KR101500630B1 - 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치 - Google Patents

재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 본 발명은 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐 스팀을 재가열하여 재가열된 스팀을 스팀발생기에서 혼합하여 건조기 측으로 공급시키는 재열기를 구비함으로써 건조에 필요한 가열에 따른 에너지공급 비용을 최소화하여 에너지 공급에 대한 비용을 현저히 절감할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
이를 위해 구성되는 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치는 수분을 함유하는 슬러지가 저장되어 저장된 슬러지를 공급 컨베이어 측으로 배출 공급시키는 슬러지 공급호퍼와, 상기 공급 컨베이어에 의해 슬러지가 건조하우징의 일측 상부에 구비된 투입구로 유입되어 상기 건조하우징 내의 이송 컨베이어에 의해 이송되면서 건조처리되어 상기 건조하우징의 하부에 구비된 배출구로 배출시키는 건조기 및 가열버너의 작동에 의해 스팀발생하우징 내에 고온의 스팀을 발생시켜 발생된 고온의 스팀이 상기 건조하우징의 내측으로 관통 연결되는 스팀유입라인을 통하여 상기 건조하우징의 내부공간에 배치되는 스팀가열라인을 경유하도록 한 후에 상기 스팀가열라인과 상기 건조하우징의 내부로부터 외부로 관통연결되어 연장되는 스팀배출라인을 통하여 배출되도록 하여 상기 건조하우징 내의 상기 이송 컨베이어 상에 이송되는 슬러지가 건조되도록 하는 스팀발생기를 포함하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치에 있어서, 상기 건조기의 일측에 배치되되 상부 일측에 상기 스팀배출라인과 연결되는 폐스팀 유입구가 형성되어 상기 폐스팀 유입구로 유입된 폐 스팀이 내부공간을 순환하는 폐스팀순환하우징과, 상기 폐스팀순환하우징 내측에 구비되되 하부 일측이 상기 폐스팀순환하우징과 연통되어 내부공간의 하부로부터 상부에 걸쳐 구비되어 상기 폐스팀순환하우징으로부터 유입된 폐 스팀을 재가열버너로 재가열시켜 상향 이송되도록 하는 재가열라인이 내부에 배치되며, 상기 재가열라인의 상단으로부터 외부로 관통 연장되는 재가열스팀배출라인이 연결되어 상기 재가열스팀배출라인을 통하여 상기 스팀발생기 측으로 재가열된 스팀이 공급되도록 하는 재가열하우징을 가지는 재열기를 더 포함하는 구성으로 이루어진다.

Description

재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치{Drying apparatus of sludge having reheating function}
본 발명은 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐 스팀을 재가열하여 재가열된 스팀을 스팀발생기에서 혼합하여 건조기 측으로 공급시키는 재열기를 구비함으로써 건조에 필요한 가열에 따른 에너지공급량을 최소화하여 에너지 공급에 대한 비용을 현저히 절감할 수 있도록 한 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 하수처리장 등으로부터 발생하는 슬러지는 매립하거나 해양투기로 처분하였으나 2012년부터는 해양투기가 전면금지됨에 따라 슬러지를 처분하기 위해서는 고도로 건조하거나 탄화하여 수분을 제거한 후 매립하거나 연료로 사용하여야 한다.
그러므로, 통상 하수처리장 등으로부터 발생하는 슬러지를 건조하기 위하여 슬러지 건조장치가 사용되고 있는 실정이다.
이와 같은 슬러지 건조장치는 장치 내에 유입되는 슬러지에 포함된 수분 1㎏을 증발시키는데 통상 640 ㎉ 라는 많은 열에너지를 필요로 하며, 이에 따라 석유류나 도시가스 등의 열에너지에 대한 사용이 불가피하다.
그러나, 불가피하게 요구되는 석유류나 도시가스 등의 열 에너지 공급원의 가격이 계속해서 상승하고 있으므로 슬러지의 건조처리에 대하여 경제적으로 아주 큰 부담이 되고 있으며, 이에 따라 에너지를 절감할 수 있도록 한 슬러지의 건조장치에 대한 연구 및 개발이 요구되는 실정이다.
도 1은 종래기술에 따른 슬러지 건조장치를 나타낸 예시도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 종래기술에 따른 슬러지 건조장치(10)는 슬러지 공급호퍼(20)와, 건조기(30) 및 스팀발생기(50)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 슬러지 공급호퍼(20)는 수분을 함유하는 슬러지가 저장되어 선택적으로 하측으로 배출되도록 하여 슬러지를 상기 건조기(30) 측으로 공급한다.
이때, 상기 슬러지 공급호퍼(20)로부터 배출되는 슬러지는 공급 컨베이어(21)를 통하여 이송되어 상기 건조기(30) 측으로 공급된다.
즉, 상기 건조기(30)는 내부공간을 가지는 건조하우징(31)의 일측 상부에 투입구(32)가 형성되어 상기 투입구(32)를 통하여 상기 공급 컨베이어(21)에 의해 이송되는 슬러지가 공급되는 것이다.
상기와 같은 건조기(30)는 내부에 이송 컨베이어(미도시)가 구비되어 상기 투입구(32)를 통하여 투입된 슬러지를 일 방향으로 이송시키면서 건조시켜 배출하며, 이를 위하여 상기 건조하우징(31)의 하부 일측에는 상기 이송 컨베이어(미도시)에 의해 이송되면서 건조된 슬러지를 배출하는 배출구(34)가 형성된다.
또한, 상기 건조기(30)에서 상기 이송 컨베이어(미도시)에 의해 이송되는 슬러지가 건조될 수 있도록, 상기 스팀발생기(50)는 상기 건조기(30)의 건조하우징(31) 내측으로 고온의 스팀이 유입되도록 하는 것이다.
