KR102033956B1 - 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조장치 및 이를 이용한 폐기물 건조방법 - Google Patents

배출공기 리턴방식의 폐기물 건조장치 및 이를 이용한 폐기물 건조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부에 폐기물의 수납공간이 형성된 본체(10); 상기 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하거나, 공기를 배출하도록 설치된 관로; 상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도 또는 그 내부로부터 외부로 배출되는 공기의 온도를 측정하도록 설치된 온도센서; 상기 관로를 통해 상기 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하도록 설치된 송풍기(20); 상기 본체(10)의 내부로 외기를 공급하도록 상기 관로에 설치되어 개폐되는 외기공급밸브; 상기 본체(10)의 내부로부터 배출되는 공기를 다시 상기 본체(10)의 내부로 공급하도록 상기 관로에 설치됨과 아울러, 상기 외기공급밸브와 반비례하여 개폐구동하는 리턴밸브; 상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도가 일정 범위 내에서 유지되도록, 상기 온도센서의 데이터를 송신받아 상기 외기공급밸브 및 리턴밸브의 개폐 정도를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도가 미리 설정된 온도 하한치보다 낮은 경우, 상기 외기공급밸브의 폐쇄 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도가 미리 설정된 온도 상한치보다 높은 경우, 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조장치를 제시함으로써, 동절기에도 화석연료를 이용하지 않는 생물학적 건조공정을 활용하여 효율적으로 폐기물의 수분을 제거할 수 있도록 한다.

Description

배출공기 리턴방식의 폐기물 건조장치 및 이를 이용한 폐기물 건조방법{BIO-DRYING DEVICE FOR RETURNING OF WASTE GAS AND BIO-DRYING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 환경 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 폐기물 건조장치 및 이를 이용한 폐기물 건조방법에 관한 것이다.
일반적으로 폐기물처리는 매립장의 고갈과 지구 온난화 방지가 큰 문제로, 이를 줄이기 위하여 생활폐기물 전처리시설(MBT)에서는 다양한 공정을 이용하여 가연성분을 기계적 선별하여 고형연료를 생산하고 또 열량을 높이기 위하여 추가 건조공정을 설치한다.
생활폐기물에는 음식물쓰레기, 식물 또는 동물 성분이거나 그로부터 기인하는 많은 종류의 유기성 폐기물이 섞여 있고, 더불어 수분도 상당량 함유되어 있어 폐기물 고형연료를 생산에 필요한 가연성분의 기계적 선별을 어렵게 하고 있고, 30~40%에 달하는 기계적 선별잔류물의 매립처리는 침출수 누출과 악취 및 매립가스 발산으로 지역환경오염 및 지구온난화에 나쁜 영향을 주고 있다.
유기성분의 함유량이 많을수록 생활폐기물 전처리공정에서는 선별된 고형연료의 수율이 낮아지고 따라서 선별잔류물의 발생량도 많아지며 수분함량이 높아 발열량도 낮아지는 상황이 빈번히 발생한다.
따라서 생활폐기물 전처리를 통한 폐기물 고형연료의 생산에는 건조공정을 통해 법적 기준에 맞추거나 저품위 선별잔재물의 열량을 높여 추가 고형연료 선별을 통해 고형연료 생산수율을 높이는 것은 물론 매립 등 최종처리물의 양 및 질을 높일 수 있다.
폐기물 고형연료의 건조공정에는 일반적으로 LNG, 또는 폐열 및 전력을 에너지원으로 사용하는 열적 건조공정이 많이 사용되고 있고 필요에 따라 생물학적 건조공정을 적당히 공정에 넣어서 고형연료를 생산하는 다양한 사례가 있다.
그러나 열적건조공정은 폐기물 고형연료를 생산하기 위하여 다량의 화석연료를 사용해야하는 환경적 모순과 경제적 손실이 수반하므로 환경 친화적인 생물학적건조(Bio-drying)공정을 선별공정과 적당히 융합하여 활용하는 공정이 활용되기도 한다.
생물학적 건조공정은 대상 폐기물의 종류 및 폐기물의 상태, 그리고 지역적 특성에 따라 터널형, 로타리 드럼형, 파일형, 밀폐 콘테이너형 등 다양한 기술이 적용되고 있다.
그러나 이러한 기존의 생물학적 건조공정을 기존 공정에 적용시키기 위해서는 많은 설계변경을 해야 할 필요가 있다.
따라서 현재 사용되고 있는 생활폐기물 전처리시설의 가연성폐기물 선별시설의 열적건조공정의 환경적 경제적 문제점들을 해결하고, 기존공정의 큰 변경 없이 적절한 생물학적건조공정을 설치할 수 있는 방법이 요구된다.
특히, 동절기에 생물학적 건조공정을 적용하는 경우, 저온(20℃ 미만)의 공기가 폐기물 층에 공급되면, 유기물질을 분해하는 호기성 미생물의 활성을 둔화시켜 폐기물 층 및 배출공기의 온도상승을 방해하고, 최종적으로는 건조장치의 건조성능이 저하된다는 문제가 있다.
열풍기를 이용하면 고온의 공기를 공급할 수는 있으나, 이는 추가적인 외부 에너지의 투입을 의미하므로, 생물학적 건조공정의 기본취지에 반한다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 동절기에도 화석연료를 이용하지 않는 생물학적 건조공정을 활용하여 효율적으로 폐기물의 수분을 제거할 수 있도록 하는 폐기물 건조장치 및 이를 이용한 폐기물 건조방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 내부에 폐기물의 수납공간이 형성된 본체(10); 상기 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하거나, 공기를 배출하도록 설치된 관로; 상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도 또는 그 내부로부터 외부로 배출되는 공기의 온도를 측정하도록 설치된 온도센서; 상기 관로를 통해 상기 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하도록 설치된 송풍기(20); 상기 본체(10)의 내부로 외기를 공급하도록 상기 관로에 설치되어 개폐되는 외기공급밸브; 상기 본체(10)의 내부로부터 배출되는 공기를 다시 상기 본체(10)의 내부로 공급하도록 상기 관로에 설치됨과 아울러, 상기 외기공급밸브와 반비례하여 개폐구동하는 리턴밸브; 상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도가 일정 범위 내에서 유지되도록, 상기 온도센서의 데이터를 송신받아 상기 외기공급밸브 및 리턴밸브의 개폐 정도를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도가 미리 설정된 온도 하한치보다 낮은 경우, 상기 외기공급밸브의 폐쇄 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도가 미리 설정된 온도 상한치보다 높은 경우, 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조장치를 제시한다.
상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 산소농도를 측정하도록 설치된 산소농도센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 공급되는 공기의 산소농도가 미리 설정된 산소농도 하한치보다 낮은 경우, 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 관로는, 상기 본체(10)의 내부 중 상부에 대하여 공기를 공급하거나, 그 상부로부터 공기를 배출하도록 설치된 상부관로(50); 상기 본체(10)의 내부 중 하부에 대하여 공기를 공급하거나, 그 하부로부터 공기를 배출하도록 설치된 하부관로(60);를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 하부관로(60)를 통해 상기 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하고 상기 상부관로(50)를 통해 상기 본체(10)의 내부로부터 공기를 배출하는 상향류 모드가 되거나, 상기 상부관로(50)를 통해 상기 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하고 상기 하부관로(60)를 통해 상기 본체(10)의 내부로부터 공기를 배출하는 하향류 모드가 되도록, 상기 송풍기(20)에 의한 공기공급방향을 제어하는 것이 바람직하다.
상기 송풍기(20)의 양압 또는 음압에 의해, 상기 상향류 모드 또는 상기 하향류 모드가 되도록, 상기 상부관로(50) 및 하부관로(60)에 설치된 복수의 밸브(70);를 더 포함하고, 상기 복수의 밸브(70)는, 상기 외기공급밸브 및 리턴밸브를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 밸브(70)에 의한 공기공급방향을 제어하는 것이 바람직하다.
