KR101277078B1

KR101277078B1 - 환경오염물질 배출량을 저감하는 하수슬러지 소각용 유동상 소각로 및 이를 적용한 소각 시스템

Info

Publication number: KR101277078B1
Application number: KR1020130035111A
Authority: KR
Inventors: 나용주; 오민우; 오은진; 서정학; 이강찬
Original assignee: 동원이앤텍 주식회사
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2013-06-20

Abstract

본 발명은 유동상 소각로 내에 위치하는 유동사의 하부로부터 2/3 내지 4/5의 높이의 위치로 하수슬러지를 상기 유동상 소각로 내부로 투입하는 제1 하수슬러지 투입부, 상기 제1 하수슬러지 투입부의 상부에 위치하고, 상기 유동상 소각로 일측에 위치하는 1차 공기주입부, 상기 유동상 소각로에 투입되는 하수슬러지를 유동화하기 위한 유동사를 투입하기 위한 유동사 투입부, 상기 유동상 소각로에 투입되는 하수슬러지에서 발생하는 아산화질소의 분해를 돕는 촉매를 공급하기 위한 촉매 투입부, 상기 유동상 소각로에 투입된 유동사에 열을 공급하고, 상기 유동상 소각로로 인입되는 공기를 예열/가열하기 위한 열 공급장치, 상기 유동상 소각로에서 배출되는 배기가스를 배기하기 위한 배기가스 배출부, 및 상기 배기가스 중의 집진된 분진을 상기 유동상 소각로로 재순환시키기 위하여 상기 분진을 재투입하는 분진 투입부를 구비하는 환경오염물질의 배출을 저감하는 하수슬러지 소각 장치 및 이를 적용한 소각 시스템을 제공함으로써, 경제적이면서도 효율적으로 아산화질소, 황 및 분진의 대기 배출량을 최소화할 수 있다.

Description

환경오염물질 배출량을 저감하는 하수슬러지 소각용 유동상 소각로 및 이를 적용한 소각 시스템{A FLUIDIZED INCINERATOR INCINERATING SEWAGE SLUDGE FOR REDUCING DISCHARGE OF THE ENVIORNMENTAL CONTAMINANTS AND AN INCINERATING SYSTEM USING THEREOF}

본 발명은 환경오염물질 배출량을 저감하는 하수슬러지 소각용 유동상 소각로 및 이를 적용한 소각 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수슬러지를 소각 처리할 때 발생하는 질소산화물(NOx), 아산화질소(N₂O) 및 미연분을 경제적이면서 효율적으로 최소한으로 저감할 수 있는 환경오염물질 배출량을 저감하는 하수슬러지 소각용 유동상 소각로 및 이를 적용한 소각 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 하수슬러지의 처리방법으로는 대부분 해양투기 되었으나, 최근 해양환경관리법이 변경되면서 해양투기는 금지되었다. 이에 따라, 재활용과 소각 처리방법이 증가하고 있다.

보통 하수슬러지는 통상적으로 80% 이상의 고함수 폐기물로서, 그대로 또는 건조기를 통해 수분을 제거하여 함수율을 낮춘 후 연소로를 이용하여 소각하여 소각시 발생된 열을 이용하여 난방수를 생산하거나 터빈을 구동하여 재생에너지로서 에너지화하고 있다.

이때, 하수슬러지를 연소하는 연소기로는 통상적으로 유동상 소각로를 사용한다.

유동상 소각로는, 국내공개특허번호 2012-189938호에 개시된 바와 같이, 원통형으로 형성된 본체의 내측 하부에 다공판이나 노즐판 등의 가스분산판을 설치한 노(furnace)를 설치하고, 그 내부에 내열성 분립체를 충전한 후 하부에서 가스 혹은 열풍을 주입하게 되면, 상기 내열성 분립체는 열풍에 의해 유동하면서 가열되고, 상기 내열성 분립체의 상측에서 하수슬러지를 투입하면, 고온으로 가열된 내열성 분립체에 의해 하수슬러지가 소각되는 구조이다.

여기서, 상기 내열성 분립체로는 모래를 주로 사용하고, 상기 내열성 분립체로 사용되는 모래를 유동사라 하며, 상기 유동사를 담아 열풍으로 가열시키는 노(furnace)를 유동사 가열부라 한다.

