KR101176427B1 - 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치 및 연료화 방법 - Google Patents

고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치 및 연료화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치 및 연료화 방법에 관한 것으로서, 습슬러지를 저장하는 습슬러지 저장부와, 슬러지를 건조시키는 건조부와, 건조슬러지를 이송시키는 이송부와, 건조슬러지를 소정범위의 입자사이즈에 따라 분리하는 선별부와, 건조슬러지를 배출하는 배출부와, 건조슬러지를 회송하는 회송부와, 건조슬러지와 습슬러지를 혼합하는 혼합부와, 건조슬러지를 저장하는 건조슬러지 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에 따르면 경제적이고 효율적으로 슬러지를 건조할 수 있을 뿐 아니라, 폐 슬러지를 연료화하여 재활용할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치 및 연료화 방법{Apparatus for manufacturing sludge refuse derived fuel using stationary dryer and method thereof}
본 발명은 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치 및 연료화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기성 슬러지를 건조시켜 보조연료로 사용하도록 하는 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치 및 연료화 방법에 관한 것이다.
유기성 폐기물은 통상 상수, 공업용수, 산업용폐수, 하수 및 분뇨의 수처리 과정에서 발생하는 미생물 잔재물인 슬러지를 칭하며, 주 성분으로 유기물을 함유하고 있어 최근에는 슬러지를 건조하여 연료화하려는 연구가 진행되고 있다.
유기성 폐기물인 슬러지는 통상 함수율이 78～84%인 탈수 케익 형태로 발생되며, 수분을 제외한 슬러지의 고형물 중 유기물질은 보통 40～80%로 다양한 범위 내에 함유하고 있으며, 이로 인한 발열량은 보통 2,500kcal/kg에서 최고 4,500kcal/kg에 달하고 있다.
일반적으로 슬러지의 처리방법으로는 매립, 해양투기, 재이용, 소각 등의 방법이 있으나 최근까지 대부분의 슬러지는 매립이나 해양투기에 의하여 처리되어 왔다.
그러나, 매립의 경우 악취, 침출수 문제 등 또 다른 환경문제를 야기시키고 있고, 해양투기의 경우는 국제협약에 의해 2012년부터 해양투기가 금지될 전망이다. 이에 새로운 대안으로 슬러지의 재활용 및 에너지 회수 방안이 부각되고 있다.
이러한 방법의 하나로 유기성 폐기물인 슬러지를 건조 연료화하여 화력발전소 보조연료로 활용할 수 있는 법령(2009. 8. 7)이 개정되어 화력발전소에서 함수율 10%이하, 사이즈 40㎜이하, 발열량 3,000kcal/kg이상의 슬러지 건조물을 5%이하 범위에서 혼소하여 재활용할 수 있게 되었다. 하지만, 슬러지를 건조시 소요되는 연료비는 전체 운영비의 60%가량을 차지하여 경제적으로 슬러지를 연료화 시킬 수 있는 방법이 요구되고 있는 실정이다.
유기성 슬러지를 재활용하는 기술로는 고화기술, 탄화기술, 건조연료화 기술이 있으며, 이중 현재 가장 유용한 기술은 건조연료화 기술이다.
유기성 슬러지의 건조연료화 기술은 최종 건조물을 화력발전소 보조연료 등의 대체에너지로 사용함으로써 화석연료 사용량을 저감시킴으로써 지구온난화를 예방하고, 버려지는 에너지를 회수하는 방법이다.
건조연료화 기술의 종래의 건조장치로는 디스크 건조장치, 패틀 건조장치 등이 있으나 함수율 80％내외의 슬러지가 직접 투입되어 건조하기 때문에 다음과 같은 여러가지 문제점을 안고 있다.
첫째로 건조과정에서 슬러지가 기기에 부착되어 효율이 떨어지고 기기손상에 대한 문제점이 있으며, 둘째로 건조시 공정특성상 폐회로시스템으로 구성되어 있지 않아 발생악취로 인한 민원발생이 있고, 셋째로 최종 건조물이 분말 상태로 인하여 상하차시 비산먼지 및 악취 발생으로 인하여 재활용에 어려움이 있다.
또한 최종 건조물의 함수율을 10％이하로 하기 위해서는 에너지 소모량이 커서 건조 체류시간이 길다는 단점 등이 있다.
[선행기술문헌 정보]
등록특허공보 제10-0349218호
등록특허공보 제10-0653957호
등록특허공보 제10-0914993호
등록특허공보 제10-1049048호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 경제적이고 효율적으로 슬러지를 건조할 수 있을 뿐 아니라, 폐 슬러지를 연료화하여 재활용할 수 있고, 산업공정에서 버려지는 폐열을 건조열원으로 사용하여 슬러지 건조공정의 운영비를 절감할 수 있고, 폐열풍에 의한 환경오염을 방지하며, 열풍의 건조 효율을 향상시킬 수 있고, 폐열풍의 응축효율을 향상시킬 수 있고, 건조슬러지에 분진 및 악취를 제거하여 취급, 운송이 편리하며 화력발전소 보조연료, 시멘트 소성로 보조연료 등의 재생연료로 재활용하며, 건조슬러지의 이송을 용이하게 하며, 건조슬러지를 소정범위의 입자사이즈 별로 선별하여 최적의 건조슬러지를 연료화할 수 있는 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치 및 연료화 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 습슬러지를 저장하는 습슬러지 저장부; 상기 습슬러지 저장부의 하류에 설치되어 슬러지를 건조시키는 건조부; 상기 건조부의 하류에 설치되어 건조슬러지를 이송시키는 이송부; 상기 이송부의 하류에 설치되어 상기 건조슬러지를 소정범위의 입자사이즈에 따라 분리하는 선별부; 상기 선별부의 하류에 접속되어 상기 선별부에서 분리된 소정범위의 입자사이즈의 건조슬러지를 배출하는 배출부; 상기 선별부의 하류에 접속되어 상기 선별부에서 분리된 소정범위의 입자사이즈를 벗어난 건조슬러지를 건조시 사용하도록 임시 저장한 후 회송하는 회송부; 상기 습슬러지 저장부와 상기 건조부 사이에 설치되어 상기 회송된 건조슬러지와 습슬러지를 혼합하는 혼합부; 및 상기 배출부의 하류에 설치되어 상기 배출부에서 배출된 건조슬러지를 저장하는 건조슬러지 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 건조부는, 열풍에 의해 습슬러지와 건조슬러지의 혼합슬러지를 건조시키는 고정상 건조기; 상기 고정상 건조기의 열풍 배출부위에 연결되어 배출된 열풍에 함유된 슬러지 입자를 분리하는 사이클론; 상기 사이클론의 열풍 배출부위에 설치되어 배출된 열풍을 송풍하는 송풍기; 상기 송풍기의 하류에 설치되어 상기 배출된 열풍에 포함된 수분을 제거하는 응축기; 및 상기 응축기의 하류에 설치되어 수분이 제거된 열풍을 재가열하여 상기 고정상 건조기로 공급하는 열교환기;를 구비한다.
본 발명의 상기 송풍기와 상기 응축기 사이에는, 열풍의 악취를 제거하는 악취제거기가 설치되어 있다.
본 발명의 상기 고정상 건조기는, 상부에 슬러지가 투입되는 투입구가 형성되고 하부에 건조된 슬러지가 배출되는 배출구가 형성된 건조탱크부; 상기 투입된 슬러지에 열풍을 주입하도록 상기 건조탱크부의 일방 측면의 상측부위 및 하측부위에 각각 형성된 열풍주입부; 상기 건조탱크부에서 사용된 열풍을 배출하도록 상기 건조탱크부의 타방 측면에 형성된 열풍배출부; 상기 건조탱크부의 내부에 수평으로 설치되되 상하방향으로 어긋나게 형성되어 상기 주입된 열풍을 분배하는 복수의 분배부재를 구비한 열풍분배부; 및 상기 건조탱크부의 배출구에 설치되어 건조슬러지의 배출량을 조절하는 조절부;를 포함한다.
