KR101613968B1 - steam generating system having ultra high temperature sludge drying apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초고온슬러지 건조장치를 갖는 스팀발전시스템에 관한 것으로, 본 발명의 주요 구성은, 슬러지저장탱크(1)와, 슬러지저장탱크(1) 내의 슬러지를 공급하는 슬러지호퍼(2)와, 슬러지호퍼(2)로 부터 공급 받은 슬러지를 섭씨 1500도 내지 섭씨 2100도 에서 건조시키는 초고온건조로(3)와, 초고온건조로(3)에서 발생되는 가스를 연소시키는 연소기(4)와, 연소기에서 연소된 연소열을 공급받아 스팀을 양산하는 보일러(5)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 연소기(4)에서 연소되어 발생하는 먼지는 집진기(6)로 보내어지는 것을 특징으로 하며, 집진기(6)는 백필터인 것을 특징으로 하며, 상기 연소기(4)는, 연소기에 연료 공급을 위한 연료저장고(9)와, 연료저장고(9)의 연료를 정량 공급하느 연료정량공급기(10)와, 연료정량공급기(10)로부터 정량된 연료를 연소기(4)에 투입하는 연료투입기(11)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 연소기(4)에 공급되는 연료는 나무펠릿인 것을 특징으로 하며, 상기 초고온건조로(3)에서 건조된 슬러지는 배출슬러지호퍼(22)로 보내어진 후, 폐슬러지탱크(23)로 저장되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a steam generator system having an ultra-high temperature sludge dryer. The main constituent of the present invention is a sludge storage tank (1), a sludge hopper (2) for supplying sludge in the sludge storage tank (1) An ultra-high temperature drying furnace (3) for drying the sludge supplied from the hopper (2) at a temperature of 1500 ° C. to 2100 ° C., a combustor (4) for burning the gas generated in the ultra-high temperature drying furnace (3) And a boiler 5 for mass-producing steam by being supplied with the heat of combustion. The dust generated by burning in the combustor 4 is sent to the dust collector 6, Wherein the combustor includes a fuel reservoir for supplying fuel to the combustor, a fuel quantitative feeder for quantitatively supplying fuel of the fuel reservoir, (10) Wherein the fuel supplied to the combustor (4) is wood pellets, characterized in that the sludge dried in the ultra-high temperature drying furnace (3) Is sent to the discharge sludge hopper (22) and then stored in the waste sludge tank (23).
Description
본 발명은 하수처리 시설 등에서 발생하는 슬러지를 건조처리하는 슬러지 건조장치를 이용한 스팀 발전시스템에 관한 것으로, 특히 건조 슬러지를 효율 좋게 처리하고 여기서 발생하는 에너지를 효과적으로 활용할 수 있는 초고온슬러지 건조장치를 갖는 스팀발전시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
[문헌1] 특허등록10-0894899호 명칭 : 초고온 건조시스템
[Patent Document 1] Patent Registration No. 10-0894899 Title: Ultra-high temperature drying system
종래의 슬러지 건조 장치의 예로 제시한 상기 문헌 1 의 초고온 건조로(등록특허10-0894899호)는 슬러지를 건조로에서 처리하되, 건조로에서 발생하는 SOx나 NOx등의 각종 폐가스와 악취(이하, 폐가스) 등을 제거하기 위하여 매우 부피가 큰 집진시설을 사용하였다.The sludge is treated in a drying furnace, and various types of waste gas and odor (hereinafter referred to as waste gas), such as SOx and NOx, generated in a drying furnace are treated in an ultra-high temperature drying furnace (Patent No. 10-0894899) A very bulky dust collecting facility was used.
즉, 초고온 건조로와 큰 규모의 집진시설을 연결하여 사용한 것인데, 이렇게 하면, 집진시설의 부하가 커져 그에 따른 여러 가지 비효율적인 면이 있다. 다시 말해, 집진시설이 비대하여지고 많은 용적을 차지하여 시설비가 고가로 소요되고 운전비용도 많이 들고, 집진효율도 그다지 높지 않은 문제가 있다.