그러나, 종래의 유동상 소각로를 사용하여 하수슬러지를 연소하여 처리하는 경우에는 부산물로서 배기가스로 질소를 함유하는 질소산화물(NOx), 아산화질소(N₂O) 및 미연분이 발생하게 된다.

특히, 아산화질소(N₂O)는 온실가스의 주요 물질로서 온난화지수가 이산화탄소의 310배에 달하므로 세계환경기구등에서도 규제치 이하로 배출을 규제하고 있으며, 질소산화물은 대기오염 물질로서 인체에 유해한 가스로서 가스발생을 규제하고 있다.

그러나, 종래의 유동상 소각로를 사용하여 하수슬러지를 처리하는 경우에는, 하수슬러지가 유동사의 상부에서 투입되기 때문에 유동사 접촉하는 하수슬러지 체류시간이 충분하지 않아 불완전 연소가 일어나 질소산화물(NOx), 아산화질소(N₂O),및 미연분 함유 가스의 발생을 줄일 수 없다.

또한, 하수슬러지는 함수율이 매우 높기 때문에 건조과정없이 그대로 투입되는 경우에는 열풍에 의해 고온으로 가열되어 있는 유동사 가열부에 비해 상대적으로 크게 낮은 온도의 하수슬러지를 상기 유동사 가열부에 분사하게 되면, 유동사 가열부의 온도는 일시적으로 낮아지게 되며, 상기와 같은 유동사 가열부의 일시적인 온도 저하가 연속하여 이루어지게 되어 불완전연소를 유발하여 기존에 비하여 오염물질의 발생을 기존에 비해 오히려 증가시킬 수 있다.

따라서, 하수슬러지의 완전연소를 위하여 연소환경을 개선함으로서 오염물질의 발생을 줄이고자 하는 노력이 있다.

1. 국내특허공개번호 10-2012-139923호 2. 국내특허공개번호 10-2012-189383호

따라서, 본 발명은 완전연소를 유도하여 하수 슬러지를 소각하여 처리할 때 발생하는 연소가스 중에 포함되는 질소산화물, 아산화질소 및 미연분의 발생을 최소화하고, 발생량을 환경 규제치 이하로 하기 위한 환경오염물질 배출을 저감하는 하수 슬러지 소각용 유동상 소각로 및 이를 적용한 소각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 배기가스 중 아산화질소의 양을 저감하기 위하여 유동매체로 유동사와 촉매를 혼입함으로서 투입되는 촉매의 사용량을 절감하여, 경제적으로 하수슬러지 처리 비용을 줄일 수 있는 환경오염물질 발생을 저감할 수 있는 하수슬러지 소각용 유동상 소각로 및 이를 적용한 소각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

유동상 소각로 내에 위치하는 유동사의 하부로부터 2/3 내지 4/5의 높이의 위치로 하수슬러지를 상기 유동상 소각로 내부로 투입하는 제1 하수슬러지 투입부;

상기 제1 하수슬러지 투입부의 상부에 위치하고, 상기 유동상 소각로 일측에 위치하는 1차 공기주입부, 상기 유동상 소각로에 투입되는 하수슬러지를 유동화하기 위한 유동사를 투입하기 위한 유동사 투입부, 상기 유동상 소각로에 투입되는 하수슬러지에서 발생하는 아산화질소의 분해를 돕는 촉매를 공급하기 위한 촉매 투입부, 상기 유동상 소각로에 투입된 유동사에 열을 공급하고, 상기 유동상 소각로로 인입되는 공기를 예열/가열하기 위한 열 공급장치, 상기 유동상 소각로에서 배출되는 배기가스를 배기하기 위한 배기가스 배출부, 및 상기 배기가스 중의 집진된 분진을 상기 유동상 소각로로 재순환시키기 위하여 상기 분진을 재투입하는 분진 투입부를 구비하는 환경오염물질의 배출을 저감하는 하수슬러지 소각용 유동상 소각로를 제공한다.

또한, 본 발명의 유동상 소각로는 상기 유동상 소각로 내의 유동사의 최상부보다 높은 위치에서 하수슬러지를 투입하기 위한 제2 하수슬러지 투입부를 추가로 구비한다.