본 발명의 상기 응축기에는 배출된 열풍에 포함된 수분을 응축하여 제거하도록 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환기가 설치되어 있다.
본 발명의 상기 이송부는, 상기 건조부에서 배출된 건조슬러지를 상기 선별부로 이송하는 복수의 컨베이어로 이루어져 있다.
본 발명의 상기 선별부는, 상기 건조부에서 배출된 건조슬러지 중 입자사이즈가 2～8㎜인 건조슬러지를 선별해서 배출부로 배출하고, 입자사이즈가 8㎜ 보다 큰 건조슬러지를 입자사이즈가 2㎜ 보다 작게 되도록 분쇄하여 입자사이즈가 2㎜ 보다 작은 건조슬러지와 함께 회송부로 배출한다.
또한, 본 발명은 습슬러지를 건조부에 투입하는 단계; 상기 건조부에서 슬러지를 건조하는 단계; 상기 건조부에서 건조된 건조슬러지를 소정범위의 입자사이즈에 따라 선별하는 단계; 상기 선별된 소정범위의 입자사이즈의 건조슬러지를 저장하도록 배출하는 단계; 상기 선별된 소정범위의 입자사이즈를 벗어난 건조슬러지를 회송하는 단계; 및 상기 회송된 건조슬러지와 습슬러지를 혼합하여 건조부로 투입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 슬러지 건조단계는, 슬러지 건조후 배출된 열풍을 재사용하도록 폐열풍에 포함된 슬러지와 수분을 제거하도록 처리하는 단계와, 상기 처리된 폐열풍을 재사용하도록 열교환하는 단계를 더 구비한다.
본 발명의 상기 건조슬러지 선별단계는, 2～8㎜ 입자사이즈의 건조슬러지를 선별하여 저장하도록 배출하고, 입자사이즈가 8㎜ 보다 큰 건조슬러지를 입자사이즈가 2㎜ 보다 작게 되도록 분쇄하여 입자사이즈가 2㎜ 보다 작은 건조슬러지와 함께 회송하도록 배출한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 유기성 슬러지를 건조슬러지와 혼합하여 건조시키는 유기성 슬러지 건조장치를 슬러지 건조 연료화 공정에 적용함으로써, 경제적이고 효율적으로 슬러지를 건조할 수 있을 뿐 아니라, 폐 슬러지를 연료화하여 재활용할 수 있는 효과를 제공한다.
건조부에서 폐열풍을 처리하여 열교환에 의해 재사용함으로써, 산업공정에서 버려지는 폐열을 건조열원으로 사용하기 때문에 슬러지 건조공정의 운영비를 절감할 수 있다.
폐열풍의 순환공정에 악취제거기를 설치하여 폐열풍에 의한 환경오염을 방지할 수 있게 된다. 고정상 건조기의 열풍유입을 상부와 하부로 구분하여 열풍을 공급함으로써, 열풍의 건조 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
응축기에 냉각수 순환기를 설치하여 폐열풍의 응축효율을 향상시킬 수 있게 된다. 건조슬러지에 포함된 분진 및 악취를 제거함으로써, 취급, 운송이 편리하며 화력발전소 보조연료, 시멘트 소성로 보조연료 등의 재생연료로 재활용할 수 있는 효과가 있다.
이송부에 복수의 컨베이어를 설치하여 건조슬러지의 이송을 용이하게 한다. 선별부에서 건조슬러지를 소정범위의 입자사이즈 별로 선별하여 배출함으로써, 최적의 건조슬러지를 연료화할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치를 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치의 혼합부의 내부를 나타내는 사진.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치의 혼합슬러지를 나타내는 사진.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치의 건조부를 나타내는 정면도.
도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치의 건조부를 나타내는 측면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치의 건조부를 나타내는 상면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 방법을 나타내는 흐름도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치를 나타내는 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치의 혼합부의 내부를 나타내는 사진이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치의 혼합슬러지를 나타내는 사진이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치를 나타내는 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치의 건조부를 나타내는 정면도이고, 도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치의 건조부를 나타내는 측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치의 건조부를 나타내는 상면도이다.
도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치는, 습슬러지 저장부(100), 건조부(300), 이송부(400), 선별부(500), 배출부(600), 회송부(700), 혼합부(200), 건조슬러지 저장부(800)로 이루어져 유기성 슬러지를 건조하여 연료화하게 된다.
습슬러지 저장부(100)는, 하수 슬러지, 정수 슬러지 등의 유기성 습슬러지를 저장하는 저장조로서, 저장된 습슬러지를 혼합부(200)로 투입하게 되며, 습슬러지를 저장하는 저장조와, 저장조의 하부에 설치된 슬러지 배출기와, 습슬러지를 이송시키는 슬러지 이송스크류와, 습슬러지를 유동시키도록 유동력을 부여하는 슬러지 이송펌프로 이루어져 있다.
습슬러지는 함수율이 78～84%인 유기성 슬러지로 이루어지며, 개폐식 투입구가 설치되어 유기성 슬러지의 유입이 용이하며, 계량기를 설치하여 유기성 슬러지의 무게 및 투입량을 조절할 수 있게 된다.
건조부(300)는, 습슬러지 저장부(100)의 하류에, 즉 혼합부(200)의 하류에 설치되어 습슬러지 또는 혼합슬러지를 외부에서 제공된 열풍에 의해 건조시키는 슬러지 건조장치로서, 고정상 건조기(310), 사이클론(320), 송풍기(330), 응축기(340), 열교환기(360)로 이루어져 있다.
도 5 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 고정상 건조기(310)는 열풍에 의해 습슬러지 또는 습슬러지와 건조슬러지의 혼합슬러지를 건조시키는 건조기로서, 건조탱크부(311), 투입구(312), 배출구(313), 열풍주입부(314), 열풍배출부(315), 열풍분배부(316), 계량부(317), 배출이송부(318), 조절부(319)로 이루어져 있다.
건조탱크부(311)는 내부에 습슬러지 또는 혼합슬러지를 투입하여 열풍에 의해 건조시키는 건조탱크로서, 상부에는 습슬러지 또는 혼합슬러지가 투입되는 투입구(312)가 형성되어 있고, 하부에는 건조된 슬러지가 배출되는 배출구(313)이 형성되어 있다.
배출구(313)는 건조슬러지를 다른 공정으로 이송되기 위해 외부로 배출시키는 배출부위로서, 배출구(313)의 형상은 사각형이나 원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 배출구(313)에는 건조슬러지의 배출여부를 조절하기 위해 수평방향으로 슬라이딩하여 배출구(313)의 개도를 조절하는 슬라이드 게이트가 설치되어 있다.
열풍주입부(314)는 건조탱크부(311)의 일방 측면의 상측부위 및 하측부위에 각각 형성되며, 건조탱크부(311)에 투입된 습슬러지 또는 혼합슬러지의 상부 및 하부에 열풍을 각각 주입하여 건조시키게 된다.
이와 같이, 고정상 건조기(310)에 열풍주입부(314)가 2개가 구비되어 있으므로, 고정상 건조기(310)에 투입되는 슬러지의 특성에 따라 각각의 열풍주입부(314)의 주입량을 조절할 수 있도록 각각의 열풍주입부(314)에 열풍 조절용 댐퍼를 설치하는 것이 바람직하다.
