KR101264050B1

KR101264050B1 - 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직

Info

Publication number: KR101264050B1
Application number: KR1020120035246A
Authority: KR
Inventors: 강석웅
Original assignee: 강석웅
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-05-13

Abstract

본 발명은 열병합발전에서 연속적으로 발생되는 폐열을 효율적으로 이용하여 유기물 열가수분해를 효율적으로 수행하기 위하여 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 설치되는 반응조 수를 적어도 2대 이상 병렬로 연결하여 PLC 또는 마이컴에 저장된 운전로직 제어프로그램에 따라 제어하여 소화효율을 높이고, 소화 후 탈수 시 탈수케익을 최소화하며, 반응조에서 나오는 폐열을 조정조 예열에 사용하도록 구성하여 운전 에너지를 절약할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에 관한 것이다.

Description

유기물 열가수분해 시스템의 운전로직{Operating logic of organic matter thermal hydrolysis system}

본 발명은 열병합발전에서 연속적으로 발생되는 폐열을 효율적으로 이용하여 유기물 열가수분해를 효율적으로 수행하기 위하여 조정조와 용해조사이에 설치되는 반응조 수를 적어도 2대 이상 병렬로 연결하여 PLC 또는 마이컴에 저장된 운전로직 제어프로그램에 따라 제어하여 소화효율을 높이고, 소화 후 탈수 시 탈수케익을 최소화하며, 반응조에서 나오는 폐열을 조정조 예열에 사용하도록 구성하여 운전 에너지를 절약할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에 관한 것이다.

열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 폐열을 효율적으로 이용하지 못하여 폐열을 그대로 낭비하는 경우가 많고, 특히 슬러지 처리를 위하여 필요한 유기물 열가수분해 시스템을 열병합발전 장치와 연계하여 효율적으로 이용하지 못하는 문제점이 있다.

종래의 유기물 열가수분해 시스템을 운전하는 로직은 구체적으로 설정 저장된 규칙 없이 수동이나 작업자의 경험에 의하여 운전하므로 다양한 센서들과 연동시켜 효율적으로 펌프 및 밸브를 열고 닫지 못하여 작업시간이 많이 소요되고, 소화효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 슬러지를 열가수분해하는 반응조에서 발생하는 폐에너지를 효율적으로 사용하지 못하여 운전에 필요한 에너지가 과도하게 주입되는 문제점이 있다.

또한, 효율적인 소화가 이루어지지 아니하여 소화 후 슬러지를 탈수할 때 탈수케익이 많이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 슬러지 속에 포함된 유기물 열가수분해 시스템을 운전함에 있어서 PLC(programable logic controller) 또는 마이컴을 이용하여 본 발명에 따라 설계 제작된 다수의 운전로직 프로그램을 탑재시켜 자동으로 제어함으로써 슬러지 소화처리 시간을 단축하고, 효율적으로 소화를 이루는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 폐열을 이용할 수 있도록 조정조와 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)사이에 반응조를 적어도 2대 이상 설치하여 순차적으로 연속적으로 페열을 이용하여 반응조를 가열하여 설정된 온도를 유지하여 유기물 열가수분해를 효율적으로 이루는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는적어도 2대 이상의 반응조를 조정조와 용해조사이에 설치하므로 반응조의 크기를 줄일 수 있어 반응을 보다 신속하고 효율적으로 이루어 탈수케익을 줄이고 탱크의 활용도를 높이는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 슬러지를 열가수분해를 위하여 반응조에 투입되고, 반응 후 남은 열과 압력을 이용하여 조정조를 예열하는데 사용하므로 운전에 소요되는 에너지를 크게 절약하는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 운전 시간과 조건을 최대한 효율적으로 설정하여 운전함에 의하여 소화효율을 높여서 소화 후 탈수 시 탈수케익 발생을 최소화하는데 있다.

본 발명의 과제 해결 수단은 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에 있어서, a) 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지 공급펌프를 동작시켜 슬러지 탈수설비로부터 주입되는 슬러지의 무게를 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 호파로 이송하고, 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계와, b) 호파펌프를 이용하여 설정된 량만큼 슬러지를 호파에서 조정조로 이송하는 단계와, c) 스팀공급밸브를 열어서 반응조를 설정된 온도로 가열한 후 스팀공급밸브를 닫아서 설정된 온도를 유지하고, 반응조 내부의 압력을 설정된 값을 유지하여 반응조의 슬러지를 열가수분해하는 단계와, d) 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조 가열을 위하여 이송하여 조정조의 슬러지를 예열하고, 이와 동시에 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank) 펌프를 가동하여 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)를 비우는 단계와, e) 반응조 감압밸브를 닫고, 반응조 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)로 이송하고, 반응조 밸브를 닫는 단계와, f) 조정조의 슬러지를 반응조로 이송하기 위하여 조정조 밸브를 열고, 조정조 펌프를 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프의 가동을 중단하고 조정조 밸브를 닫는 단계로 이루어지며, 상기 단계를 반복 운전하도록 구성하되, 반응조의 수를 적어도 2대 이상을 조정조와 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)사이에 병렬로 설치하여 열병합발전에 의하여 연속적으로 발생하는 스팀을 냉각되지 않도록 순차적으로 설정된 온도로 순차적으로 연속적으로 설정된 온도로 가열 유지하여 효율적으로 운전할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 구현하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 (a) 슬러지 공급펌프를 동작시켜 탈수설비로부터 주입되는 슬러지의 무게를 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 호파로 이송하고 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계와, (b) 보일러를 가동하여 반응조의 온도를 설정된 온도로 가열 유지하고, 반응조 내부의 압력을 설정된 값으로 유지하여 슬러지를 열가수분해하는 단계와, (c) 상기 보일러 가동 시 호파펌프를 이용하여 설정된 량만큼 슬러지를 호파에서 조정조로 이송하는 단계와, (d) 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조 가열하기 위하여 이송하여 조정조에 저장된 슬러지를 예열하고, 이와 동시에 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank) 펌프를 가동하여 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)를 비우는 단계와, (e) 반응조 감압밸브를 닫고, 반응조 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)로 이송하고, 반응조 밸브를 닫는 단계와, (f) 조정조의 슬러지를 반응조로 이송하기 위하여 조정조 밸브를 열고, 조정조 펌프를 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프의 가동을 중단하고 조정조 밸브를 닫는 단계로 이루어지며, 상기 단계를 반복 운전하도록 구성하되, 반응조의 수를 적어도 2대 이상을 조정조와 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)사이에 병렬로 설치하여 열병합발전 장치에 의하여 연속적으로 발생하는 스팀을 냉각되지 않은 순차적으로 연속적으로 설정된 온도로 가열 유지하여 효율적으로 운전할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 구현하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 (a) 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지공급펌프를 동작시켜 탈수설비로부터 주입되는 슬러지의 무게를 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 호파로 이송하고 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계와, (b) 호파펌프를 이용하여 설정된 량만큼 슬러지를 호파에서 조정조로 이송하는 단계와, (c) 보일러를 가동하여 반응조의 온도를 설정된 온도를 가열 유지하고, 반응조 내부의 압력을 설정된 값을 유지하여 슬러지 열가수분해를 수행하는 단계와, (d) 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조 가열하기 위하여 이송하여 조정조에 저장된 슬러지를 예열하고 감압밸브를 닫는 단계와, (e) 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank) 펌프를 가동하여 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)를 비우는 단계와, (f) 반응조 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)로 이송하고, 반응조 밸브를 닫는 단계와, (g) 조정조의 슬러지를 반응조로 이송하기 위하여 조정조 밸브를 열고, 조정조 펌프를 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프의 가동을 중단하고 조정조 밸브를 닫는 단계로 이루어지며, 상기 단계를 반복 운전하도록 구성하되, 반응조의 수를 적어도 2대 이상을 조정조와 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)사이에 병렬로 설치하여 연속적으로 발생하는 스팀을 냉각되지 않은 순차적으로 연속적으로 설정된 온도로 가열 유지하여 효율적으로 운전할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 구현하는데 있다.

