KR101676224B1 - Pyrolysis processing unit using plant waste by waste heat - Google Patents
Pyrolysis processing unit using plant waste by waste heat Download PDFInfo
- Publication number
- KR101676224B1 KR101676224B1 KR1020160064688A KR20160064688A KR101676224B1 KR 101676224 B1 KR101676224 B1 KR 101676224B1 KR 1020160064688 A KR1020160064688 A KR 1020160064688A KR 20160064688 A KR20160064688 A KR 20160064688A KR 101676224 B1 KR101676224 B1 KR 101676224B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pyrolysis
- hot air
- air inlet
- waste heat
- main body
- Prior art date
Links
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 title claims description 133
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 31
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 title 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 239000010794 food waste Substances 0.000 abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 11
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 11
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 241000169203 Eichhornia Species 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001146 hypoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 235000013324 preserved food Nutrition 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
-
- B09B3/0083—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B5/00—Operations not covered by a single other subclass or by a single other group in this subclass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
- F26B25/04—Agitating, stirring, or scraping devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/30—Pyrolysing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
- F26B2200/04—Garbage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 소각장 폐열을 활용한 농업 부산물 열분해 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 쓰레기 소각과정에서 발생되어 대기 중으로 방출되는 폐열을 활용하여 음식물 쓰레기 또는 농업 부산물을 열분해 하여 자원화 함으로써, 석탄, 석유 및 가스와 같은 기존의 화석연료를 대체하는 자원을 생성하는 한편, 자원의 개발 비용을 절감할 수 있도록 한 소각장 폐열을 활용한 농업 부산물 열분해 처리장치이다.More particularly, the present invention relates to an apparatus for pyrolysis of agricultural by-products using incineration cul- ture waste, and more particularly, to a pyrolysis apparatus for pyrolysis of agricultural waste by using waste heat generated in the incineration process of waste, It is an agricultural by-product pyrolysis treatment system that uses incineration waste heat to generate resources to replace existing fossil fuels such as gas and to reduce resource development costs.
최근 이산화탄소 저감과 석탄 등의 화석연료 연소 후에 발생되는 부산물 및 폐기물의 해양 투기를 금지하는 규정이 제정되는 등 환경에 대한 관심이 급증하고 있으며, 특히 화석연료의 고갈과 원자력 에너지의 위험성이 증대되면서 친환경 에너지원으로서 바이오매스에 대한 관심이 급증하고 있다.Recently, there has been a growing interest in the environment, such as the abolition of carbon dioxide and the prohibition of marine dumping of byproducts and wastes generated after the combustion of fossil fuels such as coal. Especially, due to the exhaustion of fossil fuels and the risk of nuclear energy, There is a growing interest in biomass as an energy source.
바이오매스(Biomass)란 어느 시점에서 임의의 공간에 존재하는 특정 생물체의 양을 중량 또는 에너지지량으로 나타낸 것으로 생물체량이라고도 하며, 지구상에서 1년간 생산되는 바이오매스는 석유의 전체 매장량과 맞먹어 적정하게 이용하면 고갈될 염려가 없는 이점이 있다.Biomass refers to the amount of specific organisms present in any space in terms of weight or energy budget, which is sometimes called the amount of living organisms. The biomass produced on Earth is equivalent to the total reserves of petroleum, There is an advantage that it will not be exhausted if used.
바이오매스의 많은 부분을 차지하는 목재는 분말 형태로 쉽게 얻을 수 있고 발열량이 높아 석탄을 대체할 수 있는 에너지원으로 인식되어 농업시설의 난방용 보일러에 최근 많이 사용되고 있으며, 그 동안 목재 보일러에 관한 연구개발이 활발히 진행되어 왔으며, 정부에서도 많은 지원이 있어 왔다. 그러나 한정된 목재 자원과 분말화를 위한 추가비용 발생으로 인한 목재 원료 가격 문제가 제기되면서 국내 연구가 거의 중단된 상태이며, 난방용 목재 보일러의 경우 목재 분말 연소 시 발생되는 연소 가스의 영향으로 보일러 가동에 많은 문제를 일으켜 현장 적용에 어려움을 겪고 있다.Wood, which accounts for a large part of biomass, is easily obtained in powder form and is recognized as an energy source capable of replacing coal due to its high calorific value. Recently, it has been widely used in heating boilers for agricultural facilities. It has been actively promoted, and there has been much support from the government. However, due to the limited cost of wood resources and pulverization, the domestic price of raw materials has been raised. In the case of heating wood boilers, the influence of combustion gases in the combustion of wood powder causes many It causes problems and it is difficult to apply to the field.
바이오매스의 원료로 사용되는 부레옥잠은 아메리카대륙 열대지방이 원산지인 다년생 물옥잠과의 관상식물로 국내에서는 수질정화용 식물로 잘 알려져 있다. 부레옥잠은 20℃ 이상의 수온에서 별도의 양분 공급 없이 1개체의 수가 752개 정도로 증식되는 번식력이 매우 빠른 식물로 국내의 경우 4월부터 10월까지 저수지 등에서 재배가 가능하다. 2009년 용인에 소재한 저수지에서 연구를 위해 재배한 결과 1ha에서 약 50 톤의 건물(乾物;함수율 0%) 생산이 가능한 것으로 나타났다. As a raw material for biomass, water hyacinth is a perennial water goby ornamental plant originating in the tropics of the Americas, and is well known as a water purification plant in Korea. The water hyacinth is very fast-breeding plant that grows up to 752 individuals without water supply at 20 ℃ or more. It can be cultivated in reservoir from April to October in Korea. As a result of cultivation in the reservoir located in Yongin in 2009, it was possible to produce about 50 tons of building (dry matter; moisture content 0%) at 1 ha.
따라서 국내의 저수지 등 수면을 적절히 이용하면 저렴한 비용으로 부레옥잠을 안정적으로 대량 확보할 수 있기 때문에 가격 측면에서 목재를 대체하는 훌륭한 바이오매스로 활용할 수 있다. Therefore, it can be used as a good biomass to replace wood in terms of price, because it can secure a large amount of water hyacinth at a low cost by appropriately using the domestic water reservoir.
또한 낙엽은 전통적인 화력공급 수단으로 사용되었으나 석탄 및 석유의 공급으로 지금은 거의 사용되지 않고 있다. 가을철 대도시에 발생되는 낙엽은 수거한 후 소각 처리되는데 그 발생량 때문에 각 지방자치단체마다 처리에 많은 예산을 투입하고 있는 실정이다. 따라서 이러한 낙엽을 열분해처리한 후 연소용 연료로 활용한다면 부레옥잠과 더불어 매우 유용한 바이오매스 공급원으로 활용될 수 있다.The leaves have also been used as a traditional firepower supply, but are now rarely used due to the supply of coal and oil. The fallen leaves that are generated in big cities in fall are collected and incinerated after collection. Therefore, it can be used as a very useful biomass source in addition to water hyacinth if the leaves are pyrolyzed and then used as fuel for combustion.
열분해처리(pyrolysis)는 목질계 바이오매스를 무산소 또는 저산소 상태에서 400℃ ~ 1000℃ 온도로 가열하여 가스나 분해유와 같은 기체 또는 액체연료 및 타르나 목탄 등과 같은 고체 연료를 얻기 위한 처리방법이다. Pyrolysis is a treatment method for obtaining woody or liquid fuels such as gas or cracked oil and solid fuels such as tar or charcoal by heating woody biomass in the anoxic or hypoxic state at a temperature of 400 ° C to 1000 ° C.
