KR101334954B1

KR101334954B1 - 하수슬러지 폐기물 처리설비에서의 보일러의 증기공급 및 회수시스템

Info

Publication number: KR101334954B1
Application number: KR1020110005636A
Authority: KR
Inventors: 김형태; 홍성길
Original assignee: 에이치투더블유티이 주식회사
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2013-11-29
Also published as: KR20120084228A

Abstract

본 발명은 하수슬러지 폐기물 처리설비에서의 보일러의 증기열공급 및 회수시스템에 관한 것을, 그의 주요 구성은, 보일러(110)와, 보일러(110)에서 생성되는 스팀을 받아 소요처로 공급하는 스팀헤더(106)와, 스팀헤더(106)로 부터 스팀을 공급받아 보일러(110)로 증기를 보내어 보일러 내의 그을음을 제거하도록 하는 슈트블로워(300)와, 스팀헤더(106)와 연결되어 스팀소요처로 스팀을 이송시켜주는 배관(77)과, 일단은 상기 배관(77)에 연결되고 타단은 습식세정탑과 연결되어 습식세정탑 내의 배기가스를 감습 및 건조시켜 백연을 방지하도록 하는 백연방지열교환기(111)와, 상기 배관(77)에 의하여 증기가 공급되어 증기에 의한 간접 가열을 하는 건조기(40)와, 건조기(40)로 부터 회수되는 습증기를 응축 저장하는 응축수탱크(112)와, 응축수탱크로 부터 들어온 응축수가 탈기기펌프(113)에 의하여 공급되어 탈기하는 탈기기(114)와, 탈기기(114)와 연결되는 보일러 급수펌프(115)와, 일단은 보일러급수펌프(115)와 연결되고 타단은 보일러(110)와 연결되는 절탄기(116)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 보일러(110)에는 열풍건조기열교환기(310)가 연결되어, 보일러(110)에서 발생되는 고온의 배기가스를 이용하여 열풍건조기로 열풍을 공급하도록 구성한 것을 특징으로 하며, 상기한 배관(77)과 백연방지열교환기(111)는 탈기기(114)와 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

하수슬러지 폐기물 처리설비에서의 보일러의 증기공급 및 회수시스템{STEAM SUPPLY AND RECOVERY SYSTEM OF BOILER IN SLUDGE TREATING APPARATUS}

본 발명은 생활 하수 슬러지를 건조 및 탄화 처리는 시설에 설치되는 보일러의 가동 시스템에 관한 것으로, 특히 보일러의 생성 증기와 열을 효율적으로 활용 할 수 있는 보일러 열원의 효율적인 활용 시스템에 관한 것이다

종래의 하수슬러지 처리시설에서 효율적인 열관리가 되지 못하여 불필요한 열원의 소비가 심하였다

예를 들어, 폐슬러지를 건조 및 탄화 처리할 때 생성되는 가스는 연소 가능한 가스임에 불구하고 이를 활용하지 못하고 폐가스로 배기시키는 경우가 있으며, 또한 전체적 시스템이 효율적으로 열관리가 되지 못하는 구성으로 되어 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 보일러(110)의 작동에 의하여 슬러지 건조 설비를 비롯한 여러 설비들에게 공급되는 증기 및 그 발생 에너지들의 효율적인 활용 시스템을 개발하여 매우 효율적인 하수처리 설비가 구축될 수 있도록 하였다

본 발명의 주요 구성은, 보일러(110)와, 보일러(110)에서 생성되는 스팀을 받아 소요처로 공급하는 스팀헤더(106)와, 스팀헤더(106)로 부터 스팀을 공급받아 보일러(110)로 증기를 보내어 보일러 내의 그을음을 제거하도록 하는 슈트블로워(300)와, 스팀헤더(106)와 연결되어 스팀 소요처로 스팀을 이송시켜주는 배관(77)과, 일단은 상기 배관(77)에 연결되고 타단은 습식세정탑과 연결되어 습식세정탑 내의 배기가스를 감습 및 건조시켜 백연을 방지하도록 하는 백연방지열교환기(111)와, 상기 배관(77)에 의하여 증기가 공급되어 증기에 의한 간접 가열을 하는 건조기(40)와, 건조기(40)로 부터 회수되는 습증기를 응축 저장하는 응축수탱크(112)와, 응축수탱크로 부터 들어온 응축수가 탈기기펌프(113)에 의하여 공급되어 탈기하는 탈기기(114)와, 탈기기(114)와 연결되는 보일러 급수펌프(115)와, 일단은 보일러급수펌프(115)와 연결되고 타단은 보일러(110)와 연결되는 절탄기(116)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 보일러(110)에는 열풍건조기열교환기(310)가 연결되어, 보일러(110)에서 발생되는 고온의 배기가스를 이용하여 열풍건조기로 열풍을 공급하도록 구성한 것을 특징으로 하며, 상기한 배관(77)과 백연방지열교환기(111)는 탈기기(114)와 연결되는 것을 특징으로 한다

