KR101175106B1

KR101175106B1 - 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템

Info

Publication number: KR101175106B1
Application number: KR1020120017373A
Authority: KR
Inventors: 이동완
Original assignee: 주식회사엔바이오컨스
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2012-08-21

Abstract

본 발명은 건조기에서 유기성 폐기물을 파쇄시켜 입자화하여 건조시킴으로써 유기성 폐기물의 건조효율을 높일 뿐만 아니라 슬러지저장조와 건조기에서 발생하는 폐열을 회수해서 슬러지 건조에 사용하는 열풍로에 공급하여 자원으로 사용함으로써 폐열을 재활용하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템은, 반입된 유기성 폐기물을 저장하는 슬러지저장조; 슬러지저장조로부터 공급받은 유기성 폐기물을 저장했다 배출하는 건조기투입호퍼; 건조기투입호퍼에서 투입된 유기성 폐기물을 파쇄 및 건조시켜 배출하는 건조기; 건조기에 열풍을 공급하는 건조기열풍로; 건조기에서 배출되는 먼지를 수집하는 집진기; 건조기에서 배출되는 건조된 유기성 폐기물을 냉각시키는 건조슬러지 냉각기; 건조슬러지 냉각기로부터 공급된 유기성 폐기물을 저장했다가 반출시키는 건조슬러지 저장조; 집진기로부터 회수한 폐열과, 슬러지저장조에서 송풍기를 통해 흡입한 악취가 포함된 가스를 열교환시켜 건조기열풍로에 공급하는 공기예열기; 공기예열기로부터 송풍기를 통해 흡입한 건조배가스와, 건조슬러지 저장조로부터 흡입한 악취를 처리하는 악취제거장치; 악취제거장치를 거친 배가스에서 백연을 저감시키는 백연방지장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템{Organic waste recycling system using direct drying method}

본 발명은 유기성 폐기물 자원화 설비시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 건조기에서 유기성 폐기물를 파쇄시켜 입자화하여 건조시킴으로써 유기성 폐기물의 건조효율을 높일 뿐만 아니라 건조기에서 발생하는 폐열을 회수해서 유기성 폐기물 건조에 사용하는 열풍로에 공급하여 자원으로 사용함으로써 폐열을 재활용하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템에 관한 것이다.

유기물을 발효시켜 퇴비로 사용한 것은 오래전부터 인류가 사용해 오던 방법인데, 야적지에 퇴비무덤을 만들어 방치하는 종래의 유기물의 퇴비화 방법은 악취가 심하게 나고 특히 하절기에는 해충이 들끓는다는 단점이 있었어도 산업화되기 이전에는 그다지 큰 문제가 없었으나, 근래 들어 인구가 증가하고 산업이 발달함에 따라 이와 같은 처리방법은 사용할 수도 없으며 더군다나 음식물 쓰레기나 하수슬러지와 같은 각종 유기성 폐기물의 발생량이 점점 증가하고 있어서, 이러한 유기성 폐기물의 처리는 매우 심각한 사회적인 문제로 대두되고 있다.

일반적으로 음식물 쓰레기, 농·수산물 가공공정이나 식품 가공공정 또는 도축장에서 배출되는 폐기물, 하수슬러지와 같은 유기성 폐기물은 함수율이 매우 높을(함수율 80% 이상) 뿐만 아니라 배출되는 오염물질의 농도가 높은데, 최근까지 이러한 유기성 폐기물 처리방법으로 소각하거나 매립하는 방법이 가장 보편적으로 사용되었었지만, 현재 매립은 법으로 금지되어 있을 뿐만 아니라 부패한 침출수가 발생하여 악취가 심하고 지하수와 주변의 하천을 오염시키므로 침출수 처리에 막대한 비용이 소요되는 단점이 있으나, 아직까지 합리적인 처리방법이 없어서 유기성 폐기물의 상당량은 해양투기를 하고 있는 실정인데, 이마저도 국제협약에 의해 향후 해양투기가 금지되어 유기성 폐기물 처리는 국가적으로도 최대의 난제가 되어 있다.

이와 같은 유기성 폐기물을 처리하기 위해 출현한 많은 기술중에서 본 발명의 출원인이 권리자인 특허 제724277호 "소각장치에서 발생하는 폐열(스팀)을 이용하는 슬러지 및 음식물 쓰레기 건조시스템"과, 특허 제739427호 "슬러지 및 음식물 쓰레기 건조시스템"에 대하여 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 건조시스템은, 슬러지를 저장하기 위한 저장조(1), 슬러지에 포함된 이물질을 육안으로 확인하여 분류·제거하는 1차 선별컨베이어(2), 투입호퍼와 파쇄커터 및 이송펌프를 구비한 파쇄장치(3), 파쇄된 슬러지를 저장하는 분쇄물저장조(4), 분쇄된 슬러지를 이송하면서 마그네틱에 의해 금속성 이물질을 제거하는 2차 선별컨베이어(5), 건조된 슬러지를 저장하는 건조물저장조(6), 파쇄실과 건조실을 구비하여 공급되는 슬러지를 파쇄 및 건조하여 배출시키기 위한 건조장치(7), 소각장치(8)에서 발생한 폐열(스팀)을 공급받아 열교환기와 건조장치의 파쇄실에 공급하는 스팀공급장치(9), 건조장치에서 배출되는 공기에 포함된 부유물질을 집진하기 위한 사이클론(8a) 및 집진장치(8b)를 구비하여 구성된다.