그러나 현재 유럽, 미국 등에서 사용되는 목재를 대상으로 하는 열분해장치는 나무를 일정한 크기의 판재로 가공하고 상기 판재를 열분해시켜 열분해과정에서 발생되는 연소용 가스 및 목탄액을 회수하는 것을 목적으로 하기 때문에 부레옥잠, 낙엽, 농업부산물 등과 같은 초본계 식물의 열분해장치로 직접 사용하는 것은 불가능하다.However, since the pyrolysis apparatus for wood used in Europe and the United States is intended to recover the combustion gas and the charcoal liquid generated in the pyrolysis process by processing the wood into a plate of a predetermined size and pyrolyzing the plate, It is impossible to directly use it as pyrolysis device of herbaceous plant such as fallen leaves, agricultural byproducts.
따라서 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하고자 많은 연구를 계속한 끝에 초본계 바이오매스 자원을 이용하는 대용량 산업용 열분해장치를 개발하여 특허등록 제10-1231812호를 통해 실용화 시켰으나, 이는 배치식으로 개발되어 산업용으로 사용함에 있어 효율적인지 못한 문제점이 있었다. Therefore, the inventor of the present invention has developed a pyrolysis apparatus for large-scale industrial use using herbaceous biomass resources and has been put into practical use through the patent registration No. 10-1231812. However, It is not efficient to use it.
즉, 종래의 배치식 열분해장치의 작업공정은 ① 바이오매스를 열분해장치에 투입-> ② 건조-> ③ 열분해-> ④ 냉각 및 배출-> ⑤히터 냉각-> ① 다시 바이오매스를 열분해장치에 투입의 과정을 반복하게 되는데, 이렇듯 종래의 열분해장치는 하나의 탱크본체부 내에서 모든 공정이 배치적으로 이루어짐에 따라 한번의 작업프로세스가 마무리된 후 다시 새로운 작업프로세스를 시행하기 위해서는 탱크본체부에 잔존하는 원료를 완전히 제거한 상태에서 상기 히터가 식을 때까지 장시간 대기해야 하기 때문에 장치 활용의 측면에서 매우 효율적이지 못한 문제점이 있었다. 그렇다고 상기 히터냉각 과정을 무시하고 바로 바이오매스 원료를 투입할 경우 온도의 불균일로 인해 원료의 발열량이 불균일해져 전체적인 원료 이용효율이 낮아지는 문제점이 있었다.That is, the working process of the conventional batch type pyrolysis apparatus is as follows: (1) putting the biomass into the pyrolysis apparatus -> (2) drying -> pyrolysis -> cooling and discharging -> In the conventional pyrolysis apparatus, since all the processes are arranged in a single tank body unit, in order to perform a new work process after completing one operation process, There is a problem in that it is not very efficient in terms of the utilization of the apparatus because the heater must wait for a long time until the heater is cooled. However, when the heater cooling process is neglected and the biomass feedstock is directly fed, the heat generation amount of the feedstock becomes uneven due to the unevenness of the temperature, which lowers the efficiency of the entire raw material utilization.
이를 극복하기 위해 특허등록 제10-1453326호를 통해 대용량 연속식 열분해장치를 개발하였으나, 열분해 열원이 되는 히터부분의 과열로 인한 발화현상으로 효과적인 열분해처리 작업이 불가능하였고 열분해처리에 상당한 에너지가 별도로 투입되어야 하는 문제점이 발생되었다.In order to overcome this problem, a large-capacity continuous pyrolysis apparatus has been developed through Patent Registration No. 10-1453326. However, pyrolysis due to overheating of the heater portion as a pyrolysis heat source has made it impossible to perform effective pyrolysis processing. There has been a problem.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 소각장 폐열을 활용한 농업 부산물 열분해 처리장치는 음식물, 농업부산물 등과 같은 폐자원을 열분해하여 연료 자원으로 활용할 수 있는 열분해장치를 개발하되, 열분해 열원을 쓰레기 소각장에서 대기 중으로 배출되는 폐열을 활용하여 보다 경제적인 연료 자원을 생산하는 열분해장치를 개발하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a pyrolysis apparatus capable of pyrolyzing waste resources such as food, agricultural by- It is an object of the present invention to develop a pyrolysis apparatus that produces more economical fuel resources by utilizing waste heat from a pyrolysis heat source discharged from a waste incinerator to the atmosphere.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 소각장 폐열을 활용한 농업 부산물 열분해 처리장치는 소각장 폐열을 활용한 농업 부산물 열분해 처리장치에 있어서, 상기 열분해 처리장치는 상부에 투입구(2)가 설치되고 건조 및 예열부(A), 열분해 처리부(B), 및 냉각 및 배출부(C)를 포함하는 열분해 탱크 본체부(1)와 상기 열분해 탱크를 지지해주는 프레임부(10)를 포함하되, 상기 건조 및 예열부(A)는 교반장치(3) 및 회전형 개폐장치(5)를 포함하고, 상기 열분해 처리부(B)는 상기 건조 및 예열부(A) 저부에 형성되어 처리부 교반장치(7) 및 처리부 회전형 개폐장치(9)를 포함하고, 상기 냉각 및 배출부(C)는 상기 열분해 처리부(B) 저부에 형성되어 스크류 컨베어(8) 및 배출구(11)를 포함하는 한편, 상기 열분해 탱크 본체부(1)는 상기 회전형 개폐장치(5,9)에 의해 상기 건조 및 예열부, 열분해 처리부, 냉각 및 배출부로 각각 구획되고, 상기 열분해 처리부에는 소각장에서 쓰레기 소각 시 발생되는 고온의 폐열을 상기 열분해 탱크 본체부(1)로 공급하는 열풍투입구(15) 및 공급된 고온의 폐열을 흡입하여 열분해 탱크 본체부(1) 외부로 배출하는 열풍배출구(17)가 각각 형성되어 적재된 원료에 열을 가하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, an apparatus for pyrolysis of agricultural byproducts using incineration cul- ture waste according to the present invention is an apparatus for pyrolysis of agricultural by-products by using incineration cul- ture waste, wherein the pyrolysis- (1) comprising a drying and preheating portion (A), a thermal decomposition treating portion (B), and a cooling and discharging portion (C), and a frame portion (10) for supporting the thermal decomposition tank And the preheating section A includes a stirring device 3 and a rotation type opening and
또한, 상기 열풍투입구 및 열풍배출구는 일정간격으로 수평하게 복수개 형성되되, 상기 열풍투입구 및 열풍배출구는 서로 번갈아가며 형성되어, 상기 열풍투입구로부터 배출된 고온의 폐열이 대류작용에 의해 상승되는 한편, 상기 열풍배출구를 통해 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.The hot air inlet port and the hot air outlet port are formed horizontally at regular intervals. The hot air inlet port and the hot air outlet port are alternately formed so that the high temperature waste heat discharged from the hot air inlet port is raised by the convection action, And is discharged through the hot air outlet.
