KR102009777B1 - 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템 및 처리 방법 - Google Patents

에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템 및 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건조 장치 기술분야에 속하며, 유동상 건조기를 포함하는 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템을 개시하고, 유동상 건조기 내에는 다단식 컨베이어 벨트 및 균일 분포판이 설치되어 있어 유동상 내에 재료가 축적되는 것을 방지함으로써 처리 중에 재료가 유동 상태에 있도록 하며, 다단식 마이크로파를 가열 열원으로 사용하기에 마이크로파 열에너지가 축적되는 것을 효과적으로 방지하고 건조 효과를 향상시킬 수 있고, 본 발명은 폐기 가스, 마그네트론 및 재료 내의 열에너지를 재활용하므로 에너지 낭비를 최소화할 수 있으며, 재료가 유동상 건조기를 통해 건조된 후 생성된 폐기 가스는 응축된 후 폐수 처리 탱크에 들어가 배출되므로, 건조 시 생성되는 유기 휘발물 함유 폐기 가스를 처리할 수 있어, 종래기술에서 유동상 건조 시 환경에 초래하는 폐기 가스 오염 등의 문제를 해결할 수 있다. 본 발명은 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템의 처리 방법도 동시에 제공한다.

Description

에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템 및 처리 방법
본 발명은 건조 장치 분야에 속하며, 구체적으로는 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템 및 처리 방법에 관한 것이다.
유동상 건조 장비는 현재 건조 곡류, 공예 작물 및 갈탄에 자주 사용되고 있다. 마이크로파 가열 기술은 일반적인 건조의 가열 방식과 다르기 때문에, 마이크로파 유동상을 이용해 건조하는 과정에서는 항상 수분이 다른 물질보다 우선적으로 마이크로파에 의해 가열된다. 이는 물 분자가 전형적인 극성 분자이므로 유전 손실 인수가 일반 재료보다 훨씬 높기 때문이다. 물질 내 기타 성분의 유전 상수는 물 분자의 유전 상수보다 훨씬 작기 때문에 마이크로파 흡수 기능이 물 분자에 비해 약하며, 물 분자는 마이크로파 에너지를 대량으로 흡수해 잠열로 전환될 수 있다. 이러한 독특한 가열 원리로 인해 재료가 전체적으로 가열되지 않고 우선 물을 선택적으로 가열함으로써, 탈수 효율을 높이고 건조 효과를 개선한다.
CN201410261215.9는 다단식 분포판의 경사각을 조정해 재료가 유동상 건조 반응기 내에서 체류하는 시간을 제어하는 마이크로파 다단식 유동상 건조 장치 및 건조 방법을 개시했다. 상기 장치 및 방법은 수분 함량이 서로 다른 물질을 건조하는 데 적합하고, 다단식 분포판 입구 부분의 마이크로파 건조 효율을 변경함으로써 마이크로파 에너지를 최대로 이용할 수 있다. 본 발명의 단점은 이렇다. 경사진 격판을 이용해 재료를 차단함으로써 재료의 속도를 조절할 수 있으나, 이러한 재료는 쉽게 축적되어 조정하기가 어렵기 때문에 재료 건조 효과가 뛰어나지 않으며, 마이크로파 건조 시 출력이 크고 사용된 마그네트론에 의해 생성된 열이 직접 공기 중으로 발산되므로, 대량의 에너지를 낭비하게 된다.
CN201410274838.X는 다공성 매체 내의 입자, 시트 또는 스트립형 재료(예: 담배)의 마이크로파 유동상의 열풍을 공동으로 건조하는 데 적합한 마이크로파 유동상 열풍 공동 건조 실험 장치를 개시했다. 건조 과정에서 마이크로파 에너지는 고속의 분자 진동으로 극성 분자를 자극해, 끊임없이 방향을 바꾸어 비열 효과를 일으키고 건조 과정을 가속화할 수 있어, 유효성분이 대부분 배당체, 터르핀 락톤 및 휘발성 오일인 재료(예: 담배)에 대해 우수한 보호 작용을 함으로써 건조 재료의 품질을 보증한다. 그러나, 본 발명은 담배와 같은 물질을 건조할 때 건조 후 생성된 폐기 가스가 직접 외부로 배출된다는 단점이 있다. 담배는 니코틴 등 유해 물질을 대량으로 함유하고 있으며, 배출된 가스는 환경에 2차 오염을 초래할 뿐만 아니라 인체에도 해를 입힐 수 있다.
따라서, 이상의 문제점을 해결하기 위해 건조 효과가 우수하며 에너지 절약 및 환경보호를 구현할 수 있는 마이크로파 유동상 건조 시스템이 시급하다.
