KR102107704B1 - Apparatus for manufacturing fuel using sewage sludge - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for manufacturing solid fuel coal using sewage sludge and a method therefor. Specifically, the present invention relates to an apparatus for manufacturing fuel using sewage sludge, capable of improving quality of solid fuel coal by adding, into a closed combined reactor, heterogeneous additives with different physical properties, such as caloric additives and molding agents or caloric additives mixed with sewage sludge and then carrying out reactions (hydrolysis) for a specific period of time at a certain temperature and pressure in the combined reactor so as to homogenize the physical properties.

Description

하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING FUEL USING SEWAGE SLUDGE}Fuel manufacturing equipment using sewage sludge {APPARATUS FOR MANUFACTURING FUEL USING SEWAGE SLUDGE}

본 발명은 하수 슬러지를 이용하여 고형 연료탄을 제조하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 하수 슬러지와 혼합되는 열량 보조제 또는 열량 보조제와 성형제 등과 같이 물리적 특성이 서로 다른 이종의 첨가물들을 밀폐된 병합 반응기로 투입한 후 상기 병합 반응기 내에서 일정 온도와 압력으로 일정 시간 동안 반응(가수분해)시켜 이들의 물리적 특성을 균질화함으로써 고형 연료탄의 품질을 향상시킬 수 있는 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a method for producing solid fuel coal using sewage sludge, and in particular, seals heterogeneous additives having different physical properties, such as a caloric auxiliary agent or a caloric auxiliary agent and a molding agent mixed with sewage sludge. After the mixture is introduced into the combined reactor, it is reacted (hydrolyzed) at a certain temperature and pressure within the combined reactor for a period of time to homogenize their physical properties to a fuel manufacturing apparatus using sewage sludge capable of improving the quality of solid fuel coal. It is about.

일반적으로, 하수 슬러지(sewage sludge)는 하수 처리의 각 공정에서 발생하여 집수된 슬러지로 상수 슬러지에 비해 상대적으로 높은 유기 물질 농도로 인해 발열량이 대략 3,500kcal/kg 내외의 저급 석탄과 유사한 연료를 생산하는데 사용되고 있다. In general, sewage sludge (sewage sludge) is generated from each process of sewage treatment, and is a sludge collected and produces fuel similar to low-grade coal with a calorific value of approximately 3,500 kcal / kg due to the relatively high concentration of organic matter compared to constant sludge. It is used to.

이처럼 하수 슬러지는 다량의 유기물 함유에 기인한 높은 열량으로 인해 연료로 사용할 수 있으나, 수분 함량이 높아 그 자체를 연료로서 사용하기에는 부적합하다. 이에 하수 슬러지의 수분 함량을 낮추기 위한 건조공정이 필수적으로 요구된다. As such, sewage sludge can be used as a fuel due to its high calorific value due to the content of a large amount of organic matter, but its high moisture content makes it unsuitable to use itself as a fuel. Accordingly, a drying process for lowering the water content of sewage sludge is essential.

하수 슬러지의 자체 함수율은 평균 80% 정도로서, 연료로 전환하기 위해서는 하수 슬러지의 수분 함량을 10% 이하로 저감시켜야 한다. 즉, 유기성 연료 슬러지의 함수율을 10% 이하가 되도록 건조시키면 훌륭한 재생 에너지로 다시 사용할 수 있다. The average water content of sewage sludge is about 80%, and in order to convert it into fuel, the water content of sewage sludge must be reduced to 10% or less. That is, if the water content of the organic fuel sludge is dried to 10% or less, it can be used again with excellent renewable energy.

종래기술에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료화 방법을 간략하게 설명하면, 먼저, 하수 슬러지를 1차 탈수한 후, 탈수된 함수율 70 내지 80%인 하수 슬러지를 함수율 10% 이내로 건조시킨다. 그리고, 건조된 하수 슬러지를 무연탄, 목재 및 기름 등의 열량 보조제(첨가물)와 혼합한 후 특정 형상으로 성형하여 고형 연료탄을 생산한다. Briefly describing the fueling method using the sewage sludge according to the prior art, first, the primary dewatering of the sewage sludge, and then drying the sewage sludge having a dehydrated water content of 70 to 80% within 10% of the water content. Then, the dried sewage sludge is mixed with caloric additives (additives) such as anthracite, wood, and oil to form a specific shape to produce solid fuel coal.