또한, 상기 건조 및 예열부(A)에 형성되는 상기 회전형 개폐장치(5)에 적용되는 회전판(51)은 고온의 폐열이 통과될 수 있도록 통공(53)이 형성되되, 상기 통공(53)은 하측에서 상측으로 이동되는 고온의 폐열은 용이하게 이동될 수 있고, 상기 회전형 개폐장치 상에 적재되는 원료는 통과되지 않도록 상광하협 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.The
또한, 상기 열분해 처리부(B)에 형성되는 열풍투입구(15)는 상부 열풍투입구(15-1), 하부 열풍투입구(15-2)로 형성되고, 상기 열분해 처리부(B)에 형성되는 열풍배출구(17)의 위치가 상기 상하부 열풍투입구 사이에 위치되되, 상기 상부 열풍투입구(15-1)는 상기 열분해 탱크 본체부를 관통하는 파이프 형태로 형성되는 한편, 그 투입구가 상기 회전형 개폐장치(5) 상에 적재되는 원료 사이에 고온의 열풍을 투입할 수 있도록 상기 회전형 개폐장치(5) 저면과 접하게 형성되는 것을 특징으로 한다.The
또한, 상기 열분해 처리부(B)에 형성되는 열풍배출구(17)는 상기 열분해 탱크 본체부를 관통하는 파이프 형태로 형성되는 한편, 흡입된 폐열을 배출하는 출구가 상기 건조 및 예열부(A)에 형성되는 열풍투입구에 연결되고, 흡입된 폐열을 상기 열풍투입구를 통해 상기 열분해 탱크 본체부에 재투입하여 폐열을 재활용할 수 있는 것을 특징으로 한다.The hot
또한, 상기 열풍투입구(15)는 상기 열분해 탱크 본체부를 관통하는 파이프 형태로 형성되되, 상기 열풍투입구(15) 중 적재된 원료에 매몰되는 열풍투입구는 그 외면에 복수개의 배출홀(153)을 형성하여 적재되는 원료 사이에 고온의 폐열을 투입하는 것을 특징으로 한다.The
또한, 상기 건조 및 예열부(A)의 체적은 상기 열분해 처리부(B)의 체적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.The volume of the drying and preheating part (A) is formed to be larger than the volume of the pyrolyzing part (B).
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 폐열을 활용한 농업 부산물 열분해 처리장치는 음식물 쓰레기 및 농업부산물이 투입 저장되어 건조 및 예열이 일어나는 건조 및 예열부, 열분해처리가 일어나는 열분해 처리부, 열분해 된 원료를 냉각시키고 배출하는 냉각 및 배출부, 및 열분해장치를 지지해주는 프레임부로 열분해장치의 구성을 구획시킴으로써 연속식 열분해 처리장치가 실현됨에 따라 24시간 연속 사용이 가능해지는 효과가 있다.The apparatus for pyrolysis of agricultural by-products using waste heat according to the present invention having the above characteristics comprises a drying and preheating unit in which food waste and agriculture by-products are charged and stored to dry and preheat, a pyrolysis treatment unit in which pyrolysis occurs, A continuous pyrolysis apparatus is realized by dividing the configuration of the pyrolysis apparatus by the cooling and discharging unit for discharging the pyrolysis apparatus and the frame unit for supporting the pyrolysis apparatus.
또한, 열분해 처리 시 요구되는 에너지를 전기에너지가 아닌 쓰레기 소각 시 발생되는 폐열을 에너지원으로 사용함으로써, 폐에너지 활용 및 제품의 생산 원가를 획기적으로 절감시키는 효과가 있다.In addition, waste heat generated when incineration of waste is used as an energy source rather than electric energy required for pyrolysis treatment has an effect of drastically reducing waste energy utilization and product production cost.
또한, 쓰레기 소각 시 발생되는 고온의 폐열에는 연소로 인한 산소성분이 희박하여 열분해 처리 시 발생되는 발화의 문제점이 근본적으로 해소되어 전기히터를 사용할 때 사용해야만 하는 질소가스의 사용이 필요치 않아 제품의 생산 원가 절감 및 생산설비가 간편해지는 효과가 있다.In addition, since the oxygen content due to combustion is low in the waste heat of high temperature generated in the incineration of waste, the problem of ignition generated in pyrolysis treatment is fundamentally solved, and the use of nitrogen gas, Cost reduction and production facilities are simplified.
또한, 폐열이 열분해 공간에 적재된 음식물 쓰레기 및 농업 부산물 사이를 통과하면서 열분해가 진행되기 때문에 전기히터를 사용할 때 발생되는 온도 불균일 현상을 효과적으로 해소시켜 생산제품의 품질을 높이는 효과가 있으며 특히 전기히터부에 집중되는 과열로 인한 발화현상을 근본적으로 방지시킬 수 있다.In addition, since waste heat passes through between food waste and agricultural by-products placed in the pyrolysis space and pyrolysis progresses, temperature irregularity occurring when the electric heater is used is effectively solved, thereby improving the quality of the produced product. It is possible to fundamentally prevent the ignition phenomenon due to the overheating which is concentrated in the combustion chamber.
도 1은 본 발명에 따른 열분해 처리장치의 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 열분해 처리장치의 측면도.
도 3은 도 2의 회전형 개폐장치를 나타낸 상세도.
도 4는 도 1의 열풍배출구를 나타낸 상세도.
도 5는 도 2의 열풍투입구를 나타낸 상세도.1 is a front view of a pyrolysis apparatus according to the present invention.
2 is a side view of a pyrolysis apparatus according to the present invention.
3 is a detailed view showing the rotary type opening and closing apparatus of Fig.
FIG. 4 is a detailed view showing the hot air outlet of FIG. 1; FIG.
5 is a detailed view showing the hot air inlet of FIG. 2;
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.The term used in the present invention is a general term that is widely used at present. However, in some cases, there is a term selected arbitrarily by the applicant. In this case, the term used in the present invention It is necessary to understand the meaning.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다. 여기서, 상하좌우, 우측, 좌측, 저면 등 방향과 관련된 표현은 특별한 한정이 없는 한 모두 제시한 도면을 기준으로 기재하고 있음을 밝혀둔다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings. Here, the expressions related to the directions of up, down, right, left, right, left, and bottom are all based on the drawings presented unless otherwise specified.
부레옥잠, 낙엽, 농업부산물 등을 열분해하여 연료 자원으로 활용하기 위해서는 열분해된 연료자원이 석탄 및 목재 수준의 발열량이 확보되어야 한다. 그러나 부레옥잠, 낙엽, 농업부산물 등과 같은 초본계 원료는 발열량이 석탄 또는 목재에 비해 낮기 때문에 발열량 개선을 위해 무산소 상태에서 200℃ ~ 500℃의 고온으로 13 시간 동안 조직 내 수분 등의 성분을 제거하고, 소수성의 탄화펠릿(biocoal) 상태로 만드는 열분해처리가 반드시 필요하다. 본원발명에서는 아래 표 1에서와 같이 열분해 처리 전후의 발열량을 사전에 실험한 결과 부레옥잠을 열분해처리하면 발열량 측면에서도 목재를 대체할 수 있음을 확인했다.In order to pyrolyze waterworms, fallen leaves, agricultural byproducts, etc. and utilize them as fuel resources, pyrolyzed fuel resources should have a calorific value at the level of coal and wood. However, since herbaceous raw materials such as water hyacinth, fallen leaves, and agricultural by-products have a lower calorific value than coal or wood, they remove components such as water in the anoxic state at a high temperature of 200 ° C to 500 ° C for 13 hours, Pyrolysis treatment is necessary to make hydrophobic carbonized pellets (biocoa). In the present invention, as shown in Table 1 below, it was confirmed that calorific value before and after pyrolysis treatment was previously tested, and that pyrolysis treatment of water hyacinth can replace wood in terms of calorific value.
<열분해처리 전/후 발열량 비교><Comparison of calorific value before / after pyrolysis treatment>
공업용 전기로(Lab. scale, 처리량 100 g)를 이용한 예비실험 결과 열분해처리 공정 중 원료 함수율, 처리온도, 처리시간, 압력 및 산소량이 발열량 향상에 영향을 끼치는 것으로 나타났으며 특히 열처리 공정 중 처리장치 내부를 무산소, 대기압 상태로 유지하는 기술 및 장치 개발이 반드시 필요한 것으로 파악되었다. Preliminary experiments using industrial electric furnace (Lab. Scale, throughput 100 g) showed that the raw water content, treatment temperature, treatment time, pressure and oxygen amount affect the heating value improvement during pyrolysis process. Especially, It has been found that the development of technologies and devices for maintaining the inside of anoxic and atmospheric pressure is indispensable.
