KR101160550B1 - 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템이 개시된다. 일 실시 예에서, 슬러지입구와 슬러지출구가 형성된 사각형상의 저장조; 상기 저장조 내부에 설치되며, 상기 슬러지입구를 통해 제공되는 가습슬러지를 슬러지출구로 운반하는 이송콘베어; 상기 이송콘베어를 통해 운반되는 슬러지를 교반하는 교반기; 및 상기 저장조의 상부를 따라 장착되며, 상기 이송콘베어를 통해 운반되는 슬러지를 건조시킴과 동시에 슬러지를 통해 발생되는 매탄가스와 촉매연소 반응열을 발생시켜 슬러지를 재건조하는 촉매열히터를 포함하는 것으로, 가습 슬러지의 건조에 있어서 건조 시 슬러지를 통해 배출되는 배기가스를 열을 발생시키는 매체로 활용함으로써 슬러지 건조에 필요한 전력 소비를 줄일 수 있는 것입니다.

Description

촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템{Sludge drying system for using catalyst-heater}

본 발명은 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 습기를 갖는 슬러지를 건조시킴에 있어서 건조에 필요한 전력 소비를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 슬러지 건조 시간을 단축 및 냄새를 제거 시킬 수 있는 슬러지 건조 시스템에 관한 것이다.

현재 하수 슬러지와 가정 및 음식점 및 축산분뇨에서 발생되는 유기성 폐수 처리장과 산업 현장 등에서 발생되는 폐기물은 하루에도 수천 톤씩 발생되고 있으나 이는 대부분이 매립이나 해양투기하고 있는 실정이며, 앞으로도 중소 도시와 농촌 지역의 하수 처리장이 증설 및 확충하게 된다면 하수 슬러지는 기하 급수적으로 증가할 것이다.

이렇게 발생된 대부분의 하수 슬러지와 산업 폐수 슬러지는 수분이 다량 함유된 관계로 상온에 방치하면 수 시간 이내에 다시 악성 폐수로 부패하는 특성이 있다.

그러므로 토양이나 해양 투기 이외에 별다른 대안이 없는 실정이다.

선진국에서는 이와 같은 슬러지를 대부분 소각하여 처리하므로 에너지가 많이 소요되고 있는 실정이다.

세계 환경법에 따라 한국 정부에서는 폐기물 관리법 개정으로 2001년부터 직매립을 금지하고 있어 제3의 폐기 방법이나 재활용하는 수단을 긴급히 모색해야 할 시점에 와 있다.

예를 들면, 서울시 하수 종말 처리장에서 1일 1,200톤씩 발생되는 미생물 슬러지의 함수율은 약 76%～83%로서 상온에 두면 신속하게 부패되어 악성 폐수가 되는 문제점이 있다.

그러므로 현재까지는 부패하기 전 토양에 매립하거나 해상 투기하여 처리하는 방법을 사용하였다.

이와 같은 슬러지 케이크를 소각 처리하기 위해서는 수분을 증발시켜야 하므로 다량의 에너지가 소모되고 수분을 건조시킨 후에도 이를 재활용 또는 소각하기 위한 비용과 노력이 많이 소요되기 때문에 국가적으로 엄청난 손실이 발생된다.

본 발명은 상기 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 촉매열 히터를 통해 슬러지 가열 시 슬러지로부터 발생되는 배기가스를 통해 열을 발생시키고 이를 다 시 슬러지에 제공함으로써 슬러지 건조에 필요한 에너지 비용을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 열풍기를 통해 이중으로 슬러지를 가열함으로써 슬러지를 빠른 시간내에 건조시킬 수 있는 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템을 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템에 따른 일 측면은 슬러지입구와 슬러지출구가 형성된 사각형상의 저장조; 상기 저장조 내부에 설치되며, 상기 슬러지입구를 통해 제공되는 가습슬러지를 슬러지출구로 운반하는 이송콘베어; 상기 이송콘베어를 통해 운반되는 슬러지를 교반하는 교반기; 및 상기 저장조의 상부를 따라 장착되며, 상기 이송콘베어를 통해 운반되는 슬러지를 건조시킴과 동시에 슬러지를 통해 발생되는 매탄가스와 결합하여 열을 발생시켜 슬러지를 재건조하는 촉매열히터를 포함할 수 있다.

전술된 구성에 의해 본 발명에 따른 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템은 가습 슬러지의 건조에 있어서 건조 시 슬러지를 통해 배출되는 배기가스를 열을 발생시키는 매체로 활용함으로써 슬러지 건조에 필요한 에너지 비용을 줄일 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템은 열풍기를 조합하여 사용함과 동시에 열풍기의 열을 건조기에 오래동안 제공함으로써 슬러지의 건조 시간을 줄여줄 수 있는 또 다른 뛰어난 효과가 있다.

