KR101856966B1 - 슬러지 건조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서 유해물질 배출이 없고, 소비전력을 격감시킬 수 있는 슬러지 건조장치를 개시한다.
본 발명에 따른 슬러지 건조장치는, 축방향으로 연장되는 실린더 하우징의 내부로 슬러지를 서로 다른 방향으로 이송시키기 위한 상부 실린더 및 하부 실린더가 수직으로 배열되고; 상기 하부 실린더에 대응하는 위치에 전기가열 수단이 권취된 후, 상기 실린더 하우징의 외주면 상으로 열손실을 줄이기 위한 열매체가 수용된 열매체 자켓이 도포되며; 상기 실린더 하우징의 일단에는 상부 실린더로부터 이송된 슬러지가 하부 실린더로 낙하하여 전달되고 슬러지 건조과정에서 발생하는 수증기를 배출하는 낙하 개방부를 형성한다.
따라서, 본 발명은 스크류에 의해 슬러지를 이송 건조시키는 실린더를 2단으로 중첩시키고, 실린더의 종단부에서 건조시의 수증기를 배출토록 함으로써, 협소한 공간에서 슬러지 건조장치의 효율적 설비가 가능한 효과를 갖는다.

Description

슬러지 건조장치{APPARATUS FOR DRYING SLUDGE}
본 발명은 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크류에 의해 슬러지를 이송 건조시키는 실린더를 2단으로 중첩시키고, 실린더의 종단부에서 건조시의 수증기를 배출토록 함과 더불어, 하단부의 실린더를 전기 발열수단이 수용하도록 함으로써, 슬러지의 함수율을 최소화하고 소비전력을 줄일 수 있는 슬러지 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기성 슬러지는 함수율 70~80% 정도를 갖으며, 이를 이용하여 고형연료로 성형하기 위해서는 필수적으로 탈수 및 건조의 과정을 거치게 된다. 슬러지 건조방법에는 고온의 기체와 슬러지가 직접 접촉하여 건조하는 대류식 건조방식과 회전하는 스크류 내부에 고온의 스팀이나 열매체를 이동시키고 스크류 외부에 슬러지를 투입하여 건조하는 간접식 전도열전달 건조방법이 있으나, 슬러지의 점결성, 미세입자 등으로 인하여 건조효율이 낮으며 건조시간이 긴 단점을 가지고 있다. 이들 방법으로 건조한 슬러지의 함수율은 30~40%, 건조시간 40~120분, 발열량 2,500~4,000kcal/kg 정도로서 고형 연료로 활용하는 것은 어렵다.
그러나 각종 산업용 폐유와 바이오디젤의 생산 부산물인 글리세롤과 잔존물, 동식물성 유지, 음식폐기물 탈리액에 포함된 동·식물성 기름 등은 수질환경 및 열적처리 시 대기오염 물질을 배출하나, 상기와 같은 폐유를 가열하여 튀김용 기름으로 사용하여 유기성 슬러지를 건조할 경우 튀김용 기름 온도 120~160℃, 건조시간 10분 정도이면 건조 후 양질의 고형연료를 생산할 수 있다. 그러나 국내에서 대량으로 발생하는 하수 및 폐수슬러지에는 무기물 성분이 다량 포함되어 있어 건조 후 회재 성분이 15~30%정도로 높으므로 고형연로의 연소 시 연소장치에서 회재를 신속히 제거하지 못하면 고형연료의 불완전연소 및 분진발생이 증가하는 문제점이 있었다.
이러한 슬러지 건조장치는 도 1에서 인지되는 바와 같이, 하.폐수처리장을 포함한 오물처리장으로부터 공급되는 슬러지를 연속적인 반송과 배출 시스템에 의한 슬러지 함수율 조절기구를 갖는 슬러지건조기로서, 상기 슬러지의 주입구(11)가 형성되면서 건조공간(13)을 갖는 몸체부(10)와; 상기 몸체부(10)에 내장되고 구동부(20)의 작동과정에서 상기 건조공간(13)에 유입되는 슬러지를 건조시키는 건조부(30); 및 상기 건조부(30)에 의해 건조되는 슬러지를 향해 스팀을 포함한 열원을 공급하는 열원공급부(40)를 포함하며, 상기 건조기(1)의 측면에 구성된 측면반송구(54); 및 상기 측면반송구(54)에 의해 건조된다.