본 발명의 목적은 재료를 빠른 속도로 보다 안전하게 건조할 수 있으며, 에너지를 재활용함으로써 자원 낭비를 줄일 수 있고, 폐기 가스 내의 유기 휘발물로 인한 환경오염을 방지할 수 있는 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 유동상 건조 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명은 상기 시스템의 처리 방법도 동시에 제공한다.
본 발명에 따른 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템은 유동상 건조기를 포함하며, 유동상 건조기 상측에는 재료 공급구가 설치되어 있고, 하측에는 재료 배출구가 설치되어 있고, 유동상 건조기의 꼭대기부에는 가스 배출구가 설치되어 있으며, 상기 가스 배출구는 사이클론 분리기의 가스 진입구에 연결되고, 유동상 건조기 내부의 재료 배출구와 재료 공급구 사이에는 S형으로 재료를 운송하는 다단식 컨베이어 벨트가 설치되어 있고, 상기 다단식 컨베이어 벨트의 각 단 재료 공급구 하측의 유동상 건조기 측벽 상에는 마이크로파 발생기1이 설치되어 있으며, 사이클론 분리기의 가스 배출구는 열교환 응축기의 입구에 연결되고, 열교환 응축기의 내부에는 열교환 코일1이 설치되어 있으며, 상기 열교환 코일1의 흡기구1은 열교환 응축기의 외부에 연결되고, 열교환 코일의 타단은 부압 송풍기1의 흡기구에 연결되고, 부압 송풍기1의 가스 배출구는 유동상 건조기의 내부에 연통되며, 열교환 응축기의 출구는 폐수 처리 탱크의 물 주입구에 연결되고, 폐수 처리 탱크 상측에는 마이크로파 발생기2가 설치되어 있고, 폐수 처리 탱크의 물 주입구 일단의 상측에는 과산화수소수 첨가 홈이 설치되어 있으며, 폐수 처리 탱크 내부의 상하 양 벽 상에는 엇갈리게 분포된 차단판이 설치되어 있고, 폐수 처리 탱크의 바닥부에는 오존 분배 파이프가 설치되어 있으며, 오존 분배 파이프의 하단은 폐수 처리 탱크 외부에 설치된 오존 가스원에 연결된다.
상기 유동상 건조기의 재료 공급구 상측에는 재료 공급 호퍼가 설치되어 있고, 상기 재료 공급 호퍼 내에는 엇갈리게 분포된 저지판이 설치되어 있다. 상기 저지판은 재료 공급 속도를 낮추고, 열기가 재료 공급구로부터 빠져나가는 것을 방지한다.
유동상 건조기의 재료 공급구 하측에는 스토퍼 경사판이 설치되어 있으며, 스토퍼 경사판 상부는 재료 공급구 외측의 유동상 건조 내벽 상에 고정되고, 스토퍼 경사판 하부는 다단식 컨베이어 벨트의 상측에 설치되어 재료가 직접 떨어져 흩어지는 것을 방지하고; 유동상 건조기 꼭대기부에는 조절 가능한 복수의 균일 분포판이 설치되어 있어, 재료의 두께를 조절해 보다 균일하게 건조시킬 수 있다.
상기 마이크로파 발생기1은 다단식 컨베이어 벨트의 각 단 재료 공급구 하측의 유동상 건조기 측벽 상에 설치된 마이크로파 파이프1를 포함하며, 마이크로파 파이프1은 마그네트론1에 연결되고, 상기 마그네트론1은 마이크로파 전원에 연결되며, 상기 마그네트론1의 하측은 부압 송풍기2에 연결되고, 상기 부압 송풍기2의 송풍구는 재료 공급 호퍼 내에 연결된다. 마이크로파 발생기에서 생성된 열에너지를 재활용함으로써 에너지 낭비를 줄인다.
상기 유동상 건조기의 재료 배출구는 재료 전송 파이프를 통해 재료 저장 탱크의 상부에 연결되며, 사이클론 분리기의 출구는 재료 저장 탱크의 상부에 연결되고, 재료 저장 탱크의 내부에는 열교환 코일2가 설치되어 있고, 열교환 코일2의 가스 진입구2는 재료 저장 탱크로 연장되며, 열교환 코일2의 타단과 부압 송풍기1의 흡기구는 서로 연결되고, 재료 저장 탱크의 하부에는 재료 배출구가 설치되어 있다. 또한 폐기 가스의 열에너지를 직접 재활용한다.
