KR101189177B1

KR101189177B1 - 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101189177B1
Application number: KR20110013849A
Authority: KR
Inventors: 최창식; 장은석; 김호; 이은실; 윤정호; 김양배; 이경대; 김정은
Original assignee: 주식회사 디스텍; 고등기술연구원연구조합
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2012-10-10
Also published as: KR20120094378A

Abstract

본 발명은 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치에 관한 것으로, 감압조에서 감압 냉각된 고액 슬러리의 반응 생성물을 저장조에서 일시 저장하고, 저장조로부터 투입량이 조절 가능하게 분리기에 주기적으로 공급되는 고액 슬러리의 반응 생성물로부터 고체와 액체를 분리한 후 고체 생성물은 건조기로, 액체 생성물은 혐기소화 반응조로 각각 공급하여, 고체 생성물을 건조하고 액체 생성물로부터는 연료용으로 사용 가능한 바이오가스를 생성하되, 상기 감압조와 상기 건조기를 상호 연결하고 상기 저장조와 상기 혐기소화 반응조를 상호 연결하는 폐열회수 어셈블리를 이용하여 상기 감압조 및 상기 저장조로부터 발생하는 열을 상기 건조기 및 상기 혐기소화 반응조로 각각 회수시켜 건조반응 및 혐기소화 반응에 사용되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD OF A WASTE HEAT RECOVERING FOR SOLID-LIQUID SLURRY FROM ORGANIC SLUDGES}

본 발명은 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지속적으로 공급되는 유기성 슬러지를 가온 가압하여 생성된 고액 슬러리의 반응 생성물로부터 감압 및 고액 분리하는 과정에서 발생하는 열을 계속 회수하여 각 반응 공정에 재사용할 수 있도록 하는 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

하수 처리 방법이 하수 처리장에서 미생물 처리방식으로 운영되는 경우 다량의 유기성 슬러지가 발생하게 되고, 이러한 유기성 슬러지는 통상 해양투기 및 매립으로 사후처리를 하였으나, 최근 발효된 각종 의정서 및 협약에 의하여 해양투기 및 매립을 엄금하게 되었으므로 환경친화적인 유기성 슬러지의 처리 기술 확보가 관건이라 할 수 있다.

이중, 유기성 슬러지는 주로 2 ㎛ 내외의 크기인 미생물의 사체가 주종을 이루고, 점도를 갖는 물질이 100 내지 1,000 ㎛ 크기의 플록(floc)을 형성하고, 이러한 플록 및 미생물 사체의 세포벽 내부에는 수분이 다량 함유된다.

따라서, 유기성 슬러지의 효율적인 재사용 및 자원화를 위해서는 유기성 슬러지를 적정 함수율로 저감시키는 전처리 기술이 필수적으로 요구되는 바, 전처리 기술로서 대표적인 건조 기술의 경우 슬러지를 구성하는 세포벽으로부터 수분을 분리하기 위하여 세포벽을 파괴시키기 위한 많은 에너지의 소모는 불가피하다.

또한, 건조 기술은 처리 과정에서 수반되는 악취와 점도의 증가는 다음 공정으로 이행시키기 힘들게 하는 요인 중의 하나로 작용하기도 한다.

상기와 같은 관점에서 안출된 것으로, 본 출원인이 기출원한 대한민국 등록특허 제10-0894154호의 "유기성 슬러지로부터 고체 고형물과 액상 탈리액을 함유하는 고액 슬러리를 제조하는, 유기성 슬러지의 연속식처리 장치 및 방법"(이하 '선행기술')과 같은 것을 들 수 있다.

선행기술은 밀폐형 연속식 가온가압 반응기를 이용하여 환원 분위기에서 가온 가압하고 슬러지로부터 기화에너지의 소요 없이 수분을 분리하여 유기물의 손실을 최소화하면서 고열량의 고체 및 액체 생성물을 생산할 수 있으며, 이를 연속식 장치로 구현함으로서 슬러지를 더욱 간편하게 처리할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 선행기술은 기존 슬러지 처리기술에 비하여 50% 이상의 에너지 절감효과는 있으나, 전체 공정이 흡열반응으로 반응을 위해 에너지 투입은 필요하다.