본 발명에 의하면, 생활 하수슬러지들을 건조시 보일러의 증기 열원을 이용하고, 또 폐하수 처리설비에서 각종 장치의 사용처에 보일러의 열원을 효율적으로 공급 및 재활용하도록 구성되어 에너지 절감 효율이 우수한 시스템을 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 보일러를 중심으로 한 증기열원의 공급 및 활용과 회수 시스템에 대한 개략 구성도

이하, 본 발명을 첨부 도면에 의거 상술한다

먼저, 본 발명에서 사용되는 보일러(110)는 수관식 보일러를 사용한다. 수관식 보일러는 드럼 직경이 작아 고압에 적합하며, 전열면적이 커 증기발생 시간이 단축되고 열회수율이 높고 고농도 분진에도 운전 효율이 우수하고 증발량이 많아 대용량에 적합하며, 보일러수의 순환이 빠르고 효율이 높으며 설치 면적이 작은 장점이 있다.

반면 노통 연관식 보일러도 사용될 수도 있으나 증발속도는 빠르나 스케일 부착이 쉽고 구조가 복잡하여 청소 및 수리검사가 곤란하며, 고압보일러나 대용량에는 부적합하며 설치면적이 큰 단점도 있어 바람직하지 못하다.

보일러(110)의 열공급 시스템은 다음과 같다

하수 슬러지를 건조하는데 사용되는 건조기(40)에서는 매우 높은 온도의 열이 회수될 수 있는데 건조기(40)의 출구 온도는 섭씨 약 167도 정도이어서, 고온의 응축수를 응축수 탱크(112)로 회수하여 탈기기펌프(113)에 의하여 탈기기(114)로 보내져 탈기기(114)에서 탈기된 후, 그리고 보일러 급수펌프(115)로 보내어진 후 절탄기(116)를 거쳐 보일러(110)로 들어간다. 이와 같이 고온의 응축수를 회수하여 보일러(110)에 재활용되므로 열회수율이 높고 에너지 절감효과가 매우 높다.

응축수탱크(112)는 연수기(118)와 연결되어 연수주입펌프(119)에 의하여 공급되어 보일러 수질을 양호하게 한다. 연수기(118)는 양이온 교환수지를 이용하여 원수 중이 칼슘과 마그네슘 등의 경도 성분을 제거하여 연수를 생성 공급하여 배관설비 및 보일러 관내에 스케일이 형성되지 않토록 한다

상기 구성에 의하면 건조기(40)에서 회수되는 열량이 커 보일러수의 온도를 크게 높일 수 있어 그에 따라 증기 발생량이 많아 에너지 회수 효율을 극대화할 수 있다.

보일러(110)에서 생성된 증기는 스팀헤더(106)로 보내어져 필요한 곳으로 증기가 보내어진다. 스팀헤더(106)에서 분기되는 배관(77)에는 슈트블로워(300)와 연결하여 증기의 일부를 도출하여 보일러(110)로 송급한다

슈트블로워(300)를 설치하는 이유는 보일러(110) 내에 증기 또는 에어를 내뿜어 보일러(110) 내에 생성된 그을음을 제거하기 위한 것이다

배관(77)은 또한 탈기기(114)와 연결되고, 백연방지기(111)에도 연결되어 열교환을 하도록 한다. 백연방지기(11)는 습식세정탑의 굴뚝에 설치되는 것으로 굴뚝 내부에 증기에 의한 배기가스의 가열로 굴뚝 밖으로 백색연기(백연)가 나는 것을 방지하기 위한 것이다. 다기말해, 배기가스가 대기의 온도와 습도 차로 인해 발생하는 백연을 방지하기 위한 것이다. 백연방지기(111)는 배기가스를 가열하여 감습 및 건조 효과를 주므로, 대기온도가 섭씨 0도 정도까지 되어도 백연을 방지할 수 있다

또한 보일러(110)의 증기 열원은 배관(77)을 통하여 기타 여열을 이용하는 설비에 사용되고 그리고 건조기(40)로 들어간다. 건조기(40)에서 회수되는 증기는 응축수탱크(112)로 회수되어 앞서 설명한 바와 같이 탈기기펌프(113), 탈기기(114)를 거쳐 보일러(110)로 회수 공급된다. 그리고 보일러(110)에서 배기되는 뜨거운 공기는 열풍건조기열교환기(310)로 보내어져 열풍건조를 요하는 필요처에 열풍을 공급할 수 있다