상기 마이크로파 발생기는 폐수 처리 탱크 꼭대기부에 설치된 마이크로파 파이프2를 포함하며, 상기 마이크로파 파이프2는 마그네트론2에 연결되고, 상기 마그네트론2는 마이크로파 전원에 연결되고, 마그네트론2의 일측은 파이프를 통해 부압 송풍기1의 흡기구와 연결되며, 마이크로파 발생기에 의해 생성된 열에너지를 재활용함으로써 에너지 낭비를 줄이고; 폐수 처리 탱크 하부에는 배출 파이프가 설치되어 있다.
상기 열교환 응축기의 입구 하측에는 두 개 이상의 깔대기형 배플이 설치되어 있고, 깔대기형 배플의 가스 배출구는 엇갈리게 분포되어 있다. 폐기 가스의 출입 속도를 낮춰 열교환 시간을 증가시킴으로써 보다 철저하게 열에너지를 회수한다.
상기 마이크로파 건조기의 꼭대기벽 상에는 균일 분포판을 상하로 이동하는 관통홀이 설치되어 있으며, 균일 분포판 일측에는 랙(rack)이 설치되어 있고, 관통홀의 일측에는 랙과 맞물리는 기어가 설치되어 있고, 상기 기어는 회전축을 통해 마이크로파 건조기의 꼭대기벽 상에 연결되며, 회전축 일단에는 조절 손잡이가 설치되어 있고, 유동상 건조기의 상부 옆측에는 재료의 두께를 관찰하기 위한 창이 설치되어 있다. 이로써, 재료의 두께를 보다 편리하게 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템의 처리 방법은,
수분 함량이 30 내지 60%인 재료를 재료 공급 호퍼로 전송하면, 재료가 저지판을 거쳐 유동상 건조기로 들어가고, 마그네트론1을 가동한 후 마이크로파를 이용해 건조 열원을 제공하고, 마이크로파 전력은 5 내지 10kW로 제어하며, 유동상 건조기 내의 가열 온도는 120 내지 160℃로 제어하는 단계 1;
다단식 컨베이어 벨트를 가동하고 각 단의 전동 속도를 0.2 내지 0.5m/s로 제어하며, 부압 송풍기2를 가동한 후 재료를 예열하는 재료 공급 호퍼로 바람을 유도하고, 풍속은 0.5 내지 0.8m/s로 제어하고, 부압 송풍기1은 유동상 건조기에 풍원을 제공하고, 공기가 진입하는 풍속을 0.8 내지 1.5m/s, 온도는 40 내지 60℃로 제어하고, 창을 관찰해 각 단계 컨베이어 벨트의 재료 두께를 8 내지 12mm로 조정하고, 재료가 건조된 후의 수분 함량은 10 내지 15%가 되도록 제어하면, 건조된 후 재료가 재료 전송 파이프를 통해 재료 저장 탱크로 들어가는 단계 2;
유동상 건조기 내에서 생성된 고온 고습 가스가 사이클론 분리기에서 기체와 고체로 분리되며, 분리된 분말은 재료 저장 탱크로 들어가고, 분리된 가스는 열교환 응축기로 들어가 열교환 코일1을 거쳐 응축된 후 액체 형상으로 폐수 처리 탱크로 들어가고, 과산화수소수 첨가 홈을 통해 과산화수소수의 농도를 30 내지 50%로 조정하고, 오존 가스원의 흡기 농도는 0 내지 30mg/L로 조정하며, 마그네트론2를 가동해 폐수 처리 탱크 내의 폐수를 마이크로파 가열 처리하면, 처리 후 폐수가 배출 파이프를 통해 배출되는 단계 3;
재료 저장 탱크 내에서 열교환 코일2를 통해 열교환한 열, 열교환 응축기 내에서 열교환 코일1을 통해 열교환한 열, 마그네트론2에서 발산된 열이 모두 부압 송풍기1을 통해 유동상 건조기 내로 들어가 열풍원을 제공함으로써 에너지 재활용을 구현하는 단계 4를 포함한다.
상기 단계 3에서 폐수가 폐수 처리 탱크에서 유동하는 시간은 3 내지 5분이다.
본 발명은 종래기술에 비해 다음과 같은 유익한 효과가 있다.
(1) 본 발명은 다단식 컨베이어 벨트 및 균일 분포판을 이용해 유동상 내의 재료가 축적되는 것을 방지함으로써 처리 중에 재료가 유동 상태에 있도록 하므로, 마이크로파 열에너지가 축적되는 것을 효과적으로 방지하고 건조 효과를 향상시킬 수 있다.
(2) 본 발명은 폐기 가스, 마그네트론 및 재료 내의 열에너지를 재활용하므로, 에너지 낭비를 최소화 할 수 있다.