That is, an ultra-high-temperature drying furnace is used in connection with a large-scale dust collecting facility. However, this increases the load of the dust collecting facility and causes various inefficiencies. In other words, there is a problem that the dust collecting facility is expensive and occupies a large volume, the facility cost is high, the operation cost is high, and the dust collecting efficiency is not so high.
본 발명은 상기한 점을 개선하고자 발명한 것으로 본 발명은, 상기 인용문헌1에서 사용하는 초고온건조로에 "제2버너"를 설치하여, 위의 폐가스를 집진시설로 바로 보내는 것이 아니라, 제2버너로 보내어 폐가스를 연소시킨다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. The present invention is characterized in that a "second burner" is installed in an ultra-high temperature drying furnace used in the
또한, 제2버너에서 발생하는 연소열을 활용하여 스팀을 발생하고 이를 스팀발전기로 보내어 전기를 생산하여 에너지 활용성을 높였다.In addition, steam is generated by utilizing the heat of combustion generated in the second burner, and is sent to a steam generator to produce electricity, thereby improving energy utilization.
아울러 제 2버너에서 거의 완전연소된 가스(폐가스가 한번 더 연소되었으므로 오염물질이 거의 없음)를 집진시설로 보내어 최종 처리를 하여, 오염물질이 거의 없으므로 그만큼 집진시설의 크기를 줄일 수 있고 집진비용을 절감할 수 있는 장치를 개발하였다.
In addition, in the second burner, almost completely burned gas (waste gas is burned again and there is almost no pollutant) is sent to the dust collecting facility to finish the final treatment, and there is almost no pollutant, so the size of the dust collecting facility can be reduced. We have developed a device that can save money.
본 발명의 주요 구성은, 슬러지저장탱크(1)와, 슬러지저장탱크(1) 내의 슬러지를 공급하는 슬러지호퍼(2)와, 슬러지호퍼(2)로 부터 공급 받은 슬러지를 섭씨 1500도 내지 섭씨 2100도 에서 건조시키는 초고온건조로(3)와, 초고온건조로(3)에서 발생되는 가스를 연소시키는 연소기(4)와, 연소기에서 연소된 연소열을 공급받아 스팀을 양산하는 보일러(5)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 연소기(4)에서 연소되어 발생하는 먼지는 집진기(6)로 보내어지는 것을 특징으로 하며, 집진기(6)는 백필터인 것을 특징으로 하며, 상기 연소기(4)는, 연소기에 연료 공급을 위한 연료저장고(9)와, 연료저장고(9)의 연료를 정량 공급하느 연료정량공급기(10)와, 연료정량공급기(10)로부터 정량된 연료를 연소기(4)에 투입하는 연료투입기(11)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 연소기(4)에 공급되는 연료는 나무펠릿인 것을 특징으로 하며, 상기 초고온건조로(3)에서 건조된 슬러지는 배출슬러지호퍼(22)로 보내어진 후, 폐슬러지탱크(23)로 저장되는 것을 특징으로 한다.
The main constituent of the present invention is a sludge storage tank comprising a
본 발명에 의하면 집진부하를 크게 줄여 집진시설의 규모와 설치 비용을 종래에 비해 1/2 이상 크게 줄이고 슬러지를 저공해, 저비용으로 처리할 수 있다.According to the present invention, the dust collecting load can be greatly reduced, the size and installation cost of the dust collecting facility can be reduced by more than 1/2 compared with the conventional one, and the sludge can be treated at low cost and at low cost.
또한 폐가스는 완전 연소에 의해 악취가 완벽하게 100% 제거되어 대기 오염을 막고 악취 제거를 위한 별도의 악취제거 시설 등도 불필요한 장점이 있다.In addition, the waste gas completely eliminates the odor by 100% by the complete combustion, thereby preventing the air pollution and a separate odor eliminating facility for removing the odor is also unnecessary.
또한 연소기에서 사용하는 연료는 나무펠렛이나 저가의 연료를 사용 가능하고 아울러 초고온건조기에서 발생하는 열과 연소성 가스를 이용하므로, 운전비를 최소화할 수 있다.In addition, the fuel used in the combustor can use wood pellets or low-cost fuel, as well as heat and combustible gas generated from the ultra-high temperature dryer, thus minimizing the operating cost.