따라서 부레옥잠, 낙엽, 농업부산물 등을 열분해하여 연소용 연료로 자원화 하는 경우 석탄, 석유, 가스 등과 같은 기존 연료와의 가격경쟁력을 갖기 위해서는 발열량이 높은 연료를 대량으로 생산하여야 한다. Therefore, in the case of pyrolysis of water hyacinth, fallen leaves, agricultural byproducts, and recycling as combustion fuel, it is necessary to produce a large amount of fuel with high calorific value in order to be competitive with existing fuels such as coal, oil and gas.
이를 위해 열분해 공정 중 열분해 탱크 내부의 상태가 무산소 상태이어야 하고, 열분해 온도를 일정하게 유지하면서 원료의 투입, 열분해, 배출이 동시에 이루어져야 한다.For this purpose, the inside of pyrolysis tank should be in anoxic condition during pyrolysis process, and raw material should be input, pyrolysis and discharge simultaneously while maintaining pyrolysis temperature constant.
그러나 전기히터를 사용하여 열분해온도를 300℃ 이상으로 상승시키는 경우 질소가스 등 발화를 방지하기 가스의 연속적인 공급에도 불구하고 전기히터 부분에서 발화가 일어나 효과적인 열분해 작업이 어렵고, 열분해 탱크 내부의 온도분포 역시 전기히터 부분만 집중적으로 가열되어 투입원료 전체가 균일하게 열분해 처리되지 못하는 문제점이 발생되었다.However, when the pyrolysis temperature is raised to 300 ° C or more by using an electric heater, ignition of nitrogen gas or the like is caused. In spite of continuous supply of gas, ignition occurs in the electric heater part, There is also a problem that only the electric heater portion is intensively heated and the whole of the input raw material is not uniformly pyrolyzed.
쓰레기 소각장에서 소각 시 발생되는 고온의 공기(약 900℃ 이상)는 보일러에서 스팀 및 발전 과정을 거치면서 약 250℃로 환경처리 설비로 공급된 후 굴뚝을 통해 대기 중으로 방출된다. 이처럼 소각장 등에서 발생되어 대기 중으로 방출되는 고온의 공기를 이용하여 열분해 처리에 이용하면 에너지 재활용 측면에서 상당한 효과가 기대된다. 또한 소각 후 발생되는 고온의 공기에는 산소량이 희박하여 발화의 위험이 없고, 고온 공기의 흐름으로 원료를 열분해 처리하는 경우 온도분포를 쉽게 조절할 수 있는 효과가 있다.High temperature air (about 900 ℃ or higher) generated at incineration at a waste incinerator is supplied to the environmental treatment facility at 250 ℃ while steam and power generation process is performed in the boiler, and then discharged to the atmosphere through the chimney. As described above, when the pyrolysis process is performed using the high-temperature air generated in the incinerator or the like and released into the air, a considerable effect is expected from the viewpoint of energy recycling. In addition, there is no danger of ignition in the high temperature air generated after the incineration, and the temperature distribution can be easily controlled when the raw material is pyrolyzed by the flow of the hot air.
따라서 기존의 전기히터 사용 방식의 열분해 장치가 갖는 발화문제, 발화방지를 위한 질소가스 사용에 따른 공정구성의 복잡함 등의 문제를 동시에 해결하는 효과가 기대된다.Therefore, it is expected to solve the problems of ignition of the conventional pyrolysis apparatus using the electric heater and complication of the process configuration due to the use of nitrogen gas for preventing ignition.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 폐열을 활용한 농업 부산물 열분해 처리장치는 크게 열분해 탱크 본체(1)를 지지해주는 프레임부(10)로 구성되며, 열분해 본체(1)는 상기 농업 부산물 자원이 투입 저장되어 건조 및 예열이 이루어지는 건조 및 예열부(A), 건조 및 예열부(A) 저부에 형성되어 열분해처리가 진행되는 열분해 처리부(B), 열분해 처리부(B)에 저부에 형성되어 열분해 된 고온의 원료를 냉각하고 배출시키는 냉각 및 배출부(C)로 구성된다. As shown in FIGS. 1 and 2, the agricultural by-product pyrolysis apparatus using the waste heat of the present invention mainly comprises a
이때, 상기 건조 및 예열부(A)는 교반장치(3) 및 회전형 개폐장치(5)를 포함하고, 상기 열분해 처리부(B)는 상기 건조 및 예열부(A) 저부에 형성되어 처리부 교반장치(7) 및 처리부 회전형 개폐장치(9)를 포함하고, 상기 냉각 및 배출부(C)는 상기 열분해 처리부(B) 저부에 형성되어 스크류 컨베어(8) 및 배출구(11)를 포함하는 한편, 상기 열분해 탱크 본체부(1)는 상기 회전형 개폐장치(5,9)에 의해 상기 건조 및 예열부, 열분해 처리부, 냉각 및 배출부로 각각 구획되고, 상기 건조 및 예열부, 및 열분해 처리부에는 소각장에서 쓰레기 소각 시 발생되는 고온의 폐열을 상기 열분해 탱크 본체부(1)로 공급하는 열풍투입구(15) 및 공급된 고온의 폐열을 배출하는 열풍배출구(17)가 각각 형성됨으로써, 적재된 원료에 열을 가할 수 있다. The drying and preheating part A includes a stirring device 3 and a rotation type opening and
즉, 상기 열분해 처리장치의 투입된 원료는 건조 및 예열부, 열분해 처리부, 냉각 및 배출부에 열분해 처리 시간 동안 체류하다가 자중에 의해 하부로 이송되어야 하기 때문에 각 공간 사이에 수시 개폐가 가능한 회전형 개폐장치(5, 9)를 포함하고, 이로 인해 상기 건조 및 예열부(A), 열분해 처리부(B) 및 냉각 및 배출부(C)는 각각 회전형 개폐장치(5) 및 처리부 회전형 개폐장치(9)에 의해 자연스럽게 구획되는 것이다.That is, since the raw material introduced into the pyrolysis apparatus is to be transported to the lower part by its own weight while staying in the drying and preheating section, the pyrolysis processing section, the cooling and discharging section for the pyrolysis treatment time, The pyrolysis processing part B and the cooling and discharging part C are connected to the rotary type opening and
또한, 상기 건조 및 예열부(A)에 적재되는 원료는 상기 열분해 처리부(B)에 적재되는 원료보다 다량의 수분을 함유하고 있으므로, 원료의 흐름 및 양을 유지하며 연속적으로 열분해 처리가 가능하도록 상기 건조 및 예열부(A)의 체적은 상기 열분해 처리부(B)의 체적보다 크게 형성한다.Since the raw material to be loaded in the drying and preheating part A contains a larger amount of water than the raw material to be loaded in the pyrolysis processing part B, The volume of the drying and preheating portion (A) is formed to be larger than the volume of the pyrolysis processing portion (B).
