KR101299425B1 - 드럼형 장치 내에서 물질을 처리하기 위한 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 장치 - Google Patents

드럼형 장치 내에서 물질을 처리하기 위한 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 물질의 처리, 특히 농업 폐기물의 처리를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 구획벽에 의해 형성되는 다수의 섹션을 구비하고, 구획벽에 통로 개구가 제공되어 있는 드럼형 장치 내에 원료물질, 불활성 부재 및 기체상 제제를 공급하는 단계를 포함한다. 본 장치가 실행되면 장치를 관통하여 기체상 제제의 관통류가 형성된다. 드럼의 각 섹션 내에는 드럼의 임의의 작동위치에서 구획벽 내의 통로 개구의 연부의 레벨 이상의 레벨까지 불활성 충진체가 장입된다. 기체상 제제의 흐름 경로 상에는 활성영역이 형성된다. 이 활성영역 내에는 원료 물질이 충진체 들의 사이 및/또는 그 표면 들의 사이를 통해 이동할 수 있는 소망의 속도 및/또는 시간으로 원료 물질이 주입되거나 낙하된다. 더욱, 원료 물질 및 기체상 제제 사이의 상호작용 시간 및/또는 강도는 조절될 수 있다. 본 발명은 유사한 응집상태의 물질 또는 상이한 응집상태의 물질 사이의 반응을 강화시킬 수 있고, 처리동작의 횟수를 증대시킬 수 있고, 처리될 물질의 종류의 확대할 수 있다.

Description

드럼형 장치 내에서 물질을 처리하기 위한 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 장치{METHOD FOR PROCESSING MATERIALS IN A DRUM-TYPE APPARATUS AND A DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD}
본 발명은 농업 및 인간의 농경활동에서 발생하는 농업 폐기물을 처리하는 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 분뇨, 밀짚, 톱밥 및 기타 폐기물의 재생 및 처리 방법 및/또는 농업 종사자들이 거주하고 있는 지역을 오염시킴으로써 소규모 부락, 농장, 이동 군락 및 기타 기술적으로 진보된 중심지로부터 벗어나 있는 표준 이하의 사회기반에서 노동 및/또는 생활을 영위하고 있는 인간 집단의 주민의 건강에 악영향을 끼칠 가능성이 있는 생성물의 재생 및 처리 방법에 관한 것이다. 더욱, 본 발명은 고형의 가정 폐기물을 처리하는데 사용될 수 있다.
농업 폐기물이 심각한 환경 영향을 가진다는 것은 상식이다. 특수 농업의 부산물은 특수 폐기물이다. 이것은 그 자체로는 환경 적합성을 가지는 것일지라도 제한된 면적 내에 과량으로 그리고 과도하게 농축된 상태로 존재하는 경우 생태학적 파괴성을 가진다. 이와 같은 폐기물에는 특히 가축의 분뇨 및 축사에 깔아주는 짚, 다종의 곡물의 짚, 양조 폐기물, 벌채 파편 등이 포함된다. 이들 폐기물은 불합리한 운송비 및/또는 고가의 처리비용으로 인해 주 생성물의 비용을 대폭 상승시키게 되므로 전문 시설에서 처리하는 것이 부적합한 경우가 많다. 일반적으로, 폐기물은 생산자가 원하지 않기 때문에 또는 계절에 대응하는 폐기물의 처리(예, 가을에는 밀짚을 처리하고, 겨울에는 분뇨를 처리하는 등)가 가능하도록 전환할 수 있는 적절한 다목적 설비가 없기 때문에 현장에서 처리하는 것이 불가능하다.
많은 국가에서 분뇨를 메탄으로 전환시키는 바이오컨버젼(bioconversion)이 사용되고 있으나, 메탄이 생성되고 나면 다량의 물질이 여전히 탱크 내에 잔존하고, 이 잔존 물질은 매립되지 않고 처리를 통해 유용한 생성물로 제조되어야 하므로 바이오컨버젼은 완전이용의 문제를 해결하지는 못한다. 현재, 설비의 대부분은 특수한 유형의 폐기물의 처리에 초점이 맞추어져 있고, 폐기물 처리업자는 전문적 사업에 종사하고 수익성 있게 처리하기 위한 폐기물의 양도 충분한 것으로 생각된다. 이와 같은 폐기물은 대형의 목장 또는 양계장이 공급할 수 있으므로 처리업자는 분뇨로부터 유기비료를 생산할 수 있다.
상기 문제점은 충분한 다용도의 기술을 개발하는 것에 의해 그리고 충분히 광범위한 종류의 폐기물(예를 들면, 대부분의 농업 폐기물)을 처리할 수 있는 이 기술을 실행하기 위한 설비를 제작하는 것에 의해서만 해결이 가능하다.
폐기물 처리 방법 및 그 방법을 실행하기 위한 장치는 아래와 같은 다수의 필요조건을 만족시켜야 한다.
- 상기 방법 및 장치의 양자는 임의의 특별한 재설계를 하지 않고도 건조, 세단(chopping), 균질화, 교반, 다양한 유형의 열처리(열분해, 기체화, 소각, 소성, 연소), 습식 처리(세척을 포함), 화학적 처리(환원-산화, 이온교환 및 치환반응, 흡착처리, 촉매처리 등을 포함), 및 생물학적 처리(퇴비화 포함)와 같은 다수의 기술적 작동을 만족시킬 수 있는 다기능을 가져야 한다.
- 상기 방법 및 장치의 양자는 종종 더 고가인 후속의 추가의 방법 및 장치에 의해 환경을 재생시킬 필요가 없도록 환경적 안전성을 보장해야 한다.
- 상기 방법 및 장치의 양자는 농업 폐기물의 처리에 경제적 효율을 제공해야 한다. 이것은 원래의 폐기물을 처리하여 시장성이 있는 물질(예를 들면, 농업에 사용될 수 있는 비료나 퇴비)로 전환시켰을 때에만 가능하다.
- 상기 방법 및 장치의 양자는 용이하게 실현될 수 있어야 하고, 조정, 재조정, 처리조율(process tuning), 유지관리, 및 보수를 위한 고도의 전문가가 필요해서는 안 된다.
종래, 가연성 도시 폐기물을 기체화 및 열분해에 의해 처리하여 에너지 및 기체화 생성물을 생산하는 방법이 RU　2150045에 기술되어 있다. 이 방법에 따르면, 처리대상의 폐기물이 고로(shaft-furnace) 형식의 기체화 반응기 내에 장입되고, 필요에 따라 상기 장입물의 기체 침투성을 촉진하는 불연성 물질 및 불용성(non-fusible) 물질의 조각들이 함께 장입된다. 처리된 고형 생성물이 축적되는 반응기의 대향 단부 상에는 산소를 함유하는 기체화제가 공급되고, 장입된 폐기물은 역류하는 기체화제 내에서 기체화된다. 이 방법은 고형 폐기물의 처리 및 열의 발생을 위해 충분한 효과를 발휘한다.