본 발명은 유기물 열가수분해 시스템을 운전함에 있어서 PLC 또는 마이컴을 이용하여 본 발명에 따라 설계 제작된 다수의 운전로직 제어프로그램을 탑재하여 자동으로 제어함으로써 효율적으로 소화를 이루고 슬러지 소화처리 시간을 단축하는 유리한 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 열병합 발전에서 연속적으로 발생하는 폐열을 이용할 수 있도록 조정조와 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)사이에 반응조를 적어도 2대 이상 병렬로 설치하여 순차적으로 연속적으로 열가수분해를 효율적으로 이루는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 적어도 2대 이상의 반응조를 조정조와 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)사이에 병렬로 설치하므로 반응조의 크기를 줄일 수 있어 반응을 보다 신속하고 효율적으로 이루어 탈수케익을 줄이고 반응조 활용도를 높이는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 열가수분해를 위하여 반응조에 투입되고 반응 후 남은 열과 압력을 이용하여 조정조를 예열하는데 사용하므로 운전에 소요되는 에너지를 크게 절약하는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 운전시간과 조건을 최대한 효율적으로 설정 운전함에 의하여 소화효율을 높여서 소화 후 탈수 시 탈수케익 발생을 최소화하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따라 설계 제작된 운전로직이 적용된 유기물 열가수분해 시스템을 도시한 것이다.
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 조정조와 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)사이에 3대의 반응조를 병렬로 설치한 경우의 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 하나의 실시 예로 도시한 것이다.
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 조정조와 용해조사이에 4대의 반응조를 병렬로 설치한 경우의 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 하나의 실시 예로 도시한 것이다.
<도면부호에 대한 간단한 설명>
1-1; 호파 펌프 1-2; 조정조 펌프
1-3; 용해조 펌프 1-6; 슬러지공급펌프
2-2; 반응조 압력계 3-2; 반응조 온도계
5-1-1; 조정조 밸브 5-2-1; 반응조 밸브
5-3-1; 반응조 감압밸브 5-4; 조정조 압축공기 공급밸브
5-5; 조정조 배기 밸브 5-6-1; 반응조 배기 밸브
5-7; 용해조 혹은 순간이송조 배기밸브 5-9; 열교환기 순환펌프
7-1; 호파 로드셀 7-2; 조정조 로드셀
7-3-1; 반응조 로드셀 7-4; 용해조 혹은 순간이송조 로드셀
8-1; 조정조 교반기 8-2; 용해조 혹은 순간이송조 교반기
9; 호파 10; 조정조
11-1; 반응조 12; 용해조 혹은 순간이송조
13; 열교환기 14; 보일러
14-1; 스팀공급 밸브 15; 슬러지 공급탱크

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다.

본 발명은 유기물 열가수분해 시스템을 PLC 또는 마이컴에 저장된 운전로직 제어프로그램에 따라 제어하여 소화효율을 높이고, 소화 후 탈수 시 탈수케익을 최소화하며, 반응조에서 나오는 폐열을 조정조 예열에 사용하도록 구성하여 운전 에너지를 절약할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직이다.

또한, 본 발명은 열병합 발전에서 연속적으로 발생하는 폐열을 이용할 수 있도록 조정조와 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)사이에 반응조를 적어도 2대 이상을 병렬로 설치하여 하나의 반응조를 설정된 온도로 가열한 후 일정한 온도를 유지하는 동안에 나머지 반응조를 가열하는 방식으로 순차적으로 연속적으로 폐열을 이용할 수 있도록 구성된 유기물 열가수분해 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명은 적어도 2대 이상의 반응조를 조정조와 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)사이에 병렬로 설치하므로 반응조의 크기를 줄일 수 있어 반응을 보다 신속하고 효율적으로 이루어 탈수케익을 줄이고 반응조 활용도를 높일 수 있도록 구성하는데 있다. 본 발명의 구체적인 실시 예에 대하여 살펴본다.

<실시 예>

본 발명의 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 도 1은 본 발명의 운전로직이 적용된 유기물 열가수분해 시스템을 도시한 것이다.

연속적으로 전기를 생산하도록 구성된 열병합발전 장치는 주입되는 에너지의 30%정도를 전기를 생산하는데 사용하고, 나머지 70% 정도가 폐열로 처리되므로 연속적으로 발생하는 폐열을 본 발명에 따른 슬러지 속에 포함된 유기물을 열가수분해하기 위한 유기물 열가수분해 시스템에 사용하도록 구성하므로 열병합발전 장치에서 발생하는 폐열을 효율적으로 이용하여 슬러지의 열가수분해 및 소화 효율을 높이고, 소화 후 탈수 시 탈수성을 향상시켜 탈수 슬러지 량을 크게 줄이는데 있다.

본 발명은 열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 폐열을 이용하여 보일러를 가동하여 스팀을 만들어서 반응조를 가온하는데 사용한다.

본 발명은 이를 이루기 위하여 조정조와 용해조 혹은 순간이송조(Flush Tank)사이에 적어도 2대 이상의 반응조를 병렬로 설치하고, 각각의 반응조들은 시간차를 두고 순차적으로 열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 폐열을 이용하여 각각의 반응조를 열가수분해에 필요한 설정된 온도까지 가열하고, 가수분해를 위하여 필요한 시간동안 다른 반응조들을 가열하도록 구성하여 효율적으로 폐열을 이용하도록 구성되어 있다.

도 1에서 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 적어도 2대 이상의 반응조를 설치할 경우에 전체 유기물 열가수분해 시스템에서 중요한 구성인 반응조의 크기를 줄일 수 있으므로 반응조 속의 슬러지 량이 많을 경우에 열가수분해 효율이 떨어지는 문제점을 개선할 수 있고, 반응조의 가열 및 반응시간과 이송시간 등을 효율적으로 이용할 수 있도록 구성할 수 있으므로 반응조의 활용도를 높일 수 있다.

도 1에서, 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 적어도 2대 이상 설치된 각각의 반응조는 각각 슬러지들을 이송받거나 아송하기 위한 배관이 설치되고, 배관의 일측에는 밸브가 설치되며, 이송을 위한 이송펌프를 설치할 수 있다.

또한, PLC 또는 마이컴을 이용한 제어로직을 적용하여 각각의 슬러지 처리 단계 및 조에서 메모리에 설정된 시간 또는 무게로 자동으로 제어하고, 최적의 시간과 무게로 운영하여 효율적으로 슬러지 처리를 이룰 수 있도록 구성되며, 반응조에서 발생되는 폐에너지 및 폐열을 이용하여 주변 기기를 예열하거나 가열할 때 사용하도록 구성하여 에너지 효율을 높이는데 있다.

PLC 또는 마이컴을 이용하여 제어하는 운전로직은 유기물 열가수분해 시스템의 메모리에 탑재된 제어프로그램에 의하여 시계열로 단계별로 센서들과 연동하여 메모리에 설정된 값에 맞추어서 진행되도록 구성되어 있다.

먼저, 본 발명에 따른 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 구성하기 위한 전체적인 구성을 살펴본다.

슬러지 저장조에 저장된 슬러지를 연속적이면서 효율적으로 열가수분해하기 위하여 유기물 열가수분해 시스템의 1회 슬러지의 처리용량의 수 배 이상을 일시적으로 저장하여 슬러지 흐름을 연속적으로 제어하기 위하여 슬러지 공급펌프를 이용하여 호파로 설정된 량 만큼 주입한다.

호파는 하부에 설치된 로드셀을 이용하여 주입되는 슬러지의 무게를 측정하여 호파에 주입되는 슬러지 량을 제어하되, 적어도 2대 이상의 반응조에 주입되는 슬러지 량을 합한 값의 5내지 10 배 정도에서 설정 값을 정하여 저장 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

호파(9)에 저장된 슬러지는 호파펌프를 이용하여 조정조(10)로 배관을 통해서 이송되며, 조정조(10)는 하부에 설치된 로드셀을 이용하여 주입되는 슬러지의 무게를 측정하여 PLC 에 설정된 량만큼 슬러지를 주입하는 단계를 거치되, 적어도 2대 이상의 반응조에 주입되는 슬러지 량의 합과 거의 동일하게 주입하고, 함수율은 70%내지 90%사이에서 유지하는 것이 바람직하다.

조정조는 슬러지를 각각의 반응조로 주입하기 전에 각각 반응조로 슬러지 주입 시 신속한 유기물 열가수분해가 이루어질 수 있도록 예열하는 역할을 하며, 슬러지의 예열온도는 80내지 100사이에서 유지하는 것이 바람직하다.

조정조(10)의 예열은 각각의 반응조(11)의 상부에 가열된 스팀을 이용하여 가열이 이루어지도록 구성되어 있다.

예열된 슬러지는 배관을 통해서 각각의 반응조로 순차적으로 이송되도록 구성되며, 각각의 반응조는 하부에 설치된 로드셀을 이용하여 연속적으로 주입되는 슬러지의 무게를 측정하여 PLC 또는 마이컴에 설정된 량만큼 주입 제어하되, 효율적인 유기물 열가수분해를 위하여 반응조 용적의 25%내지 60%사이에서 주입되는 량을 설정하는 것이 바람직하다.