그런데, 본 출원인이 상기 건조시스템을 실제 시공하다 보니 미처 생각하지 못했던 다음과 같은 문제가 있어서, 건조시스템의 성능에 한계가 있었다.

첫째, 슬러지가 컨베이어로 이송되는 도중에 작업자가 육안으로 확인하면서 이물질을 분류하여 제거하다 보니, 작업자의 위생상 문제가 있을 뿐만 아니라 이물질이 많을 때에는 제대로 제거할 수 없다는 문제가 있다.

둘째, 함수율이 80%가 넘는 슬러지를 건조시키기 전에 파쇄장치에서 파쇄하다 보니, 비닐과 같은 이물질이 파쇄커터에 감겨서 파쇄가 제대로 되지 않을 뿐만 아니라 파쇄도 어렵고 파쇄커터의 고장이 많아서 건조장치에서 다시 2차로 파쇄시켜야 하는 문제가 있다.

세째, 건조장치에 일정한 양의 슬러지만을 공급하기 위한 정량 투입장치가 구비되어 있지 않기 때문에 건조장치에 투입되는 슬러지의 양에 따라 건조된 슬러지의 함수율이 달라진다는 문제가 있다.

네째, 건조장치에서 건조된 90℃ 정도의 슬러지를 곧바로 배출하여 반출시키기 때문에 대기중에서 급격한 냉각으로 인하여 슬러지에서 응결현상이 발생하여 반출된 슬러지의 함수율이 높아질 뿐만 아니라 반출되는 슬러지에서 고온에 의한 자연발효가 진행되어 반출된 슬러지의 재활용에 문제가 있다.

다섯째, 건조장치에서 배출되는 공기에 포함된 부유물질을 집진하기 위한 사이클론과 집진장치가 설치되어 있지만, 집진된 먼지와 같은 부유물질이 완전히 처리되지 않은 채 배출되고, 저장조와 소각장치에서도 악취가 배출되므로 많은 환경문제를 야기시켜 슬러지 처리설비 자체가 민원의 대상이 된다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 건조기에서 슬러지를 파쇄하여 입자화시켜 입자화된 유기성 폐기물을 열풍에 의해 건조시킴으로써 유기성 폐기물의 건조효율을 높일 뿐만 아니라 건조기에서 발생하는 폐열을 열교환기를 통해 전량 회수해서 건조기에 열풍을 공급하는 열풍로에 공급하여 자원으로 사용함으로써 폐열을 재활용하고, 함수율 10% 이하로 건조시킨 유기성 폐기물은 석탄 등에 혼합하여 자원으로 재활용하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 슬러지저장조와 슬러지반입장에서 발생하는 악취는 물론 건조기의 배가스에서 발생하는 먼지와 악취 등 각종 공해물질을 세정 및 바이오필터 등을 통해 완벽하게 제거함으로써 대기오염 물질을 일절 배출하지 않는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템은, 반입된 유기성 폐기물을 저장하는 슬러지저장조; 슬러지저장조로부터 공급받은 유기성 폐기물을 저장했다 배출하는 건조기투입호퍼; 건조기투입호퍼에서 투입된 유기성 폐기물을 파쇄 및 건조시켜 배출하는 건조기; 건조기에 열풍을 공급하는 건조기열풍로; 건조기에서 배출되는 먼지를 수집하는 집진기; 건조기에서 배출되는 건조된 유기성 폐기물을 냉각시키는 건조슬러지 냉각기; 건조슬러지 냉각기로부터 공급된 유기성 폐기물을 저장했다가 반출시키는 건조슬러지 저장조; 집진기로부터 회수한 폐열과, 슬러지저장조에서 악취흡입 송풍기를 통해 흡입한 악취가 포함된 가스를 열교환시켜 건조기열풍로에 공급하는 공기예열기; 공기예열기로부터 송풍기를 통해 흡입한 건조배가스와, 건조슬러지 저장조로부터 흡입한 악취를 처리하는 악취제거장치; 악취제거장치를 거친 배가스에서 백연을 저감시키는 백연방지장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 슬러지저장조는, 반입된 유기성 폐기물에 섞인 이물질을 진동에 의해 선별해 내기 위한 스크린형 이물질선별기, 저장된 유기성 폐기물을 유압구동에 의해 밀어서 배출시키는 슬러지배출기, 슬러지배출기에서 배출된 유기성 폐기물을 이송하는 슬러지 이송컨베이어, 슬러지 이송컨베이어에서 이송된 유기성 폐기물을 배출시키기 위한 슬러지 공급펌프를 포함하여 구성된다.

바람직하게는, 슬러지저장조와 건조기투입호퍼 사이에는 유기성 폐기물을 일시 저장하기 위한 슬러지 일시저장조가 더 설치되고, 슬러지 일시저장조의 배출구에는 유기성 폐기물을 일정량씩 배출시키기 위한 정량배출컨베이어와, 유기성 폐기물을 계측하는 슬러지배출스케일이 구비된다.

