KR101481759B1 - Apparatus for drying sewage sludge by vaccum and method for manufacturing solid fuel with sewage sludge by vaccum - Google Patents
Apparatus for drying sewage sludge by vaccum and method for manufacturing solid fuel with sewage sludge by vaccum Download PDFInfo
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Abstract
Description
본 발명은 진공을 이용한 하수 오니 건조 장치 및 하수 오니 고형연료화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sewage sludge drying apparatus using a vacuum and a sewage sludge solid fueling method.
종래에 주로 하수 처리 공정에서 발생하는 오니는 해양 투기나 매립 처리되고 있었다. 그러나, 환경 보호를 위해 해양 투기가 금지되고 있고, 매립지도 한정되고 있어 처분이 점점 곤란해지고 있다.Conventionally, sludge generated mainly in a sewage treatment process has been subjected to marine dumping or landfilling. However, marine dumping is prohibited in order to protect the environment, landfill sites are limited, and disposal is becoming increasingly difficult.
그래서, 매립지의 수명연장을 위해 오니를 소각해서 감용화(減容化)하여 소각재를 매립하거나 건조 오니로 해서 토양 개량용으로 이용되고 있다.So, in order to extend the life of the landfill, the sludge is incinerated to reduce the volume of the sludge so that the ash is buried or dried sludge is used for soil improvement.
일반적인 하수 오니의 경우 함수율 100~90% 정도까지는 액체 형상으로 유동성이 높고 점성이 낮다. 함수율이 90~85% 정도의 경우에는, 슬러리 형상으로 점성이 높고 유동성이 나빠지지만 액체 형상이다. 함수율이 85~75%정도로 되면, 페이스트 상태로 유동성은 없어지지만 온도를 높이면 슬러리 상태에 가까워진다. 또한, 함수율이 75% 이하로 되면, 고형물의 양상을 나타내는 케이크 상태로 되어 조립(造粒)되기 쉬워진다. 함수율이 30% 이하에서는 분체(粉體)에 가까운 형상으로 된다.In the case of general sewage sludge, the liquid content is high up to a water content of about 100 to 90%, and the viscosity is low. When the water content is about 90 to 85%, the slurry is in a liquid state although its viscosity is high and its fluidity is bad. When the water content is about 85 to 75%, the fluidity disappears in the paste state, but when the temperature is raised, it becomes closer to the slurry state. Further, when the water content is 75% or less, it becomes a cake state showing a state of a solid, and it becomes easy to granulate. When the water content is 30% or less, the shape becomes close to powder.
탈수된 오니 등은 함수율이 85%~75%로 높고, 취급이 불편하기 때문에 건조 처리해서 함수율을 40% 이하로 하여 처리하는 것이 일반화되어 있다. 이러한 오니를 건조하는 건조기는, 고온공기를 취입하여 건조시키는 기류 건조기나 증기재킷에 증기를 충만하고 증기의 잠열을 이용하여 오니 중의 물을 증발 건조시키는 간접가열 건조기가 일반적으로 사용되고 있다.It is general that the dehydrated sludge or the like has a moisture content as high as 85% to 75% and is inconvenient to handle, so that it is subjected to a drying treatment so that the water content becomes 40% or less. Such a drier for drying sludge is generally used as an indirect heat dryer in which steam is filled in an air stream dryer or a steam jacket for blowing hot air and dried, and the water in the sludge is evaporated and dried using latent heat of steam.
이들 건조기에서는, 건조되는 오니가 작게 조립화(造粒化)되어 표면적이 클수록 열전달이 효율적으로 이루어진다. 건조되는 오니의 함수율이 높은 경우에는오니가 작게 조립화되기 어렵기 때문에, 오니의 표면만이 건조되어 오니 내부의 수분이 증발되지 않고, 건조기 내부가 오니로 폐쇄되어 건조기를 운전할 수 없게 되는 문제점이 있다.In these dryers, the sludge to be dried is small granulated, and the larger the surface area, the more efficient the heat transfer. When the moisture content of the dried sludge is high, the sludge is hardly granulated so that only the surface of the sludge is dried and the inside of the sludge is not evaporated and the inside of the dryer is closed with the sludge, have.
일반적으로, 하수 처리에서 발생하는 잉여 오니는 함수율이 99% 정도이며, 오니 탈수기로 기계적으로 물을 짜내서 함수율을 80% 전후로 하고 나서 건조기에 오니를 투입하여 건조 처리를 행하고 있다.Generally, the surplus sludge generated in the sewage treatment has a water content of about 99%, and the sludge is mechanically squeezed with a sludge dehydrator to bring the water content to about 80%, and then the sludge is added to the drier to perform the drying treatment.
그러나, 일반 가정의 식사가 고칼로리로 되고 있기 때문에, 하수 처리에서 발생하는 잉여 오니의 유기물 농도가 해마다 높아지고 있어, 탈수 성능이 저하하고 탈수 케이크(cake)의 함수율이 높아지는 경향이 있다. 이로 인해, 탈수 케이크를 직접 건조기에 투입해도 안정적인 운전을 할 수 없게 되는 경우가 발생하고 있다.However, since a meal of a general household becomes high-calorie, the concentration of the organic matter of the excess sludge generated in the sewage treatment increases year by year, so that the dewatering performance is lowered and the water content of the dewatered cake tends to increase. As a result, even if the dewatering cake is directly put into the dryer, stable operation can not be performed.