RU　2150045에 기술된 방법의 주요 결점들 중의 하나는 열 에너지 및 기체화 생성물을 생산하기 위한 고형 폐기물의 기체화라는 단일 기능을 가진다는 것이다. 농장은 온난한 계절 중에는 많은 열 에너지를 필요로 하지 않으므로 상기와 같은 고로는 비가동 상태로 방치되거나 폐기물을 비효율적으로 연소시키게 된다.
RU　2150045에 기술된 방법의 또 하나의 주요 결점은 이 방법을 실행하기 위해서는 고가의 설비 및 유자격자가 필요하다는 점이다. 그 결과, 이와 같은 방법은 도시 폐기물을 충분히 확보할 수 있어서 연중 폐기물의 처리작업이 비용효율을 가지고, 또 필요한 유자격자(처리 관리자, 수리공, 고로 운영자 등)를 쉽게 고용할 수 있는 도시에서만 실행할 수 있었다.
또, 종래 회전로 내에서 실행되는 대형 물질의 열처리 방법이 RU　2027134에 기술되어 있다. 이 방법은 대형 물질을 노의 유입단부 상의 소구경의 축방향 개구를 통해 드럼형 노 내에 장입하는 단계; 상기 노를 회전시키는 단계; 노 내의 물질을 가열하기 위해 노의 유출단부 상에서 노 내에 고온가스를 공급하는 단계; 및 노의 유출단부 상의 대직경의 축방향 개구를 통해 물질을 배출하는 단계를 포함한다. 이 방법은 기술적 관점에서 더 단순하고, 복잡한 설비 및 유자격자를 요하지 않는다.
RU　2027134에 기술된 방법의 주요 결점들 중의 하나는 이것이 대형 물질의 열처리라고 하는 단일의 기능을 가지는 것이다.
RU　2027134에 기술된 방법의 또 하나의 주요 결점은 드럼의 좁은 공간 요인으로 인한 저용량 문제 및 물질의 표면층 만이 가스류와 상호작용할 수 있다는 사실에 의한 물질과 가스류 사이의 낮은 반응효율의 문제이다.
본 발명의 주제인 방법에 대해 RU　2100721에 기술된 발명에 따른 반죽상 물질의 건조방법이 종래기술에서 가장 근접한 기술적 해결방법으로서 선택되었다. 이 방법은 공급된 물질의 처리에 화학적으로 관여하지 않는 불활성 물질로 구성된 주입 충진층을 생성하는 단계; 상기 충진층 상에 건조제를 취입하는 단계; 상기 주입 충진층 상에 처리대상의 물질을 공급하는 단계; 상기 물질을 전도-대류식으로 건조하는 단계; 및 건조영역으로부터 건조된 물질을 제거하는 단계를 포함한다. 이 방법은 기술적인 면에서 다소 단순하고, 복잡한 설비나 유자격자를 필요로 하지 않는다.
RU　2100721에 기술된 방법의 주요 결점들 중의 하나는 반죽상 물질만 건조하는 단일 기능만을 가진다는 점이다.
RU　2100721에 기술된 방법의 또 하나의 주요 결점은 충진체의 양이 많을수록 그리고 그 온도가 더 높아질수록 건조공정이 더 강력하게 실시된다는 것에 기인한다. 그러나, 다량의 충진체는 건조공정 중에 건조 중인 물질을 파괴시킬 수 있다. 이것은 예를 들면 종자 곡물의 건조의 경우에는 허용될 수 없다.
이것 외에도, 종래기술에서 벌크 물질의 열처리를 위한 회전로가 RU　2027134에 기술되어 있다. 이 회전로는 드럼의 유입단부 및 유출단부 상의 벽을 포함하고, 이들 벽은 드럼과 동축으로 장착되는 링의 형태로 제작되고, 상기 노의 유입단부에서의 상기 링의 높이는 상기 노의 유출단부에서의 높이에 비해 높고, 이것에 의해 노의 중력배출이 제공된다. 따라서, 노의 유출단부에서의 링에는 드럼의 완전한 배출을 위한 추가의 통공이 구비되어 있다. 이 노는 구조적인 면에서 단순하고, 그 운영을 위해 유자격자를 필요로 하지 않는다.
RU　2027134에 기재된 장치의 주요 결점들 중의 하나는 벌크 재료의 열처리만을 목적으로 하는 단일 기능을 가지는 것이다.
RU　2027134에 기술된 장치의 또 하나의 결점은 물질이 처리 중에 고화(caking)하는 것으로, 이것은 물질의 건조나 가열을 위해 사용하는 경우에 조차도 장치의 성능을 대폭 제한한다.
이것 외에도, 종래기술에서 분말상의 물질의 열처리를 위한 노가 SU 발명자 증 번호 제857680호에 기재되어 있다. 이 노는 가열된 회전드럼 내에 장착된 링 다이어프램을 구비하고, 이 다이어프램은 처리대상의 물질의 균일한 이동을 위해 원호상 절결부를 구비하고, 각 연속하는 다이어프램의 절결부는 전방의 절결부에 대해 어긋나 있고, 이것에 의해 드럼의 축선을 따라 더욱 균일하게 이동하므로 물질의 고화가 감소된다.
SU　857680에 기술된 장치의 주요 결점들 중의 하나는 이것이 벌크 물질을 가열하는 단일 목적을 가지는 것이다.
더욱, 이 장치는 처리를 위해 공급되는 유입 물질의 구조, 입도, 습도, 이물질의 존재의 면에서 불균질이므로 물질의 고화를 완전히 제거하는 것이 불가능하다.
기술적 본질에 대해 본 발명에 가장 근접하는 기술은 RU　2130959에 기재된 건조장치로서, 이것은 자동 배출식의 경사상태로 회전하는 열 절연된 드럼에 기초한다. 이 드럼은 상이한 직경의 통로 개구를 가지는 환상의 구획벽에 의해 종방향을 따라 다수의 섹션으로 구획되어 있고, 상기 직경은 유입장치로부터 유출장치를 향해 점차 증대된다.
유입되는 물질을 가열하기 위해, 드럼 내에는 고온의 불활성 충진체가 충진되고, 이 충진체는 그 충진 레벨이 대응하는 통로 개구의 레벨에 도달했을 때 드럼의 각각의 후속 섹션 내로 연속적으로 넘쳐 흐른다. 고온의 충진체 상에 이용 가능한 물질의 슬러리가 공급되고, 건조된 슬러리는 드럼의 외측벽의 그리드를 통해 유출된다. 이 건조장치는 매우 단순하고, 그 작동을 위해 유자격자를 필요로 하지 않는다.
RU　2130959에 기재되어 있는 장치의 주요 결점들 중의 하나는 특수 수직로 내에서 이용 가능한 물질을 소각시키기 위해 그 물질의 슬러리를 건조하는 단일 목적만을 가지는 점이다. 상기 수직로는 또 건조공정을 위해 필요한 불활성 충진체의 가열에도 이용된다. 이 건조장치는 이와 같은 수직로가 없이는 작동할 수 없다.