따라서, 투입된 에너지를 최대한 회수하여 후속 공정에 추가로 이용하기 위하여는 고온에 고열량인 반응물이 배출되고 저장되는 곳으로부터 발생되는 폐열을 회수하여 전체적인 반응 공정에 재활용할 수 있도록 하는 기술의 개발 및 에너지 절감 기술이 절실하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 지속적으로 공급되는 유기성 슬러지를 가온 가압하여 생성된 고액 슬러리 반응 생성물로부터 감압 및 고액 분리하는 과정에서 발생하는 열을 계속 회수하여 각 반응 공정에 재사용할 수 있도록 하는 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가온 가압 반응시킨 유기성 슬러지로부터 생성되는 고체 생성물과 액체 생성물이 혼재된 고액(固液) 슬러리를 감압시키는 감압조와, 상기 감압조와 배관 연결되어 상기 감압조로부터 감압 냉각된 고액 슬러리의 반응 생성물을 저장하는 저장조와, 상기 저장조와 배관 연결되어 상기 저장조로부터 투입량이 조절 가능하게 주기적으로 공급되는 고액 슬러리의 반응 생성물로부터 고체와 액체를 분리하는 분리기와, 상기 분리기와 연결되어 상기 분리기로부터 분리된 고체 생성물을 상기 감압조내의 고액 슬러리로부터 발생되는 열을 전달받아 건조시키는 건조기와, 상기 분리기와 배관 연결되어 상기 분리기로부터 분리된 액체 생성물을 상기 저장조 내의 반응 생성물로부터 발생되는 열을 전달받아 혐기소화(嫌氣消化)로 바이오가스를 생성하는 혐기소화 반응조와, 상기 감압조와 상기 건조기 사이 및 상기 저장조와 상기 혐기소화 반응조 사이를 각각 연결하여 상기 감압조 및 상기 저장조로부터 발생하는 열을 상기 건조기 및 상기 혐기소화 반응조로 각각 회수하는 폐열회수 어셈블리를 포함하며, 상기 감압조의 온도는 상기 저장조의 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 장치의 적용 및 실시가 가능하다.

그리고, 본 발명은 유기성 슬러지를 가온 가압 반응시켜 생성된 고액 슬러리를 감압조 내에서 감압 냉각시키는 제1 단계와, 상기 감압조와 배관 연결된 저장조에 감압 냉각된 상기 고액 슬러리의 반응 생성물을 저장하고 상기 저장조와 배관 연결된 분리기에 상기 반응 생성물을 일정량만큼 이송하는 제2 단계와, 상기 반응 생성물로부터 상기 분리기를 가동시켜 고체와 액체를 분리하는 제3 단계와, 상기 반응 생성물로부터 분리된 고체를 상기 분리기와 배관 연결된 건조기로 이송시켜 건조하고 상기 반응 생성물로부터 분리된 액체를 상기 분리기와 배관 연결된 혐기소화 반응조에서 혐기소화시켜 바이오가스를 생성시키는 제4 단계를 포함하는 방법의 적용 및 실시가 가능함은 물론이다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 도모할 수 있을 것이다.

우선, 상온의 유기성슬러지가 연속식 반응에 의하여 가온 가압되어 반응조건(100~300℃)의 온도를 나타내는 고액 슬러리 반응생성물로 배출되면서 대기로 방출되는 폐열을 회수하여 후속공정의 열에너지로 이용이 가능하다.

이를 위해서는 고체 생성물의 적용하여 처리하는 기술에 따라서 적정 함수율로 조정이 필요하며, 이를테면 함수율 조정을 위한 반응생성물의 건조에는 100℃ 이상의 고온이 필요하고 탈수과정에서 발생하는 액체생성물은 혐기소화 공정을 위해서 반응온도인 35~55℃유지가 중요하다.

