KR101908722B1 - 수평 회전형 건조 장치 및 이를 이용한 건조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 슬러지상 물질을 건조하는 수평 회전형 건조장치에 있어서, 상기 수평 회전형 건조장치는 수평면을 기준으로 길이 방향이 25 ~45°의 경사각으로 밑면을 향하여 하향 경사지게 설치되며, 상기 수평 회전형 건조장치는, 내부에 과열 증기관이 길이 방향으로 형성되어 장착되는 과열 증기 리액터, 윗면에 형성되어 슬러지상 물질이 공급되는 슬러지 공급구, 밑면에 1차 건조된 슬러지상 물질이 배출되는 1차 배출구 및 최종 건조된 슬러지 케익이 배출되는 최종 슬러지케익 배출구가 형성되고, 옆면에 다공형태로 분포된 탈수공이 형성된 원통형 건조 드럼; 상기 원통형 건조 드럼을 일정 간격으로 감싸도록 형성된 외부 하우징; 상기 외부하우징과 상기 원통형 건조 드럼에 사이에 장착되며, 상기 원통형 건조 드럼이 회전되도록 상기 원통형 건조드럼의 외주면을 구동시키는 회전 구동부; 및
상기 과열 증기 리액터에 과열증기를 공급하는 과열증기 발생기; 를 포함하며, 상기 원통형 건조 드럼은, 내부에 길이 방향으로 설치된 재건조 상승관; 상기 재건조 상승관과 단말이 서로 연결되며 길이 방향의 병렬로 설치되는 재건조 하강관; 및 상기 1차 배출구에서 배출되는 1차 건조된 슬러지를 상기 재건조 상승관의 투입구로 수직으로 상승하여 이동시키는 수직 이송장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치가 제공된다.

Description

수평 회전형 건조 장치 및 이를 이용한 건조방법{Horizontal revolving type drying device and drying method using the same}
본 발명은 습윤된 슬러지 상태의 물질이 지니고 있는 수분을 감소시키는 수평 회전형 건조장치 및 이를 이용한 건조방법에 관한 기술이다.
일반적으로, 축산 농가에서 발생되어 폐수 처리된 폐수와 분뇨 등의 유, 무기성 슬러지는 함수율이 약 75~95% 정도인 다습성 물질이다.
이러한 다습성 슬러지를 그대로 매립할 경우에는 대량으로 발생되는 침출수에 의해 토질 및 지하수 오염은 물론 환경공해를 유발하게 된다.
따라서 대부분의 슬러지는 일정 함수율 이하로 탈수 또는 건조시킨 후 소각하거나, 재활용, 지중 매립, 해양 투기 등의 방법으로 처리한다.
축산 농가에서 발생되는 유기성 슬러지는 함유된 수분을 대략 30~40% 이하로 탈수, 건조시키면 연소가 가능하여 에너지 자원으로 재활용 가치가 충분하다.
그동안 슬러지 함수율을 대략 30~40% 이하로 형성하기 위한 탈수장치들이 많이 개발되어 왔으나, 건조장치에 의하여서도 슬러지 함수율을 60% 이하로 건조시키기 위하여서는 고가의 장치나 설비비 및 처리비가 요구된다.
함수율이 높은 슬러지를 건조시키는 장치에는, 슬러지를 이송장치로 이송시키면서 열풍에 의하여 직접 건조시키는 방법과, 슬러지를 히터나 스팀 등에 의하여 가열된 원통의 내부 또는 외면의 전열면에 접촉시키면서 건조시키는 간접 건조방법이 있다.
그러나 상기 직, 간접 건조방법에 사용되는 것으로 지금까지 제공되어 있는 건조장치들은 함수율이 높은 슬러지의 점성 때문에 건조기 벽면이나 이송장치에 슬러지가 부착되고 이송속도가 느려서 건조 효율도 매우 낮은 등의 운전상의 문제점이 많았으며, 이송장치의 구조가 복잡하고 기계구동부가 많기 때문에 고장의 빈도가 높으며, 기기의 수명이 짧아 유지보수의 어려움이 있었다.
본 발명 기술에 대한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 KR2008-0107084 A에 게시되어 있다.