RU　2130959에 기재된 장치의 또 하나의 주요 결점은 다른 유형의 폐기물(예를 들면, 고체상 폐기물 및 기체상 폐기물)을 이용할 수 없고, 사용 가능한 물질의 슬러리만을 건조하기 위한 것이라는 점이다.
RU　2130959에 기재된 장치의 또 하나의 주요 결점은 이 장치의 성능이 드럼 내에 존재하는 불활성 충진체의 개수 및 불활성 충진체의 열 에너지의 축적 용량, 및 드럼 내에서의 불활성 충진체의 순환속도에 의해 결정되는 점이다. 불활성 충진체의 개수가 증가함에 따라 각 통로 개구의 면적이 감소되고, 이와 동시에 드럼 내의 평균 온도도 감소되므로 건조 효율이 감소된다. 그러나 각 통로 개구의 면적이 증대되는 것은 드럼 내의 불활성 충진체의 개수의 감소로 이어진다.
발명의 요약
본 발명의 방법은 농업 폐기물을 포함한 다양한 물질을 처리하는 다목적 방법으로서 개발되었다. 이 방법은 수행되는 공정들이 기술적인 면에서 일관성이 있으므로 종래기술의 결점으로부터 자유롭다. 이 공정들은 표준화된 설비를 이용하여 수행되고, 공정조건 상의 유일한 차이점은 원료 물질 및 이 원료 물질과 함께 드럼 내에 존재하는 기체상, 액체상 또는 고체상 물질 사이의 상호작용의 정도를 결정하는 단계이다.
통로 개구를 구비한 구획벽에 의해 다수의 섹션으로 구획되는 드럼형 장치 내에서 물질을 처리하기 위한 다목적 방법으로서, 상기 장치 내에 원료 물질, 불활성 충진체, 및 기체상 제제를 공급하는 단계; 상기 장치를 작동시키는 단계; 및 상기 장치를 통해 가스류를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 기술적 결과는 본 방법이 상기 장치의 일부의 섹션 또는 전체의 섹션에 상기 통로 개구의 레벨 보다 높은 레벨까지 불활성 충진체를 충진하는 단계; 소정의 속도 및/또는 소정의 시간 동안 원료 물질이 낙하 및/또는 유출되고, 그 결과 이 원료물질을 불활성 충진체의 표면들의 사이 및/또는 충진체 자체를 통해 이동시키는 활성영역을 가스류의 경로 상에 형성하는 단계; 원료 물질 및 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간 및/또는 강도를 제어하는 단계로 구성되는 동작을 포함하는 것에 의해 달성된다.
상기 방법의 실시예는 가장 근접하는 종래기술에 비해 상당한 개선 특히 동일한 상태의 물질이거나 상이한 상태의 물질(액체-고체, 액체-기체, 고체-기체)에 무관하게 물질 간의 상호작용 공정의 강화를 제공하고, 가장 근접한 종래기술에 비해 상당한 기술적 작용의 술어체계의 대폭적인 확장을 제공한다. 즉, 건조작용 및 분해작용 이외에 하기의 작용이 실행된다.
- 다양한 물질의 건조, 열분해, 기체화, 소각, 소성(calcinations), 및 연소를 포함하는 열처리,
- 세척을 포함하는 습식처리,
- 환원-산화, 이온교환 및 치환반응, 흡착처리, 및 촉매처리를 포함하는 화학적 처리,
- 입자화, 분해, 박피(skinning) 등을 포함하는 물질의 기계화학적 처리, 및
- 퇴비화를 포함하는 생물학적 처리.
원료 물질의 소정의 낙하속도 및/또는 유출속도 및/또는 그 지속시간 및 불활성 충진체의 표면 사이 및/또는 불활성 충진체를 관통하는 원료 물질의 연속이동을 제공하는 것에 의해, 본 발명의 방법은 예상에 의해 얻어지는 실험 의존관계에 기초하여 다양한 농업 폐기물 및 도시 폐기물 및 목재산업 잔류물을 포함하는 기타 폐기물의 처리를 위한 다목적 방법을 창안한다. 따라서, 일 종류의 폐기물로부터 타 종류의 폐기물로 변화시킬 때는 활성영역 내에서의 불활성 충진체들의 표면 사이에서의 원료 물질의 이동의 파라미터 및/또는 불활성 충진체를 관통하는 원료 물질의 이동의 파라미터를 변경하고, 원료 물질의 기술적 공정을 실질적으로 변화시키기 위해 원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간 및/또는 강도를 제어하는 것으로 충분하다.
이 공정에 기초하여, 농업 기업은 농업 폐기물을 효과적으로 처리할 수 있을 뿐 아니라 농업 시설 및 주거 공간의 난방을 위한 충분한 양의 열 에너지를 제공할 수 있고, 또 처리된 폐기물로부터 비료, 퇴비 등과 같은 유용한 생성물을 얻을 수 있거나, 파종(planting) 물질의 살균, 최종 생성물(예, 빵재료)의 조건부 건조와 같은 기능을 제공할 수 있다.
가동 중인 공정의 실시간 제어를 위해, 드럼의 특정 운동조건 및/또는 드럼 축선의 특정 경사도를 제공하는 것, 및/또는 불활성 충진체의 형상 및/또는 치수 및/또는 물질을 선택하는 것, 및/또는 드럼의 내측 섹션의 개수를 선택하는 것, 및/또는 드럼의 인접하는 섹션 사이의 구획벽에 형성된 통로 개구의 개수 및/또는 면적 및/또는 형상 및/또는 치수 및/또는 위치를 선택하는 것에 의해, 활성영역의 형상 및/또는 치수를 형성하는 것이 바람직하다.
활성영역 내에서의 원료 물질의 체류시간 및/또는 낙하속도 및/또는 유출속도의 제어는 연속 회전 중인 드럼의 회전속도를 변화시키는 것, 또는 그 회전방향을 역전시키는 것, 또는 그 회전의 지속시간을 변화시키는 것, 또는 드럼이 맥동 회전하는 경우 회전 상(rotation phase)과 회전 상 사이의 일시 정지시간을 조절하는 것에 의해 실행하는 것이 합리적이다.
상기 활성영역 내의 원료 물질의 체류시간 및/또는 이동속도는 불활성 충진체의 형상 및/또는 치수 및/또는 물질을 선택하는 것에 의해 제어되는 것이 편리하다.
상기 활성영역 내의 원료 물질의 체류시간 및/또는 이동속도는 드럼의 내부의 섹션의 개수를 선택하는 것, 및/또는 드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 개수 및/또는 면적 및/또는 형상 및/또는 치수 및/또는 위치를 선택하는 것에 의해 제어되는 것이 유리하다.