따라서, 본 발명에 따르면, 감압조로부터 발생되는 열은 반응 생성물을 건조하는 건조기의 반응열로 사용하고, 저장조로부터 발생되는 열은 혐기소화 공정에 사용될 수 있으므로, 각 단계별로 발생되는 열을 헛되이 방출시키는 일은 없게 된다.

또한, 본 발명은 경우에 따라 혐기소화 후처리에 필요한 암모니아 스트리핑 등 열에너지를 필요로 하는 여러 후속공정에도 각 단계별로 발생되는 폐열을 회수하여 에너지원으로 공급할 수 있으므로, 추가적인 열에너지의 공급이 불필요하며, 에너지 소비와 운전 비용을 최소화할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치의 전체적인 구성을 나타낸 개념도
도 2는 도 1의 부분 확대 단면 개념도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치의 전체적인 구성을 나타낸 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 방법을 나타낸 블럭선도

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치의 전체적인 구성을 나타낸 개념도이다.

본 발명은 감압조(100)와 저장조(200)와 분리기(300)와 건조기(400)와 혐기소화 반응조(500) 및 폐열회수 어셈블리(600)를 포함하는 구성임을 파악할 수 있다.

참고로, 도 1에서 굵은 실선은 열매체의 이동경로를, 가는 실선은 유기성 슬러지 및 반응 생성물의 이동경로를 각각 나타내며, 이는 후술할 실시예를 나타낸 도 3에도 마찬가지로 적용된다.

감압조(100)는 가온 가압 반응시킨 유기성 슬러지로부터 생성되는 고체 생성물과 액체 생성물이 혼재된 고액(固液) 슬러리를 감압시키는 것이다.

유기성 슬러지의 가온 가압 반응은 본 출원인이 기출원한 특허 제894154호의 가온 가압 반응기에 의하여 100~300℃의 온도 범위, 바람직하게는 200~250℃에서 1~90kg/㎠압력 범위의 조건 하에서 이루어진다.

저장조(200)는 감압조(100)와 배관 연결되어 감압조(100)로부터 감압 냉각된 고액 슬러리의 반응 생성물을 저장하며, 분리기(300)는 저장조(200)와 배관 연결되어 저장조(200)로부터 조절밸브(205)를 통하여 투입량이 조절 가능하게 주기적으로 공급되는 고액 슬러리의 반응 생성물로부터 고체와 액체를 분리하게 된다.

여기서, 감압조(100)와 저장조(200) 사이에는 저장조(200)와 분리기(300) 사이와 마찬가지로 조절밸브(105)가 마련되어 일정량만큼 저장조(200)로 반응 생성물을 공급할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

건조기(400)는 분리기(300)와 연결되어 분리기(300)로부터 분리된 고체 생성물을 감압조(100)내의 고액 슬러리로부터 발생되는 열을 전달받아 건조시키는 역할을 하는 것으로, 통상 함수율 30% 이하로 분리된 고체 생성물을 용도에 맞게 적정 함수율로 건조시키게 된다.

혐기소화 반응조(500)는 분리기(300)와 배관 연결되어 분리기(300)로부터 분리된 액체 생성물을 이용하여 바이오가스를 생성하게 되며, 혐기소화 반응조(500)의 반응 공정에 필요한 열원은 저장조(200) 내의 반응 생성물로부터 발생되는 열로부터 전달받는다.

여기서, 혐기소화 액체는 별도의 후처리를 거쳐서 정화된 상태로 방류되거나 재사용될 수 있을 것이다.

한편, 폐열회수 어셈블리(600)는 감압조(100)와 건조기(400) 사이를 연결하고 감압조(100)로부터 발생된 열을 건조기(400)로 회수시키며, 저장조(200)와 혐기소화 반응조(500) 사이를 연결하고 저장조(200)로부터 발생하는 열을 혐기소화 반응조(500)로 회수시켜, 감압조(100)와 저장조(200)의 폐열을 활용할 수 있도록 한 기술적 수단이라 할 수 있다.