대한민국 공개특허공보 KR2008-0107084 A(회전 드럼식 슬러지 건조 장치)
본 발명은 수분함량이 높은 가축분뇨, 분뇨 혼합물, 수처리 슬러지 또는 이와 유사한 상태의 슬러지 물질을 건조시키기 위하여, 수평 회전 타입의 다단으로 건조하여 간단하고 소형이면서 효율적으로 슬러지를 건조시키는 수평 회전형 건조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 슬러지상 물질을 건조하는 수평 회전형 건조장치에 있어서, 상기 수평 회전형 건조장치는 수평면을 기준으로 길이 방향이 25 ~45°의 경사각으로 밑면을 향하여 하향 경사지게 설치되며, 상기 수평 회전형 건조장치는, 내부에 과열 증기관이 길이 방향으로 형성되어 장착되는 과열 증기 리액터, 윗면에 형성되어 슬러지상 물질이 공급되는 슬러지 공급구, 밑면에 1차 건조된 슬러지상 물질이 배출되는 1차 배출구 및 최종 건조된 슬러지 케익이 배출되는 최종 슬러지케익 배출구가 형성되고, 옆면에 다공형태로 분포된 탈수공이 형성된 원통형 건조 드럼; 상기 원통형 건조 드럼을 일정 간격으로 감싸도록 형성된 외부 하우징; 상기 외부하우징과 상기 원통형 건조 드럼에 사이에 장착되며, 상기 원통형 건조 드럼이 회전되도록 상기 원통형 건조드럼의 외주면을 구동시키는 회전 구동부; 및 상기 과열 증기 리액터에 과열증기를 공급하는 과열증기 발생기; 를 포함하며, 상기 원통형 건조 드럼은, 내부에 길이 방향으로 설치된 재건조 상승관; 상기 재건조 상승관과 단말이 서로 연결되며 길이 방향의 병렬로 설치되는 재건조 하강관; 및 상기 1차 배출구에서 배출되는 1차 건조된 슬러지를 상기 재건조 상승관의 투입구로 수직으로 상승하여 이동시키는 수직 이송장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치가 제공된다.
또한, 상기 슬러지 공급구로 투입된 상기 슬러지상 물질은 상기 과열 증기 리액터에서 공급되는 열원에 의하여 건조되면서 상기 회전되는 원통형 드럼을 따라서 하향 이동되어 상기 1차 배출구로 배출된 후, 다시 상기 수직 이송장치에 의해 상기 재건조 상승관 내부로 상승 이동하게 되며, 이어지는 재건조 하강관으로 전달되어 상기 재건조 하강관 내부로 하향 이동되면서 1차 재건조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 재건조 상승관은 내부에 이송 스크루 또는 이송 컨베이어가 장착된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원통형 건조 드럼 내부에는 열을 발생시키는 복수의 적외선램프 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원통형 건조 드럼은 내부에 길이 방향으로 원통형 또는 반원통형식으로 형성된 제2 재건조 상승관, 제2 재건조 하강관 및 상기 제1차 재건조된 슬러지를 다시 상기 제2 재건조 상승관으로 투입하는 제2 수직 이송장치를 더 포함하며,
상기 수평 회전형 건조장치는 상기 제1차 재건조된 슬러지를 상기 제2 수직 이송장치를 통하여 상기 제2 재건조 상승관 및 제2 재건조 하강관을 거치는 2차 재건조 과정을 거쳐서 상기 최종 슬러지케익 배출구로 배출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외부하우징과 상기 원통형 건조 드럼에 사이에 상기 과열증기 발생기에 공급되는 원수를 가열시키기 위한 원수공급용 열재생 교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열재생 교환기는 상기 공급되는 원수가 흐르는 관을 길이 방향에 수평으로 일정 간격을 가지고 지그재그 형상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원통형 건조 드럼 내벽에 건조 과정 중에 발생된 부착물을 제거하기 위하여 길이 방향으로 설치된 스크레이퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외부 하우징의 옆면에는 상기 원통형 건조드럼의 관리가 가능하도록 복수의 관리용 개폐구가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외부 하우징의 옆면에는 상기 원통형 건조드럼을 통하여 발생되는 증기 상태의 습기를 배기시키는 배기부를 더 포함하며,
