KR102067699B1

KR102067699B1 - 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템

Info

Publication number: KR102067699B1
Application number: KR1020180109144A
Authority: KR
Inventors: 박경만
Original assignee: 박경만
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2020-01-17

Abstract

본 발명은 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템에 관한 것으로, 1차 건조된 슬러지가 투입로터리밸브를 통해 외부의 공기를 차단하면서 챔버 내측으로 투입되면, 회전축에 등간격으로 설치된 가열판으로 열풍로의 열풍을 공급하여 스크래퍼에 의해 교반이 이루어진 상태에서 슬러지가 건조되고, 건조과정에서 발생하는 유증기를 회수하여 유증기필터를 통해 미세먼지를 제거한 일부의 유증기는 유증기히터를 통해 온도를 상승시킨 후 열풍로로 공급하여 엘피지 가스와 연소시 고열이 발생하도록 공급하고 나머지는 오일냉각기에 의해 냉각되어 콘덴서에서 오일화시켜 저장할 수 있도록 하며, 가열판을 간접 가열한 열풍을 회수하여 열풍필터를 통해 미세먼지를 제거한 후 워터냉각기를 통해 일부를 냉각시켜 냉각수 형성 및 대기 방출이 이루어지고, 나머지 열풍은 유증기 및 엘피지 가스의 온도를 상승시키도록 열풍로로 공급하여 챔버로 공급되는 슬러지를 건조하는 과정이 순환되는 것을 특징으로 하며, 1차로 건조되어 기름의 함량이 1㎏당 18% ~ 25%로 이루어진 슬러지를 교반하면서 열풍에 의해 건조시켜 악취를 제거함과 동시에 기름의 함량이 5% 미만으로 이루어지고, 수분의 함량이 0.5% 이하의 슬러지를 생산하여 이를 2차로 가공해 연료로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템{A system to remove malodor from dry sludge and recover moisture and oil separately}

본 발명은 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1차로 건조되어 기름의 함량이 1㎏당 18% ~ 25%로 이루어진 슬러지를 교반하면서 열풍에 의해 건조시켜 기름의 함량이 5% 이하이고, 수분의 함량이 0.5% 이하 인 슬러지를 생산하여 2차로 가공해 연료로 사용할 수 있도록 함은 물론 슬러지와 분리시킨 유증기에 의해 얻어지는 기름을 이온정제하여 연료로 사용하며, 유증기의 이온정제시 발생하는 미세먼지 등을 필터에서 걸러내고 깨끗한 공기를 대기로 방출시킬 수 있도록 한 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 가정 내지 산업단지에서 배출되는 하수 내지 폐수는 도시 하수처리장과 공단 및 농공단지 폐수처리장에서 처리하고 있으며, 이들 처리장 등에서는 오폐수 처리과정에서 다량의 슬러지가 발생한다.

현재까지는 수처리장에서 발생하는 대부분의 슬러지를 해양투기, 매립 그리고 소각 등의 방법으로 처리하고 있으나, 해양투기 및 매립과 같은 슬러지 처리 방법은 지가의 상승, 침출수 발생, 환경오염 유발, 지역주민과의 갈등뿐만 아니라 국제협약('96 런던협약 의정서)의 발효에 따라 2012년부터는 하수 내지 폐수 슬러지의 해양 투기가 전면 금지되었다 따라서, 현재 이러한 어려움을 극복하기 위해 다양한 하수 내지 폐수 슬러지 재활용 기술이 개발되고 있는 실정이다.

예를 들어, 수거한 슬러지를 건조시켜 토양의 거름으로 사용하거나 비닐 하우스에 난방용으로 사용하는 기술이 개발되고 있으나, 건조시킨 슬러지는 악취가 발생하기 때문에 환영받지 못하는 실정이다.

따라서, 이러한 선행기술로 대한민국 특허공개번호 제10-2012-0084221호( 2012.07.27. 공개)의 "건슬러지 탄화처리장치"는 건조슬러지 저장조와, 건조슬러지 저장조로부터 슬러지를 공급받는 투입호퍼와, 투입호퍼로부터 슬러지를 공급받으며 하부에 2 개의 로터리밸브를 장착하는 공급호퍼와, 공급호퍼로부터 건조슬러지를 공급받아 슬러지를 섭씨 300도 내지 500도 온도 조건에서 탄화처리한 후 슬러지 함수율이 5-8% 되게 하는 탄화기와, 탄화기에서 탄화처리된 탄화냉각수를 이송하는 배출컨베이어와, 배출컨베이어로부터 이송되는 탄화냉각수를 이송시킴과 아울러 냉각시키는 냉각컨베이어와, 냉각컨베이어로부터 공급받은 탄화물에서 금속을 제거하기 위해 설치하는 자력선별기와, 자력선별기에서 선별된 금속냉각수를 수집하는 스크래퍼와, 상기한 자력선별기를 거친 탄화냉각수를 저장하는 탄화물저장조와, 탄화물저장조에서 생성되는 가스의 폭발을 방지하기 위하여 질소를 공급하는 질소공급장치와, 상기한 탄화물저장조 상부에 연결 설치되어 분진을 제거하는 백필터로 구성된다.

또한, 상기 탄화기는 점화로가 연결되고, 상기 점화로는 연소공기공급팬에 연결 설치되어, 건물에서 발생되는 악취를 탄화기로 보내어 연소처리하여 악취를 제거하도록 구성된다.

또한, 상기한 탄화기는 스크류축 외주에 스크류가 형성된 구조로 이루어지되, 스크류축은 상하로 구분되어 2 내지 3 개의 스크류축이 형성된 구조로 이루어진다.

이에 따라 탄화기에서 나오는 탄화물은 탄화물 배출컨베이어, 탄화물 냉각컨베이어를 거쳐 탄화물의 충분한 냉각이 이루어진 뒤, 자력선별기를 통과하면서 금속류가 제거되어 스크래퍼로 보내어 모으고, 수직컨베이어를 거쳐 탄화물저장조에 저장된 후 배출된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 건슬러지 탄화처리장치는 탄화기의 내부에 2 내지 3개의 스크류축이 형성되어 슬러지가 스크류축을 따라 이동하는 중에 점화로에서 공급되는 열기에 의해 탄화되는 구조이기 때문에 열기가 건조 슬러지에 골고루 전달되지 않아 슬러지가 균일하게 탄화되지 않으므로 악취가 남게 되는 문제가 있다.

특히, 종래의 건슬러지 탄화처리장치는 점화로에서 공급되는 열기가 스크류축에 의해 이동하는 슬러지의 이송 경로 상에 직접 공급되기 때문에 열기에 직접 노출된 슬러지는 급속하게 탄화가 진행하는 반면 스크류축의 표면에 밀착된 상태로 이송되거나 덩어리진 슬러지의 내부는 탄화되지 않아 탄화기에서 배출되는 슬러지가 균일하게 탄화되지 않으므로 슬러지로부터 악취가 발생하게 된다.

또한, 점화로의 열기가 탄화기의 슬러지 이송 경로 상에 직접 송풍되기 때문에 슬러지가 열기를 타고 역류하여 투입호퍼 내지 보일러 및 가스공급팬를 통해 탄화기의 외부로 누출되는 문제가 있다.

이와 함께 종래의 건슬러지 탄화처리장치는 슬러지에 포함된 오일이 회수되지 않고 보일러 및 가스공급팬을 통해 외부로 누출되기 때문에 환경을 오염시키는 문제가 있다.

또한, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인이 출원하여 등록받은 대한민국 등록특허공보 제10-1352604호(2014.01.23. 공고)의 "건조 슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 탈취장치"는 1차 건조된 슬러지가 투입되며 투입된 슬러지를 다층으로 구획된 가열판 내에서 간접 가열하며 교반하여 슬러지에 포함된 악취 제거와 수분과 오일을 분리시키는 분리탑; 상기 분리탑의 열풍 유입구와 가열판에 열풍을 불어넣어 가열판을 가열시키고 응축기에서 응축되지 않은 악취가 함유된 불응축가스를 연소시키고 가열판을 가열시키고 배출되는 열풍을 재가열하여 온도를 올려주는 열풍로; 상기 분리탑에서 배출된 슬러지에 냉각수를 분사하여 냉각시키는 급속냉각 컨베이어; 상기 급속냉각 컨베이어로부터 이송된 슬러지를 냉각시키는 튜브 번들형 냉각기; 상기 분리탑에서 슬러지로부터 발생한 증기를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 나오는 불응축 가스가 열풍로로 투입되어 연소시킬 수 있도록 열풍로 전방에 설치되는 역화 방지기; 상기 분리탑과 냉각기에 불활성 가스를 공급하여 분리탑과 냉각기 내부의 분위기를 안정화시키는 불활성 가스공급기를 포함한다.