상기 온도센서는, 상기 본체(10)의 내부 중 상부로 공급되는 공기의 온도 또는 그 상부로부터 외부로 배출되는 공기의 온도를 측정하도록 설치된 상부 온도센서; 상기 본체(10)의 내부 중 하부로 공급되는 공기의 온도 또는 그 하부로부터 외부로 배출되는 공기의 온도를 측정하도록 설치된 하부 온도센서;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 상부관로(50) 및 하부관로(60)를 통해 배출되는 공기의 악취를 처리하도록, 상기 상부관로(50) 및 하부관로(60)에 연결된 악취처리부(40);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 상부관로(50)는, 상기 본체(10)의 상부와 상기 악취처리부(40)를 연결하는 상부메인관(51); 상기 상부메인관(51)의 중앙 분기지점에서 분기되고 단부에 트임부가 형성된 상부외기흡입관(52); 상기 상부메인관(51)의 중앙 분기지점에서 분기된 상향류 리턴관(53);을 포함하고, 상기 하부관로(60)는, 상기 본체(10)의 하부와 상기 악취처리부(40)를 연결하는 하부메인관(61); 상기 하부메인관(61)의 외측 분기지점(61a)에서 분기되고 단부가 상기 송풍기(20)에 연결된 하부송풍관(62); 일단이 상기 송풍기(20)에 연결되고 타단에 트임부가 형성되며 상기 상향류 리턴관(53)의 단부가 중앙 분기지점에 연결된 하부외기흡입관(63); 일단이 상기 하부외기흡입관(63)의 중앙부에 연결되고 타단이 상기 하부메인관(61)의 내측 분기지점(61b)에 연결된 바이패스관(64); 상기 하부메인관(61)의 외측 분기지점(61a)에서 분기되고 단부가 상기 상향류 리턴관(53)의 중앙 분기지점(53a)에 연결된 하향류 리턴관(65);을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 밸브(70)는, 상기 하부송풍관(62)에 설치된 1번 밸브(71); 상기 하부메인관(61)의 외측 분기지점(61a)과 내측 분기지점(61b) 사이에 설치된 2번 밸브(72); 상기 바이패스관(64)에 설치된 3번 밸브(73); 상기 하부외기흡입관(63)의 트임부에 설치된 4번 밸브(74); 상기 상부외기흡입관(52)의 트임부에 설치된 5번 밸브(75); 상기 상부메인관(51)의 중앙 분기지점 외측에 설치된 6번 밸브(76); 상기 하향류 리턴관(65)에 설치된 7번 밸브(77); 상기 상향류 리턴관(53)의 중앙 분기지점(53a)과 단부 사이에 설치된 8번 밸브(78);를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 상향류 모드의 경우, 상기 1번, 3번, 5번, 7번 밸브(71,73,75,77)는 폐쇄하고 상기 2번, 4번, 6번, 8번 밸브(72,74,76,78)는 개방하며, 상기 8번 밸브(78)가 상기 리턴밸브의 역할을 하고, 상기 4번 밸브(74)가 상기 외기공급밸브의 역할을 하도록 설정하고, 상기 4번 밸브(74)와 상기 6번 밸브(76)는 상호 비례하여 개폐구동을 하고, 상기 4번 밸브(74)와 상기 8번 밸브(78)는 상호 반비례하여 개폐구동을 하고, 상기 하향류 모드의 경우, 상기 2번, 4번, 6번, 8번 밸브(72,74,76,78)는 폐쇄하고 상기 1번, 3번, 5번, 7번 밸브(71,73,75,77)는 개방하며, 상기 7번 밸브(77)가 상기 리턴밸브의 역할을 하고, 상기 5번 밸브(75)가 상기 외기공급밸브의 역할을 하도록 설정하고, 상기 1번 밸브(71)와 상기 5번 밸브(75)는 상호 비례하여 개폐구동을 하고, 상기 5번 밸브(75)와 상기 7번 밸브(77)는 상호 반비례하여 개폐구동을 하도록 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 폐기물 건조장치를 이용한 폐기물 건조방법으로서, 상기 제어부에 대하여, 공급공기 온도 하한치(TLL -IN), 공급공기 온도 상한치(TUL -IN), 밸브각도 수동운전 적용시간(tm-A)를 설정하는 입력변수 설정단계(100); 현재 외기공급밸브 각도(At-I), 현재 리턴밸브 각도(At-R)를 기록하는 밸브각도 기록단계(110); 상기 송풍기(20)의 가동을 시작하여, 상기 본체(10)에 대하여 상기 밸브각도 수동운전 적용시간(tm-A) 동안 공기를 공급하는 초기 공기공급 시작단계(200); 상기 온도 센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 상기 공급공기 온도 하한치(TLL -IN) 및 공급공기 온도 상한치(TUL -IN)의 범위 내에 속하는지 또는 상기 범위를 벗어나는지 여부를 연산하는 현재온도 연산단계(300); 상기 현재온도 연산단계(300)에서, 상기 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 상기 공급공기 온도 하한치(TLL -IN) 및 공급공기 온도 상한치(TUL-IN)의 범위 내에 속하는 것으로 연산된 경우, 상기 신규 밸브각도 적용시간(dtA) 동안 공기를 지속하여 공급하는 공기공급 지속단계(400); 상기 현재온도 연산단계(300)에서, 상기 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 상기 공급공기 온도 상한치(TUL -IN)보다 높은 것으로 연산된 경우, 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이는 외기공급 증가단계(500); 상기 현재온도 연산단계(300)에서, 상기 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 상기 공급공기 온도 하한치(TLL -IN)보다 낮은 것으로 연산된 경우, 상기 리턴밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 외기공급밸브의 폐쇄 정도를 높이는 리턴 증가단계(600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조방법을 제시한다.
본 발명은 상기 폐기물 건조장치를 이용한 폐기물 건조방법으로서, 상기 제어부에 대하여, 공급공기 온도 하한치(TLL -IN), 공급공기 온도 상한치(TUL -IN), 밸브각도 수동운전 적용시간(tm -A), 공급공기 산소농도 하한치(OXYLL -IN)를 설정하는 입력변수 설정단계(100); 현재 외기공급밸브 각도(At-I), 현재 리턴밸브 각도(At-R)를 기록하는 밸브각도 기록단계(110); 상기 송풍기(20)의 가동을 시작하여, 상기 본체(10)에 대하여 상기 밸브각도 수동운전 적용시간(tm -A) 동안 공기를 공급하는 초기 공기공급 시작단계(200); 상기 산소농도센서에 의해 측정된 현재 공급공기 산소농도(OXYt-IN)가 상기 공급공기 산소농도 하한치(OXYLL -IN)보다 낮은 경우, 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이는 단계(700); 상기 온도 센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 상기 공급공기 온도 하한치(TLL -IN) 및 공급공기 온도 상한치(TUL -IN)의 범위 내에 속하는지 또는 상기 범위를 벗어나는지 여부를 연산하는 현재온도 연산단계(300); 상기 현재온도 연산단계(300)에서, 상기 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 상기 공급공기 온도 하한치(TLL -IN) 및 공급공기 온도 상한치(TUL -IN)의 범위 내에 속하는 것으로 연산된 경우, 상기 신규 밸브각도 적용시간(dtA) 동안 공기를 지속하여 공급하는 공기공급 지속단계(400); 상기 현재온도 연산단계(300)에서, 상기 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 상기 공급공기 온도 상한치(TUL -IN)보다 높은 것으로 연산된 경우, 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이는 외기공급 증가단계(500); 상기 현재온도 연산단계(300)에서, 상기 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 상기 공급공기 온도 하한치(TLL-IN)보다 낮은 것으로 연산된 경우, 상기 리턴밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 외기공급밸브의 폐쇄 정도를 높이는 리턴 증가단계(600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조방법을 제시한다.