상기 몸체부(10)는 상기 슬러지건조기(1)의 외관을 이룸은 물론 전체하중을 지지하는 것으로서, 그 상면의 전방측에 건조예정인 상기 슬러지가 공급되는 주입구(11)가 형성되고 그 하면의 후방측에 건조상태의 상기 슬러지가 배출되는 후방배출구(12)가 형성된다.
또한, 상기 몸체부(10)에 상기 주입구(11)를 통해 주입되어 슬러지를 건조하여 상기 후방배출구(12)로 배출함은 물론 상기 구동부(20)와 건조부(30)와 열원공급부(40)를 수용하는 건조공간(13)이 형성된다. 그리고, 상기 구동부(20)는 상기 몸체부(10)의 측부에 배치된 상태에서 상기 건조부(30)를 작동하는 것으로서, 상기 몸체부(10)의 측부에 장착된 모우터(21)와, 상기 모우터(21)의 회전력을 상기 건조부(30)로 전달하는 벨트나 체인을 포함한 전달기구(22)로 구성된다.
상기 건조부(30)는, 상기 건조공간(13)에 수용되는 슬러지를 건조하는 것으로서, 상기 건조공간(13)에 수평방향으로 장착된 적어도 한 개 이상의 회전축(31)과, 상기 회전축(31)의 둘레면에 장착되어 상기 슬러지가 놓여지는 각각의 패들(32), 및 상기 패들(32)에 부착되어 상기 슬러지를 교반하여 혼합하고 이송루트를 안내하는 경사판(33)으로 이루어진다.
그리고, 상기 열원공급부(40)는, 상기 건조공간(13)에 수용된 상태에서 상기 건조부(30)에 의해 건조되어 이송되는 슬러지에 건조열원을 공급하는 것으로서, 상기 회전축(31)과 상기 패들(32)을 연통하는 열원유로와, 상기 열원유로에 스팀을 포함한 각종 열원을 공급하는 각종 배관, 및 상기 배관에 공급되는 스팀을 포함하는 열원을 임시 저장하는 탱크 등으로 이루어진다.
따라서, 종래 슬러지 건조장치는 측면반송구와 조절기구를 더 구비하여 상기 건조공간에서 건조되는 슬러지 중 일부를 반송하여 탈수된 슬러지와 건조된 슬러지를 혼합함으로써, 상기 슬러지의 부착현상이 최소화되어 상기 슬러지의 건조효율이 극대화 된다.
그러나, 전술된 바와 같이 종래의 슬러지 건조장치는 슬러지를 이송시키기 위한 실린더의 길이가 실질적으로 슬러지 처리용량에 해당하는데, 많은 양의 슬러지를 처리하기에 설비비의 부담 및 설치공간의 부담이 가중되는 문제가 있다. 또한, 선행문헌에서는 탈수된 슬러지와 건조된 슬러지를 혼합 처리함에 따라 근본적으로 슬러지의 함수율을 낮추기에 무리가 발생한다. 더욱이, 탈수된 슬러지를 다시 건조시키기 위한 전력이 낭비를 초래하는 문제가 존재하는 것이다.