예를 들어, 폐기물을 건조할 필요가 있는 경우, 이 열풍건조기열교환기(310)에서 열교환된 뜨거운 공기로 건조시킬 수 있다. 그리고 그 열풍은 탈기기(114)로 보내어져 습공기의 탈기에 사용된다

참고로, 건조기(40)에는 건조 열원으로 스팀이 스팀주입구를 통하여 제공되는 바, 보일러(110)에서 발생되는 증기를 이용하여 스팀 컨트롤밸브로 스팀량 조절하여 건조 온도를 제어할 수 있으며, 건조 성능을 함수율 100% 경우 70%까지 제거 가능하다. 건조 후의 슬러지의 함수율은 약 10% 이하로 조절 가능하여 후속 공정인 탄화공정에서 탄화 가능한 함수율로 건조 가능하다

본 발명에서 사용하는 슬러지 건조기(40)는 패들(paddle)형식을 사용하지 않고 디스크 형식을 사용한다. 패들 형식은 구동 구조가 복잡하고 동력소모가 크며 유지보수가 불편하며 피건조물과 마찰하는 패들 선단면이 넓어 마모에 취약하며, 1개소 열공급으로 온도분포가 불균일하고 응축수 배출이 어렵기 때문에 바람직하지 못하다

본 발명에서 사용되는 디스크 타입의 슬러지 건조기(40)는 1축상에 원형디스크가 배열된 구조로, 구동부가 소형이고 소요동력이 크지 않으며 내부에 설치되는 디스크 끝면 엔드링 취부로 마찰에 의한 내모마성이 우수하고, 배기가스량이 적고 먼지가 적게 발생하며 2 개소 열원 분할 공급이 가능하여 전열 효과가 우수하고 과열방지할 수 있다. 그리고 건조 중 고형화 방지 및 분말 건조화가 가능하고 내부 진공 건조 방식으로 악취 유출을 방지할 수 있다

디스크식 건조기(40)의 건조 원리는 고입의 스팀이 유입되어 건조 열원으로 사용되며 간접 전도열에 의해 투입된 슬러지를 건조시킨다

건조기(40)에서 건조되는 슬러지는 이미 상기에서 언급한 바와 같이, 예를들어 함수율 78.85%를 함수율 10%까지 낮출 수 있다. 즉 건조 처리능력이 60% ~ 70% 정도 건조 가능하다.

40 건조기 77 배관
106 스팀헤더 110 보일러
111 백연방지열교환기 112 응축수탱크
113 탈기기펌프 114 탈기기
115 보일러급수펌프 116 절탄기
118 연수기 119 연수주입펌프
300 슈트블로워

Claims

보일러(110)와,
보일러(110)에서 생성되는 스팀을 받아 소요처로 공급하는 스팀헤더(106)와,
스팀헤더(106)로 부터 스팀을 공급받아 보일러(110)로 증기를 보내어 보일러 내의 그을음을 제거하도록 하는 슈트블로워(300)와,
스팀헤더(106)와 연결되어 스팀소요처로 스팀을 이송시켜주는 배관(77)과,
일단은 상기 배관(77)에 연결되고 타단은 습식세정탑과 연결되어 습식세정탑 내의 배기가스를 감습 및 건조시켜 백연을 방지하도록 하는 백연방지열교환기(111)와,
상기 배관(77)에 의하여 증기가 공급되어 증기에 의한 간접 가열을 하는 건조기(40)와,
건조기(40)로 부터 회수되는 습증기를 응축 저장하는 응축수탱크(112)와,
응축수탱크로 부터 들어온 응축수가 탈기기펌프(113)에 의하여 공급되어 탈기하는 탈기기(114)와,
탈기기(114)와 연결되는 보일러 급수펌프(115)와,
일단은 보일러급수펌프(115)와 연결되고 타단은 보일러(110)와 연결되는 절탄기(116)를 포함하며,
상기한 보일러(110)에는 열풍건조기열교환기(310)가 연결되어, 보일러(110)에서 발생되는 고온의 배기가스를 이용하여 열풍건조기로 열풍을 공급하도록 구성하고,
상기한 배관(77)과 백연방지열교환기(111)는 탈기기(114)와 연결되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 폐기물 처리설비에서의 보일러의 증기공급 및 회수시스템
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