이러한 경우에는, 피건조물의 표면을 저함수율의 소각재나 건조 오니로 덮거나, 전면에 바르거나 하여 피건조물이 장치 내부에 부착되는 것을 방지하고 있다.In this case, the surface of the object to be dried is covered with an incineration material having a low moisture content or dried sludge, or is applied to the entire surface to prevent the object to be dried from being attached to the inside of the apparatus.
또한, 배출된 건조물의 일부를 건조기의 투입측에서 피건조 오니와 섞음으로써 피건조물의 점도를 낮춰서 분산성을 좋게 하고 있다. In addition, a portion of the dried dried material is mixed with the dried sludge at the input side of the drier, thereby lowering the viscosity of the dried object to improve dispersibility.
그러나, 이러한 방법은 건조기의 처리 능력이 저하될 뿐만 아니라, 배출된 건조물의 일부를 건조기의 투입측에 되돌리기 위한 설비로 인해 장치가 복잡해져서 설비 비용이 증대되는 문제점이 있었다.However, this method has a problem in that not only the processing capability of the dryer is lowered but also the equipment is complicated due to facilities for returning a part of the discharged dried material to the input side of the dryer, thereby increasing the facility cost.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 고함수율의 오니를 저비용으로 신속하고 효율적으로 건조하고 이를 고형연료화하는 것이 가능한 진공을 이용한 하수 오니 건조 장치 및 하수 오니 고형연료화 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a sewage sludge drying apparatus and a sewage sludge solid fuel making method using a vacuum capable of quickly and efficiently drying sludge having a high water content at a low cost and solidifying it into solid fuel There is a purpose.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 하수 오니 건조 장치는 하수 오니가 투입되는 호퍼; 상기 호퍼와 연결되고 수용공간을 갖는 건조로; 상기 건조로 내부에 설치되어 하수 오니를 상기 건조로의 후단부로 이송하는 이송 수단; 상기 건조로의 하부 공간에 배치되는 열매체유; 상기 열매체유를 가열하는 히터; 상기 건조로와 연결되어 상기 건조로 내부의 공기를 흡인하기 위한 진공 펌프; 상기 건조로와 상기 진공 펌프의 사이에 위치되고, 냉매가 유동하는 열교환배관이 형성되어 상기 건조로 내부로부터 흡인된 공기 중의 수증기를 응축시키는 콜드트랩; 을 포함하고, 상기 호퍼로 투입되는 하수 오니는 상기 건조로 내의 가열된 열매체유에 의한 열전달에 의해 수분이 제거되어 건조된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a sewage sludge drying apparatus comprising: a hopper into which sewage sludge is introduced; A drying furnace connected to the hopper and having a receiving space; Conveying means installed in the drying furnace to convey the sewage sludge to the rear end of the drying furnace; A heating medium oil disposed in a lower space of the drying furnace; A heater for heating the thermal oil; A vacuum pump connected to the drying furnace to suck air in the drying furnace; A cold trap disposed between the drying furnace and the vacuum pump and having a heat exchange pipe through which the refrigerant flows to condense steam in the air sucked from the drying furnace; And the sewage sludge which is introduced into the hopper is dried by removing moisture by heat transfer by the heated heat medium oil in the drying furnace.
또한, 상기 건조로의 후단부와 연결되어 건조된 하수 오니를 분쇄하는 분쇄기; 상기 분쇄기와 연결되어 하수 오니를 펠릿 형상으로 성형하는 펠릿 성형기; 를 더 포함한다.A crusher connected to the rear end of the drying furnace to crush the dried sewage sludge; A pellet molding machine connected to the crusher to mold the sewage sludge into pellets; .
또한, 상기 콜드트랩의 하부와 연결되어 상기 콜드트랩 내의 응축수를 여과시키는 세정조; 상기 진공 펌프와 연결되어 공기 중에 포함된 유분 등을 제거하는 오일 미스트 집진기; 상기 콜드트랩과 연결되고 팽창밸브와 압축기를 갖는 냉각장치; 를 더 포함한다. A washing tub connected to a lower portion of the cold trap to filter condensed water in the cold trap; An oil mist collector connected to the vacuum pump to remove oil or the like contained in the air; A cooling device connected to the cold trap and having an expansion valve and a compressor; .
또한, 상기 건조로의 하부에 위치되고 열매체유의 통과는 가능하지만 하수 오니는 통과되지 않게 하는 메쉬망; 을 더 포함한다.Also, a mesh net positioned below the drying furnace and capable of passing heat medium oil but not allowing sewage sludge to pass through; .
