KR101849337B1 - 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템 - Google Patents

오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템에 관한 것으로, 저장탱크에 저장된 슬러지를 펌프를 이용하여 자동송급 배출기의 컨베이어 벨트 위에 사전에 트레이 본체 내면에 종이 또는 Fabric(천)류, PVC, PE 재질 중에 어느 하나의 재질의 연질 필름을 부착하거나 또는, 슬러지 부착방지용 처리제가 도포하고, 트레이 본체 하판에 종이 또는 Fabric(천)류, 폴리비닐크로라이드(PVC),폴리에틸렌( PE)재질의 연질 필름을 깔고, 슬러지를 충전하여, 자동송급 배출기의 구동모터를 가동하여, 컨베이어 벨트를 유압 프레스의 상부금형 및 하부금형 사이로 이송시킨 후, 유압펌프를 가동하여 압축오일을 상부 금형과 직결된 실린더에 공급하여 상부금형과 직결된 피스톤을 하강시켜, 상부 금형을 트레이 본체내부로 삽입 하강시켜 충전된 슬러지를 압축 및 펀칭하여 탈수가 이루어지는 압축부, 교류 전원공급기에서 단상 또는삼상 220V, 60Hz의 교류 전원이 주파수 발진기로 공급되면, 60Hz의주파수는 20KHz에서 500KHz사이의 선택된 적정값으로 증폭되어 도선을 통해 목표열량이 계산되어 설정된 권수의 유도 가열 코일에 인가시켜, 출력된 주파수의 전류가 유도코일에 흐르면서, 유도 코일에 의해 자기장이 발생되고, 발생된 자기장이 슬러지 공급 배관에 침투하고, 이 자기장이 침투한 표피깊이의 슬러지 공급배관 표면에 유도전류가 흐르게 되어 주울열(joule heating)이 발생되어 열전도 형태로 공급 배관 내부의 슬러지에 열이 공급되어 슬러지를 가열하는 고주파 유도 가열부, 상기 고주파 유도 가열부에서 가열되어 공급되는 슬러지를 노즐에 분사하고, 가열부에서 이송된 공기를 고압송풍)로 가압하여 고압기류 챔버에 공급하여 저장한 후, 노즐 및 원추형 확관부 중앙부에 연결된 고압기류 공급관으로부터 시계방향 또는 반시계 방향으로 분출하여 열풍을 슬러지에 분사하여, 쪼개면서 가속시켜서, 원추형 확관부를 지나면서, 확대관 끝단 내부 일측에 설치된 아크방전부로 이송되어, 고전압발생기에서 생성된 고주파수의 고전압이 방전전극 및 접지전극에 인가되면, 방전극사이에 전계전자에너지대가 형성되고, 이 에너지대역을 통과하는 슬러지에 전계 전자에너지가 인가되어 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원의 전기화학적 반응을 통해 분사 공기 중 질소분자(N2)는 공유 결합이 해리되어 질소원자(N)로, 산소분자(O2)는 공유 결합이 해리되어 산소이온(O2*), 산소원자(O)로, 수증기의 물 분자(H2O)는 공유 결합이 해리 및 오염물질분자의 공유결합이 해리되면서 분사되어 시계방향 또는 반시계방향으로 나선형으로 회전하면서 낙하되고 아토마이저의 고속회전체와 충돌하여 비산하는 과정에서 슬러지 중의 수분이 증발되고, 이어 제1,제2.제3 열풍 공급구로부터 토출되는 열풍과 접촉하면서 다시 수분이 증발되면서, 낙하되어 전동 피더에 의해 분쇄기에 공급되어 일정크기로 분쇄된 후 분배기에서 일정두께의 판상으로 성형된 다음, 펀칭 절단기에 공급되어 복수개의 홀이 타공되고, 일정한 규격으로 절단하며 사전 및 공정 진행 중 주기적으로 용기에 저장된 부착 방지제를 펌프를 이용 부착 방지제를 노즐에 공급 분사부 내부 벽면에 분사하여 슬러지가 내부 벽면에 부착되는 것을 예방하거나 부착된 슬러지를 용이하게 제거하는 부착 방지제 분무기를 포함하여 구성되는 분사부; 본체 내부 상부에 상부 열풍 공급구가 하부에 하부 열풍 공급구 설치되고, 양측면 중앙부에 가로방향으로 일정 규격의 직사각형 개구부가 타공되어 타공된 개구면으로 컨베이어의 급기 공급라인의 급기팬이 가동되어 오염 공기 정화부에서 정화된 공기가 급기덕트에 공급되고, 급기덕트에 분기된 순환덕트로 분배되어 건조유닛의 내부 및 상하분사기에 공급하여 내부를 클리닝하여 슬러지 분사부의 분배기에서 슬러지가 일정규격으로 컨베이어의 매쉬형 벨트에 공급되어 이송되는 슬러지를 구동모터의 구동에 따라 건조유닛으로 이송되면 급기덕트에 설치된 댐퍼가 차단되고, 각 건조유닛용 순환라인의 순환팬이 가동되어 건조유닛 내부의 수분이 함유된 공기를 흡입하여 가열기로 보내어 액체연료, LNG의 직화 연소가스, 고주파 유도가열 중에 어느 하나에 의해 간접 가열된 열풍을 건조유닛 내부 상하 열풍 공급기로 공급 슬러지에 분사하여 슬러지 및 함유된 수분을 가열하여 수분을 연속 증발시키고, 건조 과정중 수분이 증발된 수증기와 슬러지의 오염 가스는 배기덕트 일측에 설치된 댐퍼가 개방되어 응축부 및 수질오염 정화부로 보내는 건조 유닛을 통해 건조된 슬러지는 2대의 구동모터에 직결된 분쇄롤를 상호 반대방향으로 회전시켜 슬러지를 원하는 입도로 분쇄시키는 고온 건조부, 급기 공급라인의 급기팬이 가동되어 수질오염 정화부에서 정화된 공기가 급기덕트에 공급되고, 급기덕트에 분기된 순환덕트로 분배되어 건조 유닛의 내부 및 상하분사기에 공급하여 내부를 클리닝하여 건조되고 적정 입도로 분쇄된 후 일정 규격으로 컨베이어의 매쉬형 벨트에 공급되어 이송되는 슬러지를 컨베이어 벨트의 구동에 따라 건조유닛 속으로 이송되면 급기덕트에 설치된 댐퍼를 차단되고, 각 건조유닛용 순환라인의 순환팬이 가동되어 건조유닛 내부의 수분이 함유된 공기를 흡입하여 가열기로 보내어 액체연료, LNG의 직화 연소가스 또는 고주파 유도가열 중에 어느 하나에 의해 간접 가열된 열풍을 건조유닛 내부 상하 열풍 분사기로 공급 슬러지에 분사하여 슬러지 및 함유된 수분을 가열하여 수분을 연속 증발시키고, 건조 과정중 수분이 증발된 수증기와 슬러지의 오염 가스는 배기덕트 일측에 설치된 댐퍼가 개방되어 응축부 및 오염 공기정화부로 보내고, 건조 유닛을 통해 건조된 슬러지는 2대의 구동모터 직결된 분쇄롤을 상호 반대방향으로 회전시켜 슬러지를 원하는 입도로 분쇄시켜 저장탱크에 최종 배출되도록 하는 저온 건조부, 열교환기 본체, 냉각관, 냉각핀, 데미스터, 냉각탑, 저장탱크, 순환펌프로 구성되어, 슬러지 분사부, 고온 건조부, 저온 건조부에서 공정 중 발생되는 다량의 수분이 함유되고 오염물질이 포함된 배기가스를 배기팬을 이용하여 열교환기 본체의 내부에 공급하여 저장탱크에 저장된 냉각수를 순환펌프를 이용하여 외부에 냉각핀에 부착된 냉각관에 공급 순환시키면서, 냉각핀에 다량의 수증기를 함유한 배기가스와 접촉시켜 응축시키고, 응축수는 본체 하부의 드레인관을 통하여 저장탱크로 회수하고, 회수과정 중 승온된 냉각수는 순환 펌프를 이용하여 냉각탑 내부 충진물 상부에서 하부로 분사되고,냉각탑 상부에 설치된 팬에의 하부에서 상부로 유입되는 외부 공기와 대향되게하여 현열 열교환 및 기류에의해 냉각수가 증발하고,증발열에 의해 냉각되어 중력차로 저장탱크에 회수 및 열교환기로 냉각수를 순환하는 응축부:오염공기 정화부에서 정화되어 유입되는 정화된 공기에 고전압 발생기에서 생성되는 전계전자에너지를 인가하여 정화된 공기 중 질소분자, 산소분자, 수증기의 물분자를 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원의 전기 화학적 반응으로 활성기체를 생성시켜 가압기로 가압하여 저장 탱크 바닥면에 설치된 산기관에 공급 오염된 저장수에 공급하여 활성기체와 오염된 냉각수와 기액 접촉시켜 정화한 후 정화된 냉각수를 재활용하도록 하는수질오염 정화부 ; 상기 응축부와 일정거리 이격되게 설치되어 고전압방전부, 고전압 발생기, 고전압 절연선으로 구성되며, 응축부에서 이송된 프로피온산, 황화수소(H2S), 메칠멀캅탄, 아세트 알데히드, 메칠에칠케톤, 메칠아민, 에칠아민, 트리에칠아민, 암모니아, 아세틱산, 발레릭산, 디메칠 설파이드, 뷰틸알데하이드, MIBK, 에틸벤젠, 자일렌, 아세틱산, 뷰릭산, 프로판올, 메칠싸이크로펜탄, 메칠싸이크로헥산의 다양한 악취물질이 혼합된 오염공기를 고전압 방전부 내부의 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)으로 구성되는 방전극으로 이송되어, 고전압 발생기에서 생성된 고전압을 인가받아 방전전극, 접지전극 사이에서 전계전자에너지가 인가되도록 하여 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원의 전기화학적 반응을 통해 오염 공기를 제거하는 오염공기정화부, 상기 오염공기 정화부에서 정화된 공기를 송풍기를 이용하여 가연성가스를 연소시켜 연소가스로 공급하거나, 가연성 가스를 연소시켜 열교환기에서 간접 열교환하거나 고주파 유도가열을 하는 가열 수단을 통해 가열하여 정화된 공기를 슬러지 분사부, 고온건조부, 저온건조부로 재순환되도록 하는 가열부: 및 압축부에 설치된 동작신호 검출센서 및 고, 저온 건조부의 온도 검출 센서, 습도센서에서 계측되어 전송되는 데이터에 의해 실시간 운전이 이루어지도록 하며, 각 센서에서 계측된 값이 입력된 설정값 이하가 되면 프로그램되어 입력된 피드백(feed back) 제어 동작을 실시됨에 따라 슬러지 분사부의 부속 기기, 고온 건조부의 부속기기, 저온 건조부의 부속기기, 응축부의 부속기기,수질 오염 정화부의 부속기기, 오염 공기 정화부의 부속기기의 전원을 차단 또는 공급하여 슬러지 연속 건조 장치의 제반적인 동작 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 각 사업장에서 수거되어 이송된 하, 폐수 슬러지를 유압 프레스 실린더를 통해 고압으로 가압함으로써 종래의 필터프레스 보다 탈수량을 증가시키고, 자동화하여 연속 탈수가 가능하여 탈수시간 단축 및 슬러지 처리량을 증가시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템{Consecutive dry system for sludge having contained purification function of pollutant}
본 발명은 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 응축부에서 수분이 제거된 오염공기를 고전압 방전부에 유입하여 고전압 발생기에서 생성되는 고전압을 방전부에 인가하여 생성되는 매우 높은 전계전자에너지에 의해 오염 물질이 해리, 여기, 전자유기, 이온화, 산화, 환원 반응에 의해 분해되고, 미응축된 수분의 물분자는 수소이온, OH- radical로 분해되어 오염물질을 추가 분해 제거하여 정화된 오염공기는 분사부, 고온, 저온 건조기용 급기팬에 의해 다시 분사부, 고온, 저온 건조기, 수질 정화부로 공급하여 악취 배출이 없는 에너지 자원 절약 및 2차 오염 물질 배출이 없는 친환경적인 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 분사, 이온화, 낙하 과정에서 슬러지 중의 수분을 감압에 의해 증발하고, 공급관, 전처리부 직경의 관경 확대, 고온, 고속 기류에 접촉하여 열교환 및 기류 증발에 의해서 수분이 2차 증발시킬 수 있고, 비산에너지를 상실한 슬러지는 중력에 의해 자유 낙하되다가 제1, 제2, 제3단으로 구성된 열풍 분사구에서 선회류(수평, 상부) 방향으로 15도에서 45도 범위로 분사되는 150℃ 이상의 열풍에 접촉되면서 슬러지에 함유된 수분이 3차 증발되어 다단의 절차에 의해 슬러지를 증발시킬 수 있어 슬러지의 건조 효율을 크게 향상시킬 수 있는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템치에 관한 것이다.
슬러지는 상수, 공업용수, 산업용 폐수, 하수 및 분뇨의 수처리 과정에서 발생하는 미생물의 잔재물을 말하는 것으로, 이들의 주성분은 대부분 유기물질을 함유하고 있어 최근 들어 런던 협약 이행에 따른 2016년 1월부터 해양투기가 전면 금지되어 자원화 인식이 제고되고 있다.
상기와 같은 대부분의 슬러지는 함수율이 75% 내지 85%인 탈수 케익 형태로 발생되며, 수분을 제외한 슬러지의 고형물 중 유기물질은 보통 40% 내지 80%로 다양한 범위 내에서 함유되고 있으며, 이로 인한 발열량은 보통 2,500kcal/kg에서 4,500kcal/kg에 달하고 있어 연료로서의 요구 발열량 3800kcal/kg에서4000kcal/kg에 달해 자원화 조건을 충족하기 용이하며, 또한 정부의 에너지 사용량 저감 대책의 일환으로 화력발전소 등에서 전체 연료의 10%이상을 슬러지 등의 재활용 연료사용을 권장하고 있어 경제적 측면에서도 활용가치가 부각되고 있다.
슬러지 건조공정의 난제 중 한 가지는 건조공정 중에 발생되는 악취물질 제거가 매우 어렵다는 사항이다. 악취물질이 효율적으로 제거하지 못하고 대기로 배출되어 인근 주민으로부터 집단 민원이 제기되어 가동이 중단되는 경우가 왕왕 발생되며, 이러한 상황을 개선하기 위해서 악취물질의 고도 처리가 기술적 한계와 유지관리가 고가이어서 경영상 애로 요인으로 대두되고 있는 실정이다.
일반적으로 슬러지 함유된 오염물질은 건조공정에서 하수종말처리장, 음식물 폐기물 처리장의 경우, 프로피온산, 황화수소(H2S), 메칠멀캅탄, 아세트 알데히드, 메칠에칠케톤, 메칠아민, 에칠아민, 트리에칠아민, 암모니아, 아세틱산, 프로피온산, 발레릭산, 디메칠 설파이드, 인조피혁원료 제조시설의 슬러지는 뷰틸알데하이드, 디메칠 설파이드(DMS), MIBK, 에틸벤젠, 자일렌, 피혁가공시설에서 배출되는 슬러지는 아세틱산, 프로피온산, 뷰릭산, 프로판올, 메칠에칠케톤, 메칠싸이크로펜탄, 메칠싸이크로헥산, 메칠아민, 에칠아민, 트리에칠아민, 장유(간장, 된장)제조공정에서 배출되는 슬러지는 아세틱산, 프로피온산, 뷰릭산, 아세트알데히드, 에탄올, 발레릭산, 황화수소(H2S), 이황화탄소(CS2), 메칠 멀캅탄, 디메칠 설파이드(DMS), 메칠에칠케톤, 메칠싸이크로헥산, 메칠아민, 에칠아민, 트리에칠아민 등 다양한 악취 물질이 배출된다.
현재 슬러지 건조공정에 적용되어 운영되는 악취물질 처리 기술은 세정식 집진시설 및 약액세정식 집진시설은 물에 잘 용해되는 친수성 물질인 암모니아, 에탄올, 황화수소 등인데 황화수소 역시 물에 용해도가 매우 낮아 처리효율이 매우 낮으며, 상기에 언급한 소수성 물질 및 난분해성 물질은 처리가 거의 불가능하고, 또한 세정수가 오염 시에는 처리효율이 더욱 낮아지고 오염된 세정수(폐수)를 주기적으로 갈아주어야 하는 문제가 있고, 카본, 제올라이트 등의 흡착제를 이용한 흡착법은 흡착제의 미세기공에 오염물질을 흡착해서 제거하는 방법으로 주로 유기용제에는 어느 정도 제거효율을 기대할 수 있으나, 아민류, 발데르알데히드 등의 난분해성 물질의 제거효율이 매우 낮고, 흡착제의 파과점에 근접할수록 처리효율이 급격하게 저하되고 주기적으로 교체하여 주어야하는 문제점이 있으며, 미생물을 이용한 생물학적 처리방법은 미생물의 흡착 동화, 분해 기능에 의해 오염물질을 처리하는 방법으로 미생물의 오염물질 분해속도가 매우 느려서 장치가 대형이어야 하고 미생물의 영양분공급, 동절기의 보온, 폐사 등의 문제가 있으며, 별도 구획된 공간에 LNG등의 가연성 가스를 연소시켜 공간 내부의 온도를 800℃ 이상 올려 고온의 분위기 속에 오염가스를 공급하여 열분해하여 제거하는 소각법은 상기 열거한 오염물질 대부분을 제거할 수 있으나 초기 투자비가 많이 소요되며 가스폭발의 위험이 있으며, 특히 슬러지에 함유된 수분이 증발 시 증발 잠열 때문에 유지 관리비가 매우 많이 드는 것이 현실이다.
따라서, 슬러지의 또 다른 재활용 방법은 고화 방법, 단순건조, 퇴비화, 탄화, 경량 골재화로 사용하는 방안이 활발하게 검토되고 있으나 자원화 및 재활용 처리공정 중 악취 발생으로 집단 민원이 발생되고 있으며, 처리 즉 자원화 비용이 고가이어서 환경측면(악취), 비용 측면에서 확대 적용 측면에서 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다.
대한민국 특허 공보 제 10-0534084호(슬러지 복합 건조장치)에서는 자켓용 건조기와 유동형 건조기로 구성하여, 자켓용 건조기에 투입된 슬러지를 배기가스를 재가열한 간접 열을 이용하여 슬러지의 함수율을 40% 내지 60%로 중간 건조하여 분쇄 후 유동건조기로 공급하여 고온 열풍으로 슬러지의 함수율을 8% 내지 10%로 2차 건조하는 기술로 이 기술은 슬러지에 함유된 수분을 열풍으로만 건조하기 때문에 에너지 소비가 많고, 분진 제거용 집진시설 밖에 없어 슬러지 고유 악취 및 건조 과정 중 미생물 핵이 파괴되면서 발생되는 고농도 복합 악취 처리장치가 없다.