상기 배기부로 배기되는 배기가스는 상기 외부 하우징의 외부에 설치된 제습, 제취기로 보내져서 침출수로 저장되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 내부에 과열 증기관이 길이 방향으로 형성되어 장착되는 과열 증기 리액터, 윗면에 형성되어 슬러지상 물질이 공급되는 슬러지 공급구, 밑면에 형성된 1차 건조된 슬러지상 물질이 배출되는 1차 배출구 및 최종 건조된 슬러지 케익이 배출되는 최종 슬러지케익 배출구를 포함하고, 내부에 길이 방향으로 설치된 재건조 상승관, 상기 재건조 상승관과 단말이 서로 연결되며 길이 방향의 병렬로 설치되는 재건조 하강관; 상기 1차 배출구에서 배출되는 1차 건조된 슬러지를 상기 재건조 상승관의 투입구로 수직으로 상승하여 이동시키는 수직 이송장치 및 옆면에 다공형태로 분포된 탈수공을 포함하는 원통형 건조 드럼; 상기 원통형 건조 드럼을 일정 간격으로 감싸도록 형성된 외부 하우징; 상기 외부하우징과 상기 원통형 건조 드럼에 사이에 장착되며, 상기 원통형 건조 드럼이 회전되도록 상기 원통형 건조드럼의 외주면을 구동시키는 회전 구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치를 이용한 건조방법에 있어서, 상기 원통형 건조드럼(150)의 슬러지 공급구에 슬러지가 공급되는 단계; 상기 공급된 슬러지를 상기 원통형 건조드럼의 회전에 의하여 뒤섞이면서 상기 과열증기 리액터에 의한 고온으로 건조되면서 경사에 의하여 상기 1차 배출구로 이동되는 1차 슬러지 건조단계; 상기 1차 배출구로 배출된 1차 건조 슬러지를 상기 1차 재건조 상승관으로 재투입하는 1차 건조 슬러지 재투입 단계; 상기 재투입된 1차 건조 슬러지가 상기 1차 재건조 상승관을 타고 이동된 후, 상기 1차 재건조 하강관을 타고 이동하면서 1차 재건조되는 1차 재건조 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치를 이용한 건조방법이 제공된다.
또한, 상기 원통형 건조 드럼은 내부에 길이 방향으로 원통형 또는 반원통형식으로 형성된 제2 재건조 상승관, 제2 재건조 하강관 및 상기 제1차 재건조된 슬러지를 다시 상기 제2 재건조 상승관으로 투입하는 제2 수직 이송장치를 더 포함하며, 상기 1차 재건조 슬러지를 상기 2차 재건조 상승관으로 재투입하는 2차 재건조 슬러지 재투입 단계; 상기 재투입된 2차 건조 슬러지가 상기 2차 재건조 상승관을 타고 이동된 후, 상기 2차 재건조 하강관을 타고 이동하면서 2차 재건조되는 2차 재건조 단계; 및 상기 2차 재건조 단계가 완료된 슬러지 케익은 상기 2차 재건조 하강관의 단말에 에 연결된 최종 배출구로 배출되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 적외선과 과열증기의 열원과 회전식 경사드럼에 의하여 1차적으로 수분함량이 높은 슬러지를 건조시킨 다음 다시 재건조 관을 통하여 내부를 재순환하도록 하여 건조 효율을 효과적으로 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 적외선과 과열증기의 열원과 회전식 경사드럼에 의하여 1차적으로 수분함량이 높은 슬러지를 건조시킨 다음 다시 재건조 관을 통하여 내부를 재순환하도록 하는 재건조 단계를 복수 회 반복하여 원하는 수분함량으로 조절하여 건조시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 수분함량이 높은 슬러지를 효과적으로 건조시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치(100)의 외부 하우징 구조(250)를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치(100)의 정면 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치(100)의 옆면 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치(100)의 슬러지 건조 구조를 설명하기 위한 도면이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
이하 본 발명의 구현에 따른 수평 회전형 건조장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치(100)의 외부 하우징 구조(250)를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 외부 하우징(250)은 원통형 건조드럼(150)의 외측을 일정 간격을 가지며 감싸도록 원통형으로 형성된다.
외부 하우징(250)은 원통형 건조드럼(150) 외부의 보온 및 열차폐 역할과 원통형 건조드럼(150)을 회전을 유지하여 지지하는 프레임 역할을 하도록 형성된다.
외부 하우징(250)에는 원통형 건조드럼(150)을 통하여 발생되는 증기 상태의 습기를 배기시키는 배기부(230)가 형성된다.