또한, 상기 유동상 소각로 상부에 위치하며, 평면과는 일정 각도를 유지하도록 설치되어, 위에서 아래로 공기가 주입되는 방식을 채택하여 난류 발생이 용이하게 하기 위한 2차 공기를 인입하는 2차 공기 주입부를 추가로 구비한다.

또한, 상기 유동상 소각로는 상부에 질소산화물(NOx)을 제거하기 위하여 선택적 무촉매 환원부를 추가로 구비한다.

또한, 상기 유동상 소각로는 상기 유동상 소각로에서 배출되는 애쉬 성분 중 촉매를 분리하여 상기 촉매 공급부에 공급하기 위한 촉매분리회수장치와 연결되어 있다.

또한, 본 발명은,

상기의 유동상 소각로, 상기 유동상 소각로의 배기가스 배출부와 연결되어 있고, 배출되는 연소가스 중의 분진을 제거하는 원심력 집진부, 상기 원심력 집진부에서 집진된 분진을 상기 유동상 소각로로 재순환시키는 루프실(loopseal), 상기 유동상 소각로에서 배출된 배기가스 중의 열에너지를 회수하는 폐열회수부, 상기 폐열 회수부에서 배출된 배기가스 중의 오염물질을 제거하는 건식 반응탑, 상기 건식반응탑에서 배출되는 배기가스 중의 분진을 제거하는 여과집진시설, 및 배기가스 중의 오염물질을 최종적으로 제거하여 대기 중으로 배출시키는 세정집진시설을 구비하는 환경오염물질의 배출을 저감하는 하수슬러지 소각 시스템을 제공한다.

따라서, 본 발명은 하수슬러지를 유동사 중간에 투입함으로써 접촉 잔류 시간을 늘려 연소 시간을 늘릴 수 있고, 휘발성 성분이 상부로 휘발되어 불연소되는 것을 방지함으로써 하수 슬러지의 완전 연소를 도모하여 환경오염 물질을 배출을 저감할 수 있다.

특히, 질소산화물의 배출을 최소화하기 위해, 유동로의 온도를 적절하게 유지하여 완전연소를 유도함으로써 NOx의 생성을 억제할 수 있다.

또한, 온난화물질인 아산화질소를 저감하기 위해 유동매체로 촉매를 사용하여 발생량을 절감시켰고, 경제성을 향상시키기 위해 촉매분리회수장치를 설치하여 회수된 촉매는 재사용할 수 있으므로 경제적으로 효율적으로 아산화질소의 배출량을 감소시킬 수 있다.

또한, 하수슬러지 연소성을 향상시킴으로 인하여 미연분에 의한 분진의 대기배출을 최소화하였다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 환경오염물질 배출량을 저감하는 하수 슬러지 소각을 위한 유동상 소각로의 개략도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에서 A부분의 부분 확대도로서, 제1 하수 슬러지 투입부와 1차 공기 주입부를 확대한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 유동상 소각로를 적용한 일예를 나타내는 환경오염물질 배출량을 저감하는 하수 슬러지 소각 시스템의 개략도이다.

이하, 본 발명을 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 환경오염물질 배출량을 저감하는 하수 슬러지 소각을 위한 유동상 소각로의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 하수 슬러지 소각용 유동상 소각로(100)는 유동상 소각로(100) 내에 위치하는 유동사의 하부로부터 2/3 내지 4/5의 높이의 위치로 하수슬러지를 상기 유동상 소각로(100) 내부로 투입하는 제1 하수슬러지 투입부(110a), 상기 제1 하수슬러지 투입부(110a)의 상부에 위치하고, 상기 유동상 소각로(100) 일측에 위치하는 1차 공기주입부(120), 상기 유동상 소각로(100)에 투입되는 하수슬러지를 유동화하기 위한 유동사를 투입하기 위한 유동사 투입부(130a), 상기 유동상 소각로에 투입되는 하수슬러지에서 발생하는 아산화질소의 분해를 돕는 촉매를 공급하기 위한 촉매 투입부(140a), 상기 유동상 소각로(100)에 투입된 유동사에 열을 공급하고, 상기 유동상 소각로(100)로 인입되는 공기를 예열/가열하기 위한 열 공급장치(150), 상기 유동상 소각로에서 배출되는 배기가스를 배기하기 위한 배기가스 배출부(170a) 및 상기 배기가스 중의 집진된 분진을 상기 유동상 소각로로 재순환시키기 위하여 상기 분진을 재투입하는 분진 투입부(180a)를 구비한다.