대한민국 특허공보 제 10-0520347호(축열식 열교환기를 이용한 에너지 절약형 하수 슬러지 탄화설비)에서는 건조로에 컨베이어로 공급되는 슬러지를 탄화로용 2차 연소로 잉여열과 축열식 열교환기에서 회수된 열원으로 슬러지의 함수율이 20% 내지 30%가 되도록 건조하며 건조 공정 중 발생되는 분진은 백 필터 및 싸이크론으로 집진하며, 이어 슬러지는 탄화로에 공급되어 무산소 상태에서 건류 및 탄화 처리하되, 탄화처리 과정 중에 발생되는 건류가스를 재 연소시켜 악취성분을 열분해 제거하는 기술로 이 기술 역시 에너지 소비가 많다.
대한민국 특허공보 제 10-0948102호(공기 분산관이 구비된 스파징 패들/디스크형 슬러지 건조장치) 에서는 자켓 구조의 챔버 내부에 건조공기 주입구 및 다수개의 공기 분산공이 내재된 상하 두 개의 패들/디스크를 설치하고, 챔버에 슬러지를 채운 후, 챔버 자켓에 스팀을 공급하여 가열하면서, 전동 모터로 두 개의 패들/디스크를 회전시켜 슬러지를 교반하면서 건조하는 기술로 이 기술은 열전도율이 매우 낮은 슬러지 내부를 패들/디스크에 타공된 다수개의 공기 분산공을 통해 슬러지 내부로 건조열을 효과적으로 공급하고, 슬러지를 교반하여서 건조에 필요한 열을 슬러지에 골고루 공급하여 건조시간을 단축시키고, 패들 및 디스크에 점착성 슬러지가 들러붙지 않도록 개선하였으나 건조 과정 중에 발생되는 악취 등의 오염물질 정화장치가 없다.
[관련기술문헌]
1. 슬러지복합건조장치(특허 등록번호 제 10-0534084)
2. 축열식 열교환기를 이용한 에너지 절약형 하수 슬러지 탄화설비(특허등록번호 제 10-0520347)
3. 공기 분산관이 구비된 스파징 패들/디스크형 슬러지 건조 장치 (특허등록번호 제 10-0948102)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 응축부에서 수분이 제거된 오염공기를 고전압 방전부에 유입하여 고전압 발생기에서 생성되는 고전압을 방전부에 인가하여 생성되는 매우 높은 전계전자에너지에 의해 오염 물질이 해리, 여기, 전자유기, 이온화, 산화, 환원 반응에 의해 분해되고, 미응축된 수분의 물분자는 수소이온, OH- radical로 분해되어 오염물질을 추가 분해 제거하여 정화된 오염공기는 분사부, 고온, 저온 건조기용 급기팬에 의해 다시 분사부, 고온, 저온 건조기, 수질 정화부로 공급하여 악취 배출이 없는 에너지 자원 절약 및 2차 오염 물질 배출이 없는 친환경적인 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 분사, 이온화, 낙하 과정에서 슬러지 중의 수분을 감압에 의해 증발하고, 공급관, 전처리부 직경의 관경 확대, 고온, 고속 기류에 접촉하여 열교환 및 기류 증발에 의해서 수분이 2차 증발시킬 수 있고, 비산에너지를 상실한 슬러지는 중력에 의해 자유 낙하되다가 삼단으로 구성된 열풍 분사구에서 선회류(수평, 상부) 방향으로 15도에서 45도 범위로 분사되는 150℃ 이상의 열풍에 접촉되면서 슬러지에 함유된 수분이 3차 증발되어 다단의 절차에 의해 슬러지를 증발시킬 수 있어 슬러지의 건조 효율을 크게 향상시킬 수 있는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템는, 저장탱크에 저장된 슬러지를 펌프를 이용하여 자동송급 배출기의 컨베이어 벨트 위에 사전에 트레이 본체 내면에 슬러지 부착방지용 처리제가 도포하고, 트레이 본체 하판에 종이 또는 Fabric(천)류, 폴리비닐크로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE) 재질의 연질 필름을 깔고, 슬러지를 충전하여, 자동송급 배출기의 구동모터를 가동하여, 컨베이어 벨트를 유압 프레스의 상부금형 및 하부금형 사이로 이송시킨 후, 유압펌프를 가동하여 압축오일을 상부 금형과 직결된 실린더에 공급하여 상부금형과 직결된 피스톤을 하강시켜, 상부 금형을 트레이 본체내부로 삽입 하강시켜 충전된 슬러지를 압축 및 펀칭하여 탈수가 이루어지는 압축부, 교류 전원공급기에서 단상 또는 삼상 220V, 60Hz의 교류 전원이 주파수 변 발진기로 공급되면, 60Hz의 주파수는 20KHz에서 500KHz사이의 선택된 적정값으로 증폭되어 도선을 통해 목표열량이 계산되어 설정된 권수의 유도 가열 코일에 인가시켜, 출력된 주파수의 전류가 유도코일에 흐르면서, 유도 코일에 의해 자기장이 발생되고, 발생된 자기장이 슬러지 공급 배관에 침투하고, 이 자기장이 침투한 표피깊이의 슬러지 공급배관 표면에 유도전류가 흐르게 되어 주울열(joule heating)이 발생되어 열전도 형태로 공급 배관 내부의 슬러지에 열이 공급되어 슬러지를 가열하는 고주파 유도 가열부, 상기 고주파 유도 가열부에서 가열되어 공급되는 슬러지를 노즐에 분사하고, 가열부에서 이송된 공기를 고압송풍으로 가압하여 고압기류 챔버에 공급하여 저장한 후, 노즐 및 원추형 확관부 중앙부에 연결된 고압기류 공급관으로부터 시계방향 또는 반시계 방향으로 분출하여 노즐에서 분사되는 열풍을 슬러지에 분사하여, 슬러지를 쪼개면서 가속시켜서, 원추형 확관부를 지나면서, 확대관 끝단 내부 일측에 설치된 아크방전부로 이송되어, 고전압발생기에서 생성된 고주파수의 고전압이 방전전극 및 접지전극에 인가되면, 방전극사이에 전계전자에너지대가 형성되고, 이 에너지대역을 통과하는 슬러지에 전계 전자에너지가 인가되어 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원의 전기화학적 반응을 통해 분사 공기 중 질소분자(N2)는 공유 결합이 해리되어 질소원자(N)로, 산소분자(O2)는 공유 결합이 해리되어 산소이온(O2*), 산소원자(O)로, 수증기의 물 분자(H2O)는 공유 결합이 해리 및 오염물질분자의 공유결합이 해리되면서 분사되어 시계방향 또는 반시계방향으로 나선형으로 회전하면서 낙하되고 아토마이저의 고속회전체와 충돌하여 비산하는 과정에서 슬러지 중의 수분이 증발되고, 이어 제1, 제2, 제3단의 열풍 공급구로부터 토출되는 열풍과 접촉하면서 다시 수분이 증발되면서, 낙하되어 전동 피더에 의해 분쇄기에 공급되어 일정크기로 분쇄된 후 분배기에서 일정두께의 판상으로 성형된 다음, 펀칭 절단기에 공급되어 복수개의 홀이 타공되고, 일정한 규격으로 절단하며 사전 및 공정 진행 중 주기적으로 용기에 저장된 부착 방지제를 펌프를 이용 부착 방지제를 노즐에 공급 분사부 내부 벽면에 분사하여 슬러지가 내부 벽면에 부착되는 것을 예방하거나 부착된 슬러지를 용이하게 제거하는 부착 방지제 분무기를 포함하여 구성되는 분사부; 본체 내부 상부에 상부 열풍 공급구가 하부에 하부 열풍 공급구 설치되고, 양측면 중앙부에 가로방향으로 일정 규격의 직사각형 개구부가 타공되어 타공된 개구면으로 컨베이어의 급기 공급라인의 급기팬이 가동되어 오염 공기 정화부에서 정화된 공기가 급기덕트에 공급되고, 급기덕트에 분기된 순환덕트로 분배되어 건조유닛의 내부에 설치된 컨베이어용 매쉬형 벨트의 상부 및 하부에 설치된 상하분사기에 공급하여 내부를 클리닝하면서, 슬러지 분사부의 분배기에서 슬러지가 일정규격으로 컨베이어의 매쉬형 벨트에 공급되어 이송되는 슬러지를 구동모터의 구동에 따라 건조유닛으로 이송되면 급기덕트에 설치된 댐퍼가 차단되고, 각 건조유닛용 순환라인의 순환팬이 가동되어 건조유닛 내부의 수분이 함유된 공기를 흡입하여 가열기로 보내어 액체연료, LNG의 직화 연소가스, 고주파 유도가열 중에 어느 하나에 의해 간접 가열된 열풍을 건조유닛 내부 상하 열풍 공급기로 공급 슬러지에 분사하여 슬러지 및 함유된 수분을 가열하여 수분을 연속 증발시키고, 건조 과정중 수분이 증발된 수증기와 슬러지의 오염 가스는 배기덕트 일측에 설치된 댐퍼가 개방되어 응축부 및 오염공기 정화부로 보내로 보내며, 건조 유닛을 통해 건조된 슬러지는 2대의 구동모터에 직결된 분쇄롤을 상호 반대방향으로 회전시켜 슬러지를 원하는 입도로 분쇄시키는 고온 건조부, 급기 공급라인의 급기팬이 가동되어 오염공기 정화부에서 정화된 공기가 급기덕트에 공급되고, 급기덕트에 분기된 순환덕트로 분배되어 건조 유닛의 내부 및 상하분사기에 공급하여 내부를 클리닝하여 건조되고 적정 입도로 분쇄된 후 일정 규격으로 컨베이어의 매쉬형 벨트에 공급되어 이송되는 슬러지를 컨베이어 벨트의 구동에 따라 건조유닛 속으로 이송되면 급기덕트에 설치된 댐퍼를 차단되고, 각 건조유닛용 순환라인의 순환팬이 가동되어 건조유닛 내부의 수분이 함유된 공기를 흡입하여 가열기로 보내어 액체연료, LNG의 직화 연소가스 또는 고주파 유도가열 중에 어느 하나에 의해 간접 가열된 열풍을 건조유닛 내부 상하 열풍 분사기로 공급 슬러지에 분사하여 슬러지 및 함유된 수분을 가열하여 수분을 연속 증발시키고, 건조 과정중 수분이 증발된 수증기와 슬러지의 오염 가스는 배기덕트 일측에 설치된 댐퍼가 개방되어 응축부 및 오염공기 정화부로 보내고 건조 유닛을 통해 건조된 슬러지는 2대의 구동모터 직결된 분쇄롤을 상호 반대방향으로 회전시켜 슬러지를 원하는 입도로 분쇄시켜 저장탱크에 최종 배출되도록 하는 저온 건조부, 열교환기 본체, 냉각관, 냉각핀, 데미스터, 냉각탑, 저장탱크, 순환펌프로 구성되어, 슬러지 분사부, 고온 건조부, 저온 건조부에서 공정 중 발생되는 다량의 수분이 함유되고 오염물질이 포함된 배기가스를 배기팬을 이용하여 열교환기 본체의 내부에 공급하여 저장탱크에 저장된 냉각수를 순환펌프를 이용하여 외부에 냉각핀에 부착된 냉각관에 공급 순환시키면서, 냉각핀에 다량의 수증기를 함유한 배기가스와 접촉시켜 응축시키고, 응축수는 본체 하부의 드레인관을 통하여 저장탱크로 회수하고, 회수과정 중 승온된 냉각수는 순환 펌프를 이용하여 냉각탑의 내부 충진물 상부에서 하부로 분사하고, 냉각탑의 팬에 의해 하부에서 상부로 흡입되는 외부 신선공기와 대향되게 접촉하여 현열 열교환 및 기류에 증발하는 냉각수의 증발열에 의해 냉각되어 중력차로 저장수 탱크로 회수하는 응축부, 고전압방전부, 고전압 발생기, 고전압 절연선으로 구성되어, 공기오염 정화부에서 정화된 공기를 에어팬을 이용하여 고전압 방전부로 공급되면, 고전압 발생기에서 생성된 고전압을 고전압 전선을 통하여 방전극에 인가하면, 방전전극(+전극), 접지전극(-전극) 사이에서 매우 높은 전계전자에너지 대역이 형성되고, 이 고에너지 대역을 정화된 공기가 통과하면서 매우 높은 전계전자 에너지가 정화된 공기에 인가되어, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응을 통해 정화된 공기 중 질소분자(N2)는 공유 결합이 해리되어 질소원자(N)로, 산소분자(O2)는 공유 결합이 해리되어 산소이온(O2*), 산소원자(O)로, 수증기의 물 분자(H2O)는 공유 결합이 해리되어 수소 원자(H*) 및 OH- radical로 이온화된 활성기체는 에어팬에 의해 가압기공급되어 가압되고, 가압된 활성기체를 산기관에 공급되어 오염된 냉각수 수중에 분사되고 매우 높은 전계 전자 에너지가 저장수의 물분자에 인가되어 저장수의 물분자가 미세한 물분자로 해리되어 이온화 되고, 이온화된 저장수의 물분자와 활성 기체가 접촉, 매우 높은 에너지가 인가되어 저장수의 물분자에 인가되어, 물분자는 수소 양이온(H+), 수산기(OH-)로 해리, +, -의 전기 이중층이 되고 연속적으로 저장수 물분자와 활성 미세기포가 충돌, 접촉하여 수중의 오염물질을 제거하여 정화하는 오염공기 정화부, 상기 응축부와 일정거리 이격되어 설치되어 응축부에서 이송된 오염공기를 고전압방전부의 방전극으로 이송하여 고전압발생기에서 생성된 고전압을 인가받아 방전전극, 접지전극 사이에서 전계전자에너지가 인가하여 전기화학적 반응을 통해 분자의 공유결합을 배기가스를 분해하여 이온화 밀도가 높은 이온성 물질의 활성 기체를 생성, 정화하여 송풍기에 의해 가압되어 슬러지 분사부, 고온 건조부, 저온 건조부으로 재순환되도록 하는 오염공기 정화부, 상기 오염공기 정화부에서 정화된 공기를 송풍기를 이용하여 가연성가스를 연소시켜 연소가스로 공급하거나, 가연성 가스를 연소시켜 열교환기에서 간접 열교환하거나 고주파 유도가열을 하는 가열 수단을 통해 가열하여 정화된 공기를 슬러지 분사부, 고온건조부, 저온건조부로 재순환되도록 하는 가열부, 및 압축부에 설치된 동작신호 검출센서 및 고, 저온 건조부의 온도 검출 센서, 습도센서에서 계측되어 전송되는 데이터에 의해 실시간 운전이 이루어지도록 하며, 각 센서에서 계측된 값이 입력된 설정값 이하가 되면 프로그램되어 입력된 피드백(feed back) 제어 동작을 실시됨에 따라 슬러지 분사부의 부속 기기, 고온 건조부의 부속기기, 저온 건조부의 부속기기, 응축부의 부속기기, 오염 물질 정화부의 부속기기, 오염 공기 정화부의 부속기기의 전원을 차단 또는 공급하여 슬러지 연속 건조 장치의 제반적인 동작 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템는 상기 분사부의 분사노즐은 고압 기류 챔버내부에 노즐 팁이 설치되고, 노즐팁과 면접하여 원뿔형 확대관이 설치되고, 고압기류 챔버 외부에 별도 설치된 송풍기가 설치되어, 송풍기로부터 가압된 공기가 배관망을 통해 공급받고, 고압기류 챔버, 노즐팁 및 원뿔형 확대관에 복수개의 공기 공급관이 시계방향 또는 반시계 방향으로 30도에서 75도 범위 중에 적정 각도가 선정 설치되어 노즐 팁에서 슬러지가 분사되면서 쪼개어져 나선형으로 분사되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템은, 각 사업장에서 수거되어 이송된 하, 폐수 슬러지를 유압 프레스 실린더를 통해 고압으로 가압함으로써 종래의 필터프레스 보다 탈수량을 증가시키고, 자동화하여 연속 탈수가 가능하여 탈수시간 단축 및 슬러지 처리량을 증가시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템은, 탈수된 슬러지를 모노 또는 플렌저 펌프를 이용하여 고주파 유도가열장치에 공급하여 고주파 유도 가열방식으로 80℃이상 가열한 후 내측에는 노즐 및 확대관이 설치되고, 외통에는 고온고압의 열풍 저장챔버로 구성된 이중구조의 분사부와 독립된 원뿔형 확대관에 면접하여 아크방전부가 구비되어 펌프의 압력과 고온, 고압, 고속의 열풍을 경사지게 설치된 복수개의 공급관에 공급 선회류 형태로 슬러지를 분사 분쇄하고 확대관에서 가속시키고, 고전압 방전부에서 매우 높은 전계전자에너지의 인가에 따라 슬러지 입자 속의 수분 및 오염물질이 해리, 이온화, 전자유기, 여기, 산화, 환원 반응 등의 전기화학적 반응에 의하여 이온화 및 오염물질 분자의 공유 결합을 해리하여 오염물질을 정화 및 슬러지 중의 수분을 1차로 증발하여 슬러지 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템은, 분사, 이온화, 낙하 과정에서 슬러지 중의 수분을 감압에 의해 증발하고, 공급관, 분사부 직경의 관경 확대, 고온, 고속 기류에 접촉하여 열교환 및 기류 증발에 의해서 수분이 2차 증발시킬 수 있고, 분사부에서 선회류 형태의 궤적을 그리는 반대방향으로 고속 회전하는 아토마이저의 회전체에 슬러지가 충돌되어 충격력과 원심력의 충돌의 벡터 합성방향으로 더욱 미세하게 분쇄되어 비산시켜서 슬러지 표면적을 크게 증가시켜 건조 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템은, 비산에너지를 상실한 슬러지는 중력에 의해 자유 낙하되다가 제1, 제2, 제3단으로 구성된 열풍 분사구에서 선회류(수평, 상부) 방향으로 15도에서 45도 범위로 분사되는 150℃ 이상의 열풍에 접촉되면서 슬러지에 함유된 수분이 3차 증발되어 다단의 절차에 의해 슬러지를 증발시킬 수 있어 슬러지의 건조 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템은, 복수개의 건조유닛으로 구성된 고온, 저온 건조기에서 각 유닛 마다 매쉬형 벨트에 적재된 슬러지에 상부 및 하부에 열풍을 공급하여 열풍 접촉 면적을 증가시키고, 기류, 열풍공급량, 온도, 배기량을 서로 다르게 조절하여 최적의 건조조건을 유지하여 슬러지 건조에 따른 전원 사용을 가변적으로 적용이 가능하여 에너지 절약 및 건조 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템은, 압축부, 분사부, 고온, 저온건조기에서 공정작업 중 발생되는 오염공기는 배기관의 배기팬을 이용하여 수냉식 열교환기로 이송되어 외부에 냉각핀이 부착된 배관 내부로 흐르는 냉각수와 간접 열교환되어 노점 이하까지 냉각 응축시켜 저장조에 회수하고, 열교환 과정에서 승온된 냉각수는 펌프를 이용하여 냉각탑으로 보내어 냉각탑용 팬에 의해 형성되는 기류와 접촉시켜 냉각시켜 저장탱크로 공급 및 열교환기로 순환시키며 응축부에서 수분이 제거된 오염공기는 오염공기 정화부로 이송되어 정화된 공기 중 일부는 수질오염 정화부의 고전압방전부로 유입되어 고전압발생기에서 생성된 매우 높은 전계전자에너지에 인가되어 공기 중의 질소분자, 산소분자, 수증기의 물분자가 해리, 이온화, 전자유기, 여기, 산화, 환원 반응 등의 전기화학적 반응에 의하여 이온화된 후, 에어펌프에 의해 가압되어 수냉식 열교환기에서 회수된 응축수 탱크내부 바닥면에 설치된 산기관을 이용하여, 오염수 수중에 공급, 수중의 오염물질을 정화하고 정화된 응축수는 열교환기용 냉각탑의 보충수 및 조경수에 공급함으로써 재활용하여 폐수 배출이 없어 환경오염을 해결할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템은, 응축부에서 수분이 제거된 오염공기를 고전압 방전부에 유입하여 고전압 발생기에서 생성되는 고전압을 방전부에 인가하여 생성되는 매우 높은 전계전자에너지에 의해 오염 물질이 해리, 여기, 전자유기, 이온화, 산화, 환원 반응에 의해 분해되고, 미응축된 수분의 물분자는 수소이온, OH- radical로 분해되어 오염물질을 추가 분해 제거하여 정화된 오염공기는 송풍기에 의해 분사부로 공급, 송풍기에 의해 고온건조부로 공급, 송풍기에 의해 저온 건조부로 공급 및 오염된 공기는 회수되어 오염공기 정화부에서 정화되어 일부는 수질 정화부로 공급하여 오염된 냉각수를 정화하고,나머지는 가열부에서 가열되어 송풍기에 의해 다시 분사부, 고온건조부, 저온 건조부로 공급하여 악취 배출이 없는 에너지 자원 절약 및 2차 오염 물질 배출이 없는 친환경 슬러지 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 전체 시스템 구성도
도 2는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 압축부의 세부 구성을 도시한 단면도.