대한민국 등록특허 10-1356714, 등록일자 2014년 01월 22일, 발명의 명칭 ‘연속적인 반송과 배출 시스템에 의한 슬러지 함수율 조절기구를 갖는 슬러지건조기’
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 스크류에 의해 슬러지를 이송 건조시키는 실린더를 2단으로 중첩시키고, 실린더의 종단부에서 건조시의 수증기를 배출토록 함으로써, 협소한 공간에서 슬러지 건조장치의 효율적 설비가 가능하도록 함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 건조장치를 구현하는 실린더를 2단으로 구축하고 하단부의 실린더의 외주면 상으로 전기 발열수단이 권취되도록 하고, 각 실린더의 내주면을 따라 열매체를 수용함으로써, 건조과정에서의 에너지 소비를 현격히 줄이고, 슬러지의 함수율을 최소화할 수 있도록 함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 건조과정에서 실린더 내부로부터 발생하는 수증기가 공기중으로 배출되는 것을 최소화하여 설비 운영의 안정성을 확보할 수 있도록 함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 2단 실린더의 종단부에서 슬러지의 이송 및 수증기가 노출되도록 유도하고, 노출된 수증기를 에어커튼이 구비된 흡입팬에 의해 외부로 취합 배출하여 건조공정 과정에서의 악취 발생을 격감시킬 수 있도록 함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬러지 건조장치는, 슬러지 건조장치에 있어서, 축방향으로 연장되는 실린더 하우징의 내부로 슬러지를 서로 다른 방향으로 이송시키기 위한 상부 실린더 및 하부 실린더가 수직으로 배열되고; 상기 하부 실린더에 대응하는 위치에 전기가열 수단이 권취된 후, 상기 실린더 하우징의 외주면 상으로 열손실을 줄이기 위한 열매체가 수용된 열매체 자켓이 도포되며; 상기 실린더 하우징의 일단에는 상부 실린더로부터 이송된 슬러지가 하부 실린더로 낙하하여 전달되고 슬러지 건조과정에서 발생하는 수증기를 배출하는 낙하 개방부를 형성하고; 상기 실린더 하우징의 타단에는 슬러지를 수용하여 상기 상부 실린더로 공급하는 호퍼가 마련되며; 상기 상부 실린더의 회전방향 및 속도를 제어하는 상부 구동모터가 장착되어, 상기 상부 구동모터의 회전력을 전달받아 슬러지를 실린더 하우징의 일단으로 이송시키는 상부 스크류를 수용하고, 상기 하부 실린더의 타단에는 이송 건조된 슬러지를 배출시키기 위한 배출관로가 구비되며; 상기 실린더 하우징의 일단에는 상기 하부 실린더의 회전방향 및 속도를 제어하는 하부 구동모터가 설치되어, 상기 하부 구동모터의 회전력을 전달받아 상부 실린더로부터 낙하된 슬러지를 실린더 하우징의 타단으로 이송시키는 하부 스크류포함하고; 상기 상부 스크류 및 하부 스크류는 스크류 회전축의 외주면 상으로 일정 간격을 갖고 연속하도록 권취된 스크류 날개로 이루어지며, 상기 스크류 날개 사이로 교반날개가 돌출된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 낙하 개방부는, 상부 실린더로부터 이송된 슬러지를 자유 낙하에 의해 하부 실린더로 전달하기 위한 것으로, 실린더 하우징의 일단의 일부가 개방된 구조인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 낙하 개방부와 근접한 상향 위치에 낙하 개방부를 수용하도록 에어커튼을 형성하고, 에어커튼의 내부 공간부로 수증기를 수집하여 외부로 토출시키기 위한 흡입장치를 구비하며, 상기 에어커튼은 별도의 에어공급 장치와 연동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 열매체는 석유계, 합성유계의 2종류 중 어느 하나이며, 상기 합성유계에는 페닐에테르, 폴리페닐, 아릴알칸, 알킬벤젠 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 전기가열 수단(233)은 상수 실린더(205)의 상부 스크류(203)로부터 이송되는 슬러지를 200℃ 내지 300℃로 가열함으로써 상기 슬러지를 건조시키며, 상기 슬러지는 유가금속 슬러지인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제시하는 슬러지 건조장치는, 스크류에 의해 슬러지를 이송 건조시키는 실린더를 2단으로 중첩시키고, 실린더의 종단부에서 건조시의 수증기를 배출토록 함으로써, 협소한 공간에서 슬러지 건조장치의 효율적 설비가 가능한 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 건조장치를 구현하는 실린더를 2단으로 구축하고 하단부의 실린더의 외주면 상으로 전기 발열수단이 권취되도록 하고, 각 실린더의 내주면을 따라 열매체를 수용함으로써, 건조과정에서의 에너지 소비를 현격히 줄이고, 슬러지의 함수율을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 슬러지 건조기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 슬러지 건조장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 실린더 하우징의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 슬러지 건조장치 및 건조물을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시 예로서 스크류를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 스크류의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 슬러지 건조장치를 설명하기 위한 설비 단면도이다. 도시한 바와 같이, 슬러지 건조장치(200)는 축방향으로 연장되는 실린더 하우징(201)의 내부로 슬러지를 서로 다른 방향으로 이송시키기 위한 상부 실린더(205) 및 하부 실린더(215)가 수직으로 배열되고, 상기 하부 실린더(215)에 대응하는 위치에 전기가열 수단(233)이 권취된 후, 상기 실린더 하우징(201)의 외주면 상으로 열손실을 줄이기 위한 열매체가 수용된 열매체 자켓(231)이 도포된다.