상기 배기부(230)로 배기되는 배기가스는 상기 외부 하우징(250) 외부에 설치된 제습, 제취기(370)로 보내져서 침출수로 저장된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원통형 건조드럼(150) 내부에서 발생하는 수증기와 냄새물질은 배기부(230)를 통하여 배출되어 제습, 제취부(370)를 거침으로써 환경적 오염 및 부담이 감소시키게 된다.
또한, 상기 원통형 건조드럼(150)과 외부 하우징(250) 사이 공간에, 상기 원통형 건조드럼(150)의 외부로 발생되는 열을 회수하여 열효율을 향상시키기 위하여 과열증기 발생기(360)에 공급되는 공급수를 가열시키는 열재생 교환기(180)가 설치된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 열재생 교환기(180)는 공급되는 원수가 흐르는 관을 길이 방향에 수평으로 일정 간격을 가지고 지그재그 형상으로 배치되는 형태로 구성될 수 있다.
또는 상기 원통형 건조드럼(150)의 외측을 나선형의 코일 형상으로 배치되는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 원통형 건조드럼(150)의 일측 단부에는 상기 열재생 교환기(180)의 용수를 공급하는 인입관(311)이 형성된다.
또는 상기 열재생 교환기(180)의 인입관(311)에는 원통형 건조드럼(150)에서 사용된 과열증기관이 공급될 수도 있다.
이 경우 상기 열재생 교환기(180)는 과열증기의 복수 기능을 담당하도록 구성된다.
상기 열재생 교환기(180)에 의하여 가열된 공급수는 외부에 설치된 과열증기 발생기(360)로 공급된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전체 열효율을 높이기 위하여 과열증기 발생기(360)에 과열증기의 원수로 공급되는 공급수를 상기 원통형 건조드럼(150)과 외부 하우징(250) 사이공간에 배치된 열재생 교환기(180)를 거치도록 하여 열교환이 일어나도록 함으로써 건조 잔열을 최대한 이용하는 구조를 가진다.
외부 하우징(250)의 일측 단부 면에는 내부의 원통형 건조드럼(150)에 건조용 슬러지 물질을 공급하는 슬러지 공급구(110)가 형성되며, 외부 하우징(250)의 타측 단부 면에는 원통형 건조드럼(150)으로부터 최종 건조된 슬러지 케익이 배출되는 최종 슬러지케익 배출구(120)가 형성된다.
외부 하우징(250)의 옆면에는 내부의 원통형 건조드럼(150)의 관리가 가능하도록 관리용 개폐구(240)가 다수 형성된다.
예를 들면, 외부 하우징(250) 내부의 원통형 건조드럼(150)에 부착물이나 오염물질이 많이 부착된 경우 상기 관리용 개폐구(240)를 열어서 부착물 찌꺼기를 제거하거나, 청소를 할 수 있어서 유지관리가 용이하다.
도 2, 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치(100)의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치(100)의 정면 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치(100)의 옆면 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2, 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치(100)는 일측 단부 면에 슬러지상 물질이 공급되는 슬러지 공급구(110)가 형성되며, 타측 단부 면에 1차 건조된 슬러지상 물질이 배출되는 1차 건조 배출구(42) 및 현수형 재건조관을 통하여 최종 건조된 슬러지 케익이 배출되는 최종 슬러지케익 배출구(120)가 형성되고, 옆면에 다공형태로 분포된 탈수공(255)이 형성된 원통형 건조 드럼(150) 및 상기 원통형 건조 드럼(150)을 일정 간격으로 감싸도록 형성된 외부 하우징250)을 포함한다.
또한, 상기 외부 하우징(250)과 상기 원통형 건조 드럼(150)에 사이에 장착되며, 외부 하우징(250)의 베이스에 장착되며, 상기 원통형 건조 드럼이 회전되도록 상기 원통형 건조드럼(150)의 외주면을 구동시키는 회전 구동부(210) 및 상기 원통형 건조드럼(150)의 옆면 둘레에 형성되어 상기 회전 구동부(210)와 결합되어 회전되는 회전 피동부(220)를 포함하는 회전구동 장치에 의하여 회전된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 회전 구동부(210)는 기어, 체인 또는 벨트 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 회전 피동부(220)는 상기 원통형 건조 드럼(150)의 옆면 둘레를 따라서 톱니형 풀리밴드나, 벨트형 풀리밴드로 구성되어 회전 구동력이 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 회전 구동부(210)의 정비 및 관리를 위하여 회전구동부(210)가 위치한 외부 하우징(250) 부위에 관리용 개폐구(240)를 더 포함할 수 있다.