도 3는 도2의 압축부의 상부 압착판 및 트레이를 도시한 단면도
도 4는 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 고주파 가열부의 세부 구성을 도시한 단면도
도 5는 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 분사부의 세부 구성을 도시한 단면도
도 6는 도 5의 분사부의 노즐 구성기를 도시한 단면도
도 7은 도 5의 분사부의 고전압 방전 계통을 나타낸 단면도
도 8은 도 5의 분사부의 아토마이저를 나타낸 단면도
도 9은 도 5의 분사부의 가열 공기 공급 계통을 나타낸 단면도
도 10은 도 5의 분사부의 전동 피더 및 분쇄기의 세부 구성을 나타 낸 단면도
도 11은 도 5의 분사부의 펀칭 및 절단기의 세부 구성을 나타낸 단면도
도 12는 도 5의 분사부의 부착 방지제 분무기의 세부 구성을 나타낸 단면도
도 13은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 고온 건조부를 도시한 단면도
도 14는 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 저온 건조부를 도시한 단면도
도 15는 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 응축부 세부구성을 도시한 단면도
도 16은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 수질 오염 정화부 구성을 도시한 계통도
도 17은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 오염공기 정화부 구성을 도시한 계통도
도 18은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 가열부를 도시한 단면도
도 19는 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 제어부의 구성을 도시한 단면도
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 전체 시스템 구성도를 나탄낸다. 도 1을 참조하여 본 발명의 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 세부 구성을 살펴보면, 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템는 압축부(100), 고주파 유도 가열부(200), 분사부(300), 고온건조부(400), 저온건조부(500), 응축부(600), 오염공기 정화부(700), 수질오염 정화부(800), 가열부(900), 제어부(1000)로 구성된다.
상기 압축부(100)는 저장탱크(미도시)에 저장된 슬러지를 펌프(미도시)를 이용하여 자동송급 배출기(130)의 컨베이어 벨트(132) 위에 장착된 하판(143)에 장착된 트레이본체(141)에 슬러지를 충진하기전에, 트레이 본체(141) 내면에 슬러지 부착방지용 처리제를 도포하고, 트레이 본체 하판(143)에 종이 또는 Fabric(천)류, PVC, PE 재질 중에 어느 하나의 재질의 연질 필름을 부착하거나 또는 슬러지 부착방지제를 도포한 후, 슬러지를 트레이본체(141) 내용적의 85%를 충전한 후, 자동송급 배출기(130)의 구동모터(131)를 가동하여, 컨베이어 벨트(132)를 유압 프레스(110)의 상부금형(116) 및 하부금형(117) 사이의 상부금형(116)투영 위치와 일치되는 위치로 이송시킨 후, 유압펌프(111)를 가동하여 압축오일을 상부 금형(117)과 직결된 유압실린더(114)의 상부에 연결된 오일공급관에 공급하여 상부금형과 직결된 피스톤(115)을 행정길이 만큼하강시켜, 상부 금형(116)을 트레이 본체(141) 내부로 삽입, 하강시켜 충전된 슬러지를 압축 및 펀칭 하면서 탈수하도록 구성된다.
상기 고주파 유도 가열부(200)는 교류 전원공급기(201)에서 단상 또는 220V, 60Hz의 교류 전원이 주파수 발진기(202)로 공급되면, 주파수 발진기(202)의 주파수 변환회로에서 60Hz의주파수는 20KHz에서 500KHz사이의 선택된 적정값으로 증폭되어 도선(203)을 통해 목표열량이 계산되어 설정된 권수의 유도 가열 코일(204)에 인가시켜, 출력된 주파수의 전류가 유도코일(204)에 흐르면서, 유도 코일에 의해 자기장이 발생되고, 발생된 자기장이 슬러지 공급 배관(205)에 침투하고, 이 자기장이 침투한 표피깊이(skin depth)의 슬러지 공급배관(205) 표면에 유도전류가 흐르게 되어 주울열(joule heating)이 발생되어 열전도 형태로 공급 배관(205) 내부의 슬러지에 열이 공급되어 80도까지 슬러지를 가열한다.
상기 분사부(300)는 상기 고주파 유도 가열부(200)에서 가열되어 공급되는 슬러지를 노즐에 분사하고, 가열부(900)에서 섭씨 150도 이상 가열되어 이송된 공기를 고압송풍기(315)로 가압하여 고압기류 챔버(313)에 공급하여 저장한 후, 노즐(311) 및 원추형 확관부(312) 중앙부에 연결된 고압기류 공급관(316)으로부터 시계방향 또는 반시계 방향으로 분출하는 고속의 열풍을 슬러지에 분사하여, 쪼개면서 가속시켜서, 원추형 확관부(312)를 지나면서, 확대관 끝단 내부 일측에 설치된 아크방전부(320)로 이송되어, 고전압발생기(321)에서 생성된 고주파수의 고전압이 방전전극(323a) 및 접지전극(323b)에 인가되면, 방전극(323)사이에 전계전자에너지대가 형성되고, 이 고 에너지대역을 통과하는 슬러지에 전계 전자에너지가 인가되어 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응을 통해 분사 공기 중 질소분자(N2)는 공유 결합이 해리되어 질소원자(N)로, 산소분자(O2)는 공유 결합이 해리되어 산소이온(O2*), 산소원자(O)로, 수증기의 물 분자(H2O)는 공유 결합이 해리 및 오염물질분자의 공유결합이 해리되면서 분사되어 시계방향 또는 반시계방향으로 나선형으로 회전하면서 낙하되고 아토마이저(330)의 고속회전체(333) 충돌하여 비산하는 과정에서 슬러지 중의 수분이 증발되고, 이어 제1단(341), 제2단(342), 제3단(343)에 설치된 복수개의 열풍 공급구로 부터 토출되는 열풍과 접촉하면서 다시 수분이 증발되면서, 낙하되어 분사부 하부로 이송되면, 전동 피더(350)에 의해 분쇄기(360)에 공급되어 일정크기로 분쇄된 후 분배기(364)에서 일정두께의 판상으로 성형된 다음, 펀칭 절단기에 공급되어 복수개의 홀이 타공되고, 일정한 규격으로 절단하여 컨베이어로 고온건조부로 이송하는데, 작업시작 전 및 공정 진행 중 주기적으로 용기에 저장된 부착 방지제를 펌프를 이용 분사노즐에 공급 분사부 내부 벽면에 분사하여 슬러지가 내부 벽면에 부착되는 것을 예방하거나 부착된 슬러지를 용이하게 제거하는 부착 방지제 분무기를 포함하여 구성된다.
상기 고온 건조부(400)는 본체 내부 상부에 상부 열풍 공급구(441)가 하부에 하부 열풍 공급구(442)설치되고, 양측면 중앙부에 가로방향으로 일정 규격의 직사각형 개구부가 타공되고, 타공된 개구면으로 컨베이어의 급기 공급라인의 급기팬(410)이 가동되어 오염 공기 정화부(800)에서 정화된 공기가 급기덕트(420)에 공급되고, 이어 급기덕트에 분기된 순환덕트(430)로 분배되어 건조유닛(440)의 내부 및 상하분사기에 공급하여 내부를 클리닝하고, 슬러지 분사부(300)의 분배기에서 슬러지가 일정규격으로 컨베이어의 매쉬형 벨트에 공급되면, 구동모터(451)가 구동되어 건조기의 건조유닛(440)으로 이송되면 급기덕트(420)에 설치된 댐퍼(421)가 차단되고, 각 건조유닛(440)용 순환라인의 순환팬(431)이 가동되어 건조유닛(440) 내부의 수분이 함유된 공기를 흡입하여 가열기로 보내어 액체연료, LNG의 직화 연소가스, 고주파 유도가열 중에 어느 하나에 의해 간접 가열된 열풍을 건조유닛(440) 내부 상하 열풍 공급기(441, 442)로 공급 슬러지에 분사하여 슬러지 및 함유된 수분을 가열하여 수분을 연속 증발시켜 건조 과정중 수분이 증발된 수증기와 슬러지의 오염 가스는 배기덕트(460) 일측에 설치된 댐퍼(462)가 개방되어 응축부(600) 및 오염공기 정화부(800)로 보내는 일련의 과정이 건조 유닛(440)에 설치된 습도 검출센서(463), 온도 검출센서(432), 압력 검출센서의 계측데이터가 제어부(1000)으로 전송되어 미리 프로그램되어 사전에 입력된 제어부(1000)에 제어신호에 따라 연속 수행되어 슬러지 함수율이 40 ~ 45%까지 건조되고, 건조된 슬러지는 2대의 구동모터에 직결된 분쇄롤(473)을 상호 반대방향으로 회전시켜 슬러지를 일정 직경의 입도로 분쇄시키게 된다.
상기 저온건조부(500)는 급기 공급라인의 급기팬(510)이 가동되어 오염공기 정화부(800)에서 정화된 공기가 급기덕트(520)에 공급되고, 이어 급기덕트에 분기된 순환덕트(530)로 분배되어 건조 유닛(540)의 내부 및 상하분사기에 공급하여 내부를 클리닝하고, 이어, 고온 건조부(400)에서 건조되고 적정 입도로 분쇄된 후 일정 규격으로 컨베이어의 매쉬형 벨트에 공급되어 이송되는 슬러지를 컨베이어 벨트(550)가 구동되어 건조기의 건조유닛(540) 속으로 이송되면 저온건조부의 급기덕트(520)에 설치된 댐퍼(521)가 차단되고, 각 건조유닛(540)용 순환라인의 순환팬(531)이 가동되어 건조유닛(540) 내부의 수분이 함유된 공기를 흡입하여 가열기로 보내어 액체연료, LNG의 직화 연소가스 또는 고주파 유도가열에 의해 간접 가열된 열풍을 건조유닛(540) 내부 상하 열풍 분사기로 공급 슬러지에 분사하여 슬러지 및 함유된 수분을 가열하여 수분을 연속 증발시키는데, 건조 과정중 수분이 증발된 수증기와 슬러지의 오염 가스는 배기덕트(560) 일측에 설치된 댐퍼(562)가 개방되어 응축부(600) 및 오염공기 정화부(800)로 보내는 일련의 과정이 건조 유닛(540)에 설치된 습도 검출센서(563), 온도 검출센서(532), 압력 검출센서의 계측데이터가 제어부(1000)로 전송되어 미리 프로그램되어 입력된 제어부(1000)에 의해 연속 수행되어 슬러지 함수율이 10%이하까지 건조되고, 건조된 슬러지는 2대의 구동모터(551, 571) 직결된 분쇄롤(573)을 상호 반대방향으로 회전시켜 슬러지를 일정 직경의 입도로 분쇄시켜 프레콘 백이나 저장탱크에 최종 배출하도록 구성된다.
상기 응축부(600)는 열교환기 본체(601), 냉각관(602), 냉각핀(603), 데미스터(604), 냉각탑(605), 저장탱크(606), 순환펌프(607)로 구성되어, 압축 분사부(100), 슬러지 분사부(300), 고온 건조부(400), 저온 건조부(500)에서 공정 중 발생되는 다량의 수분이 함유되고 오염물질이 포함된 배기가스를 배기팬(461,561)을 이용하여 열교환기 본체(601)의 내부에 공급하여 저장탱크(606)에 저장된 냉각수를 순환펌프(607)를 이용하여 외부에 냉각핀(603)에 부착된 냉각관(602)에 공급 순환시키면서, 냉각핀(603)에 다량의 수증기를 함유한 약 120℃ ~ 150℃의 고온의 배기가스를 접촉시켜 간접 열교환 방식으로 응축시키고, 응축수는 본체 하부의 드레인관을 통하여 저장탱크로 회수하고, 응축과정 중 승온된 냉각수는 순환 펌프(607)를 이용하여 냉각탑(605) 내부 충진물의 상부에 공급하여 하부로 흐르게 하고, 상부에 설치된 냉각답의 팬에 의해 하부에서 상부로 흡입되는 외부 신선공기와 대향되게하여 현열 열교환에 의해 냉각과 기류에 의해 냉각수가 증발되고, 증발잠열에 의해 오염공기중 수증기가 냉각 응축되어 저장탱크로 회수된다.
수질 오염 정화부(700)는 에어팬(710), 고전압 방전부(720), 고전압 발생기(721), 고전압 절연선(722)으로 구성되어, 오염공기 정화부(800)에서 정화되어 공급되는 공기를 에어팬(710)을 이용하여 고전압 방전부(720) 내부의 방전전극(723a:+전극) 및 접지전극(723:-전극)사이로 통과시켜, 고전압 발생기(721)에서 에서 생성된 고전압을 고전압 절연선(722)으로 연결된 방전전극(723a), 접지전극(723b)에 인가하여, 상기 방전전극(723a),과 접지전극(723b) 사이에서 방전과정에 생성되는 전계전자 에너지를 정화된 오염공기에 인가하여 해리, 이온화, 여기, 산화 환원등의 전기화학적 반응으로 공기 중 질소분자, 산소분자, 수증기의 물분자를 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원의 전기 화학적 반응으로 활성기체를 더욱 활성화한 후, 가압기(730:731,732,733)로 가압하여 저장 탱크 바닥면에 설치된 산기관에 공급, 회수된 냉각수에 공급하여 활성기체와 오염된 냉각수와 기액 접촉시켜,수소클러스터작용,물분자의 배향 쌍극자 모멘트의 정렬, 전기이중층의 구조화, 반응등으로 수중오염물질을 정화하여 제거한다.
상기 오염공기 정화부(800)는 상기 응축부(600)와 일정거리 이격되어 설치되어 응축부(600)에서 이송된 오염공기를 고전압방전부(810)의 방전극(813)으로 이송하여 고전압발생기(811)에서 생성된 고전압을 인가받아 방전전극(813a), 접지전극(813b) 사이에서 전계전자에너지가 인가하여 전기화학적 반응을 통해 분자의 공유결합을 배기가스를 분해하여 이온화 밀도가 높은 이온성 물질의 활성 기체를 생성,활성 기체의 산화,환원 반응으로 오염공기를 정화하여 송풍기(910)에 의해 가압되어 수질오염정화부(700)에 공급 및 슬러지 분사부(300), 고온 건조부(400), 저온 건조부(500)으로 재순환되도록 한다.
보다 세부적으로, 상기 오염공기 정화부(800)는 상기 응축부(600)와 일정거리 이격되어 설치되어 응축부(600)에서 이송된 오염공기를 고전압방전부(810)의 방전극(813)으로 이송하여 고전압발생기(811)에서 생성된 고전압을 인가받아 방전전극(813a), 접지전극(813b) 사이에서 전계전자에너지가 인가하여 전기화학적 반응을 통해 분자의 공유결합을 배기가스를 분해하여 발생되는 수소이온(H*), 수산기(OH Radical)의 활성기체를 생성하고, 생성된 활성기체의 산화, 환원반응으로 오염공기를 정화한 후, 송풍기(910)에 의해 가압되어 슬러지 분사부(300)로 공급된 후 다시 응축부(600)로 공급된 후 응축부(600)에서 오염공기정화부로 공급되어 재순환되고, 고온 건조부(400)로 공급되어 송풍기(410)에 의해 다시 가압된 후 건조 챔버의 각 존에 공급된 후 송풍기(461)에 흡입된 후 가압되어 응축부(600)로 공급 및 다시 응축(600)에서 오염공기 정화부로 공급되어 재순환하고, 저온 건조부(500)로 공급되어 송풍기(510)에 의해 다시 가압된 후 건조 챔버의 각 존에 공급된 후 송풍기(561)에 흡입된 후 가압되어 응축부(600)로 공급 및 다시 응축부(600)에서 오염공기 정화부 공급되어 재순환 하고, 수질오염 정화부(700)로 공급되어 송풍기(710)에 의해 다시 가압된 후 고전압 방전부에 유입하여 고전압 방전과정중에 수소이온(H*), 수산기(OH Radical)의 활성 기체가 더욱 활성화된 후 가압기(730)에 의해 다시 가압되어 저장탱크의 수중에 설치된 산기관(미도시)으로 공급 및 수중에 분사하게 된다.
상기 가열부(900)는 상기 오염공기 정화부(800)에서 정화된 공기를 송풍기(910)로 가열수단에 공급하여 가열수단에서 가연성가스를 연소시켜 정화된 공기와 혼합된 연소가스로 공급하거나, 가연성 가스를 연소시켜 열교환기에서 정화된 공기와 연소가스를 간접 열교환하거나, 고주파 유도가열을 하는 가열 수단을 통해 가열하여 정화된 공기를 슬러지 분사부(300), 고온 건조부(400), 저온 건조부(500)로 재순환되도록 한다.