상기 열매체 자켓(231)은 금속재질로 구성된 반구 형태의 프레임 내주면을 따라 부착되며, 상기 프레임의 내측으로 상기 전기가열 수단(233)이 장착된다. 상기 전기가열 수단(233)은 프레임의 외주면에 마련된 접속단자와 연통함으로써, 상기 접속단자로 전력공급이 이루어진다. 상기 반구 형태의 프레임은 상기 실린더 하우징(201)의 하부에 배열되어, 실린더 하우징(201)의 하부로부터 가열된 열기가 상부로 전이되도록 한다.
또한, 상기 실린더 하우징(201)의 일단에는 상부 실린더(205)로부터 이송된 슬러지가 하부 실린더(215)로 낙하하여 전달되고 슬러지 건조과정에서 발생하는 수증기를 배출하는 낙하 개방부(221)를 형성한다.
상기 실린더 하우징(201)의 타단에는 슬러지를 수용하여 상기 상부 실린더(205)로 공급하는 호퍼(225)가 마련되고, 상기 상부 실린더(205)의 회전방향 및 속도를 제어하는 상부 구동모터(207)가 장착되며, 상기 상부 구동모터(207)의 회전력을 전달받아 슬러지를 실린더 하우징(201)의 일단으로 이송시키는 상부 스크류(203)를 수용하고, 상기 하부 실린더(215)의 타단에는 이송 건조된 슬러지를 배출시키기 위한 배출관로(223)가 구비된다.
또한, 상기 실린더 하우징(201)의 일단에는 상기 하부 실린더(215)의 회전방향 및 속도를 제어하는 하부 구동모터(217)가 설치되며, 상기 하부 구동모터(217)의 회전력을 전달받아 상부 실린더(205)로부터 낙하된 슬러지를 실린더 하우징(201)의 타단으로 이송시키는 하부 스크류(213)를 포함한다.
상기 낙하 개방부(221)는 상부 실린더(205)로부터 이송된 슬러지를 자유 낙하에 의해 하부 실린더(215)로 전달하기 위한 것으로, 실린더 하우징(201)의 일단의 일부가 개방된 구조이다. 따라서, 상기 낙하 개방부(221)에는 슬러지의 건조과정에서 발생하는 수증기가 외부로 배출되며, 동시에 악취의 발생요인이 된다.
이에, 본 발명에서는 낙하 개방부(221)와 근접한 상향 위치에 낙하 개방부(221)를 수용하도록 에어커튼(229)을 형성하고, 에어커튼(229)의 내부 공간부로 수증기를 수집하여 외부로 토출시키기 위한 흡입장치(227)를 구비한다. 상기 에어커튼(229)은 별도의 에어공급 장치를 포함한다.
상기 전기가열 수단(233)은 하부 실린더(215)에 대응하는 실린더 하우징(201)의 외주면 상으로 권취되어 설정된 전력량을 기반으로 건조 가열이 이루어진다. 또한, 상기 전기가열 수단(233)은 열매체 자켓(231)에 의해 수용되며, 상기 열매체는 본 발명에서 석유계, 합성유계의 2종류 중 어느 하나가 사용된다. 또한 상기 합성유계에는 페닐에테르, 폴리페닐, 아릴알칸, 알킬벤젠이 적용될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 실린더 하우징(201)의 내부로 설치되는 상부 실린더(205) 및 하부 실린더(215)는 각각의 상부 스크류(203) 및 하부 스크류(213)를 수용하되, 각 스크류와 각 실린더 사이에는 수증기의 유동 통로를 형성한다. 이는 건조 과정에서 수증기의 발생을 특정 위치 즉, 상기 낙하 개방부(221)에서 이루어지도록 유도하기 위한 것으로, 수증기의 외부 노출을 방지한다.