이러한 종래기술에 따른 연료화 방법은 하수 슬러지의 건조방식이나 성형방식에 따라 일부 차이만 있을 뿐, 하수 슬러지를 건조시킨 후, 열량 보조제 또는 상기 열량 보조제와 성형제를 혼합하여 고압으로 압축해서 성형하는 방식을 택하고 있다. The fueling method according to the related art has only a slight difference depending on the drying method or molding method of sewage sludge, and after drying the sewage sludge, the caloric auxiliary agent or the caloric auxiliary agent and the molding agent are mixed and compressed to form at high pressure. Is taking.

즉, 종래기술에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료화 방법은 함수율이 80% 이상인 하수 슬러지를 간접 및 직접열을 이용하여 함수율이 10% 이하로 건조한 후 목재계열의 열량 보조제를 혼합하여 성형하여 제조하거나, 함수율이 80% 이상인 하수 슬러지와 건조 슬러지 및 목재계열의 열량 보조제를 혼합하여 간접 및 직접열로 건조하고 성형하여 제조하거나, 혹은 함수율이 80% 이상인 하수 슬러지와 목재계열의 열량 보조제를 혼합하고 발효 및 숙성시킨 후 성형 및 건조하여 연료탄을 제조한다. That is, the fueling method using the sewage sludge according to the prior art is produced by mixing and molding the heat-reducing agent of wood-based heat after drying the sewage sludge having a water content of 80% or more to 10% or less by using indirect and direct heat, or Sewage sludge of 80% or more, dry sludge, and wood-based heat additives are mixed and dried and molded by indirect and direct heat, or mixed with sewage sludge having a water content of 80% or higher and wood-based heat additives, and fermented and aged. After making it, it is molded and dried to produce fuel coal.

그러나, 종래기술에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료화 방법에서는 하수 슬러지와, 상기 하수 슬러지와 혼합되는 목재계열의 열량 보조제는 물리적 특성(예컨대, 비중, 입도 및 점성 등)이 서로 다른 이종의 물질이기 때문에 혼합시 혼합 효율이 낮아지는 문제가 있었다. 이로 인해 건조 및 성형시 결합 강도가 낮아져 연료탄의 생산성이 저하되었고, 연료탄의 열 에너지의 균일성 또한 저하되는 등의 문제가 있었다. However, in the fueling method using sewage sludge according to the prior art, the caloric additive of the sewage sludge and the wood-based heat mixing agent mixed with the sewage sludge are mixed because they have different physical properties (eg, specific gravity, particle size and viscosity). There was a problem that the mixing efficiency was low. Due to this, the bonding strength during drying and molding was lowered, resulting in a decrease in productivity of the fuel coal, and a problem such as a decrease in the uniformity of the thermal energy of the fuel coal.

KR 10-2013-0030787 A, 2013. 03. 27.KR 10-2013-0030787 A, 2013. 03. 27. KR 10-2015-0106563 A, 2015. 09. 22.KR 10-2015-0106563 A, 2015. 09. 22.

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 하수 슬러지와, 열량 보조제 및/또는 성형제 등과 같은 첨가물 간의 혼합 효율을 개선하고, 이를 통해 이들의 결합 강도를 향상시켜 고형 연료탄의 품질을 향상시킬 수 있는 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, and improves the mixing efficiency between the additives such as sewage sludge, caloric additives and / or molding agents, thereby improving their bonding strength, thereby improving The objective is to provide a fuel manufacturing apparatus using sewage sludge capable of improving the quality.