또한 연소기(4)와 연결되어 작동하는 보일러(5)에서 발생하는 스팀 열원을 이용하여 전기 발전 등으로 활용할 수 있어, 에너지 활용성도 매우 우수하다.In addition, since the steam heat source generated in the
도 1 은 본 발명의 실시를 보여 주기 위한 블록도
도 2 는 본 발명의 한 구성 예를, 예시적인 제시한 도면BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
Fig. 2 shows an example of the configuration of the present invention,
이하, 본 발명을 첨부 도면에 의거 추가로 상술한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 따른 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a configuration according to the present invention.
도시한 바와 같이 본 발명은, 예를 들어, 도심에서 많이 발생하는 하수 슬러지를 슬러지 저장탱크(1)에 저장한 상태에서 이 슬러지를 슬러지호퍼(2)를 통하여 초고온건조로(3)로 보낸다.As shown in the drawing, for example, in a state where sewage sludge which is generated in the city center is stored in the
초고온건조로(3)에서의 건조 온도는 평균 섭씨 1500도 이상 최고 섭씨 2100도 정도이다. 그러면 2차적 연소나 건조를 필요로 하는 내화적 슬러지도 거의 대부분 처리 가능하다. The drying temperature in the ultra-high temperature drying furnace (3) is about 1,500 degrees Celsius to 2,100 degrees Celsius. The refractory sludge, which requires secondary combustion or drying, can then be treated in most cases.
비록 이 초고온 건조로에서 슬러지 처리를 한다 하여도, 완전한 연소는 어렵다. 따라서 이렇게 건조 처리된 슬러지를 연소기(4)로 보내어 완전 연소를 시킨다.Even if sludge treatment is performed in this ultra-high temperature drying furnace, complete combustion is difficult. Thus, the dried sludge is sent to the
초고온건조로(3)에서 건조 처리시 발생하는 폐가스와 악취는 제2 버너라 할 수 있는 연소기(4)에서 거의 완전 연소시킨다. 섭씨 1500도 이상의 고온에서는 대부분의 유해가스와 악취성 가스는 냄새 없이 연소처리된다.The waste gas and odor generated in the drying process in the ultra-high temperature drying furnace (3) are almost completely combusted in the combustor (4) which can be called the second burner. At high temperatures above 1500 degrees Celsius, most noxious and odorous gases are burned without odor.
초고온건조로(3)에서 나오는 폐가스는 매우 고온이므로 이 열에너지를 그대로 연소기(4)에 보내면 적은 열량으로도 슬러지의 거의 완전 연소가 가능하다. 연소기(4)의 가열을 위한 열원은 저렴한 나무펠릿이나 또는 저렴한 유류 연료를 사용할 수 있다. 그러나 상기 초고온건조로(3)에서 발생되는 일부 폐가스는 연소 가능한 열 에너지 원이기도 하므로, 이 폐가스를 재연소의 열원(원료)으로 사용할 수 있는 효과도 있어, 적은 원료 투입으로도 2차적인 연소 효과를 더욱 높일 수 있다.Since the waste gas from the ultra-high temperature drying furnace (3) is very high in temperature, it is possible to completely burn the sludge even if the heat energy is directly sent to the combustor (4). The heat source for the heating of the
연소기(4)에서 연소된 후 발생되는 먼지나 부유물은 집진기(6)로 보내어 집진할 수 있다. 이때 발생되는 먼지는 종래에 비하면 지극히 적은 양이다.Dust and suspended matter generated after combustion in the
종래의 상기 선행 기술의 문헌1은 비록 초고온 건조시스템이라 하여도 매우 많은 양의 분진이 발생하므로, 집진시설이 매우 커야 하나 본 발명의 경우에는 연소기(4)에 의한 거의 완전 연소로 인해, 집진시설을 한다하여도 극히 소규모로 이루어질 수 있어 매우 효율적이다.In the
통상적으로 집진시설은 규모와 면적이 크고 많은 시설의 투자가 이루어 져야하는 고비용이 들어가는 시설이고 운전 비용도 많이 소요되는 시설이다. 따라서 집진시설을 최대한 줄여 주는 것은 매우 바람직하고 저비용 운전에 매우 유리하다.Generally, the dust collecting facility is a high-cost facility that requires large-scale and large-scale investment of many facilities, and is a facility that requires high operation costs. Therefore, it is very desirable to reduce the dust collection facility as much as possible and it is very advantageous for low cost operation.