그리고 상기 분리탑은 상부와 하부에 1차 건조된 슬러지가 투입되는 투입구와 배출구가 형성된 챔버; 상기 챔버의 내부에 다층으로 형성된 가열판 및 상기 가열판을 관통하는 회전축이 설치되고, 상기 회전축과 연결된 상태로 각층마다 마련되어 가열판에 적재된 슬러지를 교반하는 교반아암 및 부속기기로 구성된다.

상기과 같이 구성되는 선행문헌은 기름이 포함된 슬러지를 분리탑에 설치된 스크레이퍼에 의해 교반되면서 열풍로에서 공급되는 열풍에 의해 슬러지를 건조하게 되는데, 이때 공급되는 열풍에 의해 건조되는 슬러지의 유증기는 증기배출구로 배출이 용이하지 않아 다시 슬러지로 흡수되므로 인해 기름의 함량이 1㎏당 5% 미만으로 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 상기 열풍로로 공급되는 LNG와 일부 열풍의 열에 의해서만 열풍의 온도를 올리기 때문에 열풍이 챔버를 지나면서 슬러지로 공급되는 열이 기름을 증발시키기에는 부적합한 온도가 전달되므로 슬러지를 제대로 건조시키지 못하는 문제점이 있었다.

그리고 열풍을 회수할 시에 미세먼지 등을 제거하기 위하여 백휠터에서 필터링한 후 대기로 방출하나, 미세먼지 등은 제대로 걸러지지 못한 상태로 대기중으로 배출되는 문제점이 있었다.

대한민국 특허공개번호 제10-2012-0084221호 대한민국 등록특허공보 제10-1352604호(2014.01.23. 공고)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 1차로 건조되어 기름의 함량이 1㎏당 18% ~ 25%로 이루어진 슬러지를 교반할 때 열풍에 의해 악취를 제거함과 동시에 건조시켜 기름의 함량이 5% 미만으로 이루어지고, 수분의 함량이 0.5% 이하의 슬러지를 생산하여 이를 2차로 가공해 연료로 사용할 수 있도록 함은 물론 슬러지와 분리시킨 유증기에 의해 얻어지는 기름을 슬러지와 혼합하는 혼합유로 사용하며, 반탄화장치에서 배출되는 열풍에서 미세먼지 등을 필터에서 걸러내어 깨끗한 공기를 대기로 방출시키고, 건조슬러지에서 악취제거와 수분, 오일을 유증기로 분리하고 회수할 수 있도록 한 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 반탄화장치에서 공급되는 유증기를 열풍로에 공급할 때 안전변에 의해 역화되지 않도록 하여 안전하게 유증기를 공급할 수 있도록 한 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로,

공기의 유입 및 유증기가 배기되는 것을 차단하는 투입로터리밸브를 통해 투입되는 1차로 건조되어 기름의 함량이 1㎏당 18% ~ 25%로 이루어진 슬러지를 교반하면서 간접가열에 의해 건조시켜 기름의 함량이 1㎏당 5% 이하이고 수분의 함량이 0.5% 이하인 슬러지를 공기의 유입 및 유증기가 배기되는 것을 차단하는 배출로터리밸브를 통해 배출하는 반탄화장치와; 반탄화장치의 상부에 설치된 투입로터리밸브를 통해 투입되는 1차로 건조된 슬러지를 건조할 수 있도록 LPG가스와 유증기를 함께 연소시켜 550℃~750℃ 사이의 고온 열풍을 열풍관을 통해 반탄화장치로 공급하는 열풍로와; 열풍배기팬을 통해 반탄화장치에서 회수되는 열풍을 다시 열풍로로 공급하거나 또는 워터냉각기로 공급할 시에 열풍에 포함된 미세먼지를 걸러낼 수 있도록 열풍회수관 상에 설치되는 열풍필터와; 열풍필터로부터 미세먼지가 제거된 상태로 공급되는 열풍의 온도를 냉각수를 이용하여 냉각시켜 일부는 대기중으로 방출하고 나머지는 쿨링타워로 공급하는 워터냉각기와; 워터냉각기에서 1차로 냉각시킨 열풍을 2차로 냉각시키는 쿨링타워와; 반탄화장치에서 회수되는 유증기에 포함된 미세먼지를 걸러낼 수 있도록 유증기수집관 상에 설치되는 유증기필터와; 유증기필터를 통해 공급되는 유증기를 오일탱크에서 공급되는 오일을 이용해 냉각시켜 오일화 하는 오일냉각기와; 유증기필터에서 공급되는 유증기를 오일냉각기로 용이하게 공급할 수 있도록 유증기공급관 상에 설치되는 유증기팬과; 유증기공급관에서 분기되는 분기관 상에 설치되어 유증기팬에서 공급되는 일부의 유증기를 소정 온도로 높여 열풍로로 공급하는 유증기히터와; 쿨링타워에서 공급되는 냉각수에 의해 열교환 방식을 통해 유증기필터를 거쳐 오일냉각기에서 냉각된 오일과 오일냉각기에서 유증기이동관을 통해 공급되는 유증기를 냉각시켜 오일로 변환하는 콘덴서와; 콘덴서에서 냉각된 오일을 오일탱크로 공급할 수 있도록 오일배출관 상에 설치되는 오일펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템을 제공한다.