(3) 본 발명은 건조 시 발생하는 유기 휘발물 함유 폐기 가스를 처리할 수 있어, 종래기술에서 유동상 건조 시 환경에 초래하는 폐기 가스 오염 등의 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 구조 설명도이다.
이하 실시예를 조합해 본 발명에 대해 한층 더 설명한다.
실시예 1
도 1에 도시된 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템은 유동상 건조기(1)를 포함하며, 유동상 건조기(1) 상측에는 재료 공급구가 설치되어 있고, 하측에는 재료 배출구가 설치되어 있고, 유동상 건조기(1)의 꼭대기부에는 가스 배출구(7)가 설치되어 있으며, 가스 배출구(7)는 사이클론 분리기(9)의 가스 진입구에 연결되고, 유동상 건조기(1) 내부의 재료 배출구와 재료 공급구 사이에는 S형으로 재료를 운송하는 다단식 컨베이어 벨트(6)가 설치되어 있고, 다단식 컨베이어 벨트(6)의 각 단 재료 공급구 하측의 유동상 건조기(1) 측벽 상에는 마이크로파 발생기1이 설치되어 있으며, 사이클론 분리기(9)의 가스 배출구는 열교환 응축기(11)의 입구에 연결되고, 열교환 응축기(11)의 내부에는 열교환 코일1(22)이 설치되어 있으며, 열교환 코일1(22)의 흡기구1(21)은 열교환 응축기(11)의 외부에 연결되고, 열교환 코일의 타단은 부압 송풍기1(23)의 흡기구에 연결되고, 부압 송풍기1(23)의 가스 배출구는 유동상 건조기(1)의 내부에 연통되며, 열교환 응축기(11)의 출구는 폐수 처리 탱크(15)의 물 주입구(24)에 연결되고, 폐수 처리 탱크(15) 상측에는 마이크로파 발생기2가 설치되어 있고, 폐수 처리 탱크(15)의 물 주입구(24) 일단의 상측에는 과산화수소수 첨가 홈(20)이 설치되어 있으며, 폐수 처리 탱크(15) 내부의 상하 양 벽 상에는 엇갈리게 분포된 차단판(16)이 설치되어 있고, 폐수 처리 탱크(15)의 바닥부에는 오존 분배 파이프(18)가 설치되어 있으며, 오존 분배 파이프(18)의 하단은 폐수 처리 탱크(15) 외부에 설치된 오존 가스원(19)에 연결된다.
상기 유동상 건조기(1)의 재료 공급구 상측에는 재료 공급 호퍼(3)가 설치되어 있고, 재료 공급 호퍼(3) 내에는 엇갈리게 분포된 저지판(4)이 설치되어 있다.
유동상 건조기(1)의 재료 공급구 하측에는 스토퍼 경사판(2)이 설치되어 있으며, 스토퍼 경사판(2) 상부는 재료 공급구 외측의 유동상 건조 내벽 상에 고정되고, 스토퍼 경사판(2) 하부는 다단식 컨베이어 벨트(6)의 상측에 설치되고, 유동상 건조기(1) 꼭대기부에는 조절 가능한 복수의 균일 분포판(5)이 설치되어 있다.
상기 마이크로파 발생기1은 다단식 컨베이어 벨트(6)의 각 단 재료 공급구 하측의 유동상 건조기(1) 측벽 상에 설치된 마이크로파 파이프1(32)을 포함하며, 마이크로파 파이프1(32)은 마그네트론1(31)에 연결되고, 마그네트론1(31)은 마이크로파 전원(12)에 연결되며, 마그네트론1(31)의 하측은 부압 송풍기2(30)에 연결되고, 부압 송풍기2(30)의 송풍구는 재료 공급 호퍼(3) 내에 연결된다.
상기 유동상 건조기(1)의 재료 배출구는 재료 전송 파이프(29)를 통해 재료 저장 탱크(27)의 상부에 연결되며, 사이클론 분리기(9)의 출구는 재료 저장 탱크(27)의 상부에 연결되고, 재료 저장 탱크(27)의 내부에는 열교환 코일2(25)가 설치되어 있다. 열교환 코일2(25)의 가스 진입구2(28)는 재료 저장 탱크(27)로 연장되며, 열교환 코일2(25)의 타단과 부압 송풍기1(23)의 흡기구는 서로 연결되고, 재료 저장 탱크(27)의 하부에는 재료 배출 파이프(26)가 설치되어 있다.
