KR101565704B1 - 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치 - Google Patents

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Abstract

슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는 슬러지가 발전유닛으로 공급되는 공급 경로 중에 설치되어 상기 슬러지를 공급받는 혐기 소화조와, 상기 혐기 소화조에서 처리된 소화 슬러지가 저장되는 소화 슬러지 저장 유닛을 포함하는 바이오 가스 생산 유닛; 상기 소화 슬러지 저장 유닛에 저장된 소화 슬러지를 공급받아 혼합 예열이 이루어지는 혼합 예열 유닛; 상기 혼합 예열 유닛으로 공급된 소화 슬러지에 오일을 공급하기 위한 오일 탱크 유닛; 상기 혼합 예열 유닛을 경유한 소화 슬러지에 대한 건조가 이루어지는 건조 유닛; 상기 건조 유닛에서 건조된 소화 슬러지를 공급받아 소정의 온도로 건조시킴과 동시에 상대적으로 작은 덩어리 형태의 소화 슬러지로 변화시키는 공정 유닛; 및 상기 발전 유닛에서 회수된 폐열을 공급받아 상기 혼합 예열 유닛과 건조 유닛과 공정 유닛의 작동에 필요한 열을 공급하기 위한 열 공급 유닛을 포함한다.

Description

슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치{Solid fuel production apparatus using sludge}
본 발명은 발열량이 향상된 슬러지를 이용한 연료 생산 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치에 관한 것이다.
일반적으로 하수처리장, 폐수처리장, 음식폐기물 처리장 또는 축산분뇨 등에 포함된 유기성 슬러지는 함수율이 40 ~ 90% 정도, 유기성분의 함량은 5 ~ 50%이다. 따라서 유기성슬러지에 포함된 수분을 효과적으로 제거하는 경우 발열량이 4,000 ~ 6000kcal/kg 정도에 이르러, 단독 또는 석탄 등의 연료와 혼합하여 사용할 경우 양질의 연료로 활용할 수 있게 된다. 또한, 저급 탄화수소화합물도 수분함량이 20~70% 정도로 높으므로 이를 건조하여야 고열량 석탄으로 활용할 수 있게 된다.
최근에는 하수 슬러지를 재활용하기 위해 다양한 방법을 이용하여 고체형 연료로 재사용되고 있으며, 이와 같이 생산된 고체 연료는 화력 발전소에서 전기 생산을 위한 용도로 사용되고 있다.
종래에는 슬러지를 여러 공정을 거쳐 처리한 후에 바이오 가스로 전환하고, 상기 바이오 가스를 화력 발전소에서 전기 생산을 위한 용도로 사용하고 있다.
그러나 상기 슬러지에 대한 다양한 전처리 기술이 발달하면서 1차적으로 사용되고 퇴비와 되거나 방류되는 소화 슬러지에 대한 추가 처리를 통해 추가 발전을 통한 전력 생산이 필요하게 되었다.
대한민국공개특허 제10-2010-0009121호(공개일: 2010년01월27일)
본 발명의 실시 예들은 슬러지를 이용하여 발전 유닛에서 전기를 생산하고자 할 때 발열량이 상대적으로 향상된 고체 연료 생산 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 슬러지가 발전유닛으로 공급되는 공급 경로 중에 설치되어 상기 슬러지를 공급받는 혐기 소화조와, 상기 혐기 소화조에서 처리된 소화 슬러지가 저장되는 소화 슬러지 저장 유닛을 포함하는 바이오 가스 생산 유닛; 상기 소화 슬러지 저장 유닛에 저장된 소화 슬러지를 공급받아 혼합 예열이 이루어지는 혼합 예열 유닛; 상기 혼합 예열 유닛으로 공급된 소화 슬러지에 오일을 공급하기 위한 오일 탱크 유닛; 상기 혼합 예열 유닛을 경유한 소화 슬러지에 대한 건조가 이루어지는 건조 유닛; 상기 건조 유닛에서 건조된 소화 슬러지를 공급받아 소정의 온도로 건조함과 동시에 상대적으로 작은 덩어리 형태의 소화 슬러지로 변화 시키는 공정 유닛; 및 상기 발전 유닛에서 회수된 폐열을 공급받아 상기 혼합 예열 유닛과 건조 유닛과 공정 유닛의 작동에 필요한 열을 공급하기 위한 열 공급 유닛을 포함한다.