또한, 상기 건조로는 상기 건조로 내부를 기밀 가능하게 폐쇄하기 위해 상기 건조로의 전단에 배치되는 제1 게이트 밸브와, 상기 건조로의 후단에 배치되는 제2 게이트 밸브를 포함한다. The drying furnace includes a first gate valve disposed at a front end of the drying furnace to airtightly close the inside of the drying furnace, and a second gate valve disposed at a rear end of the drying furnace.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 하수 오니 건조 장치는 하수 오니가 투입되는 호퍼; 상기 호퍼의 하부와 연결되고 수용공간을 갖는 건조로; 상기 건조로의 하부 공간에 배치되는 열매체유; 상기 열매체유를 가열하는 히터; 상기 건조로와 연결되어 상기 건조로 내부의 공기를 흡인하기 위한 진공 펌프; 상기 건조로와 상기 진공 펌프의 사이에 위치되고, 냉매가 유동하는 열교환배관이 형성되어 상기 건조로 내부로부터 흡인된 공기 중의 수증기를 응축시키는 콜드트랩; 을 포함하고, 상기 건조로로 투입된 하수 오니는 상기 건조로 내의 가열된 열매체유에 의한 열전달에 의해 수분이 제거되어 건조된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a sewage sludge drying apparatus comprising: a hopper into which sewage sludge is introduced; A drying furnace connected to a lower portion of the hopper and having a receiving space; A heating medium oil disposed in a lower space of the drying furnace; A heater for heating the thermal oil; A vacuum pump connected to the drying furnace to suck air in the drying furnace; A cold trap disposed between the drying furnace and the vacuum pump and having a heat exchange pipe through which the refrigerant flows to condense steam in the air sucked from the drying furnace; And the sewage sludge introduced into the drying furnace is dried by removing moisture by heat transfer by the heated heat medium oil in the drying furnace.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 하수 오니 고형연료화 방법은 하수 오니를 건조로에 투입하는 단계; 진공펌프에 의해 상기 건조로 내부의 공기를 흡인하는 단계; 상기 건조로의 하부 공간에 배치되는 가열된 열매체유에 의한 열전달로 상기 하수 오니의 수분을 제거하는 단계; 수분이 제거된 상기 하수 오니를 분쇄기에서 분쇄하는 단계; 분쇄된 상기 하수 오니를 펠릿 형상으로 성형하는 단계; 를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a sewage sludge solidification fueling method comprising the steps of injecting sewage sludge into a drying furnace; Sucking air inside the drying furnace by a vacuum pump; Removing moisture from the sewage sludge by heat transfer by heated heat medium oil disposed in a lower space of the drying furnace; Crushing the water-removed sewage sludge in a crusher; Molding the pulverized sewage sludge into a pellet shape; .
본 발명에 따르면, 하수 오니는 진공펌프에 의해 흡인되어 압력이 낮아진 건조로 내부에서 가열된 열매체유와 열교환되어 건조되므로 고함수율의 오니를 저비용으로 신속하고 효율적으로 건조할 수 있고, 진공펌프에 의해 증발된 수증기를 신속하게 외부로 배출할 수 있으면서, 건조된 오니를 펠릿 성형함으로써 고형연료화하는 것이 가능한 진공을 이용한 하수 오니 건조 장치 및 하수 오니 고형연료화 방법을 제공할 수 있다. According to the present invention, the sewage sludge is dried by heat exchange with the heating medium oil heated inside the drying furnace which is sucked by the vacuum pump and reduced in pressure, so that the sludge having a high water content can be dried quickly and efficiently at a low cost, It is possible to provide a sewage sludge drying apparatus using a vacuum and a sewage sludge solid fueling method capable of solidifying fuel by pelletizing the dried sludge while rapidly discharging the evaporated steam to the outside.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하수 오니 건조 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 하수 오니 건조 장치의 건조로 부분을 상세히 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1의 하수 오니 건조 장치에서 진공을 이용한 건조 과정을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 하수 오니 건조 장치에서 건조된 하수 오니가 펠릿 성형되는 과정을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1의 하수 오니 건조 장치에서 세정조를 상세히 도시하는 도면이다.
도 6은 도 1의 하수 오니 건조 장치에서 냉각 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하수 오니 고형연료화 방법을 설명하는 블록도이다. 1 is a view showing the construction of a sewage sludge drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view showing in detail the drying furnace portion of the sewage sludge drying apparatus of Fig. 1; Fig.
3 is a view for explaining a drying process using a vacuum in the sewage sludge drying apparatus of FIG.
4 is a view for explaining the process of pelletizing the sewage sludge dried in the sewage sludge drying apparatus of FIG.
FIG. 5 is a view showing the washing tub in detail in the sewage sludge drying apparatus of FIG. 1; FIG.