다시 말하면, 상기 스팀발생기(50)는 상, 하로 분할된 스팀발생하우징(51)의 상부 공간에 스팀발생을 위한 물이 일정량 저장되고, 하부 공간에는 가열버너(52)가 구비되어 상기 가열버너(52)의 작동에 의해 물이 가열되어 고온의 스팀을 발생시키며, 이와 같이 발생된 고온의 스팀을 상기 건조기(30) 측으로 유입시키는 것이다.
이때, 상기 스팀발생기(50)에서 발생된 고온의 스팀은 상기 스팀발생하우징(51)에 일단이 연통 연결되어 상기 건조하우징(31)을 관통하는 스팀 유입라인(35)을 통하여 상기 건조하우징(31)의 내측에 열이 전달되도록 한다.
상기와 같은 스팀유입라인(35)은 상기 건조하우징(31) 내부공간에 배열되는 스팀가열라인(미도시)의 일단과 연결되며, 상기 스팀가열라인(미도시)은 타단에 상기 건조하우징(31) 내측으로부터 외측으로 관통하여 스팀배출라인(37)이 연결된다.
즉, 상기 스팀발생기(50)로부터 발생된 고온의 스팀이 상기 건조기(30)의 건조하우징(31) 내측으로 유입된 후 상기 이송 컨베이어(미도시)에 의해 이송되는 슬러지를 가열할 수 있으며, 이와 같이 가열한 후에는 상기 건조하우징(31)의 외부로 배출되는 것이다.
전술한 바와 같은 종래기술에 따른 슬러지 건조장치(10)에서 특히, 상기 건조기(30)는 상기 이송 컨베이어(미도시)와 스팀가열라인(미도시)을 가지는 통상의 간접가열밴드 방식이 적용되고 있으며, 물론 디스크 방식 또는 드럼디스크 방식으로 적용되어 사용되기도 하는 실정이다.
한편, 전술한 바와 같은 과정을 거쳐 상기 이송 컨베이어(미도시)에 의해 이송되면서 건조된 슬러지는 상기 건조하우징(31)의 하부 일측에 형성된 상기 배출구(34)를 통하여 배출된다.
이와 같이, 상기 배출구(34)를 통하여 배출되는 건조처리된 슬러지는 상기 건조기(30) 일측에 구비된 수집함(41) 측으로 배출 컨베이어(40)에 의해 수집되는 것이다.
따라서, 종래기술에 따른 슬러지 건조장치(10)는 건조기(30) 측으로 고온의 스팀을 유입시켜 건조하우징(31) 내측 영역을 경유하여 외부로 배출시키는 스팀발생기(50)가 구비되는 간단한 구조로 수분이 함유된 슬러지의 건조가 원활하게 이루어질 수 있는 것이다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래기술에 따른 슬러지 건조장치는 고온의 스팀을 공급하기 위하여 스팀발생기의 가열버너를 통한 에너지공급이 지속적으로 과다하게 발생하며, 즉 에너지 공급에 대한 과다한 비용 부담이 발생하는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 폐 스팀을 재가열하여 재가열된 스팀을 스팀발생기에서 혼합하여 건조기 측으로 공급시키는 재열기를 구비함으로써 건조에 필요한 가열에 따른 에너지공급량을 최소화할 수 있도록 한 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 폐 스팀을 재가열하여 재가열된 스팀을 스팀발생기에서 혼합하여 건조기 측으로 공급시키는 재열기를 구비하여 건조에 필요한 가열에 따른 에너지공급량을 최소화함으로써 에너지 공급에 대한 비용을 현저히 절감할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치는 수분을 함유하는 슬러지가 저장되어 저장된 슬러지를 공급 컨베이어 측으로 배출 공급시키는 슬러지 공급호퍼와, 상기 공급 컨베이어에 의해 슬러지가 건조하우징의 일측 상부에 구비된 투입구로 유입되어 상기 건조하우징 내의 이송 컨베이어에 의해 이송되면서 건조처리되어 상기 건조하우징의 하부에 구비된 배출구로 배출시키는 건조기 및 가열버너의 작동에 의해 스팀발생하우징 내에 고온의 스팀을 발생시켜 발생된 고온의 스팀이 상기 건조하우징의 내측으로 관통 연결되는 스팀유입라인을 통하여 상기 건조하우징의 내부공간에 배치되는 스팀가열라인을 경유하도록 한 후에 상기 스팀가열라인과 상기 건조하우징의 내부로부터 외부로 관통연결되어 연장되는 스팀배출라인을 통하여 배출되도록 하여 상기 건조하우징 내의 상기 이송 컨베이어 상에 이송되는 슬러지가 건조되도록 하는 스팀발생기를 포함하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치에 있어서, 상기 건조기의 일측에 배치되되 상부 일측에 상기 스팀배출라인과 연결되는 폐스팀 유입구가 형성되어 상기 폐스팀 유입구로 유입된 폐 스팀이 내부공간을 순환하는 폐스팀순환하우징과, 상기 폐스팀순환하우징 내측에 구비되되 하부 일측이 상기 폐스팀순환하우징과 연통되어 내부공간의 하부로부터 상부에 걸쳐 구비되어 상기 폐스팀순환하우징으로부터 유입된 폐 스팀을 재가열버너로 재가열시켜 상향 이송되도록 하는 재가열라인이 내부에 배치되며, 상기 재가열라인의 상단으로부터 외부로 관통 연장되는 재가열스팀배출라인이 연결되어 상기 재가열스팀배출라인을 통하여 상기 스팀발생기 측으로 재가열된 스팀이 공급되도록 하는 재가열하우징을 가지는 재열기를 더 포함하는 구성으로 이루어진다.