여기서, 저장조(200)는 혐기소화 공정에 의하여 메탄 등과 같은 바이오 가스의 생성에 필요한 반응 온도인 대략 35~55℃의 온도 범위를 유지할 수 있도록 50~60℃의 열을 혐기소화 반응조(500)에 공급한다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용이 가능함은 물론이다.

감압조(100)는 전술한 바와 같이 가온 가압된 유기성 슬러지를 감압 냉각시키는 공간이 마련된 것으로, 도 2와 같이 내통(110) 및 외통(120)으로 이루어져 단열 효과를 높일 수 있도록 된 구조임을 파악할 수 있다.

내통(110)은 고액 슬러리가 저장되는 공간이 마련된 부분이며, 외통(120)은 내통(110)의 외면을 감싸면서 폐열회수 어셈블리(600)와 연통되여 열교환용의 열매체가 유동하는 부분으로, 내통(110)의 일단부에는 고액 슬러리가 유입되는 유입관(112)이 마련되고, 내통(110)의 타단부에는 감압 냉각된 고액 슬러리의 반응 생성물이 배출되는 배출관(114)이 마련된다.

외통(120)의 일측에는 건조기(400)로부터 고체 생성물의 건조에 사용된 열매체가 복귀하는 열매체 환수관(122)이 마련되고, 외통(120)의 타측에는 건조기(400)측으로 내통(110)의 고액 슬러리로부터 발생된 열을 전달받은 열매체가 공급되는 열매체 공급관(124)이 마련된다.

여기서, 열매체 환수관(122) 및 열매체 공급관(124)은 후술할 페열회수 어셈블리(600)와 연통되며, 열매체 환수관(122)은 열매체 공급관(124)보다 하부측에 배치하여 열매체가 하부측에서 서서히 열매체 공급관측(124)측으로 보충되면서 열매체가 내통(110)과 충분한 열교환이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 배출관(114)의 직경은 내통(110)에 공급된 고액 슬러리의 감압 냉각 효과를 높이기 위하여 유입관(112)에 비하여 크거나 같게 하고, 내통(110) 표면은 전열 효과를 높이기 위하여 특별히 도시하지는 않았으나 엠보스 처리나 주름 형태 및 다수의 핀을 덧붙이는 등의 응용 및 변형 또한 가능하다.

또한, 외통(120)의 외면은 반응 생성물로부터 발생하는 열의 손실을 방지하기 위하여 단열처리를 할 수 있음은 물론이다.

또한, 열매체는 물을 사용할 수 있으며, 감압조(100)의 온도가 고온일 경우는 열매유(熱媒油)로서 폐유 등을 활용할 수도 있을 것이다.

혐기소화 반응조(500)는 전술한 바와 같이 분리기(300)로부터 분리된 액체 생성물의 혐기소화 공정이 이루어지는 것으로, 혐기소화 반응조(500)의 액체 배출관(502)으로부터 배출되는 잔여 혐기소화 액체의 일부는 배출되고, 일부는 혐기소화 반응조(500)의 생성물 공급관(501)을 통하여 혐기소화 액체를 되돌리게 된다.

따라서, 혐기소화 반응조(500)에는 혐기소화액 반송조(510)가 더 마련되는 것이 바람직하다.

여기서, 혐기소화액 반송조(510)에는 폐열회수 어셈블리(600)가 통과하며 저장조(200)로부터 발생되는 열을 혐기소화 반응조(500)에 전달하여 혐기소화 반응조(500)의 반응온도를 유지하는데 사용되도록 한다.

한편, 폐열회수 어셈블리(600)는 전술한 바와 같이 건조기(400)에 고체 생성물의 건조를 위한 열을 감압조(100)로부터 공급하고, 혐기소화 반응조(500)의 혐기소화 반응을 위한 열을 저장조(200)로부터 공급하는 것으로, 제1 회수기(610)와 제2 회수기(620)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

제1 회수기(610)는 감압조(100)와 건조기(400)를 상호 연결하며 열매체가 순환하는 제1 순환배관(612)과, 제1 순환배관(612) 상에 장착되어 열매체를 강제 순환시키는 제1 순환펌프(614)를 포함하는 구조이다.