상기 제어부(1000)는 슬러지 분사부(100)에 설치된 동작신호 검출센서(120) 및 고,저온 건조부의 온도 검출 센서(432, 532), 습도센서(463, 563)에서 계측되어 전송되는 데이터에 의해 실시간 운전이 이루어지도록 하며, 각 센서에서 계측된 값이 입력된 설정값 이하가 되면 프로그램되어 입력된 피드백(feed back) 제어 동작을 실시됨에 따라 슬러지 분사부(100)의 부속 기기, 고온 건조부(200)의 부속기기, 저온 건조부(300)의 부속기기, 응축부(600)의 부속기기, 수질오염 정화부(700)의 부속기기, 오염 공기 정화부(800)의 부속기기의 전원을 차단 또는 공급하여 슬러지 연속 건조 장치의 제반적인 제어 동작을 수행한다.
도 2는 도 1의 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 압축부의의 세부 구성을 도시한 단면도로서, 첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하여 압축부(100)의 그 세부구성을 살펴보면, 압축부(100)는 유압프레스(110), 자동 송급 배출기(130), 트레이(140), 피더(150), 펌프(160)로 구성된다.
상기 유압프레스(110)는 유압펌프(111), 유압관(112), 전자발브(113), 유압실린더(114) 및 피스톤(115), 상부금형(116), 하부금형(117), 트레이 본체 고정기구(118), 본체 분리형 실린더 및 피스톤(119), 동작신호 검출센서(120), 작업종료 검출센서(121), 푸셔 가동용 센서(123), 배수배관(124), 전자발브(125)를 포함하여 구성되고, 상기 자동 송급 배출기(130)는 컨베이어 구동모터(131), 컨베이어 밸트(132)로 구성된다. 또한, 상기 트레이(140)는 본체(141), 본체용 플랜지(Flange)(142), 하판(143), 하판용 플랜지(Flange)(144), 메쉬망(145), 부착 방지재(146)를 포함하고, 상기 피더(150)는 구동모터(151), 동력전달축(152), 스크류(153), 고정축(154)으로 구성된다.
상기의 구성을 기초로 압축부(100)의 동작을 살표보면 저장탱크(미도시)에 저장된 함수율 75% 이상의 슬러지를 펌프(미도시)를 이용하여, 자동송급 배출기(130)의 컨베이어 벨트(132) 위에 슬러지 충전 전에 트레이본체(141) 내면에 종이 또는 Fabric(천)류, 폴리비닐크로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE)재질의 연질이 부착되거나, 또는 슬러지 부착방지용 처리제가 도포되고, 하판(143)에도 종이 또는 Fabric(천)류, 폴리비닐크로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE) 재질의 연질 필름이 깔린 트레이(하판 및 본체)에 내용적 85%까지 슬러지를 충전하게 된다. 자동송급 배출기(130)의 구동모터(131)가 동작하여, 컨베이어 벨트(132)를 유압 프레스(110)의 상부금형(116) 및 하부금형(117)으로 이송시키면 리미트형 동작신호 검출센서(120)가 트레이 본체(141)와 접촉하여 Inter Lock 회로로 구성된 자동송급 배출기(130)의 구동모터(131)를 정지시키고, 이어 트레이(140) 고정용 실린더(118)에 공압 공급용 전자발브를 개방시켜, 압축된 공기를 실린더 내부 하부에 공급하여 피스톤을 전진시켜 본체를 견고하게 고정하고, 동시에 유압프레스(110)의 유압펌프(111)를 가동하여, 가압된 오일을 유압관(112)을 통해 복수개의 유압실린더(114) 상부에 오일을 공급하고 이어 실린더 내부에 설치된 피스톤(115)을 하부로 하강하게 하여, 피스톤(115)에 부착된 상부금형(116)을 아래 방향으로 하강시켜 상부금형(116)에 부착된 펀칭기구가 슬러지를 펀칭하면서 압착한다.
이때, 상기 트레이 하판(143)의 매쉬망(145)과 면접된 유압프레스(110)의 하부금형(117)에는 상부금형(116)에 부착된 펀칭기구와 접촉되지 않도록 각각의 펀칭기구 직경보다 3% ~ 5%의 여유를 주어 복수개의 홀이 타공되어 있다.
상기 상부금형(116)에 연결된 피스톤(115)이 정해진 압축행정만큼 하강되면 작업종료 검출 리미트 스위치(121)가 동작하여 유압프레스(110)의 유압실린더(114)에 연결된 유압공급관(112)의 전자발브(113)를 off하여 유압펌프(111)로 부터의 오일공급을 중지하고,실린다 상부에 압축된 오일을 회수하는 발브(미도시)가 개방되며,동시에 실린더하부에 연결된 유압공급관(112)의 전자발브(113)를 개방하여 유압펌프(111)로부터 오일을 실린더(114)하부 내부로 공급하여 피스톤(115)을 행정길이 만큼 상부방향으로 상승시켜 트레이본체(141)로 부터 피스톤에 부착된 상부금형(116)을 분리시킨다.상부금형(116)이 트레이 본체(141)에 분리 되어도,트레이 본체(141),트레이 하판(143), 하부금형(117) 사이가 실린더(119)의 피스톤 상부에 부착된 고정구(118)가 트레이 본체(141)외측 일측의 고정용 홈(미도시)에 고정된 상태이기 때문에 실린더(119) 상부 일측에 연결된 공압발브(미도시)를 Off하고 벤트관(미도시)을 개방한 다음 실린더(119) 하부 일측에 연결된 공압발브(미도시)를 개방하여 압축공기를 실린더(119) 하부 내부에 공급하면 고정구(118)가 부착된 피스톤이 상부방향으로 행정길이만큼 상승하면서 고정구(118)에 결합된 트레이 본체(141)가 하판(143)으로부터 상부방향으로 분리되는데,이 때 본체 내면에 슬러지 충전 작업전에 부착된 종이 연질 필름 등이 부착되어있거나, 양이온성,음이온성,비이온성 슬러지 부착방지제중에서 한가지가 선택된 슬러지 부착방지제가 도포 되어, 큰 마찰 저항 없이 쉽게 하판(143)에서 분리된다. 하판은 컨베이어 벨트(132)에 고정되어, 구동 모터(131)에 의해 이동 되기 때문에, 하부 금형(117)에서 쉽게 분리된다.
상기 트레이 본체(141)가 분리된 슬러지는 트레이 하판(143)위에 케익 상태로 노출되면, 푸셔 가동 센서(123)가 동작하여 프레스 본체 배면 일측에 설치된 푸셔(124)가 전진하여 탈수된 케익은 배출구(127)로 밀어내어 탈수된 슬러지 케익을 배출한다. 배출이 완료되면, 본체 분리용 실린더(119) 상부에 압축공기가 공급되어 상승된 피스톤이 하강하여 트레이 본체(141)를 하판(143)위에 위치가 일치하도록 결합된 후,트레이 본체(141)외부 측면 일측의 고정용 홈(미도시)에서 고정기구(118)가 분리된다. 하판(143)은 컨베이어 벨트에 고정되어 있으므로 구동모터(131)가동에 의해 컨베이어 벨트가 이동하므로 하부금형(117)에서 쉽게 분리된다.
또한 트레이 본체(141)가 하강하면서 리미트형 동작신호 검출센서(120)와 접촉하면, 자동송급 및 배출기(130)의 컨베이어 벨트(132) 상부에 장착된 다른 트레이(140)에 슬러지가 내용적 85% 충전되고, 이어서 컨베이어 벨트(132)를 구동시켜 유압프레스(110)의 상부금형(116) 및 하부금형(117) 사이에 있는 빈 트레이는 배출하고, 슬러지가 충전된 트레이가 유압프레스의 상부금형(116) 및 하부금형(117) 사이로 이송되는 일련의 과정이 반복된다.
도 3은 도 2의 압축부의 상부 압착판 및 트레이를 도시한 단면도로서, 첨부된 도 2 내지 도 3을 참조하여 세부 구성을 살펴보면, 상기 트레이는 스테인리스 스틸, 카본 스틸, 폴리비닐크로라이드(PVC), 섬유강화플라스틱(FRP) 재질 중에서 어느 한 가지가 선택된 재질로 구성되는 트레이 본체(141), 본체 하부에 부착되어 하판(143)과 접속을 용이하게 하는 폭 30mm~50mm 정도의 Flange(142)가 본체 하부 끝단에 외부 원주면상에 부착된다,
하판(143)의 내부직경은 트레이 본체(141) 직경과 동일하고 또한 Flange(144) 규격도 동일하다. 트레이 본체(141) 및 하판(143)의 재질은 스테인리스 스틸, 카본 스틸, 폴리비닐크로라이드(PVC), 섬유강화플라스틱(FRP) 재질 중에서 어느 한 가지가 선택된 재질로 구성될 수 있으며, 상기 하판(143)의 Flange(144) 안쪽은 본체 직경과 동일한 크기의 개구부를 가지는데, 개구부에는 약 200매쉬의 스테인리스 스틸망이 복수층으로 하판(143)의 Flange(144)에 면접하여 부착된다. 상기 하판(143)의 개구부에 복수층으로 부착된 스테인리스 망은 유압프레스의 상부금형(116)에 부착되는 펀칭기구 수와 동일한 수량이 홀이 타공되는 데 타공되는 홀의 직경의 크기는 개별 펀칭기구의 직경보다 3 ~ 5% 정도 크게 타공하여, 상부금형(116)이 하강 시 내려오는 펀칭기구에 부딪침이 없이 접속이 용이하게 가공된다.
또한, 트레이 본체(141)에는 압착시 슬러지가 부착되지 않도록 양이온성 계면 활성제, 음이온성 계면 활성제, 양쪽성 계면 활성제, 비이온성 계면 활성제, 들깨유, 참깨유, 포도씨유, 아마씨유 등의 식물성 기름, 돼지기름, 우지 등 동물성 기름 중에 어느 한가지가 선택되어 본체(141) 내면에 슬러지 충진 작업 전에 도포되도록 한다.
상기 트레이 하판(143)의 매쉬망에는 종이, 섬유성 재질의 시트가 깔리도록 하여 충전과정에서 탈수가 되지 않게 하고, 압축공정에서만 탈수되게 하고, 압축공정이 완료된 탈수된 슬러지가 하판에서 종이, 섬유성 재질과 같이 분리되도록 하여 하판에 부착되는 것을 방지한다.
한편, 푸셔(124)에 의해 배출된 슬러지는 배출구(127)를 통해 중력차로 호퍼에 공급되고, 호퍼 하부에 면접하여 설치된 전동피더(150)의 구동모터(151)와 동력 전달축(152)에 연결된 스크류(153)가 회전되면서 분쇄되어, 모노 또는 플렌저 펌프(155)에 공급되어 고주파 유도가열장치(200)로 이송된다.
도 4는 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 고주파 가열부(200)의 세부 구성을 도시한 단면도로서, 본 발명에 따른 고주파 가열부(200)는 교류전원 공급기(201), 주파수 발진기(202), 도선(203), 고주파 유도 가열코일(204) 및 슬러지 공급 배관(205)로 구성된다.
이하, 첨부된 도 4를 참조하여 고주파 가열부의 세부구성 및 동작을 살펴보면, 상기 교류 전원공급기(201)에서 단상 또는 삼상 220V, 60Hz의 교류 전원이 주파수 발진기(202)로 공급되면, 주파수 발진기(202)의 주파수 발진회로에서 60Hz의 주파수는 20KHz에서 500KHz사이의 선택된 적정값으로 증폭되어 도선(203)을 통해 미리 목표열량이 계산되어 설계된 권수의 유도 가열 코일(204)에 인가되는데, 출력된 높은 주파수의 전류가 유도코일(204)에 흐르면서, 유도 코일에 의해 자기장이 발생되고, 발생된 자기장이 슬러지 공급 배관(205)에 침투하고, 이 자기장이 침투한 표피깊이(skin depth)의 슬러지 공급배관(205) 표면에 유도전류(induction current)가 흐르게 되어 주울열(joule heating)이 발생되어 열전도 형태로 공급 배관(205) 내부의 슬러지에 열이 공급, 약 80도까지 슬러지를 가열되어 분사부(300)로 공급하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 분사부(300)의 세부구성을 나타낸 단면도이고, 도 6은 분사부(300)의 분사기(310)를 도시한 단면도로서, 첨부된 도 5 내지 도 6을 참조하여 분사부(300)의 세부구성을 살펴보면, 상기 슬러지 분사부(300)는 분사기(310), 고전압 방전부(320), 아토마이저(330), 열풍 분사구(340), 전동 피더(350), 분쇄기(360), 펀칭 절단기(370), 부착방지제 분무기(380)로 구성된다.
상기 분사기(310)는 슬러지 분사부(300) 내부 상부 중앙부에 45℃ 구부러진 슬러지 공급관(305)에 면접 설치되는데 이중관 구조를 갖는다. 내통에는 노즐(311), 노즐과 면접되어 설치되는 원추형 확관부(312)가 설치되고, 외통에는 원뿔 형태의 고압기류 챔버(313)가 설치되어 내통의 노즐(311) 및 원추형 확관부(312)를 포용하고, 고압기류 챔버(313)와 노즐(311) 출구 및 원추형 확관부(312) 중앙부 원주면상에 각각 복수개의 고압 기류 공급관(314)이 경사지게 연결되며, 분사부 상부 일측에 가열부(900)에 가열되어 이송되는 열풍을 가압하여 고압 기류챔버(313)에 공급하는 고압 송풍기(315) 및 배관(316)이 설치된다.
한편, 상기 고주파 유도 가열부(200)에서 약 섭씨 80℃ 이상 가열되어 부피가 팽창되어 노즐(311)로 이송된 슬러지는 펌프(160)의 가압력에 의해 노즐(311)에서 분사되는데 이때, 상기 가열부(900)에서 섭씨 150℃ 이상 가열되어 이송된 공기를 고압송풍기(315)에 의해 가압되어 고압기류 챔버(313)에 공급하여 저장한 후 노즐(311) 및 원추형 확관부(312) 중앙부에 연결된 고압기류 공급관(316)으로부터 시계방향 또는 반시계 방향으로 분출하는 고속의 나선형 형태의 와류에 접촉되어 분쇄되고, 가속되어 원추형 확관부(312)를 지나면서, 확대관 끝단 내부 일측에 설치된 아크방전부(320)로 이송되어 유입된다.
도 7은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 분사부(300)의 고전압 방전부(320)를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 도 7을 참조하여 세부구성을 살펴보면, 분사부(300)의 고전압방전부(320)는 고전압 발생기(321), 고전압 인가선(322), 방전극(323), 방전전극(323a), 접지전극(323b)으로 구성된다.
고전압방전부(320)로 유입된 슬러지는 고전압방전부(320)의 방전전극(323a) 및 접지전극(323b) 사이로 유입되어 고전압발생기(321)에서 생성된 고주파수의 고전압이 방전전극(323a) 및 접지전극(323b)에 인가되면, 방전극(323) 사이에 매우 높은 전계전자에너지대가 형성되고, 이 고에너지대역을 통과하는 슬러지에 매우 높은 전계 전자에너지가 인가되어 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응을 통해 분사 공기 중 질소분자(N2)는 공유 결합이 해리되어 질소원자(N)로, 산소분자(O2)는 공유 결합이 해리되어 산소이온(O2*), 산소원자(O)로, 수증기의 물 분자(H2O)는 공유 결합이 해리되어 수소 원자(H*) 및 OH- radical로 이온화된다.
또한, 슬러지에 함유되어 있는 암모니아(NH3) 분자는 공유 결합이 해리되어 아미노이온(N-H) 또는 질소이온(N), 수소이온(H*)로 이온화 되고, 황화수소(H2S) 분자는 공유 결합이 해리되어 수소이온(H*) 및 황(S)이 유리되고, 메칠멀캅탄(CH3SH) 분자는 공유 결합이 해리되어 메칠이온(CH3) 및 황(S), 수소이온(H*)으로 이온화되고, 아세트 알데히드(CH3CH)분자는 메칠이온(CH3- ) 및 알데히드 이온(CHO-)으로 이온화 되고, 이온화 된 이온성 물질과 산소이온, OH- radical과의 산화반응, 이온성 물질과 수소이온과의 환원 반응, 양이온성 물질과 음이온성 물질과의 이온중화 반응 등 이런 일련의 반응 과정을 통하여 물분자가 용이하게 기화되며, 악취 물질이 제거되며 슬러지가 쉽게 분해된다.
상기 고전압 방전부(320)의 방전극(323)은 방전전극(323a:+전극) 및 접지전극(323b:-전극)으로 구성되며, 고전압 발생기(321)에서 생성된 고전압을 고전압 전선(322)을 통하여 인가하면, 방전전극(323a:+전극), 접지전극(323b:-전극) 사이에서 매우 높은 전계전자에너지가 인가되어, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응을 통해 상기 배기가스는 분자의 공유결합을 분해하여 이온화된 활성 기체를 생성하여 오염공기중 악취물질을 정화한다.
이때, 고전압 방전부(323) 내부에 설치되는 방전극(523)의 조합은, 방전전극(323a:+전극) 및 접지전극(323b:-전극)의 조합, 방전전극(+전극)(163), 접지전극(-전극)(323b) 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석(323c)이 부착되는 조합, 방전전극(323a), 접지전극(323b) 각각의 뒷면에 면접하여 영구자석(323c)이 부착되고 방전극의 방전표면에 이산화티탄(TiO2)의 촉매물질(323d)이 코팅된 조합, 방전전극(323a), 접지전극(323b)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합 중에서 어느 한 가지 이상을 선택하여 구성한다.
상기 방전전극(323a), 접지전극(323b)의 재질은 텅스텐, 티타늄, 니켈 및 크롬성분이 함유된 스테인리스 스틸로서 STS304, 콘스탄탄 합금, 이규화몰리브덴, 백금, 코발트합금, 하스탈로이로 이루어지는 군에서 어느 한 가지 이상이 선택되며, 방전전극(323a) 및 표면에 방전효율을 향상시키기 위하여 코팅되는 촉매물질(323d)은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrO2), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)으로 이루어지는 군에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 코팅되는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 방전전극(323a), 접지전극(323b) 형상은 평판형, 정삼각형, 정사각형, 직사각형, 원형, 원뿔형, 피라미드형의 단일 형상 중에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 구현되며, 부가적으로 다른 구현방법은 평판 위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형 형상이 면접하여 부착되는 다중 형상 중에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 구현된다.
상기 단일, 다중 형상으로 구현된 형상의 외면에 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목, 볼록 모양으로 가공된 형상 중에서 어느 한 가지 이상을 선택하여 구현될 수 있다.