이와 같이 구성된 슬러지 건조장치(200)는 상기 호퍼(225)로부터 슬러지가 유입되고, 상기 구동모터(207, 214)가 기동 한다. 또한, 상기 전기가열 수단(233)으로 설정 전력이 공급되며, 실린더 하우징(201)의 하부 즉, 하부 실린더(215)가 위치한 설치부위를 가열한다. 상기 전기가열 수단(233)에 의한 가열은 실린더 하우징(201)의 하부로부터 가열되어 그 열기가 상부 실린더(205)로 전이되며, 상기 열매체 자켓(231)에 의해 실린더 하우징(201)의 전체를 가열하게 된다.
상기 상부구동모터(207)의 기동은 상부 실린더(205) 내부에 설치된 상부 스크류(203)를 회전시키며, 상기 하부구동모터(217)의 기동은 하부 스크류(213)를 기동한다. 따라서, 상부 스크류(203) 및 하부 스크류(213)는 설정된 방향으로 일정 속도를 갖고 회전된다.
상기 상부 스크류(203)의 회전은 호퍼(225)에 적재된 슬러지를 실린더 하우징(201)의 일단으로 이송시킨다. 상기 전기가열 수단(233)은 상수 실린더(205)의 상부 스크류(203)로부터 이송되는 슬러지를 설정 온도 예컨대, 200℃ 내지 300℃로 가열함으로써, 슬러지를 건조시킨다.
한편, 상기 실린더 하우징(201)은 슬러지를 충분히 건조시키기 위한 설치 길이를 갖지 않으며, 상부 스크류(203)에 의해 이송된 슬러지는 상기 하부 스크류(213)를 통해 또다시 건조 가열된다.
즉, 상부 스크류(203)에 의해 이송된 슬러지는 실린더 하우징(201)의 일단에 마련된 낙하 개방부(221)로 전달되며, 낙하 개방부(221)에 도달한 슬러지는 하부 실린더(215)로 낙하된다. 따라서, 상기 슬러지는 하부 스크류(213)에 의해 실린더 하우징(201)의 타단으로 재 이송되며, 이 과정에서 지속적인 건조가 이루어진다.
따라서, 상기 실린더 하우징(201)은 설치 공간을 현격히 줄일 수 있게 되며, 상기 전기가열 수단(233)에 의한 소비전력 또한 줄이게 된다. 본 발명에서 적용되는 슬러지 건조장치(200)는 유가금속 슬러지의 수분 70% 함유된 슬러지를 시간당 400kg 처리 가능하며, 건조 후 제품의 수분은 20% 이하 150kg 중량으로 추출되고 있다. 또한, 전력 사용량은 시간 당 30kw 정도로 소비전력의 효율성을 높이고 있다.
상기 낙하 개방부(221)는 실린더 하우징(201)의 일부 구간이 개방된 구조로서, 실린더 하우징(201)의 개방 공간을 통해 상부 스크류(203)에 의해 이송되는 슬러지가 하부 실린더(215)로 공급되는 것으로, 상기 낙하 개방부(221)는 많은 양의 수증기가 발생한다.
즉, 인지되는 바와 같이 상기 실린더 하우징(201)은 축방향으로 연장된 구조로서 수증기가 배출되지 않으며, 슬러지가 상기 낙하 개방부(221)에 도달할 때, 수증기가 공기중으로 배출되는 것이다. 이는 슬러지 건조장치(200)의 운영과정에서 발생하는 수증기의 배출을 억제하여 작업의 안정성을 확보하기 위한 것으로, 낙하 개방부(221)에서 발생하는 수증기는 상기 에어커튼(229)에 의해 작업 공간으로의 배출을 차단한다.