Fig. 6 is a view for explaining the configuration of a cooling apparatus in the sewage sludge drying apparatus of Fig. 1;
7 is a block diagram illustrating a sewage sludge solidification fueling method according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same reference numerals in the drawings denote like elements throughout the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공을 이용한 하수 오니 건조 장치(이하, 하수 오니 건조 장치)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2는 도 1의 하수 오니 건조 장치의 건조로 부분을 상세히 도시하는 도면이다. 도 3은 도 1의 하수 오니 건조 장치에서 진공을 이용한 건조 과정을 설명하는 도면이다. 도 4는 도 1의 하수 오니 건조 장치에서 건조된 하수 오니가 팰릿 성형되는 과정을 설명하는 도면이다. 도 5는 도 1의 하수 오니 건조 장치에서 세정조를 상세히 도시하는 도면이다. 도 6은 도 1의 하수 오니 건조 장치에서 냉각 장치의 구성을 설명하는 도면이다. Fig. 1 is a view showing the construction of a sewage sludge drying apparatus using vacuum (hereinafter, a sewage sludge drying apparatus) according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a view showing in detail the drying furnace portion of the sewage sludge drying apparatus of Fig. 1; Fig. 3 is a view for explaining a drying process using a vacuum in the sewage sludge drying apparatus of FIG. FIG. 4 is a view for explaining a process in which the sewage sludge dried in the sewage sludge drying apparatus of FIG. 1 is pelletized. FIG. 5 is a view showing the washing tub in detail in the sewage sludge drying apparatus of FIG. 1; FIG. Fig. 6 is a view for explaining the configuration of a cooling apparatus in the sewage sludge drying apparatus of Fig. 1;
상기 하수 오니 건조 장치(100)는 호퍼(110), 건조로(120), 이송수단(130), 열매체유(140), 히터(141), 진공 펌프(180), 콜드트랩(150), 세정조(170), 오일 미스트 집진기(185), 분쇄기(191), 펠릿 성형기(192) 등을 포함한다. The sewage
호퍼(110)는 하수 오니(이하, 오니)가 투입될 수 있도록 큰 입구를 갖는다. 호퍼(110)는 일반적으로 하부로 갈수록 폭이 줄어들지만, 오니(1)가 투입되어 하부로 이송될 수 있다면 이러한 형상으로 제한되지 않는다. 호퍼(110)에는 뚜껑(111)이 설치될 수 있다. The
호퍼(110) 하부에는 롤러부(112)가 배치될 수 있다. 롤러부(112)는 호퍼(110) 내에 배치되어 투입되는 오니를 일정한 형태로 성형하여 건조로(120)로 보내는 역할을 한다. 롤러부(112)는 한 쌍의 롤러로 형성되어, 롤러 사이로 오니를 이송시켜 일정한 두께로 만들 수 있다. 호퍼(110)에 투입되기 전에 오니(1)는 분쇄기 또는 압출기에서 일정한 형태로 성형되어 호퍼(110)로 투입될 수도 있다. A
건조로(120)는 호퍼(110)와 연결되고 내부에 수용공간을 갖는다. 건조로(120)는 호퍼(110)의 하부와 직접 연결되어, 호퍼(110)로 투입된 오니가 롤러부(112)를 통과하여 바로 건조로(120)로 낙하되도록 할 수 있다. 건조로(120)와 호퍼(110)는 분리되지 않고, 건조로(120)의 입구가 호퍼(110) 형태로 될 수도 있다. The
건조로(120)는 전단에 배치된 제1 게이트밸브(121)와, 후단에 배치된 제2 게이트밸브(122)를 포함할 수 있다. 제1 게이트밸브(121)와 제2 게이트밸브(122)는 건조로(120) 내부를 기밀 가능하게 폐쇄할 수 있다. 건조로(120) 내부로 오니(1)가 투입될 때는, 제1 게이트밸브(121)는 개방된 상태가 되고, 제2 게이트밸브(122)는 폐쇄된 상태가 될 수 있다. The
이송수단(130)은 건조로(120)로 내부에 설치되어 오니(1)를 건조로(120)의 후단부로 이송한다. 이송수단(130)은 이송 스크류로 구성될 수 있다. 이송수단(130)은 축(131)이 모터(132)에 의해 회전되어 오니를 건조로(120)로 후단부로 이송하는 구조를 가질 수 있다. The transfer means 130 is installed inside the