본 발명은 하수슬러지 처리시 발생하는 환경오염물질 중 질소산화물(NOx), 아산화질소(N₂O) 및 미분진의 발생을 최대한 저감시켜 환경오염물질을 대기로 방출하지 않도록 하는 하수슬러지 소각용 유동상 소각로에 관한 것이다.

구체적으로, 도 1을 참조하여 본 발명을 설명하면, 본 발명의 유동상 소각로(100)에는 유동사 공급부(130)와 연결되어 있는 유동사 투입부(130a)로부터 유동사가 공급된다. 유동사는 유동상 소각로(100)내에서 유동상 소각로(100)의 하부로부터 대략 800 내지 1,000 mm 높이로 위치한다.

이때, 열공급 장치(150)는 유동상 소각로(100)를 초기 가동시 승온하기 위하여 공기를 예열하고, 이어서, 유동상 소각로(100)로 투입된 후 상기 열공급장치(150)에 의하여 열을 공급받아, 하수슬러지 소각시 900 ℃ 이상의 고온을 유지하며 하수슬러지와 접촉하여 하수슬러지를 소각하여 연소시킨다.

그리고, 유동상 소각로(100) 내 소각이 안정적으로 이루어지면 열공급 장치(150)는 더 이상 사용하지 않고, 열공급 장치(150)에 의한 추가의 열 공급은 중단된다.

이때, 열공급장치(150)로는 통상적으로 버너 등을 사용한다.

한편, 하수슬러지는 하수슬러지 공급부(110)로부터 공급되어 유동상 소각로(100)에 위치하는 유동사 상부에서 투입되는 것이 일반적이나, 본 발명에서는 하수슬러지는 유동상 소각로(100)에 위치하는 유동사의 중간 부분에 투입된다.

이러한 이유는 기존과 같이, 유동사 상부로 하수슬러지를 투입하게 되면, 유동사와 하수슬러지가 접촉하여 열에 의하여 하수슬러지를 연소하여야 하나, 하수슬러지에는 휘발성 성분이 많아 충분히 유동사와 접촉하여 연소되기 전에 휘발성분이 상부로 상승하기 때문에 유동사와의 접촉 잔류 시간이 적어 완전 연소를 이루지 못할 가능성이 높으므로, 환경오염물질인 질소산화물(NOx), 미연분 등의 발생 가능성이 높아지기 때문에, 이를 방지하기 위하여 유동사와 하수슬러지와의 접촉 잔류 시간을 높임으로써 완전 연소를 유도하여 환경오염물질의 발생을 저감하기 위한 것이다.

또한, 추후 설명하는 하수슬러지의 연소, 분해를 도와 아산화질소(N₂O)의 발생을 줄이는 촉매와의 접촉 잔류 시간도 높일 수 있다.

이때, 하수슬러지는 하수슬러지 공급부(110)로부터 공급되어 유동상 소각로(100)의 일측에 위치하는 제1 하수슬러지 투입부(110a)를 통하여 유동상 소각로(100) 내부로 투입된다.

상기 제1 하수슬러지 투입부(110a)는 유동상 소각로에 위치하는 하부로부터의 유동사 높이의 대략 2/3 내지 4/5 정도에 위치한다.

이러한 이유는 하수슬러지를 너무 높은 위치에서 투입하게 되면 투입된 하수슬러지가의 성분중 휘발분의 함량이 높다는 것을 고려할 때 유동매체인 유동사와 접촉없이 휘발되어 유동매체와의 접촉이 이루어지지 않을 수 있고, 또한, 너무 낮은 위치에서 투입하게 되면, 유동사 및 이미 인입된 하수슬러지의 압력에 의하여 원활한 인입이 이루어 질 수 없다.

도 2a 내지 도 2c는 도 1의 "A"부분의 부분 확대도로서, 제1 하수 슬러지 투입부(110a)와 공기 주입부(120)를 부분 확대한 도면이다.

도 2a는 평면도이고, 도 2b는 측면도이고, 도 2c는 정면도이다.