열풍배출부(315)는 건조탱크부(311)의 타방 측면에 형성되며, 건조탱크부(311)의 내부에서 습슬러지 또는 혼합슬러지를 건조한 후 건조에 사용된 열풍을 배출하게 된다.
열풍분배부(316)는, 건조탱크부(311)의 내부에 복수개가 수평으로 설치되되 상하방향으로 어긋나게 형성되어, 건조탱크부(311)의 내부로 주입된 열풍을 분배하여 습슬러지 또는 혼합슬러지 사이로 열풍을 분배하여 건조시키게 된다.
이러한 열풍분배부(316)은 건조탱크부(311)의 내부에 수평으로 설치되되 상하방향으로 어긋나게 형성되어 건조탱크부(311)에 주입된 열풍을 분배하는 하나 이상의 투입분배부재와 배출분배부재로 이루어진 복수의 분배부재를 구비한다.
즉, 이러한 열풍분배부(316)는 아래부분이 뚫려있는 긴 삼각콘형태로 이루어져 있으며, 상하방향에 반복적으로 투입분배부재와 배출분배부재는 지그재그 상하로 교차하여 이루어지도록 배치되어 있다.
투입분배부재는 하면이 개방되어 단면이 "∧" 형상으로 형성되며 일단부가 열풍주입부(314)와 연통되도록 개방되어 있으며 타단부가 폐쇄되어 있고, 배출분배부재는 하면이 개방되어 단면이 "∧" 형상으로 형성되며 일단부가 폐쇄되고 타단부가 열풍배출부(315)와 연통되도록 개방되어 있다.
계량부(317)는, 건조탱크부(311)의 하부에 형성되어 건조탱크부(311)의 무게를 측정하게 된다. 이러한 계량부(317)는 다양한 측정부재를 사용하는 것이 바람직하며 특히 로드셀(load cell)을 사용하는 것이 바람직하다.
로드셀은 건조탱크부(311)의 무게를 측정하는 것으로, 습슬러지 또는 혼합슬러지가 건조효율에 따라서 배치타입으로 투입되기 때문에 여러 단의 층이 생겨서 건조되므로, 로드셀에 의해 수분증발량을 계산하여 일정한 함수율로 건조된 건조슬러지를 배출시키기 위한 무게측정수단이다.
배출이송부(318)는, 건조탱크부(311)의 하부에 배출구(313)를 개재해서 설치되어 건조탱크부(311)에서 배출된 건조슬러지를 외부로 이송하기 위한 이송수단으로서, 이송컨베이어로 이루어진다.
이송컨베이어는 구동모터, 이송스크류, 구동축, 체인으로 구성되어 있으며, 이송스크류의 형태는 나선형으로 일정한 속도로 회전하면서 건조슬러지를 중앙부위롤 집중시켜 배출하게 된다.
조절부(319)는 건조탱크부(311)의 배출구(313) 하부에 설치되어 건조슬러지의 배출량을 조절하는 배출량 조절수단으로서, 건조슬러지의 배출량을 조절하도록 배출구(313)의 하부에 설치된 로터리밸브로 이루어진다. 로터리밸브는 회전구동에 의해 슬러지의 배출량을 조절하도록 배출구(313)를 개폐하는 조절부재이다.
또한, 이러한 조절부(319)는 건조된 슬러지를 일정량 배출시키기 위한 장치로서, 배출구(313)와 마찬가지로 하나 또는 복수개가 설치되거나, 좌우 2개 이상을 두어 상호 교대로 운전을 하면서 건조슬러지가 상부에서 하부로 배출되는 것을 용이하게 한다.
이와 같이 복수개의 조절부(319)를 교대로 운전하게 되면, 한쪽의 조절부에서 건조슬러지가 배출되면서 다른쪽의 조절부에서 배출된 건조슬러지와 혼합되는 효과가 있어 건조효율을 높일 수 있게 된다.
사이클론(320)은, 고정상 건조기(310)의 열풍배출부(315)에 연결되어 배출된 열풍에 함유된 슬러지 미입자를 분리하는 미입자 분리수단으로서, 분리조(321), 열풍투입관(322), 열풍배출관(323), 입자배출구(324)로 이루어져 있다.
분리조(321)는 원통형상으로 형성되어 고정상 건조기(310)에서 배출된 폐열풍에 와류를 형성하여 밀도차에 의해 폐열풍에 포함된 슬러지 미입자를 분리하여 하방으로 배출하게 된다.
열풍투입관(322)은, 고정상 건조기(310)의 열풍배출부(315)에 연결되어 분리조(321)의 내부로 폐열풍을 유입시키게 되며, 열풍배출관(323)은 분리조(321)의 일방 측면의 상측부위에 설치되어 슬러지 미입자가 분리된 열풍을 배출하게 된다.
입자배출구(324)는 분리조(321)의 하부에 설치되어 분리조(321)에서 폐열풍의 와류에 의해 열풍에서 분리된 슬러지 미입자를 포집하여 외부로 배출하게 된다. 이러한 입자배출구(324)에는 건조슬러지의 배출량을 조절하도록 로터리밸브가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
송풍기(330)는, 사이클론(320)의 열풍배출관(323)에 연결되어 배출된 사이클론(320)에서 배출된 열풍을 송풍하는 송풍수단으로서, 폐열풍에 송풍력을 부여하여 폐열풍을 강제적으로 순환시키게 된다.
응축기(340)는, 송풍기(330)의 하류에 설치되어 송풍기(330)에서 송풍된 폐열풍에 포함된 수분을 제거하게 된다. 이러한 응축기(340)는 건조공정 중에 고정상 건조기(310)에서 배출된 폐열풍에 포함된 수분을 제거하는 장치로서, 건조공정 중 발생하는 50℃ 내외의 습공기를 30℃ 내외로 냉각시키면, 이슬점이 그만큼 낮아져서 공기 중에 포함된 수분을 응축시켜서 제거할 수 있게 된다.
즉, 사이클론(320) 후단의 열풍 온도는 50～60℃이며, 응축기(340)로 유입된 열풍은 30℃ 이하의 냉각수에 의해 30℃ 내외로 냉각되면서 순환 열풍내에 포함된 수분이 응축되어 외부로 배출된다.
이러한 응축기(340)으로는 물 스프레이를 이용한 직접식 응축장치와 냉각관을 이용한 간접식 응축장치 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다. 따라서 응축기(340)에는 고정상 건조기(310)에서 배출된 폐열풍에 포함된 수분을 냉각관에 의해 간접식으로 응축하여 제거하도록 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환기(350)가 설치되는 것도 가능함은 물론이다.
이와 같은 응축기(340)는 수관형식으로 이루어져 있어 냉각수가 관을 통해 흐르고 관 외부로 순환공기가 흐르도록 되어 있어 관 외부에 수분이 응축되어 응축기 하부로 배출되게 되어 있다.
또한, 건조부(300)의 사이클론(320)에서 포집하지 못한 아주 미세한 분진은 수분이 응축되면서 같이 냉각관에 침적되게 되는데 이것을 제거하기 위해 미량의 물을 자동 조절하여 분사할 수 있는 노즐이 구비되어 있는 것이 바람직하다.
간접식 응축장치로 주입되는 냉각수의 순환공정은 냉각수의 압력을 항상 일정하게 유지해 주는 부스터펌프와 냉각수 저장조, 냉각수의 온도를 냉각하는 냉각탑으로 구성되어 있다.
또한, 간접식 응축장치에서 발생되는 응축수와 폐수는 임시저장조에서 수중펌프를 이용해 폐수처리 시설로 이송되어 배출수 수질기준 이하로 처리 후 배출되도록 구성하고, 하수처리장과 연계처리가 가능하면 폐수처리 시설을 별도로 구비할 필요가 없게 된다.
또한, 응축기(340)로는 물을 직접 순환 폐열풍에 분사하여 냉각시키는 직접식 응축장치를 사용하는 것도 가능함은 물론이다.
또한, 송풍기(330)와 응축기(340) 사이에는, 폐열풍의 악취를 제거하는 악취제거기(900)가 설치되어 있는 것도 가능함은 물론이다. 이때 순환되는 열풍의 일부 약 5～10% 가량을 악취제거기(900)로 송풍하여 처리 후 외부로 방출하게 된다.
이러한 악취제거기(900)로는 약액 세정탑을 사용하고 각 공정에서 발생된 폐열풍 내의 분진을 처리하기 위해 백필터(bagfilter) 형식의 여과집진기를 이용하여 처리한다. 또한, 악취제거기(900)로는 약액 세정탑 뿐만 아니라 습식 세정기도 사용 가능함은 물론이다.
열교환기(360)는 응축기(340)의 하류에 설치되어 응축기(340)에서 수분이 제거된 폐열풍을 열교환에 의해 재가열하여 고정상 건조기(310)로 열풍을 공급하게 된다.
따라서, 수분이 제거된 폐열풍은 열교환기(360)로 순환하여 온도를 상승시켜 폐열풍 내 상대습도를 저감시켜서 다시 고정상 건조기(310)로 공급하여 열풍을 순환시키게 되며, 이러한 열풍의 순환은 강제순환장치를 이용하며, 송풍기(330)의 스위치와 같은 조절버튼을 사용하여 풍속 및 풍량을 조절할 수 있게 된다.