원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간 및/또는 강도는 상기 드럼 내에 고체상태, 액체상태 또는 기체상태의, 예를 들면 촉매 또는 흡착제의 형태의 활성성분(또는 복수의 활성성분)을 도입하는 것에 의해 제어되고, 상기 활성성분(또는 복수의 활성성분)은 불활성 충진체의 내면 및/또는 외면 상에 적용될 수 있고, 및/또는 불활성 충진체들의 사이 및/또는 불활성 충진체의 내부에 개시시킬 수 있는 것이 바람직하다.
상기 활성영역 내에서의 원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간 및/또는 강도는 드럼의 내부의 섹션의 개수를 선택하는 것, 및/또는 드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 개수 및/또는 면적 및/또는 형상 및/또는 치수 및/또는 위치를 선택하는 것에 의해 제어되는 것이 합리적이다.
상기 활성영역 내에서의 원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간 및/또는 강도는 기체상 제제의 흐름 헤드(head of the flow) 또는 기체상 제제의 유속 또는 기체상 제제의 유량을 선택하는 것에 의해 제어되는 것이 편리하다.
상기 활성영역 내에서의 원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간 및/또는 강도는 드럼 및/또는 드럼의 각 섹션 내의 불활성 충진체의 충진도, 및/또는 불활성 충진체의 침투성(permeability), 및/또는 불활성 충진체의 치수를 선택하는 것, 및/또는 불활성 충진체의 형상 및/또는 물질을 선택하는 것에 의해 제어되는 것이 유리하다.
원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간 및/또는 강도는 드럼을 통과하는 불활성 충진체의 순환속도를 변경하는 것에 의해 제어되는 것이 바람직하다.
본 발명의 발명시, 다양한 물질 특히 다양한 물리적 상태(고체상태, 액체상태 또는 기체상태)의 농업 폐기물을 처리하는 그리고 전술한 종래기술의 결점들로부터 자유로운 다목적 장치를 창안하는 것이 과제였다.
물질을 처리하기 위한 다목적 장치로서, 불활성 충진체로 충진되고, 통로 개구를 구비하는 횡방향 구획벽에 의해 다수의 섹션으로 종향향으로 구획된 드럼형이고, 유입장치 및 유출장치 및 드럼을 구동시키기 위한 구동기구가 설치된 드럼형 장치에 있어서, 전술한 과제는 상기 드럼의 각 섹션 내에 상기 드럼의 임의의 작업 위치에서 횡방향 구획벽 내의 통로 개구의 연부의 레벨 이상의 레벨까지 불활성 충진체가 충진되고, 다수의 통공이 기체상 제제의 공급 및 방출을 위해 상기 드럼의 단부표면 또는 일측표면에 형성되는 것에 의해 달성된다.
본 장치의 구조에 의해 드럼 내의 기체상 제제의 경로 상에 활성영역이 형성되고, 그 활성영역 내에서 원료 물질과 기체상 제제 사이의 활발한 상호작용이 제공되므로 본 발명의 방법이 실행될 수 있다.
상기 원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 강도를 제어하기 위해, 상기 장치에는 드럼을 회전 구동하기 위한 조절이 가능한 구동기구가 설치되고, 상기 구동기구는 상기 드럼의 회전속도를 변화시키는 단계 및/또는 상기 드럼의 회전방향을 역전시키는 단계 및/또는 드럼의 각 변위를 소정의 각도로 변화시키는 단계 및/또는 운동경로 내의 특정의 시간주기에 대해 드럼을 정지시키는 단계로 구성되는 작동을 제공할 수 있다.
드럼 내에 존재하는 원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 정도를 증대시키기 위해, 드럼의 섹션에 횡방향 구획벽 상에 장착되는 쉐이크-오프 판을 설치하고, 드럼의 내면 상에 분산 블레이드를 설치하는 것이 바람직하다.
활성영역의 모드를 신속하게 변화시키기 위해, 드럼 섹션의 횡방향 구획벽 내의 통로 개구의 면적이 가변형인 것이 바람직하다. 이 가변형 통로 개구는 예를 들면 카메라의 대물 렌즈를 통해 광속(light flux)을 변화시키는데 사용되는 조리개 구조를 사용하여 제공할 수 있다.
본 장치의 기술적 가능성을 확대하기 위해, 상이한 공정에서 사용되는 불활성 충진체 및/또는 드럼의 상이한 섹션에서 사용되는 불활성 충진체가 상이한 형상 및/또는 상이한 치수 및/또는 상이한 물질로 제조되는 것이 바람직하다.
처리대상의 물질의 다양성을 증대시키고 장치의 사용가능성을 확대하기 위해, 상기 불활성 충진체는 천공된 표면을 구비하는 중공 캡슐로 제조되고, 이 캡슐의 내부에 불활성 물질(예, 세라믹 또는 글라스 비드)의 입자 및/또는 활성성분(예, 실리카겔, 촉매 등)의 입자가 수용되고, 및/또는 상기 활성성분이 캡슐의 내면 및/또는 외면 상에 적용되는 것이 편리하다.
따라서, 본 발명의 방법 및 장치에 의해 농업, 목재가공업 및 기타 산업에서 발생되는 고체, 액체 또는 기체상 폐기물을 처리하여 시장성이 있는 생성물로 변환시킬 수 있는 상이한 유형의 폐기물을 처리하는 기술 및 본 발명의 방법을 실행하도록 구성된 다목적 장치를 창안하는 것이 가능하다.
도 1-8은 본 발명의 핵심을 보여준다.
도 1은 생성물을 건조하기 위한 장치의 개략도로서, 이 장치는 작업섹션(4) 내로 통하는 통로 개구(3)를 구비하는 횡방향 구획판(2)에 의해 구획된 드럼(1); 천공된 지지벽(6)을 구비하는 유입섹션(5); 및 천공된 지지벽(8)을 구비하는 유출섹션(7)을 구비한다. 각 작업섹션(4) 내에는 충진체(9)가 동적 충진 레벨(10)까지 충진되어 있다. 이 건조 장치는 또 나선상 장입장치(12) 및 충진체(9)를 수용하도록 적합시킨 장입실(13)을 구비하는 장입유닛(11); 배출구(15) 및 공기 유입구(16)를 구비하는 배출유닛(14); 피니언 샤프트(18), 치부 링(19), 스러스트 크라운(21)의 외주를 회전 지지하는 스러스트 베어링 롤러(20), 및 베어링 롤러(22)를 구비하는 치부 모터(17)를 포함하는 구동기구; 밀봉유닛(23); 축선을 중심으로 회전하도록 구성된 이동식 지지 플랫폼(24); 천공된 지지벽(6, 8)을 고정하기 위한 고정용 지지판(25); 공기 청정기(26); 및 공기 팬(27)을 구비한다.
도 2는 활성영역의 생성원리 및 가스류의 유선(flow lines)을 설명하기 위한 드럼의 개략 부분 종단면도로서, 도면은 쉐이크-오프 판(shake-off plates; 28); 분산 블레이드(interspersing blades; 29); 활성영역(30); 주 가스류(31); 및 2차 가스류(32, 33)를 도시하고 있다.