바람직하게는, 건조기는, 전단(前端)에서 후단(後端)으로 일정하게 경사지도록 설치되며 모터의 구동력을 전달받아 회전하면서 작동하는 로터리 킬른(Rotary Kiln), 로터리 킬른의 전단으로부터 로터리 킬른의 중심축을 따라 설치된 회전축 주위에 파쇄커터가 등간격으로 설치된 파쇄기, 로터리 킬른의 내주면에 나선을 따라 등간격으로 부착 설치되어 유기성 폐기물을 이송시키는 이송버켓을 포함하여 구성된다.

바람직하게는, 건조슬러지 저장조에는, 분진처리를 위한 에어 펄스젯 방식의 건조슬러지 저장조 벤트필터와, 건조슬러지를 계량하여 배출시키기 위한 건조슬러지 배출컨트롤 게이트가 설치되며, 불활성 가스인 질소를 저장한 질소 가스봄베가 더 설치될 수도 있다.

바람직하게는, 집진기는, 건조기에서 배출되는 먼지를 포함한 부유물질을 제거하기 위한 원심력 집진기와 여과집진기이며, 원심력 집진기는 더블 싸이클론형이고, 여과집진기는 펄스 제트방식이며, 이들은 각각 로터리밸브를 구비하여 집진된 부유물질을 건조슬러지 냉각기로 배출하고, 여과집진기에서 처리되고 난 고온의 가스를 포함한 악취는 공기예열기로 배출하도록 구성된다.

바람직하게는, 악취제거장치는, 공기예열기와 건조슬러지 저장조로부터 흡입한 배가스에 포함된 습기를 제거하기 위한 건조배가스 탈습탑, 건조배가스 탈습탑으로부터 공급된 배가스를 세정하여 수용성 악취를 제거하고 배가스 온도를 낮추기 위한 세정탑, 흡입송풍기를 통해 세정탑으로부터 세정된 배가스를 흡입하여 내부에 서식하고 있는 미생물에 의해 악취를 제거하는 제1 바이오필터장치, 제1 바이오필터장치에서 배출된 배가스에 물을 분사하고 산화제를 사용하여 최종적으로 악취를 제거하는 제1 습식스크러버를 포함하여 구성되어, 제1 습식스크러버에서 정화된 배가스는 백연방지장치로 배출된다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템은, 열풍이 공급되는 건조기에서 유기성 폐기물을 파쇄하여 입자화시켜 유기성 폐기물의 표면적을 넓힌 상태로 건조시키기 때문에 유기성 폐기물의 건조효율이 높을 뿐만 아니라 슬러지저장조와 슬러지반입장에서 발생하는 상온의 가스를 건조기에서 배출되는 고온의 배가스의 폐열과 열교환시켜, 버려지는 폐열을 회수해서 건조기에 열풍을 공급하는 열풍로에 공급하여 사용함으로써 폐열을 자원으로 재활용하기 때문에 시스템에 소용되는 에너지 비용을 현저하게 줄일 수 있다.

또, 본 발명의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템은, 건조기에서 배출되는 함수율 10% 이하이고 80∼90℃ 정도의 건조슬러지를 곧바로 건조슬러지 저장조로 이송하지 않고, 40℃ 이하로 냉각시켜 이송하기 때문에 건조슬러지 저장조 내에서 급격한 냉각으로 인하여 슬러지(유기성 폐기물)가 응결되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 고온으로 인해 건조슬러지 저장조 내에서 슬러지(유기성 폐기물)가 발효되는 것을 방지할 수 있으므로, 건조슬러지 저장조에서 반출된 슬러지(유기성 폐기물)는 석탄 등에 혼합하여 자원으로 재사용되기 때문에 사회적으로나 국가적으로 골칫거리인 유기성 폐기물을 완벽하게 처리함은 물론 자원으로 활용할 수 있다.

또한 , 본 발명의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템은, 슬러지저장조를 포함한 설비시스템에서 발생하는 악취는 물론 건조기의 배가스에서 발생하는 악취 등 각종 공해물질을 미생물에 의한 분해 뿐만 아니라 물과 산화제 등으로 완벽하게 제거함으로써 대기오염 물질이 일절 배출되지 않게 한다.