상기 마이크로파 발생기는 폐수 처리 탱크(15) 꼭대기부에 설치된 마이크로파 파이프2(14)를 포함하며, 마이크로파 파이프2(14)는 마그네트론2(13)에 연결되고, 마그네트론2(13)는 마이크로파 전원(12)에 연결되고, 마그네트론2(13)의 일측은 파이프를 통해 부압 송풍기1(23)의 흡기구와 연결되며, 폐수 처리 탱크(15) 하부에는 배출 파이프(17)가 설치되어 있다.
상기 열교환 응축기(11)의 입구 하측에는 두 개 이상의 깔대기형 배플(10)이 설치되어 있고, 깔대기형 배플(10)의 가스 배출구는 엇갈리게 분포되어 있다.
상기 유동상 건조기(1)의 꼭대기벽 상에는 균일 분포판(5)을 상하로 이동하는 관통홀이 설치되어 있으며, 균일 분포판(5) 일측에는 랙이 설치되어 있고, 관통홀의 일측에는 랙과 맞물리는 기어가 설치되어 있고, 기어는 회전축을 통해 마이크로파 건조기의 꼭대기벽 상에 연결되며, 회전축 일단에는 조절 손잡이가 설치되어 있고, 유동상 건조기(1)의 상부 옆측에는 재료의 두께를 관찰하기 위한 창(8)이 설치되어 있다.
실시예 2 내지 4는 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템의 처리 방법이다.
실시예 2
수분 함량이 30%인 마늘을 재료 공급 호퍼(3)로 전송하면 재료가 저지판(4)을 거쳐 유동상 건조기(1)로 들어간다. 마그네트론1(31)을 가동한 후 마이크로파를 이용해 건조 열원을 제공하고, 마이크로파 전력을 5kW로 제어하며, 유동상 건조기(1) 내의 가열 온도를 120℃로 제어하고; 다단식 컨베이어 벨트(6)를 가동하고 각 단의 전동 속도를 0.2m/s로 제어하며, 부압 송풍기2(30)를 가동한 후 재료를 예열하는 재료 공급 호퍼(3)로 바람을 유도하고, 풍속은 0.5m/s로 제어하고, 부압 송풍기1(23)은 유동상 건조기(1)에 풍원을 제공하고, 공기가 진입하는 풍속을 0.8m/s, 온도는 40℃로 제어하고, 창(8)을 관찰해 각 단 컨베이어 벨트의 재료 두께를 12mm로 조정하고, 재료가 건조된 후의 수분 함량은 12%가 되도록 제어하면, 건조된 후 재료는 재료 전송 파이프(29)를 통해 재료 저장 탱크(27)로 들어가고; 유동상 건조기(1) 내에서 생성된 고온 고습 가스가 사이클론 분리기(9)에서 기체와 고체로 분리되며, 분리된 분말은 재료 저장 탱크(27)로 들어가고, 분리된 가스는 열교환 응축기(11)로 들어가 열교환 코일1(22)을 거쳐 응축된 후 액체 형상으로 폐수 처리 탱크(15)로 들어가고, 과산화수소수 첨가 홈(20)을 통해 과산화수소수의 농도를 40%로 조정하고, 오존 가스원(19)의 흡기 농도는 15mg/L로 조절하며, 폐수가 폐수 처리 탱크(15)에서 유동하는 시간은 4분으로 조절하고; 마그네트론2(13)를 가동해 폐수 처리 탱크(15) 내의 폐수를 마이크로파 가열 처리하고, 처리 후 폐수는 배출 파이프(17)를 통해 배출하고; 재료 저장 탱크(27) 내에서 열교환 코일2(25)를 통해 열교환한 열, 열교환 응축기(11) 내에서 열교환 코일1(22)을 통해 열교환한 열, 마그네트론2(13)에서 발산된 열은 모두 부압 송풍기1(23)을 통해 유동상 건조기(1) 내로 들어가 열풍원을 제공함으로써 에너지 재활용을 구현한다.
본 실시예에서 생성된 폐기 가스가 응축된 후 폐수 처리 탱크(15)를 거쳐 처리되기 전후의 수질 지표를 측정한 데이터는 표 1과 같다.