도 3은 쉐이크-오프 판(28) 및 분산 블레이드(29)의 작동원리를 설명하는 드럼(충진체는 도시생략)의 개략 횡단면도로서, 도면은 드럼의 측면에 축적된 처리된 물질(34, 35)이 쉐이크-오프 판 상에 유입되는 것을 도시하고 있다.
도 4는 암모니아로부터 공기를 액체 세정하는 장치를 도시한 것으로서, 이 장치는 장입유닛(11) 상에 장착된 공기 취입실(37); 탭(40)을 구비하고 액체 세정제를 수용하도록 구성된 탱크(39); 공기 배출실(41); 탭(43)을 구비하고 사용된 액체 세정제를 배출시키도록 구성된 배액실(42); 및 탭(45)를 구비하는 수집 탱크(44)를 더 포함한다.
도 5는 암모니아로부터 공기를 분말 세정하는 장치를 도시한 것으로서, 이 장치는 사용된 세정제를 배출시키기 위한 배출실(46); 푸시 로드(push rod; 48)를 구비하는 분배유닛(portioning unit; 47); 및 건조 비료를 수용하는 탱크(49)를 더 포함한다.
도 6은 예를 들면 분뇨의 생물학적 처리 후 반응기로부터 얻어진 바이오가스를 건조시키기 위한 장치를 도시한 것으로서, 이 장치는 다수의 통공(51)이 천공되어 있고 내부에 실리카겔 입자(52)이 충진되어 있는 중공의 충진구(filler spheres; 50)를 더 포함한다.
도 7은 열 에너지를 얻기 위해 분뇨를 소각하기 위한 이중 드럼식 장치(이동이 가능한 지지 플랫폼은 도시생략)의 개략도로서, 이 장치는 천공벽(54)을 구비하는 좌측 드럼(53); 홈통상(trough-like)의 가이드(56)를 구비하는 중앙 헤드(55); 열교환유닛(58) 및 천공벽(59)을 구비하는 우측 드럼(57); 화염 버너(61), 회분 저장탱크(63), 그리드(64), 배출 트레이(65), 및 셔터(66)를 구비하는 후측 헤드(60); 충진체를 상승시키기 위한 컨베이어(67); 열기체 반응기(68); 열교환 유닛(69); 회분 수용기(70); CO2 검출기(71); 및 O2 검출기(72)를 더 포함한다.
도 8은 도 7에 도시된 이중 드럼식 장치와 대비되는 개조된 이중 드럼식 장치의 개략도로서, 이 장치는 예를 들면 보일러 연료 및 열 에너지를 얻기 위해 폐기물의 기체화가 추가적으로 제공된다. 이 장치는 도 7의 장치와 달리 다수의 수냉식 리브(ribs; 74)를 구비하는 냉각장치(73)를 구비하고, 이 리브의 표면 상에는 폐기물의 기체화의 액체 생성물이 응축되고, 이 생성물은 덕트(75)를 통해 유출하고, 농축수는 배수밸브(76)를 통해 유출된다.
도 9는 암모니아로부터 공기를 액체 세정하기 위한 장치를 도시한 것이다. 이 세정 장치는 섹터 접근 통공(78)을 통해 드럼(1)의 각 섹션 내에 설치된 원통상 스웹의 형태로 고정된 충진체(77)를 구비하는 점에서 상이하다. 드럼(1)의 저면으로부터 유출액(79)을 상승시키기 위해 드럼(1)의 내면에 설치되는 홈통상(trough-shaped)의 다수의 상승 블레이드(80)가 사용된다. 이 블레이드는 액체를 필요한 높이까지 상승시키기 위한 일종의 용기를 형성하기 위해 고정 점에서 수직면에 대해 일정한 각도로 고정되어 있다.
이하, 본 발명에 관련된 실시예를 도 1-3에 도시된 장치에 대해 설명한다.
도 1은 예를 들면 곡물, 사과류의 과일 또는 콩과 식물과 같은 생산물을 건조시키기 위한 장치를 도시한 것이다. 이 장치는 또 분뇨, 가금류의 분뇨 등을 건조시키기 위해 사용될 수 있다. 이 장치의 드럼(1)은 이동식 지지 플랫폼(24)에 의해 사전에 경사를 이루고, 예를 들면 직경이 30　mm 내지 150　mm, 체적 밀도가 100　kg/m3 내지 1000　kg/m3인 구형상의 충진체(9)로 충진된다. 이것을 위해, 충진체(9)를 장입실(13) 내에 장입하고, 드럼(1)을 회전시킨다. 드럼(1)은 주 구동 피니언 샤프트(18) 및 드럼(1)의 본체에 고정되는 치부 링(19)을 구비하는 치부 모터(17)에 의해 회전 구동된다. 불활성 충진체(9)의 동적 충진 레벨(10)을 유지하기 위해, 고정된 지지벽(6, 8)이 유입섹션(5) 및 유출섹션(7)에 각각 사용된다. 이들 벽(6, 8)은 지지판(25)을 이용하여 장입유닛(11) 및 배출유닛(14)에 각각 고정된다. 이동식 지지 플랫폼(24)에 의해 제공되는 드럼(1)의 경사진 자세로 인해, 불활성 충진체(9)는 구획판(2)의 통로 개구(3)를 통해 레벨(10)까지 섹션(4, 5 및 7)의 내부 공간을 점진적으로 충진한다. 드럼(1)이 회전되는 중에 축방향으로 변위하는 것을 방지하기 위해 스러스트 베어링 롤러(20) 및 스러스트 크라운(21)이 사용되고, 베어링 롤러(22)에 의해 이 롤러(22) 상에 비 구속상태로 지지되는 드럼(1)이 원활하게 회전한다. 드럼(1)의 모든 섹션이 불활성 충진체(9)로 충진이 완료된 즉시 원료 물질의 건조 공정을 개시할 수 있다. 이것을 위해, 원료 물질을 나선상 장입장치(12)를 통해 유입섹션(5) 내에 공급하여 구형상의 불활성 충진체(9)의 사이에 주입을 개시한다. 장치의 특성(즉: 드럼(1)의 회전속도 및 동작모드, 드럼(1)의 축선의 경사각도, 구형의 불활성 충진체(9)의 직경 및 그 제조물질, 구획판(2) 내의 통로 개구(3)의 치수, 섹션(4, 5, 7) 내의 불활성 충진체(9)의 동적 충진 레벨)은 처리대상의 원료 물질에 따라 실험적으로 선택되고, 공기팬(27)에 의해 생성되는 공기류는 공기 취입구(16)로부터 최단경로(A-B)(도 2 참조)를 따라 통로 개구(3)를 통과함으로써 곡선형태의 2차 가스류(32, 33) 영역이 아닌 활성영역(30)을 통해 축선 방향의 주 가스류(31)를 형성한다.