그리고, 제2 회수기(620)는 저장조(200)와 반응기(500), 더욱 상세하게는 혐기소화액 반송조(510)를 상호 연결하며 열매체가 순환하는 제2 순환배관(622)과, 제2 순환배관(622) 상에 장착되어 열매체를 강제 순환시키는 제2 순환펌프(624)를 포함하는 제2 회수기(620)를 포함하는 구조이다.

한편, 본 발명은 전술한 바와 같은 실시예의 적용이 가능함은 물론, 도 3과 같이 감압조를 복수개 마련하여 건조기(400)의 건조를 온도 범위에 따라 단계적으로 실시하는 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 저장조(200)와 연결되는 배관 상에 저장조(200)로부터 먼 측에서부터 순차적으로 제1, 2, 3 감압조(100', 100", 100'")를 배치하고, 제1, 2, 3 감압조(100', 100", 100'") 각각에는 폐열회수 어셈블리(600)를 통과시켜 건조기(400)에 각각의 감압조(100', 100", 100'")로부터 발생되는 열을 순차적으로 전달시킬 수 있을 것이다.

예를 들면, 분리기(300)로부터 건조기(400)로 공급된 고체 생성물을 점진적으로 가열시켜 건조시키고자 할 때는 도시된 바와 같이 제1, 2, 3 감압조(100', 100", 100'") 중 저장조(200)와 제일 가까운 제3감압조(100'")부터 제2 감압조(100") 및 제1 감압조(100')의 순으로 건조기(400)에 투입되는 고체 생성물의 투입 방향을 따라 열을 전달하도록 한다.

이를 위하여 폐열회수 어셈블리(600)의 배치는 제3 감압조(100'")와 연통되는 제1 회수기(610'")부터 제1 감압조(100')와 연통되는 제1 회수기(610')의 순으로 건조기(400)와 연통시켜 열매체를 이용한 열의 전달이 이루어질 수 있다.

이는, 건조기(400)에 공급되는 열의 온도 범위는 제1 감압조(100')에서 제3 감압조(100'")로 갈수록 점차 낮아지기 때문이다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 특별히 도시하지 않았으나, 건조되는 고체 생성물의 과열 우려가 있을 경우에는 전술한 배치의 역순으로 건조기(400)에 연통시켜 고체 생성물을 가열 건조시킨 후 냉각시켜 배출하는 것도 가능할 것이다.

한편, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같은 단계를 거쳐 고액 슬러리로부터 고체 생성물과 바이오 가스 및 혐기소화 액체를 얻을 수 있을 것이다.

우선, 제1 단계(S10)에서는 유기성 슬러지를 가온 가압 반응시켜 생성된 고액 슬러리를 감압조(100) 내에서 감압 냉각시키는 공정이 이루어진다.

제2 단계(S20)에서는 감압조(100)와 배관 연결된 저장조(200)에 감압 냉각된 고액 슬러리의 반응 생성물을 저장하고, 저장조(200)와 배관 연결된 분리기(300)에 반응 생성물을 일정량만큼 이송하는 공정이 이루어진다.

제3 단계(S30)에서는 분리기(300)를 가동시켜 반응 생성물로부터 고체와 액체를 분리하는 공정이 이루어진다.

그리고, 제4 단계(S40)에서는 반응 생성물로부터 분리된 고체를 분리기(300)와 연결된 건조기(400)로 이송시켜 건조하고, 반응 생성물로부터 분리된 액체를 분리기(300)와 배관 연결된 혐기소화 반응조(500)에서 혐기소화시켜 바이오가스를 생성시키는 공정이 이루어진다.