여기서, 상기 재가열라인은 상기 재가열하우징의 내부 하측에 배치되며, 일측에 상기 폐스팀순환하우징과 연통되어 폐 스팀이 유입되는 유입관이 연결되는 하부링(704)과, 상기 하부링과 대응되어 상기 재가열하우징의 내부 상측에 배치되며, 상단 일측에 상기 재가열스팀배출라인의 단부가 연결되는 상부링 및 상기 하부링과 상기 상부링의 내부공간이 상호 연통되도록 연결되는 연결관을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
이때, 상기 연결관은 상기 하부링과 상기 상부링의 내부공간이 상호 연통되도록 연결되되 상기 하부링 내부로 유입되는 폐 스팀이 수직 상승하여 상기 상부링 내부로 안내되도록, 상기 하부링 상면으로부터 상기 상부링 하면 측으로 수직 기둥 형상으로 연결되며, 상기 하부링과 상부링의 둘레방향으로 다수 개로 구비됨이 양호하다.
또한, 상기 연결관은 상기 하부링과 상기 상부링의 내부공간이 상호 연통되도록 연결되되 상기 하부링 내부로 유입되는 폐 스팀이 상향 경사지게 상승하여 상기 상부링 내부로 안내되도록, 상기 하부링 상면으로부터 상기 상부링 하면 측으로 상향 일정각도 경사진 기둥 형상으로 연결되며, 상기 하부링과 상부링의 둘레방향으로 다수 개로 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 연결관은 상기 하부링과 상기 상부링의 내부공간이 상호 연통되도록 연결되되 상기 하부링 내부로 유입되어 상기 상부링 내부로 안내되는 폐 스팀이 상기 재가열버너의 화기와 근접될 수 있도록, 중앙부분이 상기 하부링과 상부링의 중심축과 직교하는 방향으로 절곡 형성된 부등호 기둥의 형상으로 연결되며, 상기 하부링과 상부링의 둘레방향으로 다수 개로 구비될 수도 있다.
한편, 상기 재열기는 상기 재가열버너에 의해 발생된 연소가스의 열기가 상기 폐스팀순환하우징 내의 폐 스팀에 전달될 수 있도록, 상기 폐스팀순환하우징을 감싸되 하부 중앙이 상기 재가열하우징과 연통 연결되어 상기 재가열하우징으로부터 연소가스가 유입되며, 유입된 연소가스가 배출되도록 상부 일측에 연소가스배출구가 외향 연장 형성되는 연소가스순환하우징을 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 건조기의 건조하우징은 하부에 상기 스팀가열라인으로부터 발산되는 열이 하부에 슬러지와 접촉한 후의 폐열을 외부로 방출하는 폐열배출라인이 연결되는 한편, 상기 재열기는 상기 폐열배출라인을 통해 배출되는 폐열에 잔존하는 열을 상기 연소가스순환하우징 내에 순환배출되는 연소가스에 전달하여 상기 폐스팀순환하우징 내의 폐 스팀으로 전달될 수 있도록, 상기 연소가스순환하우징을 감싸되 상부 일측이 상기 폐열배출라인과 연통 연결되어 상기 건조하우징으로부터 폐열이 유입되며, 유입된 폐열이 배출되도록 상부 일측에 폐열배출구가 형성되는 폐열순환하우징을 더 포함하여 이루어짐이 양호하다.
더욱이, 상기 재가열하우징, 폐스팀순환하우징, 연소가스순환하우징 및 폐열순환하우징은 상부가 개방되어 단열커버에 의해 밀폐되며, 상기 단열커버는 중앙에 상기 재가열버너의 화기가 상기 재가열하우징 내측으로 유입되도록 통공이 관통 형성되고 일측에 상기 폐스팀 유입구가 형성되며, 타측에는 상기 재가열라인의 상단으로부터 상기 재가열하우징의 외부로 관통 연장되어 상기 재가열스팀배출라인이 연결되도록 관통공이 형성됨이 바람직하다.
이때, 외면이 외부와 접하는 상기 폐열순환하우징의 내부공간에 단열이 이루어질 수 있도록, 상기 폐열순환하우징의 내측 바닥에 단열블록이 더 안착고정됨이 양호하다.
아울러, 상기 단열커버는 일정두께를 가지는 캐스터블 내화물이 충전되어 이루어지며, 상기 단열블록은 일정두께를 가지는 캐스터블 내화물로 이루어진 블록으로 제공됨이 바람직하다.
또한, 상기 스팀배출라인 상에 상기 스팀가열라인으로부터 폐 스팀을 상기 폐스팀순환하우징 측으로 이송시키는 제1송풍기가 설치되고, 상기 폐열배출라인 상에 상기 건조하우징으로부터 폐열을 상기 폐열순환하우징 측으로 이송시키는 제2송풍기가 설치되며, 상기 재가열스팀배출라인 상에는 상기 재가열라인으로부터 재가열된 스팀을 상기 스팀발생기의 스팀발생하우징 측으로 이송시키는 제3송풍기가 설치될 수도 있다.
본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 폐 스팀을 재가열하여 재가열된 스팀을 스팀발생기에서 혼합하여 건조기 측으로 공급시키는 재열기를 구비함으로써 건조에 필요한 가열에 따른 에너지공급량을 최소화할 수 있다.
둘째, 폐 스팀을 재가열하여 재가열된 스팀을 스팀발생기에서 혼합하여 건조기 측으로 공급시키는 재열기를 구비하여 건조에 필요한 가열에 따른 에너지공급량을 최소화함으로써 에너지 공급에 대한 비용을 현저히 절감할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 슬러지 건조장치를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치의 전체구조를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치의 요부인 재열기의 세부구조를 나타낸 내부구성도.