이때, 상기 방전전극(323a), 접지전극(323b)의 설치장소, 즉, 원추형 확대관 내부 끝단에 부착하는 재질은 폴리비닐크로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 베크라이트, 테프론, 섬유강화플라스틱(FRP), 세라믹 소성물 등의 절연 재질 중에서 어느 한 가지 이상의 재질로 선택되어 내부 공간이 가능한 최소의 체적이 되도록 하고 최적의 두께로 부착하고, 고전압 방전부(320)의 방전극(323)이 설치되는 셀(미도시)의 형상은 원형, 이중관형, 정사각형, 직사각형, 이중 직사각형 형상 중에서 어느 한 가지 이상의 형상이 선택되고, 선택된 형상의 직경은 원형인 경우 10mm 이상 100mm 이내, 직사각형, 정사각형의 경우 한 변의 폭이 50mm 이상 1,000mm 이내로 형성되고, 상기 방전전극(323a), 접지전극(323b)의 크기나 고전압방전부(320)의 크기 및 설치되는 방전극(323) 수량은 처리 풍량에 비례하여 증가시키는 것이 바람직하다.
상기 고전압 발생기(321)는 입력전압, 주파수, 출력전압이 적정값으로 미리 설정된 고정형과 입력전압은 고정되어 있고, 출력전압, 주파수, 정격용량이 임의로 조절 가능한 가변형으로 구성된다.
이때, 입력전압은 직류(DC)전압의 경우 12V 이상이고, 교류(AC)전압의 경우 110V 이상이며, 2차측 출력전압은 오염공기 중 산소분자(O2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE, eV)는 12.0857eV 이상, 물 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE, eV)는 12.62IEV 이상, 프로피온산 분자(C3H6O2) 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE, eV)는 10.44eV 이상 황화수소(H2S) 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.457eV 이상, 메칠멀캅탄 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 9.439eV 이상, 아세트 알데히드분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE, eV)는 10.229eV 이상, 메칠에칠케톤 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 9.52eV 이상, 메칠아민 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 8.9eV 이상, 에칠아민분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 8.9eV 이상, 트리에칠아민 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 7.53eV 이상, 암모니아 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.57eV 이상, 아세틱산 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.95eV 이상, 프로피온산분자의 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.44eV 이상, 발레릭산 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.53eV 이상, 디메칠 설파이드분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 7.4eV 이상, 원료 뷰틸알데하이드 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.53eV 이상, MIBK 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 9.3eV 이상, 에틸벤젠 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 8.77eV 이상, 자일렌 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 8.55eV 이상, 이황화탄소(CS2) 분자의공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.073eV 이상, (IE,eV)는 10.95eV 이상으로 구성된다.
본 발명의 고전압 발생기(321)는 악취물질인 고분자 화합물의 분해 및 통상 방전전극(323a), 접지전극(323b) 간의 적정이격 거리는 1mm/1000 Volt 이므로 분사기(310)의 원추형 확관부(312)의 직경이 500mm에서 1000mm이어서 매우 높은 전압을 요구하기 때문에 고전압 발생기(321)의 출력측에서 매우 높은 고전압이 요구된다.
따라서, 입력측 전압이 직류(DC)전압의 경우 12V 이상이고, 교류(AC) 전압의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압은 직류(DC) 전압, 교류(AC) 전압이 각각 1KV ~ 300KV 범위이며, 출력측 주파수(Hz) 범위는 교류(AC) 전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이를 위해 고전압 발생기(321)의 출력측 전압은 1KV에서 300KV 범위이고, 주파수(Hz)는 1KHz에서 500KHz 범위 중에서 택일하여 전압 및 주파수가 설정되고, 정격용량(W, A)은 미리 설정된 조건에 따라 적합한 용량으로 임의적으로 선정된 고정형 고전압 발생기(321)나 전압, 주파수 용량이 조절 가능한 가변형 고전압 발생기(321)를 사용할 수 있다.
고전압방전부(320)로 유입되는 분쇄된 슬러지는 고전압발생기(321)에서 생성된 매우 높은 전계전자에너지에 인가되어 분쇄된 슬러지 속의 수분 및 오염물질이 해리, 이온화, 전자유기, 여기, 산화, 환원 반응 등의 전기화학적 반응에 의하여 이온화 및 오염물질 분자의 공유 결합이 해리된 상태로 분사부 내부에 분사되며, 이 과정에서 슬러지 중의 수분이 1차 증발하게 된다.
아크방전부(320)에서 정화되고, 수분이 1차 증발된 슬러지는 선회류 방향으로 포물선을 그리며 낙하하는 방향과 반대방향으로 회전하는 아토마이저(330)의 회전체(333)로 낙하 이송된다.
도 8은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템 분사부(300)의 아토마이저(330)를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도 8을 참조하여 아토마이저(330)의 세부구성을 살펴보면, 상기 아토마이저(330)는 분당 회전수 3500에서 20,000RPM의 구동모터(331), 동력 전달축(332), 회전체(333)로 구성된다.
상기 제어부(1000)의 제어신호에 따라 구동모터(331)에 전원이 공급되면 구동모터(331)와 동력 전달축(332)로 직결된 회전체(333)가 구동모터(331)의 회전수와 동일 회전수로 회전하게 되는데 이때, 회전방향은 슬러지는 선회류 방향으로 포물선을 그리며 낙하하는 방향과 반대방향으로 회전하게 하여 슬러지와 회전체의 충격력을 크게 하여 낙하되는 슬러지를 미세하게 분쇄하고, 낙하되는 슬러지의 선회류 방향과 아토마이저의 회전체(333)의 회전방향이 서로 반대인 원심력의 벡터 합성방향인 방사형으로 비산되게 하여 분사부(300) 내부에서 체류시간 연장되게 하여삼단(제1단:341,제2단;342,제3단:343)으로 설치되고, 각 단마다 복수 개가 설치된 열풍 분사구(340)에서 배출되는 열풍과 접촉시간을 연장하여 슬러지 중의 수분을 2차 증발 및 체류시간 연장에 따른 증발량을 향상시킨다.
도 9는 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템 분사부의 가열 공기 공급 계통을 나타낸 단면도로서, 첨부된 도 9을 참조하여 세부구성을 살펴보면, 비산에너지를 상실한 슬러지는 중력에 의해 자유 낙하되어 상기 아토마이저(330)와 하부로 일정거리 이격되어 설치된 복수개의 열풍 분사구(340)에 토출되는 섭씨 150℃ 이상의 고온의 공기와 첩촉하게되는데, 열풍 분사구(340)는 분사부(300) 중앙부분 외부 원주면과 접면되게 상호간 일정거리 이격되어 상,중,하 삼단(제1단:341,제2단;342,제3단:343)으로 설치된 원형배관상에 각각 복수개의 열풍 분사구(340)가 분사부본체를 관통하여 분사부(300)의 내면 원주방향에서 상부방향으로 15도에서 45도 범위로 설치된다. 상기 열풍 분사구(340)에 토출되는 열풍은 가열부(900)에서 섭씨 150℃ 이상 가열된 공기를 송풍기(910)를 이용하여 가압한 후, 분사부(300) 내부 원주면 방향과 상부 15°각도 및 원주면과 30°각도로 분사되는 150℃ 이상의 열풍에 접촉되는데 원주면 방향으로 분사되는 열풍은 아토마이저(330)에서 비산되는 슬러지가 분사부 내면에 부착하는 것을 예방하고, 상부 15°각도 및 원주면과 30°각도로 분사되는 열풍에 접촉하면서 슬러지에 함유된 수분은 3차 증발하게 된다.
도 10은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템 분사부의 전동 피더(350) 및 분쇄기(360)의 세부구성을 나타낸 단면도로서, 첨부된 도 10을 참조하여 전동 피더(350) 및 분쇄기(360)의 세부구성을 살펴보면, 기 전동 피더(350)는 구동모터(351), 동력 전달축(352), 스크류(353)로 구성되고, 상기 제어부(1000)의 제어신호에 의해 구동모터(351)로 전원이 공급되면, 동력 전달축(352)으로 구동모터(351)와 연결된 스크류(353)가 회전하여 낙하되는 슬러지를 분쇄기(360)로 공급한다.
상기 분쇄기(360)는 2개의 구동모터(361), 동력 전달축(362), 서로 반대 방향으로 회전하는 2개의 롤러(363) 등으로 구성되어, 상기 제어부(1000)의 제어신호에 의해 구동모터(361) 전원이 공급되면, 동력 전달축(362)으로 구동모터(361)와 연결된 스크류(363)가 서로 반대방향으로 회전하여 슬러지를 분쇄한다. 분쇄된 슬러지는 분배기(364)로 공급되어 일정 두께를 갖는 판상으로 성형하여 펀칭절단기(370)로 공급한다.
도 11은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 분사부(300)의 펀칭절단기(370)의 세부구성을 나타낸 단면도로서, 첨부된 도 11을 참조하여 펀칭절단기(370)의 세부구성을 살펴보면, 상기 펀칭 및 절단기(370)는 공압 프레스(371), 가이드 봉(372), 펀칭기구와 절단 날이 부착된 상부 금형(373), 하부금형(374)으로 구성되어, 상기 분쇄기의 분배기(364)에서 판상으로 성형되어 공급되는 슬러지를 공압 프레스에 별도 설치된 공기압축기(미도시)에 가압된 공기를 공압프레스(371)의 실린더(미도시)에 공급하여, 실린더내부의 피스톤(미도시)을 상하로 반복 운동하여 피스톤 끝단에 직결 연결된 상부 금형(373)을 상하로 반복 운동하게 하여 상부 금형(373)에 부착된 절단 날(미도시) 및 펀칭기구로 이송된 슬러지를 일정 규격의 정사각형 또는 직사각형 모양의 조각으로 절단하고, 일정직경의 복수개 홀을 타공하는데 이때, 상기 가이드 봉(372)은 상부금형(373)이 하부 금형(374)에 정확한 위치로 면접되도록 편심을 막아주는 역할을 한다.
또한, 하부금형(374)의 베이스 면은 상부 금형(373)의 펀칭기구 및 절단 날과 면접하여 일치된 곳에 타공되거나, 홈이 파여 상부 금형(373) 하강 시 펀칭 기구 및 절단 날이 파손 및 변형되는 것을 예방한다.
상기 펀칭절단기(370)에서 일정 규격의 정사각형 또는 직사각형의 여러 조각으로 절단되고, 일정직경의 복수 개 홀이 타공된 슬러지를 고온 건조기(400)의 컨베이어의 매쉬형 벨트(452) 상부에 공급한다.
도 12는 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 분사부의 부착방지제 분무기(380)의 세부구성을 나타낸 단면도로서, 첨부된 도 12를 참조하여 부착 방지제 분무기(380)의 세부구성을 살펴보면, 상기 부착 방지제 분무기(380)는 부착방지액 저장용기(381), 펌프(382), 공급관(383), 전자발브(384), 노즐(385)로 구성된다.
상기 분사부(300)의 가동 전 또는 제어부(1000)의 제어 프로그램에 의해 가동 중 일정 주기마다 용기에 저장된 부착 방지제를 공급관(383) 상에 설치된 전자발브(384)가 개방된 상태에서 펌프(382)를 가동하여 가압하고 분사부(300) 내부 상부의 원주면 상에 복수개가 설치된 노즐(385)에 공급 분사부(300)의 내부 벽면에 분사하여 공정 진행 중 슬러지가 내부 벽면에 부착 방지 및 또는 탈착이 용이하도록 한다.
이때, 사용되는 부착 방지제는 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면 활성제, 비이온성 계면활성제, 들깨유, 참깨유, 포도씨유, 아마씨유 등의 식물성 기름과 돼지기름, 우지 등 동물성 기름 등의 슬러지 부착 방지에 중에 어느 한가지가 선택되어 사용하여 공정 중 슬러지 부착에 따른 공정 장애요인을 제거한다.
도 13은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 고온 건조부(400)를 도시한 단면도로서, 첨부된 도 13을 참조하여 고온 건조부(400)의 세부구성을 살펴보면, 상기 고온 건조부(400)는 본체(401), 급기팬(410), 급기 덕트(420), 순환덕트(430), 순환팬(431), 건조유닛(440), 컨베이어 벨트(450), 배기덕트(460), 배기팬(461), 분쇄기(470)로 구성된다.
상기 본체(401)는 직육면체의 구조를 가지며 양측면에 가로방향으로 일정 크기의 개구부가 타공되고, 타공된 개구부로 컨베이어용 매쉬형 벨트(452)가 이송될 수 있도록 본체 양측면에 구동모터(451)가 설치되고, 다수 개의 건조 유닛이 면접하여 설치된 형상을 갖는다.
상기 제어부(1000)의 제어신호에 의해 급기팬(410), 컨베이어 벨트(450), 배기팬(461)에 전원이 공급되면 컨베이어 벨트(450)용 구동모터(451) 및 급기팬(410), 배기팬(461)이 가동되어 오염공기 정화부(800)에서 정화된 공기가 급기덕트(420)를 통해 미리 개방된 댐퍼(421)를 경유하여, 각각의 건조유닛(440)의 내부 및 상하 열풍공급기(441, 442)에 공급하여 내부를 클리닝하고, 상기 배기팬(461)에 의해, 미리 개방된 댐퍼(462)를 경유하여 응축부(600)로 배기됨과 동시에, 순환덕트(430) 상에 설치된 순환팬(431)이 가동되어 급기팬(410)에 의해 공급되는 정화된 공기를 가열부(900)로 공급, 가열부(900)에서 액체연료, LNG의 직화 연소가스 또는 고주파 유도가열 중에 어느 하나에 의해 직접간접 가열하여 각각의 건조유닛(441) 내부 및 상하 분사기를 경유하여 슬러지에 분사하여 수분을 증발시킨다.
이후, 상기 제어부(1000)의 타이머에 의해 일정시간이 경과하면, 급기덕트(420) 및 배기덕트(460)에 설치된 댐퍼(421, 462)가 차단되어, 각각의 건조유닛(440)의 내부는 기류 유동측면에서 급기, 배기가 없는 순환회로가 구축되어 매우 빠른 시간 내에 각각의 건조유닛(440)의 내부와 매쉬형 벨트(452) 상부에 적재되어 이송되는 슬러지가 가열되어 고온으로 상승된 상태로 일정시간 운전되는 상태에서 슬러지속의 수분 및 악취물질이 증발 및 휘발되고, 상기 제어부(1000)의 제어 프로그램에 의해 급기덕트(420) 및 배기덕트(460)에 설치된 댐퍼(421, 462)가 적정 각도만큼 개방되어 각각의 건조유닛(440)의 내부에 체류된 수증기 및 휘발된 악취물질을 배기팬(461)을 이용하여 응축부(600)로 송기한다.
또한, 최적의 건조 조건을 유지하기 위하여, 각각의 건조유닛(441)의 내부 온도, 습도, 열풍 공급량, 배기량은 급기덕트(420)에서 각각 분기되는 순환덕트 및 배기덕트에 설치된 온도 검출센서(432) 및 습도 검출센서(463)로부터 실시간 계측되어 전송되는 데이터에 의해 제어부(1000)의 제어 프로그램에서 급기덕트(420) 및 배기덕트(460)에 설치된 댐퍼(421)의 개도율 조정 및 순환팬(431)의 회전속도 조절을 통해 송풍량의 증가, 감소 등으로 조절하고, 상기 가열부(900)에서 연료 또는 공급되는 전기량을 조절하여 운전한다. 그럼에도 불구하고 슬러지의 외표면은 건조과정에서 고온의 열풍을 직접 접촉하여 수분이 증발하여 성형되고, 슬러지 내부는 상대적으로 수분 증발이 덜 되어서 건조시간이 지연된다.
이때, 슬러지 내부 수분 증발을 개선하기 위하여 건조기 우측면 매쉬형 벨트(452)와 면접하여 분쇄기(470)가 설치되어 매쉬형 벨트(452)에서 공급되는 슬러지를 2대의 구동모터(471)에 직결된 동력 전달축(472) 및 분쇄롤(473)을 상호 반대방향으로 회전시켜 슬러지를 원하는 입도로 분쇄시켜서, 슬러지 겉 표면적을 확대시키고 슬러지 내부가 외부에 노출되도록 한 후 자유낙하방법으로 저온 건조기(500)의 컨베이어용 매쉬형 벨트(552) 상부에 공급한다.
도 14는 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 저온 건조부(500)를 도시한 단면도로서, 첨부된 도 14를 참조하여 저온 건조부(500)의 세부구성을 살펴보면, 상기 저온건조부(500)는 본체(501), 급기팬(510), 급기덕트(520), 순환덕트(530), 순환팬(531), 건조유닛(540), 컨베이어 벨트(550), 배기덕트(560), 배기팬(561), 분쇄기(570)로 구성된다.
상기 본체(501)는 직육면체의 구조를 가지며 양측면에 가로방향으로 일정 크기의 개구부가 타공되고, 타공된 개구부로 컨베이어용 매쉬형 벨트(552)가 이송될 수 있도록 본체 양측면에 구동모터(551)가 설치되고, 다수개의 건조 유닛(540)이 면접하여 설치된 형상을 갖는다.
상기 제어부(1000)의 제어신호에 의해 급기팬(510), 컨베이어 벨트(550), 배기팬(561)에 전원이 공급되면, 상기 컨베이어 벨트(550)용 구동모터(551) 및 급기팬(510), 배기팬(561)이 가동되어 오염공기 정화부(800)에서 정화된 공기가 급기덕트(520)를 통해 미리 개방된 댐퍼(521)를 경유하여, 각각의 건조유닛(540)의 내부 및 상하열풍공급기(541, 542)에 공급하여 내부를 클리닝하고, 배기팬(561)에 의해 배기가스는 미리 개방된 댐퍼(562)를 경유하여 응축부(600)로 배기되고, 순환덕트(530) 상에 설치된 순환팬(531)이 가동되어 급기팬(510)에 의해 공급되는 정화된 공기를 가열부(900)로 공급, 상기 가열부(900)에서 액체연료, LNG의 직화 연소가스 또는 고주파 유도가열 중에 어느 하나에 의해 직접간접 가열하여 각각의 건조유닛(541) 내부 및 상하 분사기를 경유하여 슬러지에 분사하여 수분을 증발시킨다.
이후, 상기 제어부(1000)의 타이머에 의해 일정시간이 경과하면, 급기덕트(520) 및 배기덕트(560)에 설치된 댐퍼(521,562)가 차단되어, 각각의 건조유닛(540)의 내부는 기류 유동측면에서 급기, 배기가 없는 순환회로가 구축되어 매우 빠른 시간 내에 각각의 건조유닛(540)의 내부와 매쉬형 벨트(552) 상부에 적재되어 이송되는 슬러지가 가열되어 고온으로 상승된 상태로 일정시간 운전되는 상태에서 슬러지 속의 수분 및 악취물질이 증발 및 휘발되고 제어부(1000)의 제어 프로그램에 의해 급기덕트(520) 및 배기덕트(560)에 설치된 댐퍼(521, 562)가 적정 각도만큼 개방되어 각각의 건조유닛(540)의 내부에 체류된 수증기 및 휘발된 악취물질을 배기팬(561)을 이용하여 응축부(600)로 송출한다.