상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 하수 슬러지와, 열량 보조제와 성형제를 포함하는 첨가물들을 각각 저장하는 저장조; 상기 저장조로부터 투입된 상기 하수 슬러지와 상기 첨가물들을 포함하는 내용물을 가수분해하여 상기 하수 슬러지와 상기 첨가물들 간의 물리적 특성을 균일화하는 병합 반응기; 상기 병합 반응기에 의해 물리적 특성이 균일화된 혼합물을 압축 및 성형하는 성형기; 및 상기 성형기에 의해 성형된 성형물의 수분 함수율이 10% 이하가 되도록 건조하는 건조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치를 제공한다.The present invention according to an aspect for achieving the above object is a storage tank for storing the additives each containing a sewage sludge, a caloric auxiliary and a molding agent; A combined reactor for hydrolyzing the contents including the sewage sludge and the additives inputted from the storage tank to equalize physical properties between the sewage sludge and the additives; A molding machine for compressing and molding a mixture having uniform physical properties by the combined reactor; And it provides a fuel manufacturing apparatus using a sewage sludge, characterized in that it comprises a dryer for drying so that the water content of the molded article formed by the molding machine is less than 10%.

바람직하게, 상기 병합 반응기는 상기 내용물을 가온 및 가압하여 가수분해하는 동안 내부 회전축을 이용하여 상기 내용물에 대해 혼합 및 파쇄 공정을 지속적으로 진행하여 상기 내용물의 반응 효율을 향상시키고, 이를 통해 상기 내용물이 비중차에 의해 서로 분리되지 않도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. Preferably, the combined reactor continuously improves the reaction efficiency of the contents by continuously mixing and crushing the contents using the internal rotating shaft while heating and pressurizing the contents to hydrolyze the contents. It can be characterized in that they are not separated from each other by a specific gravity difference.

바람직하게, 상기 첨가물은 상기 하수 슬러지와 물리적 특성이 서로 다른 폐목재, 건조 슬러지 및 바인더를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. Preferably, the additive may be characterized in that it comprises waste wood, dry sludge and a binder having different physical properties from the sewage sludge.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은 하수 슬러지와, 열량 보조제와 성형제를 포함하는 첨가물들을 각각 저장조에 저장하는 단계; 상기 하수 슬러지와 상기 첨가물들을 포함하는 내용물을 병합 반응기에 투입한 후 가수분해하여 상기 하수 슬러지와 상기 첨가물들 간의 물리적 특성을 균일화하는 단계; 상기 가수분해를 통해 물리적 특성이 균일화된 혼합물을 성형기를 통해 압축 및 성형하는 단계; 및 상기 성형물의 수분 함수율이 10% 이하가 되도록 건조기에서 상기 성형물을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지를 이용한 연료 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention according to another aspect for achieving the above object is a step of storing additives each containing a sewage sludge, a caloric auxiliary and a molding agent in a storage tank; Uniformizing the physical properties between the sewage sludge and the additives by introducing the contents including the sewage sludge and the additives into a combined reactor and then hydrolyzing; Compressing and molding the mixture having uniform physical properties through the hydrolysis through a molding machine; And drying the molding in a dryer so that the water content of the molding is 10% or less.

바람직하게, 상기 하수 슬러지와 상기 첨가물들 간의 물리적 특성을 균일화하는 단계에서는 상기 내용물을 가온 및 가압하여 가수분해하는 동안 내부 회전축을 이용하여 상기 내용물에 대해 혼합 및 파쇄 공정을 지속적으로 진행하여 상기 내용물의 반응 효율을 향상시키고, 이를 통해 상기 내용물이 비중차에 의해 서로 분리되지 않도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. Preferably, in the step of uniformizing the physical properties between the sewage sludge and the additives, the mixing and crushing process is continuously performed on the contents by using an internal rotation axis during the hydrolysis by heating and pressing the contents. It is possible to improve the reaction efficiency, and thereby prevent the contents from being separated from each other by a specific gravity difference.