도 4는 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치의 재가열 흐름을 나타낸 작용상태도.
도 5a는 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치에서 요부인 재열기의 다른 실시예를 나타낸 내부구성도.
도 5b는 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치에서 요부인 재열기의 또 다른 실시예를 나타낸 내부구성도.
도 6은 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치의 다른 실시예를 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치의 전체구조를 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치의 요부인 재열기의 세부구조를 나타낸 내부구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치의 재가열 흐름을 나타낸 작용상태도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치에서 요부인 재열기의 다른 실시예를 나타낸 내부구성도이며, 도 5b는 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치에서 요부인 재열기의 또 다른 실시예를 나타낸 내부구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치의 다른 실시예를 나타낸 예시도이다.
먼저, 도 2 내지 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치(100)는 슬러지 공급호퍼(200), 건조기(300) 및 스팀발생기(500)로 구성되되, 특히 재열기(700)를 더 포함하는 구성으로 이루어진다.
여기서, 상기 슬러지 공급호퍼(200)는 수분을 함유하는 슬러지가 저장되어 저장된 슬러지를 공급 컨베이어(210) 측으로 배출 공급시키는 것이다.
또한, 상기 건조기(300)는 상기 공급 컨베이어(210)에 의해 슬러지가 건조하우징(310)의 일측 상부에 구비된 투입구(320)로 유입되어 상기 건조하우징(310) 내의 이송 컨베이어(미도시)에 의해 이송되면서 건조처리되어 상기 건조하우징(310)의 하부에 구비된 배출구(340)로 배출시키는 것이다.
상기와 같은 건조기(300)는 상기 건조하우징(310) 내에 설치되는 상기 이송 컨베이어(미도시)가 단일의 개수로 길게 연장 설치됨이 바람직하다.
물론, 설치공간의 제약이 없도록 상기 건조하우징(310) 내에 설치되는 상기 이송 컨베이어(미도시)가 상부로부터 하측으로 좌우로 교번하여 다수의 단으로 배열 설치될 수도 있다.
다시 말하면, 상기 건조기(300)의 내부에 설치되는 상기 이송 컨베이어(미도시)를 다수의 단으로 설치함으로써 협소한 곳에도 장치를 설치할 수 있으며, 이에 따라 상기 건조기(300)에 대한 설치공간의 제약이 없이 협소한 공간에도 용이하게 설치할 수 있게 되는 것이다.
그리고 상기 스팀발생기(500)는 가열버너(520)의 작동에 의해 스팀발생하우징(510) 내에 고온의 스팀을 발생시켜 발생된 고온의 스팀이 상기 건조하우징(310)의 내측으로 관통 연결되는 스팀유입라인(350)을 통하여 상기 건조하우징(310)의 내부공간에 배치되는 스팀가열라인(미도시)을 경유하도록 한 후에 상기 스팀가열라인(미도시)과 상기 건조하우징(310)의 내부로부터 외부로 관통연결되어 연장되는 스팀배출라인(370)을 통하여 배출되도록 하여 상기 건조하우징(310) 내의 상기 이송 컨베이어 상(미도시)에 이송되는 슬러지가 건조되도록 하는 것이다.
상술한 바와 같은 건조기(300)는 내부공간에 상기 이송 컨베이어(미도시)와 스팀가열라인(미도시)이 배열 설치되는 통상의 간접가열밴드 방식이 적용됨이 바람직하며, 물론 디스크 방식 또는 드럼디스크 방식으로 적용될 수도 있는 것이다.
한편, 상기 재열기(700)는 폐스팀순환하우징(730), 재가열하우징(710), 연소가스순환하우징(750) 및 폐열순환하우징(770)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 폐스팀순환하우징(730)은 상기 건조기(300)의 일측에 배치되되 상부 일측에 상기 스팀배출라인(370)과 연결되는 폐스팀 유입구(731)가 형성되어 상기 폐스팀 유입구(731)로 유입된 폐 스팀이 내부공간을 순환하는 것이다.
이때, 상기 폐스팀 유입구(731)는 상기 폐스팀순환하우징(730)의 개방된 상부를 밀폐시키는 단열커버(790) 상의 일측에 관통 형성되며, 이러한 상기 폐스팀 유입구(731)에 상기 스팀배출라인(370)의 단부가 연결되는 것이다.
또한, 상기 재가열하우징(710)은 상기 폐스팀순환하우징(730) 내측에 구비되되 하부 일측이 상기 폐스팀순환하우징(730)과 연통되어 내부공간의 하부로부터 상부에 걸쳐 구비되어 상기 폐스팀순환하우징(730)으로부터 유입된 폐 스팀을 재가열버너(720)로 재가열시켜 상향 이송되도록 하는 재가열라인(701)이 내부에 배치된다.
이러한 재가열하우징(710)은 상기 재가열라인(701)의 상단으로부터 외부로 관통 연장되는 재가열스팀배출라인(713)이 연결되어 상기 재가열스팀배출라인(713)을 통하여 상기 스팀발생기(500) 측으로 재가열된 스팀이 공급되도록 하는 것이다.
한편, 상술한 바와 같은 재가열하우징(710)의 내부공간의 하부로부터 상부에 걸쳐 구비되는 상기 재가열라인(701)은 하부링(704), 연결관(706) 및 상부링(708)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 하부링(704)은 상기 재가열하우징(710)의 내부 하측에 배치되며, 일측에 상기 폐스팀순환하우징(730)과 연통되어 폐 스팀이 유입되는 유입관(702)이 연결됨이 바람직하다.
또한, 상기 상부링(708)은 상기 하부링(704)과 대응되어 상기 재가열하우징(710)의 내부 상측에 배치되며, 상단 일측에 상기 재가열스팀배출라인(713)의 단부가 연결된다.