상기 입력변수 설정단계(100) 이후, 상기 초기 공기공급 시작단계(200) 이전, 송풍기 가동 시작시점(ts)을 입력하는 송풍기 가동 시작시점 입력단계(120);를 더 포함하고, 상기 초기 공기공급 시작단계(200)는, 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)을 입력하는 밸브각도 변화이전 현재시점 입력단계(210); 상기 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)과 상기 송풍기 가동 시작시점(ts)의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 상기 밸브각도 수동운전 적용시간(tm -A)보다 크게 된 상기 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)에서, 상기 온도센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt-IN)를 입력하는 현재온도 입력단계(220);를 포함하고, 상기 현재온도 연산단계(300)는, 상기 입력된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)를 대상으로 상기 연산을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 입력변수 설정단계(100)는, 신규 밸브각도 적용시간(dtA), 밸브각도 변화량(dA), 초기 외기공급밸브 각도(Ai -I), 초기 리턴밸브 각도(Ai -R)를 설정하는 단계;를 더 포함하고, 상기 외기공급 증가단계(500)는, 현재 외기공급밸브 각도(At-I)에 상기 밸브각도 변화량(dA)을 더한 새로운 현재 외기공급밸브 각도(At-I)를 연산하고 이에 해당하는 만큼 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이는 증가 외기공급량 적용단계(510); 현재 리턴밸브 각도(At-R)에서 상기 밸브각도 변화량(dA)을 뺀 새로운 현재 리턴밸브 각도(At-R)를 연산하고 이에 해당하는 만큼 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이는 감소 리턴공급량 적용단계(520); 밸브각도 변화이후 현재시점(th)을 입력하는 밸브각도 변화이후 현재시점 입력단계(530);를 포함하고, 상기 초기 공기공급 시작단계(200)는, 상기 밸브각도 변화이후 현재시점(th)과 상기 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 상기 신규 밸브각도 적용시간(dtA)보다 크게 된 상기 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)에서, 상기 온도센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt-IN)를 입력하는 현재온도 입력단계(220);를 포함하고, 상기 현재온도 연산단계(300)는, 상기 입력된 현재 공급공기 온도(Tt-IN)를 대상으로 상기 연산을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 입력변수 설정단계(100)는, 신규 밸브각도 적용시간(dtA), 밸브각도 변화량(dA), 초기 외기공급밸브 각도(Ai -I), 초기 리턴밸브 각도(Ai -R)를 설정하는 단계;를 더 포함하고, 상기 리턴 증가단계(600)는, 현재 리턴밸브 각도(At-R)에 상기 밸브각도 변화량(dA)을 더한 새로운 현재 리턴밸브 각도(At-R)를 연산하고 이에 해당하는 만큼 상기 리턴밸브의 개방 정도를 높이는 증가 리턴공급량 적용단계(610); 현재 외기공급밸브 각도(At-I)에서 상기 밸브각도 변화량(dA)을 뺀 새로운 현재 외기공급밸브 각도(At-I)를 연산하고 이에 해당하는 만큼 상기 외기공급밸브의 폐쇄 정도를 높이는 감소 외기공급량 적용단계(620); 밸브각도 변화이후 현재시점(th)을 입력하는 밸브각도 변화이후 현재시점 입력단계(630);를 포함하고, 상기 초기 공기공급 시작단계(200)는, 상기 밸브각도 변화이후 현재시점(th)과 상기 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 상기 신규 밸브각도 적용시간(dtA)보다 크게 된 상기 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)에서, 상기 온도센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)를 입력하는 현재온도 입력단계(220);를 포함하고, 상기 현재온도 연산단계(300)는, 상기 입력된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)를 대상으로 상기 연산을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명은 동절기에도 화석연료를 이용하지 않는 생물학적 건조공정을 활용하여 효율적으로 폐기물의 수분을 제거할 수 있도록 하는 폐기물 건조장치 및 이를 이용한 폐기물 건조방법을 제시한다.
도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 본체의 측면도.
도 2는 본체의 정면도.
도 3은 본체의 평면도.
도 4는 공기공급관의 단면도.
도 5는 하향류 모드의 구성도.
도 6은 상향류 모드의 구성도.
도 7은 건조방법의 블록도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조장치는 기본적으로, 내부에 폐기물의 수납공간이 형성된 본체(10); 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하거나, 공기를 배출하도록 설치된 관로; 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도 또는 그 내부로부터 외부로 배출되는 공기의 온도를 측정하도록 설치된 온도센서; 관로를 통해 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하도록 설치된 송풍기(20); 본체(10)의 내부로 외기를 공급하도록 관로에 설치되어 개폐되는 외기공급밸브; 본체(10)의 내부로부터 배출되는 공기를 다시 본체(10)의 내부로 공급하도록 관로에 설치됨과 아울러, 외기공급밸브와 반비례하여 개폐구동하는 리턴밸브; 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도가 일정 범위 내에서 유지되도록, 온도센서의 데이터를 송신받아 외기공급밸브 및 리턴밸브의 개폐 정도를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
위 제어부는, 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도가 미리 설정된 온도 하한치보다 낮은 경우, 외기공급밸브의 폐쇄 정도를 높이고, 리턴밸브의 개방 정도를 높이고, 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도가 미리 설정된 온도 상한치보다 높은 경우, 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이도록 제어한다.
이는 기본적으로, 별도의 화석연료를 이용하지 않고, 폐기물(저품위 선별잔재물, 혼합도시폐기물)에 함유되어 있는 유기성분이 호기성 분해될 때 발생하는 분해열에 의해 그 폐기물이 건조되도록 하는 장치를 전제로 하여, 본체(10)의 내부로부터 배출되는 공기의 전부 또는 일부가 다시 본체(10)의 내부로 리턴되도록 한 것이다.
이와 같이 건조장치 자체의 배출공기를 재순환하는 경우, 추가적인 외부 에너지를 투입하지 않고 고온의 공기를 폐기물 층에 공급할 수 있다.
이는 저온의 외기가 공급됨에 따른 호기성 미생물의 활성 저하를 방지하기 위한 것으로서 다음과 같은 효과를 얻도록 한다.
첫째, 배출공기의 습도는 포화상태이거나 포화상태에 가깝기 때문에, 배출공기가 폐기물 층에 공급될 경우, 수분의 기화에 따른 열손실(증발잠열)에 의한 폐기물 층 온도의 저하를 방지하므로, 호기성 미생물의 활성을 도모하고, 건조성능의 저하를 방지할 수 있다.
둘째, 배출공기의 온도는 외기보다 상대적으로 높기 때문에, 배출공기가 폐기물 층에 공급될 경우, 호기성 미생물의 활성을 도모할 수 있다.
셋째, 배출공기를 재순환하므로, 배출공기 처리설비(악취처리설비)의 용량을 줄일 수 있다.
생물학적 건조방식은 호기성 미생물의 활성에 의해 유기물질을 분해하는 것을 핵심내용으로 하므로, 산소농도가 일정 정도 이하로 떨어지면 온도와 관계없이 호기성 미생물의 활성이 떨어질 수밖에 없다.
이를 방지하기 위하여 본 발명에 의한 폐기물 건조장치는, 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 산소농도를 측정하도록 산소농도센서가 설치된 구성을 취하는 것이 바람직하다.
이 경우 제어부는, 공급되는 공기의 산소농도가 미리 설정된 산소농도 하한치보다 낮은 경우, 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이도록 제어한다.