한편, 상기 연소기(4)에서 발생되는 열은 보일러(5)로 보내어져 열 에너지로 활용할 수 있다. 보일러(5)에서 생성되는 스팀은 발전기(7) 등의 가동에 활용하여 전기 등을 발전할 수 있다.
On the other hand, the heat generated in the
그러면, 도 2 를 참고로 본 발명을 좀 더 예시적 구조를 가지고 설명한다.Referring now to Figure 2, the present invention will be described with a more exemplary structure.
도시한 바와 같이 슬러지는 슬러지호퍼(2)를 통해 초고온건조로(3)로 보내어진다.As shown in the drawing, the sludge is sent to the ultra-high
초고온건조로(3)의 작동 원리와 구성은 선행기술인 특허등록 제 10-0894899(발명의 명칭 : 초고온 건조시스템)와 유사하므로 이에 구체적인 설명은 생략한다.The operation principle and construction of the ultra-high
단, 참고로 간단히 작동을 설명하면, 투입되는 슬러지는 중앙에 공간이 형성된 통로인 1차건조부(31)에 주입되어 진행하면서 1차적인 건조가 실시되고, 2차적으로 1차건조부(31) 외주를 둘러 싸는 공간인 2차건조부(32)에서 슬러지의 2차 건조가 이루어진다.The sludge is injected into the
이때 생성되는 SOx, NOx 등의 유해가스를 공급관(8)을 통하여 연소기(4)에 보내어진다. 연소기(4)의 가동은 연료저장고(9)에 저장된 연료를 연료정량공급기(10)를 거쳐 연료투입기(11)에 의해 공급되어 연소기(4)가 가동된다. 연소기(4)가 가동되면 상기 유해 가스 및 악취를 발하는 모든 가스를 거의 완전 연소 가능하다.The generated harmful gas such as SOx and NOx is sent to the
가스 중에는 연소 가능한 가스도 포함되므로 이러한 연소성 가스는 연소기(4)에서 연소 열원으로 사용 가능하므로 저비용으로 연소기(4)를 가동 가능하다. 또한 공급관(8)을 통하여 공급받는 가스는 매우 고온이므로 연소를 위한 열원(연료) 소비를 더욱 크게 절감 가능하다.Since the gas includes a combustible gas, such a combustible gas can be used as a combustion heat source in the
연소기(4)에서 발생하는 연소열은 보일러(5)로 보내진다. 보일러(5)는 연소기(4)와 동일한 케이싱(14) 내에 구성되게 하여 손실되는 열원이 없도록 하여 열효율을 더욱 높일 수 있다.The heat of combustion generated in the
연소기(4)에서 연소된 후 발생하는 먼지 등은 집진시설인 집진기로 유도되는바, 집진기의 한 예를 들면 본 발명에서는 백필터(20)를 사용하였다. 집진기는 백필터가 아닌 그 외 다른 구조의 집진시설이나 구조로 만들 수 있음은 물론이다.The dust and the like generated after the combustion in the
한편 초고온건조로(3)에서 건조된 슬러지는 배출슬러지호퍼(22)를 거쳐 폐슬러지탱크(23)에 저장된다. 배출슬러지호퍼(22)는 스크류에 의한 압출식으로 배출하는 구조로 만들거나 기타 다른 구조로 만들 수도 있다.