특정 실시예의 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시예의 여러 설명을 제공한다. 그러나, 본 발명은 청구범위에 의해 한정되고 커버되는 다수의 여러 방법으로 구현될 수 있다. 본 상세한 설명은 동일한 참조 번호가 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타내는 도면을 참조하여 설명된다.

본 명세서에서 제공되는 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단순히 본 발명의 특정 실시예의 상세한 설명을 위해 사용된 것이기 때문에 본 발명을 특정 방법으로 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 나아가, 본 발명의 실시예는, 전체적으로 본 발명의 바람직한 속성들을 나타내거나 본 명세서에 제공된 발명을 실시하는데 필수적인 여러 신규한 특징을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템의 측면을 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템의 전면을 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 열풍기와 열풍통로를 포함하는 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템의 전면을 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 열풍기와 열풍통로를 포함하는 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템의 측면을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템은 저장조(100), 스크류 이송콘베어(200), 교반기(300) 및 촉매열히터(400)를 포함하며, 열풍기(500)와 열풍통로(600)를 더 포함한다.

사각형상의 저장조(100)는 슬러지입구(110)와 슬러지출구(120)가 형성되어 이송콘베어(200), 교반기(300), 촉매열히터(400), 열풍기(500) 및 열풍통로(600)가 설치된다.

이송콘베어(200)는 저장조(100) 내부에 설치되며, 슬러지입구(110)를 통해 제공되는 가습슬러지를 슬러지출구(120)로 운반한다. 이때, 이송콘베어(200)는 적어도 하나 이상의 무축스크류이다.

교반기(300)는 이송콘베어(200)의 상부에 설치되며, 이송콘베어(200)를 통해 운반되는 슬러지를 교반한다. 이때, 교반기(300)는 적어도 하나 이상으로 구성되며, 교반기(300)의 날은 무축스크류인 이송콘베어(200)의 스크류 날과 날 사이 공간에 형성한다.

이때, 교반기(300)와 이송컨베이어(200)는 적어도 하나 이상으로 여러층별로 복합적으로 구성되며, 장소가 협소할때에는 여러층으로 지그재그 방식으로 슬러지를 이송시킬 수 있다.

촉매열히터(400)는 저장조(100)의 상부를 따라 장착되며, 이송콘베어(200)를 통해 운반되고 교반기(300)를 통해 교반된 슬러지를 건조시킴과 동시에 슬러지를 통해 발생되는 매탄가스와 결합하여 열을 발생시켜 슬러지를 재건조한다.

한편, 저장조(100)는 슬러지입구(110) 부근의 일측 양면이 관통되도록 형성 한다.

열풍기(500)는 슬러지입구(110)에 관통된 곳에 장착되며, 저장조(100)의 온도를 높이기 위해 열풍을 제공한다. 이때, 열풍기(500)를 설치하기 위해 저장조(100)의 슬러지입구(110) 부근 일측 면이 관통되어 있으며 열풍기(500)를 통해 제공되는 열풍은 저장조(100)의 슬러지입구(110)가 위치하는 일측 내부를 관통하여 저장조(100)의 슬러지입구(110) 부근 타측 면을 통과하게 된다.

열풍통로(600)는 열풍기(500)가 설치된 반대편인 저장조(100)의 슬러지입구(110) 타측면에 열풍통로(600)의 입구가 설치되며, 저장조(100)를 관통한 열풍의 열이 저장조(100)의 외부에 제공되기 위해 저장조(100)의 외부를 감싸도록 형성된다. 이러한, 열풍통로(600)는 오래동안 열풍을 저장조(100)에 제공하기 위해 'ㄹ'자 형상과 같이 지그재그 형상으로 구현된다.

또한 열풍통로(600)는 배출구에 냄새를 제거하기 위한 하니컴구조의 촉매재 필터(610)를 더 포함한다.

이러한, 본 발명에 따른 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 저장조(100)에는 이송콘베어(200)가 하부에 설치된다. 이때, 이송콘베어(200)는 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.

그리고, 이송콘베어(200) 상부에는 교반기(300)가 설치되며, 저장조(100)의 내부 상면에는 촉매열히터(400)가 설치된다.

이때, 이송콘베어(200)는 적어도 하나 이상의 무축스크류로 구성되며, 교반기(300) 또한 적어도 하나 이상으로 구성되며, 무축스크류의 스크류 날과 날 사이 공간에 형성된다.

일반적으로 가습슬러지는 도면에 도시되지 않은 원심탈수기, 탈수슬러지 이송콘베어를 통해 저장조(100)에 제공된다. 이는 슬러지를 건조하기 전의 일반적인 과정으로 여기서는 설명하지 않는다.

이에, 저장조(100)의 슬러지입구(110)를 통해 가습 슬러지가 제공된다.