열매체유(140)는 건조로(120)의 하부 공간에 배치되고, 히터(141)에 의해 가열된다. 열매체유(140)는 폐식용유, 콩기름, 들기름, 중유, 경유 등이 될 수 있고, 바람직하게는 폐식용유가 될 수 있다. 열매체유(140)의 온도는 110℃ 이상, 바람직하게는 140 내지 160℃가 될 수 있다. 오니 중에 포함된 수분을 신속하게 수증기화시키기 위해서는 열매체유(140)의 온도가 140℃ 이상이 되는 것이 좋고, 열매체유(140)의 온도가 160℃ 이상이 되면 투입되는 열량 대비 오니의 건조 효율이 충분히 상승하지 않아 비경제적으로 된다. 열매체유(140)의 온도는 오니(1)의 투입량, 오니(1)의 성분 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. The
오니(1)의 건조과정에서 열매체유(140) 중에 수분이 포함될 수 있다. 열매체유(140) 중에 포함된 수분을 분리하기 위해, 건조로(120) 하부는 유수분리기(144)와 연결될 수 있다. 일정량의 오니(1)가 건조된 후, 열매체유(140)는 밸브(143)를 통해 유수분리기(144)로 들어가서, 열매체유(140) 중에 포함된 수분을 분리할 수 있다. 유수분리는 물과 기름의 비중의 차이를 이용하거나 원심분리 방식으로 이루어질 수 있다. 분리된 수분은 드레인밸브(145)를 통해 저수조(146)에 수용되고, 순수한 열매체유(140)는 밸브(148)가 개방된 상태에서 펌프(147)를 이용하여 다시 건조로(120) 내부로 공급될 수 있다. In the drying process of the sludge (1), water may be contained in the thermal oil (140). In order to separate moisture contained in the
진공 펌프(180)는 건조로(120) 내부의 공기를 흡인하여 건조로(120) 내부를 1기압 보다 낮은 압력으로 만든다. 도 3에 도시된 바와 같이, 진공펌프(180)가 흡인 작용을 할 때, 제1 게이트밸브(121)와 제2 게이트밸브(122)는 모두 폐쇄된 상태가 된다. The
진공 펌프(180)는 건조로(120)에 연결된 연결관(123)을 통해 건조로(120) 내의 공기를 흡인할 수 있다. 진공 펌프(180)에 의해 흡인된 공기는 연결관(123)을 통해 콜드트랩(150)를 통과한 후, 콜드트랩(150)와 연결된 연결관(181)을 통해 흡인될 수 있다. 진공 펌프(180)는 예를 들어, 수봉식 진공 펌프를 사용할 수 있다. The
오니(1) 중에 포함된 수분은 대기압 하에서는 100℃에서 증발되지만, 건조로(120) 내의 압력이 낮아지면 증발되는 온도가 낮아지게 된다. 예를 들어, 92.51 mmHg에서는 50℃에서 증발되고, 4.58 mmHg에서는 0℃에서 증발이 일어난다. 본 실시예에서, 건조로(120) 내에 가해지는 진공의 정도는 오니(1)의 상태에 따라 적절히 선택할 수 있다. Moisture contained in the
본 발명에서는 진공 펌프(180)에 의해 건조로(120) 내의 압력을 낮춤으로써 오니(1) 중에 포함된 수분이 100℃ 이하, 예를 들어 50℃에서 증발되도록 할 수 있다. 또한, 진공펌프(180)는 증발된 수증기가 건조로(120) 외부로 잘 배출될 수 있도록 한다. In the present invention, by reducing the pressure in the drying
진공 펌프(180)에 의해 건조로(120) 내의 압력이 낮아진 상태에서, 오니는 건조로(120) 내에서 이송수단(130)에 의해 이송되면서 가열된 열매체유(140) 위를 지나게 된다. 그에 따라, 오니 중에 포함된 수분은 가열된 열매체유(140)에 의한 열전달로 바로 수증기화된다. The sludge is conveyed by the conveying means 130 in the drying
오니(1) 중에 포함된 수분은 수증기화되어 건조로(120) 위로 상승하고, 이러한 수증기는 진공펌프(180)의 흡인작용에 의해 연결관(123)을 통해 콜드트랩(150)를 통과하면서 응축될 수 있다. The moisture contained in the
열매체유(140)는 덩어리져 있는 오니의 표면뿐만 아니라 내부로 침투하여 내부에 있는 수분도 신속하게 수증기화시킬 수 있다. 열매체유(140)를 지난 오니는 기름에 튀겨지는 것처럼 바삭한 형태로 될 수 있다. 그에 따라, 종래에 오니가 점성에 의해 장치 내에 부착되는 것과 같은 문제점이 발생되지 않는다. The
종래에 증기에 의한 오니 건조 방법은 건조 비용이 많이 들면서 표면만 건조되어 건조 후에도 오니 중에 상당한 양의 수분이 포함된다는 문제점이 있었다. 또한, 점성을 갖는 오니가 장치 내에 부착되는 것을 방지하기 위해 건조되는 오니의 표면을 저함수율의 소각재나 건조된 오니로 덮는 공정이 추가되는 경우 장치가 복잡해져서 설비 비용이 증대되는 문제점이 있었다.Conventionally, the method of drying the sludge by steam has a problem in that a considerable amount of moisture is contained in the sludge even after drying because the drying is costly and only the surface is dried. Further, when a step of covering the surface of the dried sludge with a low moisture content incineration ash or dried sludge is added in order to prevent the sludge having viscosity from being adhered to the apparatus, the apparatus becomes complicated and the facility cost is increased.