또한, 열교환기(360)에는 열원공급부(370)가 연결되어 열교환기(360)에 열원을 공급하게 되며, 이러한 열원공급부(370)로는 특별하게 한정하지 않으나, 일반적으로는 석탄, LNG, 중유 등과 같은 통상의 화석연료를 사용하는 보일러를 사용되며, 경우에 따라서 소각장이나 산업체의 폐열을 이용하게 되면 더욱 경제적일 수 있다.
특히, 슬러지의 건조공정에 사용되는 열풍은 산업공정에서 발생되는 70～130℃ 내외의 폐열이나 스팀을 사용하거나, 혐기성 소화공정에서 발생되는 바이오가스를 건조열원으로 사용하는 것도 가능함은 물론이다.
이와 같이 산업공정에서 발생되는 폐열이 열교환기(360)로 투입되어 응축기(340)에서 30℃ 내외로 냉각된 폐열풍의 온도를 70～130℃로 승온시키게 되므로, 열교환된 폐열풍은 슬러지의 건조열원으로 사용할 수 있게 된다.
그러나 인근에서 폐열이 제공되지 않는 경우에는, 화석연료를 사용해야 하지만, 혐기성소화 공정이 구비되어 있거나 신규로 설치할 수 있으면 유기성 폐기물의 건조 열원으로 바이오가스를 단독으로 사용하거나 LNG와 혼합하여 사용할 수 있도록 바이오가스 혼소 보일러를 별도로 구비하여 스팀을 공급하는 것도 가능하다.
이때 바이오가스 혼소 보일러는, 혐기성 소화공정에서 발생된 바이오가스와 LNG 0.8～1.9배로 투입되어 혼합조에서 혼합하여 발열량을 8,000kcal/Nm3내외로 조절하여 보일러에 공급하여 보일러를 가동하므로, 보일러의 스팀을 열교환기(360)에 공급할 수 있고, 바이오가스의 공급이 중단된 경우에는 LNG 만 사용하게 스팀을 공급하게 된다.
이와 같이, 건조공정에 사용되는 열풍은 열교환기(360)에 의해 70～130℃로 승온되고, 승온된 열풍은 송풍기(330)의 강제송풍에 의해 고정상 건조기(310)로 유입된다.
이송부(400)는, 건조부(300)의 하류에 설치되어 건조슬러지를 이송시키는 이송수단으로서, 건조부(300)에서 배출된 건조슬러지를 선별부(500)로 이송하도록 복수의 컨베이어(410, 420, 430)로 이루어져 있다.
즉, 이러한 이송부(400)는 고정상 건조기(310)와 사이클론(320)의 하부에 설치되어 여기에서 배출된 건조슬러지를 이송하는 이송컨베이어(410)와, 이송된 건조글러지를 선별부(500)의 상부로 상향이송하는 건조물이송컨베이어(420)와, 상향이송된 건조슬러지를 선별부(500)로 공급하는 선별기공급컨베이어(430)로 이루어져 있다.
선별부(500)는, 이송부(400)의 하류에 설치되어 건조슬러지를 소정범위의 입자사이즈에 따라 트롬멜 형태의 분리 메쉬망을 이용하여 분리해서 선별적으로 배출하는 선별분리기로 이루어진다.
선별분배기는 건조슬러지의 입자사이즈에 대해 상한값을 8㎜로 설정하고 하한값을 2㎜로 설정하여, 이에 따라 하한값 이하, 하한값과 상한값 사이, 상한값 이상과 같이 메쉬(Mesh)의 사이즈를 달리하여 3개의 구간으로 구분하여 건조슬러지를 선별하여 분배하게 된다.
즉, 2～8㎜의 입자사이즈를 갖는 건조슬러지는 배출부(600)를 통하여 건조슬러지 저장부(800)로 배출되며, 2㎜ 보다 작은 입자사이즈를 갖는 건조슬러지는 회송부(700)로 이송되어 임시 저장된 후 혼합부(200)로 배출되어 함수율 78～84%인 습슬러지와 혼합되어 함수율 30% 내외의 혼합슬러지를 형성하게 된다.
이때, 혼합비율을 일정하게 하기 위하여 선별부(500) 내에 분쇄기를 설치하여 8㎜ 보다 큰 입자사이즈를 가진 건조슬러지를 2㎜ 보다 작은 입자사이즈로 분쇄하여 회송부(700)로 이송한 후 혼합부(200)로 배출하는 것도 물론 가능하다.
여기서, 건조슬러지의 입경을 2～8㎜로 한정하는 이유는, 최종적으로 건조된 건조슬러지를 건조슬러지 저장부(800)에 저장하는 경우, 적당한 면적으로 최적의 수분을 유지하며 저장할 수 있으며, 추후에 재활용할 경우 사용상 편리함이 증대되기 때문이다. 즉, 보관용 건조슬러지가 이러한 범위의 입자사이즈 보다 작거나 크게 되면, 최적의 수분을 유지하거나 재활용성이 저하되기 때문이다.
따라서 선별부(500)는, 건조부(300)에서 배출된 건조슬러지 중 입자사이즈가 2～8㎜인 건조슬러지를 선별해서 배출부(600)로 배출하고, 선별부(500)의 내부에 분쇄기가 별도로 설치되어 입자사이즈가 8㎜ 보다 큰 건조슬러지를 입자사이즈가 2㎜ 보다 작게 되도록 분쇄하여 입자사이즈가 2㎜ 보다 작은 건조슬러지와 함께 회송부(700)로 배출하게 된다.
배출부(600)는, 선별부(500)의 하류에 접속되어 선별부(500)에서 선별된 입자사이즈가 2～8㎜인 건조슬러지를 배출하는 배출수단으로서, 공기수송호퍼(610)와 공기수송블로워(620)로 이루어져, 선별부(500)에서 선별된 건조슬러지를 공기수송호퍼(610)에 임시 저장한 후 건조슬러지 저장부(800)로 배출하게 된다.
회송부(700)는, 선별부(500)의 하류에 접속되어 선별부(500)에서 분리된 2～8㎜의 입자사이즈를 벗어난 건조슬러지를 건조시 사용하도록 임시 저장한 후 혼합부(200)로 회송하는 회송수단으로서, 공기수송호퍼(710), 공기수송블로워(720) 및 건조물순환호퍼(730)로 이루어져, 선별부(500)에서 선별된 건조슬러지를 건조물순환호퍼(730)에 임시 저장한 후 혼합부(200)로 배출하게 된다.
혼합부(200)는 습슬러지 저장부(100)와 건조부(300) 사이에 설치되어 회송부(700)에 의해 회송된 건조슬러지와 함수율 78～84%인 습슬러지를 표면에 코팅하여 혼합하는 혼합기로서, 도 3에 나타낸 바와 같이 습슬러지 저장부(100)에서 공급된 유기성 습슬러지와, 선별부(500)에서 이송된 일부의 건조슬러지를 1:3～1:4의 혼합비율로 일정하게 혼합하여 함수율이 25～35%인 혼합슬러지를 형성한다.
습슬러지와 건조슬러지의 혼합비율이 1:3 보다 작게 되면, 습슬러지의 양이 증가되어 혼합슬러지의 함수량이 증가하여 건조시 과다한 시간이 소요되고, 1:4 보다 크게 되면, 습슬러지의 양이 감소하여 건조되는 습슬러지의 양이 감소되어 처리효율이 저하되기 때문에 1:3～1:4의 혼합비율을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 혼합슬러지의 함수율도 상기와 마찬가지로 함수율이 35% 보다 크게 되면, 혼합 슬러지의 건조시간이 과다하고, 25% 보다 작으면 건조되는 유기성 슬러지의 양이 감소되어 처리효율이 저하되므로, 25～35%의 함수율을 유지하는 것이 바람직하다.
혼합부(200)로는 도 2에 나타낸 바와 같이 이중 축에 부착된 회전익이 서로 엇갈리게 회전하여 습슬러지와 건조슬러지를 혼합하게 되며, 회전익의 각도를 서로 상이하게 형성하여 혼합슬러지의 체류시간을 조절할 수 있게 된다.
이와 같이 혼합부(200)의 이중 회전익은 서로 엇갈리게 구동되며 회전날개는 8°가량 출구방향으로 경사각을 두었고, 체류시간, 슬러지 혼합비율 등에 따라 최대 20°가량 수정이 가능하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
혼합부(200)에서 일정하게 혼합된 혼합슬러지는 건조부(300)의 상부로 투입되어 아래로 흐르면서 건조되고, 최종 함수율이 10% 이하로 건조된 건조슬러지는 하부로 이동되어 다음 공정으로 투입된다.
또한, 이러한 혼합부(200)는 습슬러지와 건조슬러지를 혼합하면서 미립화가 가능하여 건조부(300)로 투입되는 혼합슬러지의 건조효율을 향상시킬 수 있게 된다.
건조슬러지 저장부(800)는 배출부(600)의 하류에 설치되어 선별부(500)에서선별된 입자사이즈가 2～8㎜인 건조슬러지를 저장하게 된다.
이하, 표를 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치의 실험결과를 구체적으로 설명한다.