관로는, 본체(10)의 내부 중 상부에 대하여 공기를 공급하거나, 그 상부로부터 공기를 배출하도록 설치된 상부관로(50); 본체(10)의 내부 중 하부에 대하여 공기를 공급하거나, 그 하부로부터 공기를 배출하도록 설치된 하부관로(60);를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우 제어부는, 하부관로(60)를 통해 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하고 상부관로(50)를 통해 본체(10)의 내부로부터 공기를 배출하는 상향류 모드가 되거나, 상부관로(50)를 통해 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하고 하부관로(60)를 통해 본체(10)의 내부로부터 공기를 배출하는 하향류 모드가 되도록, 송풍기(20)에 의한 공기공급방향을 제어한다.
효율적인 폐기물의 건조를 위해서는, 본체의 내부가 적절한 온도 이상으로 유지될 것, 건조장치 본체의 내부 전체적으로 공기 및 수분이 안정적으로 공급(분포)될 것이 요구된다.
하부관로(60)를 통해 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하고 상부관로(50)를 통해 본체(10)의 내부로부터 공기를 배출하는 상향류 방식만을 지속하는 경우, 본체(10)의 내부 상층에만 수분이 집중하여 분포되고 중층이나 하층에는 수분이 부족하게 되므로, 중층이나 하층에 위치한 유기성분의 호기성 분해가 활발하지 않게 된다.
반대로, 상부관로(50)를 통해 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하고 하부관로(60)를 통해 본체(10)의 내부로부터 공기를 배출하는 하향류 방식만을 지속하는 경우, 본체(10)의 내부 하층에만 수분이 집중하여 분포되고 중층이나 상층에는 수분이 부족하게 되므로, 중층이나 상층에 위치한 유기성분의 호기성 분해가 활발하지 않게 된다.
본 발명은 제어부에 의해, 온도 센서의 온도 데이터를 송신받아 송풍기에 의한 공기공급방향을 제어(변경)함과 아울러, 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도와 외부로 배출되는 공기의 온도가 일정 범위 내에서 유지되도록 하고, 본체(10)의 내부 전영역에 걸쳐 수분이 균등하게 분포되도록 한다.
이는 현행 생활 폐기물 전처리시설로 활용되고 있는 고형연료 선별 및 열적건조 시설의 공정 변경을 최소화한다는 점, 환경친화적인 방법인 생물학적 건조공정을 활용하여 저품위 선별잔재물의 추가선별효율을 높여 고형연료 생산수율을 높이고 최종 잔류물을 감소시킨다는 점, 양질의 퇴비 생산이 가능하다는 점, 무기성 잔류물 매립량을 최소화할 수 있다는 점 등의 효과가 있다.
수분 함유공기가 원활히 배출되도록 하기 위해서는, 공기공급관(21)이 본체(10)의 하부에 설치되는 것이 좋은데, 이 경우 폐기물에 의해 공기공급관(21)의 관통공(23)이 폐색될 우려가 있다.
이를 방지하기 위해서는, 공기공급관(21)의 관통공(23)이 공기공급관(21)의 측방 및 하방을 향하도록 형성된 것이 바람직하다(도 4).
본 발명에서 제어부는 온도센서의 온도 데이터를 송신받아 송풍기(20)에 의한 공기공급량 및 공기공급방향을 제어하는데, 본체(10)의 내부온도는 그 전영역에 걸쳐 일정하지 않으므로, 본체(10)의 내부 중 상부로 공급되는 공기의 온도 또는 그 상부로부터 외부로 배출되는 공기의 온도를 측정하도록 설치된 상부 온도센서와, 본체(10)의 내부 중 하부로 공급되는 공기의 온도 또는 그 하부로부터 외부로 배출되는 공기의 온도를 측정하도록 설치된 하부 온도센서를 각각 별도로 구비하고, 이들 각각의 데이터를 전제로 제어를 실시하는 것이 바람직하다.
본체(10)에서 배출된 공기는 많은 악취를 포함하고 있으므로, 상부관로(50) 및 하부관로(60)를 통해 배출되는 공기의 악취를 처리하도록, 상부관로(50) 및 하부관로(60)에 악취처리부(40)를 연결하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 건조장치는 상부관로(50) 및 하부관로(60) 모두를 통해 악취를 포함한 공기가 배출될 수 있는데, 상부관로(50) 및 하부관로(60)를 모두 하나의 악취처리부(40)에 연결하는 경우, 구조적 효율성, 경제성 측면에서 바람직하다.
상술한 상향류 모드와 하향류 모드는 송풍기(20)의 송풍방향 변경에 의해 기본적으로 변경할 수 있지만, 상부관로(50)와 하부관로(60)에는 송풍기(20) 뿐만 아니라, 위 악취처리부(40), 외기의 흡입을 위한 트임부 등이 연결되어야 한다는 점이 고려되어야 한다.
이를 위하여, 송풍기(20)의 양압 또는 음압에 의해, 상향류 모드 또는 하향류 모드가 되도록, 상부관로(50) 및 하부관로(60)에 복수의 밸브(70)를 설치하고, 제어부가 이들 복수의 밸브(70)에 의한 공기공급방향을 제어하도록 하는 것이 바람직하다.
구체적으로 상부관로(50)는, 본체(10)의 상부와 악취처리부(40)를 연결하는 상부메인관(51); 상부메인관(51)의 중앙 분기지점에서 분기되고 단부에 트임부가 형성된 상부외기흡입관(52); 상부메인관(51)의 중앙 분기지점에서 분기된 상향류 리턴관(53);을 포함하여 구성된다(도 5,6).
하부관로(60)는, 본체(10)의 하부와 상기 악취처리부(40)를 연결하는 하부메인관(61); 하부메인관(61)의 외측 분기지점(61a)에서 분기되고 단부가 송풍기(20)에 연결된 하부송풍관(62); 일단이 송풍기(20)에 연결되고 타단에 트임부가 형성되며 상향류 리턴관(53)의 단부가 중앙 분기지점에 연결된 하부외기흡입관(63); 일단이 하부외기흡입관(63)의 중앙부에 연결되고 타단이 하부메인관(61)의 내측 분기지점(61b)에 연결된 바이패스관(64); 하부메인관(61)의 외측 분기지점(61a)에서 분기되고 단부가 상향류 리턴관(53)의 중앙 분기지점(53a)에 연결된 하향류 리턴관(65);을 포함하여 구성된다(도 5,6).
이 경우 복수의 밸브(70)는, 하부송풍관(62)에 설치된 1번 밸브(71); 하부메인관(61)의 외측 분기지점(61a)과 내측 분기지점(61b) 사이에 설치된 2번 밸브(72); 바이패스관(64)에 설치된 3번 밸브(73); 하부외기흡입관(63)의 트임부에 설치된 4번 밸브(74); 상부외기흡입관(52)의 트임부에 설치된 5번 밸브(75); 상부메인관(51)의 중앙 분기지점 외측에 설치된 6번 밸브(76); 하향류 리턴관(65)에 설치된 7번 밸브(77); 상향류 리턴관(53)의 중앙 분기지점(53a)과 단부 사이에 설치된 8번 밸브(78);를 포함하여 구성된다.
제어부는 상향류 모드의 경우, 1번, 3번, 5번, 7번 밸브(71,73,75,77)는 폐쇄하고 2번, 4번, 6번, 8번 밸브(72,74,76,78)는 개방하며, 8번 밸브(78)가 리턴밸브의 역할을 하고, 4번 밸브(74)가 외기공급밸브의 역할을 하도록 설정하고, 4번 밸브(74)와 6번 밸브(76)는 상호 비례하여 개폐구동을 하고, 4번 밸브(74)와 상기 8번 밸브(78)는 상호 반비례하여 개폐구동을 하도록 제어한다.