이상에서 설명한 바와 같이, 종래기술에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료탄 제조방법에서는 하수 슬러지와 각종 첨가물들의 물리적 특성이 서로 달라 각 원료별로 별도로 가공 및 처리하여 완료한 다음 서로 혼합하고 2차 가공처리하여 제품(고형 연료탄)을 제조 생산하였다. As described above, in the method of manufacturing fuel coal using sewage sludge according to the prior art, the physical properties of sewage sludge and various additives are different from each other, processed and processed separately for each raw material, and then mixed with each other and processed by secondary processing. Solid fuel charcoal).

이로 인해, 종래기술에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료탄 제조방법에서는 각 원료에 대해 탈수 및 건조 등 각각의 시설이 필요하여 시설이 방대하고 시설비가 많이 소요되었고, 압축 및 성형시 제품의 강도가 낮아 쉽게 부서질 뿐만 아니라 성형성이 낮아 성형이 어려웠다. 또한, 혼합효율이 낮기 때문에 최종 제품의 단위 발열량을 3,500kcal 이상 높이기 어렵고, 완제품의 단위 발열량 균일성이 불규칙하였다. For this reason, in the fuel coal manufacturing method using sewage sludge according to the prior art, each facility such as dehydration and drying is required for each raw material, so the facility is large and costly, and the product strength during compression and molding is low, so it is easy to break down. Not only quality but also moldability was low, so molding was difficult. In addition, since the mixing efficiency is low, it is difficult to increase the unit heating value of the final product by 3,500 kcal or more, and the uniformity of unit heating value of the finished product is irregular.

이에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치에서는 서로 다른 물리적 특성(점도, 입도 및 비중 등)을 갖는 하수 슬러지와 첨가물들을 병합 반응기를 통해 가수분해시켜 이들 물질의 물리적 특성을 균질화함으로써 하수 슬러지와 첨가물들 간의 혼합효율을 향상시키고, 이를 통해 이들의 결합 강도를 향상시켜 품질이 우수한 고형 연료탄을 안정적으로 제조 생산할 수 있다. On the other hand, in the fuel manufacturing apparatus using sewage sludge according to the embodiment of the present invention, the physical properties of these materials are hydrolyzed through a combined reactor with sewage sludge and additives having different physical properties (viscosity, particle size and specific gravity). Homogenization improves the mixing efficiency between sewage sludge and additives, thereby improving their bonding strength to stably manufacture and produce high quality solid fuel coal.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치를 도시한 계통도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료 제조방법을 도시한 공정 흐름도.
1 is a system diagram showing a fuel manufacturing apparatus using sewage sludge according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a process flow diagram showing a fuel manufacturing method using sewage sludge according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. In the present specification, this embodiment is provided to make the disclosure of the present invention complete, and to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art. And the present invention is only defined by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well-known components, well-known operations, and well-known techniques are not specifically described in order to avoid obscuring the present invention.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. In addition, the same reference numerals refer to the same components throughout the specification. In addition, the terms (mentioned) used in this specification are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase. Also, components and actions recited as “includes (or is provided with)” do not exclude the presence or addition of one or more other components and actions.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. In addition, terms that are defined in a commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless defined.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the technical features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치를 도시한 계통도이다. 1 is a system diagram showing a fuel manufacturing apparatus using sewage sludge according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치는 하수 슬러지(Sludge), 물리적 특성이 서로 다른 첨가물, 예를 들면 목재계열(Waste wood)(폐목재), 건조 슬러지(drying sludge) 및 성형제(Additive/binder) 등과 같은 첨가물을 병합 반응기(10)에 투입한 후 병합 반응기(3) 내에서 일정 온도와 압력으로 일정 시간동안 반응(가수분해)시켜 이들의 물리적 특성을 균질화하여 제공한다. Referring to Figure 1, the fuel manufacturing apparatus using sewage sludge according to an embodiment of the present invention, sewage sludge (Sludge), additives with different physical properties, for example, wood-based (Waste wood) (waste wood), dry sludge Additives such as (drying sludge) and molding agent (Additive / Binder) are added to the combined reactor 10, and then reacted (hydrolyzed) for a period of time at a constant temperature and pressure in the combined reactor 3 to physical properties thereof. Homogenize to provide.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치는 하수 슬러지가 저장되는 저장조 A(1a), 폐목재가 저장되는 저장조 B(1b), 건조 슬러지가 저장되는 저장조 C(1c), 성형제(Additive/binder)가 저장되는 저장조 D(1d)를 구비한다. The fuel manufacturing apparatus using sewage sludge according to the embodiment of the present invention includes storage tank A (1a) in which sewage sludge is stored, storage tank B (1b) in which waste wood is stored, storage tank C (1c) in which dry sludge is stored, and molding A storage tank D (1d) in which an additive / binder is stored is provided.