Figure 112018037476695-pct00001
실시예 3
수분 함량이 60%인 소맥을 재료 공급 호퍼(3)로 전송하면 재료가 저지판(4)을 거쳐 유동상 건조기(1)로 들어간다. 마그네트론1(31)을 가동한 후 마이크로파를 이용해 건조 열원을 제공하고, 마이크로파 전력을 10kW로 제어하며, 유동상 건조기(1) 내의 가열 온도를 160℃로 제어한다. 다단식 컨베이어 벨트(6)를 가동하고 각 단의 전동 속도를 0.2m/s로 제어하며, 부압 송풍기2(30)를 가동한 후 재료를 예열하는 재료 공급 호퍼(3)로 바람을 유도하고, 풍속은 0.8m/s로 제어한다. 부압 송풍기1(23)은 유동상 건조기(1)에 풍원을 제공하고, 공기가 진입하는 풍속을 1.5m/s, 온도는 60℃로 제어한다. 창(8)을 관찰해 각 단 컨베이어 벨트의 재료 두께를 8mm로 조정하고, 재료가 건조된 후의 수분 함량은 10%가 되도록 제어하면, 건조된 후 재료는 재료 전송 파이프(29)를 통해 재료 저장 탱크(27)로 들어간다. 유동상 건조기(1) 내에서 생성된 고온 고습 가스가 사이클론 분리기(9)에서 기체와 고체로 분리되며, 분리된 분말은 재료 저장 탱크(27)로 들어가고, 분리된 가스는 열교환 응축기(11)로 들어가 열교환 코일1(22)을 거쳐 응축된 후 액체 형상으로 폐수 처리 탱크(15)로 들어간다. 소맥은 곡류 작물에 속하므로 건조된 폐수에 함유된 유기 성분이 작아 오존 가스원(19)이 차단될 수 있기에, 과산화수소수 첨가 홈(20)을 통해 과산화수소수의 농도를 30%로 조절하고, 폐수가 폐수 처리 탱크(15)에서 유동하는 시간은 3분으로 조절한다. 마그네트론2(13)를 가동해 폐수 처리 탱크(15) 내의 폐수를 마이크로파 가열 처리 하고, 처리 후 폐수는 배출 파이프(17)를 통해 배출한다. 재료 저장 탱크(27) 내에서 열교환 코일2(25)를 통해 열교환한 열, 열교환 응축기(11) 내에서 열교환 코일1(22)을 통해 열교환한 열, 마그네트론2(13)에서 발산된 열은 모두 부압 송풍기1(23)을 통해 유동상 건조기(1) 내로 들어가 열풍원을 제공함으로써 에너지 재활용을 구현한다.
본 실시예에서는 곡류 작물인 소맥을 건조 재료로 사용했다. 물론, 콩, 옥수수와 같은 다른 곡류 작물을 건조할 때에도 각 단계의 매개 변수만 서로 다를 뿐, 본 실시예의 공정 단계를 따라야 한다. 곡류 작물의 건조 과정에서 배출되는 유기 휘발성 성분은 비교적 적어, 후속 절차에서는 폐수 처리가 필요하지 않다.
실시예 4
수분 함량이 35%인 갈탄 입자를 재료 공급 호퍼(3)로 전송하면 재료가 저지판(4)을 거쳐 유동상 건조기(1)로 들어간다. 마그네트론1(31)을 가동한 후 마이크로파를 이용해 건조 열원을 제공하고, 마이크로파 전력을 8kW로 제어하며, 유동상 건조기(1) 내의 가열 온도를 130℃로 제어한다. 다단식 컨베이어 벨트(6)를 가동하고 각 단의 전동 속도를 0.3m/s로 제어하며, 부압 송풍기2(30)를 가동한 후 재료를 예열하는 재료 공급 호퍼(3)로 바람을 유도하고, 풍속은 0.6m/s로 제어한다. 부압 송풍기1(23)은 유동상 건조기(1)에 풍원을 제공하고, 공기가 진입하는 풍속을 1.3m/s, 온도는 50℃로 제어한다. 창(8)을 관찰해 각 단 컨베이어 벨트의 재료 두께를 10mm로 조정하고, 재료가 건조된 후의 수분 함량은 15%가 되도록 제어하면, 건조된 후 재료는 재료 전송 파이프(29)를 통해 재료 저장 탱크(27)로 들어간다. 유동상 건조기(1) 내에서 생성된 고온 고습 가스가 사이클론 분리기(9)에서 기체와 고체로 분리되며, 분리된 분말은 재료 저장 탱크(27)로 들어가고, 분리된 가스는 열교환 응축기(11)로 들어가 열교환 코일1(22)을 거쳐 응축된 후 액체 형상으로 폐수 처리 탱크(15)로 들어간다. 과산화수소수 첨가 홈(20)을 통해 과산화수소수의 농도를 50%로 조정하고, 오존 가스원(19)의 흡기 농도는 30mg/L로 조절하며, 폐수가 폐수 처리 탱크(15)에서 유동하는 시간은 5분으로 조절한다. 마그네트론2(13)를 가동해 폐수 처리 탱크(15) 내의 폐수를 마이크로파 가열 처리하고, 처리 후 폐수는 배출 파이프(17)를 통해 배출한다. 재료 저장 탱크(27) 내에서 열교환 코일2(25)를 통해 열교환한 열, 열교환 응축기(11) 내에서 열교환 코일1(22)을 통해 열교환한 열, 마그네트론2(13)에서 발산된 열은 모두 부압 송풍기1(23)을 통해 유동상 건조기(1) 내로 들어가 열풍원을 제공함으로써 에너지 재활용을 구현한다.