본 발명의 반탄화장치는, 소정공간이 형성되어 상부에는 외부의 공기가 내측으로 유입되는 것을 방지하는 투입로터리밸브와 질소가스가 공급되는 질소가스공급관이 설치되고, 투입로터리밸브를 통해 유입된 1차로 건조된 슬러지를 교반하면서 가열판의 간접가열로 말려 기름이 1㎏당 5% 이하로 이루어지면서 수분은 0.5%이하로 유지되는 건조슬러지를 배출할 수 있도록 하부에 배출로터리밸브로 이루어지는 챔버와; 회전축을 회전시키기 위한 구동력을 전달할 수 있도록 베이스플레이트의 상부에 설치되는 모터와, 모터로부터 전달되는 구동력에 의한 회전을 낮추어 회전축으로 전달할 수 있도록 모터의 구동축과 연결되는 감속기로 이루어지는 구동부와; 모터와 감속기에 의해 회전하면서 스크래퍼의 회전이 용이하게 이루어지도록 고정프레임에 설치된 베어링부재에 결합되는 회전축과; 회전축 상에 소정 간격을 두고 위치될 수 있도록 챔버에 고정되어 1차로 건조된 슬러지가 열풍로에서 공급되는 열풍에 의해 건조되게 하는 가열판과; 가열판몸체를 적어도 6개 이상에서 많게는 12개 이상으로 형성하여 열풍로의 열풍을 공급하는 공급덕트와, 공급덕트에서 공급되어 가열판몸체를 거쳐 유입되는 열풍을 다른 가열판몸체로 공급하는 연결덕트와, 연결덕트를 통해 공급된 열풍이 가열판몸체를 지나 배기되는 열을 회수할 수 있도록 가열판몸체에 연결되어 챔버 외측에 설치되는 배기덕트로 이루어지는 열풍덕트와; 회전축에 결합되어 회전 가능하게 가열판의 사이에 위치되는 회전바와; 가열판 상부에 위치된 슬러지를 교반할 수 있도록 지지체에 의해 회전바에 고정되는 스크래퍼와; 가열판몸체에 4방향으로 형성된 유증기배출공에 각각 연결관이 연결되고, 연결관의 일측에 수직관이 연결되며, 연결관과 연결되어 챔버의 외측에 수직방향으로 수직관이 설치되고, 수직관에 연결되어 유증기필터를 거쳐 유증기팬으로 유증기가 공급되는 유증기수집관으로 이루어져 챔버 내측에서 슬러지가 건조되면서 발생하는 유증기를 열풍로, 오일냉각기 및 콘덴서로 공급이이루어지도록 하는 유증기회수관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 투입로터리밸브는, 내측에 공간을 가지며 챔버 상부의 일측에 설치되는 투입밸브몸체와; 투입밸브몸체 내측에 회전 가능하게 설치되는 샤프트와; 1차로 건조된 슬러지가 챔버 내측으로 투입될 때 외부의 공기가 유입되는 것을 차단할 수 있도록 '∪'자형상으로 이루어져 샤프트를 중심으로 방사상으로 설치되어 끝단이 밀착된 상태로 접합되는 투입팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 배출로터리밸브는, 내측에 공간을 가지며 챔버 하부의 일측에 설치되는 배출밸브몸체와; 배출밸브몸체 내측에 회전 가능하게 설치되는 샤프트와; 건조된 슬러지가 챔버 외부로 배출될 때 외부의 공기가 유입되는 것을 차단할 수 있도록 '∪'자형상으로 이루어져 샤프트를 중심으로 방사상으로 설치되어 끝단이 밀착된 상태로 접합되는 배출팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 가열판은, 회전축 상에 소정 간격을 두고 위치될 수 있도록 챔버에 고정되어 1차로 건조된 슬러지에 열풍로에서 공급되는 열풍에 의해 열이 전달되도록 하는 공간이 형성된 가열판몸체가 구성되고, 상기 가열판몸체의 중앙의 일측에는 고정관이 형성되며, 스크래퍼에 의해 교반되는 슬러지가 다른 위치에 설치된 가열판몸체로 슬러지를 공급하여 단계적으로 건조가 이루어지도록 회전축에 인접된 위치 또는 가열판몸체의 가장자리에 인접되게 형성되는 슬러지낙하공이 형성되고, 열풍에 의해 슬러지를 가열하면서 발생하는 유증기가 배출되는 유증기배출공이 가열판몸체의 저부에 형성되며, 유증기배출공이 형성된 부분에 유증기의 배출을 가이드하는 가이드판이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 열풍로는, 유증기히터에서 소정 온도로 높여진 상태로 공급되는 유증기, 가스공급관을 통해 공급되는 LPG가스, 에어공급관을 통해 공급되는 에어 및 열풍필터에서 미세먼지가 제거된 상태의 깨끗한 열풍을 공급하여 550℃ ~ 750℃ 사이의 고온을 발생시켜 열풍관을 통해 열풍을 가열판으로 공급하여 간접가열에 의해 슬러지가 건조되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 오일냉각기는 유증기를 냉각시키기 위하여 오일냉각기몸체 내부에 소정 간격을 두고 설치되는 오일공급관과; 챔버 내측에서 슬러지를 건조할 때 발생하는 유증기를 유증기팬에 의해 유증기필터를 거쳐 미세먼지가 제거된 상태로 유증기공급관을 통해 유증기가 공급되면, 오일탱크에 저장된 오일을 이용하여 유증기를 냉각시킬 수 있도록 오일공급관에 설치되어 오일을 안개 또는 빗방울의 형태로 분사하는 오일분사노즐로 구성되되, 콘덴서와 연결되는 유증기이동관을 구성하여 냉각되지 않은 유증기가 콘덴서로 유입되어 다시 냉각될 수 있도록 함은 물론 냉각에 의해 변화된 오일을 콘덴서로 공급하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 콘덴서는, 오일냉각기에서 냉각되지 않은 상태로 공급되는 유증기를 냉각시킬 수 있도록 유증기이동관을 통해 오일냉각기와 연결되고, 오일로 변환되지 않은 유증기는 유증기팬에 의해 오일냉각기로 이동할 수 있도록 유증기리턴관이 유증기수집관과 연결되며, 쿨링타워에서 공급되는 냉각수가 유증기와 직접적으로 접촉되지 않으면서 열교환 방식을 통해 냉각시켜 변화된 오일과 오일냉각기에서 공급되는 오일을 오일펌프를 통해 오일탱크로 공급하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 1차로 건조되어 기름의 함량이 1㎏당 18% ~ 25%로 이루어진 슬러지를 교반하면서 열풍에 의해 건조시켜 악취를 제거함과 동시에 기름의 함량이 5% 미만으로 이루어지고, 수분의 함량이 0.5% 이하로 건조되기 때문에 발열량이 종전 방법보다 1㎏당 1000㎉ 이상의 높은 건조슬러지가 생상되므로 2차로 가공해 연료로 사용하는데 좋은 효과가 있다.

본 발명은 슬러지를 건조할 때 발생되는 유증기는 필터를 거쳐 일부는 기름으로 회수하고, 일부 유증기는 전처리를 시행할 후 역화 방지를 거쳐 열풍로에서 연소시켜 열풍생산에 사용하며, 반탄화장치를 거쳐서 배출되는 열풍은 필터를 거쳐 미세먼지를 제거한 후 일부는 열풍로에 넣어서 재 가열한 후 재활용하고 일부는 대기중에 방출시켜 대기오염을 줄이는 효과가 있다.

본 발명은 반탄화장치에서 공급되는 유증기를 열풍로에 공급할 시에 안전변에 의해 역화되지 않도록 유증기를 역화방지 장치를 거친 후 안전하게 공급하므로 유증기에 의해 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 반탄화장치의 구성을 확대하여 나타낸 구성도.
도 3은 도 2의 요부를 확대하여 도시한 구성도.
도 4는 도 2의 투입로터리밸브와 배출로터리밸브를 확대하여 도시한 구성도.
도 5는 도 2에 도시된 반탄화장치의 평면 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 6은 도 2에 도시된 반탄화장치의 스크레이퍼의 구성을 나타낸 사시도.
도 7은 도 6의 스크페이퍼 단면 구성을 나타낸 도면.
도 8은 도 2의 스크페이퍼를 다르게 실시한 구성을 나타낸 구성도.

이하, 본 발명에 의한 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템을 첨부된 도면을 통해 구성 및 작용효과를 설명한다.

본 발명에 의한 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템은 공기의 유입 및 유증기가 배기되는 것을 차단하는 투입로터리밸브(111)를 통해 투입되는 1차로 건조되어 기름의 함량이 1㎏당 18% ~ 25%로 이루어진 슬러지를 교반하면서 간접가열에 의해 건조시켜 기름의 함량이 1㎏당 5% 이하이고 수분의 함량이 0.5% 이하인 슬러지를 공기의 유입 및 유증기가 배기되는 것을 차단하는 배출로터리밸브(112)를 통해 배출하는 반탄화장치(100)와, 반탄화장치(100)의 상부에 설치된 투입로터리밸브(111)를 통해 유입되는 1차로 건조된 슬러지를 건조할 수 있도록 LPG가스와 유증기를 함께 연소시켜 550℃~750℃ 사이의 고온 열풍을 열풍관(210)을 통해 반탄화장치(100)로 공급하는 열풍로(200)와, 열풍배기팬(310)을 통해 반탄화장치(100)에서 회수되는 열풍을 다시 열풍로(200)로 공급하거나 또는 워터냉각기(400)로 공급할 시에 열풍에 포함된 미세먼지를 걸러낼 수 있도록 열풍회수관(220) 상에 설치되는 열풍필터(300)와, 열풍필터(300)로부터 미세먼지가 제거된 상태로 공급되는 열풍의 온도를 냉각수를 이용하여 냉각시켜 일부는 대기중으로 방출하고 나머지는 쿨링타워(500)로 공급하는 워터냉각기(400)와, 워터냉각기(400)에서 1차로 냉각시킨 열풍을 2차로 냉각시키는 쿨링타워(500)와, 반탄화장치(100)에서 회수되는 유증기에 포함된 미세먼지를 걸러낼 수 있도록 유증기수집관(183) 상에 설치되는 유증기필터(600)와, 유증기필터(600)를 통해 공급되는 유증기를 오일탱크에서 공급되는 오일을 이용해 냉각시켜 오일화 하는 오일냉각기(900)와, 유증기필터(600)에서 공급되는 유증기를 오일냉각기(900)로 용이하게 공급할 수 있도록 유증기공급관(710) 상에 설치되는 유증기팬(700)과, 유증기공급관(710)에서 분기되는 분기관 상에 설치되어 유증기팬(700)에서 공급되는 일부의 유증기를 소정 온도로 높여 열풍로로 공급하는 유증기히터(800)와, 쿨링타워(500)에서 공급되는 냉각수에 의해 열교환 방식을 통해 유증기필터(600)를 거쳐 오일냉각기(900)에서 냉각된 오일과 오일냉각기에서 유증기이동관(940)을 통해 공급되는 유증기를 냉각시켜 오일로 변환하는 콘덴서(1000)와, 콘덴서(1000)에서 냉각된 오일을 오일탱크로 공급할 수 있도록 오일배출관 상에 설치되는 오일펌프(1010)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징으로 이루어지는 본 발명의 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템을 도 1 내지 8에 도시된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 반탄화장치의 구성을 확대하여 나타낸 구성도이며, 도 3은 도 2의 요부를 확대하여 도시한 구성도이고, 도 4는 도 2의 투입로터리밸브와 배출로터리밸브를 확대하여 도시한 구성도이며, 도 5는 도 2에 도시된 반탄화장치의 평면 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 6은 도 2에 도시된 반탄화장치의 스크레이퍼의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 7은 도 6의 스크페이퍼 단면 구성을 나타낸 도면이고, 도 8은 도 2의 스크페이퍼를 다르게 실시한 구성을 나타낸 구성도이다.