저장조(1a~1d)는 각각 호퍼 구조로 이루어진 저장장치로서, 내부에 각각 저장된 하수 슬러지, 폐목재, 건조 슬러지 및 성형제를 정량 이송컨베이어로 배출한다. The storage tanks 1a to 1d are storage devices each having a hopper structure, and discharge the sewage sludge, waste wood, dry sludge, and molding agent stored therein into a quantitative transport conveyor.

각 저장조(1a~1d)에 저장된 하수 슬러지, 폐목재, 건조 슬러지 및 성형제는 일정량이 이송컨베이어로 배출된 후 이송컨베이어를 통해 병합 반응기(3)로 이송된다. Sewage sludge, waste wood, dry sludge and molding agent stored in each storage tank 1a to 1d are discharged to a conveyer and then transferred to a combined reactor 3 through a conveyer.

상기 이송컨베이어는 각 저장조(1a~1d)와 병합 반응기(3)가 설치되는 위치에 따라 적어도 1개, 바람직하게는 제1 및 제2 이송컨베이어(2a, 2b)를 포함할 수 있다. The transport conveyor may include at least one, preferably first and second transport conveyors 2a and 2b, depending on the location where each storage tank 1a to 1d and the merge reactor 3 are installed.

병합 반응기(3)는 가수분해 반응기(Hydrolytic Reactor)로서, 제1 및 제2 이송컨베이어(2a, 2b)를 통해 내부로 투입된 하수 슬러지, 폐목재, 건조 슬러지 및 성형제를 일정 온도와 압력으로 일정 시간동안 가수분해하여 서로 다른 물리적 특성을 갖는 하수 슬러지, 폐목재, 건조 슬러지 및 성형제의 물리적 특성을 균질화한다. The combined reactor 3 is a hydrolytic reactor, and the sewage sludge, waste wood, dry sludge and molding agent inputted through the first and second transport conveyors 2a and 2b are fixed at a constant temperature and pressure. It is hydrolyzed over time to homogenize the physical properties of sewage sludge, waste wood, dry sludge and moldings with different physical properties.

구체적으로, 병합 반응기(3)는 내부로 투입된 내용물(하수 슬러지, 폐목재, 건조 슬러지 및 성형제)을 일정 온도와 압력으로 일정 시간(약 40분) 동안 가온 및 가압하여 가수분해를 일으킨다. 이때, 상기 내용물이 반응하여 상변화를 일으키는 시간동안 내부 회전축에 의해 혼합 및 파쇄 공정이 지속적으로 진행하여 반응효율을 향상시킴으로써 상기 내용물들이 비중차에 의해 서로 분리되는 현상을 방지할 수 있다. Specifically, the combined reactor 3 heats and pressurizes the contents (sewage sludge, waste wood, dry sludge, and molding agent) input therein for a certain time (about 40 minutes) at a constant temperature and pressure to cause hydrolysis. At this time, the mixing and crushing process is continuously performed by the internal rotation shaft during the time during which the contents react to cause a phase change, thereby improving the reaction efficiency, thereby preventing the contents from being separated from each other by a specific gravity difference.