상기와 같은 하부링(704)과 상부링(708)은 상기 연결관(706)에 의해 내부공간이 상호 연통되도록 연결되는 것이다.
이때, 상기 연결관(706)은 도 3을 참조하면, 상기 하부링(704)과 상기 상부링(708)의 내부공간이 상호 연통되도록 연결되되 상기 하부링(704) 내부로 유입되는 폐 스팀이 수직 상승하여 상기 상부링(708) 내부로 안내되도록, 상기 하부링(704) 상면으로부터 상기 상부링(708) 하면 측으로 수직 기둥 형상으로 연결되며, 상기 하부링(704)과 상부링(708)의 둘레방향으로 다수 개로 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 연결관(706)은 도 5a에서 보는 바와 같이, 상기 하부링(704)과 상기 상부링(708)의 내부공간이 상호 연통되도록 연결되되 상기 하부링(704) 내부로 유입되는 폐 스팀이 상향 경사지게 상승하여 상기 상부링(708) 내부로 안내되도록, 상기 하부링(704) 상면으로부터 상기 상부링(708) 하면 측으로 상향 일정각도 경사진 기둥 형상으로 연결되며, 상기 하부링(704)과 상부링(708)의 둘레방향으로 다수 개로 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 연결관(706)은 도 5b에서 보는 바와 같이, 상기 하부링(704)과 상기 상부링(708)의 내부공간이 상호 연통되도록 연결되되 상기 하부링(704) 내부로 유입되어 상기 상부링(708) 내부로 안내되는 폐 스팀이 상기 재가열버너(720)의 화기와 근접될 수 있도록, 중앙부분이 상기 하부링(704)과 상부링(708)의 중심축과 직교하는 방향으로 절곡 형성된 부등호 기둥의 형상으로 연결되며, 상기 하부링(704)과 상부링(708)의 둘레방향으로 다수 개로 구비될 수도 있는 것이다.
특히, 도 5b에서 보는 바와 같은 연결관(706)은 중앙부분이 상기 하부링(704)과 상부링(708)의 중심축과 직교하는 방향으로 절곡 형성된 부등호 기둥의 형상으로 연결됨에 따라 상기 하부링(704) 내부로 유입되어 상기 상부링(708) 내부로 안내되는 폐 스팀이 상기 재가열버너(720)의 화기와 근접될 수 있도록 한다.
다시 말하면, 상기 재가열버너(720)로부터 공급되는 화기가 상기 재가열라인(701)에 더욱 근접될 수 있으므로, 상기 재가열라인(701)을 통해 이송되는 폐 스팀에 대한 재가열 효율이 더욱 향상될 수 있는 것이다.
한편, 상기 연소가스순환하우징(750)은 상기 재가열버너(720)에 의해 발생된 연소가스의 열기가 상기 폐스팀순환하우징(730) 내의 폐 스팀에 전달될 수 있도록 하는 것이다.
이러한 연소가스순환하우징(750)은 상기 폐스팀순환하우징(730)을 감싸되 하부 중앙이 상기 재가열하우징(710)과 연통 연결되어 상기 재가열하우징(710)으로부터 연소가스가 유입되며, 유입된 연소가스가 배출되도록 상부 일측에 연소가스배출구(751)가 외향 연장 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 건조기(300)의 건조하우징(310)은 하부에 상기 스팀가열라인(미도시)으로부터 발산되는 열이 하부에 슬러지와 접촉한 후의 폐열을 외부로 방출하는 폐열배출라인(753)이 연결된다.
이때, 상기 재열기(700)의 상기 폐열순환하우징(770)은 상기 폐열배출라인(753)을 통해 배출되는 폐열에 잔존하는 열을 상기 연소가스순환하우징(750) 내에 순환배출되는 연소가스에 전달하여 상기 폐스팀순환하우징(730) 내의 폐 스팀으로 전달될 수 있도록 하는 것이다.
즉, 상기 폐열순환하우징(770)은 상기 연소가스순환하우징(750)을 감싸되 상부 일측이 상기 폐열배출라인(753)과 연통 연결되어 상기 건조하우징(310)으로부터 폐열이 유입되며, 유입된 폐열이 배출되도록 상부 일측에 폐열배출구(771)가 형성되는 것이다.
한편, 전술한 바와 같은 재열기(700)를 이루는 상기 재가열하우징(710), 폐스팀순환하우징(730), 연소가스순환하우징(750) 및 폐열순환하우징(770)은 상부가 개방된 하우징 타입으로 구비되며, 이와 같이 개방된 상부는 단열커버(790)에 의해 밀폐된다.
여기서, 상기 단열커버(790)는 중앙에 상기 재가열버너(720)의 화기가 상기 재가열하우징(710) 내측으로 유입되도록 통공(792)이 관통 형성되고 일측에 상기 폐스팀 유입구(731)가 형성된다.
그리고 상기 단열커버(790)의 타측에는 상기 재가열라인(711)의 상단으로부터 상기 재가열하우징(710)의 외부로 관통 연장되어 상기 재가열스팀배출라인(713)이 연결되도록 관통공(794)이 형성된다.
또한, 상술한 바와 같은 단열커버(790)는 상기 재가열하우징(710), 폐스팀순환하우징(730), 연소가스순환하우징(750) 및 폐열순환하우징(770)의 상부에 대하여 외부와 단열이 이루어질 수 있도록, 일정두께를 가지는 캐스터블 내화물(castable refractories)이 충전되어 이루어짐이 바람직한 것이다.