도 1, 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치(100)는 수평면을 기준으로 길이 방향이 25 ~45°의 경사각으로 밑면을 향하여 하향 경사지게 설치된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 경사각을 가지고 설치되는 구조에 의하여 원통형 건조드럼(150)의 내부에 투입된 슬러지는 원통형 건조드럼(150)의 회전에 의하여 하단부를 구르거나 미끄러지면서 1차 배출구(42)로 이동할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에서는, 이동시 원통 바닥 내면에 슬러지가 들러붙지 않도록 하는 탈리 및 별도 이송용 스크루 장치가 더 포함될 수 있다.
또한, 투입 슬러지의 종류에 따라 상기 경사를 25 ~45° 범위에서 조절할 수 있도록 외부 하우징(250)의 타측 단부에는 나사식으로 경사받침의 길이를 조정하여 경사각을 조절하는 경사조절장치(미 도시됨)를 더 포함할 수 있다.
또한, 외부 하우징(250)의 길이 방향의 일정 간격으로 가이드 롤러가 형성되고(215, 216), 상기 원통형 건조 드럼(150)에는 상기 가이드 롤러에 대응되는 위치에 원통형 건조 드럼(150)의 옆면 둘레를 감싸는 가이드 밴드(225, 226)기 형성되어 회전구동장치의 구동에 따라서 일정 간격을 유지하며 회전될 수 있다.
원통형 건조 드럼(150)은 내 부식성 철망이나 타공판 또는 다공형태의 탈수공이 형성된 내부식성 스테인리스 철판을 원통형으로 형성하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원통형 건조 드럼(150)은 타공홈은 슬러지가 통과되지 않고 습기만 배출이 되도록 미세한 홈(255)으로 형성된다.
또한, 원통형 건조 드럼(150)의 외측에는 길이방향으로 상기 타공홈이 막힐 경우를 대비하여 막힌 타공홈을 고압분사에 의하여 뚫어주는 고압분사기를 더 포함할 수 있다.
상기 원통형 건조드럼(150) 내부에는 과열증기관이 길이방향으로 형성된 과열증기 리액터((155)가 내벽 둘레를 따라서 배치되어 원통형 건조드럼(150)의 내부 온도를 150~200℃의 고온으로 유지시킨다.
또한, 원통형 건조드럼(150)의 내부 온도를 150~200℃의 고온으로 유지하기 위하여 상기 과열증기 리액터(155) 외에 열을 발생시키는 복수개의 적외선램프 장치(195)를 원통형 건조드럼(150)의 길이 방향으로 배치한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에서는 원통형 건조드럼(150)의 내부 온도를 고온으로 유지하기 위하여 열풍 공급장치(미도시 됨)를 더 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원통형 건조드럼(150) 내부에는 길이 방향으로 원통형 또는 반원통 형상으로 형성된 하나 이상의 재건조 상승관(31) 및 상기 재건조 상승관(31)과 일측 단말이 서로 연결되며 길이 방향의 병렬로 설치되는 재건조 하강관(32)이 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원통형 건조드럼(150)의 내부에 투입된 슬러지는 원통형 건조드럼(150)의 회전에 의하여 하단부를 구르거나 미끄러지면서 원통의 끝단까지 이동되어 원통 끝단에 형성된 1차 배출구(42)에서 수직 이송장치(50)에 의하여 1차 재건조 상승관의 투입구로 이송되어 재건조 과정을 거치게 된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원통형 건조드럼(150)이 회전하면서, 슬러지는 원통 바닥부를 통해 이동하는 과정에서 원통형 건조드럼(150)의 상부에 설치된 과열증기 리액터(155) 및 적외선램프 장치(195)에서 발생되는 열이 상부에서 이동되는 슬러지 측으로 조사되면서 건조 단계가 수행된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원통형 형상의 관으로 형성된 재건조 상승관(31) 및 재건조 하강관(32)은 그 내부에 이송 스크루가 장착이 된다.