상기 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는 상기 건조 유닛에서 회수된 폐열을 혐기 소화조로 재공급시켜 반응 온도를 조절하기 위한 제1 폐열 공급부를 포함 한다.
상기 열 공급 유닛은 상기 발전 유닛에서 회수된 일부의 폐열을 상기 혐기 소화조로 공급하는 제2 폐열 공급부를 포함한다.
상기 혐기 소화조는 상기 슬러지를 처리한 이후 잔여 폐열을 회수하여 상기 열 공급 유닛에 재공급하는 제3 폐열 공급부를 포함한다.
상기 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는 상기 건조 유닛을 경유한 소화 슬러지에서 낙하된 오일을 회수하기 위한 오일 회수 유닛을 포함한다.
상기 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는 상기 오일 회수 유닛에서 회수된 오일을 오일 탱크 유닛으로 리턴 시키기 위한 오일 리턴부를 포함하고, 상기 오일 리턴부는 상기 오일 회수 유닛을 통해 환수된 오일이 갖는 폐열을 상기 혼합 예열 유닛으로 공급하기 위한 제4 폐열 공급부를 포함한다.
상기 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는 상기 바이오 가스 생산 유닛으로 공급된 슬러지에 대한 전처리를 위한 초음파 유닛을 포함하고, 상기 초음파 유닛은 상기 건조 유닛으로 공급된 하수 슬러지에 초음파를 전달하여 하수 슬러지에 대한 건조를 도모하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는 상기 혼합 예열 유닛과, 건조 유닛과, 공정 유닛과, 오일 회수 유닛에서 발생된 수분을 응축시키기 위한 응축부; 상기 응축부에서 미응축된 가스를 열 공급 유닛으로 재공급하기 위한 흡입부를 포함 한다.
상기 건조 유닛으로 공급되는 소화 슬러지의 공급량과 상기 오일 분사 유닛을 통해 분사되는 오일량을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시 예들은 소화 슬러지에 잔존하는 수분을 제거하고 발열량이 증가된 상태로 가공하고 이를 연료화 함으로써 상기 소화 슬러지를 퇴비 처리하거나 방류시키지 않고 전력 생산에 이용을 실시할 수 있어 발전유닛의 운영 효율이 향상된다.
본 발명의 실시 예들은 발전유닛의 작동원으로 사용되는 유연탄에 대한 사용량을 줄이고 하수 슬러지를 이용한 전력 생산을 통해 대체 에너지원으로 사용할 수 있다.
도 1은 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2 내지 도 4는 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치를 이용한 작동 상태를 도시한 도면.
본 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치의 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는 바이오 가스 생산 유닛(100)과, 혼합 예열 유닛(200)과, 오일 탱크 유닛(300)과, 건조 유닛(400)과, 공정 유닛(500) 및 열 공급 유닛(600)을 포함하여 구성된다.
바이오 가스 생산 유닛(100)은 슬러지를 원료로 화력 발전소와 같은 발전유닛(4)에서 전기를 생산하기 위해 다수의 가공 공정을 통해 생산된 바이오 가스를 연료로 이용하여 전기를 생산한다. 이와 같이 생산된 전기는 발전유닛(4)에 구비된 다수개의 설비품을 작동시키기 위한 동력원으로 사용하거나, 상기 발전유닛(4)에서 떨어진 수용가(미도시)로 공급되어 사용될 수 있다.
농축기(3)는 슬러지를 혐기 소화조(110)로 이송하기 전에 일정한 농도로 농축시키기 위해 구비되고, 상기 농축기(3)를 경유한 슬러지는 처리 유닛(5)에서 소정의 온도로 예열된 후에 고온 고압의 반응기(미도시)에서 반응이 이루어진다.
그리고 상기 슬러지는 소정의 크기로 이루어진 혐기 소화조(110)에서 50도에서 55도 사이의 온도 조건에서 생물화학적 처리 공정을 거쳐 발효가 이루어지고, 상기 혐기 소화조(110)에서 발생한 가스는 가스저장유닛에 저장된다.