더욱이, 상기 폐열순환하우징(770)의 내측 바닥에는 외면이 외부와 접하는 상기 폐열순환하우징(770)의 내부공간에 단열이 이루어질 수 있도록 단열블록(775)이 더 안착고정됨이 바람직하다.
이때, 상기 단열블록(775)은 최 외측에 배치되는 상기 폐열순환하우징(770)의 하부에 대하여 외부와 단열이 이루어질 수 있도록, 일정두께를 가지는 캐스터블 내화물(castable refractories)로 이루어진 블록으로 제공됨이 바람직한 것이다.
더욱이, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치(100)는 도 6에서 보는 바와 같이, 제1송풍기(375), 제2송풍기(755) 및 제3송풍기(715)가 더 구비되는 구성으로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 상기 제1송풍기(375)는 상기 스팀가열라인(미도시)으로부터 폐 스팀을 상기 폐스팀순환하우징(730) 측으로 더욱 원활하게 이송시키기 위하여, 상기 스팀배출라인(370) 상에 설치된다.
즉, 상기와 같은 제1송풍기(375)가 더 구비됨으로써, 상기 건조하우징(310)과 상기 폐스팀순환하우징(730)의 각 내부공간에 대한 압력 차와 상관없이 상기 폐스팀순환하우징(730) 측으로 이송되는 폐 스팀을 더욱 원활하게 이송시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 제2송풍기(755)는 상기 건조하우징(310)으로부터 폐열을 상기 폐열순환하우징(770) 측으로 더욱 원활하게 이송시키기 위하여, 상기 폐열배출라인(753) 상에 설치된다.
즉, 상기와 같은 제2송풍기(755)가 더 구비됨으로써, 상기 건조하우징(310)과 상기 폐열순환하우징(770)의 각 내부공간에 대한 압력 차와 상관없이 상기 폐열순환하우징(770) 측으로 이송되는 폐열을 더욱 원활하게 이송시킬 수 있는 것이다.
그리고, 상기 제3송풍기(715)는 상기 재가열라인(711)으로부터 재가열된 스팀을 상기 스팀발생기(500)의 스팀발생하우징(510) 측으로 더욱 원활하게 이송시키기 위하여, 상기 재가열스팀배출라인(713) 상에 설치되는 것이다.
즉, 상기와 같은 제3송풍기(715)가 더 구비됨으로써, 상기 재가열라인(711)과 상기 스팀발생하우징(510)의 각 내부에 대한 압력 차와 상관없이 상기 스팀발생하우징(510) 측으로 이송되는 재가열처리된 스팀을 더욱 원활하게 이송시킬 수 있는 것이다.
즉, 상기 스팀발생하우징(510) 측으로 이송되는 재가열처리된 스팀이 상기 스팀발생하우징(510) 내의 상기 가열버너(520)에 의해 발생된 스팀과 혼합되며, 이를 통하여 상기 가열버너(520)에 의한 에너지 공급량을 절감할 수 있으며, 나아가 슬러지 건조처리를 위한 에너지 공급량을 현저히 절감시킬 수 있게 된다. 다시 말하면, 슬러지 건조처리를 위한 에너지 공급 비용에 대하여 절감시킬 수 있는 것이다.
아울러, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치(100)는 상기 건조하우징(310)의 하부에 구비된 상기 배출구(340)를 통하여 배출되는 건조처리된 슬러지에 대하여, 종래와 마찬가지로 상기 건조기(300) 일측에 구비된 수집함(400) 측으로 배출 컨베이어(410)에 의해 수집될 수 있는 것이다.
한편, 도 4를 참조하여 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치(100)의 재가열 흐름에 따른 작용상태를 살펴보면, 다음과 같다.
먼저, 스팀발생기(500)에서 가열버너(520)을 통한 가열에너지 공급으로 스팀발생하우징(510) 내에 저수된 물을 가열하여 상기 스팀발생하우징(510) 내에 고온의 스팀을 발생시킨다.
이와 같이 발생된 고온의 스팀은 스팀유입라인(350)을 통하여 건조하우징(310) 내부공간에 배치된 스팀가열라인(미도시)을 거쳐 상기 건조하우징(310) 내의 이송 컨베이어(미도시)에 의해 이송되는 슬러지를 건조되도록 한 후, 스팀배출라인(370)을 통하여 폐 스팀이 배출된다.
상기 스팀배출라인(370)을 통하여 배출되는 폐 스팀은 재열기(700)의 폐스팀순환하우징(730)으로 유입되어 내부공간을 순환한 후에 상기 재열기(700)의 재가열하우징(710) 내에 하부로부터 상측으로 하부링(704), 연결관(706), 상부링(708)로 구성되어 배열된 재가열라인(701)을 경유한다.
이때, 상기 재가열라인(701)을 경유하는 동안 재가열버너(720)에 의해 상기 재가열라인(701) 측으로 화기가 접촉하여 상기 재가열라인(701)을 경유하는 폐 스팀이 재가열 처리된다.
이와 같이 재가열 처리된 스팀은 재가열스팀배출라인(713)을 통하여 배출되어 상기 스팀발생기(500)의 스팀발생하우징(510) 측으로 유입되며, 이에 따라 재가열된 스팀이 상기 스팀발생하우징(510) 내의 스팀과 혼합되어 최초 상기 가열버너(520)의 가열량보다 상기 가열버너(520)의 가열량을 하향 조절하여도 고온의 스팀을 상기 건조하우징(310) 내부공간에 배치되는 상기 스팀가열라인(미도시)을 통하여 이송시킬 수 있게 되는 것이다.
아울러, 상기 재가열라인(711)이 배열되는 재가열하우징(710)은 상기 재가열버너(720)에 의해 발생한 연소가스가 내부공간을 거쳐 하단 중앙과 연통 연결된 연소가스순환하우징(750)으로 유입되어 순환한 후에 연소가스배출구(751)을 통하여 외부로 배출된다.