송풍량의 자동제어는 본체(10) 상부에 설치된 상부 온도센서에 의해 측정된 상부 배출공기 온도(TP-OUT)를 기준으로 한다.
공급공기 온도 자동제어는 본체(10) 하부에 설치된 하부 산소농도센서에 의해 측정된 하부 공급공기 산소농도(OXYP -IN) 및 본체(10) 하부에 하부 온도센서에 의해 측정된 하부 공급공기 온도(TP-IN)를 기준으로 한다.
초기에 공급공기 온도의 원활한 상승을 위하여, 리턴(배출공기 유입)밸브인 8번 밸브(78)는 개방(Ai -R = 90˚)하고, 외기공급밸브인 4번 밸브(74)는 패쇄(Ai -I = 0˚)되는 것이 바람직하다.
이들 리턴밸브(78)와 외기공급밸브(74)는 상호 반비례하여 개폐구동하므로, 리턴밸브인 8번 밸브(78)가 개방되면 그만큼 외기공급밸브인 4번 밸브(74)는 폐쇄되고, 리턴밸브인 8번 밸브(78)가 폐쇄되면 그만큼 외기공급밸브인 4번 밸브(74)는 개방된다.
악취처리부(40)에 연결된 상부메인관(51)에 설치된 6번 밸브(76)는 본체(10)에서 배출된 공기를 외부로 배출하는 양을 정하는 것이고, 외기공급밸브(74)는 공급되는 외기의 양을 정하는 것이다.
외부로 배출되는 공기의 양과 외부로부터 공급되는 외기의 양은 같아야 하므로, 6번 밸브(76)와 외기공급밸브인 4번 밸브(74)는 그 개방정도가 비례하여 개폐구동한다.
제어부는 하향류 모드의 경우, 2번, 4번, 6번, 8번 밸브(72,74,76,78)는 폐쇄하고 1번, 3번, 5번, 7번 밸브(71,73,75,77)는 개방하며, 7번 밸브(77)가 리턴밸브의 역할을 하고, 5번 밸브(75)가 상기 외기공급밸브의 역할을 하도록 설정하고, 1번 밸브(71)와 5번 밸브(75)는 상호 비례하여 개폐구동을 하고, 5번 밸브(75)와 7번 밸브(77)는 상호 반비례하여 개폐구동을 하도록 제어한다.
송풍량의 자동제어는 본체(10) 하부에 설치된 하부 온도센서에 의해 측정된 하부 배출공기 온도(TN-OUT)를 기준으로 한다.
공급공기 온도 자동제어는 본체(10) 상부에 설치된 산소농도센서에 의해 측정된 상부 공급공기 산소농도(OXYN -IN) 및 본체(10) 하부에 상부 온도센서에 의해 측정된 상부 공급공기 온도(TN-IN)를 기준으로 한다.
초기에 공급공기 온도의 원활한 상승을 위하여, 리턴(배출공기 유입)밸브인 7번 밸브(77)는 개방(Ai -R = 90˚)하고, 외기공급밸브인 5번 밸브(75)는 패쇄(Ai -I = 0˚)되는 것이 바람직하다.
이들 리턴밸브(77)와 외기공급밸브(75)는 상호 반비례하여 개폐구동하므로, 리턴밸브인 7번 밸브(77)가 개방되면 그만큼 외기공급밸브인 5번 밸브(75)는 폐쇄되고, 리턴밸브인 7번 밸브(77)가 폐쇄되면 그만큼 외기공급밸브인 5번 밸브(75)는 개방된다.
악취처리부(40)에 연결된 하부메인관(61)에 설치된 1번 밸브(71)는 본체(10)에서 배출된 공기를 외부로 배출하는 양을 정하는 것이고, 외기공급밸브인 5번 밸브(75)는 공급되는 외기의 양을 정하는 것이다.
외부로 배출되는 공기의 양과 외부로부터 공급되는 외기의 양은 같아야 하므로, 1번 밸브(71)와 외기공급밸브인 5번 밸브(75)는 그 개방정도가 비례하여 개폐구동한다.
이하, 본 발명에 의한 폐기물 건조장치를 이용한 폐기물 건조방법에 관하여 설명한다.
기본적으로, 건조장치 운전 초기, 호기성 미생물의 활성이 낮아 폐기물 층 및 배출공기 온도의 상승이 원활하지 못할 때에는, 배출공기 전량을 재순환하여 폐기물 층에 다시 공급한다.
단, 공급공기(또는 배출공기) 내 산소농도를 주기적으로 측정하여 건조장치 내부가 혐기상태가 되지 않도록 주의해야 한다.
배출공기 전량 재순환 이후, 폐기물 층 및 배출공기의 온도가 일정 수준(30 ℃) 이상으로 도달한 후에는, 배출공기 재순환율을 100%에서 서서히 낮추고, 외기와 혼합된 상태로 폐기물 층에 공급되게 한다.
단, 배출공기와 외기가 혼합된 유입공기의 온도가 20℃ 미만으로 낮아지지 않도록, 배출공기의 재순환율을 조정해야 한다.
이하, 도 7의 블록도를 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
제어부에 대하여 입력변수들을 설정한다(100).
입력변수로는 공급공기 온도 하한치(TLL -IN), 공급공기 온도 상한치(TUL -IN), 밸브각도 수동운전 적용시간(tm -A), 공급공기 산소농도 하한치(OXYLL -IN), 신규 밸브각도 적용시간(dtA), 밸브각도 변화량(dA), 초기 외기공급밸브 각도(Ai -I), 초기 리턴밸브 각도(Ai-R) 등이 있다.
현재 외기공급밸브 각도(At-I), 현재 리턴밸브 각도(At-R)를 기록한다(110).
송풍기 가동 시작시점(ts)을 입력한다(120).
송풍기(20)의 가동을 시작하여, 본체(10)에 대하여 미리 설정된 밸브각도 수동운전 적용시간(tm -A) 동안 공기를 공급한다(200).
구체적으로는, 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)을 입력한다(210).
밸브각도 변화이전 현재시점(tg)과 송풍기 가동 시작시점(ts)의 차이값을 계산하고, 차이값이 밸브각도 수동운전 적용시간(tm -A)보다 크게 된 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)에서, 온도센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)를 입력한다(220).
산소농도센서에 의해 측정된 현재 공급공기 산소농도(OXYt -IN)가 공급공기 산소농도 하한치(OXYLL -IN)보다 낮은 경우, 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높인다(700).
온도 센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 공급공기 온도 하한치(TLL-IN) 및 공급공기 온도 상한치(TUL -IN)의 범위 내에 속하는지 또는 그 범위를 벗어나는지 여부를 연산한다(300).
위 현재온도 연산단계(300)에서, 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 공급공기 온도 하한치(TLL-IN) 및 공급공기 온도 상한치(TUL -IN)의 범위 내에 속하는 것으로 연산된 경우, 신규 밸브각도 적용시간(dtA) 동안 동일한 상태로서 공기를 지속하여 공급한다(400).
현재온도 연산단계(300)에서, 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 공급공기 온도 상한치(TUL-IN)보다 높은 것으로 연산된 경우, 외기가 더 공급되더라도 무방하다는 의미이므로, 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높인다(500).
현재온도 연산단계(300)에서, 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 공급공기 온도 하한치(TLL-IN)보다 낮은 것으로 연산된 경우, 외기의 공급이 과도하다는 의미이므로, 리턴밸브의 개방 정도를 높이고, 외기공급밸브의 폐쇄 정도를 높인다(600).
송풍기 가동(ts) 후 인버터 주파수 수동운전 적용 시간(tm -F) 이후부터는 현재 배출공기 온도(Tt -OUT)가 항상 배출공기 온도 상한치(TUL -OUT)와 하한치(TLL -OUT) 사이를 지시할 수 있도록 송풍기에 연결된 인버터의 주파수(송풍량)를 변경시키기 위한 알고리즘이다.