이와 달리, 본 발명의 열매체유(140)에 의한 오니 건조 방법은 저비용으로, 신속하게 오니 중에 포함된 수분을 완전히 제거할 수 있게 한다. On the contrary, the sludge drying method using the
메쉬망(142)은 건조로(120)의 하부에 위치되고 열매체유(140)의 통과는 가능하지만 오니는 통과되지 않게 한다. 그에 따라, 오니에 열을 전달한 열매체유(140)는 메쉬망(142)을 통해 하부로 빠질 수 있어, 건조된 오니 중에 포함된 열열매체유(165) 성분을 조절할 수 있다. 메쉬망(142)은 이송 스크류(130)의 하부에 위치될 수 있다. 이송수단(130), 열매체유(140), 메쉬망(142)의 배치는 당업자가 필요에 따라 적절히 선택 또는 변경할 수 있다. The
도 3에서, 진공 펌프(180)에 의해 건조로(120) 내부를 흡인하면, 건조로(120) 내의 오니 중에 포함된 수분은 증발하여 콜드트랩(150)을 통과하게 된다. 콜드트랩(150)은 건조로(120)와 진공 펌프(180) 사이에 위치한다. 3, when the inside of the drying
콜드트랩(150) 내에는 냉매가 유동하는 열교환배관(151)이 형성된다. 건조로(120)로부터 흡인된 공기 중에 포함된 수증기는 열교환배관(151)을 지나면서 냉매와 열교환되어 응축된다. 열교환배관(151)에는 다수의 전열부재(152)가 부착될 수 있다. 콜드트랩(150) 내의 온도는 예를 들어, 0℃~6℃ 정도가 될 수 있다. In the
콜드트랩(150)에서 응축된 응축수는 콜드트랩(150)의 하부에 모이게 되고, 콜드트랩(150)의 하부는 세정조(170)와 연결될 수 있다. 세정조(170)는 응축수 중에 포함된 오염물질을 여과시켜 응축수를 정화하는 역할을 한다. The condensed water condensed in the
도 5를 참조하면, 세정조(170)에는 상부에서부터 차례로 활성탄층(171), 여과 매체층(172), 자갈층(173), 모래층(174)이 적층될 수 있다. 여과 매체층(172)은 응축수 중에 포함된 고체입자를 포집하는 다공성 물질일 수 있으며, 섬유, 부직포, 여과지, 다공성 금속 또는 플라스틱 등으로 구성될 수 있다. 5, an
응축수 중에 포함된 고체입자는 활성탄층(171), 여과 매체층(172), 자갈층(173), 모래층(174)을 차례로 통과하면서 흡착될 수 있고, 이러한 과정을 통해 정화된 응축수는 저수조(176)로 들어가 저장될 수 있다. 저수조(176)에 저장된 물은 방류되거나 세척 등의 용도로 사용될 수 있다. The solid particles contained in the condensed water can be adsorbed while passing through the activated
진공 펌프(180)에 의해 건조로(120) 내의 공기를 흡인하는 과정에서 공기 중에는 유분이나 각종 오염물질이 포함된다. 즉, 하수 오니 중에는 냄새를 유발하는 물질도 다수 포함되어 있어 그대로 공기 중으로 배기할 경우 환경 오염의 원인이 될 수 있다. 이를 위해, 오일 미스트 집진기(185)가 진공 펌프(180)와 연결되어 공기 중에 포함된 유분이나 오염 물질 등을 제거할 수 있다. In the process of sucking the air in the drying
오일 미스트 집진기(185) 내부에는 유분이나 오염 물질 등을 흡착할 수 있는 흡착 물질들이 배치된다. 또한, 공기 중에 포함된 수분도 함께 여과되어 오일 미스트 집진기(185)의 하부에 모이게 된다. 오일 미스트 집진기(185)의 하부에 모인 수분은 드레인코크(184)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 또한, 오염 물질이 제거된 공기는 배기관(186)을 통해 대기 중으로 배기될 수 있다. 오일 미스트 집진기(185)는 필요에 따라 생략될 수 있다. In the oil
도 6을 참조하면, 콜드트랩(150) 내의 열교환배관(151) 내로 냉매를 유동시키기 위해 냉각장치(160)가 배치된다. 냉각장치(160)는 열교환배관(151)과 연결되고 팽창밸브(162)와 압축기(161)를 포함한다. 이러한 열교환배관(151) 내를 유동하는 냉매의 냉각 사이클의 구성을 설명하면 다음과 같다. Referring to FIG. 6, a
팽창밸브(162)에서 팽창된 냉매는 압력이 낮아져서 콜드트랩(150) 내의 열교환배관(151)을 유동하게 된다. 이때, 냉매는 콜드트랩(150)을 통과하는 공기와 열교환되어 증발이 일어난다. 한편, 진공 펌프(180)에 의해 건조로(120)에서 흡인된 공기 중의 수증기는 콜드트랩(150) 내의 열교환배관(151)을 통과하면서 냉매와 열교환되어 응축수로 된다. The refrigerant expanded at the
열교환배관(151)을 통과하여 증발된 냉매는 압축기(161)에서 압축되어 일부는 액화된다. 다음에, 압축기(161)에서 압축된 냉매는 외기와 열교환하면서 열을 방출하고 응축되어 액체 냉매 상태가 된다. 응축된 냉매는 다시 팽창밸브(122)로 유입된다. 도면에서, 화살표는 냉매의 유동 경로를 나타낸다. The refrigerant evaporated through the
건조로(120) 내에서 진공펌프(180)에 의한 흡인 작용과 열매체유(140)에 의한 열전달로 오니(1)가 건조되고, 오니(1) 중에 포함된 수분이 연결관(123)을 통해 건조로(120) 외부로 배출되면, 제2 게이트밸브(122)가 개방되고 이송수단(130)에 의해 오니(1)는 건조로(120) 외부로 배출될 수 있다. The
건조로(120)를 빠져나온 오니는 분쇄기(191)를 통과하게 된다. 분쇄기(191)는 건조로(120)의 후단부와 연결되어 건조된 오니를 잘게 분쇄한다. 건조로(120)를 빠져나온 오니는 열매체유(140)에 의한 열전달로 수분이 제거되어 함수량이 거의 0%가 될 수 있다. The sludge exiting the drying