다시 말하면, 상기 연소가스순환하우징(750)은 상기 폐스팀순환하우징(730)의 외부를 감싸도록 구비되며, 이를 통하여 상기 재가열하우징(710)으로부터 유입되는 연소가스의 열이 상기 폐스팀순환하우징(730) 내에 유입되는 폐 스팀에 전달될 수 있도록 하는 것이다.
한편, 상기 건조하우징(310) 내부공간에 배치된 상기 스팀가열라인(미도시)에 의해 발산되어 슬러지와 접촉한 후의 폐열은 상기 건조하우징(310) 하부에 형성된 폐열배출라인(753)을 통하여 배출된다.
이와 같이 배출된 폐열은 상기 폐열배출라인(753)을 통하여 재열기(700)의 폐열순환하우징(770)으로 유입되어 상기 폐열순환하우징(770) 내부공간을 순환하여 폐열배출구(771)를 통하여 외부로 배출된다.
이때, 상기 폐열순환하우징(770) 내부공간을 순환하는 폐열에 의해 상기 연소가스순환하우징(750) 내에 순환되는 연소가스에 열이 전달될 수 있는 것이다.
전술한 바와 같은 흐름에 따르면, 폐 스팀에 대하여 재가열버너(720)에 의한 연소가스와, 건조하우징(310) 내의 폐열 등에 의해 다중으로 열이 전달되어 재가열됨으로써 종래의 스팀발생기(500)만으로 가열에너지원을 공급하는 구조와 달리, 상기 재가열기(700)를 통한 폐 스팀, 폐열, 재가열 연소가스 등을 순환시켜 사용할 수 있도록 하여 가열에 필요한 에너지 공급량을 현저히 절감시킬 수 있게 된다.
다시 말하면, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치(100)는 폐 스팀을 재가열하되 폐 스팀의 재가열이 재가열버너(720)에 의한 재가열과 함께 폐열 및 상기 재가열버너(720)에 의한 연소가스에 의한 재가열이 적용되도록 하여 재가열된 스팀을 상기 스팀발생기(500)에서 혼합하여 상기 건조기(300) 측으로 공급시키는 상기 재열기(700)를 구비함으로써 건조에 필요한 가열에 따른 에너지공급량을 최소화하여 에너지 공급에 대한 비용을 현저히 절감할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 슬러지 건조장치
200: 슬러지 공급호퍼 210: 공급 컨베이어
300: 건조기 310: 건조하우징
320: 투입구 340: 배출구
350: 스팀유입라인 370: 스팀배출라인
375: 제1송풍기 400: 배출 컨베이어
410: 수집함 500: 스팀발생기
510: 스팀발생하우징 520: 가열버너
700: 재열기 710: 재가열하우징
701: 재가열라인 702: 유입관
704: 하부링 706: 연결관
708: 상부링 713: 재가열스팀배출라인
715: 제3송풍기 720: 재가열버너
730: 폐스팀순환하우징 731: 폐스팀 유입구
750: 연소가스순환하우징 751: 연소가스배출구
753: 폐열배출라인 755: 제2송풍기
770: 폐열순환하우징 771: 폐열배출구
775: 단열블록 790: 단열커버
792: 통공 794: 관통공

Claims (11)

  1. 수분을 함유하는 슬러지가 저장되어 저장된 슬러지를 공급 컨베이어(210) 측으로 배출 공급시키는 슬러지 공급호퍼(200); 상기 공급 컨베이어(210)에 의해 슬러지가 건조하우징(310)의 일측 상부에 구비된 투입구로 유입되어 상기 건조하우징(310) 내의 이송 컨베이어에 의해 이송되면서 건조처리되어 상기 건조하우징(310)의 하부에 구비된 배출구(340)로 배출시키는 건조기(300); 가열버너(520)의 작동에 의해 스팀발생하우징(510) 내에 고온의 스팀을 발생시켜 발생된 고온의 스팀이 상기 건조하우징(310)의 내측으로 관통 연결되는 스팀유입라인(350)을 통하여 상기 건조하우징(310)의 내부공간에 배치되는 스팀가열라인을 경유하도록 한 후에 상기 스팀가열라인과 상기 건조하우징(310)의 내부로부터 외부로 관통연결되어 연장되는 스팀배출라인(370)을 통하여 배출되도록 하여 상기 건조하우징(310) 내의 이송 컨베이어 상에 이송되는 슬러지가 건조되도록 하는 스팀발생기(500); 및 상기 건조기(300)의 일측에 배치되되 상부 일측에 상기 스팀배출라인(370)과 연결되는 폐스팀 유입구(731)가 형성되어 상기 폐스팀 유입구(731)로 유입된 폐 스팀이 내부공간을 순환하는 폐스팀순환하우징(730)과, 상기 폐스팀순환하우징(730) 내측에 구비되되 하부 일측이 상기 폐스팀순환하우징(730)과 연통되어 내부공간의 하부로부터 상부에 걸쳐 구비되어 상기 폐스팀순환하우징(730)으로부터 유입된 폐 스팀을 재가열버너(720)로 재가열시켜 상향 이송되도록 하는 재가열라인(701)이 내부에 배치되며, 상기 재가열라인(701)의 상단으로부터 외부로 관통 연장되는 재가열스팀배출라인(713)이 연결되어 상기 재가열스팀배출라인(713)을 통하여 상기 스팀발생기(500) 측으로 재가열된 스팀이 공급되도록 하는 재가열하우징(710)을 가지는 재열기(700)를 포함하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치(100)에 있어서,
    상기 재열기(700)는 상기 재가열버너(720)에 의해 발생된 연소가스의 열기가 상기 폐스팀순환하우징(730) 내의 폐 스팀에 전달될 수 있도록,
    상기 폐스팀순환하우징(730)을 감싸되 하부 중앙이 상기 재가열하우징(710)과 연통 연결되어 상기 재가열하우징(710)으로부터 연소가스가 유입되며, 유입된 연소가스가 배출되도록 상부 일측에 연소가스배출구(751)가 외향 연장 형성되는 연소가스순환하우징(750)을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재가열라인(701)은 상기 재가열하우징(710)의 내부 하측에 배치되며, 일측에 상기 폐스팀순환하우징(730)과 연통되어 폐 스팀이 유입되는 유입관(702)이 연결되는 하부링(704)과,