인버터의 주파수를 변화시킬 때는 현재의 인버터 주파수 설정값(Ft)에서 지정된 변화량(dF)만큼 증가시키거나 감소시키는 것을 원칙으로 한다.
인버터의 주파수는 20 Hz 이상, 60 Hz 이하의 범위 내에서 변화시키도록 한다.
현재 배출공기 온도(Tt -OUT)와 관계없이 인버터 주파수를 변화시키지 않는 인버터 주파수 수동운전 적용시간(tm -F)이 지나고, 새롭게 설정된 인버터 주파수가 적용된 후, 일정 기간의 신규 인버터 주파수 적용 시간(dtF)이 흐른 뒤에, 다시 한 번 현재 배출공기 온도(Tt-OUT)를 측정하여 배출공기 온도 상한치(TUL-OUT)와 하한치(TLL-OUT) 사이를 지시하는지 여부를 확인한다.
현재 배출공기 온도(Tt -OUT)가 배출공기 온도 상한치(TUL -OUT)를 초과하는 경우에는 인버터 주파수를 지정된 변화량(dF)만큼 증가시키고, 배출공기 온도 하한치(TLL-OUT) 미만인 경우에는 감소시킨다.
일정 기간(tf) 동안 지속적으로 현재 인버터 주파수(Ft)가 송풍종료 기준 인버터 주파수(Fe) 이하로 감소한 경우, 송풍기를 정지할 수 있다.
인버터 주파수가 송풍종료 기준 인버터 주파수(Fe)로 도달한 후에 현재 배출공기 온도(Tt -OUT)가 증가하여 다시 한 번 온도 배출공기 상한치(TUL -OUT)와 하한치(TLL -OUT) 사이에 존재하거나, 배출공기 온도 상한치(TUL-OUT)를 초과한 경우에는 기존의 송풍기 정지를 위한 시간 기록(te)을 초기화시킨다.
송풍기 가동(ts) 후 밸브 각도 수동운전 적용 시간(tm -A) 이후부터는 현재 공급공기 산소농도(OXYt -IN)가 공급공기 산소농도 하한치(OXYLL -IN) 이상을 유지함과 동시에, 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 항상 공급공기 온도 상한치(TUL -IN)와 하한치(TLL -IN) 사이를 지시할 수 있도록 외기 및 리턴밸브의 각도를 변경시킨다.
현재의 공급공기 온도(Tt -IN)가 지정된 범위 내로의 존재 유무를 판단하기에 앞서, 현재의 공급공기 산소농도(OXYt -IN)가 공급공기 산소농도 하한치(OXYLL -IN) 이상일 수 있도록 현재의 공급공기 산소농도를 제어하는 것이 우선적으로 수행되어야 한다.
현재의 공급공기 산소농도(OXYt -IN)가 공급공기 산소농도 하한치(OXYLL -IN) 미만일 경우에는 리턴밸브를 폐쇄하고(At-R = 0˚), 외기공급밸브를 개방하여(At-I = 90˚), 현재의 공급공기 온도와 관계없이 현재의 공급공기 산소농도를 높인다.
현재의 공급공기 산소농도를 높이기 위해 외기공급밸브를 개방하고, 리턴밸브를 폐쇄한 후, 일정 기간의 신규 밸브 각도 적용 시간(dtA)이 흐른 뒤에, 현재의 공급공기 온도를 제어할 수 있도록 한다.
외기 및 리턴밸브의 각도를 변화시킬 때는 현재의 외기공급밸브 각도(At-I) 및 리턴밸브 각도(At-R)에서 지정된 변화량(dA)만큼 증가시키거나 감소시키는 것을 원칙으로 한다.
외기 및 리턴밸브의 각도는 0˚ 이상, 90˚ 이하의 범위 내에서 변화시키도록 한다.
현재 공급공기 온도(Tt -IN)와 관계없이 외기 및 리턴밸브 각도를 변화시키지 않는 밸브 각도 수동운전 적용시간(tm -A)이 지나고, 새롭게 설정된 외기 및 리턴밸브 각도가 적용된 후, 일정 기간의 신규 밸브 각도 적용 시간(dtA)이 흐른 뒤에, 다시 한 번 현재 공급공기 온도(Tt -IN)를 측정하여 공급공기 온도 상한치(TUL -IN)와 하한치(TLL -IN) 사이를 지시하는지 여부를 확인한다.
현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 공급공기 온도 상한치(TUL -IN)를 초과하는 경우에는 외기공급밸브 각도(At-I)를 지정된 변화량(dA)만큼 증가시키고, 리턴밸브 각도(At-R)를 지정된 변화량(dA)만큼 감소시킨다.
위와 반대로, 현재 공급공기 온도(Tt -IN)가 공급공기 온도 하한치(TLL -IN) 미만인 경우에는 리턴밸브 각도(At-R)를 지정된 변화량(dA)만큼 증가시키고, 외기공급밸브 각도(At-I)를 지정된 변화량(dA)만큼 감소시킨다.
위 외기공급 증가단계(500)는, 구체적으로 다음 공정에 의해 이루어진다.
현재 외기공급밸브 각도(At-I)에 밸브각도 변화량(dA)을 더한 새로운 현재 외기공급밸브 각도(At-I)를 연산하고 이에 해당하는 만큼 외기공급밸브의 개방 정도를 높인다(510).
현재 리턴밸브 각도(At-R)에서 밸브각도 변화량(dA)을 뺀 새로운 현재 리턴밸브 각도(At-R)를 연산하고 이에 해당하는 만큼 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높인다(520).
밸브각도 변화이후 현재시점(th)을 입력한다(530).
이후, 상술한 바와 같이, 밸브각도 변화이후 현재시점(th)과 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)의 차이값을 계산하고, 차이값이 신규 밸브각도 적용시간(dtA)보다 크게 된 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)에서, 온도센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)를 입력하고, 이와 같이 입력된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)를 대상으로 현재온도 연산단계(300)를 수행한다.
위 리턴 증가단계(600)는, 구체적으로 다음 공정에 의해 이루어진다.
현재 리턴밸브 각도(At-R)에 밸브각도 변화량(dA)을 더한 새로운 현재 리턴밸브 각도(At-R)를 연산하고 이에 해당하는 만큼 리턴밸브의 개방 정도를 높인다(610).
현재 외기공급밸브 각도(At-I)에서 밸브각도 변화량(dA)을 뺀 새로운 현재 외기공급밸브 각도(At-I)를 연산하고 이에 해당하는 만큼 외기공급밸브의 폐쇄 정도를 높인다(620).
밸브각도 변화이후 현재시점(th)을 입력한다(630).