또한, 최적의 건조 조건을 유지하기 위하여 각각의 건조유닛(540)의 내부 온도, 습도, 열풍 공급량, 배기량은 급기덕트(520)에서 각각 분기 되는 순환덕트 및 배기덕트에 설치된 온도 검출센서(532) 및 습도 검출센서(562)로부터 실시간 계측되어 전송되는 데이터에 의해 제어부(1000)의 제어 프로그램에서 급기덕트(520) 및 배기덕트(560)에 설치된 댐퍼(521, 562)의 개도율 조정 및 순환팬(531)의 회전속도 조절을 통해 송풍량의 증가, 감소 등으로 조절하고, 상기 가열부(900)에서의 연료 또는 공급되는 전기량을 조절하여 운전한다. 그럼에도 불구하고, 슬러지의 외표면은 건조과정에서 고온의 열풍을 직접 접촉하여 수분이 증발하여 성형되고, 슬러지 내부는 상대적으로 수분 증발이 덜 되어서 건조시간이 지연된다.
이때, 슬러지 내부 수분 증발을 개선하기 위하여 건조기 우측면 매쉬형 벨트(552)와 면접하여 분쇄기(570)가 설치되어 매쉬형 벨트(552)에서 공급되는 슬러지를 2대의 구동모터(571)에 직결된 동력 전달축(572) 및 분쇄롤(573)을 상호 반대방향으로 회전시켜 슬러지를 원하는 입도로 분쇄시켜서, 적정입도로 분쇄한 다음 프레콘 백이나 저장용기로 배출한다.
도 15는 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 응축부(600)의 세부구성을 도시한 단면도로서, 첨부된 도 15를 참조하여 응축부(600)의 세부구성을 살펴보면, 상기 응축부(600)는 열교환기 본체(601), 냉각관(602), 냉각핀(603), 데미스터(604), 냉각탑(605), 저장탱크(606), 순환펌프(607)로 구성된다.
상기 슬러지 압축부(100), 분사부(300) 및 고온건조기(400), 저온건조기(500)의 공정 중 발생되는 다량의 수분이 함유되고 오염물질이 포함된 배기가스를 배기팬(461, 561)을 이용하여 응축부(600) 본체 내부의 열교환기의 내부에 공급하여 저장탱크(606)에 저장된 냉각수를 순환펌프(607)을 이용하여 외부에 냉각핀(603)이 부착된 냉각관(602)에 공급 순환시키면서 냉각핀(603)에 다량의 수증기를 함유한 약 120℃에서 150℃의 고온의 배기가스가 접촉되어 간접 열교환되어 습공기 선도상에서의 노점 온도 65℃ 부근에서 응축되어 본체 하부의 드레인관을 통하여 저장탱크(606)로 회수 되고, 강한 송풍력에 의해 응축된 수분이 비산되어 오염공기 정화부(800)에 유입되는 것을 예방하기 위하여 폴리에틸렌 재질의 데미스터(604)를 설치하여 비산되는 수분이 데미스터(604)의 폴리에틸렌 재질의 미세 그물망에 접촉하여 응결되어 회수되게 하여, 수분이 제거된 악취물질이 함유된 오염공기만 오염공기 정화부(800)로 이송하고, 저온의 냉각수는 고온의 배기가스와 간접 열교환된 열량만큼 승온되어 순환 펌프(607)의 토출력으로 냉각탑(605) 상부의 분사노즐에 분사되어 냉각탑 속에 충진된 충진물 사이로 흘러내리면서 상부에 설치된 냉각팬에 의해 아랫방향에서 위 방향으로 유입 토출되는 공기와 대향류 접촉으로 현열 열교환 및 분사된 미세 수증기의 기화 시 발생되는 증발열에 의해 냉각된 후 저장탱크(606)로 회수 및 다시 열교환기의 냉각관(602)으로 공급, 순환 과정이 반복되는데, 이런 과정이 연속적으로 수행되는 과정에서 배기가스에 함유된 수분이 응축 회수되며, 오염가스 중 황화수소(H2S)는 응축수에 소량 용해되고, 암모니아는 잘 용해되고, 에탄올은 일부가 용해, 흡수되어 응축수에 회수되고, 황화수소(H2S), 암모니아, 에탄올 일부와 이들 물질을 제외한 기타물질이 함유된 오염공기는 배기부의 배기팬(461,561)의 압력으로 오염공기 정화부(800)로 이송된다.
도 16은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템의 수질 오염 정화부 구성을 도시한 계통도로서, 첨부된 도 16을 참조하여 수질오염 정화부의 세부구성을 살펴보면, 수질오염 정화부(700)는 에어팬(710), 고전압방전부(720), 가압기(730), 산기관(740)으로 구성된다.
수질오염 정화부(700)의 고전압 방전부(720)는 고전압 발생기(721), 고전압 전선(722), 방전극(723)으로 구성되어, 오염공기 정화부(800)에서 정화된 공기를 에어팬(710)을 이용하여 고전압 방전부(720)로 공급되면, 고전압 발생기(721)에서 생성된 고전압을 고전압 전선(722)을 통하여 방전극(723)에 인가하면, 방전전극(723a:+전극), 접지전극(723b:-전극) 사이에서 매우 높은 전계전자에너지 대역이 형성되고, 이 고에너지 대역을 정화된 공기가 통과하면서 매우 높은 전계전자 에너지가 정화된 공기에 인가되어, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응을 통해 정화된 공기 중 질소분자(N2)는 공유 결합이 해리되어 질소원자(N)로, 산소분자(O2)는 공유 결합이 해리되어 산소이온(O2*), 산소원자(O)로, 수증기의 물 분자(H2O)는 공유 결합이 해리되어 수소 원자(H*) 및 OH- radical로 이온화된다. 이온화된 수소 원자(H*) 는 수중의 오염물질과 환원반응으로, OH- radical은 수중의 오염물질과 산화반응으로 수중의 오염물질을 제거한다.
고전압 방전부(720)에서 전기 화학적 반응으로 이온화된 활성기체는 에어팬(710)에 의해 가압기(730)공급되어 가압되고, 가압된 활성기체를 산기관(740)에 공급되어 오염된 냉각수 수중에 분사되고 매우 높은 전계 전자 에너지가 저장수의 물분자에 인가되어 저장수의 물분자가 미세한 물분자로 해리되어 이온화 되고, 이온화된 저장수의 물분자와 활성 기체가 접촉, 충돌(산기관에서의 분사)되면, 레너드(Lenord) 현상이 일어나고, 매우 높은 에너지가 인가되어 저장수의 물분자에 인가되어, 물분자는 수소 양이온(H+), 수산기(OH-)로 해리, +, -의 전기 이중층이 되고 연속적으로 저장수 물분자와 활성 미세기포가 충돌, 접촉하여 계면에서 물이 갖는 쌍극자 모멘트에 의해 마이너스 이온은 계면 쪽으로 배열하여 저장수 액면 가까이에는 마이너스 이온이 많이 당겨 붙게 되고, 플러스 이온은 강하게 인장되지 않기 때문에 저장수 수중에 자유롭게 움직인다. 따라서 플러스 이온은 저장수에 남게 된다.
활성기체를 계속 저장된 수중에 분사하면, 저장된 물분자와 활성기체와의 충돌 등 매우 높은 에너지가 인가되는 상태가 지속되면서 저장수의 물분자는 해리되어 더욱 작게 되고, 저장수 표면에서는 쌍극자의 배열은 더욱 활발해져 활성미세기포 측 계면에 존재하는 산소분자(O2)를 이온화(O2(H2O)n)하는 반응이 더욱 활성화되는데, 저장수는 이런 일련의 반응을 통해 이온화되고, 활성화되어서 수중의 오염물질을 제거하여 정화된다.
이러한 매우 높은 전계전자에너지를 생성하는 고전압방전부(720)의 방전극(723)은 방전전극(723a) 및 접지전극(723b)이 조합되는 경우와, 방전전극(723a), 접지전극(723b) 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석(723C)이 부착되는 조합, 방전전극(723a), 접지전극(723b) 뒷면에 면접하여 영구자석(723C)이 부착되고 방전극의 방전표면에 이산화티탄(TiO2) 등의 촉매물질(723d)이 코팅된 조합, 방전전극(723a), 및 접지전극(723b)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합 중에서 어느 하나를 선택하여 구성된다.
상기 방전극(723)의 방전전극(723a) 및 접지전극(723b)의 재질은 텅스텐, 티타늄, 니켈 및 크롬성분이 함유된 스테인리스 스틸로서 STS304, 콘스탄탄합금, 이규화몰리브덴, 백금, 코발트합금, 하스탈로이 중에 어느 하나가 선택되며, 방전극 표면에 방전효율을 향상시키기 위하여 이산화티탄(TiO2), 백금(Pt), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrO2), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 등의 촉매가 어느 하나 이상이 선택되어 코팅되는 것이 바람직하다.
또한, 방전극의 형상은 평판형, 정삼각형, 정사각형, 직사각형, 다각형, 원형, 원뿔형, 피라미드형 등으로 구현되며, 또 다른 구현방법은 평판위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 다각형, 원뿔형, 피라미드형 등 다양한 형상이 조합되며, 외면에 삼각나사, 사각나사, 둥근나사 모양 중 어느 하나로 가공된 형상으로 구현될 수 있다.
이때, 방전극(723)은 폴리비닐크로아이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 베크라이트, 테프론, 섬유강화플라스틱(FRP), 세라믹 소성물 등의 절연 재질 중에서 택일된 셀(724) 내부에 위치되는 것이 바람직하며, 방전의 사각공간을 최소화하고, 방전밀도를 조밀하게 하기위하여 셀(724) 내부 공간이 가능한 최소의 체적이 되도록 원형, 이중관형, 다중관형인 경우 직경은 10mm에서 100mm이내, 직사각형, 정사각형, 다각형의 경우 한변의 폭은 10mm에서 100mm이내로 하되, 방전극(723)의 크기나 셀(724)의 크기는 처리 풍량의 증가에 비례하여 증가시킨다.
상기 고전압 발생기(721)는 입력 전압, 주파수, 출력전압이 적정값으로 설정된 고정형과 입력전압은 고정되어 있고, 출력전압, 주파수, 정격용량이 임의로 조절 가능한 가변형으로 구성되어지며, 이때 입력전압은 직류(DC) 12V이상, 교류(AC) 110V 이상이며, 2차측 출력전압은 공기 중 산소분자(O2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV); 12.0857eV 이상, 질소분자(N2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);15.58eV 이상, 물분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);12.621eV, 암모니아분자(NH3)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV); 10.95eV 이상, 에칠 에테르(C2H10O) 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV); 9.51eV 이상, 에칠알콜 분자(C2H5OH)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV); 10.48eV 이상, 메칠알콜 분자(CH3OH)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV); 10.84eV 이상이다.
따라서 본 발명의 고전압발생기(721)는 입력측 전압이 직류전압(DC) 12V이상이고, 교류전압(AC)이 110V이상이며, 출력측 전압이 직류전압(DC), 교류전압(AC)이 1KV ~ 300KV 범위이며, 출력측 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)의 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이를 위해 고전압발생기(721)의 출력측 전압(V)은 1 KV에서 300 KV 범위이고, 주파수(Hz)는 1KHz에서 500KHz 범위 중에서 택일하여 전압 및 주파수가 설정되고, 정격용량(W,A)은 미리 설정된 조건에 따라 적합한 용량으로 임의적으로 선정된 고정형 고전압 발생기나, 전압, 주파수, 용량이 조절 가능한 가변형 고전압 발생기가 사용 가능하다.
상기 가압기(730)는 방전극(723)에서 고전압 방전에 의해 매우 높은 전계전자에너지가 인가되어 생성된 활성기체를 에어팬(710)자체의 압력으로 세정수 탱크 내부에 공급하기에는 압력이 부족하기 때문에 가압기(730)를 별도 설치하여 세정수 세정수탱크 내부에 분사할 만큼 충분히 가압시키는데, 이때 가압기는 자력식 에어펌프(731), 공기 공기압축기(732), 루츠 블로워(ROOTS BLOWER)(733)로 이루어지는 군에서 선택되어지는 어느 하나이며, 토출 압력의 범위는 300mmAq에서 10Kgf/cm2인 것을 특징으로 한다.
상기 산기관(740)은 분사노즐(741)이거나, 직경 3mm에서 50mm인 원기둥 형태(742)이고, 길이가 10mm에서 1000mm 범위이고, 원기둥 외주면에 기공의 직경이 10nm에서 50㎛범위인 것 중에 택일되고, 1개에서 복수 개 설치되는 것을 특징으로 한다.
도 17은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시 스템의 오염공기 정화부(800) 구성을 도시한 계통도로서, 첨부된 도 18을 참조하여 오염공기 정화부의 세부구성을 살펴보면, 본 발명에 따른 오염공기 정화부(800)는 크게 고전압방전부(810), 고전압 발생기(811), 고전압 절연선(812), 방전극(813)으로 구성되어, 응축부(600)와 일정거리 이격되어 설치된다.
상기 응축부(600)에서 이송된 오염공기는 고전압방전부(810)의 방전전극(813a:+전극) 및 접지전극(813b:-전극)으로 구성되는 방전극(813)으로 이송되어, 고전압발생기(811)에서 생성된 고전압을 인가받아 방전전극(813a), 접지전극(813b) 사이에서 매우 높은 전계전자에너지가 인가되어, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응을 통해 상기 배기가스는 분자의 공유결합을 분해하여 이온화된 활성 기체를 생성하여 오염공기 중 악취물질을 분해 제거하여 정화한다.
이때, 고전압 방전부(810) 내부에 설치되는 방전극(813)은 방전전극(813a) 및 접지전극(813b)의 조합, 방전전극(813a) 접지전극(813b) 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석(813C) 이 부착되는 조합, 방전전극(813a), 접지전극(813b) 각각의 뒷면에 면접하여 영구자석(813C)이 부착되고 방전극(813)의 방전표면에 이산화티탄(TiO2)의 촉매물질(813d)이 코팅된 조합, 방전전극(813a), 접지전극(813b)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합 중에서 어느 한 가지 이상을 선택하여 구성한다.
상기 방전극(813)의 방전전극(813a), 접지전극(813b)의 재질은 텅스텐, 티타늄, 니켈 및 크롬성분이 함유된 스테인리스 스틸로서 STS304, 콘스탄탄 합금, 이규화몰리브덴, 백금, 코발트합금, 하스탈로이로 이루어지는 군에서 어느 한 가지 이상이 선택되며, 방전극(813) 표면에 방전효율을 향상시키기 위하여 코팅되는 촉매물질(813d)은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrO2), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)으로 이루어지는 군에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 코팅되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방전극(813)의 형상은 평판형, 정삼각형, 정사각형, 직사각형, 원형, 원뿔형, 피라미드형의 단일 형상 중에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 구현되며, 부가적으로 다른 구현방법은 평판 위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형 형상이 면접하여 부착되는 다중 형상 중에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 구현된다.
상기 단일, 다중 형상으로 구현된 형상의 외면에 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목, 볼록 모양으로 가공된 형상 중에서 어느 한 가지 이상을 선택하여 구현될 수 있다.
이때, 상기 방전극(813)의 설치장소는 폴리비닐크로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 베크라이트, 테프론, 섬유강화플라스틱(FRP), 세라믹 소성물 등의 절연 재질 중에서 어느 한 가지 이상의 재질로 선택되어 제작된 셀(820) 내부에 위치되는 것이 바람직하며, 방전의 사각 공간을 최소화하고 방전밀도를 조밀하게 하기 위하여 셀(820) 내부 공간이 가능한 최소의 체적이 되도록 고전압방전부(810)의 형상은 원형, 이중관형, 정사각형, 직사각형, 이중 직사각형 형상 중에서 어느 한 가지 이상의 형상이 선택되고, 선택된 형상의 직경은 원형인 경우 10mm 이상 100mm 이내, 직사각형, 정사각형의 경우 한 변의 폭이 10mm 이상 1000mm 이내로 형성되고, 상기 방전극의 크기나 고전압방전부(810) 크기 및 설치되는 수량은 처리 풍량에 비례하여 증가시키는 것이 바람직하다.
상기 고전압발생기(811)는 입력전압, 주파수, 출력전압이 적정값으로 미리 설정된 고정형과 입력전압은 고정되어 있고, 출력전압, 주파수, 정격용량이 임의로 조절 가능한 가변형으로 구성된다.
이때, 입력전압은 직류(DC)전압의 경우 12V이상이고, 교류(AC)전압의 경우 110V이상이며, 2차측 출력전압은 오염공기 중 산소분자(O2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE, eV)는 12.0857eV 이상, 물 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE, eV)는 12.62IEV 이상, 프로피온산 분자(C3H6O2) 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE, eV)는 10.44eV 이상 황화수소(H2S)분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.457eV 이상, 메칠 멀캅탄 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 9.439eV 이상, 아세트 알데히드분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE, eV)는 10.229eV 이상, 메칠에칠케톤 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 9.52eV 이상, 메칠아민분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 8.9eV 이상, 에칠아민분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 8.9eV 이상, 트리에칠아민분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 7.53eV 이상, 암모니아 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.57eV 이상, 아세틱산 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.95eV 이상, 프로피온산분자의 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.44eV 이상, 발레릭산 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.53eV 이상, 디메칠 설파이드분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 7.4eV 이상, 원료 뷰틸알데하이드 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.53eV 이상, MIBK 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 9.3eV 이상, 에틸벤젠 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 8.77eV 이상, 자일렌 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 8.55eV 이상, 이황화탄소(CS2) 분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV)는 10.073eV 이상, (IE,eV)는 10.95eV 이상으로 구성된다.
따라서 본 발명의 고전압 발생기(811)는 고분자 화합물의 분해 및 기체상태보다 상대적으로 밀도가 높은 폐수 및 슬러지의 물분자를 분해하고, 난분해성 오염물질을 분해하기 위해서는 출력측에서 고전압이 요구된다. 따라서 입력측 전압이 직류(DC)전압의 경우 12V이상이고, 교류(AC)전압의 경우 110V이상이며, 출력측 전압은 직류(DC)전압, 교류(AC)전압이 각각 1KV ~ 300KV 범위이며, 출력측 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이를 위해 고전압 발생기(811)의 출력측 전압은 1KV에서 300KV 범위이고, 주파수(Hz)는 1KHz에서 500KHz 범위 중에서 택일하여 전압 및 주파수가 설정되고, 정격용량(W, A)은 미리 설정된 조건에 따라 적합한 용량으로 임의적으로 선정된 정형 고전압 발생기나 전압, 주파수 용량이 조절 가능한 가변형 고전압 발생기를 사용할 수 있다.