도 1 내지 8을 참조하여 설명하면, 본 발명에 의한 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 반탄화장치(100), 열풍로(200), 열풍필터(300), 워터냉각기(400), 쿨링타워(500), 유증기필터(600), 오일냉각기(900), 유증기팬(700), 유증기히터(800) 및 오일펌프(1010)로 구성된다.

상기 반탄화장치(100)는 챔버(110), 구동부(120), 회전축(130), 가열판(140), 열풍덕트(150), 회전바(160), 스크래퍼(170), 유증기회수관(180)으로 이루어진다.

상기 반탄화장치(100)는 소정공간이 형성되어 상부에는 외부의 공기가 내측으로 유입되는 것을 방지하는 투입로터리밸브(111)가 설치되고, 투입로터리밸브를 통해 유입된 1차로 건조된 슬러지를 교반하면서 열풍으로 건조시켜 기름의 함량이 1㎏당 5% 이하 및 수분은 0.5% 이하로 유지되는 건조슬러지를 배출할 수 있도록 하부에 배출로터리밸브(112)로 구성된다.

상기 투입로터리밸브(111)는 1차로 건조된 슬러지를 챔버(110)의 내측으로 투입할 때 외부의 공기가 유입되는 것을 차단하기 위하여 투입밸브몸체(111-1) 내측에 설치된 샤프트(111-2)를 중심으로 '∪'자 형상의 투입팬(111-3)이 방사상으로 다수개가 설치된다. 상기 샤프트(111-2)에 설치된 다수의 투입팬(111-3)은 인접되게 설치된 다른 투입팬(111-3)의 끝단이 밀착된 상태로 용접에 의해 고정이 이루어져 1차로 건조된 슬러지를 챔버(110) 내측으로 투입할 때 외부의 공기가 유입되는 것을 차단한다.

상기 배출로터리밸브(112)는 투입로터리밸브(111)와 동일하게 내측에 공간을 가지며 챔버(110)의 하부 일측에 설치되는 배출밸브몸체(112-1)와, 배출밸브몸체 내측에 회전 가능하게 설치되는 샤프트(112-2)와, 건조된 슬러지가 챔버(110)에서 배출될 때 외부의 공기가 유입되는 것을 차단할 수 있도록 '∪'자형상으로 이루어져 샤프트(112-2)를 중심으로 방사상으로 설치되어 끝단이 밀착된 상태로 접합되는 배출팬(112-3)으로 구성되어 기름의 함량이 1㎏당 5% 이하이고 수분의 함량이 0.5% 이하인 슬러지를 배출할 때 외부의 공기가 챔버(110)의 내측으로 유입되는 것을 차단한다.

또한, 상기 챔버(110)는 구동부(120)의 구동이 안정적으로 이루어져 스크래퍼(170)에 의해 1차로 건조된 슬러지의 교반이 용이하게 이루어지도록 고정브라켓(114)에 의해 지면에 고정되는 베이스플레이트(113)의 상부에 설치된다.

그리고 상기 챔버의 상부에는 내부로 질소가스를 공급할 수 있도록 질소가스공급관(115)이 형성된다.

상기 구동부(120)는 회전축(130)을 회전시키기 위한 구동력을 전달할 수 있도록 베이스플레이트(113)의 상부에 설치되는 모터(121)와, 모터(121)로부터 전달되는 구동력에 의한 회전을 낮추어 회전축으로 전달할 수 있도록 모터(121)의 구동축(미도시)과 연결되는 감속기(122)로 이루어진다.

또한, 상기 감속기(122)는 출력되는 회전력에 의해 슬러지를 교반할 수 있도록 회전축과 연결된다.

상기 회전축(130)은 감속된 상태로 출력되는 회전력에 의해 회전할 수 있도록 감속기(122)의 상부에 설치된다.

또한, 상기 회전축(130)은 모터(121)와 감속기(122)에 의해 회전하면서 스크래퍼의 회전이 용이하게 이루어지도록 고정프레임(124)에 설치된 베어링부재(123)에 결합되어 1차로 건조된 슬러지의 교반이 원활하게 이루어지게 한다.

상기 가열판(140)은 회전축(130) 상에 소정 간격을 두고 위치될 수 있도록 챔버(110)에 고정되어 1차로 건조된 슬러지에 열풍로(200)에서 공급되는 열풍에 의해 열이 전달되도록 하는 공간(142)이 형성된 가열판몸체(141)가 구성되고, 상기 가열판몸체(141)의 중앙의 일측에는 고정관(143)이 형성된다. 상기 고정관(143)에는 회전축(130)이 위치되어 구동부에 의해 회전이 용이하게 이루어진다.

또한, 상기 가열판몸체(141)는 스크래퍼(170)에 의해 교반되는 슬러지가 다른 위치에 설치된 가열판몸체(141)로 슬러지를 공급하여 단계적으로 건조가 이루어지도록 슬러지낙하공(144)이 형성되고, 상기 슬러지낙하공(144)은 회전축(130)에 인접된 위치 또는 가열판몸체(141)의 가장자리에 인접되게 형성된다.

즉, 회전축(130)에 인접되게 형성된 슬러지낙하공(144)과 가열판몸체(141)의 가장자리에 인접되게 형성된 슬러지낙하공(144)이 지그재그 형태 또는 서로 다른 위치에 위치되어 교반되는 슬러지가 가열판몸체(141)에 단계적으로 이동되면서 건조가 이루어지도록 한다.

그리고 상기 가열판몸체(141)는 저부에 열풍에 의해 슬러지를 가열하면서 발생하는 유증기가 배출되는 유증기배출공(145)이 형성되고, 유증기배출공(145)이 형성된 부분에 유증기의 배출을 가이드하는 가이드판(146)이 설치된다.

상기 열풍덕트(150)는 열풍로(200)에서 공급되는 열풍을 가열판몸체(141)의 공간으로 공급할 수 있도록 챔버(110)의 외측에 구성된다.

상기 열풍덕트(150)는 챔버(110)의 중심부 아래쪽에 위치되는 가열판몸체(141)를 적어도 1개 이상에서 많게는 4개까지 열풍이 공급되도록 공급덕트(151)가 챔버(110) 외측에 설치되어 가열판몸체(141)와 연결되고, 공급덕트(151)를 통해 공급되어 가열판몸체(141)의 공간(142)을 지나 다른 가열판몸체(141)의 공간으로 열풍이 공급될 수 있도록 공급덕트(151)가 설치된 타측 방향의 챔버(110) 내측에 설치되는 가열판몸체(141) 전부와 연결되는 연결덕트(152)가 챔버(110) 외부에 설치되며, 연결덕트(152)를 거쳐 가열판몸체(141)의 공간(142)을 지나 열풍이 배기될 수 있도록 공급덕트(151)가 설치된 상부쪽의 챔버 외측에 설치되어 가열판몸체(141)와 연결되는 배기덕트(153)로 이루어진다.