번호		 혼합
슬러지
함수율
(%)		 운전온도
(℃)
건조
함수율
(%)
수분증발량
(kg/hr)		 건조
풍량
(m3/kg-
water)		 최적소요
열량
(kcal/kg-
water)
건조기입구 응축기출구
1 33 120 38 10 17.4 40.7 721
2 33.3 124 37 10 15.7 42.8 797
3 32.3 121 51 10 14.4 40.9 750
4 33.6 128 38 10 17.8 42.6 817
7 33.2 128 35 10 13.7 53 995
평균 33.08 124.2 39.8 10 15.8 44 816
최소 33.2 120 35 10 14.4 40.7 721
최대 33.6 128 51 10 17.8 53 995
표 1은 건조부(300)에서 건조실험 결과를 나타낸 것으로서, 건조슬러지가 발전소 등의 보조연료로 사용가능한 열량을 함유하고 있음을 표 1에 의해 알 수 있게 된다.
Classification
　
　

Sample		 Ultimate Analysis
(Dry Basis, unit : wt.% )		 Calorific Value
(kcal/kg)

C
H
N
S
Cl		 HHV
(Dry Basis)		 LHV
(Dry Basis)		 HHV
(Wet Basis)		 LHV
(Wet Basis)
1차 투입슬러지 45.39 6.53 6.71 0.97 0.07 4,909.74 4,557.12 830.73 -20.37
건조슬러지 43.11 6.16 5.98 1.17 0.08 4,644.51 4,312.05 4,356.39 3,986.71
2차 투입슬러지 39.20 5.73 6.17 1.45 0.10 4,274.73 3,965.31 628.81 -192.35
건조슬러지 36.53 5.27 5.34 1.47 0.10 3,903.27 3,636.40 3,672.25 3,349.87
3차 투입슬러지 39.99 6.19 6.36 1.77 0.08 4,491.19 4,157.34 829.84 6.76
건조슬러지 32.16 4.81 5.35 2.35 0.13 4,336.07 4,076.63 4,008.72 3,703.95
4차 투입슬러지 30.54 4.51 3.47 0.95 0.06 3,316.81 3,073.27 686.22 -33.37
건조슬러지 29.29 4.31 3.99 1.14 0.08 3,116.26 2,883.52 2,980.03 2,721.06
5차 투입슬러지 26.09 4.07 3.12 1.02 0.06 3,429.08 3,209.30 556.38 -166.12
건조슬러지 29.78 4.57 3.02 1.04 0.05 3,274.51 3,027.73 3,120.12 2,845.09
6차 투입슬러지 35.05 5.50 4.52 1.07 0.06 3,818.43 3,598.65 674.60 -116.34
건조슬러지 29.78 4.65 4.00 1.01 0.07 3,276.87 3,030.09 3,059.38 2,768.37
7차 투입슬러지 40.68 6.30 5.18 1.07 0.10 4,519.05 4,178.85 841.29 13.06
건조슬러지 37.23 5.68 5.32 1.20 0.12 4,034.52 3,727.80 3,744.53 3,394.44
8차 투입슬러지 40.29 6.32 5.15 1.08 0.11 4,436.97 4,095.69 751.48 -88.07
건조슬러지 36.74 5.58 5.29 1.21 0.12 4,017.96 3,718.26 3,686.84 3,336.07
9차 투입슬러지 40.10 6.20 5.07 1.05 0.12 4,457.59 4,122.79 777.66 -52.29
건조슬러지 37.00 5.58 5.45 1.23 0.10 4,034.89 3,733.57 3,700.09 3,348.82
10차 투입슬러지 40.61 5.65 5.86 1.29 0.06 4,335.42 4,030.32 673.72 -138.14
건조슬러지 31.81 4.67 4.53 1.12 0.06 3,416.67 3,164.49 3,167.94 2,872.08
평균 투입슬러지 37.79 5.70 5.16 1.17 0.08 4,198.90 3,898.86 725.07 -78.72
건조슬러지 34.34 5.13 4.83 1.29 0.09 3,805.55 3,571.78 3,592.04 3,272.71
표 2는 습슬러지와 건조슬러지의 분석결과로서, 건조슬러지가 발전소 등의 보조연료로 사용가능한 고위 발열량(HHV)과 저위 발열량(LHV)을 가지고 있음을 표 2에 의해 알 수 있게 된다.