On the other hand, the sludge dried in the ultra-high temperature drying furnace (3) is stored in the waste sludge tank (23) via the discharge sludge hopper (22). The
본 발명의 주요 구성 중 하나는 초고온건조로에 "제2버너"라 할 수 있는 연소기(4)를 설치하여, 초고온건조로(3)에서 발생하는 폐가스를 종래와 같이 집진시설로 바로 보내는 것이 아니라, 연소기(4)로 보내어 폐가스를 연소시킨다는 것이다.One of the main components of the present invention is that a
이로 인해 연소기(4)에서 완전연소된 가스는 폐가스가 한번 더 연소되었으므로 오염물질이 거의 없는 상태로 집진시설로 보내어 최종 처리를 하므로, 그만큼 집진시설의 장치를 간략화하고, 종래와 같은 냄새 제거 및 및 공해 물질 제거를 위한 세정시설, 공해물질 흡착시설 등의 시설이 불필요하고, 저렴한 비용이 소요되는 백필터(20)만 사용하여도 가능한 것이다.As a result, the gas completely burned in the
또한 연소기(4)와 연결되어 작동하는 보일러(5)에서 발생하는 스팀 열원을 이용하여 전기 발전 등으로 활용할 수 있어, 에너지 활용성도 매우 우수하다.
In addition, since the steam heat source generated in the
1 슬러지저장탱크 2. 슬러지호퍼
3 초고온건조로 4 연소기
5 보일러 6 집진기
7 발전기1
3 4 burners with ultra-high temperature drying
5
7 generator
Claims (6)
슬러지저장탱크(1) 내의 슬러지를 공급하는 슬러지호퍼(2)와,
슬러지호퍼(2)로부터 공급받은 슬러지를 섭씨 1500도 내지 섭씨 2100도에서 건조시키는 초고온건조로(3)와,
초고온건조로(3)에서 발생되는 가스를 섭씨 1500도 이상의 고온에서 연소시키는 연소기(4)와,
연소기에서 연소된 연소열을 공급받아 스팀을 양산하는 보일러(5)를 포함하고,
상기 연소기(4)는, 연소기에 연료 공급을 위한 연료저장고(9)와, 연료저장고(9)의 연료를 정량 공급하는 연료정량공급기(10)와, 연료정량공급기(10)로부터 정량된 연료를 연소기(4)에 투입하는 연료투입기(11)를 포함하며,
상기 초고온건조로(3)에서 건조된 슬러지는 배출슬러지호퍼(22)로 보내어진 후, 폐슬러지탱크(23)로 저장되는 것을 특징으로 하는 초고온슬러지 건조장치를 갖는 스팀발전시스템.A sludge storage tank 1,
A sludge hopper 2 for supplying sludge in the sludge storage tank 1,
An ultra-high temperature drying furnace (3) for drying the sludge supplied from the sludge hopper (2) at a temperature of 1500 ° C to 2100 ° C,
A combustor 4 for combusting the gas generated in the ultra-high temperature drying furnace 3 at a high temperature of 1500 ° C. or more,
And a boiler (5) for mass-producing steam by receiving the combustion heat burned in the combustor,
The combustor 4 includes a fuel reservoir 9 for supplying fuel to a combustor, a fuel quantity supplying device 10 for supplying a fuel of a fuel reservoir 9 in a quantitative manner, And a fuel injector (11) for injecting the fuel into the combustor (4)
Wherein the sludge dried in the ultra-high temperature drying furnace (3) is sent to a discharge sludge hopper (22) and then stored in a waste sludge tank (23).
상기 연소기(4)에서 연소되어 발생하는 먼지는 집진기(6)로 보내어지는 것을 특징으로 하는 초고온슬러지 건조장치를 갖는 스팀발전시스템.The method according to claim 1,
Wherein the dust generated by burning in the combustor (4) is sent to a dust collector (6).
상기 집진기(6)는 백필터인 것을 특징으로 하는 초고온슬러지 건조장치를 갖는 스팀발전시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the dust collector (6) is a bag filter.
상기 연소기(4)에 공급되는 연료는 나무펠릿인 것을 특징으로 하는 초고온슬러지 건조장치를 갖는 스팀발전시스템.The method according to claim 1,
Wherein the fuel supplied to the combustor (4) is wood pellets.
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