도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 하수슬러지는 유동사가 위치하는 중간 부분에 제1 하수슬러지 투입부(110a)를 통하여 하수슬러지를 투입하기 때문에 유동사에 의한 저항이 발생하므로 하수슬러지를 투입하기 위하여는, 제1 하수슬러지 투입부(110a)에 의하여 강제 투입한다.

또한, 이와 함께, 하수슬러지의 투입이 용이하도록 제1 하수슬러지 투입부(110a)의 바로 상부에 고압의 공기를 주입하기 위한 1차 공기주입부(120)를 구비하고 있어, 하수슬러지 투입시 고압의 공기를 제1 하수슬러지 투입부(110a) 상부에서 유동상 소각로 내부로 주입하기 때문에 유동사 내부에는 난류가 생기게 되고, 이러한 난류에 의하여 유동사에 의한 하수슬러지 투입 저항이 작아짐과 동시에 하수슬러지와 유동사가 잘 혼합되도록 하며, 유동상 소각로 내부의 열이 제1 하수슬러지 투입부(110a)로 전달되는 것을 방지함으로써 제1 하수슬러지 투입부(110a)가 열변형이 되지 않도록 한다.

1차 공기주입부(120)는 제1 하수슬러지 투입부(110a) 바로 상부에 위치하며, 평면과는 일정 각도를 유지하도록 설치되어, 위에서 아래로 공기가 주입되는 방식을 채택함으로서 유동사의 난류 발생이 용이하게 된다.

이때, 1차 공기주입부(120)는 최소한 2개(120a, 120b) 이상 구비하며, 공기는 70 내지 80 m/s의 속도로 주입한다. 이러한 이유는 앞서 설명한 바와 같이, 충분히 유동사 내에 난류를 발생함과 동시에 하수슬러지를 용이하게 유동사에 투입할 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 상기 유동상 소각로(100)는 투입되는 하수슬러지가 펠릿 타입(pellet type)이면, 하수슬러지를 유동사 중간 부분에 투입하지 않고, 유동사 상부에 투입하여도 충분히 연소, 소각이 되므로 상기 유동상 소각로(100) 내의 유동사의 최상부보다 높은 위치에서 투입할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 하수슬러지가 펠렛 타입이면, 유동사 상부로 하수슬러지를 투입하기 위한 제2 하수슬러지 투입부(110b)를 추가로 구비하고 있다.

한편, 본 발명에서는 하수슬러지의 연소, 분해를 돕기 위하여, 촉매를 투입한다. 촉매는 촉매 공급부(140)에 의하여 공급되며, 촉매투입부(140a)에 의하여 유동상 소각로(100) 내로 투입된다.

촉매로는 하수슬러지의 연소에 의하여 발생하는 배기가스 중 아산화질소(N₂O)의 발생을 저감하기 위한 촉매로서, 제올라이트계 촉매를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서는 하수슬러지가 유동사 및 촉매에 의하여 연소되면 유동상 소각로(100) 상부로 배기가스와 분진이 상승하게 된다. 이와 같이 상승한 배기가스와 분진 역시 하부에서 공급되는 열에 의하여 계속적으로 열 분해되도록 가능하다면 오랜 시간 유동상 소각로 내에 잔류하도록 하기 위하여, 추가로 송풍장치를 구비하여 2차 공기를 주입하여 유동상 소각로 내의 유동상 소각로 상부에서도 난류가 발생하도록 하여 배기가스와 분진의 잔류 시간을 연장하도록 할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 유동상 소각로(100) 상부에 2차 공기 주입부(160)를 추가로 구비하고, 이때, 2차 공기 주입부(160)는 평면과는 일정 각도를 유지하도록 설치되어, 위에서 아래로 공기가 주입되는 방식을 채택하여 난류 발생이 용이하게 하기 위한 2차 공기를 인입한다. 2차 공기 주입 속도는 30 내지 60 m/s를 유지함으로써 배기가스의 난류를 촉진시킨다.

또한, 본 발명에서는 추가로 질소산화물(NOx)을 제거하기 위하여, 유동상 소각로(100) 상부에서 선택적 무촉매 환원법(SNCR; Selective Non-Catalyst Reduction)에 위하여 질소산화물을 제거하는 선택적 무촉매 환원부(190)를 유동상 소각로(100) 상부에 구비할 수 있다.