항목		 시험결과값(ppm) 배출허용기준
(ppm)
악취제거기 전단 악취제거기 후단
암모니아 0.281237 0.20287 1
아세트알데하이드 0.024536 0.015807 0.05
프로피온알데하이드 N.D N.D 0.05
부티르알데하이드 N.D N.D 0.029
i-발레르알데하이드 0.00531 0.003621 0.003
n-발레르알데하이드 N.D N.D 0.009
황화수소 0.00084 0.00064 0.004
메틸멀캅탄 0.0031 0.0002 0.002
디메틸설파이드 0.00073 0.00023 0.01
디메틸디설파이드 0.00054 0.00003 0.009
표 3은 악취제거처리 전후의 폐열풍의 악취분석 결과로서, 악취제거기(900)에 의해 악취가 감소됨을 알 수 있게 된다.
처리시간
(Hr)
T-N
pH
COD		 NH4 + Na+ K+ Ca+2 F- Cl- SO4 -2
0 152 7.27 80 180 12 13 8.8 N.D 11 206
0.5 142 6.8 71 140 312 13 9.7 N.D 396 249
1 136 6.04 63 81 562 16 10.4 N.D 624 250
1.5 87 5.85 52 67 686 18 11.3 N.D 4040 254
2 46 5.73 37 53 737 23 11.7 N.D 1390 244
2.5 14 5.68 20 25 783 41 11.5 N.D 1760 253
표 4는 응축수의 처리결과로서, 응축기에 의해 폐열풍에 포함된 성분들이 응축수에 의해 점차 감소하고 있음을 알 수 있다.
Classification
　


sample		 Ultimate Analysis
(Dry Basis, unit : wt.% )		 Calorific Value
(kcal/kg)