각각의 반응조의 조건은 온도를 150℃ 내지 200℃사이에서 설정 값을 정하여 유지하고, 압력은 6bar내지 12bar 사이에서 설정 값을 정하여 유지하여 고분자 유기물을 저분자 유기물로 가수분해하여 소화효율을 향상시키고, 소화 후 탈수할 때 발생하는 슬러지 탈수케익 량을 최소화하는데 있다. 각각의 반응조의 반응시간은 20분내지 120분이 바람직하나, 이는 반응조 내부의 온도 및 압력 등의 조건에 따라 변경 설정할 수 있다.

각각의 반응기 내부 일측에는 보일러로 가열할 때, 발생하는 열과 내부 압력을 측정하기 위한 온도센서와 압력센서를 설치하여 메모리에 설정된 값을 유지하여 효율적으로 열가수분해가 이루어지도록 구성되어 있다.

각각의 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 모든 슬러지는 해당 밸브를 열어서 용해조 혹은 순간이송조로 배관을 통해서 이송되며, 슬러지 이송수단은 각각의 반응조에 존재하는 압력을 이용하는 수단과 이송펌프를 설치하여 이송시킬 수 있다. 배관 일측에는 각각의 반응조 밸브가 설치되어 있다.

용해조 혹은 순간이송조는 가수분해된 미생물의 세포벽을 용해(lysis)시켜서 유기물 열가수분해 처리 시 주입된 에너지를 회수하도록 구성되어 있다. 폐열 또는 폐에너지를 이용하여 보일러 수를 예열하는데 사용되도록 구성되어 있다.

가수분해된 미생물의 세포벽을 용해시킨 슬러지는 소화가 잘 이루어지는 온도로 낮추기 위하여 열교환기를 통해서 냉각시켜 소화조로 주입되도록 구성되어 있다. 소화에 적당한 온도는 35℃ 내지 55℃사이이다.

상기 유기물 열가수분해 시스템으로 구성된 소화슬러지의 소화효율을 높이고, 소화 후 탈수 시 탈수케익의 량을 최소화하기 위하여 본 발명에 따라 설계 제작된 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 이루기 위한 구체적인 기술적 구성에 대하여 살펴본다.

도 1은 제1 반응조와 관련된 조정조 밸브(5-1-1), 반응조 밸브(5-2-1), 반응조감압밸브(5-3-1), 반응조 배기밸브(5-6-1), 로드셀(7-3-1) 및 스팀공급 밸브(14-1)가 도시되어 있다.

후술될 실시 예1과 실시 예2에서 언급될 제2 반응조 내지 제4 반응조는 상기 제1 반응조와 병렬로 열결되고, 상기 언급된 다수의 밸브와 각각의 로드셀을 각각 구비하고 있으며, 기술된 내용으로부터 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

<실시 예1>

본 발명에 따른 실시 예1을 도 2와 도 3에 기초하여 살펴본다. 도 2와 도 3은 조정조와 용해조사이에 3대의 반응조를 병렬로 설치하고, 열병합발전 장치로부터 발생되는 폐열을 이용하여 각각의 반응조를 순차적으로 가열한 후, 반응에 필요한 시간동안 유지한 후 순차적으로 슬러지를 이송시키도록 구성된 운전로직을 도시한 것이다.

도 2와 도 3은 하나의 도면으로 도시할 경우에 각각의 구성을 나타내는 글씨 및 도면이 너무 작아서 둘로 나누어서 도시한 것이다.

도 1에서, 3대의 반응조가 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 병렬로 설치될 경우에는 각각의 반응조들이 조정조 및 용해조 혹은 순간이송조와 연동하여 자동으로 제어되도록 하기 위하여 각각의 반응조와 조정조사이와 각각의 반응조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 각각 슬러지 이송을 위한 배관이 설치되고, 설치된 배관 일측에는 조정조 밸브(5-1-1, 5-1-2, 5-1-3)와 반응조 밸브(5-2-1, 5-2-2, 5-2-3)가 각각 설치되어 있고, 반응조의 스팀을 이용하여 조정조를 예열할 때 사용하는 반응조감압밸브(5-3-1, 5-3-2, 5-3-3)가 각각 설치되며, 각각의 반응조 상부에는 가스를 배출할 수 있도록 반응조 배기밸브(5-6-1, 5-6-2, 5-6-3)가 각각 설치되고, 각각의 반응조 하부에는 로드셀(7-3-1, 7-3-2, 7-3-3)이 각각 설치되어 있다.

제1 반응조(11-1)와 관련하여 조정조 밸브(5-1-1), 반응조 밸브(5-2-1), 반응조감압밸브(5-3-1), 반응조 배기밸브(5-6-1) 및 로드셀(7-3-1)이 설치된다.

제2 반응조(11-2)와 관련하여 조정조 밸브(5-1-2), 반응조 밸브(5-2-2), 반응조감압밸브(5-3-2), 반응조 배기밸브(5-6-2) 및 로드셀(7-3-2)이 설치된다.

제3 반응조(11-3)와 관련하여 조정조 밸브(5-1-3), 반응조 밸브(5-2-3), 반응조감압밸브(5-3-3), 반응조 배기밸브(5-6-3) 및 로드셀(7-3-3)이 설치된다.

제1 반응조 내지 제3 반응조를 가열하기 위한 스팀을 공급하기 위한 배관이 보일러(14)와 반응조사이에 각각 설치되고, 배관의 일측에는 스팀공급 밸브(14-1, 14-2, 14-3)를 각각 설치하여 스팀을 공급 또는 차단할 수 있도록 구성되어 있다.

도 1에서, 3대의 반응조 각각은 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 병렬로 설치되고, 조정조에서 각각의 반응조로 슬러지를 이송시키기 위한 배관이 각각 설치되며, 설치된 각각의 배관에는 조정조 밸브(5-1-1, 5-1-2, 5-1-3)를 설치하여 슬러지의 이송을 차단하거나 허락할 수 있도록 구성되어 있다.

각각의 반응조에서 용해조 혹은 순간이송조로 슬러지를 이송시키기 위한 배관이 각각 설치되며, 설치된 각각의 배관에는 반응조 밸브(5-2-1, 5-2-2, 5-2-3)를 설치하여 열가수분해를 마친 슬러지의 이송을 차단하거나 허락할 수 있도록 구성되어 있다.

하나의 구체적인 예를 조정조에서 슬러지를 제1 반응조로 이송한 후 열병합발전에서 연속적으로 발생하는 스팀을 배관에 설치된 스팀공급 밸브(14-1)을 열어서 45분 동안 가열하여 설정된 온도로 가온하여 유지하고, 설정된 온도에서 90분 반응시킨 후 용해조 혹은 순간이송조로 열가수분해를 마친 슬러지를 이송하도록 구성되어 있다.

다음은 열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 스팀을 이용하기 위하여 제1 반응조의 가열을 종료한 후, 조정조에서 제2 반응조로 이송한 슬러지를 열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 스팀을 배관에 설치된 스팀공급 밸브(14-1)을 열어서 45분 동안 가열하여 설정된 온도로 만들고, 설정된 온도에서 90분 반응시킨 후 용해조로 유기물 열가수분해가 종료된 슬러지를 이송하도록 구성되어 있다.

다음은 열병합발전에서 연속적으로 발생하는 스팀을 이용하기 위하여 제2 반응조의 가열을 종료한 후, 조정조에서 제3 반응조로 이송한 슬러지를 열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 스팀을 스팀공급 배관에 설치된 스팀공급 밸브(14-1)을 열어서 45분 동안 가열하여 설정된 온도로 가온하여 유지하도록 구성하고, 설정된 온도에서 90분 반응시킨 후 용해조로 유기물 열가수분해를 마친 슬러지를 이송하도록 구성되어 있다.

다음은 열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 스팀을 이용하기 위하여 제3 반응조의 가열을 종료한 후, 조정조에서 제1 반응조로 이송된 슬러지를 열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 스팀을 이용하여 45분 동안 가열하도록 구성하므로 크기가 작은 반응조를 순차적으로 연속적으로 가열하여 효율적으로 열가수분해를 이룰 수 있다.

반응조의 가온시간은 45분으로 하고, 조정조에서 슬러지를 각각의 반응조로 이송하는 시간과 각각의 반응조에서 용해조 혹은 순간이송조로 슬러지를 이송하는 시간은 반응시간 90 분에 포함시킬 수 있다.

상기 수치는 하나의 구체적인 예를 나타낸 것이고, 각각의 반응조의 가온시간은 20분 내지 60분사이에서 설정하는 것이 바람직하고, 조정조에서 슬러지를 각각의 반응조로 이송하는 시간과, 각각의 반응조에서 용해조 혹은 순간이송조로 슬러지를 이송하는 시간 및 반응시간을 포함하여 60분내지 120분사이에서 설정할 수 있다.