이에, 상기 열분해처리장치의 구성을 구체적으로 살펴보면, 상기 열분해 탱크 본체(1)는 상부에 투입구(2)가 설치되며, 상기 프레임부(10)는 상기 열분해 본체(1)를 지면으로부터 이격 시켜주기 위하여 4개의 지지부(도면기호 미표시)로 구성된다.The pyrolysis tank
상기 본체부(1)에서 열분해 되는 음식물 쓰레기 및 농업 부산물 자원은 투입구(2)를 통해 자중에 의해 원료 탱크 내부에 적재되어 건조 및 예열부(A)로 투입된다. 적재된 원료는 회전식 교반장치(3)에 의해 적재 높이를 탱크 전 면적에 대해 고르게 해주고 상기 교반장치(3) 부근 탱크 본체부에는 레벨계(4)가 형성되어 상기 열분해 탱크 본체부(1) 내부에 적재된 원료의 적재 높이를 수시로 제어하여 적정량을 유지할 수 있도록 한다.Food waste and agricultural byproduct resources pyrolyzed in the
이때, 투입구까지의 원료 이동은 스크류컨베어, 벨트컨베어 등 다양한 이송 수단이 적용될 수 있으며, 투입구 개폐는 직선 운동식 또는 회전식 등이 적용 될 수 있고, 적재 높이를 고르게 하기 위해 회전식 균분기 등의 공지된 다양한 수단이 사용될 수 있다. In this case, various transporting means such as a screw conveyor and a belt conveyor can be applied to move the raw material to the charging port. The opening and closing of the charging port can be applied to a linear motion type or a rotary type. Various means can be used.
건조 및 예열이 끝난 원료는 회전식 개폐장치(5)의 회전에 의해 열분해 처리부(B)로 자중에 의해 이송된다. 건조 및 예열부(A)와 열분해처리부(B)를 단속하는 회전식 개폐장치(5,9)는 유압 및 에어실린더등의 공압실린더(21)를 사용하는 직선 운동식 등 공지된 다양한 수단이 사용될 수 있다. The dried and preheated raw material is transported by its own weight to the pyrolysis processing section (B) by the rotation of the rotary opening / closing device (5). The rotary opening and
특히, 상기 건조 및 예열부(A)에 형성된 상기 회전형 개폐장치(5)에 적용되는 회전판(51)은, 도 3을 참조하면, 고온의 폐열이 통과될 수 있도록 통공(53)이 형성되되, 상기 통공(53)은 하측에서 상측으로 이동되는 고온의 폐열은 용이하게 이동될 수 있고, 상기 회전형 개폐장치 상에 적재되는 원료는 통과되지 않도록 상광하협 형태로 형성된다.3, the
또한, 상기 열풍투입구 및 열풍배출구는 일정간격으로 수평하게 복수개 형성되되, 상기 열풍투입구 및 열풍배출구는 서로 번갈아가며 형성되어, 상기 열풍투입구로부터 배출된 고온의 폐열이 대류작용에 의해 상승되는 한편, 상기 열풍배출구를 통해 배출될 수 있도록 한다.The hot air inlet port and the hot air outlet port are formed horizontally at regular intervals. The hot air inlet port and the hot air outlet port are alternately formed so that the high temperature waste heat discharged from the hot air inlet port is raised by the convection action, So that it can be discharged through the hot air outlet.
즉, 상기 열분해 처리부(B)로 원료가 투입되면 열풍투입구(15)로 공급된 고온의 공기가 투입구 하부로 배출되어 투입된 원료사이를 통과하면서 온도차에 의해 상층부로 이송하는데, 이때 상부에 열풍배출구(17)를 설치하여 하부에서 투입된 열풍이 적재된 원료에 가로막히지 않고 적재된 원료 사이를 이동하면서 적재된 원료를 가열시켜 열분해 공정이 진행될 수 있도록 강제적으로 흡입하고, 열분해 처리시 투입된 원료의 발열량을 최대로 하기 위해서는 열분해 처리 온도와 시간을 일정하게 유지시키는 것이 중요하기 때문에 열풍 투입구(15)와 배출구(17)를 탱크 내부에 높이별로 하단부, 중간부, 상단부 및 길이별로 벽면부, 중앙부에 위치하도록 입체적으로 설치하여 탱크 내부의 온도가 균일하게 유지하도록 구성한다. That is, when the raw material is supplied to the pyrolysis unit B, the high-temperature air supplied to the
이때, 상기 열분해 처리부(B)에 형성되는 열풍투입구(15)는 상부 열풍투입구(15-1), 하부 열풍투입구(15-2)로 형성되고, 상기 열분해 처리부(B)에 형성되는 열풍배출구(17)의 위치가 상기 상하부 열풍투입구 사이에 위치되되, 상기 상부 열풍투입구(15-1)는 상기 열분해 탱크 본체부를 관통하는 파이프 형태로 형성되는 한편, 그 투입구가 상기 회전형 개폐장치(5) 상에 적재되는 원료 사이에 고온의 열풍을 투입할 수 있도록 상기 회전형 개폐장치(5) 저면과 접하게 형성되어 상기 열풍투입구를 통해 적재된 원료 사이로 고온의 폐열을 방출한다.The
또한, 상기 열분해 처리부(B)에 형성되는 열풍배출구(17)는, 도 4를 참조하면, 상기 열분해 탱크 본체부를 관통하는 파이프 형태로 형성되는 한편, 흡입된 폐열을 배출하는 출구가 상기 건조 및 예열부(A)에 형성되는 열풍투입구에 연결되고, 흡입된 폐열을 상기 열풍투입구를 통해 상기 열분해 탱크 본체부에 재투입하여 폐열을 재활용함으로써, 폐열의 활용도를 높일 수 있도록 한다.4, the hot
그리고, 상기 열풍투입구(15)는 상기 열분해 탱크 본체부를 관통하는 파이프 형태로 형성되되, 상기 열풍투입구(15) 중 적재된 원료에 매몰되는 열풍투입구는 그 외면에 복수개의 배출홀(153)을 형성하여 적재되는 원료 사이에 고온의 폐열을 투입함으로써, 상기 회전형 개폐장치 상에 적재되는 원료 사이에 고온의 폐열을 효과적으로 재투입할 수 있다.The
열분해 처리가 진행되는 동안 원료의 균일한 열분해를 위해 회전식 교반장치(3)를 회전시켜 상하 간 원료가 지속적으로 섞이도록 한다. 열분해 처리가 끝난 원료는 처리부 회전식 개폐장치(9)의 회전에 의해 냉각 및 배출부(C)로 자중에 의해 이송된다.During the pyrolysis process, the rotary agitator (3) is rotated to uniformly pyrolyze the raw materials so that the raw materials are continuously mixed. The pyrolysis-treated raw material is transported by its own weight to the cooling and discharging portion C by the rotation of the processing portion rotary opening /
냉각 및 배출부(C)는 상기 스크류컨베어(8)에 의해 이송되는 원료가 배출되는 로타리밸브를 포함하고, 이송된 원료는 배출구에 부착된 로터리밸브의 회전에 의해 밖으로 배출되는데, 이때 상기 로터리밸브는 배출구로부터 외부공기가 본체 내부로 유입되는 것을 막기 위하여 기밀형 로터리 밸브(13)를 형성한다. The cooling and discharging portion C includes a rotary valve through which the raw material conveyed by the screw conveyor 8 is discharged and the conveyed raw material is discharged to the outside by the rotation of the rotary valve attached to the discharge port, Tight
상기 본체 내부의 벽면 및 중앙부의 열처리 온도를 감시하고 제어하기 위하여 온도감지용 센서(19)를 본체부의 벽면부와 중앙부에 높이별로 하단부, 중간부, 상단부에 설치하여 열처리 온도를 감시하고 동시에 히터의 가동량을 조절하여 전체적인 열분해 처리 온도를 정밀하게 제어하도록 구성한다. In order to monitor and control the heat treatment temperature inside the main body and the central part of the main body, a
상기 본체의 외부는 열손실을 막기 위해 단열재(20)로 피복한다. 상기 본체부를 피복하는 단열재에는 석면과 유리섬유를 혼합시킨 단열재에 성형제를 사용하여 고형화 시킨 것과 단열 섬유를 사용하여 본체외부형상에 맞게 재단한 것 등을 사용한다. The outside of the body is covered with a
또한 본체는 열분해 처리 시 고온과 발생 가스 등으로 부식이 일어날 가능성이 크기 때문에 스테인레스 스틸과 같은 내식성 재질의 자재를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to use a corrosion-resistant material such as stainless steel because there is a high possibility that the body is corroded due to high temperature and generated gas during pyrolysis treatment.