또는 반원통 형상의 관으로 형성된 재건조 상승관(31) 및 재건조 하강관(32)은 그 내부에 버켓이 부착된 이송 컨베이어가 장착이 된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 재건조 상승관(31) 및 재건조 하강관(32)은 상기 원통형 건조드럼(150) 내에 투입되어 상기 원통형 건조드럼(150)의 내부에서 회전에 의하여 일측 단부에서 타측 단부까지 이송되어 1차 건조된 슬러지가 다시 투입되어 재건조하기 위한 이송관이다.
상기 재건조 상승관(31) 및 재건조 하강관(32)은 그 내부에 1차 건조된 슬러지를 이송시키는 이송 스크루 또는 이송 컨베이어가 내장되며, 외부로 습기가 배출될 수 있는 미세한 탈수공이 형성된 스테인리스 관으로 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원통형 건조드럼(150)에는 원통형 건조드럼(150)의 내벽에 부착물이 생기지 않도록 길이방향으로 부착물 제거장치를 더 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 원통형 건조드럼(150) 내벽 및 내부에 장착된 구성물에 부착된 먼지 등의 이물질을 제거하기 위하여 길이 방향으로 이동되는 고리모양의 양날형 부착물 제거장치(135)를 더 포함한다.
또한, 원통형 건조드럼(150) 내벽에 건조 단계 수행 중 부착된 부착물을 제거하기 위하여 길이 방향으로 고정 설치된 스크레이퍼(scraper)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 부착물 제거장치(135)는 복수개가 장착되며, 길이 방향으로 반복하여 이동되도록 제어된다.
따라서, 원통형 건조드럼(150)의 회전과 길이 방향으로 이동되는 상대 운동에 의한 마찰로 원통형 건조드럼(150) 내벽에 부착된 부착물 및 재건조관들에 부착된 부착물을 제거할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치(100)의 슬러지 건조 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치(100)를 이용한 슬러지 건조방법은, 원통형 건조드럼(150)의 일측 단부면에 형성된 슬러지 공급구(110)에서 공급된 슬러지는 원통형 건조드럼(150)의 회전에 의하여 뒤섞이면서 흔들리고 뒤집히는 과정에 과열증기 리액터(155) 및 적외선램프장치(195)에 의한 고온으로 건조되면서 경사에 의하여 원통형 건조드럼(150)의 일측 단부면에 형성된 1차 배출구(42)로 이동되는 1차 슬러지 건조단계; 가 수행된다.
다음은 상기 1차 배출구(42)로 배출된 1차 건조 슬러지를 1차 재건조 상승관(31)으로 재투입하는 1차 건조 슬러지 재투입 단계; 가 수행된다.
1차 건조 슬러지 재투입 단계에서는 1차 배출구(42)로 배출된 1차 건조 슬러지가 수직 이송장치(50)에 의하여 1차 재건조 상승관의 투입구로 이송된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직 이송장치(50)는 이송 스크루 또는 이송 컨베이어를 내부에 장착하여 1차 건조 슬러지를 수직으로 이송시킨다.
다음은, 1차 재건조 상승관(31)을 타고 이동하면서 재건조되는 1차 상승 재건조 단계; 및 1차 재건조 하강관(32)을 타고 이동하면서 1차 재건조되는 1차 하강 재건조 단계 가 수행된다.
도 4를 참조하면, 1차 건조 슬러지가 1차 재건조 상승관(31)을 타고 이동하면서 일측 단부까지 이동되면, 연결관을 타고 그 하부의 1차 재건조 하강관(32)으로 떨어져서 1차 재건조 하강관(32)의 투입구에 위치하게 되고 이송스크루 또는 이송 컨베이어에 의하여 1차 재건조 하강관(32)의 하부 1차 재건조 배출구로 배출된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 원통형 건조드럼(150)은 복수조의 재건조 상승관 및 하강관이 설치되며, 필요에 따라 1차 ~2차 재건조 단계가 반복하여 수행될 수 있다.
상기 1차 재건조 배출구로 배출된 1차 재건조가 완료된 슬러지 케익은 최종 배출구(120)로 배출되거나, 다시 수직 이송장치를 거쳐서 2차 재건조 단계를 더 수행할 수 있다.
2차 재건조 단계에서는, 다음과 같은 방법으로 건조방법이 수행된다.
1차 재건조 배출구로 배출된 1차 재건조 슬러지를 2차 재건조 상승관으로 재투입하는 2차 재건조 슬러지 재투입 단계; 가 수행된다.