이러한 가온시간 및 반응시간은 반응기 내부의 온도와 압력의 설정 값을 달리하여 시간을 변경하여 연속적으로 순차적 제어를 할 수 있다.

즉, 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 병렬로 연결된 반응조 3 대를 각각 45분 단위로 나누어 연속적이면서 순차적으로 가열할 수 있으므로 열병합발전 장치로부터 연속적으로 발생하는 폐열의 낭비를 최소화할 수 있도록 구성되어 있다.

반응조의 크기를 줄일 수 있으므로 반응조 내부의 온도 및 압력을 설정된 조건으로 용이하게 맞출 수 있어 유기물 슬러지의 반응효율을 높일 수 있고, 높은 반응효율에 의한 소화 슬러지를 탈수할 경우에 탈수케익 량을 최소화할 수 있는 유리한 효과가 있다.

도 1에 기초하여 실시 예1에 따른 유기물 열가수분해 시스템 운전로직의 전체적인 흐름을 살펴본다.

도 1의 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지공급펌프(1-6)를 동작시켜 호파의 하단에 설치된 호파 로드셀(7-1)을 이용하여 주입되는 슬러지의 무게를 연속적으로 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 이송 배관을 통해서 호파로 이송하고, 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계를 구비한다.

호파 하부에 설치된 호파로드셀(7-1)을 이용하여 호파로 주입된 슬러지 량을 측정하여 PLC에 설정된 량만큼 호파로 이송한다. 호파에 주입 저장되는 슬러지 량은 본 발명의 핵심 구성인 조정조와 용해조사이에 3 대가 병렬로 설치되는 반응조에서 1회 처리하는 슬러지 량을 합한 것의 5배 내지 10배사이에서 설정량을 정하는 것이 바람직하다.

다음은 호파에 저장된 슬러지를 연결된 이송배관을 통해서 조정조(10)로 이송하기 위하여 배관 일측에 설치된 호파밸브(6-1)을 열고, 호파펌프(1-1)와 조정조 로드셀(7-2)를 이용하여 슬러지를 설정된 무게 량만큼 조정조로 이송하고 호파펌프의 동작을 정지하는 단계를 포함한다.

상기 설정된 량은 조정조로 주입되는 슬러지 무게를 측정하는 조정조 로드셀(7-2)을 이용하여 결정하며, 조정조와 용해조사이에 3 대가 병렬로 설치되는 반응조에서 1회 처리되는 슬러지 량의 합과 동일내지 유사한 량으로 설정 값을 정하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 유기물 열가수분해 시스템을 가동하기 전에 병렬로 설치된 각각의 반응조에는 1회 처리량이 이미 주입된 상태에서 정상 가동을 시작한다. 이는 가동 시 슬러지 처리 시 주입되는 에너지를 절약하고 시작단계에서 자동으로 슬러지 처리가 이루어지도록 하기 위한 것이다.

그러하지 않은 경우에는 조정조 펌프(1-2)를 이용하여 조정조의 슬러지를 연결된 배관을 통해서 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 3 대가 병렬로 설치되는 반응조(11-1, 11-2, 11-3)로 이송하기 위하여 각각의 배관 일측에 설치된 조정조 밸브(5-1-1, 5-1-2, 5-1-3)를 열고 닫으면서 조정조 펌프(1-2)를 가동하여 슬러지를 설정된 량만큼 각각의 반응조(11-1, 11-2, 11-3)로 이송하고, 조정조 펌프의 동작을 정지하고 조정조 밸브(5-1-1, 5-1-2, 5-1-3)를 닫는 단계를 구비할 수 있다.

상기 호파펌프(1-1)를 이용하여 슬러지를 조정조로 설정된 량만큼 이송한 후 호파펌프(1-1)의 동작을 멈춘 후, 열병합발전 장치에서 발생하는 폐열에 의하여 가동되는 보일러(도 1의 14)에서 발생하는 스팀을 이용하여 반응조의 온도가 150℃ 내지 200℃사이에서 설정된 온도로 가온하여 유지하고, 반응조 내부의 압력이 6 bar내지 12 bar사이에서 설정된 값을 유지하여 열가수분해를 수행하는 단계를 포함한다.

열가수분해의 시간은 온도, 압력 및 주입된 슬러지 량 등에 의하여 차이가 있으며, 20분 내지 120분사이에서 설정하는 것이 바람직하다.

설정된 시간이 경과하여 유기물 열가수분해가 종료되면, 3대의 반응조 내부의 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조로 이송하기 전에 각각의 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브(5-3-1, 5-3-2, 5-3-3) 중에서 해당하는 밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조 가열을 위하여 이송하여 조정조에 저장된 슬러지를 예열하는 단계를 수행하는 운전로직을 포함한다.

이와 동시에 3대의 반응조에서 유기물 열가수분해 반응이 종료된 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 혹은 순간이송조 펌프(1-3)를 가동하여 설정된 무게로 용해조 혹은 순간이송조를 비우는 단계가 운전로직에 포함된다.

용해조 혹은 순간이송조(12)를 비우는데 수단은 용해조 혹은 순간이송조(12) 하부에 설치된 용해조 로드셀(7-4)과 연동시켜 수행할 수 있으며, 즉 용해조 혹은 순간이송조(12) 내부의 슬러지 무게를 연속적으로 측정하여 무게가 감소하여 설정된 무게에 도달하면 용해조 펌프(1-3)의 동작을 멈추도록 구성할 수 있다.

다음은 3 대의 반응조 중에서 각각의 감압밸브(5-3-1, 5-3-2, 5-3-3) 중에서 해당하는 밸브를 닫고, 반응조 밸브(5-2-1, 5-2-2, 5-2-3) 중에서 해당하는 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조로 설정된 시간동안 이송하고, 반응조 밸브(5-2-1, 5-2-2, 5-2-3) 중에서 해당하는 밸브를 닫는 단계를 거친다.

상기 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조(12)로 이송하기 위하여 설정된 무게는 각각의 반응조(11-1, 11-2, 11-3) 내부의 슬러지 무게를 각각의 반응조 하부에 설치된 각각의 반응조 로드셀(7-3-1, 7-3-2, 7-3-3)을 이용하여 연속적으로 무게를 측정하여 무게가 감소하여 설정된 무게에 도달하면 반응조 밸브(5-2-1, 5-2-2, 5-2-3) 중에서 해당하는 밸브가 자동으로 닫히도록 구성되어 있다.

다음은 조정조(10)의 슬러지를 각각의 반응조(11-1, 11-2, 11-3)로 이송하기 위하여 해당하는 조정조 밸브(5-1-1, 5-1-2, 5-1-3)를 열고, 조정조 펌프(1-2)와 조정조 로드셀(7-2)을 서로 연동시켜 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프(1-2)의 가동을 중단하고 해당하는 조정조 밸브(5-1-1, 5-1-2, 5-1-3)를 닫는 단계를 거친다.

실시 예1에서 앞서 기술한 단계를 반복 수행하여 슬러지를 연속적으로 처리하는 운전로직을 구비하여 소화 효율을 높이고, 소화 후 탈수 시 탈수케익량을 최소화하도록 구성되어 있다.

앞서 기술된 기술적 구성으로부터 실시 예1에 따른 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 요약하면, 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에 있어서, a) 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지 공급펌프을 동작시켜 슬러지 탈수설비로부터 주입되는 슬러지의 무게를 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 호파로 이송하고, 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계와, b) 호파펌프를 이용하여 설정된 량만큼 슬러지를 호파에서 조정조로 이송하는 단계와, c) 보일러를 가동하여 반응조를 설정된 온도로 가열 유지하고, 반응조 내부의 압력을 설정된 값을 유지하여 반응조의 슬러지를 열가수분해하는 단계와, d) 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조 가열을 위하여 이송하여 조정조의 슬러지를 예열하고, 이와 동시에 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 펌프를 가동하여 용해조 혹은 순간이송조를 비우는 단계와, e) 반응조 감압밸브를 닫고, 반응조 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조로 이송하고, 반응조 밸브를 닫는 단계와, f) 조정조의 슬러지를 반응조로 이송하기 위하여 조정조 밸브를 열고, 조정조 펌프를 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프의 가동을 중단하고 조정조 밸브를 닫는 단계로 이루어지며, 상기 단계(a) 내지 (f)를 반복 운전하도록 구성하되, 3대의 반응조를 조정조와 용해조사이에 병렬로 설치하여 열병합발전 장치에 의하여 연속적으로 발생하는 스팀을 냉각되지 않은 상태로 순차적으로 설정된 온도로 가온 유지하여 효율적으로 운전할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 구현하는데 있다.