상기와 같이 챔버(110)와 가열판몸체(141)에 연결되는 열풍덕트(150)는 열풍로(200)에서 공급되는 열풍이 열풍관(210)을 통해 공급덕트(151)로 공급되고, 공급덕트(151)로 공급된 열풍은 가열판몸체(141)의 공간(142)을 지나면서 간접가열에 의해 가열판몸체(141)에 위치한 슬러지를 건조시킨다. 그리고 상기 가열판몸체(141)의 공간을 지나 배출되는 열풍은 연결덕트(152)를 통해 회전축(130)에 등간격으로 설치된 나머지 가열판몸체(141)의 공간(142)으로 유입되어 간접적으로 가열하여 슬러지를 건조하고, 가열판몸체(141)의 공간을 지난 열풍은 다시 배기덕트(153)로 유입되어 열풍배기팬(310)에 의해 열풍필터(300)로 공급된다.

상기 회전바(160)는 챔버(110)에 회전 가능하게 설치된 회전축(130) 상에 등간격으로 설치되어 가열판(140) 사이에 위치된다. 또한, 상기 회전바(160)는 모터(121)와 감속기(122)의 회전력에 의해 회전축(130)이 회전이 이루어지면 이와 연동하여 스크래퍼(170)를 회전시킨다.

상기 스크래퍼(170)는 회전바(160)에 소정 간격을 두고 지지체(171)가 설치되고, 가열판(140) 상부에 위치된 슬러지를 교반할 수 있도록 지지체(171)의 하단에 요철형상의 스크래퍼몸체(172)가 고정된다.

또한, 상기 지지체(171)에는 회전바(160)에 설치되는 보강패드(173)가 결합된다.

상기 지지체(171)는 챔버(110)에 결합되는 가열판(140)의 상부에 수평 방향으로 2개 또는 4개로 이루어지는 회전바(160)의 윗면과 아랫면 양면에 수평바(171-1)와 수직바(171-2)가 각각 부착된다.

상기 수직바(171-2)는 수평바(171-1)에 형성된 고정홀(미부호)로 인입되어 고정되고, 상부에는 고정체(171-3)가 설치되어 수직바(171-2)가 벌어지는 것을 방지한다.

상기 스크래퍼(170)는 회전축(130)이 회전하는 방향과 동일한 방향으로 회전하면서 교반할 때 장시간 사용시 열풍에 의해 가열판(140)의 굴곡이 형성되는 변형이 발생하므로 굴곡된 형태를 따라 이동할 수 있도록 스크래퍼몸체(172)에 설치된 지지체(171)가 상하방향으로 이동되게 설치된다.

상기 지지체(171)가 스크래퍼몸체(172)에서 상하방향으로 이동 가능하게 설치되므로 열풍에 의해 변형된 가열판(140)의 형상을 따라 회전하면서 슬러지를 용이하게 교반한다.

상기 스크래퍼(170)는 가열판몸체(141)에 형성된 슬러지낙하공(144)으로 슬러지의 낙하가 용이하도록 회전바(160)를 중심으로 어슷한 방향으로 설치된다.

즉, 슬러지낙하공(144)이 회전축(130)에 인접되게 형성되는 경우에는 슬러지가 회전축(130)이 위치된 부분쪽으로 모여지도록 회전하는 방향을 기준으로 스크래퍼몸체(172)의 앞쪽은 가열판몸체(141)의 외주연 쪽으로 향하도록 하고, 스크래퍼몸체(172)의 뒤쪽은 회전축(130)을 향하도록 하여 슬러지가 회전축(130)에 인접된 슬러지낙하공(144)으로 낙하되도록 한다.

또한, 상기 스크래퍼(170)는 회전축(130)에 결합된 회전바(160)에 서로 대향되게 즉 서로 반대되는 방향으로 설치되어 슬러지가 슬러지낙하공(144)으로 유입이 용이하도록 한다.

상기 슬러지낙하공(144)이 가열판몸체(141)의 외주연에 인접되게 형성되는 경우에는 상기의 슬러지낙하공(144)이 회전축(130)에 가깝게 형성될 때 스크래퍼몸체(172)가 설치되는 방향과 반대로 위치시켜 슬러지를 가열판몸체(141)의 가장자리 쪽으로 모여질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 유증기회수관(180)은 가열판몸체(141)로 공급된 열풍에 의해 발생되는 유증기를 회수하기 위하여 가열판몸체(141)에 4방향으로 형성된 유증기배출공(145)에 각각 연결관(181)이 연결되고, 연결관(181)의 일측에 수직관(182)이 연결되어 챔버(110)의 외측에 수직방향으로 설치되며, 챔버(110)의 외측에 수직방향으로 설치된 수직관(182)과 유증기수집관(183)이 연결되어 유증기필터(600)를 거쳐 유증기팬(700)으로 유증기가 공급되도록 이루어진다.

상기 열풍로(200)는 유증기히터(800)에서 소정 온도로 높여진 상태로 공급되는 유증기와 가스공급관(미부호)을 통해 공급되는 LPG가스 및 에어공급관(미부호)을 통해 에어가 공급되면서 연소되어 550℃ ~ 750℃사이의 고온을 발생시켜 열풍관(210)을 통해 소정 압력으로 열풍을 챔버(110)로 공급하여 가열판에 열을 가하여 슬러지를 건조할 수 있도록 한다.

상기 열풍로(200)에는 열풍필터(300)에서 미세먼지 등이 제거된 상태의 깨끗한 열풍을 재활용할 수 있도록 공급한다.

상기 열풍필터(300)는 슬러지를 건조하기 위해 공급되는 열풍을 열풍배기팬(310)을 통해 회수하고, 회수한 열풍에 포함된 미세먼지 등을 걸러 낸 후 워터냉각기(400) 또는 열풍로(200)로 공급되도록 한다.

또한, 상기 열풍히터(300)를 거쳐 열풍배기팬(310)에 의해 공급되는 열풍에 포함된 유증기를 전처리할 수 있도록 에어히터(320)가 열풍배기팬(310)의 일측에 구비되고, 상기 에어히터(320)는 외부의 공기를 내부로 공급 또는 내부의 공기를 외부로 배출할 수 있도록 이루어져 내부의 미세먼지 농도를 최대한 낮춘다.

상기 에어히터(320)에서 대기중으로 방출되는 공기는 별도의 필터(미도시)를 통해 미세먼지 또는 유증기가 걸러진 상태로 공급되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 에어히터(320)를 거쳐 열풍로(200)를 통해 공급되는 열풍은 미세먼지와 유증기가 제거된 상태로 챔버(110)로 공급되므로 챔버(110) 내에 미세먼지가 쌓이는 것을 최대한 방지할 수 있다.

상기 워터냉각기(400)는 열풍필터(300)를 통해 공급되는 열풍은 분기되어 일부가 열풍로(200)로 공급되고, 열풍로(200)로 공급되는 것을 제외한 나머지 열풍이 공급되면 쿨링타워(500)에서 공급되는 냉각수를 이용하여 열풍을 냉각시켜 대기로 방출한다.

상기 워터냉각기(400)는 열풍을 냉각시키기 위하여 워터냉각기몸체(410) 내부에 소정 간격을 두고 냉각수공급관(420)을 설치하고, 냉각수를 안개 또는 빗방울의 형태로 분사할 수 있도록 냉각수공급관(420)에 설치되는 냉각수분사노즐(430)로 구성된다.

상기 쿨링타워(500)는 워터냉각기(400)에서 열풍을 냉각시키고 리턴되는 냉각수와 콘덴서(1000)에서 오일을 냉각하고 리턴되는 냉각수를 냉각시켜 다시 워터냉각기(400)와 콘덴서(1000)로 공급하여 열풍 및 오일을 냉각할 수 있도록 한다.

또한, 상기 쿨링타워(500)는 열교환에 의해 냉각시킨 냉각수를 워터냉각기(400)와 콘덴서(1000)로 공급하고, 워터냉각기(400)와 콘덴서(1000)에서 열풍과 오일을 냉각한 후 다시 리턴되는 순환과정을 반복한다.