드럼(2)의 회전속도의 조절 및 회전방향의 변화를 통해 이와 같은 활성영역(30) 내의 원료 물질의 영속적인 주입조건이 생성되고, 그 결과 드럼(1) 내에서 처리될 물질이 존재하는 대부분의 시간 중에 물질은 활성영역(30) 내에 존재하게 되고, 그 결과 물질은 주 가스류(31)와 강하게 상호작용함으로써 물질의 건조공정이 가속된다. 분산 블레이드(29)가 장치 내에 설치된다. 이 분산 블레이드는 원료 물질이 활성영역 내에 주입되었을 때 드럼(1)의 측면에서 그 물질을 포획하여(도 3 참조), 상승시키고, 구획벽(2)에서 물질이 블레이드(29) 및 쉐이크-오프 판(28)으로부터 불활성 충진체(9) 들의 사이로 도입되어 활성영역(30) 내로 낙하하고, 이와 동시에, 드럼(1)의 경사진 자세로 인해 물질은 구획벽(2)의 통로 개구를 통해 후속 섹션(4 또는 7) 내에 낙하한다. 따라서, 유입섹션(5)으로부터 유출섹션(7) 사이의 이동 경로의 말단부에서 원료 물질은 완전히 건조된다. 건조된 물질은 유출섹션(7)으로부터 천공벽(8)을 통해 배출유닛(14)으로 유입되고, 배출구(15)를 통해 장치로부터 제거된다.
이하, 본 발명의 방법을 도 4의 실시예를 통해 설명한다. 도 4는 암모니아와 같은 가스 오염물질로부터 공기를 액체 세정하기 위한 장치를 도시한 것이다. 예를 들면, 축사로부터 취한 세정될 암모니아 함유 공기를 장입유닛(11) 상에 장착된 공기 취입실(37) 및 천공벽(6)을 통해 드럼(10)에 유입시킨다. 드럼 내에는 사전에 불활성 충진체(9)가 충진된다. 액체 세정제를 수용하는 탱크(39)로부터 질산 희석용액(3-5%)을 탭(40)을 통해 드럼(10) 내에 주입한다. 이 질산 용액은 불활성 충진체(9)의 사이에 주입되고, 드럼이 회전하므로 불활성 충진체(9)의 사이에 연속적으로 주입된다. 이 질산 용액은 대체로 주 가스류(31)의 경로 상의 활성영역(30) 내에 위치되고(도 2 참조), 대체로 드럼(1)의 축선을 따라 공기 취입실(37)로부터 공기 배출실(41) 및 공기팬(27)까지 유입하는 세정될 공기 내에 포함된 암모니아와 활발하게 반응한다. 질산과 암모니아 사이의 화학반응에 의해 질산 암모니아(NH4NO3) 용액이 생성되고, 이 용액은 천공벽(14)을 통해 배액실(42) 내로 유입된다. 이 질산 암모니아 용액은 탭(43)을 주기적으로 개방하는 것에 의해 수집 탱크(44) 내에 유입된다. 이 질산 암모니아 용액은 질소비료로서 액상으로 식물에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 방법을 도 5의 실시예를 통해 설명한다. 도 5는 공기 내의 암모니아를 제거하기 위한 분말 세정을 위한 장치를 도시한 것이다. 예를 들면, 축사로부터 취한 암모니아를 함유하는 공기를 장입유닛(14) 상에 장착된 공기 배출실(41) 및 천공벽(14)을 통해 드럼(1) 내에 주입한다. 드럼(1)은 불활성 충진체(9) 및 질산이 함침되고 사전에 건조된 제올라이트와 같은 분말상 세정제로 충진되어 있다. 이 장치는 도 1에 도시된 장치와 유사하게 작동한다. 이 경우, 제올라이트는 질산과 암모니아의 반응시 질소비료(NH4NO3)가 되는 담체 분말(carrier powder)의 작용을 한다. 이 질소비료는 푸시 로드(48)를 구비하는 분배유닛(47)을 사용하여 계량용기 내에 즉시 포장될 수 있다. 수분을 함유하는 토양에서 이와 같은 비료는 장기간에 걸쳐 질산 암모니아를 공급하고, 제올라이트는 토양의 구조를 개선해 준다.
바이오가스의 건조를 위해 도 6에 도시된 장치를 사용할 수 있다. 이 장치는 도 4에 도시된 전술한 장치와 거의 동일하지만 세정제 대신 실리카겔 입자(52)를 다수의 통공(51)이 천공된 충진구(50) 내에 설치하여 사용하는 것이 다르다. 바이오가스 내에 존재하는 수증기가 다수의 통공(51)을 통과할 때, 수증기는 실리카겔 입자(52)에 의해 포획되고, 발열량이 증대된 건조 바이오가스는 소비자에게 이송된다.
분뇨를 소각하여 열 에너지를 얻기 위해, 도 7에 도시된 이중 드럼 장치를 사용할 수 있다. 이 장치의 드럼 내에는 강철볼이나 조철볼(crude-iron balls)과 같은 열량 수용력이 높은 충진체가 충진되어 있다. 나선상 장입장치(12)를 통해, 분뇨가 좌측 드럼(53) 내에 유입되고, 이곳에서 분뇨는 우측 드럼(57)으로부터 공급되는 고온의 충진체(9)의 열에 의해 예비건조된다. 이곳으로부터 충진체(9)와 함께 분뇨는 천공벽(54) 및 홈통상 가이드(56)를 통해 우측 드럼(57) 내에 유입된다. 이 우측 드럼(57) 내에서 셔터(66)는 폐쇄된 상태에서 건조 분뇨는 버너(61)를 통해 공급되는 고온 공기에 의해 400℃ 이상의 온도까지 가열된다. 그 직후에 분뇨의 자연연소가 개시된다. 분뇨의 연소공정은 CO2 검출기(71) 및 O2 검출기(72)에 의해 제어된다. CO2 및 O2 함량이 예정치에 도달하면, 버너(61)를 통한 고온 공기의 공급이 중단되고, 셔터(66)가 개방되고, 드럼이 회전 구동된다. 드럼(57)로부터 가열된 충진체(9)는 컨베이어(67)를 통해 장입실(13) 내로 이송된다. 장입실(13) 내로의 충진체(9)의 도달속도 및 드럼(53, 57)을 통한 충진체의 순환속도는 드럼(53, 57) 내에 존재하는 충진체의 개수의 과잉부분(양적으로 많음)에 의해 그리고 드럼의 회전속도에 의해 조절된다. 드럼(53) 내에 가열된 충진체(9)가 존재하므로 드럼 내의 분뇨의 건조속도는 증대된다. 드럼(53) 내의 열 에너지가 소실된 과잉의 충진체(9)는 천공벽(54)을 타고 넘어 중앙 헤드(55)의 홈통상 가이드(56) 내로 굴러 떨어진다. 