도 1은 종래의 슬러지 건조시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 설비시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 슬러지 반입 공급설비 계통도를 도시한 도면이다.
도 4는 슬러지 건조설비 계통도를 도시한 도면이다.
도 5는 건조기의 일예를 도시한 도면이다.
도 6은 건조기에서 배출되는 배가스 처리설비 계통도를 도시한 도면이다.
도 7은 건조슬러지 저장 및 반출설비 계통도를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템의 가장 큰 기술적 특징은, 열풍이 공급되는 건조기에서 슬러지(슬러지는 '유기성 폐기물'을 의미하며 이하에서는 같다)를 파쇄하여 입자화시켜 슬러지의 표면적을 넓힌 상태로 건조시킴으로써 슬러지의 건조효율을 현저하게 높였다는 점과, 시스템에서 발생하는 폐열을 회수하여 재활용한다는 점과, 건조기에서 배출되는 슬러지를 냉각시킨 다음 건조슬러지 저장조에 이송시킴으로써 건조된 슬러지가 응결되거나 발효되지 않게 하여 반출되는 슬러지의 함수율이 10% 이하로 유지되도록 했다는 점과, 본 설비시스템에서 악취 등 대기오염 물질이 일절 배출되지 않도록 처리했다는 점이다. 또한, 본 발명에서 '슬러지'라 함은 음식물 쓰레기, 농·수산물 가공공정이나 식품 가공공정 또는 도축장에서 배출되는 폐기물, 하수슬러지, 축산폐기물과 같은 유기성 폐기물을 지칭한다.

슬러지를 건조시켜 자원화하기 위한 본 발명에 따른 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템은, 반입된 슬러지를 저장하는 슬러지저장조(10), 슬러지저장조로부터 공급받은 슬러지를 저장했다 배출하는 건조기투입호퍼(18), 건조기투입호퍼에서 투입된 슬러지를 파쇄 및 건조시켜 배출하는 건조기(20), 건조기에 열풍을 공급하는 건조기열풍로(30), 건조기에서 배출되는 먼지를 수집하는 집진기(40), 건조기에서 배출되는 건조된 슬러지를 냉각시키는 건조슬러지 냉각기(50), 건조슬러지 냉각기로부터 공급된 슬러지를 저장했다가 반출시키는 건조슬러지 저장조(55), 집진기로부터 회수한 폐열과 슬러지저장조에서 악취흡입 송풍기를 통해 흡입한 악취가 포함된 가스를 열교환시켜 건조기열풍로에 공급하는 공기예열기(60), 공기예열기로부터 건조배가스 송풍기를 통해 흡입한 건조배가스와, 건조슬러지 저장조로부터 흡입한 악취를 처리하는 악취제거장치(70), 악취제거장치를 거친 배가스에서 백연을 저감시키는 백연방지장치(80)를 포함하여 구성된다.

슬러지저장조(10)는, 슬러지 수거차량이 수거해 온 슬러지를 저장하는 구성으로, 슬러지저장조(10)의 상부로는 계량대와 에어커튼이 설치된 슬러지반입장이 설치되어 있으며, 슬러지저장조(10)에는 반입된 슬러지에 섞인 이물질을 모터의 구동으로 진동하면서 선별해 내기 위한 스크린형 이물질선별기(11)와, 저장된 슬러지를 유압구동에 의해 다수의 푸셔(pusher)가 밀어서 배출시키는 슬러지배출기(12)와, 슬러지배출기(12)에서 배출된 슬러지를 이송하는 슬러지 이송컨베이어(14) 및 슬러지 이송컨베이어(14)에서 이송된 슬러지를 배출시키기 위한 슬러지 공급펌프(15)를 포함하여 구성된다. 슬러지저장조(10)는 악취가 나기 때문에 슬러지 투입이 끝나고 이물질선별기(11)의 작동이 끝나면 슬러지저장조 투입문을 닫아서 밀폐시키는 것이 바람직하며, 슬러지 공급펌프(15)는 고장이나 정비 등에 대비하기 위하여 2대를 설치하는 것이 바람직하다.

슬러지배출기(12)와 슬러지 이송컨베이어(14) 사이에는 슬러지 배출컨베이어(13)를 설치하는 것이 바람직한데, 부피가 큰 슬러지가 배출되는 도중에 3개의 스크류 사이에서 분쇄될 수 있도록 슬러지 배출컨베이어(13)는 3축 스크류컨베이어로 구성하고, 슬러지 이송컨베이어(14)는 2축 스크류컨베이어로 구성하며, 슬러지 공급펌프(15)는 효율이 좋고 용이하게 고압(큰 힘)을 얻을 수 있는 피스톤펌프로 구성하는 것이 바람직하다.

슬러지저장조(10)와 슬러지 반입장에서는 언제나 악취가 나기 때문에 외측에는 악취가 포함된 가스를 흡입하기 위한 악취흡입 송풍기(16)를 설치하여, 흡입한 가스를 건조기(20)와 집진기(40)를 거쳐 버려지는 배가스와 열교환시켜 온도를 올려 건조기열풍로(30)에서 연료로 재활용하고, 또한 슬러지 반입장에서 흡입한 악취를 악취제거장치(70)로 보내서 처리하도록 구성한다.

슬러지저장조(10)와 건조기투입호퍼(18) 사이에는, 슬러지를 임시 저장하기 위한 슬러지 임시저장조(17)가 더 설치되는데, 슬러지 임시저장조(17)의 배출구에는 슬러지를 일정량씩 배출시키기 위한 2축 스트류컨베이어로 된 정량배출컨베이어(17a)와, 슬러지를 계측하여 일정량씩 배출하게 하는 슬러지배출스케일(17b)이 설치되어 있다.