상기 에어커튼(229)은 일정 공기를 낙하 개방부(221)의 주변으로 토출시키는 것으로, 공기압에 의해 낙하 개방부(221)의 공간부를 수용하는 것이다. 에어커튼(229)은 낙하 개방부(221)의 주변을 구획하는 것으로, 낙하 개방부(221)로부터 배출되는 수증기는 에어커튼(229)의 내부를 통해 유입되어 상기 흡입장치(227)를 거쳐 안전공간(유해물질 배출 처리장치 : 미도시함)으로 공급된다.
도 3은 본 발명에 따른 상부 스크류(203)와 하부 스크류(213)를 포함하는 실린더 하우징(201)의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도시한 바와 같이, 상기 하우징(201)은 상부 스크류(203) 및 하부 스크류(213)를 지면으로부터 수직방향으로 배열하며, 구획패널(317)을 통해 상부 스크류(203) 및 하부 스크류(213)의 설치 공간을 분할한다. 상기 상부 스크류(203)의 상단에는 상기 호퍼(225)와 연통하기 위한 호퍼 연결로(311)가 마련되며, 상기 하우징(201)의 하단 외주면 즉, 하부 실린더(215)에 대응하는 하우징(201)의 외주면 상으로 전기가열 수단(233)으로서의 열선(313)이 권취된다. 또한, 상기 실린더 하우징(201)의 외주면에는 열매체(325)가 수용된 열매체 자켓(231)이 형성된다.
한편, 상기 상부 스크류(203)의 설치 공간 및 하부 스크류(213)의 설치 공간은 각 스크류의 설치 공간을 제외한 여유 공간을 형성하는데, 상기 상부 스크류(203)의 상측 부위에 상부 연통공간부(321)가 마련되고, 상기 하부 스크류(213)의 상측 부위에 하부 연통공간부(323)가 형성된다.
상기 상부 연통공간부(321) 및 하부 연통공간부(323)는 슬러지의 건조 과정에서 발생하는 수증기를 수용하기 위한 것으로, 각 스크류의 이송용량 대비 40% 내지 60% 정도의 여유 공간으로 형성된다. 따라서, 각 스크류에 의해 슬러지의 이송 과정 및 건조 과정을 통해 발생하는 수증기는 상부 연통공간부(321)를 통해 실린더 하우징(201)의 일단으로 전달된다.
슬러지는 실린더 하우징(201)의 일단에 마련된 낙하 개방부(221)에 도달한 후, 건조과정에서 발생되는 수증기가 흡입장치(227)를 통해 외부로 포집된다. 또한, 낙하 개방부(221)에 의해 슬러지가 하부 스크류(213)로 낙하한 후, 하부 실린더(215)를 통해 실린더 하우징(201)의 타단으로 이송된다. 이때, 상기 슬러지는 전기가열 수단(233)에 의해 재 가열되어 건조되며, 건조 과정에서 발생하는 수증기는 상기 하부 연통공간부(323)를 통해 실린더 하우징(201)의 타단으로 전달된다.
*실질적으로, 상부 스쿠류(203)에 의해 슬러지가 건조 이송될 때, 많은 양의 수증기가 발생하여 상부 연통공간부(321)를 따라 낙하 개방부(221)로 전달되는데, 배출되는 수증기는 낙하 개방부(221)에서 대부분 포집된다. 따라서, 하부 스크류(213)를 통해 이송되는 슬러지는 지속적인 건조 공정을 유지하더라도 수증기의 발생량은 현격히 줄어들게 된다.
또한 슬러지는 하부 실린더(215)를 따라 실린더 하우징(201)의 타단으로 전달되며, 하부 실린더(215)의 타단에 마련된 배출관로(223)를 통해 슬러지의 배출이 이루어진다.
따라서, 상부 스크류(203) 및 하부 스크류(213)에 의해 이송되는 슬러지의 건조 과정에서 다량의 수증기는 실린더 하우징(201)의 상부 연통공간부(321)를 통해 이송되어, 상기 낙하 개방부(221)에서 배출된다. 이로인해, 유해 또는 악취가 발생하는 수증기의 배출을 일정 위치에서 포집할 수 있게 되는 것이다.