이에 따라서, 하수슬러지의 연소에 의하여 발생된 질소산화물은 다음과 같은 반응에 의하여 암모니아와 반응하여 질소와 물로 분해된다.

4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O

따라서, 본 발명에서는 연소환경을 개선시키고 유동상 소각로 내부의 온도를 컨트롤하여 900℃ 이내로 유지함으로서 질소산화물(NOx)의 생성을 제어한다.

한편, 본 발명에서는 유동상 소각로(100) 내에서 연소 반응이 완료되면, 애쉬(ash)와 함께 하부로 유동사, 촉매의 혼합물이 배출구(200a)를 통하여 배출된다.

이때, 사용된 촉매는 매우 고가이므로 재사용할 필요가 있어, 유동상 소각로(100) 하부에는 촉매회수장치(200)로서 스크린부를 두어 메쉬 형태로 상기 혼합물을 채 걸러 입자 크기가 큰 촉매만을 거른 후 촉매(대략 4 mm 정도)는 다시 촉매 공급부(140)로 투입하여 재사용하고, 나머지 사용된 유동사(대략 0.8 mm 정도)와 애쉬(대략 4 mm 이하)는 폐기처분한다.

본 발명의 유동상 소각로를 적용한 소각 시스템의 예

도 3은 도 1에 도시된 유동상 소각로를 적용한 일예를 나타내는 환경오염물질 배출량을 저감하는 하수 슬러지 소각 시스템의 개략도이다.

도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 본 발명의 유동상 소각로(100)는 상부에 연결되어 있는 배기가스 배출구(170a)를 배기가스와 분진을 배출하고, 배출된 배기가스와 분진은 원심력집진시설(170)과 연결되어 있다.

원심력 집진시설(170)에서는 배기가스 중 원심력에 의하여 분진이 걸러져 하부로 낙하포집되고, 배기가스는 배출구를 통하여 폐열회수부(210)로 이송되며, 낙하포집된 분진은 원심력 집진시설(170) 하부에 위치하는 루프실(loopseal; 180)에서 분진 투입부(180a)에 의하여 다시 유동상 소각로(100)로 재투입된다.

이렇게 함으로써, 배기가스 중에 포함된 분진을 다시 한번 유동상 소각로(100) 내로 투입하여 연소, 분해함으로써 분진에 의한 환경오염물질의 발생을 줄일 수 있다.

한편, 분진이 걸러진 배기가스는 폐열회수시설(210)로 이송되고, 이송된 배기가스 중의 열에너지를 회수하기 위하여, 배기가스의 열로써 물을 끓여 증기를 발생시킨다.

발생된 증기는 스팀헤더(210a)를 통하여 모아진 후, 일부는 열교환기를 통하여 난방용으로 활용되고, 또 일부는 냉난방 시설에 증기를 공급하고, 기타 여열이용설비에 활용된다.

상기 폐열회수시설(210)을 거쳐 배출되는 배기가스는 건식 반응탑(220)으로 이송되는데, 건식반응탑(220)에서는 추가로 배기가스 중의 오염물질을 제거하기 위한 것으로서, 황 함유가스를 제거하기 위하여, 석회(lime)를 투입한다.

이어서, 건식반응탑(220)을 거친 배기가스는 여과집진시설(230)로 이송되고, 여과집진시설(230)에서는 배기가스 중에 남아있는 분진을 추가로 제거하고, 분진이 제거된 배기 가스를 배출시키는 역할을 한다. 통상적으로, 여과집진시설(230)로는 백필터를 사용한다.

그리고나서, 분진이 제거된 배기가스는 최종적으로 유인송풍기 등에 의하여 세정집진시설(240)로 이송된 후, 배기가스는 최종적으로 환경오염물질이 제거된 후 대기로 방출된다. 세정집진시설(240)은 연돌과 일체형으로 구성되며, 제거되는 환경오염물질 중 포집되는 가스로는 염화수소, 황산화물, 질소산화물, 분진등이며, 이들 중 일부는 산업용으로 재활용되기도 한다.