또 다른 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에 있어서, (a) 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지 공급펌프를 동작시켜 탈수설비로부터 주입되는 슬러지의 무게를 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 호파로 이송하고 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계와, (b) 보일러를 가동하여 반응조의 온도를 설정된 온도를 가열 유지하고, 반응조 내부의 압력을 설정된 값을 유지하여 슬러지 열가수분해를 수행하는 단계와, (c) 상기 보일러 가동 시 호파펌프를 이용하여 설정된 량만큼 슬러지를 호파에서 조정조로 이송하는 단계와, (d) 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조 가열을 위하여 이송하여 조정조에 저장된 슬러지를 예열하고, 이와 동시에 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 펌프를 가동하여 용해조 혹은 순간이송조를 비우는 단계와. (e) 반응조 감압밸브를 닫고, 반응조 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조로 이송하고, 반응조 밸브를 닫는 단계와, (f) 조정조의 슬러지를 반응조로 이송하기 위하여 조정조 밸브를 열고, 조정조 펌프(1-2)를 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프의 가동을 중단하고 조정조 밸브를 닫는 단계로 유기물 열가수분해 시스템을 상기 단계(a)내지 (f)를 반복 운전하도록 구성하되, 3대의 반응조를 조정조와 용해조사이에 병렬로 설치하여 열병합발전 장치에 의하여 연속적으로 발생하는 스팀을 냉각되지 않은 상태로 순차적으로 설정된 온도로 가온 유지하여 효율적으로 운전할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 구현하는데 있다.

또 다른 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에 있어서, (a) 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지 공급펌프를 동작시켜 탈수설비로부터 주입되는 슬러지의 무게를 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 호파로 이송하고 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계와, (b) 호파펌프를 이용하여 설정된 량만큼 슬러지를 호파에서 조정조로 이송하는 단계와, (c) 보일러를 가동하여 반응조의 온도를 설정된 온도를 가열 유지하고, 반응조 내부의 압력을 설정된 값을 유지하여 슬러지 열가수분해를 수행하는 단계와, (d) 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조를 가열하기 위하여 이송하여 조정조에 저장된 슬러지를 예열하고 반응조 감압밸브를 닫는 단계와, (e) 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 펌프를 가동하여 용해조 혹은 순간이송조를 비우는 단계와, (f) 반응조 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조로 이송하고, 반응조 밸브를 닫는 단계와, (g) 조정조의 슬러지를 반응조로 이송하기 위하여 조정조 밸브를 열고, 조정조 펌프를 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프의 가동을 중단하고 조정조 밸브를 닫는 단계로 유기물 열가수분해 시스템을 상기 단계(a)내지 (g)를 반복 운전하도록 구성하되, 3대의 반응조를 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 병렬로 설치하여 열병합발전 장치에 의하여 연속적으로 발생하는 스팀을 냉각되지 않은 상태로 순차적으로 설정된 온도로 가온 유지하여 효율적으로 운전할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 구현하는데 있다.

도 3에서, 반응조3(reactor3)에 스팀 공급이 종료되면, 다시 반응조1(reactor1)로 순환시켜 스팀을 순차적이면서 연속적으로 공급되도록 구성되어 있다.

<실시 예2>

본 발명에 따른 실시 예2를 도 4와 도 5의 운전로직에 기초하여 살펴본다.

도 4와 도 5의 운전로직은 하나의 도면으로 도시할 경우에 각각의 구성을 나타내는 글씨 및 도면이 너무 작아서 둘로 나누어서 도시한 것이다.

도 4와 도 5에 기초한 실시 예2는 실시 예1에서 3대의 반응조를 사용한 것을 4대의 반응조로 그 수를 증가시켜 적용한 운전로직을 도시한 것이다.

도 1의 유기물 열가수분해 시스템에서, 4대의 반응조가 조정조와 용해조사이에 병렬로 설치될 경우에는 각각의 반응조를 조정조 및 용해조와 연동시켜 자동으로 제어하기 위하여 각각의 반응조와 조정조사이와 각각의 반응조와 용해조사이에 각각 슬러지 이송을 위한 배관이 설치되고, 설치된 배관 일측에는 조정조 밸브(5-1-1, 5-1-2, 5-1-3, 5-1-4)와 반응조 밸브(5-2-1, 5-2-2, 5-2-3, 5-2-4)가 설치되어 있고, 반응조의 스팀을 이용하여 조정조를 예열할 때 사용하는 반응조감압밸브(5-3-1, 5-3-2, 5-3-3, 5-3-4)가 설치되며, 각각의 반응조 상부에는 가스를 배출할 수 있도록 반응조 배기밸브(5-6-1, 5-6-2, 5-6-3, 5-6-4)가 설치되고, 각각의 반응조 하부에는 로드셀(7-3-1, 7-3-2, 7-3-3, 7-3-4)이 설치되어 있다.

제1 반응조와 관련하여 조정조 밸브(5-1-1), 반응조 밸브(5-2-1), 반응조감압밸브(5-3-1), 반응조 배기밸브(5-6-1) 및 로드셀(7-3-1)이 설치된다.

제2 반응조와 관련하여 조정조 밸브(5-1-2), 반응조 밸브(5-2-2), 반응조감압밸브(5-3-2), 반응조 배기밸브(5-6-2) 및 로드셀(7-3-2)이 설치된다.

제3 반응조와 관련하여 조정조 밸브(5-1-3), 반응조 밸브(5-2-3), 반응조감압밸브(5-3-3), 반응조 배기밸브(5-6-3) 및 로드셀(7-3-3)이 설치된다.

제4 반응조와 관련하여 조정조 밸브(5-1-4), 반응조 밸브(5-2-4), 반응조감압밸브(5-3-3), 반응조 배기밸브(5-6-4) 및 로드셀(7-3-4)이 설치된다.

제1 반응조 내지 제4 반응조를 가열하기 위한 스팀을 공급하기 위한 배관이 보일러와 각각의 반응기사이에 설치되고, 각각의 배관 일측에는 스팀공급 밸브(14-1, 14-2, 14-3, 14-4)를 설치하여 스팀을 공급 또는 차단할 수 있도록 구성되어 있다.

4대의 반응조 각각은 조정조에서 각각의 반응조로 슬러지를 이송시키기 위한 배관이 각각 설치되며, 설치된 각각의 배관에는 조정조 밸브(5-1-1, 5-1-2, 5-1-3, 5-1-4)를 각각 설치하여 슬러지의 이송을 차단하거나 이송할 수 있도록 구성되어 있다.

각각의 반응조에서 용해조 혹은 순간이송조로 슬러지를 이송시키기 위한 배관이 각각 설치되며, 설치된 각각의 배관에는 반응조 밸브(5-2-1, 5-2-2, 5-2-3, 5-2-4)를 각각 설치하여 유기물 열가수분해가 종료된 슬러지의 이송을 차단하거나 이송할 수 있도록 구성되어 있다.

하나의 구체적인 예를들어 살펴보면, 조정조에서 슬러지를 제1 반응조로 이송한 후, 열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 스팀을 배관에 설치된 스팀공급 밸브(14-1)을 열어서 30분 동안 가열하여 설정된 온도로 만들고, 설정된 온도에서 90분 반응시킨 후 용해조 혹은 순간이송조로 열가수분해가 종료된 슬러지를 이송하도록 구성되어 있다.

다음은 열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 스팀을 이용하기 위하여 제1 반응조의 가열을 종료한 후, 조정조에서 제2 반응조로 이송한 슬러지를 열병합발전에서 연속적으로 발생하는 스팀을 배관에 설치된 스팀공급 밸브(14-2)을 열어서 30분 동안 가열하여 설정된 온도로 가온 유지하도록 하고, 설정된 온도에서 90분 반응시킨 후 용해조로 열가수분해가 종료된 슬러지를 이송하도록 구성되어 있다.

다음은 열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 스팀을 이용하기 위하여 제2 반응조의 가열을 종료한 후, 조정조에서 제3 반응조로 슬러지를 이송한 후 열병합발전에서 연속적으로 발생하는 스팀을 배관에 설치된 스팀공급 밸브(14-3)을 열어서 30분 동안 가열하여 설정된 온도로 가온 유지하고, 설정된 온도에서 90분 반응시킨 후 용해조 혹은 순간이송조로 열가수분해가 종료된 슬러지를 이송하도록 구성되어 있다.

다음은 열병합발전 장치에서 연속적으로 발생하는 스팀을 이용하기 위하여 제3 반응조의 가열을 종료한 후, 조정조에서 제4 반응조로 슬러지를 이송한 후, 열병합발전에서 연속적으로 발생하는 스팀을 배관에 설치된 스팀공급 밸브(14-1)을 열어서 30분 동안 가열하여 설정된 온도로 가온 유지하고, 설정된 온도에서 90분 반응시킨 후 용해조 혹은 순간이송조로 열가수분해가 종료된 슬러지를 이송하도록 구성되어 있다.