상기 가스저장 유닛은 다수 개로 구성될 수 있으며 크기 또한 특정 크기로 제한하지 않는다. 가스저장 유닛에 저장된 가스는 바이오 가스로서 발전유닛(4)으로 공급되어 전기 생산을 위한 연료로 사용된다. 발전유닛(4)은 화력 발전소를 의미 하나 반드시 이로 한정하지는 않는다.
소화 슬러지 저장 유닛(120)은 혐기 소화조(110)에서 처리된 다량의 소화 슬러지가 저장되는 탱크로서 단일 또는 다수개의 구성으로 이루어질 수 있다.
혼합 예열 유닛(200)은 소화 슬러지 저장 유닛(120)에 저장된 소화 슬러지를 공급받아 혼합 예열이 이루어지는데, 오일 탱크 유닛(300)에 저장된 디젤유 또는 페오일이 공급되고, 상기 혼합 예열 유닛(200)으로 공급된 공급량은 제어부(2)에 의해 선택적으로 제어된다.
상기 소화 슬러지에 오일을 공급하는 이유는 이미 공지 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
건조 유닛(400)은 혼합 예열 유닛(200)을 경유한 소화 슬러지에 대한 건조를 하기 위해 구비되는데, 전술한 혼합 예열 유닛(200)과 함께 열 공급 유닛(600)에서 공급된 폐열을 통해 소화 슬러지에 대한 건조가 이루어진다.
건조에 따른 온도는 60도 이상 110도 이하의 온도로 가열되고 건조 시간과 온도 조절은 제어부(2)를 통해 제어된다. 특히 소화 슬러지에 오일이 분사된 상태에서는 상기 소화 슬러지의 내부에 잔존하는 물과 소화 슬러지와의 상호 작용이 상대적으로 약화되고, 이와 동시에 전술한 온도로 가열이 이루어지면서 조성되는 압력변화로 인해 상기 소화 슬러지의 공극에 잔존하는 수분을 빠르게 증발시킬 수 있다.
소화 슬러지는 건조 유닛(400)에서 건조가 이루어질 경우 상대적으로 부피가 큰 덩어리 형태의 부피를 갖는 상태로 건조되는데, 이 경우 상기 소화 슬러지에 일부의 수분이 잔존할 수 있으므로 후술할 공정 유닛(500)에서 한번 더 소정의 온도로 건조가 이루어진다.
공정 유닛(500)은 건조 유닛(400)에서 건조된 소화 슬러지를 공급받아 소정의 온도로 건조함과 동시에 상대적으로 작은 덩어리 형태의 소화 슬러지로 변화시키기 위해 구비된다.
공정 유닛(500)은 열 공급 유닛(600)에서 폐열을 공급받는데, 제어부(2)가 상기 공정 유닛(500)으로 이송된 소화 슬러지에 대한 건조 시간과 건조 온도를 선택적으로 제어한다.
이와 같이 공정 유닛(500)에서 소화 슬러지의 크기를 변화시키는 이유는 최종적으로 발전유닛(4)에 공급된 상태에서 전기를 생산하기 위해 연료로 사용될 때 부피가 큰 덩어리 상태일 경우에 비해 상대적으로 작은 부피를 갖는 알갱이 형태일 경우 공극에 잔존하는 미량의 수분에 대한 건조가 추가로 이루어짐으로써 수분 함량이 최소한으로 유지되어 발전유닛(4)에서 연료로 사용될 경우 단위 체적당 발열량이 상대적으로 증가된다.
또한, 알갱이 형태의 소화 슬러지에 포함된 오일 또한 특정 함량으로 유지시킬 수 있어 상기 소화슬러지에 잔존하는 모세관 형태의 작은 기공이 상대적으로 발달되어 연소성이 향상된다.
열 공급 유닛(600)은 발전 유닛(4)에서 회수된 폐열을 공급받아 상기 혼합 예열 유닛(200)과 건조 유닛(400)과 공정 유닛(500)의 작동에 필요한 열을 공급하는데, 일 예로 보일러가 사용될 수 있으며 상기 보일러는 상대적으로 용량이 작은 소형 보일러가 사용된다.