본 실시예에서, 생성된 폐기 가스가 응축된 후 폐수 처리 탱크(15)를 거쳐 처리되기 전후의 수질 지표를 측정한 데이터는 표 2와 같다.
Figure 112018037476695-pct00002
1: 유동상 건조기, 2: 스토퍼 경사판, 3: 공급 호퍼, 4: 저지판, 5: 균일 분포판, 6: 다단 컨베이어 벨트, 7: 가스 배출구, 8: 창, 9: 사이클론 분리기, 10: 깔대기형 배플, 11: 열교환 응축기, 12: 마이크로파 전원, 13: 마그네트론2, 14: 마이크로파 파이프2, 15: 폐수 처리 탱크, 16: 차단판, 17: 배출 파이프, 18: 오존 분배 파이프, 19: 오존 가스원, 20: 과산화수소수 첨가 홈, 21: 흡기구1, 22: 열교환 코일1, 23: 부압 송풍기1, 24: 물 주입구, 25: 열교환 코일2, 26: 재료배출 파이프, 27: 재료저장 탱크, 28: 흡기구2, 29: 재료 전송 파이프, 30: 부압 송풍기2, 31: 마그네트론1, 32: 마이크로파 파이프1

Claims (10)

  1. 유동상 건조기(1)를 포함하며, 유동상 건조기(1) 상측에는 재료 공급구가 설치되어 있고, 하측에는 재료 배출구가 설치되어 있고, 유동상 건조기(1)의 꼭대기부에는 가스 배출구(7)가 설치되어 있으며, 상기 가스 배출구(7)는 사이클론 분리기(9)의 가스 진입구에 연결되고, 유동상 건조기(1) 내부의 재료 배출구와 재료 공급구 사이에는 S형으로 재료를 운송하는 다단식 컨베이어 벨트(6)가 설치되어 있고, 상기 다단식 컨베이어 벨트(6)의 각 단 재료 공급구 하측의 유동상 건조기(1) 측벽 상에는 마이크로파 발생기1이 설치되어 있으며, 사이클론 분리기(9)의 가스 배출구는 열교환 응축기(11)의 입구에 연결되고, 열교환 응축기(11)의 내부에는 열교환 코일1(22)이 설치되어 있으며, 열교환 코일1(22)의 흡기구1(21)은 열교환 응축기(11)의 외부에 연결되고, 열교환 코일의 타단은 부압 송풍기1(23)의 흡기구에 연결되고, 부압 송풍기1(23)의 가스 배출구는 유동상 건조기(1)의 내부에 연통되며, 열교환 응축기(11)의 출구는 폐수 처리 탱크(15)의 물 주입구(24)에 연결되고, 폐수 처리 탱크(15) 상측에는 마이크로파 발생기2가 설치되어 있고, 폐수 처리 탱크(15)의 물 주입구(24) 일단의 상측에는 과산화수소수 첨가 홈(20)이 설치되어 있으며, 폐수 처리 탱크(15) 내부의 상하 양 벽 상에는 엇갈리게 분포된 차단판(16)이 설치되어 있고, 폐수 처리 탱크(15)의 바닥부에는 오존 분배 파이프(18)가 설치되어 있으며, 오존 분배 파이프(18)의 하단은 폐수 처리 탱크(15) 외부에 설치된 오존 가스원(19)에 연결되며;
    상기 유동상 건조기(1)의 재료 배출구는 재료 전송 파이프(29)를 통해 재료 저장 탱크(27)의 상부에 연결되며, 사이클론 분리기(9)의 출구는 재료 저장 탱크(27)의 상부에 연결되고, 상기 재료 저장 탱크(27)의 내부에는 열교환 코일2(25)가 설치되어 있고, 상기 열교환 코일2(25)의 가스 진입구2(28)는 재료 저장 탱크(27)로 연장되며, 상기 열교환 코일2(25)의 타단과 부압 송풍기1(23)의 흡기구는 서로 연결되고, 상기 재료 저장 탱크(27)의 하부에는 재료 배출구(26)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템.