다음은 열병합발전에서 연속적으로 발생하는 스팀을 이용하기 위하여 제4 반응조의 가열을 종료한 후, 조정조에서 제1 반응조로 슬러지를 이송한 후 열병합발전에서 연속적으로 발생하는 스팀을 배관에 설치된 스팀공급 밸브을 열어서 30분 동안 가열하도록 구성하므로 크기가 작은 반응조를 순차적으로 연속적으로 가열하여 효율적으로 열가수분해를 이룰 수 있다.

반응조의 가온시간은 30분으로 하고, 조정조에서 슬러지를 각각의 반응조로 이송하는 시간과 각각의 반응조에서 용해조로 슬러지를 이송하는 시간은 반응시간 90 분에 포함시킬 수 있다.

상기 수치는 하나의 구체적인 하나의 예를 나타낸 것이고, 각각의 반응조의 가온시간은 20분 내지 60분사이에서 설정하고, 조정조에서 슬러지를 각각의 반응조로 이송하는 시간과, 각각의 반응조에서 용해조로 슬러지를 이송하는 시간 및 반응시간을 포함하여 60분내지 120분사이에서 설정할 수 있다.

즉, 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 병렬로 연결된 반응조 4 대를 각각 30분 단위로 나누어 연속적이면서 순차적으로 가열할 수 있으므로 열병합발전 장치로부터 나오는 폐열을 연속적으로 사용할 수 있도록 구성하므로 폐열의 낭비를 최소화할 수 있다.

반응조의 크기를 줄일 수 있으므로 반응조 내부의 온도 및 압력 조건을 용이하게 맞출 수 있어 유기물 슬러지의 반응효율을 높일 수 있고, 높은 반응효율에 의하여 소화된 슬러지를 탈수할 경우에 탈수케익 량을 최소화할 수 있는 유리한 효과가 있다.

도 1에 기초하여 실시 예3에 따른 유기물 열가수분해 시스템 운전로직의 전체적인 흐름을 살펴본다.

도 1의 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지공급펌프(1-6)를 동작시켜 호파의 하단에 설치된 호파 로드셀(7-1)을 이용하여 주입되는 슬러지의 무게를 연속적으로 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 이송 배관을 통해서 호파로 이송하고 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계를 구비한다.

호파 하부에 설치된 호파 로드셀(7-1)을 이용하여 호파로 주입된 슬러지 량을 측정하여 PLC에 설정된 량만큼 호파로 이송한다. 호파에 주입 저장되는 슬러지 량은 본 발명의 핵심 구성인 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 4 대가 병렬로 설치되는 반응조에서 1회 처리하는 슬러지 량을 합한 것의 5배 내지 10배사이에서 설정량을 정하는 것이 바람직하다.

다음은 호파에 저장된 슬러지를 연결된 이송배관을 통해서 조정조(10)로 이송하기 위하여 배관 일측에 설치된 호파밸브(6-1)를 열고, 호파펌프(1-1)와 조정조 로드셀(7-2)를 이용하여 슬러지를 설정된 무게 량만큼 조정조로 이송하고 호파펌프의 동작을 정지하는 단계를 포함한다.

상기 설정된 량은 조정조로 주입되는 슬러지 무게를 측정하는 조정조 로드셀(7-2)을 이용하여 결정하며, 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 4 대가 병렬로 설치되는 반응조에서 1회 처리되는 슬러지 량의 합과 동일내지 유사한 량으로 설정 값을 정하는 것이 바람직하다.

그러하지 않은 경우에는 조정조 펌프(1-2)를 이용하여 조정조의 슬러지를 연결된 배관을 통해서 조정조와 용해조사이에 4 대가 병렬로 설치되는 반응조(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)로 이송하기 위하여 각각의 배관 일측에 설치된 조정조 밸브(5-1-1, 5-1-2, 5-1-3, 5-1-4)를 열고 닫으면서 조정조 펌프(1-2)를 가동하여 슬러지를 설정된 량만큼 각각의 반응조(11)로 이송하고, 조정조 펌프의 동작을 정지하고 조정조 밸브(5-1-1, 5-1-2, 5-1-3, 5-1-4)를 닫는 단계를 구비할 수 있다.

설정된 시간이 경과하여 열가수분해가 종료되면, 4대의 반응조 내부의 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조로 이송하기 전에 각각의 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브(5-3-1, 5-3-2, 5-3-3, 5-3-4) 중에서 해당하는 밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조 가열을 위하여 이송하여 조정조에 저장된 슬러지를 예열하는 단계를 수행하는 운전로직을 포함한다.

이와 동시에 4대의 반응조에서 유기물 열가수분해 반응이 종료된 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 펌프(1-3)를 가동하여 설정된 무게로 용해조 혹은 순간이송조를 비우는 단계의 운전로직을 포함한다.

다음은 반응조 감압밸브(5-3-1, 5-3-2, 5-3-3, 5-3-4) 중에서 해당하는 밸브를 닫고, 반응조 밸브(5-2-1, 5-2-2, 5-2-3, 5-2-4) 중에서 해당하는 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조로 설정된 시간동안 이송하고, 반응조 밸브(5-2-1, 5-2-2, 5-2-3, 5-2-4) 중에서 해당하는 밸브를 닫는 단계를 거친다.

상기 슬러지를 용해조(12)로 이송하기 위하여 설정된 무게는 각각의 반응조(11-1, 11-2, 11-3, 11-4) 내부의 슬러지 무게를 각각의 반응조 하부에 설치된 각각의 반응조 로드셀(7-3-1, 7-3-2, 7-3-3, 7-3-4)을 이용하여 연속적으로 무게를 측정하여 무게가 감소하여 설정된 무게에 도달하면 반응조 밸브(5-2-1, 5-2-2, 5-2-3, 5-2-4) 중에서 해당하는 밸브가 자동으로 닫히도록 구성할 수 있다.

다음은 조정조(10)의 슬러지를 각각의 반응조(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)로 이송하기 위하여 조정조 밸브(5-1-1, 5-1-2, 5-1-3, 5-1-4)를 열고, 조정조 펌프(1-2)와 조정조 로드셀(7-2)을 서로 연동시켜 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프(1-2)의 가동을 중단하고 조정조 밸브(5-1-1, 5-1-2, 5-1-3, 5-1-4)를 닫는 단계를 거친다.

앞서 기술된 기술적 구성으로부터 실시 예2에 따른 운전로직을 요약하면, 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에 있어서, a) 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지 공급펌프을 동작시켜 슬러지 탈수설비로부터 주입되는 슬러지의 무게를 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 호파로 이송하고, 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계와, b) 호파펌프를 이용하여 설정된 량만큼 슬러지를 호파에서 조정조로 이송하는 단계와, c) 보일러를 가동하여 반응조를 설정된 온도로 가열 유지하고, 반응조 내부의 압력을 설정된 값을 유지하여 반응조의 슬러지를 열가수분해하는 단계와, d) 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조 가열을 위하여 이송하여 조정조의 슬러지를 예열하고, 이와 동시에 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 혹은 순간이송조 펌프를 가동하여 용해조 혹은 순간이송조를 비우는 단계와, e) 반응조 감압밸브를 닫고, 반응조 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조로 이송하고, 반응조 밸브를 닫는 단계와, f) 조정조의 슬러지를 반응조로 이송하기 위하여 조정조 밸브를 열고, 조정조 펌프를 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프의 가동을 중단하고 조정조 밸브를 닫는 단계로 이루어지며, 상기 단계(a) 내지 (f)를 반복 운전하도록 구성하되, 4대의 반응조를 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 병렬로 설치하여 열병합발전 장치에 의하여 연속적으로 발생하는 스팀을 냉각되지 않은 상태로 순차적으로 설정된 온도로 가온 유지하여 효율적으로 운전할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 구현하는데 있다.

또 다른 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에 있어서, (a) 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지 공급펌프를 동작시켜 탈수설비로부터 주입되는 슬러지의 무게를 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 호파로 이송하고 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계와, (b) 보일러를 가동하여 반응조의 온도를 설정된 온도를 가열 유지하고, 반응조 내부의 압력을 설정된 값을 유지하여 슬러지 열가수분해를 수행하는 단계와, (c) 상기 보일러 가동 시 호파펌프를 이용하여 설정된 량만큼 슬러지를 호파에서 조정조로 이송하는 단계와, (d) 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조 가열을 위하여 이송하여 조정조에 저장된 슬러지를 예열하고, 이와 동시에 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 펌프를 가동하여 용해조를 비우는 단계와. (e) 반응조 감압밸브를 닫고, 반응조 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조로 이송하고, 반응조 밸브를 닫는 단계와, (f) 조정조의 슬러지를 반응조로 이송하기 위하여 조정조 밸브를 열고, 조정조 펌프를 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프의 가동을 중단하고 조정조 밸브를 닫는 단계로 유기물 열가수분해 시스템을 상기 단계(a)내지 (f)를 반복 운전하도록 구성하되, 4대의 반응조를 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 병렬로 설치하여 열병합발전 장치에 의하여 연속적으로 발생하는 스팀을 냉각되지 않은 상태로 순차적으로 설정된 온도로 가온 유지하여 효율적으로 운전할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 구현하는데 있다.