열 공급 유닛(600)은 제어부(2)에 의해 작동 상태가 전반적으로 제어되고, 혼합 예열 유닛(200)과 건조 유닛(400) 및 공정 유닛(500)으로 공급되는 온도는 각각의 유닛 조건에 따라 서로 다르게 독립 제어된다.
슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는 건조 유닛(400)을 경유한 소화 슬러지에서 낙하된 오일을 회수하기 위한 오일 회수 유닛(700)을 포함한다. 상기 오일 회수 유닛(700)은 공정 유닛(500)을 경유하여 가공 처리된 소화 슬러지를 원심 분리시켜 알갱이 상태의 소화 슬러지에 잔존하는 여분의 오일을 회수한다.
상기 오일 회수 유닛(700)에서 회수된 오일은 오일 리턴부(900)를 통해 오일 탱크 유닛(300)으로 리턴되고, 그리고 혼합 예열 유닛(200)으로 이송된 소화 슬러지에 공급되는 오일로 재사용되므로, 상기 혼합 예열 유닛(200)으로 공급되는 오일 소모량을 경제적으로 운영할 수 있고, 이에 따른 비용도 상대적으로 절감할 수 있어 전체적인 운영 경비를 절감시킨다.
또한, 상기 오일 리턴부(900)에는 오일 회수 유닛(700)에서 회수된 오일에 잔존하는 이물질을 필터링 하기 위한 필터 유닛(미도시)이 설치되어 불필요한 불순물이 오일 탱크 유닛(300)으로 공급되는 것을 차단한다.
오일 회수 유닛(700)은 오일 탱크 유닛(300)으로 일정량의 오일을 공급하기 위해 폄프 유닛(미도시)이 장착되므로, 상기 오일 탱크 유닛(300)으로 일정량의 오일을 안정적으로 공급할 수 있다.
오일 회수 유닛(700)은 제어부(2)에 의해 작동 시간과 분당 회전수가 제어되며, 다수개가 구비된 형태로 구성될 수 있다. 이와 같이 오일 회수 유닛(700)을 경유한 소화 슬러지는 최종적으로 발전유닛(4)으로 공급되어 전기 생산을 위한 연료로 사용된다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는 각각의 유닛에서 버려지는 폐열을 이용하여 각 유닛의 보조적인 에너지원으로 사용할 수 있으며 제1 내지 제4 폐열 공급부(10, 20, 30,910)를 포함하여 구성된다.
예를 들어 제1 폐열 공급부(10)는 건조 유닛(400)에서 회수된 폐열을 혐기 소화조(110)로 재공급시켜 반응 온도를 조절하기 위해 마련된다.
혐기 소화조(110)는 50도 이상의 온도로 유지되는 것이 바람직한데, 상기 온도로 유지시킬 경우 슬러지에 대한 반응성을 향상시켜 슬러지에 대한 가공성을 향상시킬 수 있다.
열 공급 유닛(600)은 발전 유닛(4)에서 회수된 일부의 폐열을 상기 혐기 소화조(110)로 공급하는 제2 폐열 공급부(20)를 포함한다.
상기 제2 폐열 공급부(20)는 전술한 제1 폐열 공급부(10)와 함께 혐기 소화조(110)에 대한 반응 온도를 항시 일정하게 하고, 반응 온도를 조절하기 위한 별도의 가열 유닛을 사용하지 않고 상기 열 공급 유닛(600)과 건조 유닛(400)에서 사용된 이후에 버려지는 폐열을 이용하여 안정적인 반응 온도를 위한 열 공급원으로 사용이 가능하여 비용을 절감하고 경제성을 향상시키고 혐기 소화조(110)에 대한 안정적인 운영을 가능하게 한다.
혐기 소화조(110)는 슬러지를 처리한 이후 잔여 폐열을 회수하여 상기 열 공급 유닛(600)에 재공급하는 제3 폐열 공급부(30)를 포함한다. 제3 폐열 공급부(30)는 혐기 소화조(110)에서 반응에 사용되고 버려지는 폐열을 회수하여 열 공급 유닛(600)에 공급하여 상기 열 공급 유닛(600)의 작동에 필요한 보조적인 열을 공급한다.
이로 인해 열 공급 유닛(600)의 연료 소모량을 절감하여 경제성을 향상시키고, 불필요한 에너지 소모를 최소화할 수 있다.