병합 반응기(3)에서 내용물에 대한 가수분해 및 혼합이 완료되면, 병합 반응기(3)의 증기구를 개방하여 내부 온도와 압력을 대기압 상태로 만든 후 연결된 진공장치를 가동하여 일정 시간(약 60분) 동안 진공상태에서 저온 건조를 진행하고, 저온 건조가 완료되면 진공을 파쇄한 후 병합 반응기(3)의 배출구를 통해 혼합물을 배출한다. When the hydrolysis and mixing of the contents in the combined reactor 3 is completed, the steam port of the combined reactor 3 is opened to bring the internal temperature and pressure to atmospheric pressure, and then the connected vacuum device is operated for a certain period of time (about 60 minutes). During the low-temperature drying in a vacuum state for a while, when the low-temperature drying is completed, the vacuum is crushed and the mixture is discharged through the outlet of the combined reactor 3.

한편, 병합 반응기(3)에서 가수분해된 하수 슬러지, 폐목재, 건조 슬러지 및 성형제의 혼합물은 제3 이송컨베이어(4)를 통해 중간 저장탱크(5)로 이송되어 저장된다. On the other hand, the mixture of sewage sludge, waste wood, dry sludge and molding agent hydrolyzed in the combined reactor 3 is transferred to and stored in the intermediate storage tank 5 through the third transport conveyor 4.

중간 저장탱크(5)에 저장된 혼합물은 제4 이송컨베이어(6)를 통해 성형기(7)로 이송된다. The mixture stored in the intermediate storage tank 5 is transferred to the molding machine 7 through the fourth transfer conveyor 6.

성형기(7)는 제4 이송컨베이어(6)를 통해 이송된 혼합물을 압축 및 성형하여 일정 형상 및 크기를 갖는 성형물로 제조한 후 제5 이송컨베이어(8)를 통해 건조기(9)로 이송한다. The molding machine 7 compresses and molds the mixture transferred through the fourth transfer conveyor 6 to produce a molding having a predetermined shape and size, and then transfers it to the dryer 9 through the fifth transfer conveyor 8.

건조기(9)는 일례로 열풍 건조기로서, 성형기(7)를 통해 성형된 성형물을 공급받아 성형기(7)를 통해 성형된 성형물의 수분 함수율을 최종 10% 이하로 건조한다. The dryer 9 is, for example, a hot air dryer, receiving a molding formed through the molding machine 7 and drying the moisture content of the molding formed through the molding machine 7 to 10% or less.

그리고, 건조기(9)를 통해 건조된 성형품(p)은 제6 및 제7 이송컨베이어(10, 11)를 통해 제품 저장탱크(12)로 이송되어 저장된 후, 출하 차량을 통해 외부로 출하된다. Then, the molded product p dried through the dryer 9 is transferred to and stored in the product storage tank 12 through the sixth and seventh transfer conveyors 10 and 11, and then shipped out through the shipping vehicle.

한편, 병합 반응기(3)의 증기구를 통해 배출되는 증기는 열교환기(응축기)(13)를 통해 열교환하여 응축시킨 후 응축수 탱크(14)에 저장한 후 폐수 처리장으로 폐수처리한다. Meanwhile, the steam discharged through the steam port of the combined reactor 3 is heat exchanged through a heat exchanger (condenser) 13, condensed, stored in a condensate tank 14, and then treated as a wastewater treatment plant.

응축수와 함께 열교환기(13)로부터 배출되어 응축수 탱크(14)에 저장된 배출가스는 진공펌프(15)를 통해 씰링워터탱크(16)로 이송 저장된 후 팬(17)을 통해 탈취장치(약액 세정탑)(18)로 이송된 다음 약품 처리되어 악취가 제거된 상태로 대기로 방출된다. The exhaust gas discharged from the heat exchanger 13 together with the condensate and stored in the condensate tank 14 is transported and stored in the sealing water tank 16 through the vacuum pump 15, and then deodorized through the fan 17 (chemical cleaning tower) ) (18), then treated with chemicals and released into the atmosphere with the odor removed.