이후, 상술한 바와 같이, 밸브각도 변화이후 현재시점(th)과 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)의 차이값을 계산하고, 차이값이 신규 밸브각도 적용시간(dtA)보다 크게 된 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)에서, 온도센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)를 입력하고, 이와 같이 입력된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)를 대상으로 현재온도 연산단계(300)를 수행한다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 본체 20 : 송풍기
21 : 공기공급관 23 : 관통공
40 : 악취처리부 50 : 상부관로
51 : 상부메인관 52 : 상부외기흡입관
53 : 상향류 리턴관 53a : 중앙 분기지점
60 : 하부관로 61 : 하부메인관
61a : 외측 분기지점 61b : 내측 분기지점
62 : 하부송풍관 63 : 하부외기흡입관
64 : 바이패스관 65 : 하향류 리턴관
70 : 밸브 100 : 입력변수 설정단계
110 : 밸브각도 기록단계 120 : 송풍기 가동 시작시점 입력단계
200 : 초기 공기공급 시작단계
210 : 밸브각도 변화이전 현재시점 입력단계
220 : 현재온도 입력단계 300 : 현재온도 연산단계
400 : 공기공급 지속단계 500 : 외기공급 증가단계
510 : 증가 외기공급량 적용단계
520 : 감소 리턴공급량 적용단계
530 : 밸브각도 변화이후 현재시점 입력단계
600 : 리턴 증가단계
610 : 증가 리턴공급량 적용단계
620 : 감소 외기공급량 적용단계
630 : 밸브각도 변화이후 현재시점 입력단계
700 : 산소농도 유지단계

Claims (13)

  1. 내부에 폐기물의 수납공간이 형성된 본체(10);
    상기 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하거나, 공기를 배출하도록 설치된 관로;
    상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도 또는 그 내부로부터 외부로 배출되는 공기의 온도를 측정하도록 설치된 온도센서;
    상기 관로를 통해 상기 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하도록 설치된 송풍기(20);
    상기 본체(10)의 내부로 외기를 공급하도록 상기 관로에 설치되어 개폐되는 외기공급밸브;
    상기 본체(10)의 내부로부터 배출되는 공기를 다시 상기 본체(10)의 내부로 공급하도록 상기 관로에 설치됨과 아울러, 상기 외기공급밸브와 반비례하여 개폐구동하는 리턴밸브;
    상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도가 일정 범위 내에서 유지되도록, 상기 온도센서의 데이터를 송신받아 상기 외기공급밸브 및 리턴밸브의 개폐 정도를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도가 미리 설정된 온도 하한치보다 낮은 경우, 상기 외기공급밸브의 폐쇄 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 온도가 미리 설정된 온도 상한치보다 높은 경우, 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이도록 제어하고,
    상기 관로는,
    상기 본체(10)의 내부 중 상부에 대하여 공기를 공급하거나, 그 상부로부터 공기를 배출하도록 설치된 상부관로(50);
    상기 본체(10)의 내부 중 하부에 대하여 공기를 공급하거나, 그 하부로부터 공기를 배출하도록 설치된 하부관로(60);를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 하부관로(60)를 통해 상기 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하고 상기 상부관로(50)를 통해 상기 본체(10)의 내부로부터 공기를 배출하는 상향류 모드가 되거나, 상기 상부관로(50)를 통해 상기 본체(10)의 내부에 대하여 공기를 공급하고 상기 하부관로(60)를 통해 상기 본체(10)의 내부로부터 공기를 배출하는 하향류 모드가 되도록, 상기 송풍기(20)에 의한 공기공급방향을 제어하고,
    상기 송풍기(20)의 양압 또는 음압에 의해, 상기 상향류 모드 또는 상기 하향류 모드가 되도록, 상기 상부관로(50) 및 하부관로(60)에 설치된 복수의 밸브(70);를 더 포함하고,
    상기 복수의 밸브(70)는, 상기 외기공급밸브 및 리턴밸브를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 복수의 밸브(70)에 의한 공기공급방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체(10)의 내부로 공급되는 공기의 산소농도를 측정하도록 설치된 산소농도센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 공급되는 공기의 산소농도가 미리 설정된 산소농도 하한치보다 낮은 경우, 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 온도센서는,
    상기 본체(10)의 내부 중 상부로 공급되는 공기의 온도 또는 그 상부로부터 외부로 배출되는 공기의 온도를 측정하도록 설치된 상부 온도센서;
    상기 본체(10)의 내부 중 하부로 공급되는 공기의 온도 또는 그 하부로부터 외부로 배출되는 공기의 온도를 측정하도록 설치된 하부 온도센서;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부관로(50) 및 하부관로(60)를 통해 배출되는 공기의 악취를 처리하도록, 상기 상부관로(50) 및 하부관로(60)에 연결된 악취처리부(40);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상부관로(50)는,
    상기 본체(10)의 상부와 상기 악취처리부(40)를 연결하는 상부메인관(51);
    상기 상부메인관(51)의 중앙 분기지점에서 분기되고 단부에 트임부가 형성된 상부외기흡입관(52);
    상기 상부메인관(51)의 중앙 분기지점에서 분기된 상향류 리턴관(53);을 포함하고,
    상기 하부관로(60)는,
    상기 본체(10)의 하부와 상기 악취처리부(40)를 연결하는 하부메인관(61);
    상기 하부메인관(61)의 외측 분기지점(61a)에서 분기되고 단부가 상기 송풍기(20)에 연결된 하부송풍관(62);
    일단이 상기 송풍기(20)에 연결되고 타단에 트임부가 형성되며 상기 상향류 리턴관(53)의 단부가 중앙 분기지점에 연결된 하부외기흡입관(63);
    일단이 상기 하부외기흡입관(63)의 중앙부에 연결되고 타단이 상기 하부메인관(61)의 내측 분기지점(61b)에 연결된 바이패스관(64);
    상기 하부메인관(61)의 외측 분기지점(61a)에서 분기되고 단부가 상기 상향류 리턴관(53)의 중앙 분기지점(53a)에 연결된 하향류 리턴관(65);을
    포함하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 밸브(70)는,
    상기 하부송풍관(62)에 설치된 1번 밸브(71);
    상기 하부메인관(61)의 외측 분기지점(61a)과 내측 분기지점(61b) 사이에 설치된 2번 밸브(72);
    상기 바이패스관(64)에 설치된 3번 밸브(73);
    상기 하부외기흡입관(63)의 트임부에 설치된 4번 밸브(74);
    상기 상부외기흡입관(52)의 트임부에 설치된 5번 밸브(75);
    상기 상부메인관(51)의 중앙 분기지점 외측에 설치된 6번 밸브(76);
    상기 하향류 리턴관(65)에 설치된 7번 밸브(77);
    상기 상향류 리턴관(53)의 중앙 분기지점(53a)과 단부 사이에 설치된 8번 밸브(78);를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 상향류 모드의 경우,
    상기 1번, 3번, 5번, 7번 밸브(71,73,75,77)는 폐쇄하고 상기 2번, 4번, 6번, 8번 밸브(72,74,76,78)는 개방하며,
    상기 8번 밸브(78)가 상기 리턴밸브의 역할을 하고, 상기 4번 밸브(74)가 상기 외기공급밸브의 역할을 하도록 설정하고,
    상기 4번 밸브(74)와 상기 6번 밸브(76)는 상호 비례하여 개폐구동을 하고,
    상기 4번 밸브(74)와 상기 8번 밸브(78)는 상호 반비례하여 개폐구동을 하고,
    상기 하향류 모드의 경우,
    상기 2번, 4번, 6번, 8번 밸브(72,74,76,78)는 폐쇄하고 상기 1번, 3번, 5번, 7번 밸브(71,73,75,77)는 개방하며,
    상기 7번 밸브(77)가 상기 리턴밸브의 역할을 하고, 상기 5번 밸브(75)가 상기 외기공급밸브의 역할을 하도록 설정하고,
    상기 1번 밸브(71)와 상기 5번 밸브(75)는 상호 비례하여 개폐구동을 하고,
    상기 5번 밸브(75)와 상기 7번 밸브(77)는 상호 반비례하여 개폐구동을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조장치.