오일 리턴부(900)는 오일 회수 유닛(700)을 통해 환수된 오일이 갖는 폐열을 혼합 예열 유닛(200)으로 공급하기 위한 제4 폐열 공급부(910)를 포함한다. 제4 폐열 공급부(910)는 전술한 바와 같이 오일 탱크 유닛(300)으로 소화 슬러지에서 낙하된 오일의 일부를 오일 탱크 유닛(300)으로 공급하고, 일부의 오일을 혼합 예열 유닛(200)으로 공급하여 예열을 위한 열 에너지원으로 사용한다.
따라서 혼합 예열 유닛(200)의 온도를 설계 온도와 유사한 온도로 일정하게 유지할 수 있어 작동 안전성이 확보되고 상기 혼합 예열 유닛(200)의 작동에 필요한 열 공급 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.
슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는 상기 바이오 가스 생산 유닛(100)으로 공급된 슬러지에 대한 전처리를 위한 초음파 유닛(800)을 포함하고, 상기 초음파 유닛(800)은 상기 건조 유닛(400)으로 공급된 하수 슬러지에 초음파를 전달하여 하수 슬러지에 대한 건조를 도모한다.
초음파 유닛(800)은 농축기(3)에서 농축된 슬러지에 초음파를 발생시키거나, 전술한 바와 같이 건조 유닛(400)으로 이동된 하수 슬러지에 초음파를 발생시켜 상기 하수 슬러지의 가수분해 단계를 단축시켜 혐기성 소화기간을 상대적으로 최소화시키고, 하수 슬러지에 대한 분해를 실시한다.
슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는 혼합 예열 유닛(200)과, 건조 유닛(400)과, 공정 유닛(500)과, 오일 회수 유닛(700)에서 발생된 수분을 응축시키기 위한 응축부(50)와, 상기 응축부(50)에서 미 응축된 가스를 열 공급 유닛(600)으로 재공급하기 위한 흡입부(60)를 포함한다.
응축부(50)는 전술한 혼합 예열 유닛(200)과, 건조 유닛(400)과, 공정 유닛(500)과, 오일 회수 유닛(700)의 상단에 위치된 배관 유닛(미도시)을 통해 이동된 수분을 회수하여 응축하고, 상기 흡입부(60)는 응축된 응축수를 흡입하여 열 공급 유닛(600)으로 공급한다.
이를 통해 혼합 예열 유닛(200)과, 건조 유닛(400)과, 공정 유닛(500)과, 오일 회수 유닛(700)에서 발생된 응축수로 인한 반응성 저하를 예방하고 원하는 효율로 각각의 유닛이 안정적으로 작동되도록 하여 전체적인 효율을 향상시킬 수 있다.
제어부(2)는 건조 유닛(400)으로 공급되는 소화 슬러지의 공급량과 상기 오일 탱크 유닛(300)에서 공급되는 오일량을 제어한다. 상기 제어부(2)는 특정 유닛이 오작동 되거나 작동 불능 상태일 때 관리자가 이를 인지할 수 있도록 유선 또는 무선으로 상기 관리자에게 데이터를 제공하는 관리 서버(미도시)를 포함하고, 상기 관리 서버를 통해 특정 유닛에서 에러가 발생될 경우 즉각적인 대응을 실시할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
2 : 제어부
10, 20, 30 : 제1 내지 제3 폐열 공급부
50 : 응축부
60 : 흡입부
100 : 바이오 가스 생산 유닛
200 : 혼합 예열 유닛
300 : 오일 탱크 유닛
400 : 건조 유닛
500 : 공정 유닛
600 : 열 공급 유닛
700 : 오일 회수 유닛
800 : 초음파 유닛
900 : 오일 리턴부

Claims (9)

  1. 슬러지가 발전유닛으로 공급되는 공급 경로 중에 설치되어 상기 슬러지를 공급받는 혐기 소화조와, 상기 혐기 소화조에서 처리된 소화 슬러지가 저장되는 소화 슬러지 저장 유닛을 포함하는 바이오 가스 생산 유닛;
    상기 소화 슬러지 저장 유닛에 저장된 소화 슬러지를 공급받아 혼합 예열이 이루어지는 혼합 예열 유닛;
    상기 혼합 예열 유닛으로 공급된 소화 슬러지에 오일을 공급하기 위한 오일 탱크 유닛;
    상기 혼합 예열 유닛을 경유한 소화 슬러지에 대한 건조가 이루어지는 건조 유닛;
    상기 건조 유닛에서 건조된 소화 슬러지를 공급받아 소정의 온도로 건조시킴과 동시에 상대적으로 작은 덩어리 형태의 소화 슬러지로 변화시키는 공정 유닛; 및
    상기 발전 유닛에서 회수된 폐열을 공급받아 상기 혼합 예열 유닛과 건조 유닛과 공정 유닛의 작동에 필요한 열을 공급하기 위한 열 공급 유닛을 포함하며,