또 다른 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에 있어서, (a) 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지 공급펌프를 동작시켜 탈수설비로부터 주입되는 슬러지의 무게를 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 호파로 이송하고 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계와, (b) 호파펌프를 이용하여 설정된 량만큼 슬러지를 호파에서 조정조로 이송하는 단계와, (c) 보일러를 가동하여 반응조의 온도를 설정된 온도를 가열 유지하고, 반응조 내부의 압력을 설정된 값을 유지하여 슬러지 열가수분해를 수행하는 단계와, (d) 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조를 가열하기 위하여 이송하여 조정조에 저장된 슬러지를 예열하고 반응조 감압밸브를 닫는 단계와, (e) 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 혹은 순간이송조 펌프를 가동하여 용해조 혹은 순간이송조를 비우는 단계와, (f) 반응조 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조로 이송하고, 반응조 밸브를 닫는 단계와, (g) 조정조의 슬러지를 반응조로 이송하기 위하여 조정조 밸브를 열고, 조정조 펌프를 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프의 가동을 중단하고 조정조 밸브를 닫는 단계로 유기물 열가수분해 시스템을 상기 단계(a)내지 (g)를 반복 운전하도록 구성하되, 4대의 반응조를 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 병렬로 설치하여 열병합발전 장치에 의하여 연속적으로 발생하는 스팀을 냉각되지 않은 상태로 순차적으로 설정된 온도로 가온유지하여 효율적으로 운전할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 구현하는데 있다.

도 5에서, 반응조4(reactor4)에 스팀 공급이 종료되면, 다시 반응조1(reactor1)로 순환시켜 스팀을 순차적이면서 연속적으로 공급되도록 구성되어 있다.

앞서 기술한 실시 예1 및 2에서 반응조에서 용해조로 슬러지를 이송하는 수단은 스팀을 조정조 예열을 위하여 사용한 후 남은 반응조 내부의 잔압을 이용하거나 별도의 이송펌프를 사용하여 슬러지를 반응조에서 용해조 혹은 순간이송조로 이송시키도록 구성할 수 있다.

앞서 기술한 실시 예1 및 실시 예2의 운전로직에서, 도 1에 도시된 주변의 밸브와 펌프들의 동작시점에 대하여 구체적으로 살펴본다.

도 1을 바탕으로, 앞서 기술한 설명에서와 같이 열병합발전의 폐열을 이용하여 보일러를 가열하고, 가열에 의하여 발생한 스팀을 이용하여 병렬로 설치된 다수의 반응조를 순차적으로 가열 가온하도록 구성하는 것이 바람직하나, 별도의 가스, 전기 또는 다른 가열 수단으로 보일러를 가열하여 스팀을 연속적으로 발생하고 발생한 스팀을 병렬로 설치된 다수의 반응조에 순차적으로 공급 가열하는 구성 또는 병렬로 설치된 다수의 반응조를 순차적으로 직접 가열 가온하는 구성으로 본 발명을 이룰 수 있으며, 이들 모두 본 발명의 보호범위에 속한다.

도 1의 조정조 상부에 설치된 배기밸브(5-5)는 슬러지 공급펌프(1-6)의 가동을 멈춘 후 열리고, 호파펌프(1-1)의 가동이 멈춘 후 닫히도록 구성되어 있다.

도 1의 용해조에 설치된 슬러지 교반기(8-2)는 도 1의 슬러지 처리시스템의 동작이 시작됨과 동시에 동작하여, 열교환기 순환펌프(5-9)의 동작을 멈춘 후 설정된 시간동안 동작 후에 멈추도록 구성되어 있다.

도 1에서, 용해조 상부에 설치된 배기밸브(5-7)는 실시 예1내지 3에서 보일러 (14)의 가동을 멈춘 후 열리고, 각각의 반응조 밸브가 닫힌 후 설정된 시간 후에 닫히도록 구성되어 있다.

도 1에서, 조정조 내부에 설치된 교반기(8-1)는 조정조 배기밸브(5-5)가 닫힌 후 설정된 시간이 경과한 후에 동작을 시작하고, 용해조 배기밸브(5-7)가 닫힌 후 설정된 시간이 경과한 후에 동작을 멈추도록 구성되어 있다.

도 1에서 반응조 상부에 설치된 배기밸브(5-6)는 용해조 혹은 순간이송조 교반기(8-1)의 동작을 멈춘 후 설정된 시간이 경과 후에 열리고, 각각의 조정조 밸브는 해당하는 반응조 배기밸브가 열린 후 설정된 시간이 경과 후에 열리며, 각각의 조정조 밸브는 해당하는 반응조 배기밸브가 열린 후 설정된 시간이 경과 후에 열리고, 조정조 펌프(1-2)는 각각의 조정조 밸브가 열린 후 설정된 시간이 경과 후에 동작하도록 구성되어 있다.

상기 조정조 펌프(1-2)의 가동이 멈추고, 설정된 시간이 경과 후에 해당하는 조정조 밸브가 닫히며, 해당하는 조정조 밸브가 닫힌 후 설정된 시간이 경화한 후에 해당하는 반응조 배기밸브가 닫히도록 구성되어 있다.

상기 설정된 시간은 슬러지의 종류, 반응조의 온도 및 압력, 반응기의 용량 등에 따라 다르게 설정되며, 수초내지 수십 분사이에서 정하여지나, 이를 벗어날 수도 있다.

고온 고압으로 운전되는 슬러지 열가수분해 반응조와, 이보다는 다소 낮은 온도로 운전되는 용해조 혹은 순간이송조와 조정조 등에는 압력 센서와 온도센서를 설치하여 스팀 공급밸브 및/또는 보일러 등과 연동시켜 설정된 온도와 압력에서 동작하도록 구성할 수 있다.

각각의 조와 배관 일측에는 PLC 또는 마이컴에 의하여 자동으로 제어하기 위하여 필요한 각종 센서, 밸브, 펌프 등을 고정 설치하여 서로 연동할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 각각의 반응조에서 발생하는 냄새를 제거하기 위한 탈취시설배과, 조정조의 에어공급배관, 열교환기에 냉각수 공급 및 보일러 수 공급배관 등을 필요에 의하여 더 부가하여 설치할 수 있다.

구체적인 실시 예로 조정조와 용해조사이에 병렬로 설치되는 반응조의 수를 3~4대로 설명을 하였으나, 설명 내용을 바탕으로 반응조의 수가 2대 또는 5대 이상에서도 용이하게 적용할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 보호범위에 속한다.

본 발명은 열병합발전에서 연속적으로 발생되는 폐열을 효율적으로 이용하여 유기물 열가수분해를 효율적으로 수행하기 위하여 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 설치되는 반응조 수를 적어도 2대 이상 병렬로 연결하여 PLC 또는 마이컴에 저장된 운전로직 제어프로그램에 따라 제어하여 소화효율을 높이고, 소화 후 탈수 시 탈수케익을 최소화하며, 반응조에서 나오는 폐열을 조정조 예열에 사용하도록 구성하여 운전 에너지를 절약할 수 있는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직을 제공하여 효율적인 소화를 이루고 운전 에너지를 절약하며, 슬러지 처리시간을 크게 단축시킬 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.