    상기 하부링(704)과 대응되어 상기 재가열하우징(710)의 내부 상측에 배치되며, 상단 일측에 상기 재가열스팀배출라인(713)의 단부가 연결되는 상부링(708) 및
    상기 하부링(704)과 상기 상부링(708)의 내부공간이 상호 연통되도록 연결되는 연결관(706)을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결관(706)은 상기 하부링(704)과 상기 상부링(708)의 내부공간이 상호 연통되도록 연결되되 상기 하부링(704) 내부로 유입되는 폐 스팀이 수직 상승하여 상기 상부링(708) 내부로 안내되도록,
    상기 하부링(704) 상면으로부터 상기 상부링(708) 하면 측으로 수직 기둥 형상으로 연결되며, 상기 하부링(704)과 상부링(708)의 둘레방향으로 다수 개로 구비됨을 특징으로 하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연결관(706)은 상기 하부링(704)과 상기 상부링(708)의 내부공간이 상호 연통되도록 연결되되 상기 하부링(704) 내부로 유입되는 폐 스팀이 상향 경사지게 상승하여 상기 상부링(708) 내부로 안내되도록,
    상기 하부링(704) 상면으로부터 상기 상부링(708) 하면 측으로 상향 일정각도 경사진 기둥 형상으로 연결되며, 상기 하부링(704)과 상부링(708)의 둘레방향으로 다수 개로 구비됨을 특징으로 하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 연결관(706)은 상기 하부링(704)과 상기 상부링(708)의 내부공간이 상호 연통되도록 연결되되 상기 하부링(704) 내부로 유입되어 상기 상부링(708) 내부로 안내되는 폐 스팀이 상기 재가열버너(720)의 화기와 근접될 수 있도록,
    중앙부분이 상기 하부링(704)과 상부링(708)의 중심축과 직교하는 방향으로 절곡 형성된 부등호 기둥의 형상으로 연결되며, 상기 하부링(704)과 상부링(708)의 둘레방향으로 다수 개로 구비됨을 특징으로 하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 건조기(300)의 건조하우징(310)은 하부에 상기 스팀가열라인으로부터 발산되는 열이 하부에 슬러지와 접촉한 후의 폐열을 외부로 방출하는 폐열배출라인(753)이 연결되는 한편,
    상기 재열기(700)는 상기 폐열배출라인(753)을 통해 배출되는 폐열에 잔존하는 열을 상기 연소가스순환하우징(750) 내에 순환배출되는 연소가스에 전달하여 상기 폐스팀순환하우징(730) 내의 폐 스팀으로 전달될 수 있도록,
    상기 연소가스순환하우징(750)을 감싸되 상부 일측이 상기 폐열배출라인(753)과 연통 연결되어 상기 건조하우징(310)으로부터 폐열이 유입되며, 유입된 폐열이 배출되도록 상부 일측에 폐열배출구(771)가 형성되는 폐열순환하우징(770)을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 재가열하우징(710), 폐스팀순환하우징(730), 연소가스순환하우징(750) 및 폐열순환하우징(770)은 상부가 개방되어 단열커버(790)에 의해 밀폐되며,
    상기 단열커버(790)는 중앙에 상기 재가열버너(720)의 화기가 상기 재가열하우징(710) 내측으로 유입되도록 통공(792)이 관통 형성되고 일측에 상기 폐스팀 유입구(731)가 형성되며, 타측에는 상기 재가열라인(701)의 상단으로부터 상기 재가열하우징(710)의 외부로 관통 연장되어 상기 재가열스팀배출라인(713)이 연결되도록 관통공(794)이 형성됨을 특징으로 하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    외면이 외부와 접하는 상기 폐열순환하우징(770)의 내부공간에 단열이 이루어질 수 있도록, 상기 폐열순환하우징(770)의 내측 바닥에 단열블록(775)이 더 안착고정됨을 특징으로 하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 단열커버(790)는 일정두께를 가지는 캐스터블 내화물이 충전되어 이루어지며, 상기 단열블록(775)은 일정두께를 가지는 캐스터블 내화물로 이루어진 블록으로 제공됨을 특징으로 하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치.
  11. 제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스팀배출라인(370) 상에 상기 스팀가열라인으로부터 폐 스팀을 상기 폐스팀순환하우징(730) 측으로 이송시키는 제1송풍기(375)가 설치되고,
    상기 폐열배출라인(753) 상에 상기 건조하우징(310)으로부터 폐열을 상기 폐열순환하우징(770) 측으로 이송시키는 제2송풍기(755)가 설치되며,
    상기 재가열스팀배출라인(713) 상에는 상기 재가열라인(711)으로부터 재가열된 스팀을 상기 스팀발생기(500)의 스팀발생하우징(510) 측으로 이송시키는 제3송풍기(715)가 설치됨을 특징으로 하는 재가열 기능을 갖는 슬러지 건조장치.
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JP2012061412A (ja) * 2010-09-15 2012-03-29 Toshiba Corp 廃棄物処理システム

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