분쇄기(191)에서 분쇄된 오니는 펠릿 성형기(192)로 이동한다. 펠릿 성형기(192)는 분쇄된 오니를 펠릿 형상으로 성형한다. 펠릿 형상으로 성형된 오니는 화력발전소 등에서 연료로 사용될 수 있다. The crushed sludge in the
상술한 본 발명의 오니 건조 장치는 오니가 건조로(120)를 통과하면서 진공펌프(180)에 의해 건조로(120) 내부의 압력이 낮아진 상태에서 열매체유(140)와의 접촉에 의한 열전달로 수분이 제거되므로, 저비용으로 신속하게 함수량이 거의 0% 정도까지 오니를 건조시킬 수 있다. 또한, 오니(1) 중에 포함된 수분은 진공펌프(180)에 의한 흡인 작용으로 건조로(120) 외부로 신속히 배출될 수 있다. The sludge drying apparatus of the present invention is characterized in that the sludge is passed through the drying
또한, 진공펌프(180)에 의해 건조로(120) 내부의 압력이 낮아진 상태에서 오니(1)가 열매체유(140)와 열교환되면 매우 신속하게 수분이 제거될 수 있다. 따라서, 오니(1)가 열매체유(140)와 접촉하는 시간을 줄일 수 있어, 건조된 오니(1) 중에 포함된 열매체유(140) 성분을 최소로 유지하는 것이 가능하게 된다. 그에 따라, 분쇄기(191)에서 분쇄된 오니는 열매체유(140) 성분을 분리하기 위한 고액분리 과정을 거칠 필요가 없게 된다. In addition, when the
이하에서는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 하수 오니 고형연료화 방법에 대해 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하수 오니 고형연료화 방법을 설명하는 블록도이다. Hereinafter, the sewage sludge solidification method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. 7 is a block diagram illustrating a sewage sludge solidification fueling method according to an embodiment of the present invention.
먼저, 오니를 건조로(120)에 투입한다(S10).First, the sludge is introduced into the drying furnace 120 (S10).
다음에, 오니를 건조로(120)의 후단부로 이송한다(S20). Next, the sludge is transferred to the rear end of the drying furnace 120 (S20).
다음에, 진공펌프(180)에 의해 건조로(120) 내부의 공기를 흡인한다(S30).Next, the air inside the drying
다음에, 오니의 이송 중에 건조로(120)의 하부 공간에 배치되는 가열된 열매체유(140)에 의한 열전달로 오니의 수분을 제거한다(S40). 이때, 진공펌프(180)에 의해 건조로(120) 내부의 압력이 낮아진 상태이므로, 오니 중에 포함된 수분은 100℃ 보다 낮은 온도에서 기화가 일어나고, 건조로(120) 내부는 수증기로 가득차게 된다. 이때, 진공펌프(180)에 의해 건조로(120) 내부는 계속 흡인되고 있고, 진공펌프(180)에 의해 흡인된 공기 중에 포함된 수증기는 콜드트랩(150)을 통과하면서 응축될 수 있다. Next, during the transfer of the sludge, moisture of the sludge is removed by heat transfer by the heated
다음에, 수분이 제거된 오니를 분쇄기(191)에서 분쇄한다(S50). Next, the sludge from which moisture has been removed is pulverized in the pulverizer 191 (S50).
다음에, 분쇄된 오니를 펠릿성형기(192)에서 펠릿 형상으로 성형한다(S60). Next, the pulverized sludge is molded into a pellet shape in the pellet molding machine 192 (S60).
상기의 하수 오니 고형연료화 방법은 오니 건조 장치(100)에 대해 설명한 상기 내용을 모두 포함할 수 있다. The sewage sludge solidification method described above may include all of the contents described above with respect to the
상술한 하수 오니 고형연료화 방법에 따르면, 오니를 저비용으로 신속하게 함수량이 거의 0% 정도까지 건조시킬 수 있고, 오니는 펠릿 형상으로 성형되어 화력발전소 등의 연료로 사용될 수 있다. 이는 해양투기가 금지되어 오니의 처리 비용이 문제가 되는 현실에서, 오니를 저비용으로 효과적으로 처리할 수 있게 한다. According to the sewage sludge solid fueling method described above, the sludge can be dried quickly at a low cost and the water content can be dried to almost 0%, and the sludge can be molded into pellets and used as fuel for a thermal power plant or the like. This makes it possible to effectively treat the sludge at low cost in the reality that marine dumping is prohibited and the processing cost of sludge becomes a problem.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention will be.