Claims

유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에 있어서,
a) 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지 공급펌프를 동작시켜 슬러지 탈수설비로부터 주입되는 슬러지의 무게를 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 호파로 이송하고, 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계;
b) 호파펌프를 이용하여 설정된 량만큼 슬러지를 호파에서 조정조로 이송하는 단계;
c) 연속적으로 발생하는 스팀을 이용하여 적어도 2개 이상의 반응조를 설정된 온도로 가열 유지하고, 각각의 반응조 내부의 압력을 설정된 값을 유지하여 슬러지를 열가수분해를 수행하는 단계;
d) 각각의 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 각각의 반응조 감압밸브를 열어서 각각의 반응조 내부의 스팀을 조정조로 이송하여 조정조의 슬러지를 예열하고, 이와 동시에 각각의 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 혹은 순간이송조 펌프를 가동하여 용해조 혹은 순간이송조를 비우는 단계;
e) 각각의 반응조 감압밸브를 닫고, 각각의 반응조 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조로 이송하고, 각각의 반응조 밸브를 닫는 단계; 및
f) 조정조의 슬러지를 각각의 반응조로 이송하기 위하여 조정조 밸브를 열고, 조정조 펌프를 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프의 가동을 중단하고 조정조 밸브를 닫는 단계로 유기물 열가수분해 시스템을 상기 단계(a)내지 (f)를 반복 운전하도록 구성하되,
적어도 2개 이상의 반응조를 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 병렬로 설치하여 연속적으로 발생하는 스팀을 이용하여 순차적이면서 연속적으로 가온 유지하도록 구성된 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에 있어서,
(a) 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지 공급펌프를 동작시켜 탈수설비로부터 주입되는 슬러지의 무게를 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 호파로 이송하고 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계;
(b) 보일러를 가동하여 반응조의 온도를 설정된 온도를 가열 유지하고, 반응조 내부의 압력을 설정된 값을 유지하여 슬러지 열가수분해를 수행하는 단계;
(c) 상기 보일러 가동 시 호파펌프를 이용하여 설정된 량만큼 슬러지를 호파에서 조정조로 이송하는 단계;
(d) 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조 가열을 위하여 이송하여 조정조에 저장된 슬러지를 예열하고, 이와 동시에 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 혹은 순간이송조 펌프를 가동하여 용해조 혹은 순간이송조를 비우는 단계;
(e) 반응조 감압밸브를 닫고, 반응조 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조로 이송하고, 반응조 밸브를 닫는 단계; 및
(f) 조정조의 슬러지를 반응조로 이송하기 위하여 조정조 밸브를 열고, 조정조 펌프를 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프의 가동을 중단하고 조정조 밸브를 닫는 단계로 유기물 열가수분해 시스템을 상기 단계(a)내지 (f)를 반복 운전하도록 구성하되,
적어도 2개 이상의 반응조를 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 병렬로 설치하여 연속적으로 발생하는 스팀을 이용하여 순차적이면서 연속적으로 가온 유지하도록 구성된 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에 있어서,
(a) 유기물 열가수분해 시스템에서 슬러지 공급펌프를 동작시켜 탈수설비로부터 주입되는 슬러지의 무게를 측정하면서 설정된 량만큼 슬러지를 호파로 이송하고 슬러지공급펌프의 동작을 정지하는 단계;
(b) 호파펌프를 이용하여 설정된 량만큼 슬러지를 호파에서 조정조로 이송하는 단계;
(c) 보일러를 가동하여 반응조의 온도를 설정된 온도를 가열 유지하고, 반응조 내부의 압력을 설정된 값을 유지하여 슬러지 열가수분해를 수행하는 단계;
(d) 반응조 상부에 존재하는 고온의 폐에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 반응조 감압밸브를 열어서 반응조 내부의 스팀을 조정조를 가열하기 위하여 이송하여 조정조에 저장된 슬러지를 예열하고 반응조 감압밸브를 닫는 단계;
(e) 반응조에서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 수용하기 위하여 용해조 혹은 순간이송조 펌프를 가동하여 용해조 혹은 순간이송조를 비우는 단계;
(f) 반응조 밸브를 열어서 열가수분해 반응을 종료한 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조로 이송하고, 반응조 밸브를 닫는 단계; 및
(g) 조정조의 슬러지를 반응조로 이송하기 위하여 조정조 밸브를 열고, 조정조 펌프(1-2)를 가동하여 설정된 량만큼 슬러지를 이송하고, 조정조 펌프의 가동을 중단하고 조정조 밸브를 닫는 단계로 유기물 열가수분해 시스템을 상기 단계(a)내지 (g)를 반복 운전하도록 구성하되,
적어도 2개 이상의 반응조를 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 병렬로 설치하여 연속적으로 발생하는 스팀을 이용하여 순차적이면서 연속적으로 가온 유지하도록 구성된 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
유기물 열가수분해 시스템에서 유기물 열가수분해를 위하여 반응조를 설정된 온도로 가열하여 유지하기 위하여 열병합발전 장치의 폐열을 이용하여 보일러를 가열하여 스팀을 발생시키고,
발생한 스팀을 이용하여 반응조를 가열하도록 구성함을 특징으로 하는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
유기물 열가수분해 시스템에서 조정조와 용해조 혹은 순간이송조사이에 병렬로 설치되는 반응조의 수가 2 대 내지 6 대사이에서 구성됨을 특징으로 하는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 5에 있어서,
유기물 열가수분해 시스템의 운전로직에는 조정조와 용해조사이에 병렬로 연결되는 반응조의 수가 2~6대인 경우에 각각의 반응조를 가온하는 시간은 20분 내지 60분사이에서 설정하고, 조정조에서 각각의 반응조로 슬러지를 이송하는 시간, 각각의 반응조에서 용해조로 슬러지를 이송하는 시간 및 반응시간을 포함하여 60분내지 120분사이에서 설정함을 특징으로 하는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
조정조와 각각의 반응조사이에는 슬러지 이송을 위한 배관이 각각 설치되고, 각각 설치된 배관 일측에는 슬러지 이송을 차단 또는 이송할 수 있도록 밸브가 설치되며, 각각의 반응조와 용해조 혹은 순간이송조사이에는 슬러지 이송을 위한 배관이 각각 설치되고, 각각 설치된 배관 일측에는 슬러지 이송을 차단 또는 이송할 수 있도록 밸브가 설치됨을 특징으로 하는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반응조에서 열가수분해를 종료한 슬러지를 용해조 혹은 순간이송조로 이송하는 수단은 반응조의 잔압으로 이송하거나 별도의 이송펌프로 구성됨을 특징으로 하는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조정조에서 반응조에 주입되는 슬러지는 반응조 용적의 25%내지 60%사이에서 설정 량으로 주입함을 특징으로 하는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
반응조의 조건은 고분자 유기물을 저분자 유기물로 변환하기 위하여 열가수분해하여 소화효율을 향상시키기 위하여 온도를 150℃ 내지 200℃사이에서 설정 값을 정하여 유지하고, 압력은 6bar내지 12bar 사이에서 설정된 값으로 제어함을 특징으로 하는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 호파, 조정조, 반응조, 용해조 혹은 순간이송조 하부에는 슬러지 주입량을 측정할 수 있는 로드셀을 설치하고, 메모리에 설정된 무게만큼 주입할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조정조 상부에 설치된 배기밸브(5-5)는 슬러지 공급펌프(1-6)의 가동을 멈춘 후 열리고, 호파펌프(1-1)의 가동이 멈춘 후 닫히도록 구성된 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용해조 혹은 순간이송조에 설치된 슬러지 교반기(8-2)는 슬러지 처리시스템의 동작시작과 동시에 가동하고, 열교환기 순환펌프(5-9)의 동작을 멈춘 후 설정된 시간 동안 동작을 한 후 멈추도록 구성된 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용해조 혹은 순간이송조 상부에 설치된 배기밸브(5-7)는 보일러(14)의 가동을 멈춘 후 열리고, 해당 반응조 밸브가 닫힌 후 설정된 시간 동안 동작한 후에 닫히도록 구성된 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조정조 내부에 설치된 교반기(8-1)는 조정조 배기밸브(5-5)가 닫힌 후 설정된 시간이 경과한 후에 동작을 시작하고, 용해조 혹은 순간이송조 배기밸브(5-7)가 닫힌 후 설정된 시간동안 동작한 후에 동작을 멈추도록 구성된 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 반응조 상부에 설치된 배기밸브는 용해조 혹은 순간이송조 교반기(8-1)의 동작을 멈춘 후 설정된 시간이 경과한 후에 열리고, 조정조 밸브는 각각의 반응조 배기밸브가 열린 후 설정된 시간이 경과한 후에 열리며, 조정조 밸브는 각각의 반응조 배기밸브가 열린 후 설정된 시간이 경과한 후에 열리고, 조정조 펌프(1-2)는 조정조 밸브가 열린 후 설정된 시간이 경과한 후에 동작하도록 구성되며,
상기 조정조 펌프(1-2)의 가동이 멈추고, 설정된 시간이 경과 후에 조정조 밸브가 닫히며, 조정조 밸브가 닫히고, 설정된 시간이 경화한 후에 각각의 반응조 배기밸브가 닫히도록 구성된 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.
청구항 5에 있어서,
적어도 2대 이상의 반응조를 가온하기 위하여 보일러로부터 스팀을 공급하기 위한 배관이 보일러와 반응조사이에 각각 설치되고, 각각 설치된 배관 일측에는 스팀공급 밸브가 각각 설치됨을 특징으로 하는 유기물 열가수분해 시스템의 운전로직.