  2. 유동상 건조기(1)를 포함하며, 유동상 건조기(1) 상측에는 재료 공급구가 설치되어 있고, 하측에는 재료 배출구가 설치되어 있고, 유동상 건조기(1)의 꼭대기부에는 가스 배출구(7)가 설치되어 있으며, 상기 가스 배출구(7)는 사이클론 분리기(9)의 가스 진입구에 연결되고, 유동상 건조기(1) 내부의 재료 배출구와 재료 공급구 사이에는 S형으로 재료를 운송하는 다단식 컨베이어 벨트(6)가 설치되어 있고, 상기 다단식 컨베이어 벨트(6)의 각 단 재료 공급구 하측의 유동상 건조기(1) 측벽 상에는 마이크로파 발생기1이 설치되어 있으며, 사이클론 분리기(9)의 가스 배출구는 열교환 응축기(11)의 입구에 연결되고, 열교환 응축기(11)의 내부에는 열교환 코일1(22)이 설치되어 있으며, 열교환 코일1(22)의 흡기구1(21)은 열교환 응축기(11)의 외부에 연결되고, 열교환 코일의 타단은 부압 송풍기1(23)의 흡기구에 연결되고, 부압 송풍기1(23)의 가스 배출구는 유동상 건조기(1)의 내부에 연통되며, 열교환 응축기(11)의 출구는 폐수 처리 탱크(15)의 물 주입구(24)에 연결되고, 폐수 처리 탱크(15) 상측에는 마이크로파 발생기2가 설치되어 있고, 폐수 처리 탱크(15)의 물 주입구(24) 일단의 상측에는 과산화수소수 첨가 홈(20)이 설치되어 있으며, 폐수 처리 탱크(15) 내부의 상하 양 벽 상에는 엇갈리게 분포된 차단판(16)이 설치되어 있고, 폐수 처리 탱크(15)의 바닥부에는 오존 분배 파이프(18)가 설치되어 있으며, 오존 분배 파이프(18)의 하단은 폐수 처리 탱크(15) 외부에 설치된 오존 가스원(19)에 연결되며;
    상기 마이크로파 발생기는 폐수 처리 탱크(15) 꼭대기부에 설치된 마이크로파 파이프2(14)를 포함하며, 상기 마이크로파 파이프2(14)는 마그네트론2(13)에 연결되고, 상기 마그네트론2(13)는 마이크로파 전원(12)에 연결되고, 상기 마그네트론2(13) 일측은 파이프를 통해 부압 송풍기1(23)의 흡기구와 연결되며, 상기 폐수 처리 탱크(15)의 하부에는 배출 파이프(17)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유동상 건조기(1)의 재료 공급구 상측에는 재료 공급 호퍼(3)가 설치되어 있고, 상기 재료 공급 호퍼(3) 내에는 엇갈리게 분포된 저지판(4)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유동상 건조기(1)의 재료 공급구 하측에는 스토퍼 경사판(2)이 설치되어 있으며, 상기 스토퍼 경사판(2) 상부는 재료 공급구 외측의 유동상 건조 내벽 상에 고정되고, 상기 스토퍼 경사판(2) 하부는 다단식 컨베이어 벨트(6)의 상측에 설치되고, 상기 유동상 건조기(1) 꼭대기부에는 조절 가능한 복수의 균일 분포판(5)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 마이크로파 발생기1은 다단식 컨베이어 벨트(6)의 각 단 재료 공급구 하측의 유동상 건조기(1) 측벽 상에 설치된 마이크로파 파이프1(32)를 포함하며, 상기 마이크로파 파이프1(32)은 마그네트론1(31)에 연결되고, 상기 마그네트론1(31)은 마이크로파 전원(12)에 연결되며, 상기 마그네트론1(31)의 하측은 부압 송풍기2(30)에 연결되고, 상기 부압 송풍기2(30)의 송풍구는 재료 공급 호퍼(3) 내에 연결되는 것을 특징으로 하는 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열교환 응축기(11)의 입구 하측에는 두 개 이상의 깔대기형 배플(10)이 설치되어 있고, 상기 깔대기형 배플(10)의 가스 배출구는 엇갈리게 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 유동상 건조기(1)의 꼭대기벽 상에는 균일 분포판(5)을 상하로 이동하는 관통홀이 설치되어 있으며, 상기 균일 분포판(5) 일측에는 랙(rack)이 설치되어 있고, 관통홀의 일측에는 랙과 맞물리는 기어가 설치되어 있고, 상기 기어는 회전축을 통해 마이크로파 건조기의 꼭대기벽 상에 연결되며, 회전축 일단에는 조절 손잡이가 설치되어 있고, 상기 유동상 건조기(1)의 상부 옆측에는 재료의 두께를 관찰하기 위한 창(8)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 절약 및 환경보호 일체형 다단식 마이크로파 유동상 건조 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
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