상기 유증기필터(600)는 챔버에 설치된 회전축(130)에 등간격으로 설치된 가열판(140)과 열풍에 의해 슬러지가 건조되면서 발생하는 유증기가 유증기회수관(180)의 연결관(181), 수직관(182) 및 유증기수집관(183)을 통해 수집되면 유증기에 포함된 미세먼지 등을 제거하여 깨끗한 상태의 유증기를 유증기히터(800)를 거쳐 열풍로(200) 공급하거나 또는 오일냉각기(900)에서 냉각되어 깨끗한 상태의 오일을 공급할 수 있도록 한다.

상기 유증기팬(700)은 챔버(110) 내측에서 슬러지를 건조할 때 발생하는 유증기를 유증기수집관(183)을 통해 유증기필터(600)를 거쳐 이동이 용이하도록 함과 동시에 콘덴서(1000)에서 냉각되어 오일로 변화되지 않은 유증기를 다시 회수할 수 있도록 모터와 팬으로 구성된다.

즉, 슬러지가 열풍에 의해 건조될 때 발생하는 유증기는 열에 의해 챔버(110)의 상부쪽으로 이동하려는 작용이 일어난다. 이때 유증기팬(700)을 구동시켜 유증기회수관(180)과 유증기수집관(183)을 통해 유증기가 유증기필터(600)를 거쳐 유증기히터(800)와 오일냉각기(900)로 각각 공급되도록 한다.

상기 유증기히터(800)는 유증기팬(700)에 의해 유증기필터(600)에서 미세먼지가 걸러진 상태로 공급되는 유증기와 콘덴서(1000)에서 오일로 변화되지 않은 유증기가 합해져 공급되면 이를 소정 온도를 높인 상태로 열풍로(200)로 공급하여 연료로 사용할 수 있도록 한다.

즉, 유증기는 LPG가스와 결합하여 연료로 사용할 시에 소정 온도를 유지하고 있기 때문에 연소성이 향상되므로 불완전 연소를 예방해 연소효율을 향상시켜 에너지비용을 절감할 수 있다.

상기 오일냉각기(900)는 챔버(110) 내측에서 슬러지를 건조할 때 발생하는 유증기를 유증기팬(700)에 의해 유증기필터(600)를 거쳐 미세먼지 등이 제거된 상태로 유증기공급관(710)을 통해 유증기가 공급되면, 오일탱크에 저장된 오일을 이용하여 유증기를 냉각시킨다.

상기 오일냉각기(900)는 상기와 같이 유증기를 냉각시키기 위하여 오일냉각기몸체(910) 내부에 소정 간격을 두고 오일공급관(920)을 설치하고, 상기 오일공급관(920)에는 오일을 안개 또는 빗방울과 같은 형태로 분사할 수 있도록 오일분사노즐(930)이 설치된다.

그리고 상기 오일냉각기(900)는 콘덴서(1000)와 연결되는 유증기이동관(940)을 구성하여 냉각되지 않은 유증기가 콘덴서(1000)로 유입되어 다시 냉각될 수 있도록 한다.

또한, 상기 오일냉각기(900)는 냉각에 의해 변화된 콘덴서(1000)와 연결되어 오일이 이동할 수 있도록 한다.

상기 콘덴서(1000)는 쿨링타워(500)에서 공급되는 냉각수에 의해 열교환 방식을 통해 오일냉각기(900)에서 냉각된 오일과 오일냉각기(900)에서 냉각되지 않고 유증기이동관(940)을 통해 공급되는 유증기를 냉각시켜 오일로 변환한다.

또한, 콘덴서(1000)에서 냉각된 오일을 오일탱크로 공급할 수 있도록 오일배출관 상에 오일펌프(1010)가 설치된다. 그리고 상기 콘덴서(1000)에서 오일로 변환되지 않은 유증기는 다시 오일냉각기(900)로 공급할 수 있도록 유증기리턴관(1020)이 콘덴서(1000)와 유증기수집관(183)에 연결되어 유증기팬에 의해 유증기히터(800) 또는 오일냉각기(900)로 공급되도록 한다.

도면 중 미설명부호는 510은 냉각수펌프이며, 상기 냉각수펌프(510)는 쿨링타워(500)에서 공급되는 냉각수를 워터냉각기(400)와 콘덴서(1000)로 공급할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템의 작용효과를 설명한다.

1차로 건조된 슬러지를 기름의 함량이 5% 미만 및 수분의 함량이 0.5% 이하로 건조하기 위해서는 먼저, 챔버(110)의 상부 일측에 설치된 투입로터리밸브(111)를 통해 슬러지를 공급한다.

이때 투입로터리밸브(111)를 통해 슬러지가 공급될 때 샤프트(111-2)에 방사형으로 설치된 투입팬(111-3)이 '∪'자 형상으로 이루져 있기 때문에 슬러지가 공급된 때 외부의 공기는 차단된 상태로 1차로 건조된 슬러지만 챔버(110)로 유입된다.

상기 슬러지는 소정 간격으로 챔버(110)에 설치된 가열판몸체(141) 상부로 낙하되고, 낙하된 슬러지는 구동부(120)에 의해 회전축(130)이 회전하면서 회전바(160)와 함께 스크래퍼(170)를 회전시켜 슬러지를 교반한다.

이때 열풍로(200)에서는 유증기, LPG가스, 열풍 및 에어가 공급되어 연소되면서 약 550℃ ~ 750℃ 사이의 고열을 발생시켜 열풍관(210)을 통해 챔버 내측에 설치된 가열판몸체(141)의 공간으로 열풍이 유입되도록 한다.

상기 열풍은 도면에 도시된 바와 같이 공급되는 부분과 배기되는 부분으로 구분된다. 이는 챔버(110)에 유입된 슬러지가 단계적으로 건조되도록 하여 1㎏을 기준으로 기름의 함량이 5% 미만 그리고 수분의 함량이 0.5% 이하로 유지될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 열풍이 배기되는 부분은 공급되는 부분보다 낮은 온도를 유지하고, 낮은 온도에서 부터 슬러지의 건조가 이루어도록 가열판(140)이 단계별로 온도가 상승되면서 슬러지에 포함된 다양한 물질이 단계별 온도에 반응하여 건조가 될 수 있도록 한다.

상기와 같이 열풍관(210)을 거쳐 전달되는 열풍은 공급덕트(151)를 통해 적어도 1개 이상 많게는 4개까지 가열판(140)으로 공급되어 가열판몸체(141)가 열풍에 의해 간접가열이 이루어지도록 하여 슬러지가 건조되도록 한다.

상기 열풍에 의해 가열된 가열판몸체(141)에서 슬러지가 회전바(160)와 스크래퍼(170)에 의해 교반되면서 건조되고, 이때 슬러지에 포함된 기름은 열에 의해 유증기로 변화된다.

상기 가열판몸체(141)의 상부에서 교반되는 슬러지는 슬러지낙하공(144)을 통해 챔버(110)의 하부쪽으로 이동하면서 단계별로 건조가 진행되어 최종 1㎏을 기준하여 기름의 함량이 5% 미만 및 수분의 함량이 0.5% 이하로 유지되면서 챔버(110)의 하부 일측에 설치된 배출로터리밸브(112)로 배출된다. 상기 배출로터리밸브(112)를 통해 건조된 슬러지가 배출될 때 외부의 공기가 챔버내로 유입되는 것을 차단하면서 배출된다.

상기 챔버(110)에 등간격으로 설치된 가열판몸체(141)를 돌아나온 열풍은 열풍배기팬(310)에 의해 열풍회수관(220)을 통해 열풍필터(300)로 유입되어 열풍에 포함된 미세먼지 등이 제거되면서 워터냉각기(400)와 열풍로(200)로 분기되어 유입된다.

상기 워터냉각기(400)로 유입된 열풍은 쿨링타워(500)에서 보내지는 냉각수에 의해 냉각이 이루어지고, 소정 온도 이하로 낮아지면 대기중으로 방출시킨다. 또한, 냉각수는 다시 쿨링타워로 이동되도록 하여 열교환에 의해 냉각한다.