100 : 하수 오니 건조 장치
110 : 호퍼
120 : 건조로
121 : 제1 게이트밸브
122 : 제2 게이트밸브
130 : 이송수단
140 : 열매체유
141 : 히터
150 : 콜드트랩
160 : 냉각장치
170 : 세정조
176 : 저수조
180 : 진공펌프
185 : 오일 미스트 집진기
191 : 분쇄기
192 : 펠릿 성형기100: sewage sludge drying device
110: Hopper
120: drying furnace
121: first gate valve
122: second gate valve
130:
140: heat medium oil
141: Heater
150: Cold trap
160: Cooling unit
170:
176: Water tank
180: Vacuum pump
185: Oil mist precipitator
191: Crusher
192: pellet molding machine
Claims (7)
하수 오니가 투입되는 호퍼(110);
상기 호퍼(110)와 연결되고 수용공간을 갖는 건조로(120);
상기 건조로(120) 내부에 설치되어 하수 오니를 상기 건조로(120)의 후단부로 이송하는 이송 스크류(130);
상기 건조로(120)의 하부 공간에 배치되는 열매체유(140);
상기 열매체유를 가열하는 히터(141);
상기 이송 스크류(130)의 하부에 위치되고 열매체유의 통과는 가능하지만 하수 오니는 통과되지 않게 하는 메쉬망(142);
밸브(143)를 통해 상기 건조로(120)의 하부와 연결되어 열매체유 중에 포함된 수분을 분리하기 위한 유수분리기(144);
상기 유수분리기(144)에서 수분이 분리된 열매체유를 상기 건조로(120) 내로 다시 공급하기 위한 펌프(147);
상기 건조로(120)와 연결되어 상기 건조로 내부의 공기를 흡인하기 위한 진공 펌프(180);
상기 건조로(120)와 상기 진공 펌프(180)의 사이에 위치되고, 냉매가 유동하는 열교환배관이 형성되어 상기 건조로(120) 내부로부터 흡인된 공기 중의 수증기를 응축시키는 콜드트랩(150);
상기 콜드트랩(150)의 하부와 연결되어 상기 콜드트랩(150) 내의 응축수를 여과시키는 세정조(170);
상기 진공 펌프(180)와 연결되어 공기 중에 포함된 유분을 제거하는 오일 미스트 집진기(185);
상기 콜드트랩(150)과 연결되고 팽창밸브(162)와 압축기(161)를 갖는 냉각장치(160);
상기 건조로(120)의 후단부와 연결되어 건조된 하수 오니를 분쇄하는 분쇄기(191);
상기 분쇄기(191)와 연결되어 하수 오니를 펠릿 형상으로 성형하는 펠릿 성형기(192);
를 포함하고,
상기 호퍼(110)로 투입되는 하수 오니는 상기 건조로(120) 내의 가열된 열매체유에 의한 열전달에 의해 수분이 제거되어 건조되고,
상기 건조로(120)는 상기 건조로 내부를 기밀 가능하게 폐쇄하기 위해 상기 건조로(120)의 전단에 배치되는 제1 게이트 밸브(121)와, 상기 건조로(120)의 후단에 배치되는 제2 게이트 밸브(122)를 포함하는 하수 오니 건조 장치. In the sewage sludge drying apparatus,
A hopper 110 into which sewage sludge is introduced;
A drying furnace (120) connected to the hopper (110) and having a receiving space;
A transfer screw 130 installed in the drying furnace 120 and transferring sewage sludge to a rear end of the drying furnace 120;
A heating medium oil 140 disposed in a lower space of the drying furnace 120;
A heater 141 for heating the thermal oil;
A mesh net 142 positioned below the feed screw 130 to allow passage of the heat medium but not the sewage sludge;
An oil water separator 144 connected to a lower portion of the drying oven 120 through a valve 143 to separate moisture contained in the heat medium oil;
A pump 147 for supplying again the heat medium oil separated from the oil-water separator 144 into the drying furnace 120;
A vacuum pump 180 connected to the drying furnace 120 to suck air in the drying furnace;
A cold trap (150) disposed between the drying furnace (120) and the vacuum pump (180) to form a heat exchange pipe through which the refrigerant flows to condense steam in the air sucked from the inside of the drying furnace (120);
A washing tub 170 connected to a lower portion of the cold trap 150 to filter condensed water in the cold trap 150;
An oil mist precipitator 185 connected to the vacuum pump 180 to remove oil contained in the air;
A cooling device 160 connected to the cold trap 150 and having an expansion valve 162 and a compressor 161;
A crusher 191 connected to the rear end of the drying furnace 120 to crush the dried sewage sludge;
A pellet molding machine 192 connected to the crusher 191 to mold the sewage sludge into a pellet shape;
Lt; / RTI >
The sewage sludge introduced into the hopper 110 is dried by removing heat by heat transfer by the heated heat medium oil in the drying furnace 120,
The drying furnace 120 includes a first gate valve 121 disposed at the front end of the drying furnace 120 so as to hermetically close the inside of the drying furnace 120 and a second gate valve 121 disposed at the rear end of the drying furnace 120, 2 gate valve (122).
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