건조기투입호퍼(18)의 배출구에는 슬러지를 건조기(20)로 투입하기 위하여 2축 스크류컨베이어로 된 건조기 투입컨베이어(18a)가 설치된다. 또한, 건조기(20)와 건조기투입호퍼(18) 사이에는 건조기(20)로부터 회송된 슬러지를 건조기투입호퍼(18)로 회송시키기 위한 슬러지 회송컨베이어(18b)를 설치하고, 건조기투입호퍼(18)에는 슬러지 회송컨베이어(18b)로부터 회송된 슬러지를 이송시키기 위한 스크류컨베이어로 된 회송슬러지피더(18c)를 더 설치할 수도 있다.

건조기(20)는 함수율이 80% 이상인 슬러지를 함수율 10% 이내로 건조시키고 동시에 슬러지를 파쇄시켜 부피를 줄이기 위한 장치인데, 전단(前端)에서 후단(後端)으로 일정하게 경사지도록 설치되며 모터(22)의 구동력을 전달받아 회전하면서 작동하는 로터리 킬른(Rotary Kiln, 21)과, 로터리 킬른(21)의 전단으로부터 로터리 킬른(21)의 중심축을 따라 설치된 회전축(23a) 주위에 파쇄커터(23b)가 등간격으로 설치된 파쇄기(23)와, 로터리 킬른(21)의 내주면에 나선 형상으로 등간격으로 부착 설치되어 슬러지를 이송시키는 이송버켓(24)을 구비하여 구성된다. 파쇄기(23)는 로터리 킬른(21)의 후단에도 더 설치하여 슬러지의 파쇄효율을 높일 수도 있다.

로터리 킬른(21)은 0.5∼5rpm의 회전속도로 회전하면서 작동하는데, 회전하면서 슬러지가 이송될 수 있도록 전단에서 후단으로 가면서 낮아지도록 1∼5°의 경사를 이루도록 설치해야 하며, 로터리 킬른(21)은 내부에서 파쇄기(23)에서 파쇄되면서 이송되는 방향과 반대방향으로 튀어 미처 이송되지 못한 슬러지를 건조기투입호퍼(18)로 회송시키기 위하여 회송배출구(25)를 로터리 킬른 전단에 형성해 두는 것이 바람직하다. 여기서 로터리 킬른(21)과 회전축(23a)의 회전방향은 서로 반대가 되도록 설치해야 한다.

건조기(20)와 건조슬러지 냉각기(50) 사이에는, 건조기(20) 후단에 위치한 배출구로부터 날개 모양의 플라이트 컨베이어로된 건조슬러지 배출컨베이어(26)와, 건조슬러지를 배출시키기 위한 건조슬러지 배출컨베이어 로터리밸브(27)와, 버켓을 수직으로 설치한 버켓엘리베이터인 건조슬러지 수직이송컨베이어(28) 및 플라이트 컨베이어로된 건조슬러지 수평이송컨베이어(29)를 순차적으로 설치하여, 건조기(20)에서 건조된 슬러지를 높이가 다르게 설치되어 있는 건조슬러지 냉각기(50)로 이송한다.

건조기 열풍로(30)는, 슬러지저장조(10)에서 흡입한 가스를 건조기(20)와 집진기(40)를 거쳐 배출되는 고온의 배가스를 공기예열기(60)에서 열교환시켜 공급받은 가스를 주연료와 함께 로(爐)형 가스버너에서 연소시켜 열풍을 건조기(20)에 공급하는 열풍로(熱風爐)이다.

건조슬러지 냉각기(50)는 건조기(20)에서 배출되는 80∼90℃의 건조슬러지를 40℃ 이하로 냉각시켜 주는 구성인데, 냉각기의 드럼 주위를 냉각수에 의해 수냉식으로 냉각시키고 드럼을 회전시키면서 건조된 슬러지가 배출구 쪽으로 이송되기 때문에 건조기(20)와 같이 후단으로 갈수록 낮아지도록 설치되어야 한다.

건조슬러지 저장조(55)에는, 분진처리를 위하여 일정 시간마다 먼지를 털어 주는 에어 펄스젯 방식의 건조슬러지 저장조 벤트필터(56)가 저장조의 상부에 설치되고, 하부에는 건조슬러지를 계량하여 배출시키기 위한 건조슬러지 배출컨트롤게이트(58)가 설치되어 있다. 또한, 화재예방을 위하여 불활성 가스인 질소를 저장한 질소 가스봄베(57)를 설치해 두는 것이 바람직하며, 건조슬러지 배출컨트롤게이트(58)와 함께 건조슬러지를 배출시키기 위한 배출송풍기와 배출장치 및 일정량씩 계량하여 배출시키기 위한 계량대를 설치하는 것이 바람직하며, 건조슬러지 저장조(55)는 2개를 설치하는 것이 바람직하다.

건조슬러지 냉각기(50)와 건조슬러지 저장조(55) 사이에는, 건조슬러지 냉각기(50)의 후단에 위치한 배출구로부터 벨트컨베이어로 된 냉각슬러지 분배컨베이어(미도시)와, 벨트컨베이어로된 냉각슬러지 수평이송컨베이어(52)와, 수직으로 설치된 버켓엘리베이터인 냉각슬러지 수직이송컨베이어(53)가 순차적으로 설치하여 높이가 다르게 설치되어 있는 건조슬러지 냉각기(50)와 건조슬러지 저장조(55) 사이를 냉각된 슬러지를 이송할 수 있게 하여야 한다.