C
H
N
S
Cl		 HHV
(Dry Basis)		 LHV
(Dry Basis)		 HHV
(Wet Basis)		 LHV
(Wet Basis)


2009년
12월		 석탄
(아역청탄)
79.28
4.75
1.04
0.36
0.02
7,134.99
6,878.49
6,414.36
6,097.26

건조슬러지
38.36
5.51
5.96
1.03
0.15
4,252.12
3,954.58
3,970.63
3,633.37
3%
혼합시료
78.05
4.77
1.19
0.38
0.02
7,048.50
6,790.77
6,341.04
6,023.34




2010년
1월
석탄 1
69.53
4.57
1.43
0.42
0.04
6,044.57
5,797.79
5,304.11
4,983.83

석탄 2
69.70
4.72
1.50
0.67
0.02
6,217.58
5,962.70
5,532.40
5,211.40

석탄 3
66.20
4.52
0.98
0.57
0.01
5,717.17
5,473.09
5,041.40
4,726.40

건조슬러지
46.27
5.54
8.31
0.97
0.07
4,370.31
4,071.15
4,297.76
3,988.64
2%
혼합시료
68.03
4.62
1.44
0.56
0.02
5,960.65
5,711.06
5,272.74
4,954.17
표 5는 건조슬러지와 유연탄의 혼합시료 분석결과로서, 건조슬러지를 유연탄의 보조연료로 사용할 수 있는 정도의 발열량이 있음을 알 수 있게 된다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 방법을 더욱 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 방법은 슬러지 투입단계(S10), 슬러지 건조단계(S20), 건조슬러지 이송단계(S30), 건조슬러지 선별단계(S40), 건조슬러지 배출단계(S50), 건조슬러지 회송단계(S60), 건조슬러지와 습슬러지 혼합단계(S70), 폐열회수단계(S80), 열교환단계(S90)으로 이루어져 있다.
슬러지 투입단계(S10)는, 습슬러지 저장부(100)에 저장된 습슬러지 또는 혼합부(200)에서 혼합된 혼합슬러지를 슬러지 공급컨베이어를 이용하여 건조부(300)로 투입하게 된다.
슬러지 건조단계(S20)는, 건조부(300)에 투입된 습슬러지 또는 혼합슬러지를 고정상 건조기에 열풍을 유입시켜 열풍에 의해 건조하게 된다.
건조슬러지 이송단계(S30)는 건조부(300)에서 건조된 건조슬러지를 복수의 컨베이어에 의해 선별부(500)로 이송하게 된다.
건조슬러지 선별단계(S40)는 건조부(300)에서 건조된 건조슬러지를 소정범위의 입자사이즈에 따라 분리하여 선별하는 단계로서, 2～8㎜ 입자사이즈의 건조슬러지를 선별하여 저장하도록 배출하고, 입자사이즈가 8㎜ 보다 큰 건조슬러지를 입자사이즈가 2㎜ 보다 작게 되도록 분쇄하여 입자사이즈가 2㎜ 보다 작은 건조슬러지와 함께 회송하도록 배출한다.
건조슬러지 배출단계(S50)는 선별부(500)에 의해 선별된 소정범위의 입자사이즈의 건조슬러지를 저장하도록 배출하는 단계로서, 2～8㎜ 입자사이즈의 건조슬러지를 선별하여 저장하도록 배출하게 된다.
건조슬러지 회송단계(S60)는 선별부(500)에서 선별된 소정범위의 입자사이즈를 벗어난 건조슬러지를 회송하는 단계로서, 입자사이즈가 8㎜ 보다 큰 건조슬러지가 입자사이즈가 2㎜ 보다 작게 되도록 분쇄되어 입자사이즈가 2㎜ 보다 작은 건조슬러지와 함께 호퍼에 임시저장된 후 혼합부(200)로 회송된다.
건조슬러지와 습슬러지 혼합단계(S70), 회송부(700)에 의해 회송된 건조슬러지와 습슬러지 저장부(100)의 습슬러지를 혼합하여 건조부(300)로 투입하는 단계로서, 건조슬러지와 함수율 78～84%인 습슬러지를 표면에 코팅하도록 혼합하여 함수율이 25～35%인 혼합슬러지를 형성한다.
폐열회수단계(S80)는 건조부(300)에서 슬러지의 건조후 배출된 열풍을 재사용하도록 폐열풍에 포함된 슬러지 미입자와 수분을 제거하도록 처리하는 단계로서, 고정상 건조기(310)에서 배출된 폐열풍에 사이클론(320)에 의해 와류를 형성하여 폐열풍에 포함된 슬러지 미입자를 분리하여 배출하고, 폐열풍에 포함된 수분을 응축기(340)에 의해 제거하게 된다.
열교환단계(S90)는, 폐열회수단계(S80)에서 처리된 폐열풍을 재사용하도록 열교환하는 단계로서, 열교환기(360)에서 외부의 열원에 의해 폐열풍을 가열하여 고정상 건조기(310)로 공급하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 유기성 슬러지를 건조슬러지와 혼합하여 건조시키는 유기성 슬러지 건조장치를 슬러지 건조 연료화 공정에 적용함으로써, 경제적이고 효율적으로 슬러지를 건조할 수 있을 뿐 아니라, 폐 슬러지를 연료화하여 재활용할 수 있는 효과를 제공한다.
건조부에서 폐열풍을 처리하여 열교환에 의해 재사용함으로써, 산업공정에서 버려지는 폐열을 건조열원으로 사용하기 때문에 슬러지 건조공정의 운영비를 절감할 수 있다.
폐열풍의 순환공정에 악취제거기를 설치하여 폐열풍에 의한 환경오염을 방지할 수 있게 된다. 고정상 건조기의 열풍유입을 상부와 하부로 구분하여 열풍을 공급함으로써, 열풍의 건조 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
응축기에 냉각수 순환기를 설치하여 폐열풍의 응축효율을 향상시킬 수 있게 된다. 건조슬러지에 포함된 분진 및 악취를 제거함으로써, 취급, 운송이 편리하며 화력발전소 보조연료, 시멘트 소성로 보조연료 등의 재생연료로 재활용할 수 있는 효과가 있다.
이송부에 복수의 컨베이어를 설치하여 건조슬러지의 이송을 용이하게 한다. 선별부에서 건조슬러지를 소정범위의 입자사이즈 별로 선별하여 배출함으로써, 최적의 건조슬러지를 연료화할 수 있는 효과를 제공한다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100: 습슬러지 저장부 200: 혼합부
300: 건조부 400: 이송부
500: 선별부 600: 배출부
700: 회송부 800: 건조슬러지 저장부
900: 악취제거기