이상과 같이, 본 발명에서는 하수슬러지를 유동사 중간 부분에 투입하여 접촉 잔류 시간이 길게되어 완전연소를 유도함과 동시에, 추가 질소산화물 저감장치, 및 분진 제거 장치등을 구비하여, 하수슬러지 연소, 분해에 의하여 발생하는 배기가스 중 환경오염물질인 질소산화물 및 분진을 최대한 저감시켜, 대기 중으로 배출하지 않음으로써 요구되는 환경오염 규제에 부응할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 하수슬러지 소각 시스템 100 : 유동상 소각로
110 : 하수슬러지 공급부 110a : 제1 하수슬러지 투입부
110b : 제2 하수슬러지 투입부 120 : 1차 공기 주입부 130 : 유동사 공급부 140 : 촉매 공급부
130a/140a : 유동사 투입부/ 촉매 투입부
150 : 열공급장치 160 : 2차 공기 주입부
170 : 원심력 집진 시설 170a : 배기가스 배출구
180 : 루프실 190 : 선택적 무촉매 환원부
200 : 촉매 회수 장치 200a : 배출구(200a)
210 : 폐열회수시설 210a : 스팀헤더
220 : 건식반응탑 230 : 여과집진시설
240 : 세정집진시설

Claims

유동상 소각로 내에 위치하는 유동사의 하부로부터 2/3 내지 4/5의 높이의 위치로 하수슬러지를 상기 유동상 소각로 내부로 투입하는 제1 하수슬러지 투입부;
상기 제1 하수슬러지 투입부의 상부에 위치하고, 상기 유동상 소각로 일측에 위치하는 1차 공기주입부;
상기 유동상 소각로에 투입되는 하수슬러지를 유동화하기 위한 유동사를 투입하기 위한 유동사 투입부;
상기 유동상 소각로에 투입되는 하수슬러지에서 발생하는 아산화질소의 분해를 돕는 촉매를 공급하기 위한 촉매 투입부;
상기 유동상 소각로에 투입된 유동사에 열을 공급하고, 상기 유동상 소각로로 인입되는 공기를 예열/가열하기 위한 열 공급장치;
상기 유동상 소각로에서 배출되는 배기가스를 배기하기 위한 배기가스 배출부; 및
상기 배기가스 중의 집진된 분진을 상기 유동상 소각로로 재순환시키기 위하여 상기 분진을 재투입하는 분진 투입부를 구비하는 환경오염물질의 배출을 저감하는 하수슬러지 소각용 유동상 소각로.
제 1 항에 있어서,
상기 유동상 소각로 내의 유동사의 최상부보다 높은 위치에서 하수슬러지를 투입하기 위한 제2 하수슬러지 투입부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 환경오염물질의 배출을 저감하는 하수슬러지 소각용 유동상 소각로.
제 1 항에 있어서,
상기 유동상 소각로 상부에 위치하며, 수평면과는 일정 각도를 유지하도록 설치되어, 위에서 아래로 공기가 주입되는 방식을 채택하여 난류 발생이 용이하게 하기 위한 2차 공기를 인입하는 2차 공기 주입부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 환경오염물질의 배출을 저감하는 하수슬러지 소각용 유동상 소각로.
제 1 항에 있어서,
상기 유동상 소각로는 상부에 질소산화물(NOx)을 제거하기 위하여 선택적 무촉매 환원부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 환경오염물질의 배출을 저감하는 하수슬러지 소각용 유동상 소각로.
제 1 항에 있어서,
상기 유동상 소각로에서 배출되는 애쉬 성분 중 촉매를 분리하여 상기 촉매 공급부에 공급하기 위한 촉매분리회수장치와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 환경오염물질의 배출을 저감하는 하수슬러지 소각용 유동상 소각로.
제 1 항의 유동상 소각로;
상기 유동상 소각로의 배기가스 배출부와 연결되어 있고, 배출되는 연소가스 중의 분진을 제거하는 원심력 집진부;
상기 원심력 집진부에서 집진된 분진을 상기 유동상 소각로로 재순환시키는 루프실(loopseal);
상기 유동상 소각로에서 배출된 배기가스 중의 열에너지를 회수하는 폐열회수부;
상기 폐열 회수부에서 배출된 배기가스 중의 오염물질을 제거하는 건식 반응탑;
상기 건식반응탑에서 배출되는 배기가스 중의 분진을 제거하는 여과집진시설; 및
배기가스 중의 오염물질을 최종적으로 제거하여 대기 중으로 배출시키는 세정집진시설을 구비하는 환경오염물질의 배출을 저감하는 하수슬러지 소각 시스템.