이로서, 작업자가 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 및 농업 부산물 자원을 이용하는 열분해 처리장치를 가동하는 과정을 살펴보면, 열분해 처리장치의 최초 가동시에는 건조 및 예열부(A)에 원료를 적정량 채운 후 상기 회전식 개폐장치(5)를 개구하여 이를 바로 열분해 처리부(B)로 이송한 후 상기 회전식 개폐장치(5)를 폐쇄하고 다시 건조 및 예열부(A)에 원료를 적정량 채운다. 이로서, 열분해 처리부(B)에 투입된 원료에 대한 열분해 및 상기 건조 및 예열부(A)에 적재된 원료를 건조 및 예열시킨다.As a result, when the operator operates the pyrolysis apparatus using the food waste and agricultural by-product resources according to the present invention, the raw material is filled into the drying and preheating unit A at an appropriate amount during the initial operation of the pyrolysis apparatus, The
이를 공정별로 기술하면, 하나의 공정을 시작하기 위해 음식물 쓰레기 및 농업 부산물을 상기 투입구(2)를 통해 투입하면, ① 일정시간 동안 건조 및 예열부(A)에서 교반장치(3)에 의해 교반되면서 건조 및 예열된 후 회전형 개폐장치(5)의 작동에 의해 개구되면, ② 열분해 처리부(B)로 자중에 의해 자유낙하한 후 처리부 교반장치(7)에 의해 교반되면서 공급된 열풍(15)에 의해 열분해가 완료되면 다시 처리부 회전형 개폐장치(9)의 작동에 의해 개구되어, ③ 냉각 및 배출부(C)로 자중에 의해 자유낙하한 후 배출구(11)를 통해 배출되어 하나의 작업프로세스가 마무리된다.When the food waste and agricultural by-products are introduced through the inlet 2 to start a single process, they are stirred by the stirring device 3 in the drying and preheating part A for a predetermined period of time, Dried and preheated and then opened by the operation of the rotary type opening and
이때, 새로운 작업 프로세스의 시작은 앞선 프로세스가 진행되는 중에도 가능한데, 즉, ① 공정이 끝나고 ② 공정으로 원료가 이동하는 즉시 ① 공정에 원료가 투입되는 과정이 연속적으로 가능하게 되는 것이다. At this time, the start of a new work process is possible even during the preceding process, that is, a process in which the raw material is introduced into the process (1) immediately after the process is completed and the raw material is moved to the process (2).
즉, 건조 및 예열부(A), 열분해 처리부(B), 냉각 및 배출부(C)로 구분되는 각 공정마다 각각의 작업 프로세스를 연속식으로 수행할 수 있게 되는 것이다.That is, the respective work processes can be continuously performed for each of the processes including the drying and preheating portion A, the thermal decomposition portion B, and the cooling and discharging portion C.
아울러, 본 발명에 폐열을 활용한 농업 부산물 열분해 처리장치는 농업 부산물을 청구대상으로 하고 있으나 음식물 쓰레기 또는 열분해 처리과정을 통해 자원화 될 수 있는 물질 또한 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the agricultural by-product pyrolysis apparatus using waste heat in the present invention is subject to agricultural byproducts, but it is to be interpreted that the material that can be recycled through food waste or pyrolysis processing is also included in the scope of the present invention .
본 발명에 따른 폐열을 활용한 농업 부산물 열분해 처리장치를 이용한 실험예를 나타낸다.An experimental example using the agricultural by-product pyrolysis apparatus utilizing the waste heat according to the present invention is shown.
본 발명의 폐열을 활용한 음식물 쓰레기 및 농업 부산물 열분해 처리장치를 사용한 열분해 처리 실험 결과를 정리 한 것을 표 2, 3에 나타냈다.Tables 2 and 3 summarize the results of pyrolysis treatment using food waste and agricultural by-product pyrolysis treatment apparatus utilizing the waste heat of the present invention.
농업 부산물의 경우 열분해 처리 온도는 130℃ ~ 150℃, 처리시간 0.42 ~ 0.92시간을 기준으로 실시하였다. 표 2에서 연소연료의 기준이 되는 저위발열량은 함수율 약 10%에서 약 3333.3 kcal/kg 로 열분해 처리하지 않은 경우의 3090.0 kcal/kg에 비해 높게 나타났다. 실험결과 발화현상은 전혀 나타나지 않았으며, 질소 가스는 전혀 사용하지 않았다. 열분해온도가 150℃ 이하로 만약 200℃ 이상에서 충분한 열분해 처리가 이루어지면 보다 높은 발열량 개선효과가 기대된다.In the case of agricultural byproducts, pyrolysis temperature was 130 ℃ ~ 150 ℃ and treatment time was 0.42 ~ 0.92 hours. As shown in Table 2, the calorific value of the combustion fuel is about 3333.3 kcal / kg at a water content of about 10%, which is higher than that at 3090.0 kcal / kg without pyrolysis. Experimental results show no ignition and no nitrogen gas at all. If the pyrolysis temperature is lower than 150 ° C and sufficient pyrolysis treatment is performed at 200 ° C or higher, a higher calorific value improvement effect is expected.
음식물쓰레기 건조물의 경우 열분해 처리 온도는 150℃, 처리시간 0.83 ~ 0.92시간을 기준으로 실시하였다. 표 3에서 연소연료의 기준이 되는 저위발열량은 함수율 약 11%에서 약 4016.0 kcal/kg 로 열분해 처리하지 않은 경우의 3686.0 kcal/kg에 비해 높게 나타났다. 실험결과 발화현상은 전혀 나타나지 않았으며, 질소 가스는 전혀 사용하지 않았다. 열분해온도가 150℃ 이하로 만약 200℃ 이상에서 충분한 열분해 처리가 이루어지면 보다 높은 발열량 개선효과가 기대된다.The pyrolysis treatment temperature was 150 ℃ and the treatment time was 0.83 ~ 0.92 hours for the food wastes. As shown in Table 3, the lower calorific value of the combustion fuel was about 4016.0 kcal / kg at a water content of about 11%, which was higher than that at 3686.0 kcal / kg without a pyrolysis treatment. Experimental results show no ignition and no nitrogen gas at all. If the pyrolysis temperature is lower than 150 ° C and sufficient pyrolysis treatment is performed at 200 ° C or higher, a higher calorific value improvement effect is expected.
(m3/min.)Air volume
(m 3 / min.)
(kg)input
(kg)
(hr)Processing time
(hr)
(%, wb)Input water content
(%, wb)
(%, wb)Water content after treatment
(%, wb)
(℃)Inlet air temperature
(° C)
(kg/hr)Processing power
(kg / hr)
(kcal/kg)High calorific value
(kcal / kg)
(kcal/kgLow calorific value
(kcal /
10.71
2.68
10.71
2.68
10.71
2.68
<농업부산물 건조물 열분해처리 실험 결과><Experimental results of pyrolysis treatment of agricultural by-products>
* 처리능력 = 투입량/건조시간* Processing capacity = input amount / drying time
* 저위발열량 측정 함수율 : 약 10%(wb)* Low calorific value measurement Moisture content: about 10% (wb)
(m3/min.)Air volume
(m 3 / min.)