오염공기 정화부(800)에서 오염 물질이 정화된 공기중 일부는 에어팬(710)를 이용하여 수질오염 정화부(700)로 공급되고, 나머지는 송풍기(910)에 의해 가압되어 슬러지 분사부(300), 고온 건조부(400), 저온 건조부(500)으로 재순환된다.
도 18은 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시 스템의 가열부(900)를 도시한 단면도로서, 첨부된 도 18을 참조하여 가열부(900)의 세부구성을 살펴보면, 상기 가열부(900)는 송풍기(910), 제 1 가열 수단(920), 제 2 가열 수단(930), 제 3 가열 수단(940) 및 제 4 가열 수단(950)로 구성된다.
상기 오염공기 정화부(800)에서 정화된 공기를 송풍기(910)를 이용하여 액화천연가스(LNG), 액화 석유가스(LPG) 등 가연성가스를 연소시켜 연소가스를 공급하는 제 1 가열 수단(920), 경유, 등유, C9+, 인화성 액체 또는 액화천연가스(LNG), 액화 석유가스(LPG) 등 가연성가스를 연소시켜 열교환기에서 간접 열교환하는 제 2 가열 수단(930), 액화천연가스(LNG) 또는 액화천연가스(LNG)를 개질화하여 수소 연료 전지로 사용하는 방법, 액화 석유가스(LPG) 등 가연성가스를 보일러 연료로 사용, 연소시켜 연소열로 스팀 또는 열매체 오일을 가열시켜 이들 유체를 열교환기에 순환시켜 간접 열교환하는 방식으로 정화된 공기를 가열하는 제 3 가열 수단(940), 전기히터, 고주파 유도가열 방법을 이용하는 제 4 가열 수단(950) 중에서 한 가지 이상의 가열 방법이 선택되고, 선택된 방법으로 정화된 공기를 섭씨 150℃에서 200℃ 범위까지 가열하여, 분사부(300), 고온 건조부(400), 저온 건조부(500)로 재순환 공급한다.
도 19는 본 발명에 따른 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시 스템의 제어부(1000)를 도시한 단면도로서, 첨부된 도 19를 참조하여 제어부(1000)의 세부구성을 살펴보면, 상기 제어부(1000)는 분사부의 온도 검출센서(미도시), 고온 건조부(400)의 온도 검출센서(432), 저온 건조부(500) 온도 검출센서(532) 및 고온 건조부의 습도 검출센서(462), 저온 건조부의 습도 검출센서(462)에서 실시간 계측되어 전송되는 데이터에 대해 프로그램되어 입력된 제어 회로에의해 고주파 유도 가열부(200), 고온 건조부(400)의 댐퍼(421, 462) 및 순환팬(431), 저온 건조부(500)의 댐퍼(521, 562) 및 순환팬(531), 가열부의 가열수단(920,930,940,950) 중 선택된 가열 수단을 연동 제어하고, 압축부(100), 응축부(600), 수질오염 정화부(700), 오염공기 정화부(800), 기타 구동기는 개별 제어한다.
이상과 같이 본 발명의 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템은 각 사업장에서 수거되어 이송된 하, 폐수 슬러지를 유압 프레스 실린더에 넣어 가압하여 탈수한 후 모노 또는 플런저 펌프를 이용하여 고주파 유도가열장치에 공급, 고주파 유로 가열방식으로 80℃이상 가열한 후 분사부의 노즐에 공급하여 모노 또는 플런저펌프의 압력에 의해 분사부의 노즐에서 분사되는 슬러지는 고온, 고압 기류 챔버에 저장된 열풍이 노즐 끝단과 원뿔형 확대관의 원주면상에 경사지게 설치된 복수 개의 공급관에서 분사되어 형성되는 선회류 형태의 와류에 접촉되어 분쇄되고, 확대관에서 생성되는 선회류 형태로 와류에 의해 가속되어서, 고전압방전부로 유입되는 분쇄된 슬러지는 고전압발생기에서 생성된 매우 높은 전계전자에너지에 인가되어 분쇄된 슬러지 속의 수분 및 오염물질이 해리, 이온화, 전자유기, 여기, 산화, 환원 반응 등의 전기화학적 반응에 의하여 이온화 및 오염물질 분자의 공유 결합이 해리된 상태로 분사부 내부의 아토마이저의 회전체 방향으로 분사되는 데 이 과정에서 슬러지 중의 수분이 1차 증발하게 된다. 또한 슬러지 공급관경과 분사부 관경차 및 고압으로 가압된 상태에서 저압의 분사부의 압력차에 의해 슬러지에 가해지는 압력이 순간 감압되어 JOULE-THOMSONE EFFECT효과(감압 증발촉진)와 본체 내부가 감압되어 수분 물분자의 비등점이 100℃ 보다 낮아지고, 고속의 열풍과 접촉하면서 본체상부에 설치된 아토마이저의 고속 회전체 방향으로 선회류를 그리며 낙하되는 과정에서 슬러지의 선회류 방향과 반대방향으로 고속 회전하는 아토 마이저의 고속 회전체에 충돌 시 작용하는 충격력에 의하여 슬러지는 더욱 미세하게 쪼개지고, 더욱 미세하게 쪼개진 슬러지 입자는 서로 다른 방향에 작용하는 원심력과 중력의 3차원 벡터 합성력이 작용하는 방향으로 방사형으로 비산하여 자유 유영하는 과정과 하부방향으로 낙하하는 과정에서 함유된 수분이 2차 증발하고, 다시 호퍼 원주면상에 3단으로 구성된 열풍 공급구에서 고속으로 토출되는 열풍과 접촉하면서 슬러지에 함유된 수분이 3차 증발되면서 중력차로 전동 피더의 스크류에 의해 분쇄기로 유입되어 서로 반대방향으로 회전하는 롤러에 의해 슬러지가 적정 크기로 분쇄된 후, 분배기로 공급되어 일정 두께의 판상으로 펀칭 절단기로 유입되어 펀칭기구에 의해 복수 개의 홀이 타공되고, 여러 조각으로 절단된 다음 고온 건조기용 컨베이어의 매쉬형 벨트 상부에 적재되어 고온건조기를 구성하는 다수개의 건조 유닛을 통과하는 동안 가열수단에서 생산된 섭씨 150도 이상의 열풍이 슬러지 상부와 하부에 분사되어 슬러지 외부, 내부의 수분이 증발하면서 건조되는데 열풍 온도 검출센서 및 습도 센서의 계측값에 의해 제어반에서 순환 열풍의 온도 및 배기량을 조절하여 최적의 건조조건을 조성하여 유지 되면서 1차 건조된 후 상호 반대 방향으로 회전하는 분쇄기에서 적정 크기의 입도로 분쇄되어서 건조 표면적을 확대 및 슬러지 심층부를 건조표면으로 노출시킨 상태에서, 분쇄된 슬러지는 다시저온 건조기용 컨베이어용 매쉬형 벨트 상부에 적재되어 운전 온도 섭씨 60-90도의 저온 건조기의 다수 개 건조유닛으로 이송되어 가열 수단에 의해 가열되어 공급된 중저온의 열풍과 접촉에 의해 건조된 분쇄기로 이송되어, 다시 상호 반대 방향으로 회전하는 롤러에 의해 적정 크기의 입도로 분쇄되어 프레콘 백이나 저장탱크로 공급된다. 압축부, 분사부, 고온 건조부, 저온 건조부, 응축부에서 건조 과정 중에서 발생되는 다량의 수분이 함유된 오염가스는 응축부로 유입되어 내부에는 냉각수가 흐르고 외부에는 북수개의 핀이 부착된 열교환기를 통과하면서 현열 열교환방법으로 냉각되어 섭씨 65도 정도에서 응축되어 회수되는데 응축 회수량은 열교환기가 다단일수록, 열교환기와 접촉시간이 연장될수록 증가한다.
응축되어 회수된 오염물질이 함유된 응축액은 중력차로 별도의 저장탱크로 이송되고, 수분이 제거된 오염공기는 오염공기 정화부로 이송되어, 고전압방전에 의해 생성된 매우 높은 전계 전자에너지를 인가받아 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원 등 전기화학적 반응으로 공기 중 오염물질이 분해되어 제거되어 정화된 후, 일부는 수질오염 정화부로 공급되어 회수된 냉가수중의 오염물질을 정화하고, 나머지는 가열수단에 공급하여 승온된 열풍으로 분사부, 고온 건조부, 저온 건조부로 공급, 재순환 시키며 부족분만 외부공기를 유입한다.
한편, 응축부에서 냉각수와 간접 현열 열교환되어 저장탱크로 회수되는 오염물질이 함유된 냉각수는 별도 설치된 에어팬에 유입된 외부공기에 고전압 발생기에서 생성된 매우 높은 전계전자에너지에 인가되어 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원 등 전기화학적 반응으로 공기 중 질소분자(N2)는 질소이온(N)으로, 산소분자(O2) 분자는 산소이온(O, O2*)으로 수증기의 물 분자(H2O)는 수소이온(H*) 및 OH- radical 이온으로 해리된 후 에어펌프에 가압되어 저장탱크 바닥면에 복수 개 설치된 산기관을 통해 오염된 냉각수 중에 분사하여 수중의 오염물질을 수소 클러스터작용, 산화, 환원 작용으로 분해 제거하여 정화한 후 다시 냉각탑의 보충수 및 중수 또는 조경수로 재활용한다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 압축부
110 : 유압 프레스 111 : 유압펌프
112 : 유압관 113 : 전자발브
114 : 유압실린더 115 : 피스톤
116 : 상부금형 117 : 하부금형
118 : 트레이 본체고정기구 119 : 본체 분리형 실린더 및 피스톤
120 : 동작신호 검출센서 121 : 작업종료 신호 검출센서
123 : 푸셔 가동신호 검출센서 124 : 배수관
125 : 전자발브 130 : 자동송급 배출기
131 : 구동모터 132 : 컨베이어벨트
140 : 트레이 141 : 본체
142 : 상판용 FLANGE 143 : 하판
144 : 하판용 FLANGE 145 : 메쉬망
146 : 부착 방지재 150 : 피더
151 : 구동모터 152 : 동력 전달축
153 : 스크류 154 : 고정축
155 : 펌프
200 : 고주파 유도 가열부
201 : 교류전원 공급기 202 : 주파수 발진기
203 : 도선 204 : 고주파 유도가열코일
205 : 슬러지 공급관
300 : 분사부
310 : 분사기 311 : 노즐
312 : 원추형 확관부 313 : 고압기류 챔버
314 : 고압기류 공급관 315 : 송풍기
316 : 기류 공급배관
320 : 고전압 방전부 321 : 고전압 발생기
322 : 고전압 인가선 323 : 방전극
323a : 방전전극 323b : 접지전극
323c : 영구자석 323d : 촉매 코팅층
330 : 아토 마이저 331 : 구동 모터
332 : 동력 전달축 333 : 회전체
340 : 열풍 공급기 341 : 제 1단 열풍 공급구
342 : 제 2단 열풍 공급구 343 : 제 3단 열풍 공급구
350 : 전동 피더 351 : 구동 모터
352 : 동력 전달축 353 : 스크류
360 : 분쇄기 361 : 구동 모터
362 : 동력 전달축 363 : 롤러
364 : 분배기
370 : 펀칭 절단기 371 : 공압 프레스
372 : 가이드 봉 373 : 상부 금형
374 : 하부 금형
380 : 부착방지제 분무기 381 : 저장용기
382 : 펌프 383 : 공급배관
384 : 전자발브 385 : 노즐
400 : 고온 건조부
401 : 본체
410 : 급기팬 420 : 급기덕트
421 : 댐퍼 430 : 순환 덕트
431 : 순환팬 432 : 온도 검출센서
440 : 건조유닛 441 : 상부열풍공급기
442 : 하부열풍공급기 450 : 컨베이어 벨트
451 : 구동모터 452 : 동력 전달축
453 : 스프로킷 460 : 배기덕트
461 : 배기팬 462 : 댐퍼
463 : 습도 검출센서 470 : 분쇄기
471 : 구동모터 472 : 동력 전달축
473 : 분쇄롤
500 : 저온 건조부
501 : 본체 510 : 급기팬
520 : 급기덕트 521 : 댐퍼
530 : 순환 덕트 531 : 순환팬
532 : 온도 검출센서 540 : 건조유닛
541 : 상부열풍공급기 542 : 하부열풍공급기
550 : 컨베이어 벨트 551 : 구동모터
552 : 동력 전달축 553 : 스프로킷
560 : 배기덕트 561 : 배기팬
562 : 댐퍼 563 : 습도 검출센서
570 : 분쇄기 571 : 구동모터
572 : 동력 전달축 573 : 분쇄롤
600 : 응축부
601 : 열교환기 본체 602 : 냉각관
603 : 냉각핀 604 : 데미스터
605 : 냉각탑 606 : 저장탱크
607 : 순환 펌프
700 : 수질오염질 정화부
710 : 에어팬
720 : 고전압 방전부 721 : 고전압 발생기
722 : 고전압 도선 723 : 방전극
723a : 방전전극 723b : 접지전극
723c : 영구자석 723d : 촉매 코팅층
730 : 가압기 731 : 에어펌프
732 : 공기압축기 733 : 루츠 블로워
740 : 산기관 741 : 분사노즐
800 : 오염 공기 정화부
810 : 고전압 방전부 811 : 고전압 발생기
812 : 고전압 절연선 813 : 방전극
813a : 방전전극 813b : 접지전극
813c : 영구자석 813d : 촉매 코팅층
900 : 가열부
910 : 송풍기 920 : 제 1 가열수단
930 : 제 2 가열수단 940 : 제 3 가열수단
950 : 제 4 가열수단
1000 : 제어부

Claims (15)

  1. 저장탱크에 저장된 슬러지를 펌프를 이용하여 자동송급 배출기(130)의 컨베이어 벨트(132) 위에 슬러지를 트레이 본체(141)에 충전하기 전에 트레이 본체(141) 내면에 슬러지 부착방지용 처리제가 도포하고, 트레이 본체 하판(143)에 종이, Fabric(천)류, PVC, PE 재질 중에 어느 하나의 재질의 연질 필름을 부착 또는 슬러지를 충전하여, 자동송급 배출기(130)의 구동모터(131)를 가동하여, 컨베이어 벨트(132)를 유압 프레스(110)의 상부금형(116) 및 하부금형(117) 사이로 이송시킨 후, 유압펌프(111)를 가동하여 압축오일을 상부 금형(117)과 직결된 실린더에 공급하여 상부금형과 직결된 피스톤을 하강시켜, 상부 금형을 트레이 본체내부로 삽입 하강시켜 충전된 슬러지를 압축 및 펀칭하여 탈수가 이루어지는 압축부(100),
    교류 전원공급기(201)에서 단상 또는 삼상 220V, 60Hz의 교류 전원이 주파수 발진기(202)로 공급되면, 주파수 발진기의 주파수 발진회로에서 60Hz의 주파수는 20KHz에서 500KHz사이의 선택된 적정값으로 증폭되어 도선(203)을 통해 목표열량이 계산되어 설정된 권수의 유도 가열 코일(204)에 인가시켜, 출력된 주파수의 전류가 유도코일(204)에 흐르면서, 유도 코일에 의해 자기장이 발생되고, 발생된 자기장이 슬러지 공급 배관(205)에 침투하고, 이 자기장이 침투한 표피깊이의 슬러지 공급배관(205) 표면에 유도전류가 흐르게 되어 주울열(joule heating)이 발생되어 열전도 형태로 공급 배관(205) 내부의 슬러지에 열이 공급되어 슬러지를 가열하는 고주파 유도 가열부(200),
    상기 고주파 유도 가열부(200)에서 가열되어 공급되는 슬러지를 노즐(311)에 분사하고, 가열부(900)에서 이송된 공기를 고압송풍기(315)로 가압하여 고압기류 챔버(313)에 공급하여 저장한 후, 노즐(311) 및 원추형 확관부(312) 중앙부에 연결된 고압기류 공급관(314)으로부터 시계방향 또는 반시계 방향으로 분출하여 열풍을 슬러지에 분사하여, 쪼개면서 가속시켜서, 원추형 확관부(312)를 지나면서, 확대관 끝단 내부 일측에 설치된 아크방전부(320)로 이송되어, 고전압발생기(321)에서 생성된 고주파수의 고전압이 방전전극(323a) 및 접지전극(323b)에 인가되면, 방전극(323)사이에 전계전자에너지대가 형성되고, 이 에너지대역을 통과하는 슬러지에 전계 전자에너지가 인가되어 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원의 전기화학적 반응을 통해 분사 공기 중 질소분자(N2)는 공유 결합이 해리되어 질소원자(N)로, 산소분자(O2)는 공유 결합이 해리되어 산소이온(O2*), 산소원자(O)로, 수증기의 물 분자(H2O)는 공유 결합이 해리 및 오염물질분자의 공유결합이 해리되면서 분사되어 시계방향 또는 반시계방향으로 나선형으로 회전하면서 낙하되고 아토마이저(330)의 고속회전체(333)와 충돌하여 비산하는 과정에서 슬러지 중의 수분이 증발되고, 이어 제1,제2.제3 열풍 공급구(341,342,343)로부터 토출되는 열풍과 접촉하면서 다시 수분이 증발되면서, 낙하되어 전동 피더(350)에 의해 분쇄기(360)에 공급되어 일정크기로 분쇄된 후 분배기(364)에서 일정두께의 판상으로 성형된 다음, 펀칭 절단기에 공급되어 복수개의 홀이 타공되고, 일정한 규격으로 절단하며 사전 및 공정 진행 중 주기적으로 용기에 저장된 부착 방지제를 펌프를 이용 부착 방지제를 노즐에 공급 분사부 내부 벽면에 분사하여 슬러지가 내부 벽면에 부착되는 것을 예방하거나 부착된 슬러지를 용이하게 제거하는 부착 방지제 분무기를 포함하여 구성되는 분사부(300),
    본체 내부 상부에 상부 열풍 공급구(441)가 하부에 하부 열풍 공급구(442)설치되고, 양측면 중앙부에 가로방향으로 일정 규격의 직사각형 개구부가 타공되어 타공된 개구면으로 컨베이어의 급기 공급라인의 급기팬(410)이 가동되어 오염 공기 정화부(800)에서 정화된 공기가 급기덕트(420)에 공급되고, 급기덕트에 분기된 순환덕트(430)로 분배되어 건조유닛(440)의 내부 및 상하분사기에 공급하여 내부를 클리닝하여 슬러지 분사부(300)의 분배기에서 슬러지가 일정규격으로 컨베이어의 매쉬형 벨트에 공급되어 이송되는 슬러지를 구동모터(451)의 구동에 따라 건조유닛(440)으로 이송되면 급기덕트(420)에 설치된 댐퍼(421)가 차단되고, 각 건조유닛(440)용 순환라인의 순환팬(431)이 가동되어 건조유닛(440) 내부의 수분이 함유된 공기를 흡입하여 가열기로 보내어 액체연료, LNG의 직화 연소가스, 고주파 유도가열 중에 어느 하나에 의해 간접 가열된 열풍을 건조유닛(440) 내부 상하 열풍 공급기(441, 442)로 공급 슬러지에 분사하여 슬러지 및 함유된 수분을 가열하여 수분을 연속 증발시키고, 건조 과정중 수분이 증발된 수증기와 슬러지의 오염 가스는 배기덕트(460) 일측에 설치된 댐퍼(462)가 개방되어 응축부(600) 및 오염공기 정화부(800)로 보내는 건조 유닛(440)을 통해 건조된 슬러지는 2대의 구동모터(451, 471)에 직결된 분쇄롤(473)를 상호 반대방향으로 회전시켜 슬러지를 원하는 입도로 분쇄시키는 고온 건조부(400),
    급기 공급라인의 급기팬(510)이 가동되어 오염공기 정화부(800)에서 정화된 공기가 급기덕트(520)에 공급되고, 급기덕트에 분기된 순환덕트(530)로 분배되어 건조 유닛(540)의 내부 및 상하분사기에 공급하여 내부를 클리닝하여 건조되고 적정 입도로 분쇄된 후 일정 규격으로 컨베이어의 매쉬형 벨트에 공급되어 이송되는 슬러지를 컨베이어 벨트(550)의 구동에 따라 건조유닛(540) 속으로 이송되면 급기덕트(520)에 설치된 댐퍼(5521)를 차단되고, 각 건조유닛(540)용 순환라인의 순환팬(531)이 가동되어 건조유닛(540) 내부의 수분이 함유된 공기를 흡입하여 가열기로 보내어 액체연료, LNG의 직화 연소가스 또는 고주파 유도가열 중에 어느 하나에 의해 간접 가열된 열풍을 건조유닛(540) 내부 상하 열풍 분사기로 공급 슬러지에 분사하여 슬러지 및 함유된 수분을 가열하여 수분을 연속 증발시키고, 건조 과정중 수분이 증발된 수증기와 슬러지의 오염 가스는 배기덕트(560) 일측에 설치된 댐퍼(562)가 개방되어 응축부(600) 및 오염공기 정화부(800)로 보내고, 건조 유닛(540)을 통해 건조된 슬러지는 2대의 구동모터(551, 571) 직결된 분쇄롤(573)을 상호 반대방향으로 회전시켜 슬러지를 원하는 입도로 분쇄시켜 저장탱크에 최종 배출되도록 하는 저온 건조부(500),