2차 재건조 상승관을 타고 이동하면서 재건조되는 2차 상승 재건조 단계; 및 2차 재건조 하강관을 타고 이동하면서 2차 재건조되는 2차 하강 재건조 단계가 수행된다.
2차 하강 재건조 단계가 완료된 슬러지 케익은 2차 재건조 하강관의 단말에 형성된 2차 재건조 배출구를 거쳐서 최종 배출구(120)로 배출된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 적외선과 과열증기의 열원과 회전식 경사드럼에 의하여 1차적으로 수분함량이 높은 슬러지를 건조시킨 다음 다시 재건조 관을 통하여 내부를 재순환하도록 하여 건조 효율을 효과적으로 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 적외선과 과열증기의 열원과 회전식 경사드럼에 의하여 1차적으로 수분함량이 높은 슬러지를 건조시킨 다음 다시 재건조 관을 통하여 내부를 재순환하도록 하는 재건조 단계를 복수 회 반복하여 원하는 수분함량으로 조절하여 건조시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 수분함량이 높은 슬러지를 효과적으로 건조시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 회전형 건조장치는 가축 분뇨 슬러지, 일반 하수 슬러지 및 산업용 폐기 슬러지 등의 처리에 적용될 수 있다.
31: 재건조 상승관
32: 재건조 하강관
42:1차 배출구
50: 수직이송장치
100: 수평 회전형 건조장치
110: 슬러지 공급구
120: 최종 슬러지케익 배출구
135: 부착물 제거장치
150: 원통형 건조드럼
155: 과열증기 리액터
180: 열재생 교환기
195: 적외선램프 장치
203: 배기부
210: 회전구동부
220: 회전 피동부
240: 관리용 개폐구
250: 외부 하우징

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 슬러지상 물질을 건조하는 수평 회전형 건조장치에 있어서,
    상기 수평 회전형 건조장치는 수평면을 기준으로 길이 방향이 25 ~45°의 경사각으로 밑면을 향하여 하향 경사지게 설치되며,
    상기 수평 회전형 건조장치는,
    내부에 과열 증기관이 길이 방향으로 형성되어 장착되는 과열 증기 리액터, 윗면에 형성되어 슬러지상 물질이 공급되는 슬러지 공급구, 밑면에 1차 건조된 슬러지상 물질이 배출되는 1차 배출구 및 최종 건조된 슬러지 케익이 배출되는 최종 슬러지케익 배출구가 형성되고, 옆면에 다공형태로 분포된 탈수공이 형성된 원통형 건조 드럼;
    상기 원통형 건조 드럼을 일정 간격으로 감싸도록 형성된 외부 하우징;
    상기 외부하우징과 상기 원통형 건조 드럼에 사이에 장착되며, 상기 원통형 건조 드럼이 회전되도록 상기 원통형 건조드럼의 외주면을 구동시키는 회전 구동부; 및
    상기 과열 증기 리액터에 과열증기를 공급하는 과열증기 발생기; 를 포함하며,
    상기 원통형 건조 드럼은,
    내부에 길이 방향으로 설치된 재건조 상승관;
    상기 재건조 상승관과 단말이 서로 연결되며 길이 방향의 병렬로 설치되는 재건조 하강관; 및
    상기 1차 배출구에서 배출되는 1차 건조된 슬러지를 상기 재건조 상승관의 투입구로 수직으로 상승하여 이동시키는 수직 이송장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하되,
    상기 슬러지 공급구로 투입된 상기 슬러지상 물질은 상기 과열 증기 리액터에서 공급되는 열원에 의하여 건조되면서 상기 회전되는 원통형 드럼을 따라서 하향 이동되어 상기 1차 배출구로 배출된 후, 다시 상기 수직 이송장치에 의해 상기 재건조 상승관 내부로 상승 이동하게 되며, 이어지는 재건조 하강관으로 전달되어 상기 재건조 하강관 내부로 하향 이동되면서 1차 재건조되는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 재건조 상승관은 내부에 이송 스크루 또는 이송 컨베이어가 장착된 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 원통형 건조 드럼 내부에는 열을 발생시키는 복수의 적외선램프 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 원통형 건조 드럼은 내부에 길이 방향으로 원통형 또는 반원통형식으로 형성된 제2 재건조 상승관, 제2 재건조 하강관 및 상기 1차 재건조된 슬러지를 다시 상기 제2 재건조 상승관으로 투입하는 제2 수직 이송장치를 더 포함하며,