그리고 열풍로(200)로 공급되는 열풍은 LPG 가스 및 유증기와 함께 온도를 상승시켜 불완전 연소를 예방하면서 연소성을 향상시켜 연소효율이 높아지도록 하여 에너지 비용을 절감할 수 있도록 한다.

상기와 같이 슬러지낙하공(144)은 가열판몸체(141)의 회전축(130)에 인접되게 형성되는 것과 가열판몸체(141)의 외주연에 인접되게 형성되는 것이 교대로 위치되어 있기 때문에 충분한 열이 슬러지로 가해져 건조되면서 다른 가열판몸체(141)로 이동될 수 있도록 한다.

상기 슬러지가 건조되면서 유증기가 발생하는데, 이때 발생되는 유증기는 가열판몸체(141)에 형성된 유증기배출공(145) 및 가이드판(146)에 의해 가이드되면서 배출된다.

상기 유증기배출공(145)을 통해 배출되는 유증기는 유증기팬(700)에 의해 유증기배출공(145)과 연결된 연결관(181)을 통해 수직관(182)으로 이동되고, 수직관(182)으로 이동된 유증기는 다시 유증기수집관(183)을 통해 이동된다.

상기 유증기수집관(183)으로 이동되는 유증기는 유증기필터(600)에 의해 미세먼지 등이 제거된 상태로 유증기팬(700)에 의해 유증기공급관(710)으로 이동되고, 유증기공급관(710)으로 이동된 유증기는 분기되어 유증기히터(800)와 오일냉각기(900)로 공급된다.

상기 유증기히터(800)로 공급된 유증기는 가열에 의한 전처리과정을 통해 온도를 올린 상태에서 열풍로(200)로 유입되도록 하여 LPG 가스 및 유증기와 함께 온도를 상승시켜 불완전 연소를 예방하므로 연소효율을 높여 에너지 비용을 절감할 수 있도록 한다.

상기 열풍로(200)로 유입되는 유증기는 안전변(230)을 거쳐 유입되고, 상기 안전변(230)에 의해 역화되는 것을 방지한다.

상기 유증기히터(800)로 유입된 나머지 유증기는 오일냉각기(900)로 유입되고, 오일냉각기로 유입된 유증기는 오일탱크(미도시)에서 공급되는 오일을 오일분사노즐(930)을 통해 분무형태 또는 빗방울과 같은 형태로 분사되어 유증기를 오일화 한다. 이때, 오일로 변화되지 않은 유증기는 콘덴서(1000)로 공급되어 오일로 변화될 수 있도록 한다.

상기 유증기가 오일로 변화되고, 변화된 오일은 콘덴서(1000)로 공급하여 오일펌프(1010)에 의해 오일탱크에 저장되도록 한다.

그리고 상기 콘덴서(1000)는 오일냉각기(900)에서 공급되는 유증기를 쿨링타워(500)에서 공급되는 냉각수와 열교환이 일어나도록 하여 최종적으로 유증기를 오일로 변화시켜 오일냉각기(900)로부터 공급되는 오일과 함께 오일펌프(1010)를 통해 오일탱크로 이동시켜 저장한다.

상기에서 설명한 바와 같이 1차로 건조된 슬러지를 건조하여 수분의 함량이 0.5% 이하로 유지되면서 기름의 함량이 5% 이하로 유지되는 건조된 슬러지를 연료등으로 활용할 수 있도록 2차가공을 함은 물론 건조과정에서 악취가 함께 제거되므로 2차로 가공된 연료를 사용할 때 악취가 발생하지 않아 사용이 용이한 장점이 있다.

또한, 슬러지를 건조하는 과정에서 발생하는 유증기를 오일로 변환시키고, 변화된 오일를 이용하여 유증기가 다시 오일로 변환되어 재활용하므로 유증기를 오일로 변화시키기 위한 별도의 비용이 더 추가되는 것을 방지하는 것은 물론 유증기가 변화된 오일을 연료로 사용하므로 슬러지를 건조시키는 비용이 절감되는 장점이 있다.

그리고 상기 오일은 농가에서 겨울철 작물을 재배하기 위한 난방유로도 활용이 가능한 정점이 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 반탄화장치 110: 챔버
111: 투입로터리밸브 111-1: 투입밸브몸체
111-2: 샤프트 111-3: 투입팬
112: 배출로터리밸브 112-1: 배출밸브몸체
112-2: 샤프트 112-3: 배출팬
113: 베이스플레이트 114: 고정브라켓
115: 질소가스공급관 120: 구동부
121: 모터 122: 감속기
123: 베어링부재 124: 고정프레임
130: 회전축 140: 가열판
141: 가열판몸체 142: 공간
143: 고정관 144: 슬러지낙하공
145: 유증기배출공 146: 가이드판
150: 열풍덕트 151: 공급덕트
152: 연결덕트 153: 배기덕트
160: 회전바 170: 스크래퍼
171: 지지체 171-1: 수평바
171-2: 수직바 171-3: 고정체
172: 스크래퍼몸체 173: 보강패드
180: 유증기회수관 181: 연결관
182: 수직관 183:유증기수집관
200: 열풍로 210: 열풍관
220: 열풍회수관 230: 안전변
300: 열풍필터 310: 열풍배기팬
320: 에어히터 400: 워터냉각기
410: 워터냉각기몸체 420: 냉각수공급관
430: 냉각수분사노즐 500: 쿨링타워
510: 냉각수펌프 600: 유증기필터
700: 유증기팬 710: 유증기공급관
800: 유증기히터 900: 오일냉각기
910: 오일냉각기몸체 920: 오일공급관
930: 오일분사노즐 940: 유증기이동관
1000: 콘덴서 1010: 오일펌프
1020: 유증기리턴관