집진기(40)는 건조기(20)에서 배출되는 먼지를 포함한 부유물질을 제거하고 배가스를 배출하기 위한 구성인데, 원심력 집진기(41)와 여과집진기(45)로 구성된다. 원심력 집진기(41)는 비교적 큰 입자를 제거하기 위한 구성으로, 더블 싸이클론형으로 구성하여 제거한 먼지 등 부유물질을 하부에 위치한 로터리밸브(42)를 통해 건조슬러지 냉각기(50) 쪽으로 배출하고, 처리되지 못한 작은 입자의 부유물질은 여과집진기(45)로 보낸다.

또한, 여과집진기(45)는 일차적으로 원심력 집진기(41)에서 걸러지지 못한 비교적 크기가 작은 입자를 공급받아 이들을 제거하기 위한 구성으로, 바이브레이터(46)를 설치하여 일정 주기로 진동을 주어 수집된 입자를 털어 주는 펄스 제트방식으로 구성하여 하부에 위치한 로터리밸브(47)를 통해 부유물질을 건조슬러지 냉각기(50) 쪽으로 배출하며, 여과집진기(45)에서 처리되고 난 악취를 포함한 고온의 배가스는 버려지게 되는데, 그냥 버리지 않고 고온의 폐열을 회수하기 위하여 공기예열기(60)로 배출되게 한 것이 본 발명의 특징 중 하나이다.

공기예열기(60)는 여과집진기(45)로부터 공급받은 악취가 포함된 고온의 배가스에 포함된 폐열과 슬러지저장조(10)에서 공급된 가스를 열교환시켜 건조기열풍로(30)의 버너에 공급하는 구성인데, 공기예열기(60)의 후단에는 건조배가스 송풍기(61)를 설치하여 열교환이 끝난 악취가 포함된 배가스를 흡입하여 악취제거장치(70)로 보내는 것이 바람직하다.

악취제거장치(70)는 건조배가스 탈습탑(71), 세정탑(72), 제1 바이오필터장치(73) 및 제1 습식스크러버(74)를 구비하여 구성된다. 건조배가스 탈습탑(71)은 공기예열기(60)에서 나오는 배가스와 건조슬러지 저장조(55)로부터 흡입한 배가스가 탈습탑에 들어오면, 배가스에 물을 분사하여 악취를 함유한 배가스에 포함된 수분을 감소시키고 배가스의 온도를 낮춰 주는 기능을 하며, 세정탑(72)은 건조배가스 탈습탑(71)으로부터 공급된 배가스에 물을 분사하여 배가스에 함유된 수용성 악취를 제거하고 배가스 온도를 낮춰 준다.

제1 바이오필터장치(73)는 장치 내부를 NaOH와 황산(H₂SO₄)에 의해 pH를 맞춰서 장치 내부에 악취 분해를 위한 미생물을 서식시키고 있는데, 흡입송풍기를 통해 세정탑(72)으로부터 세정된 배가스를 흡입하여 미생물에 의해 악취를 제거한다. 또한, 제1 바이오필터장치(73)에서 미처 제거되지 못한 악취는 제1 습식스크러버(74)에서 산화하여 제거하는데, 제1 습식스크러버(74)에서는 산화제로 차염소산나트륨(NaOCl)을 사용하고, 배가스에 물을 분사하여 악취를 최종적으로 제거하여 배가스를 백연방지장치(80)로 배출시킨다.

한편, 악취제거장치(70)는, 슬러지반입장 및 공장동에서 수집한 악취를 제거하기 위하여 별도의 약액세정탑(77)과 제2 바이오필터장치(78) 및 제2 습식스크러버(79)를 구비하는데, 슬러지반입장에서 수집한 배가스는 상온(20℃ 정도)이기 때문에 배가스의 온도를 낮추기 위한 탈습탑은 필요하지 않으며, 별도로 설치되는 약액세정탑(77)과 제2 바이오필터장치(78) 및 제2 습식스크러버(79)는, 세정탑(72)과 제1 바이오필터장치(73) 및 제1 습식스크러버(74)와 구성 및 기능이 동일하고, 단지 제2 습식스크러버(79)에서 악취를 제거한 후에 곧바로 대기중에 배가스를 배출시킨다.