여기서, 제4 단계(S40)의 공정이 이루어지기 위하여 감압조(100)와 건조기(400)를 상호 연결하는 배관을 이동하는 열매체가 감압조(100) 내에서 감압 냉각된 고액 슬러리로부터 받은 열을 반응 생성물로부터 분리된 고체를 건조시키는 제4 단계(S40)가 이루어지는 건조기(400)측에 전달하는 제1 열회수 과정(S51)이 이루어진다.

이때, 제1 열회수 과정(S52)과 동시에 저장조(200)와 혐기소화 반응조(500)를 상호 연결하는 배관을 이동하는 열매체가 저장조(200) 내에 수용된 고액 슬러리의 반응 생성물로부터 받은 열을 혐기소화 반응시키는 제4 단계(S40)가 이루어지는 혐기소화 반응조(500), 더욱 상세하게는 혐기소화액 반송조(510) 내의 액체에 전달하는 제2 열회수 과정(S52)이 이루어진다.

따라서, 제1 단계(S10) 내지 제4 단계(40)의 순환 반복에 따라 제1, 2 열회수 과정(S51, S52)이 동시에 반복되면서 폐열 회수에 따른 각 단계를 통한 공정이 지속적으로 이루어지는 것이다.

즉, 본 발명은 가온 가압된 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리를 본 발명의 다양한 실시예에 따른 장치에 투입하면 전술한 바와 같은 각 단계 및 과정에 의하여 용도별로 필요한 적정 함수율의 고체 생성물과 함께 연료용의 바이오 가스를 지속적으로 획득할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 지속적으로 공급되는 유기성 슬러지를 가온 가압하여 생성된 고액 슬러리의 반응 생성물로부터 감압 및 고액 분리하는 과정에서 발생하는 열을 계속 회수하여 각 반응 공정에 재사용할 수 있도록 하는 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...감압조 200...저장조
300...분리기 400...건조기
500...혐기소화 반응기 600...폐열회수 어셈블리