그러면, 슬러지입구(110)를 통해 제공되는 가습 슬러지는 이송콘베어(200)에 제공되며 슬러지출구(120)로 이송된다.

이때, 가습 슬러지가 이송콘베어(200)를 통해 이송되는 동안 이송콘베어(200) 상부에 장착된 교반기(300)는 이송되는 가습 슬러지를 교반한다.

한편, 촉매열히터(400)는 가습 슬러지가 이송콘베어(200)를 통해 이송되고 교반기(300)를 통해 교반되는 동안 가습 슬러지에 열을 제공하여 1차 건조를 수행한다. 또한, 가습 슬러지를 통해 발생되는 매탄가스와 결합하여 열을 발생시키게 되며 그 열을 다시 슬러지 재건조에 사용한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 저장조(100)에는 열풍기(500)가 추가로 설치될 수 있다.

이에, 저장조(100)는 슬러지입구(110) 부근의 양측면이 관통되도록 형성되 며, 열풍기(500)는 저장조(100)에 관통된 일측면에 설치되어 저장조(100)의 온도를 높이기 위해 열풍을 제공하여 2차 건조를 수행한다.

따라서, 열풍기(500)를 통해 제공되는 열풍이 저장조(100)를 관통한 후 제공되면 열풍통로(600)는 제공된 열풍의 열이 저장조(100)의 외부에서 제공되도록 저장조(100)의 외부를 감싸도록 형성된다. 따라서, 열풍통로(600)를 따라 제공되는 열풍의 열은 저장조(100)의 외부에 제공할 수 있게 된다.

또한, 열풍통로(600)는 오래동안 열풍을 저장조(100)에 제공하기 위해 'ㄹ'자 형상과 같이 지그재그 형상으로 구현된다.

그리고 열풍통로(600)의 배출구는 하니컴구조의 촉매재 필터(610)를 더 포함하여 배출되는 열풍의 냄새를 제거한다.

전술된 상세한 설명이 여러 실시예에 적용된 바와 같이 본 발명의 기본적인 신규한 특징들을 도시하고 기술하고 언급하였지만, 예시된 시스템의 형태 및 상세 사항에 대해 본 발명의 의도를 벗어남이 없이 여러 생략, 교체 및 변경이 이 기술 분야에 숙련된 자에 의해 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템의 측면을 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템의 전면을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 열풍기와 열풍통로를 포함하는 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템의 전면을 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 열풍기와 열풍통로를 포함하는 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템의 측면을 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 저장조 200 : 이송콘베어

300 : 교반기 400 : 촉매열히터

500 : 열풍기 600 : 열풍통로

Claims (7)

1. 슬러지입구(110)와 슬러지출구(120)가 형성된 사각형상의 저장조(100);

   상기 저장조(100) 내부에 설치되며, 상기 슬러지입구(110)를 통해 제공되는 가습슬러지를 슬러지출구(120)로 운반하는 스크류 이송콘베어(200);

   상기 스크류 이송콘베어(200)를 통해 운반되는 슬러지를 교반하는 교반기(300);

   상기 저장조(100)의 상부를 따라 장착되며, 상기 이송콘베어(200)를 통해 운반되는 슬러지를 건조시킴과 동시에 슬러지를 통해 발생되는 매탄가스와 촉매반응시켜 반응열을 슬러지를 재건조하는 촉매열히터(400);

   상기 저장조(100)는 슬러지입구(110) 부근의 양측면이 관통되며,

   상기 저장조(100)에 관통된 일측면에 설치되어, 상기 저장조(100)의 온도를 높이기 위해 열풍을 제공하는 열풍기(500); 및

   상기 열풍기(500)를 통해 제공되는 열풍이 상기 저장조(100)를 관통한 후 제공되면 제공된 열풍의 열이 상기 저장조(100)의 외부에서 제공되도록 상기 저장조(100)의 외부를 'ㄹ'자 형상과 같이 지그재그 형상으로 감싸도록 형성된 열풍통로(600);를 포함하는 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 열풍통로(600)는,

   배출구에 슬러지 건조 시 냄새를 제거하기 위한 하니컴구조의 촉매재 필터(610)를 더 포함하는 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 이송콘베어(200)는,

   적어도 하나 이상의 무축스크류인 것을 특징으로 하는 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 교반기(300)는,

   적어도 하나 이상으로 구성되며, 상기 무축스크류의 스크류 날과 날 사이 공간에 형성하는 것을 특징으로 하는 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,

   상기 교반기(300)와 이송컨베이어(200)는,

   적어도 하나 이상으로 여러층별로 복합적으로 구성되며, 장소가 협소할때에는 여러층으로 지그재그 방식으로 슬러지를 이송시키는 특징으로 하는 촉매열 히터를 이용한 슬러지 건조 시스템.

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