  9. 제1항의 폐기물 건조장치를 이용한 폐기물 건조방법으로서,
    상기 제어부에 대하여, 공급공기 온도 하한치(TLL-IN), 공급공기 온도 상한치(TUL-IN), 밸브각도 수동운전 적용시간(tm-A), 신규 밸브각도 적용시간(dtA)을 설정하는 입력변수 설정단계(100);
    현재 외기공급밸브 각도(At-I), 현재 리턴밸브 각도(At-R)를 기록하는 밸브각도 기록단계(110);
    상기 송풍기(20)의 가동을 시작하여, 상기 본체(10)에 대하여 상기 밸브각도 수동운전 적용시간(tm-A) 동안 공기를 공급하는 초기 공기공급 시작단계(200);
    상기 온도 센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt-IN)가 상기 공급공기 온도 하한치(TLL-IN) 및 공급공기 온도 상한치(TUL-IN)의 범위 내에 속하는지 또는 상기 범위를 벗어나는지 여부를 연산하는 현재온도 연산단계(300);
    상기 현재온도 연산단계(300)에서, 상기 현재 공급공기 온도(Tt-IN)가 상기 공급공기 온도 하한치(TLL-IN) 및 공급공기 온도 상한치(TUL-IN)의 범위 내에 속하는 것으로 연산된 경우, 상기 신규 밸브각도 적용시간(dtA) 동안 공기를 지속하여 공급하는 공기공급 지속단계(400);
    상기 현재온도 연산단계(300)에서, 상기 현재 공급공기 온도(Tt-IN)가 상기 공급공기 온도 상한치(TUL-IN)보다 높은 것으로 연산된 경우, 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이는 외기공급 증가단계(500);
    상기 현재온도 연산단계(300)에서, 상기 현재 공급공기 온도(Tt-IN)가 상기 공급공기 온도 하한치(TLL-IN)보다 낮은 것으로 연산된 경우, 상기 리턴밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 외기공급밸브의 폐쇄 정도를 높이는 리턴 증가단계(600);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조방법.
  10. 제2항의 폐기물 건조장치를 이용한 폐기물 건조방법으로서,
    상기 제어부에 대하여, 공급공기 온도 하한치(TLL-IN), 공급공기 온도 상한치(TUL-IN), 밸브각도 수동운전 적용시간(tm-A), 공급공기 산소농도 하한치(OXYLL-IN), 신규 밸브각도 적용시간(dtA)을 설정하는 입력변수 설정단계(100);
    현재 외기공급밸브 각도(At-I), 현재 리턴밸브 각도(At-R)를 기록하는 밸브각도 기록단계(110);
    상기 송풍기(20)의 가동을 시작하여, 상기 본체(10)에 대하여 상기 밸브각도 수동운전 적용시간(tm-A) 동안 공기를 공급하는 초기 공기공급 시작단계(200);
    상기 산소농도센서에 의해 측정된 현재 공급공기 산소농도(OXYt-IN)가 상기 공급공기 산소농도 하한치(OXYLL-IN)보다 낮은 경우, 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이는 산소농도 유지단계(700);
    상기 온도 센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt-IN)가 상기 공급공기 온도 하한치(TLL-IN) 및 공급공기 온도 상한치(TUL-IN)의 범위 내에 속하는지 또는 상기 범위를 벗어나는지 여부를 연산하는 현재온도 연산단계(300);
    상기 현재온도 연산단계(300)에서, 상기 현재 공급공기 온도(Tt-IN)가 상기 공급공기 온도 하한치(TLL-IN) 및 공급공기 온도 상한치(TUL-IN)의 범위 내에 속하는 것으로 연산된 경우, 상기 신규 밸브각도 적용시간(dtA) 동안 공기를 지속하여 공급하는 공기공급 지속단계(400);
    상기 현재온도 연산단계(300)에서, 상기 현재 공급공기 온도(Tt-IN)가 상기 공급공기 온도 상한치(TUL-IN)보다 높은 것으로 연산된 경우, 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이는 외기공급 증가단계(500);
    상기 현재온도 연산단계(300)에서, 상기 현재 공급공기 온도(Tt-IN)가 상기 공급공기 온도 하한치(TLL-IN)보다 낮은 것으로 연산된 경우, 상기 리턴밸브의 개방 정도를 높이고, 상기 외기공급밸브의 폐쇄 정도를 높이는 리턴 증가단계(600);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 입력변수 설정단계(100) 이후, 상기 초기 공기공급 시작단계(200) 이전,
    송풍기 가동 시작시점(ts)을 입력하는 송풍기 가동 시작시점 입력단계(120);를 더 포함하고,
    상기 초기 공기공급 시작단계(200)는,
    밸브각도 변화이전 현재시점(tg)을 입력하는 밸브각도 변화이전 현재시점 입력단계(210);
    상기 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)과 상기 송풍기 가동 시작시점(ts)의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 상기 밸브각도 수동운전 적용시간(tm -A)보다 크게 된 상기 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)에서, 상기 온도센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)를 입력하는 현재온도 입력단계(220);를 포함하고,
    상기 현재온도 연산단계(300)는,
    상기 입력된 현재 공급공기 온도(Tt -IN)를 대상으로 상기 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 입력변수 설정단계(100)는, 밸브각도 변화량(dA), 초기 외기공급밸브 각도(Ai-I), 초기 리턴밸브 각도(Ai-R)를 설정하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 외기공급 증가단계(500)는,
    현재 외기공급밸브 각도(At-I)에 상기 밸브각도 변화량(dA)을 더한 새로운 현재 외기공급밸브 각도(At-I)를 연산하고 이에 해당하는 만큼 상기 외기공급밸브의 개방 정도를 높이는 증가 외기공급량 적용단계(510);
    현재 리턴밸브 각도(At-R)에서 상기 밸브각도 변화량(dA)을 뺀 새로운 현재 리턴밸브 각도(At-R)를 연산하고 이에 해당하는 만큼 상기 리턴밸브의 폐쇄 정도를 높이는 감소 리턴공급량 적용단계(520);
    밸브각도 변화이후 현재시점(th)을 입력하는 밸브각도 변화이후 현재시점 입력단계(530);를 포함하고,
    상기 초기 공기공급 시작단계(200)는,
    상기 밸브각도 변화이후 현재시점(th)과 상기 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 상기 신규 밸브각도 적용시간(dtA)보다 크게 된 상기 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)에서, 상기 온도센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt-IN)를 입력하는 현재온도 입력단계(220);를 포함하고,
    상기 현재온도 연산단계(300)는,
    상기 입력된 현재 공급공기 온도(Tt-IN)를 대상으로 상기 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 입력변수 설정단계(100)는, 밸브각도 변화량(dA), 초기 외기공급밸브 각도(Ai-I), 초기 리턴밸브 각도(Ai-R)를 설정하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 리턴 증가단계(600)는,
    현재 리턴밸브 각도(At-R)에 상기 밸브각도 변화량(dA)을 더한 새로운 현재 리턴밸브 각도(At-R)를 연산하고 이에 해당하는 만큼 상기 리턴밸브의 개방 정도를 높이는 증가 리턴공급량 적용단계(610);
    현재 외기공급밸브 각도(At-I)에서 상기 밸브각도 변화량(dA)을 뺀 새로운 현재 외기공급밸브 각도(At-I)를 연산하고 이에 해당하는 만큼 상기 외기공급밸브의 폐쇄 정도를 높이는 감소 외기공급량 적용단계(620);
    밸브각도 변화이후 현재시점(th)을 입력하는 밸브각도 변화이후 현재시점 입력단계(630);를 포함하고,
    상기 초기 공기공급 시작단계(200)는,
    상기 밸브각도 변화이후 현재시점(th)과 상기 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 상기 신규 밸브각도 적용시간(dtA)보다 크게 된 상기 밸브각도 변화이전 현재시점(tg)에서, 상기 온도센서에 의해 측정된 현재 공급공기 온도(Tt-IN)를 입력하는 현재온도 입력단계(220);를 포함하고,
    상기 현재온도 연산단계(300)는,
    상기 입력된 현재 공급공기 온도(Tt-IN)를 대상으로 상기 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 배출공기 리턴방식의 폐기물 건조방법.
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