    상기 수평 회전형 건조장치는 상기 1차 재건조된 슬러지를 상기 제2 수직 이송장치를 통하여 상기 제2 재건조 상승관 및 제2 재건조 하강관을 거치는 2차 재건조 과정을 거쳐서 상기 최종 슬러지케익 배출구로 배출하는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 외부하우징과 상기 원통형 건조 드럼에 사이에 상기 과열증기 발생기에 공급되는 원수를 가열시키기 위한 원수공급용 열재생 교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열재생 교환기는 상기 공급되는 원수가 흐르는 관을 길이 방향에 수평으로 일정 간격을 가지고 지그재그 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 원통형 건조 드럼 내벽에 건조 과정 중에 발생된 부착물을 제거하기 위하여 길이 방향으로 설치된 스크레이퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 외부 하우징의 옆면에는 상기 원통형 건조드럼의 관리가 가능하도록 복수의 관리용 개폐구가 형성된 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 외부 하우징의 옆면에는 상기 원통형 건조드럼을 통하여 발생되는 증기 상태의 습기를 배기시키는 배기부를 더 포함하며,
    상기 배기부로 배기되는 배기가스는 상기 외부 하우징의 외부에 설치된 제습, 제취기로 보내져서 침출수로 저장되는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치.
  11. 삭제
  12. 내부에 과열 증기관이 길이 방향으로 형성되어 장착되는 과열 증기 리액터, 윗면에 형성되어 슬러지상 물질이 공급되는 슬러지 공급구, 밑면에 형성된 1차 건조된 슬러지상 물질이 배출되는 1차 배출구 및 최종 건조된 슬러지 케익이 배출되는 최종 슬러지케익 배출구를 포함하고, 내부에 길이 방향으로 설치된 재건조 상승관, 상기 재건조 상승관과 단말이 서로 연결되며 길이 방향의 병렬로 설치되는 재건조 하강관; 상기 1차 배출구에서 배출되는 1차 건조된 슬러지를 상기 재건조 상승관의 투입구로 수직으로 상승하여 이동시키는 수직 이송장치 및 옆면에 다공형태로 분포된 탈수공을 포함하는 원통형 건조 드럼;
    상기 원통형 건조 드럼을 일정 간격으로 감싸도록 형성된 외부 하우징;
    상기 외부하우징과 상기 원통형 건조 드럼에 사이에 장착되며, 상기 원통형 건조 드럼이 회전되도록 상기 원통형 건조드럼의 외주면을 구동시키는 회전 구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치를 이용한 건조방법에 있어서,
    상기 원통형 건조드럼의 슬러지 공급구에 슬러지가 공급되는 단계;
    상기 공급된 슬러지를 상기 원통형 건조드럼의 회전에 의하여 뒤섞이면서 상기 과열증기 리액터에 의한 고온으로 건조되면서 경사에 의하여 상기 1차 배출구로 이동되는 1차 슬러지 건조단계;
    상기 1차 배출구로 배출된 1차 건조 슬러지를 1차 재건조 상승관으로 재투입하는 1차 건조 슬러지 재투입 단계;
    상기 재투입된 1차 건조 슬러지가 상기 1차 재건조 상승관을 타고 이동된 후, 1차 재건조 하강관을 타고 이동하면서 1차 재건조되는 1차 재건조 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하되,
    상기 원통형 건조 드럼은 내부에 길이 방향으로 원통형 또는 반원통형식으로 형성된 제2 재건조 상승관, 제2 재건조 하강관 및 상기 1차 재건조된 슬러지를 다시 상기 제2 재건조 상승관으로 투입하는 제2 수직 이송장치를 더 포함하며,
    상기 1차 재건조 슬러지를 상기 제2 재건조 상승관으로 재투입하는 2차 재건조 슬러지 재투입 단계;
    상기 재투입된 2차 건조 슬러지가 상기 제2 재건조 상승관을 타고 이동된 후, 상기 제2 재건조 하강관을 타고 이동하면서 2차 재건조되는 2차 재건조 단계; 및
    상기 2차 재건조 단계가 완료된 슬러지 케익은 상기 제2 재건조 하강관의 단말에 연결된 최종 배출구로 배출되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 회전형 건조장치를 이용한 건조방법.

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