Claims

공기의 유입 및 유증기가 배기되는 것을 차단하는 투입로터리밸브(111)를 통해 투입되는 1차로 건조되어 기름의 함량이 1㎏당 18% ~ 25%로 이루어진 슬러지를 교반하면서 간접가열에 의해 건조시켜 기름의 함량이 1㎏당 5% 이하이고 수분의 함량이 0.5% 이하인 슬러지를 공기의 유입 및 유증기가 배기되는 것을 차단하는 배출로터리밸브(112)를 통해 배출하는 반탄화장치(100)와;
반탄화장치(100)의 상부에 설치된 투입로터리밸브(111)를 통해 유입되는 1차로 건조된 슬러지를 건조할 수 있도록 LPG가스와 유증기를 함께 연소시켜 550℃~750℃ 사이의 고온 열풍을 열풍관(210)을 통해 반탄화장치(100)로 공급하는 열풍로(200)와;
열풍배기팬(310)을 통해 반탄화장치(100)에서 회수되는 열풍을 다시 열풍로(200)로 공급하거나 또는 워터냉각기(400)로 공급할 때 열풍에 포함된 미세먼지를 걸러낼 수 있도록 열풍회수관(220) 상에 설치되는 열풍필터(300)와;
열풍필터(300)로부터 미세먼지가 제거된 상태로 공급되는 열풍의 온도를 냉각수를 이용하여 냉각시켜 일부는 대기중으로 방출하고 나머지는 쿨링타워(500)로 공급하는 워터냉각기(400)와;
워터냉각기(400)에서 1차로 냉각시킨 열풍을 2차로 냉각시키는 쿨링타워(500)와;
반탄화장치(100)에서 회수되는 유증기에 포함된 미세먼지를 걸러낼 수 있도록 유증기수집관(183) 상에 설치되는 유증기필터(600)와;
유증기필터(600)를 통해 공급되는 유증기를 오일탱크에서 공급되는 오일을 이용해 냉각시켜 오일화 하는 오일냉각기(900)와;
유증기필터(600)에서 공급되는 유증기를 오일냉각기(900)로 용이하게 공급할 수 있도록 유증기공급관(710) 상에 설치되는 유증기팬(700)과;
유증기공급관(710)에서 분기되는 분기관 상에 설치되어 유증기팬(700)에서 공급되는 일부의 유증기를 소정 온도로 높여 열풍로(200)로 공급하는 유증기히터(800)와;
쿨링타워(500)에서 공급되는 냉각수에 의해 열교환 방식을 통해 유증기필터(600)를 거쳐 오일냉각기(900)로부터 공급되는 오일을 냉각시키는 콘덴서(1000)와;
콘덴서(1000)에서 냉각된 오일을 오일탱크로 공급할 수 있도록 오일배출관 상에 설치되는 오일펌프(1010);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템.
제1항에 있어서,
상기 반탄화장치(100)는,
소정공간이 형성되어 상부에는 외부의 공기가 내측으로 유입되는 것을 방지하는 투입로터리밸브(111)와 질소가스가 공급되는 질소가스공급관(115)이 설치되고, 투입로터리밸브(111)를 통해 유입된 1차로 건조된 슬러지를 교반하면서 가열판(140)에 의한 간접가열로 말려 기름이 1㎏당 5% 이하로 이루어지고 수분은 0.5% 이하로 유지되는 건조슬러지를 배출할 수 있도록 하부에 배출로터리밸브(112)로 이루어지는 챔버(110)와;
회전축(130)을 회전시키기 위한 구동력을 전달할 수 있도록 베이스플레이트(113)의 상부에 설치되는 모터(121)와, 모터(121)로부터 전달되는 구동력에 의한 회전을 낮추어 회전축(130)으로 전달할 수 있도록 모터(121)의 구동축과 연결되는 감속기(122)로 이루어는 구동부(120)와;
모터(121)와 감속기(122)에 의해 회전하면서 스크래퍼(170)의 회전이 용이하게 이루어지도록 고정프레임(124)에 설치된 베어링부재(123)에 결합되는 회전축(130)과;
회전축(130) 상에 소정 간격을 두고 위치될 수 있도록 챔버(110)에 고정되어 1차로 건조된 슬러지가 열풍로(200)에서 공급되는 열풍에 의해 건조되게 하는 가열판(140)과;
가열판몸체(141)를 적어도 1개 이상에서 많게는 4개까지 열풍로(200)의 열풍을 공급하는 공급덕트(151)와, 공급덕트(151)에서 공급되어 가열판몸체(141)를 거쳐 유입되는 열풍을 다른 가열판몸체(141)로 공급하는 연결덕트(152)와, 연결덕트(152)를 통해 공급된 열풍이 가열판몸체(141)를 지나 배기되는 열을 회수할 수 있도록 가열판몸체(141)에 연결되어 챔버(110) 외측에 설치되는 배기덕트(153)로 이루어지는 열풍덕트(150)와;
회전축(130)에 결합되어 회전 가능하게 가열판(140)의 사이에 위치되는 회전바(160)와;
가열판(140) 상부에 위치된 슬러지를 교반할 수 있도록 지지체에 의해 회전바(160)에 고정되는 스크래퍼(170)와;
가열판몸체(141)에 4방향으로 형성된 유증기배출공(145)에 각각 연결관(181)이 연결되고, 연결관(181)의 일측에 수직관(182)이 연결되며, 연결관(181)과 연결되어 챔버(110)의 외측에 수직방향으로 수직관(182)이 설치되고, 수직관에 연결되어 유증기필터(600)를 거쳐 유증기팬(700)으로 유증기가 공급되는 유증기수집관(183)으로 이루어져 챔버(110) 내측에서 슬러지가 건조되면서 발생하는 유증기를 열풍로(200), 오일냉각기(900) 및 콘덴서(1000)로 공급되도록 하는 유증기회수관(180);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템.
제2항에 있어서,
상기 투입로터리밸브(111)는,
내측에 공간을 가지며 챔버(110) 상부의 일측에 설치되는 투입밸브몸체(111-1)와;
투입밸브몸체(111-1) 내측에 회전 가능하게 설치되는 샤프트(111-2)와;
1차로 건조된 슬러지가 챔버(110) 내측으로 투입될 때 외부의 공기가 유입되는 것을 차단할 수 있도록 '∪'자형상으로 이루어져 샤프트(111-2)를 중심으로 방사상으로 설치되어 끝단이 밀착된 상태로 접합되는 투입팬(111-3);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템.
제2항에 있어서,
상기 배출로터리밸브(112)는,
내측에 공간을 가지며 챔버(110) 하부의 일측에 설치되는 배출밸브몸체(112-1)와;
배출밸브몸체(112-1) 내측에 회전 가능하게 설치되는 샤프트(112-2)와;
건조된 슬러지가 챔버(110) 외부로 배출될 때 외부의 공기가 유입되는 것을 차단할 수 있도록 '∪'자형상으로 이루어져 샤프트(112-2)를 중심으로 방사상으로 설치되어 끝단이 밀착된 상태로 접합되는 배출팬(112-3);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템.
제2항에 있어서,
상기 가열판(140)은,
회전축(130) 상에 소정 간격을 두고 위치될 수 있도록 챔버(110)에 고정되어 1차로 건조된 슬러지에 열풍로(200)에서 공급되는 열풍에 의해 열이 전달되도록 하는 공간(142)이 형성된 가열판몸체(141)가 구성되고, 상기 가열판몸체(141)의 중앙의 일측에는 고정관(143)이 형성되며, 스크래퍼(170)에 의해 교반되는 슬러지가 다른 위치에 설치된 가열판몸체(141)로 슬러지를 공급하여 단계적으로 건조가 이루어지도록 회전축(130)에 인접된 위치 또는 가열판몸체(141)의 가장자리에 인접되게 형성되는 슬러지낙하공(144)이 형성되고, 열풍에 의해 슬러지를 가열하면서 발생하는 유증기가 배출되는 유증기배출공(145)이 가열판몸체(141)의 저부에 형성되며, 유증기배출공(145)이 형성된 부분에 유증기의 배출을 가이드하는 가이드판(146)이 설치되는 것을 특징으로 하는 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템.
제1항에 있어서,
상기 열풍로(200)는,
유증기히터(800)에서 소정 온도로 높여진 상태로 공급되는 유증기, 가스공급관을 통해 공급되는 LPG가스, 에어공급관을 통해 공급되는 에어 및 열풍필터(300)에서 미세먼지가 제거된 상태의 깨끗한 열풍을 공급하며 공급된 열풍에 의해 550℃ ~ 750℃ 사이의 고온을 발생시켜 열풍관(210)을 통해 열풍을 가열판(140)으로 공급하여 열에 의해 슬러지가 건조되도록 하는 것을 특징으로 하는 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템.
제1항에 있어서,
상기 오일냉각기(900)는 유증기를 냉각시키기 위하여 오일냉각기몸체(910) 내부에 소정 간격을 두고 설치되는 오일공급관(920)과;
챔버(110) 내측에서 슬러지를 건조할 때 발생하는 유증기를 유증기팬(700)에 의해 유증기필터(600)를 거쳐 미세먼지가 제거된 상태로 유증기공급관(710)을 통해 유증기가 공급되면, 오일탱크에 저장된 오일을 이용하여 유증기를 냉각시킬 수 있도록 오일공급관(920)에 설치되어 오일을 안개 또는 빗방울의 형태로 분사하는 오일분사노즐(930);로 구성되되,
콘덴서(1000)와 연결되는 유증기이동관(940)을 구성하여 냉각되지 않은 유증기가 콘덴서(1000)로 유입되어 다시 냉각될 수 있도록 함은 물론 냉각에 의해 변화된 오일을 콘덴서(1000)로 공급하는 것을 특징으로 하는 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템.
제1항에 있어서,
상기 콘덴서(1000)는,
오일냉각기(900)에서 냉각되지 않은 상태로 공급되는 유증기를 냉각시킬 수 있도록 유증기이동관(940)을 통해 오일냉각기와 연결되고,
오일로 변환되지 않은 유증기는 유증기팬에 의해 오일냉각기(900)로 이동할 수 있도록 유증기리턴관(1020)이 유증기수집관(183)과 연결되며,
쿨링타워(500)에서 공급되는 냉각수가 유증기와 직접적으로 접촉되지 않으면서 열교환 방식을 통해 냉각시켜 변화된 오일과 오일냉각기(900)에서 공급되는 오일을 오일펌프(1010)를 통해 오일탱크로 공급하는 것을 특징으로 하는 건조슬러지의 악취제거와 수분 및 오일 분리회수 시스템.