Claims (10)

  1. 습슬러지를 저장하는 습슬러지 저장부;
    상기 습슬러지 저장부의 하류에 설치되어 슬러지를 건조시키는 건조부;
    상기 건조부의 하류에 설치되어 건조슬러지를 이송시키는 이송부;
    상기 이송부의 하류에 설치되어 상기 건조슬러지를 소정범위의 입자사이즈에 따라 분리하는 선별부;
    상기 선별부의 하류에 접속되어 상기 선별부에서 분리된 소정범위의 입자사이즈의 건조슬러지를 배출하는 배출부;
    상기 선별부의 하류에 접속되어 상기 선별부에서 분리된 소정범위의 입자사이즈를 벗어난 건조슬러지를 건조시 사용하도록 임시 저장한 후 회송하는 회송부;
    상기 습슬러지 저장부와 상기 건조부 사이에 설치되어 상기 회송된 건조슬러지와 습슬러지를 혼합하는 혼합부; 및
    상기 배출부의 하류에 설치되어 상기 배출부에서 배출된 건조슬러지를 저장하는 건조슬러지 저장부;를 포함하고,
    상기 선별부는, 상기 건조부에서 배출된 건조슬러지 중 입자사이즈가 2～8㎜인 건조슬러지를 선별해서 배출부로 배출하고, 입자사이즈가 8㎜ 보다 큰 건조슬러지를 입자사이즈가 2㎜ 보다 작게 되도록 분쇄하여 입자사이즈가 2㎜ 보다 작은 건조슬러지와 함께 회송부로 배출하고,
    상기 혼합부는, 습슬러지와 상기 입자사이즈가 2㎜ 보다 작은 건조슬러지를 1:3～1:4의 혼합비율로 혼합하여 함수율이 25～35%인 혼합슬러지를 형성하는 것을 특징으로 하는 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조부는,
    열풍에 의해 습슬러지와 건조슬러지의 혼합슬러지를 건조시키는 고정상 건조기;
    상기 고정상 건조기의 열풍 배출부위에 연결되어 배출된 열풍에 함유된 슬러지 입자를 분리하는 사이클론;
    상기 사이클론의 열풍 배출부위에 설치되어 배출된 열풍을 송풍하는 송풍기;
    상기 송풍기의 하류에 설치되어 상기 배출된 열풍에 포함된 수분을 제거하는 응축기; 및
    상기 응축기의 하류에 설치되어 수분이 제거된 열풍을 재가열하여 상기 고정상 건조기로 공급하는 열교환기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 송풍기와 상기 응축기 사이에는, 열풍의 악취를 제거하는 악취제거기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정상 건조기는,
    상부에 슬러지가 투입되는 투입구가 형성되고 하부에 건조된 슬러지가 배출되는 배출구가 형성된 건조탱크부;
    상기 투입된 슬러지에 열풍을 주입하도록 상기 건조탱크부의 일방 측면의 상측부위 및 하측부위에 각각 형성된 열풍주입부;
    상기 건조탱크부에서 사용된 열풍을 배출하도록 상기 건조탱크부의 타방 측면에 형성된 열풍배출부;
    상기 건조탱크부의 내부에 수평으로 설치되되 상하방향으로 어긋나게 형성되어 상기 주입된 열풍을 분배하는 복수의 분배부재를 구비한 열풍분배부; 및
    상기 건조탱크부의 배출구에 설치되어 건조슬러지의 배출량을 조절하는 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 응축기에는 배출된 열풍에 포함된 수분을 응축하여 제거하도록 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송부는, 상기 건조부에서 배출된 건조슬러지를 상기 선별부로 이송하는 복수의 컨베이어로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 장치.
  7. 삭제
  8. 습슬러지를 건조부에 투입하는 단계;
    상기 건조부에서 슬러지를 건조하는 단계;
    상기 건조부에서 건조된 건조슬러지를 소정범위의 입자사이즈에 따라 선별하는 단계;
    상기 선별된 소정범위의 입자사이즈의 건조슬러지를 저장하도록 배출하는 단계;
    상기 선별된 소정범위의 입자사이즈를 벗어난 건조슬러지를 회송하는 단계; 및
    상기 회송된 건조슬러지와 습슬러지를 혼합하여 건조부로 투입하는 단계;를 포함하고,
    상기 건조슬러지 선별단계는, 2～8㎜ 입자사이즈의 건조슬러지를 선별하여 저장하도록 배출하고, 입자사이즈가 8㎜ 보다 큰 건조슬러지를 입자사이즈가 2㎜ 보다 작게 되도록 분쇄하여 입자사이즈가 2㎜ 보다 작은 건조슬러지와 함께 회송하도록 배출하고,
    상기 회송된 건조슬러지와 습슬러지를 혼합하여 건조부로 투입하는 단계는, 습슬러지와 상기 회송된 입자사이즈가 2㎜ 보다 작은 건조슬러지를 1:3～1:4의 혼합비율로 혼합하여 함수율이 25～35%인 혼합슬러지를 형성하는 것을 특징으로 하는 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 슬러지 건조단계는, 슬러지 건조후 배출된 열풍을 재사용하도록 폐열풍에 포함된 슬러지와 수분을 제거하도록 처리하는 단계와, 상기 처리된 폐열풍을 재사용하도록 열교환하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고정상 건조장치를 이용한 슬러지 연료화 방법.
  10. 삭제
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