조기(300)의 건조폐열 송출구(340)에서 유출되는 건조폐열을 유입 및 유출시키기 위한 보조건조폐열입구(513) 및 보조건조폐열출구(514)를 포함하며,
상기 외측통(520)은 상기 탄화기(400)의 제2배출구(424)와 연통하며, 상기 탄화기(400)의 제2배출구(424)에서 배출되는 탄화폐열이 유입되는 탄화폐열인입구(521) 및 유입된 탄화폐열을 방출하기 위한 탄화폐열출구(522)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스 라인이 구비된 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
Further comprising an auxiliary dryer (500) having a double cylindrical structure including an inner cylinder (510) and an outer cylinder (520) surrounding the inner cylinder (510),
The inner cylinder 510 is a waste inlet 511 into which sludge or waste is introduced, a waste which is heated and dried is discharged, and a waste outlet 512 communicating with a waste inlet 310 of the main dryer 300, Auxiliary dry waste heat inlet 513 and auxiliary dry waste heat outlet 514 for introducing and draining the dry waste heat flowing out from the dry waste heat outlet 340 of the main dryer 300,
The outer cylinder 520 communicates with the second outlet 424 of the carbonizer 400, and the carbonized heat inlet 521 into which the carbonized heat discharged from the second outlet 424 of the carbonizer 400 flows. And a carbonization heat outlet (522) for releasing the introduced carbonization heat; and a sludge or waste treatment system having a bypass line.
상기 탄화기(400)의 상부에는 상기 건류가스배출공(413)에서 배출되는 건류가스를 수집하기 위한 건류가스수집통(430)이 더 구비되며,
상기 건류가스수집통(430)에서 배출되는 건류가스가 상기 연소기(200)의 건류가스입구(211)로 유입되는 것을 특징으로 하는 바이패스 라인이 구비된 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
The upper portion of the carbonizer 400 is further provided with a dry gas collection tank 430 for collecting dry gas discharged from the dry gas discharge hole 413,
Sludge or waste treatment system having a bypass line, characterized in that the dry gas discharged from the dry gas collection tank (430) flows into the dry gas inlet (211) of the combustor (200).
상기 건류가스 배출공(413)과 상기 건류가스입구(211)를 상호 연통시키기 위한 제3라인(L3)이 더 구비되며,
상기 제3라인(L3)상에는 건류가스수집통(430)에서 배출되는 건류가스를 정화시키기 위한 사이클론(1300) 및 콜드트랩(1400)이 구비된 것을 특징으로 하는 바이패스 라인이 구비된 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템.
The method of claim 4, wherein
A third line L3 is further provided to communicate the dry gas discharge hole 413 and the dry gas gas inlet 211 with each other.
Sludge or waste provided with a bypass line on the third line (L3) is provided with a cyclone (1300) and cold trap (1400) for purifying dry gas discharged from the dry gas collection tank 430 Processing system.
상기 연소관(210)의 내측에는 상기 건류가스입구(211)로부터 상기 연소관(210)의 내측으로 유입되는 건류가스의 온도를 높이고 일정 압력 이상으로 압력을 유지하기 위한 예열공간부(213)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 바이패스 라인이 구비된 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
An inner side of the combustion tube 210 further includes a preheating space 213 for increasing the temperature of the dry gas flowing into the combustion tube 210 from the dry gas inlet 211 and maintaining a pressure above a predetermined pressure. Sludge or waste treatment system having a bypass line, characterized in that the.
상기 탄화기(400)의 바깥통(420)은 제1유입구(421)로 유입되어 제1배출구(422)로 유출되는 열풍과 제1배출구(422)로 배출되어 제2유입구(423)로 재 유입되어 제2배출구(424)로 유출되는 열풍이 바깥통(420)의 내부에서 혼합되지 않도록 제1통과관(425) 및 제2통과관(426)으로 구획된 것을 특징으로 하는 바이패스 라인이 구비된 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템.
The method of claim 2,
The outer cylinder 420 of the carbonizer 400 is discharged to the first inlet 421 and discharged to the first outlet 422 and the hot air discharged to the first outlet 422 to the second inlet 423 The bypass line is divided into a first passage tube 425 and a second passage tube 426 so that the hot air flowing into and exiting the second discharge port 424 is not mixed inside the outer tube 420. Equipped sludge or waste disposal system.
상기 보조건조기(500)의 외측통(520)과 내측통(510) 사이에는 유입된 탄화폐열이 나선을 그리면서 유동하도록 안내판(523)이 구비된 것을 특징으로 하는 바이패스 라인이 구비된 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템.
The method of claim 3, wherein
Sludge or with a bypass line, characterized in that the guide plate 523 is provided between the outer cylinder 520 and the inner cylinder 510 of the auxiliary dryer 500 so as to flow in the spiral heat introduced into the spiral. Waste disposal system.
상기 탄화기(400)의 탄화물출구(412)로부터 유출되는 탄화물을 상기 탄화물저장수단(600)으로 이송시키기 위한 제7라인(L7)을 더 포함하며,
상기 제7라인(L7)은 탄화물을 이송시키기 위한 스크류(L7-2) 및 이를 회전시키는 스크류 축(L7-1)을 더 포함하며, 상기 제7라인(L7) 내부로 물이 분사되는 것을 특징으로 하는 바이패스 라인이 구비된 슬러지 또는 폐기물 처리 시스템.The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a seventh line (L7) for transferring the carbide flowing out of the carbide outlet 412 of the carbonizer 400 to the carbide storage means 600,
The seventh line L7 further includes a screw L7-2 for conveying carbide and a screw shaft L7-1 for rotating it, wherein water is injected into the seventh line L7. Sludge or waste treatment system with bypass line.
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