이 곳에서 충진체는 드럼(57) 내로 이송되고, 이 곳에서 연소중인 분뇨의 열 에너지에 의해 재 가열되고, 과잉의 충진체(9)는 헤드(60)를 통해 회분 저장탱크(63)를 덮고 있는 그리드(64)를 따라 배출된다. 드럼(53) 내에서 예비 건조된 분뇨는 충진체(9)와 함께 천공벽을 통해 홈통상 가이드(56)을 따라 드럼(57) 내에 도착한다. 더욱, 드럼(57) 내에서 천공벽(59)까지 이동하는 중에 분뇨는 천공벽(59)을 통해 역방향에서 공급되는 공기 내에서 연소된다. 드럼(57)로부터 열을 추출하기 위해, 드럼(57)의 외면으로부터 대류 및 복사되는 열을 수집하도록 구성된 고정 장착된 열교환 유닛(58)이 제공된다. 드럼(57)으로부터 배출되는 고온 공기는 중앙 헤드(55)를 통해 열기체 반응기(68) 내에 유입되고, CO 검출기(도시 생략)에 의해 고농도의 CO가 존재하는 것이 검출된 경우 이것을 재 연소시켜 CO2로 전환시키므로 온도는 더욱 상승한다. 공기팬(27)은 열교환 유닛(69)을 경유하여 고온가스를 흡입하여 공기류 내의 열 에너지를 열교환 유닛에 전달하는 작용을 하고, 그 후 열 에너지가 소실된 가스는 대기 중에 배출된다. 천공벽(59) 및 그리드(64)를 통해 드럼(57)의 외부로 낙하하는 회분은 분배유닛(47)에 유입된 다음 용기(70) 내에 포장된다. 따라서, 이 장치는 과잉의 분뇨를 소각하고, 주거지역 및 산업지역의 난방에 사용할 수 있는 열 에너지를 생산하고, 동시에 회분은 유기비료로서 사용될 수 있다. 상기와 유사한 다른 물질, 예를 들면 밀짚(사전에 세단된 것), 산업용 폐목재, 생물반응기의 폐기물, 양조장 폐기물, 도시 쓰레기 등을 이 장치 내에서 소각할 수 있다. 이들 모든 폐기물은 이것이 충진체 들의 사이로 및/또는 충진체를 통과하여 유입될 수 있는 입자의 치수가 되도록 사전에 잘게 절단해야 하고, 연소공정이 가능하도록 충분히 건조시켜야 한다. 상이한 열용량을 가지는 폐기물이 있는 경우, 고열용량의 폐기물을 저열용량의 폐기물(또는 함수 폐기물)에 혼합하는 것이 합리적일 것이다.
폐기물의 전체를 소각하는 것이 불합리할 정도로 다량의 폐기물을 생성하는 비교적 대형 기업(많은 열 에너지가 불필요한 기업)에서는 이 유기물질의 기체화 기술을 이용하여 예를 들면 보일러 연료로서 사용할 수 있는 유용한 에너지 함유 생성물(열분해성 수지)를 얻는데 이용할 수 있다. 이 목적을 위해, 도 7에 도시된 장치와 달리 기체화 장치로서 작동할 수 있는 도 8에 도시된 장치를 이용할 수 있다. 기체화 모드를 실행하기 위해, 드럼(57) 내의 온도를 (탄소의 부분 연소에 의해 CO2를 발생시킴으로써) 탄소의 기체화를 위한 충분한 온도(약 1000℃)로 유지하는데 충분한 양의 공기를 드럼 내에 공급한다. 이 경우, 탄소의 연소에 의해 발생하는 고온가스의 열 에너지에 의해 폐기물의 유기질 성분의 열분해가 드럼(57)의 좌측부에서 발생한다. 이 폐기물의 유기질 성분의 열분해에 의해 휘발성 생성물이 생성된다. 열분해의 고형 잔류물은 코크스상의 응집물로서 드럼(57)의 중앙부 및 우측부 내에서 일부가 전소되고, 잔류 탄소는 예를 들면 버너(61)를 통해 공급되는 수증기와 같은 추가의 기체화제(gasification agent)에 의해 기체화된다. 상기 기체화제는 모든 잔류 탄소를 일산화탄소(CO)로 전환시키는데 충분한 양만큼 공급된다. 탄소 연소공정은 CO2 및 CO 검출기 및 탄소를 포함하지 않는 회분 잔류물의 함량에 의해 제어된다. 중앙 헤드(55)로부터 발생하는 "생성가스"로 알려진 기체화 생성물은 냉각기(73) 내에 유입된다. 이 냉각기는 리브(74)를 통해 순환하는 냉각수에 의해 냉각된다. 신속한 냉각에 의해, 생성가스로부터 열분해 수지로 알려져 있는 액체 탄화수소 및 물이 응축되고, 상기 탄화수소 및 물은 냉각기(73)의 하부(용기) 내에서 분리된다. 분리된 물은 배수밸브(76)을 통해 배출된다. 액상의 기체화 생성물(열분해 수지)은 덕트(75)를 통해 배출된다. 이 생성물은 예를 들면 보일러 연료의 대체물로서 사용될 수 있다. 생성가스의 비응축성 연소 성분은 도 7에 도시된 장치 내에서와 동일한 방식으로 열기체 반응기(68) 내에서 재연소된다.
공기로부터 암모니아를 제거하기 위해, 도 9에 도시된 장치를 사용할 수 있다. 이 장치는 도 4에 도시된 장치와 달리 예를 들면 시가지의 쓰레기를 수집하는 쓰레기 차에서 사용되는 것과 동일한 드럼형 수집기로서 사용되는 원통상 스웨브(swabs)를 구비하는 고정식 충전체(77)를 사용한다. 암모니아를 함유하는 공기는 장입유닛(11) 상에 장착된 공기 취입실(37) 및 드럼(1)의 천공벽(6)을 통해 유입된다. 드럼(1) 내에는 섹터 접근 통공(78)을 통해 충전체(77)가 사전에 설치되어 있다. 액체 세정제를 수용하는 탱크(39)로부터 희석된 질산용액이 탭(40)을 통해 드럼(1) 내에 유입된다. 충전체(77)의 필라멘트의 표면 상에 공급되는 상기 질산용액은 세정 대상의 공기류와 함께 유입되는 암모니아와 반응한다. 공기류는 공기 취입실(37)로부터 드럼(1)의 축선을 따라 공기 배출실(41)을 통해 공기팬(27)까지 유동한다. 세정제와 암모니아 사이의 상호작용의 시간을 연장시키기 위해, 드럼의 저면 상에 축적된 액체(79)를 블레이드(80)로 상승시키고, 양자는 충진체의 필라멘트를 따라 다시 하방으로 유동함과 동시에 드럼의 축선을 따라 공기류와 함께 천공벽(8)까지 이송된다. 질산과 암모니아 사이의 반응에 의해 질산 암모니아 용액에 생성되고, 이것은 천공벽(8)을 통해 배액실(42) 내로 유입된다.