    열교환기 본체(601), 냉각관(602), 냉각핀(603), 데미스터(604), 냉각탑(605), 저장탱크(606), 순환펌프(607)로 구성되어, 슬러지 분사부(300) 고온 건조부(400), 저온 건조부(500)에서 공정 중 발생되는 다량의 수분이 함유되고 오염물질이 포함된 배기가스를 배기팬(326,336)을 이용하여 열교환기 본체(601)의 내부에 공급하여 저장탱크(606)에 저장된 냉각수를 순환펌프(607)를 이용하여 외부에 냉각핀(603)에 부착된 냉각관(602)에 공급 순환시키면서, 냉각핀(603)에 다량의 수증기를 함유한 배기가스와 접촉시켜 응축시키고, 응축수는 본체 하부의 드레인관을 통하여 저장탱크로 회수하고, 회수과정 중 승온된 냉각수는 순환 펌프(607)를 이용하여 냉각탑(605)의 내부 충진물 상부에서 하부로 분사하고, 냉각탑의 팬에 의해 하부에서 상부로 흡입되는 외부 신선공기와 대향되게 접촉하여 현열 열교환 및 기류에 증발하는 냉각수의 증발열에 의해 냉각되어 중력차로 저장수 탱크로 회수하는 응축부(600),
    고전압방전부(720), 고전압 발생기(721), 고전압 절연선(730)으로 구성되어, 오염공기 정화부(800)에서 정화된 공기를 에어팬(710)을 이용하여 고전압 방전부(720)로 공급되면, 고전압 발생기(721)에서 생성된 고전압을 고전압 전선(722)을 통하여 방전극(723)에 인가하면, 방전전극(723a:+전극), 접지전극(723b:-전극) 사이에서 전계전자에너지 대역이 형성되고, 이 고에너지 대역을 정화된 공기가 통과하면서 전계전자 에너지가 정화된 공기에 인가되어, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응을 통해 정화된 공기 중 질소분자(N2)는 공유 결합이 해리되어 질소원자(N)로, 산소분자(O2)는 공유 결합이 해리되어 산소이온(O2*), 산소원자(O)로, 수증기의 물 분자(H2O)는 공유 결합이 해리되어 수소 원자(H*) 및 OH- radical로 이온화된 활성기체는 에어팬(710)에 의해 가압기(730)공급되어 가압되고, 가압된 활성기체를 산기관(740)에 공급되어 오염된 냉각수 수중에 분사되고 전계 전자 에너지가 저장수의 물분자에 인가되어 저장수의 물분자가 미세한 물분자로 해리되어 이온화 되고, 이온화된 저장수의 물분자와 활성 기체가 접촉, 에너지가 인가되어 저장수의 물분자에 인가되어, 물분자는 수소 양이온(H+), 수산기(OH-)로 해리, +, -의 전기 이중층이 되고 연속적으로 저장수 물분자와 활성 미세기포가 충돌, 접촉하여 수중의 오염물질을 제거하여 정화하는 수질오염 정화부(700),
    상기 응축부(600)와 일정거리 이격되어 설치되어 응축부(600)에서 이송된 오염공기를 고전압방전부(810)의 방전극(813)으로 이송하여 고전압발생기(811)에서 생성된 고전압을 인가받아 방전전극(813a), 접지전극(813b) 사이에서 전계전자에너지가 인가하여 전기화학적 반응을 통해 분자의 공유결합을 배기가스를 분해하여 발생되는 수소이온(H*), 수산기(OH Radical)의 활성기체를 생성하고, 생성된 활성기체의 산화, 환원반응으로 오염공기를 정화한 후, 송풍기(910)에 의해 가압되어 슬러지 분사부(300)로 공급된 후 다시 응축부(600)로 공급된 후 응축부(600)에서 오염공기정화부로 공급되어 재순환되고, 고온 건조부(400)로 공급되어 송풍기(410)에 의해 다시 가압된 후 건조 챔버의 각 존에 공급된 후 송풍기(461)에 흡입된 후 가압되어 응축부(600)로 공급 및 다시 응축(600)에서 오염공기 정화부로 공급되어 재순환하고, 저온 건조부(500)로 공급되어 송풍기(510)에 의해 다시 가압된 후 건조 챔버의 각 존에 공급된 후 송풍기(561)에 흡입된 후 가압되어 응축부(600)로 공급 및 다시 응축부(600)에서 오염공기 정화부 공급되어 재순환 하고, 수질오염 정화부(700)로 공급되어 송풍기(710)에 의해 다시 가압된 후 고전압 방전부에 유입하여 고전압 방전과정중에 수소이온(H*), 수산기(OH Radical)의 활성 기체가 더욱 활성화된 후 가압기(730)에 의해 다시 가압되어 저장탱크의 수중에 설치된 산기관(미도시)으로 공급 및 수중에 분사하는 오염공기 정화부(800),,
    상기 오염공기 정화부(800)에서 정화된 공기를 송풍기(910)를 이용하여 가연성가스를 연소시켜 연소가스로 공급하거나, 가연성 가스를 연소시켜 열교환기에서 간접 열교환하거나 고주파 유도가열을 하는 가열 수단을 통해 가열하여 정화된 공기를 슬러지 분사부(300), 고온 건조부(400), 저온 건조부(500)로 재순환되도록 하는 가열부(900), 및
    압축부(100)에 설치된 동작신호 검출센서(120) 및 고, 저온 건조부의 온도 검출 센서(432, 532), 습도센서(463, 563)에서 계측되어 전송되는 데이터에 의해 실시간 운전이 이루어지도록 하며, 각 센서에서 계측된 값이 입력된 설정값 이하가 되면 프로그램되어 입력된 피드백(feed back) 제어 동작을 실시됨에 따라 슬러지 분사부(100)의 부속 기기, 고온 건조부(200)의 부속기기, 저온 건조부(300)의 부속기기, 응축부(600)의 부속기기, 수질오염 정화부(700)의 부속기기, 오염 공기 정화부(800)의 부속기기의 전원을 차단 또는 공급하여 슬러지 연속 건조 장치의 제반적인 동작 제어부(1000)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사부(300)의 분사노즐은 고압 기류 챔버내부에 노즐 팁이 설치되고, 노즐팁과 면접하여 원뿔형 확대관이 설치되고, 고압기류 챔버 외부에 별도 설치된 송풍기가 설치되어, 송풍기로부터 가압된 공기가 배관망을 통해 공급받고, 고압기류 챔버, 노즐팁 및 원뿔형 확대관에 복수개의 공기 공급관이 시계방향 또는 반시계 방향으로 30도에서 75도 범위 중에 적정 각도가 선정 설치되어 노즐 팁에서 슬러지가 분사되면서 쪼개어져 나선형으로 분사되도록 구성된 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사부(300)의 삼단(제1단:341,제2단;342,제3단:343)으로 설치되는 각각 복수 개가 설치된 열풍 분사구(340)는, 상기 가열부(900)에서 섭씨 150℃ 이상 가열된 열풍을 송풍기(315)를 이용하여 가압한 후, 분사부(300) 내부 원주면 방향과 상부방향으로 열풍을 분사하여 아토마이저(330)에서 비산되는 슬러지가 분사부 내면에 부착하는 것을 예방하고, 상부 15°각도 및 원주면과 45°각도로 분사되는 열풍에 접촉하면서 슬러지에 함유된 수분은 3차 증발하게 하는 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사부(300)의 고전압 방전부는 본체 열풍 공급부와 일정간격 이격되어 설치되며, 본체 내부에서 서로 마주보는 형태로 설치되는 방전극의 조합은 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 조합되거나, 상기 방전전극(+전극) 뒷면에 네오디움 재질의 영구자석이 부착되고, 상기 접지전극(-전극)의 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석이 부착되어 조합되거나, 상기 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석이 각각 부착되고 그 방전 표면에 촉매물질이 코팅되어 조합되거나, 상기 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 사이에 석영, 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합으로 이루어지는 군에서 어느 한 가지 이상이 선택되고,
    상기 방전극의 형상은 평판, 직사각형, 정사각형, 원형, 삼각형, 원뿔형, 피라미드형으로 구현되는 단일 형상 중에서 어느 한 가지 이상이 선택되거나, 평판 위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형 형상 중에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 면접 설치되어 구현되는 다중 형상 중에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 설치될 수 있거나, 상기 단일 형상 및 복합 형상의 방전 표면이 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목, 볼록 형태로 가공된 형상 중에서 어느 한 가지 이상이 선택되고,
    방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 스테인리스 스틸로서 STS304, 콘스탄탄 합금, 이규화 몰리브덴, 백금, 코발트 합금, 하스탈로이로 이루어지는 군에서 어느 한 가지 이상이 선택되고, 방전극 표면에 도포되는 촉매물질은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrO2), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)으로 이루어지는 군에서 선택되어지는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    고전압 방전부 내부에 방전극이 설치되는 셀의 재질은 폴리비닐크로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 베크라이트, 테프론, 섬유강화플라스틱(FRP), 세라믹 소성물의 절연 재질 중에서 어느 한 가지 이상이 선택되는 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사부(300)의 슬러지 공급부는 구동모터(351), 동력전달축(352), 나선형 스크류(353)로 구성된 전동피더(350)와 구동모터, 축, 서로 반대 방향으로 회전하는 롤러로 구성되며 롤러 외부 표면에 양각의 돌출된 미세 원뿔 모양의 돌기가 다양한 각도로 가공된 분쇄기(360), 일정한 형상으로 슬러지를 배출하는 분배기(364)로 구성되며, 전동피더 하부에 분쇄기(360)가 면접 설치되고, 분쇄기 하부에 분배기(364)가 면접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사부(300)의 내부 벽면에 분사하여 슬러지가 내부 벽면에 부착되는 것을 예방하거나 부착된 슬러지를 용이하게 제거하는 부착 방지제는 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면 활성제, 비이온성 계면활성제, 식물성기름, 동물성기름 중에 어느 한 가지가 선택되어 작업전에 도포되어 사용하는 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축부(600)는 열교환기, 냉각탑, 저장탱크, 순환펌프 및 수질오염 정화 수단으로 구성되며, 열교환기는 본체, 외부에 냉각핀이 부착된 냉각관, 데미스터, 드레인 배관으로 구성되며, 순환 펌프에 의해 공급되는 냉각수가 냉각 배관에 순환되며 배관외부에 부착된 냉각핀에 열전도 되고, 냉각핀에 배기팬에 의해 열교환기 내부로 유입되는 슬러지 분사부, 수증기를 함유한 섭씨온도 120도에서 150도범위의 고온 다습한 배기가스가 접촉, 간접 열교환되어 응축되며, 냉각관과 일정간격 이격되어 데미스터가 설치되고 데미스터의 미세 그물망에 비산되는 작은 알갱이의 수분이 접촉 회수되고 하부의 배출관을 통해 저장탱크로 회수되는 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축부(600)는 열교환기 본체(601), 냉각관(602), 냉각핀(603), 데미스터(604), 냉각탑(605), 저장탱크(606), 순환펌프(607)로 구성되어, 슬러지 분사부(100), 고온건조부(400), 저온건조기(500)에 공정 중 발생되는 다량의 수분이 함유되고 오염물질이 포함된 배기가스를 배기팬(461, 561)을 이용하여 응축부(600)의 열교환기의 내부에 공급하여 저장탱크(606)에 저장된 냉각수를 순환펌프(607)를 이용하여 외부에 냉각핀이 부착된 냉각관(602)에 공급 순환시키면서, 냉각핀에 다량의 수증기를 함유한 120도에서 150도의 고온의 배기가스를 접촉시켜 간접 열교환 방식으로 응축시키고, 응축수는 본체 하부의 드레인관을 통하여 저장탱크(606)로 회수되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    수질오염 정화부는 고전압 방전부(720), 가압기(730), 산기관(740)으로 구성되어 에어팬(410)에 의해 방전전극(+전극)(723a) 및 접지전극(-전극)(723b) 사이로 흡입되는 오염공기 정화부에서 정화된 공기에 고전압 발생기(721)에서 생성된 전계전자에너지를 인가하여, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원의 전기화학적 반응으로 정화된 공기 분자의 공유결합을 분해하여 이온화된 활성기체를 생성하고, 생성된 활성기체를 가압기(730)를 통해 가압하여 가압된 활성기체를 산기관(740)에 공급하여 오염된 냉각수 수중에 분사하여 수중의 오염물질을 정화하여 재활용하는 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 수질오염 정화부(700)는 고전압 방전부(720)의 방전극은 방전전극(723a) 및 접지전극(723b)이 조합되거나, 방전전극(723a), 접지전극(723b) 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석(723c)이 부착되는 조합되거나, 방전전극(723a) 접지전극(723b) 각 뒷면에 면접하여 영구자석(723c)이 부착 되고 방전극의 방전표면에 이산화티탄(TiO2)의 촉매 코팅층(723d)이 조합되거나, 방전전극(723a) 및 접지전극(723b)의 사이에 석영, 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합 중에서 어느 하나를 선택하여 구성되며,
    방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 니켈 및 크롬성분이 함유된 스테인리스 스틸로서 STS304, 콘스탄탄 합금, 이규화몰리브덴, 백금, 코발트합금, 하스탈로이 중에 어느 하나가 선택되며, 방전극 표면에 방전효율을 향상시키기 위하여 이산화티탄(TiO2), 백금(Pt), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrO2), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)의 촉매가 어느 하나 이상이 선택되어 코팅되고, 방전극의 형상은 평판형, 정삼각형, 정사각형, 직사각형, 다각형, 원형, 원뿔형, 피라미드형 중 어느 하나로 구현되며, 방전극 외면에 삼각나사, 사각나사, 둥근나사 모양 중 어느 하나로 가공된 형상으로 구현되는 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.

  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 오염공기 정화부(800)는 고전압 방전부(810), 고전압 발생기(811), 고전압 절연선(812)으로 구성되어, 응축부(600)와 일정거리 이격되어 설치되며, 고전압 방전부(810) 내부의 방전전극(+전극)(813a) 및 접지전극(-전극)(813b)으로 구성되는 방전극(813)으로 이송되어, 고전압 발생기(811)에서 생성된 고전압을 인가받아 방전전극(+전극)(813a), 접지전극(813b) 사이에서 전계전자에너지가 인가되어, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원의 전기화학적 반응을 통해 응축부(600)에서 수분이 제거된 오염공기를 정화하여 슬러지 분사부(100), 고온 건조부(200), 저온 건조부(300)로 재순환하는 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템
  14. 제 13 항에 있어서,
    고전압 방전부(810) 내부에 설치되는 방전극은 방전전극(813a) 및 접지전극(813b)이 조합되거나, 방전전극(813a), 접지전극(813b) 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석(813c)이 부착되는 조합되거나, 방전전극(813a) 접지전극(813b) 각 뒷면에 면접하여 영구자석(813c)이 부착되고 방전극의 방전표면에 이산화티탄(TiO2)의 촉매 코팅층(813d)이 조합되거나, 방전전극(813a) 및 접지전극(813b)의 사이에 석영, 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합 중에서 어느 하나를 선택하여 구성되며, 방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 니켈 및 크롬성분이 함유된 스테인리스 스틸로서 STS304, 콘스탄탄 합금, 이규화몰리브덴, 백금, 코발트합금, 하스탈로이 중에 어느 하나가 선택되며, 방전극 표면에 방전효율을 향상시키기 위하여 이산화티탄(TiO2), 백금(Pt), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrO2), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)으로 구성된 촉매가 어느 하나 이상이 선택되어 코팅되고, 방전극의 형상은 직사각형, 원형, 원뿔형, 피라미드형의 단일 형상 중에서 어느 한 가지 이상이 선택되어 구현되는 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.
  15. 제 5항, 11항 또는 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    방전극에 고전압을 생성시켜 인가하는 고전압 발생기(321,721,811)의 입력측 전압은 직류(DC)전압의 경우 12V이상이고, 교류(AC)전압의 경우 110V이상이며, 출력측 전압은 직류(DC)전압, 교류(AC)전압이 각각 1KV ~ 300KV 범위이며, 출력측 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 오염물질 정화기능이 내장된 슬러지 연속 건조 시스템.
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