도 4(가)는 본 발명에 따른 슬러지 건조장치(200)의 일부분을 나타낸 사진이고, 도 4(나)는 본 발명에 따라 건조된 슬러지를 나타낸 사진이다.
인지되는 바와 같이, 슬러지 건조장치(200)의 실린더 하우징(201)은 전기가열 수단(233)이 설치되어 부분별 각 열선(313)가 전기적 배선이 이루어진다. 또한, 실린더 하우징(201)의 외주면 상으로는 열매체 자켓(231)이 형성되어 발열 에너지의 불필요한 낭비를 사전에 방지토록 하고 있다. 이와 같이 슬러지 건조장치(200)에 의해 건조된 슬러지는 함수율이 20% 이내로 가공된다.
통상 건조 슬러지의 함수율이 30% ~ 40%임을 감안할 때, 현격히 함수율을 줄여 건조 방식에 의한 비철 금속류의 추출이 용이하고, 그 효율 또한 높은 상태이다. 또한, 본 발명은 원통형 교반기 내의 스크류에 의해 슬러지의 원활한 교반을 수행하는 반면, 원통형 교반기의 내경에 축열부를 장착하고 교반기의 외주면으로 가열 히터를 장착함에 따라, 전기 사용량을 30kwh로 줄일 수 있게 된다.
한편, 슬러지는 이송 건조시키는 스크류 구조는 스크류 회전축 및 스크류 날개로 구성되어, 스크류 날개에 의해 슬러지를 지속적으로 이송시키며, 이송과정에서 슬러지의 건조공정이 이루어진다. 이 과정에서, 슬러지는 스크류 날개에 의해 수평 이동되기 때문에, 슬러지는 이동 방향으로 가압되어 일부가 압축된다. 초기 투입되는 슬러지는 수분을 함유하고 있으며, 수평 이동과정에서 스크류 날개에 의한 압축 현상이 발생하는 것이다. 이로 인해, 압축 이송되는 슬러지는 표면적이 낮아 건조의 효율이 낮아지며 소비전력을 증가시키게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상부 스크류(203) 및 하부 스크류(213)는 슬러지를 선형적으로 이송시킴과 동시에 슬러지를 교반시킬 수 있는 구조로서, 도 5에서 인지되는 바와 같이, 스크류 회전축(501)의 외주면 상으로 일정 간격을 갖고 연속하도록 권취된 스크류 날개(503)로 이루어지며, 상기 스크류 날개(503) 사이로 교반날개(505)가 돌출된다.
이는 교반날개(505) 사이에서 가압 이송되는 슬러지를 주기적으로 교반함으로써, 슬러지의 표면적을 높여 건조의 효율을 높이게 된다. 도 6의 (가)는 통상적인 스크류에 의해 슬러지(601)가 이송되는 과정을 도시하고 있다. 인지되는 바와 같이, 실린더 하우징(201)으로 내설되는 스크류의 회전은 슬러지(601)를 설정된 방향으로 이송시키며, 스크류 날개는 슬러지의 이송을 유도함에 따라 슬러지는 스크류 날개에 의해 가압된다. 따라서, 슬러지는 스크류 날개 사이에서 가압이송되며 슬러지(601)의 표면적은 낮게 된다.
반면, (나)에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 스크류 날개(503) 사이로 교반날개(505)가 장착되며, 스크류 날개(503)에 의해 슬러지(601)가 가압 이송됨과 동시에, 교반날개(505)에 의해 슬러지(601)를 지속적으로 교반하게 된다. 이는 상기 슬러지(601)는 분산시키는 것으로 슬러지의 표면적은 높아지며, 따라서 건조의 효율성이 높아 소비전력을 낮추게 되는 것이다.