백연방지장치(80)는 최종적으로 처리된 배가스에서 백연을 저감시키기 위한 구성인데, 핀튜브(fin tube) 타입의 백연저감 열교환기(81)와, 외기를 흡입하여 백연저감 열교환기(81)에 송풍하는 터보형 백연저감 송풍기(82)를 구비하여 악취가 제거된 배가스의 온도를 떨어뜨려 대기중으로 배출시킨다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 명세서에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 슬러지저장조 11 : 이물질선별기
12 : 슬러지배출기 13 : 슬러지 배출컨베이어
14 : 슬러지 이송컨베이어 15 : 슬러지 공급펌프
16 : 악취흡입 송풍기 17 : 슬러지 임시저장조
18 : 건조기투입호퍼
20 : 건조기 21 : 로터리 킬른
22 : 모터 23 : 파쇄기
24 : 이송버켓 25 : 회송배출구
26 : 건조슬러지 배출컨베이어
27 : 건조슬러지 배출컨베이어 로터리밸브
28 : 건조슬러지 수직이송컨베이어
29 : 건조슬러지 수평이송컨베이어
30 : 건조기열풍로
40 : 집진기 41 : 원심력 집진기
42, 47 : 로터리밸브 45 : 여과집진기
46 : 바이브레이터
50 : 건조슬러지 냉각기 52 : 냉각슬러지 수평이송컨베이어
53 : 냉각슬러지 수직이송컨베이어 55 : 건조슬러지 저장조
56 : 건조슬러지 저장조 벤트필터 57 : 질소 가스봄베
58 : 건조슬러지 배출컨트롤게이트
60 : 공기예열기 61 : 건조배가스 송풍기
70 : 악취제거장치 71 : 건조배가스 탈습탑
72 : 세정탑 73 : 제1 바이오필터장치
74 : 제1 습식스크러버 77 : 약액세정탑
78 : 제2 바이오필터장치 79 : 제2 습식스크러버
80 : 백연방지장치 81 : 백연저감 열교환기
82 : 백연저감 송풍기