Claims

가온 가압 반응시킨 유기성 슬러지로부터 생성되는 고체 생성물과 액체 생성물이 혼재된 고액(固液) 슬러리를 감압시키는 감압조;
상기 감압조와 배관 연결되어 상기 감압조로부터 감압 냉각된 고액 슬러리의 반응 생성물을 저장하는 저장조;
상기 저장조와 배관 연결되어 상기 저장조로부터 투입량이 조절 가능하게 주기적으로 공급되는 고액 슬러리의 반응 생성물로부터 고체와 액체를 분리하는 분리기;
상기 분리기와 연결되어 상기 분리기로부터 분리된 고체 생성물을 상기 감압조내의 고액 슬러리로부터 발생되는 열을 전달받아 건조시키는 건조기;
상기 분리기와 배관 연결되어 상기 분리기로부터 분리된 액체 생성물을 상기 저장조 내의 반응 생성물로부터 발생되는 열을 전달받아 혐기소화(嫌氣消化)를 통해서 바이오가스를 생성하는 혐기소화 반응조; 및
상기 감압조와 상기 건조기 사이 및 상기 저장조와 혐기소화 반응조 사이를 각각 연결하여 상기 감압조 및 상기 저장조로부터 발생하는 열을 상기 건조기 및 상기 혐기소화 반응조로 각각 회수하는 폐열회수 어셈블리;를 포함하며,
상기 감압조의 온도는 상기 저장조의 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 감압조는,
고액 슬러리가 저장되는 내통과,
상기 내통의 일단부에 마련되어 상기 고액 슬러리가 유입되는 유입관과,
상기 내통의 타단부에 마련되어 감압 냉각된 고액 슬러리의 반응 생성물이 배출되는 배출관과,
상기 내통의 외면을 감싸면서 상기 폐열회수 어셈블리와 연통되는 외통과,
상기 외통의 일측에 마련되어 상기 건조기측으로 상기 내통의 고액 슬러리로부터 발생된 열을 전달받은 열매체가 공급되는 열매체 공급관과,
상기 외통의 타측에 마련되어 상기 건조기로부터 고체 생성물의 건조에 사용된 열매체가 복귀하는 열매체 환수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 폐열회수 어셈블리는,
상기 감압조와 상기 건조기를 상호 연결하며 열매체가 순환하는 제1 순환배관과, 상기 제1 순환배관 상에 장착되어 상기 열매체를 강제 순환시키는 제1 순환펌프를 포함하는 제1 회수기와,
상기 저장조와 상기 혐기소화 반응조를 상호 연결하며 열매체가 순환하는 제2 순환배관과, 상기 제2 순환배관 상에 장착되어 상기 열매체를 강제 순환시키는 제2 순환펌프를 포함하는 제2 회수기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 감압조는 상기 저장조와 연결되는 배관 상에 복수로 마련되고, 복수로 마련된 상기 감압조 각각에는 상기 폐열회수 어셈블리가 통과하여 상기 건조기에 상기 각각의 감압조로부터 발생되는 열을 순차적으로 저온에서부터 고온으로 또는 고온에서부터 저온으로 전달하는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 배출관의 직경은 상기 유입관에 비하여 크거나 같은 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 반응조에는,
상기 반응조의 액체 배출관으로부터 배출되는 잔여 혐기소화 액체의 일부를 수용하고, 상기 반응조의 생성물 공급관을 통하여 상기 혐기소화 액체를 되돌리는 혐기소화액 반송조가 더 마련되고,
상기 혐기소화액 반송조에는 상기 폐열회수 어셈블리가 통과하여 상기 저장조로부터 발생되는 열이 전달되는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치.
청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
상기 감압조는,
고액 슬러리가 저장되는 내통과,
상기 내통의 일단부에 마련되어 상기 고액 슬러리가 유입되는 유입관과,
상기 내통의 타단부에 마련되어 감압 냉각된 고액 슬러리의 반응 생성물이 배출되는 배출관과,
상기 내통의 외면을 감싸면서 상기 폐열회수 어셈블리와 연통되는 외통과,
상기 외통의 일측에 마련되어 상기 건조기측으로 상기 내통의 고액 슬러리로부터 발생된 열을 전달받은 열매체가 공급되는 열매체 공급관과,
상기 외통의 타측에 마련되어 상기 건조기로부터 고체 생성물의 건조에 사용된 열매체가 복귀하는 열매체 환수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 장치.
유기성 슬러지를 가온 가압 반응시켜 생성된 고액 슬러리를 감압조 내에서 감압 냉각시키는 제1 단계;
상기 감압조와 배관 연결된 저장조에 감압 냉각된 상기 고액 슬러리의 반응 생성물을 저장하고, 상기 저장조와 배관 연결된 분리기에 상기 반응 생성물을 일정량만큼 이송하는 제2 단계;
상기 분리기를 가동시켜 상기 반응 생성물로부터 고체와 액체를 분리하는 제3 단계; 및
상기 반응 생성물로부터 분리된 고체를 건조기로 이송시켜 건조하고, 상기 반응 생성물로부터 분리된 액체를 상기 분리기와 배관 연결된 반응조에서 혐기소화시켜 바이오가스를 생성시키는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 감압조와 상기 건조기를 상호 연결하는 배관을 이동하는 열매체가 상기 감압조 내에서 감압 냉각된 상기 고액 슬러리로부터 받은 열을 상기 반응 생성물로부터 분리된 고체를 건조시키는 상기 제4 단계가 이루어지는 상기 건조기측에 전달하는 제1 열회수 과정과,
상기 저장조와 상기 혐기소화 반응조를 상호 연결하는 배관을 이동하는 상기 열매체가 상기 저장조 내에 수용된 상기 고액 슬러리의 상기 반응 생성물로부터 받은 열을 이용해 혐기소화시키는 상기 제4 단계가 이루어지는 상기 반응조와 연결된 혐기소화액 반송조 내의 액체에 전달하는 제2 열회수 과정이 동시에 이루어지고,
상기 제1 내지 제4 단계의 순환 반복에 따라 상기 제1, 2 열회수 과정이 동시에 반복되는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지로부터 생성된 고액 슬러리의 폐열 회수 방법.