    상기 건조 유닛에서 회수된 폐열을 혐기 소화조로 재공급시켜 반응 온도를 조절하기 위한 제1 폐열 공급부를 더 포함하는 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 열 공급 유닛은,
    상기 발전 유닛에서 회수된 일부의 폐열을 상기 혐기 소화조로 공급하는 제2 폐열 공급부를 포함하는 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 혐기 소화조는,
    상기 슬러지를 처리한 이후 잔여 폐열을 회수하여 상기 열 공급 유닛에 재공급하는 제3 폐열 공급부를 포함하는 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는,
    상기 건조 유닛을 경유한 소화 슬러지에서 낙하된 오일을 회수하기 위한 오일 회수 유닛을 포함하는 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는,
    상기 오일 회수 유닛에서 회수된 오일을 오일 탱크 유닛으로 리턴 시키기 위한 오일 리턴부를 포함하고,
    상기 오일 리턴부는,
    상기 오일 회수 유닛을 통해 환수된 오일이 갖는 폐열을 상기 혼합 예열 유닛으로 공급하기 위한 제4 폐열 공급부를 포함하는 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는,
    상기 바이오 가스 생산 유닛으로 공급된 슬러지에 대한 전처리를 위한 초음파 유닛을 포함하고,
    상기 초음파 유닛은 상기 건조 유닛으로 공급된 하수 슬러지에 초음파를 전달하여 하수 슬러지에 대한 건조를 도모하는 것을 특징으로 하는 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치.
  8. 제1 항 및 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치는,
    상기 혼합 예열 유닛과, 건조 유닛과, 공정 유닛과, 오일 회수 유닛에서 발생된 수분을 응축시키기 위한 응축부;
    상기 응축부에서 미 응축된 가스를 열 공급 유닛으로 재공급하기 위한 흡입부를 포함하는 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 건조 유닛으로 공급되는 소화 슬러지의 공급량과 상기 오일 분사 유닛을 통해 분사되는 오일량을 제어하는 제어부를 포함하는 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180099086A (ko) 2017-02-28 2018-09-05 순천향대학교 산학협력단 축산분뇨 슬러지를 이용한 고형연료 및 이의 제조방법
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CN114874822A (zh) * 2022-03-25 2022-08-09 浙江荣越环保科技有限公司 一种复合燃料颗粒及其制备工艺和应用
KR102521749B1 (ko) * 2022-08-31 2023-04-17 주식회사 케이아그로 폐비닐 분해 시스템을 이용한 가축분뇨로부터 고체연료 및 바이오차의 제조 방법 및 시스템
WO2023075265A1 (ko) * 2021-10-25 2023-05-04 나민수 소화액 처리수와 유기물 건조물질의 혼합액을 이용하여 바이오가스를 생산하는 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100835964B1 (ko) * 2007-07-26 2008-06-10 고성호 열병합발전기의 폐열을 이용한 슬러지 건조시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100835964B1 (ko) * 2007-07-26 2008-06-10 고성호 열병합발전기의 폐열을 이용한 슬러지 건조시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180099086A (ko) 2017-02-28 2018-09-05 순천향대학교 산학협력단 축산분뇨 슬러지를 이용한 고형연료 및 이의 제조방법
KR102009184B1 (ko) * 2018-10-30 2019-08-13 (주)진에너텍 하수 슬러지를 펠릿연료로 자원화하기 위한 신재생에너지시스템
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