Claims

유기성 폐기물을 건조시켜 자원화하는 설비시스템에 있어서, 상기 시스템은,
반입된 유기성 폐기물을 저장하는 슬러지저장조;
상기 슬러지저장조로부터 공급받은 유기성 폐기물을 저장했다 배출하는 건조기투입호퍼;
상기 건조기투입호퍼로부터 투입된 유기성 폐기물을 파쇄 및 건조시켜 배출하는 건조기;
상기 건조기에 열풍을 공급하는 건조기열풍로;
상기 건조기에서 배출되는 먼지를 수집하는 집진기;
상기 건조기에서 배출되는 건조된 유기성 폐기물을 냉각시키는 건조슬러지 냉각기;
상기 건조슬러지 냉각기로부터 공급된 유기성 폐기물을 저장했다가 반출시키는 건조슬러지 저장조;
상기 집진기로부터 회수한 폐열과, 상기 슬러지저장조에서 악취흡입 송풍기를 통해 흡입한 악취가 포함된 가스를 열교환시켜 상기 건조기열풍로에 공급하는 공기예열기;
상기 공기예열기로부터 건조배가스 송풍기를 통해 흡입한 건조배가스와, 상기 건조슬러지 저장조로부터 흡입한 악취를 처리하는 악취제거장치;
상기 악취제거장치를 거친 배가스에서 백연을 저감시키는 백연방지장치;
를 포함하여 구성되고, 상기 슬러지저장조는,
반입되는 유기성 폐기물에 섞인 이물질을 진동에 의해 선별해 내기 위한 스크린형 이물질선별기;
저장된 유기성 폐기물을 유압구동에 의해 밀어서 배출시키는 슬러지배출기;
상기 슬러지배출기에서 배출된 유기성 폐기물을 이송하는 슬러지 이송컨베이어;
상기 슬러지 이송컨베이어에서 이송된 유기성 폐기물을 배출시키기 위한 슬러지 공급펌프;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 슬러지배출기와 슬러지 이송컨베이어 사이에는 슬러지 배출컨베이어가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제3항에 있어서,
상기 슬러지 배출컨베이어는 3축 스크류컨베이어이고, 상기 슬러지 이송컨베이어는 2축 스크류컨베이어인 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서,
상기 슬러지저장조의 외측에는 슬러지저장조 내의 악취를 흡입하기 위한 악취흡입 송풍기가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서,
상기 슬러지저장조와 건조기투입호퍼 사이에는, 유기성 폐기물을 일시 저장하기 위한 슬러지 일시저장조가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제6항에 있어서,
상기 슬러지 일시저장조의 배출구에는, 유기성 폐기물을 일정량씩 배출시키기 위한 정량배출컨베이어와, 유기성 폐기물을 계측하는 슬러지배출스케일이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서,
상기 건조기투입호퍼의 배출구에는, 유기성 폐기물을 상기 건조기로 투입하기 위하여 스크류컨베이어로 된 건조기 투입컨베이어가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서,
상기 건조기와 건조기투입호퍼 사이에는, 상기 건조기로부터 회송된 유기성 폐기물을 상기 건조기 투입호퍼로 회송시키기 위한 슬러지 회송컨베이어가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제9항에 있어서,
상기 건조기투입호퍼에는, 상기 슬러지 회송컨베이어로부터 회송된 유기성 폐기물을 이송시키기 위한 스크류컨베이어로 된 회송슬러지피더가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서, 상기 건조기는,
전단(前端)에서 후단(後端)으로 일정하게 경사지도록 설치되며, 모터의 구동력을 전달받아 회전하면서 작동하는 로터리 킬른(Rotary Kiln);
상기 로터리 킬른의 전단으로부터 로터리 킬른의 중심축을 따라 설치된 회전축 주위에 파쇄커터가 등간격으로 설치된 파쇄기;
상기 로터리 킬른의 내주면에 나선을 따라 등간격으로 부착 설치되어 슬러지를 이송시키는 이송버켓;
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제11항에 있어서,
상기 건조기는, 로터리 킬른 내에서 미처 이송되지 못한 유기성 폐기물을 건조기투입호퍼로 회송시키기 위한 회송배출구가 로터리 킬른 전단에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제11항에 있어서,
상기 파쇄기는, 로터리 킬른의 후단에도 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제11항에 있어서,
상기 로터리 킬른은, 전단에서 후단으로 가면서 낮아지도록 1∼5°의 경사를 이루도록 설치되며, 0.5∼5rpm의 회전속도로 회전하면서 작동하는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서,
상기 건조기의 배출구와 건조슬러지 냉각기 사이에는, 건조기의 후단에 위치한 배출구로부터 플라이트 컨베이어로된 건조슬러지 배출컨베이어와, 건조슬러지 배출컨베이어 로터리밸브와, 수직으로 설치된 버켓엘리베이터인 건조슬러지 수직이송컨베이어 및 플라이트 컨베이어로된 건조슬러지 수평이송컨베이어가 순차적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서,
상기 건조기 열풍로는, 주연료와 함께 상기 공기예열기로부터 공급받은 폐열을 연료로 사용하여 로형 가스버너에서 연소시켜 열풍을 상기 건조기에 공급하는 열풍로(熱風爐)인 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서,
상기 건조슬러지 냉각기는, 후단으로 갈수록 낮아지도록 설치되어 회전하면서 작동하도록 된 드럼의 주위를 냉각수에 의해 냉각시켜 주는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서,
상기 건조슬러지 저장조에는, 분진처리를 위한 에어 펄스젯 방식의 건조슬러지 저장조 벤트필터와, 건조슬러지를 계량하여 배출시키기 위한 건조슬러지 배출컨트롤게이트가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제18항에 있어서,
상기 건조슬러지 저장조는, 불활성가스인 질소를 저장한 질소 가스봄베를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서,
상기 건조슬러지 냉각기와 건조슬러지 저장조 사이에는, 건조슬러지 냉각기의 후단에 위치한 배출구로부터 벨트컨베이어로 된 냉각슬러지 분배컨베이어와, 벨트컨베이어로된 냉각슬러지 수평이송컨베이어와, 수직으로 설치된 버켓엘리베이터인 냉각슬러지 수직이송컨베이어가 순차적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서,
상기 집진기는, 상기 건조기에서 배출되는 먼지를 포함한 부유물질을 제거하기 위한 원심력 집진기와 여과집진기인 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제21항에 있어서,
상기 상기 원심력 집진기는 더블 싸이클론형이고, 상기 여과집진기는 펄스 제트방식이며, 이들은 각각 로터리밸브를 구비하여 집진된 부유물질을 건조슬러지 냉각기로 배출하고, 상기 여과집진기에서 처리하고 난 고온의 가스를 포함한 악취는 공기예열기로 배출하는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서,
상기 공기예열기의 후단에는, 악취를 흡입하여 상기 악취제거장치로 보내기 위한 건조배가스 송풍기를 더 설치한 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서, 상기 악취제거장치는,
상기 공기예열기와 건조슬러지 저장조로부터 흡입한 배가스에 포함된 습기를 제거하기 위한 건조배가스 탈습탑;
상기 건조배가스 탈습탑으로부터 공급된 배가스를 세정하여 수용성 악취를 제거하고 배가스 온도를 낮추기 위한 세정탑;
상기 흡입송풍기를 통해 세정탑으로부터 세정된 배가스를 흡입하여, 내부에 서식하고 있는 미생물에 의해 악취를 제거하는 제1 바이오필터장치;
상기 제1 바이오필터장치에서 배출된 배가스에 물을 분사하고 산화제를 사용하여 최종적으로 악취를 제거하는 제1 습식스크러버;
를 포함하여 구성되어, 상기 제1 습식스크러버에서 정화된 배가스는 상기 백연방지장치로 배출되는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제24항에 있어서,
상기 백연방지장치는, 핀튜브(fin tube) 타입의 백연저감 열교환기와, 외기를 흡입하여 상기 백연저감 열교환기에 송풍하는 터보형 백연저감 송풍기를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.
제1항에 있어서, 상기 시스템은,
슬러지반입장 및 공장동에서 발생되는 악취를 제거하기 위하여,
포집한 배가스를 세정하여 수용성 악취를 제거하기 위한 약액세정탑;
상기 흡입송풍기를 통해 약액세정탑으로부터 세정된 배가스를 흡입하여, 내부에 서식하고 있는 미생물에 의해 악취를 제거하는 제2 바이오필터장치;
상기 제2 바이오필터장치에서 배출된 배가스에 물을 분사하고 산화제를 사용하여 최종적으로 악취를 제거하는 제2 습식스크러버;
를 더 포함하여 구성되고, 상기 제2 습식스크러버에서 정화된 배가스는 곧바로 대기중으로 배출되는 것을 특징으로 하는 직접건조 방식의 유기성 폐기물 자원화 설비시스템.