(kg)input
(kg)
(hr)Processing time
(hr)
(%, wb)Input water content
(%, wb)
(%, wb)Water content after treatment
(%, wb)
(℃)Inlet air temperature
(° C)
(kg/hr)Processing power
(kg / hr)
(kcal/kg)High calorific value
(kcal / kg)
(kcal/kgLow calorific value
(kcal /
11.25
5.99
11.25
5.99
<음식물쓰레기 건조물 열분해처리 실험 결과><Results of Pyrolysis Treatment of Food Waste Buildings>
* 처리능력 = 투입량/건조시간* Processing capacity = input amount / drying time
* 저위발열량 측정 함수율 : 약 11%(wb)* Low calorific value measurement Moisture content: about 11% (wb)
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 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 or scope of the present invention. Various modifications and variations will be possible without departing from the spirit of the invention. Therefore, the scope of the present invention should be construed as being covered by the scope of the appended claims, and technical scope within the scope of equivalency thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
1 : 열분해 탱크 본체부 2 : 투입구
3 : 교반장치 4 : 레벨계
5 : 회전형 개폐장치 7 : 처리부 교반장치
9 : 처리부 회전형 개폐장치 10 : 프레임부
11 : 배출구 13 : 기밀형 로터리 밸브
15 : 열풍투입구 17 : 열풍배출구
19 : 온도센서 20 : 단열재
21 : 공압실린더1: pyrolysis tank main body part 2: inlet
3: Stirring device 4: Level meter
5: Rotary type opening and closing device 7: Treatment part stirring device
9: processing unit rotation type switching device 10: frame part
11: exhaust port 13: airtight rotary valve
15: hot air inlet 17: hot air outlet
19: Temperature sensor 20: Insulation
21: Pneumatic cylinder
Claims (7)
상기 열분해 처리장치는 상부에 투입구(2)가 설치되고 건조 및 예열부(A), 열분해 처리부(B), 및 냉각 및 배출부(C)를 포함하는 열분해 탱크 본체부(1)와 상기 열분해 탱크를 지지해주는 프레임부(10)를 포함하고,
상기 건조 및 예열부(A)는 교반장치(3) 및 회전형 개폐장치(5)를 포함하고,
상기 열분해 처리부(B)는 상기 건조 및 예열부(A) 저부에 형성되어 처리부 교반장치(7) 및 처리부 회전형 개폐장치(9)를 포함하고,
상기 냉각 및 배출부(C)는 상기 열분해 처리부(B) 저부에 형성되어 스크류 컨베어(8) 및 배출구(11)를 포함하되,
상기 열분해 탱크 본체부(1)는 상기 회전형 개폐장치(5,9)에 의해 상기 건조 및 예열부, 열분해 처리부, 냉각 및 배출부로 각각 구획되고,
상기 열분해 처리부에는 소각장에서 쓰레기 소각 시 발생되는 고온의 폐열을 상기 열분해 탱크 본체부(1)로 공급하는 열풍투입구(15) 및 공급된 고온의 폐열을 흡입하여 열분해 탱크 본체부(1) 외부로 배출하는 열풍배출구(17)가 각각 형성되어 적재된 원료에 열을 가하고,
상기 열풍투입구 및 열풍배출구는 일정간격으로 수평하게 복수개 형성되되, 상기 열풍투입구 및 열풍배출구는 서로 번갈아가며 형성되어, 상기 열풍투입구로부터 배출된 고온의 폐열이 대류작용에 의해 상승되는 한편,상기 열풍배출구를 통해 배출될 수 있도록 하고,
상기 건조 및 예열부(A)에 형성되는 상기 회전형 개폐장치(5)에 적용되는 회전판(51)은 고온의 폐열이 통과될 수 있도록 통공(53)이 형성되되, 상기 통공(53)은 하측에서 상측으로 이동되는 고온의 폐열은 용이하게 이동될 수 있고, 상기 회전형 개폐장치 상에 적재되는 원료는 통과되지 않도록 상광하협 형태로 형성되고,
상기 열분해 처리부(B)에 형성되는 열풍투입구(15)는 상부 열풍투입구(15-1), 하부 열풍투입구(15-2)로 형성되고, 상기 열분해 처리부(B)에 형성되는 열풍배출구(17)의 위치가 상기 상하부 열풍투입구 사이에 위치되되, 상기 상부 열풍투입구(15-1)는 상기 열분해 탱크 본체부를 관통하는 파이프 형태로 형성되는 한편, 그 투입구가 상기 회전형 개폐장치(5) 상에 적재되는 원료 사이에 고온의 열풍을 투입할 수 있도록 상기 회전형 개폐장치(5) 저면과 접하게 형성되고,
상기 열분해 처리부(B)에 형성되는 열풍배출구(17)는 상기 열분해 탱크 본체부를 관통하는 파이프 형태로 형성되는 한편, 흡입된 폐열을 배출하는 출구가 상기 건조 및 예열부(A)에 형성되는 열풍투입구에 연결되고, 흡입된 폐열을 상기 열풍투입구를 통해 상기 열분해 탱크 본체부에 재투입하여 폐열을 재활용할 수 있도록 하고,
상기 열풍투입구(15)는 상기 열분해 탱크 본체부를 관통하는 파이프 형태로 형성되되, 상기 열풍투입구(15) 중 적재된 원료에 매몰되는 열풍투입구는 그 외면에 복수개의 배출홀(153)을 형성하여 적재되는 원료 사이에 고온의 폐열을 투입하는 것을 특징으로 하는 소각장 폐열을 활용한 농업 부산물 열분해 처리장치.
An apparatus for pyrolysis of agricultural byproducts using waste heat of incinerators,
The pyrolysis apparatus comprises a pyrolysis tank main body 1 provided with a charging port 2 at the top thereof and including a drying and preheating section A, a pyrolysis treatment section B and a cooling and discharging section C, And a frame portion (10)
The drying and preheating section A includes a stirring device 3 and a rotating type opening and closing device 5,
The pyrolysis treatment unit B includes a treatment part stirring device 7 and a treatment part rotation type opening and closing device 9 formed at the bottom of the drying and preheating part A,
The cooling and discharging unit C is formed at the bottom of the pyrolysis unit B and includes a screw conveyor 8 and an outlet 11,
The pyrolysis tank main body 1 is divided into the drying and preheating portion, the pyrolysis processing portion, and the cooling and discharging portion by the rotary type opening and closing devices 5 and 9, respectively,
The pyrolysis processing unit includes a hot air inlet 15 for supplying waste heat of high temperature generated at the incineration of incinerators to the main body 1 of the pyrolysis tank and a high temperature waste heat supplied to the outside of the pyrolysis tank main body 1 And a hot air discharge port 17 for discharging the hot air,
The hot air inlet and the hot air outlet are formed horizontally at regular intervals. The hot air inlet and the hot air outlet are alternately formed so that the high temperature waste heat discharged from the hot air inlet is raised by the convection action, So that it can be discharged through the <
The rotary plate 51 applied to the rotary type opening and closing device 5 formed in the drying and preheating part A is provided with a through hole 53 for allowing the high temperature waste heat to pass therethrough, The waste heat of the high temperature moving upward can be easily moved and the raw material loaded on the rotary type opening /
The hot air inlet 15 formed in the pyrolysis unit B is formed of an upper hot air inlet 15-1 and a lower hot air inlet 15-2 and a hot air outlet 17 formed in the pyrolyzer B, The upper hot air inlet 15-1 is formed in the shape of a pipe passing through the pyrolysis tank main body portion and the inlet is placed on the rotary type opening and closing device 5 (5) so that high-temperature hot air can be injected between the raw materials of the rotary type opening / closing device (5)
The hot air discharge port 17 formed in the pyrolysis unit B is formed in the shape of a pipe passing through the pyrolysis tank main body and an outlet for discharging the sucked waste heat is formed in the hot air inlet port 17 formed in the drying / And the waste heat absorbed is reintroduced into the pyrolysis tank main body through the hot air inlet so that the waste heat can be recycled,
The hot air inlet 15 is formed in the shape of a pipe passing through the pyrolysis tank main body portion. The hot air inlet that is buried in the loaded material among the hot air inlet 15 has a plurality of discharge holes 153 formed on its outer surface, And the waste heat of high temperature is introduced between the raw materials of the incinerator waste heat.