따라서, 본 발명의 방법 및 장치에 의해 농업, 목재가공업 및 기타 산업에서 발생되는 고체, 액체 또는 기체상 폐기물을 처리하여 시장성이 있는 생성물로 변환시킬 수 있는 상이한 유형의 폐기물을 처리하는 기술 및 본 발명의 방법을 실행하도록 구성된 다목적 장치를 창안하는 것이 가능하다.

Claims (18)

  1. 통로 개구를 구비한 구획벽에 의해 다수의 섹션으로 구획되는 드럼형 장치 내에서 물질을 처리하기 위한 다목적 방법으로서, 상기 장치 내에 원료 물질, 불활성 충진체, 및 기체상 제제를 공급하는 단계; 상기 장치를 작동시키는 단계; 및 상기 장치를 통해 가스류를 생성하는 단계를 포함하는 방법에 있어서, 상기 방법이 상기 장치의 일부의 섹션 또는 전체의 섹션에 상기 통로 개구의 레벨 보다 높은 레벨까지 불활성 충진체를 충진하는 단계; 소정의 속도로 제어하는 모드와 소정의 시간 동안 제어하는 모드 중 적어도 하나 이상의 제어 모드로, 원료 물질이 낙하와 유출 중 적어도 하나 이상으로 되도록 하고, 그 결과 이 원료물질을 불활성 충진체의 표면들의 사이와 충진체 자체 중 적어도 하나 이상을 통해 이동시키는 활성영역을 가스류의 경로 상에 형성하는 단계; 원료 물질 및 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간과 강도 중 적어도 하나 이상을 제어하는 단계로 구성되는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 활성영역의 형상과 치수는,
    드럼의 특정의 운동 조건,
    드럼 축선의 경사도,
    불활성 충진체의 형상,
    불활성 충진체의 치수,
    불활성 충진체의 물질,
    드럼의 내부의 섹션의 개수,
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 개수,
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 면적,
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 형상,
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 치수 및
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 위치
    중 선택되는 적어도 하나 이상에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 드럼의 연속 회전의 경우 상기 활성영역 내의 원료 물질의 체류시간과 이동속도 중 적어도 하나 이상은 드럼의 회전속도를 변화시키는 것에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 활성영역 내의 원료 물질의 체류시간과 이동속도 중 적어도 하나 이상은,
    드럼의 회전방향을 역전시키는 것,
    드럼의 회전의 지속시간을 변화시키는 것 및
    드럼의 맥동 회전시 회전 상과 회전 상 사이의 일시 정지시간을 조절하는 것 중 적어도 하나 이상에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 활성영역 내의 원료 물질의 체류시간과 이동속도 중 적어도 하나 이상은,
    불활성 충진체의 형상,
    불활성 충진체의 치수 및
    불활성 충진체의 물질
    중 선택하는 적어도 하나 이상에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 활성영역 내의 원료 물질의 체류시간과 이동속도 중 적어도 하나 이상은,
    드럼의 내부의 섹션의 개수,
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 개수,
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 면적,
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 형상,
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 치수 및
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 위치
    중 선택하는 적어도 하나 이상에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간과 강도 중 적어도 하나 이상은,
    상기 드럼 내에 고체상태, 액체상태 또는 기체상태의 촉매 또는 흡착제의 형태의 활성성분을 도입하는 것에 의해 제어되고,
    상기 활성성분은 불활성 충진체의 내면, 불활성 충진체의 외면, 불활성 충진체들의 사이 및 불활성 충진체의 내부 중 적어도 하나 이상에 적용될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 활성영역 내에서의 원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간과 강도 중 적어도 하나 이상은,
    드럼의 내부의 섹션의 개수,
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 개수,
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 면적,
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 형상,
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 치수 및
    드럼의 인접 섹션들 사이의 구획벽에 형성되는 통로 개구의 위치 중 선택하는 적어도 하나 이상에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 활성영역 내에서의 원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간과 강도 중 적어도 하나 이상은,
    기체상 제제의 흐름 헤드(head of the flow) 또는 기체상 제제의 유속 또는 기체상 제제의 유량 중 선택되는 어느 하나에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 활성영역 내에서의 원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간과 강도 중 적어도 하나 이상은,
    드럼의 불활성 충진체의 충진도,
    드럼의 각 섹션 내의 불활성 충진체의 충진도,
    불활성 충진체의 침투성(permeability),
    불활성 충진체의 치수,
    불활성 충진체의 형상 및
    불활성 충진체의 물질 중 선택하는 적어도 하나 이상에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 활성영역 내에서의 원료 물질과 기체상 제제 사이의 상호작용의 지속시간과 강도 중 적어도 하나 이상은 드럼을 통과하는 불활성 충진체의 순환속도를 변경하는 것에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 불활성 충진체로 충진되고, 통로 개구를 구비하는 횡방향 구획벽에 의해 다수의 섹션으로 종향향으로 구획된 드럼형 장치로서, 유입장치 및 유출장치 및 드럼을 구동시키기 위한 구동기구가 설치된 드럼형 장치에 있어서, 상기 드럼의 각 섹션 내에 상기 드럼의 임의의 작업 위치에서 횡방향 구획벽 내의 통로 개구의 연부의 레벨 이상의 레벨까지 불활성 충진체가 충진되고, 다수의 통공이 기체상 제제의 공급 및 방출을 위해 상기 드럼의 단부표면 또는 일측표면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼형 장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 장치에는 드럼을 구동하기 위한 조절이 가능한 구동기구가 설치되어 있고, 상기 구동기구는
    상기 드럼의 회전속도를 변화시키는 단계,
    상기 드럼의 회전방향을 역전시키는 단계,
    상기 드럼의 각 변위를 소정의 각도로 변화시키는 단계 및
    운동경로 내의 특정의 시간주기에 대해 드럼을 정지시키는 단계 중 선택하는 적어도 하나 이상의 작동을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 드럼형 장치.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 드럼의 다수의 섹션에는 횡방향 구획벽 상에 장착되는 쉐이크-오프 판이 설치되는 것을 특징으로 하는 드럼형 장치.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 드럼의 다수의 섹션에는 드럼의 내면 상에 설치되는 분산 블레이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 드럼형 장치.
  16. 청구항 12에 있어서, 드럼의 섹션의 횡방향 구획벽 내의 통로 개구의 면적은 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 드럼형 장치.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상이한 공정을 위해 사용되는 불활성 충진체와 드럼의 상이한 섹션 내에서 사용되는 불활성 충진체 중 적어도 하나 이상은,
    상이한 형상, 치수 및 물질 중 적어도 하나 이상으로 제조되는 것을 특징으로 하는 드럼형 장치.
  18. 청구항 12에 있어서, 상기 불활성 충진체는 천공된 표면을 구비하는 중공 캡슐로 제조되고,
    이 캡슐의 내부에 불활성 물질의 입자와 활성성분의 입자 중 적어도 하나 이상이 수용되는 것과, 활성성분이 캡슐의 내면과 외면 중 적어도 하나 이상에 적용되는 것 중 적어도 하나 이상이 이루어지는 것을 특징으로 하는 드럼형 장치.
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