200 : 슬러지 건조장치 201 : 실린더 하우징
203 : 상부 스크류 205 : 상부 실린더
207 : 상부 구동모터 213 : 하부 스크류
215 : 하부 실린더 217 : 하부 구동모터
221 : 낙하 개방부 223 : 배출관로
225 : 호퍼 227 : 흡입장치
229 : 에어커튼 231 : 열매체 자켓
233 : 전기가열 수단 311 : 호퍼 연결로
313 : 열선 321 : 상부 연통공간부
323 : 하부 연통공간부 325 : 열매체
501 : 스크류 회전축 503 : 스크류 날개
505 : 교반날개 601 : 슬러지

Claims (1)

  1. 슬러지 건조장치에 있어서,
    축방향으로 연장되는 실린더 하우징(201)의 내부로 슬러지를 서로 다른 방향으로 이송시키기 위해 각각의 상부 스크류(203) 및 하부 스크류(213)를 포함하는 상부 실린더(205) 및 하부 실린더(215)를 수용하되, 상기 각 스크류(203, 213)와 각 실린더(205, 215) 사이에는 수증기의 유동 통로를 형성하고;
    금속재질로 구성된 반구 형태의 프레임 내주면을 따라 열매체 자켓(231)이 부착되며, 상기 프레임의 내측으로 전기가열 수단(233)이 장착된 후, 상기 실린더 하우징(201)의 하부에 배열 설치되며;
    상기 실린더 하우징(201)의 일단에는 상부 실린더(205)로부터 이송된 슬러지가 하부 실린더(215)로 낙하하여 전달되고 슬러지 건조과정에서 상기 유동통로를 통해 유입되는 수증기가 설정된 위치에서 배출되도록 안내하는 낙하 개방부(221)를 형성하고;
    상기 실린더 하우징(201)의 타단에는 슬러지를 수용하여 상기 상부 실린더(205)로 공급하는 호퍼(225)가 마련되며;
    상기 상부 실린더(205)의 회전방향 및 속도를 제어하는 상부 구동모터(207)가 장착되어, 상기 상부 구동모터(207)의 회전력을 전달받아 슬러지를 실린더 하우징(201)의 일단으로 이송시키는 상부 스크류(203)를 수용하고, 상기 하부 실린더(215)의 타단에는 이송 건조된 슬러지를 배출시키기 위한 배출관로(223)가 구비되며;
    상기 실린더 하우징(201)의 일단에는 상기 하부 실린더(215)의 회전방향 및 속도를 제어하는 하부 구동모터(217)가 설치되어, 상기 하부 구동모터(217)의 회전력을 전달받아 상부 실린더(205)로부터 낙하된 슬러지를 실린더 하우징(201)의 타단으로 이송시키는 하부 스크류(213)를 포함하며,
    상기 상부 스크류(203) 및 하부 스크류(213)는 스크류 회전축(501)의 외주면 상으로 일정 간격을 갖고 연속하도록 권취된 스크류 날개(503)로 이루어지며, 상기 스크류 날개(503) 사이로 교반날개(505)가 돌출되고,
    상기 낙하 개방부(221)는 상부 실린더(205)로부터 이송된 슬러지를 자유 낙하에 의해 하부 실린더(215)로 전달하기 위한 것으로, 실린더 하우징(201)의 일단의 일부가 개방된 구조로 이루어지고,
    상기 전기가열수단(233)은 열선(313)으로 이루어져 상기 하부실린더(215)의 외주면을 권취하여 장착되고,
    상기 열매체자켓(231)은 상기 전기가열수단(233), 상기 하부실린더(215) 및 상부실린더(205) 모두를 감싸면서 설치되며,
    상기 전기가열수단(233)에 의해 상기 하부실린더(215)를 가열한 후 그 열기가 상기 열매체자켓(231)을 통해 상기 상부실린더(205)로 전이되어 실린더하우징(201) 전체가 가열되며,
    상기 낙하 개방부(221)와 근접한 상향 위치에 낙하 개방부(221)를 수용하도록 에어커튼(229)을 형성하고, 에어커튼(229)의 내부 공간부로 수증기를 수집하여 외부로 토출시키기 위한 흡입장치(227)를 구비하며, 상기 에어커튼(229)은 별도의 에어공급 장치와 연동하는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
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