상기 건조 및 예열부(A)의 체적은 상기 열분해 처리부(B)의 체적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 소각장 폐열을 활용한 농업 부산물 열분해 처리장치.The method according to claim 1,
Wherein the volume of the drying and preheating part (A) is larger than the volume of the pyrolyzing part (B).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160064688A KR101676224B1 (en) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | Pyrolysis processing unit using plant waste by waste heat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160064688A KR101676224B1 (en) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | Pyrolysis processing unit using plant waste by waste heat |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101676224B1 true KR101676224B1 (en) | 2016-11-15 |
Family
ID=57525411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160064688A KR101676224B1 (en) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | Pyrolysis processing unit using plant waste by waste heat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101676224B1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101797433B1 (en) * | 2017-04-18 | 2017-11-13 | 경상대학교산학협력단 | Manufacture of a solid fuel using reusing waste heat of a incinerator |
KR101797432B1 (en) * | 2017-04-18 | 2017-11-13 | 경상대학교산학협력단 | High performance and large capacity pyrolysis processing unit of biomass waste using bypass type heated air |
KR102055626B1 (en) | 2018-08-01 | 2019-12-13 | 웰하우징 주식회사 | Recycling system of Agricultural by-product in the facilities |
CN112856979A (en) * | 2021-01-09 | 2021-05-28 | 潘慧贤 | Scrap treatment device for metal material processing |
KR102588115B1 (en) * | 2022-08-30 | 2023-10-13 | 주식회사 케이아그로 | System for manufacturing carbon neutral type biochar from livestock manure using wasted heat of power plant |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR0123812B1 (en) | 1987-11-14 | 1997-11-20 | 오가 노리오 | Apparatus to develop an image on a sheet of developing paper |
KR20000050782A (en) * | 1999-01-14 | 2000-08-05 | 여광웅 | High-speed drying apparatus |
KR20010109933A (en) * | 2000-06-05 | 2001-12-12 | 최완순 | Sludge drier using wasting heat |
KR100883952B1 (en) | 2008-07-11 | 2009-02-18 | 더블유비엠과학기술 주식회사 | Gas generating system |
KR100995134B1 (en) | 2010-06-28 | 2010-11-18 | 주식회사 엘콘파워 | Method and system for biomass gasification |
KR20110039835A (en) | 2009-10-12 | 2011-04-20 | (주)신흥시너지 | Apparatus and method of heat generating using gasification bio mass |
KR101453326B1 (en) | 2014-08-12 | 2014-10-22 | 경상대학교산학협력단 | Large scale industrial continuous pyrolysis processing unit using plant biomass sources |
-
2016
- 2016-05-26 KR KR1020160064688A patent/KR101676224B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR0123812B1 (en) | 1987-11-14 | 1997-11-20 | 오가 노리오 | Apparatus to develop an image on a sheet of developing paper |
KR20000050782A (en) * | 1999-01-14 | 2000-08-05 | 여광웅 | High-speed drying apparatus |
KR20010109933A (en) * | 2000-06-05 | 2001-12-12 | 최완순 | Sludge drier using wasting heat |
KR100883952B1 (en) | 2008-07-11 | 2009-02-18 | 더블유비엠과학기술 주식회사 | Gas generating system |
KR20110039835A (en) | 2009-10-12 | 2011-04-20 | (주)신흥시너지 | Apparatus and method of heat generating using gasification bio mass |
KR100995134B1 (en) | 2010-06-28 | 2010-11-18 | 주식회사 엘콘파워 | Method and system for biomass gasification |
KR101453326B1 (en) | 2014-08-12 | 2014-10-22 | 경상대학교산학협력단 | Large scale industrial continuous pyrolysis processing unit using plant biomass sources |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101797433B1 (en) * | 2017-04-18 | 2017-11-13 | 경상대학교산학협력단 | Manufacture of a solid fuel using reusing waste heat of a incinerator |
KR101797432B1 (en) * | 2017-04-18 | 2017-11-13 | 경상대학교산학협력단 | High performance and large capacity pyrolysis processing unit of biomass waste using bypass type heated air |
KR102055626B1 (en) | 2018-08-01 | 2019-12-13 | 웰하우징 주식회사 | Recycling system of Agricultural by-product in the facilities |
CN112856979A (en) * | 2021-01-09 | 2021-05-28 | 潘慧贤 | Scrap treatment device for metal material processing |
KR102588115B1 (en) * | 2022-08-30 | 2023-10-13 | 주식회사 케이아그로 | System for manufacturing carbon neutral type biochar from livestock manure using wasted heat of power plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101676224B1 (en) | Pyrolysis processing unit using plant waste by waste heat | |
CN103113903B (en) | Microwave thermal cracking device for organic substances | |
CN102417822A (en) | Method for performing solid heat carrier pyrolysis on coal by using self-return revolving furnace | |
WO2017158649A1 (en) | Semi-carbonized plant biomass production apparatus | |
CN103627415A (en) | Biomass pyrolysis carbonization system equipment | |
CN107699294A (en) | A kind of Lutao formula town and country debirs harmless resource utilization handling process | |
CN105400528A (en) | Rapid rice husk pyrolysis apparatus and matching system thereof | |
CN111621311A (en) | Self-heating type carbon heat co-production biomass pyrolysis equipment and process | |
CN102965129B (en) | Organic material gasification furnace | |
KR101453326B1 (en) | Large scale industrial continuous pyrolysis processing unit using plant biomass sources | |
CN104211271A (en) | Two-section sludge gas-generating treatment method and two-section sludge gas-generating treatment device | |
CN105349160A (en) | Continuous vertical porous dry distillation furnace for straw | |
CN103773404B (en) | A kind of Combined type multiplex produces material fast charring equipment and its carbonizing method | |
CN105199757B (en) | Pyrolysis system and method based on high-moisture organic waste | |
KR101661494B1 (en) | Bio-char generating system of organic waste | |
CN204125311U (en) | A kind of two-section type mud gasification treatment unit | |
CN107143858A (en) | The system and method for continuous processing house refuse | |
CN204769832U (en) | Pyrolysis system is burned in mummification of birds that dies of illness poultry | |
CN104858219B (en) | One kind is died of illness poultry anhydration and incineration pyrolysis system and its technique | |
CN210030570U (en) | Movable organic solid waste high-temperature thermal cracking treatment equipment | |
CN106433704A (en) | System and method for pyrolysis of household refuses | |
CN203768295U (en) | Combined-type rapid coking equipment of poly-generated biomass and carbonizing method thereof | |
CN206521430U (en) | A kind of heat accumulating type refuse pyrolysis processing system | |
CN105482837A (en) | Bamboo substance continuous carbonization furnace | |
KR101454882B1 (en) | Carbonization system of organic wastes using heat source of petroleum gas and oil made from polymer wastes and combustible wastes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191127 Year of fee payment: 4 |