한편, 병합 반응기(3)의 증기구를 통해 배출되는 증기를 열교환기(13)를 통해 열교환(응축)하여 응축수를 생성하기 위해 열교환기(13)로 냉각수를 공급 및 순환시키기 위한 구성으로, 냉각탑(19), 냉각수 탱크(20) 및 냉각수 펌프(21)가 설치된다. On the other hand, a configuration for supplying and circulating cooling water to the heat exchanger 13 in order to generate condensate by heat-exchanging (condensing) the steam discharged through the steam port of the combined reactor 3 through the heat exchanger 13, a cooling tower (19), a cooling water tank 20 and a cooling water pump 21 are installed.

냉각탑(19)은 열교환기(13)에서 사용하는 냉각수를 다시 재사용하기 위해 실외 공기와 직접 접속시켜 냉각한 후 냉각수 탱크(20)로 공급하고, 냉각수 탱크(20)에 저장된 냉각수는 냉각수 펌프(21)를 통해 다시 열교환기(13)로 공급되어 순환된다. The cooling tower 19 is directly connected to outdoor air for cooling to reuse the cooling water used in the heat exchanger 13 and then cooled to supply it to the cooling water tank 20, and the cooling water stored in the cooling water tank 20 is a cooling water pump 21 ) Is again supplied to the heat exchanger 13 and circulated.

병합 반응기(3)로부터 배출되는 증기는 원심 싸이클론(22)을 통해 열교환기(13)로 공급된다. 이때, 원심 싸이클론(22)은 병합 반응기(3)의 증기구를 통해 배출되는 증기에 포함된 이물질이나 미세 먼지 등을 집진하여 여과하고, 이물질이나 미세먼지가 제거된 증기를 열교환기(13)로 공급하는 한편, 병합 반응기(3)로 재공급한다. The steam discharged from the combined reactor 3 is supplied to the heat exchanger 13 through the centrifugal cyclone 22. At this time, the centrifugal cyclone 22 collects and filters foreign matter or fine dust contained in the steam discharged through the steam port of the combined reactor 3, and heats the steam from which the foreign matter or fine dust has been removed. On the other hand, it is supplied to the combined reactor 3 again.

한편, 병합 반응기(3)로 열원을 공급하기 위해 열원 공급장치(23)와 폐열 보일러(24)가 설치된다. On the other hand, a heat source supply device 23 and a waste heat boiler 24 are installed to supply a heat source to the combined reactor 3.

열원 공급장치(23)는 씰링워터탱크(16)로부터 배출되는 배출가스(오염된 공기(Contaminated Air))를 제2 팬(25)을 통해 공급받고, 화염기(23a)를 이용하여 가열한다. The heat source supply device 23 receives exhaust gas (Contaminated Air) discharged from the sealing water tank 16 through the second fan 25 and heats it using the flame 23a.

폐열 보일러(24)는 열원 공급장치(23)에 의해 가열된 배출가스(공기)를 공급받고, 상기 배출가스의 열을 이용하여 증기(steam IN)를 발생하여 병합 반응기(3)로 공급한다. The waste heat boiler 24 receives the exhaust gas (air) heated by the heat source supply device 23, generates steam IN using the heat of the exhaust gas, and supplies it to the combined reactor 3.

또한, 폐열 보일러(24)의 가열된 증기는 제3 팬(26)을 통해 흡입되는 공기와 함께 공기히터(27)에 의해 가열되어 제4 팬(28)을 통해 연도(29)를 매개로 대기로 방출된다. 이때, 공기히터(27)에서 가열된 공기(Heating Air)는 건조기(9)로 공급된다. In addition, the heated steam of the waste heat boiler 24 is heated by the air heater 27 together with the air sucked through the third fan 26 to wait through the flue 29 through the fourth fan 28 Is released into. At this time, the air heated in the air heater 27 is supplied to the dryer 9.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료 제조방법을 설명한다. Hereinafter, a fuel manufacturing method using sewage sludge according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료 제조방법을 도시한 공정 흐름도이다. 2 is a process flow chart showing a method for producing fuel using sewage sludge according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 하수 슬러지와, 그리고 각종 첨가물, 예를 들면 폐목재(목재계열), 건조 슬러지 및 성형제(바인더)를 저장조(1a~1d)에 각각 저장한다. 1 and 2, the sewage sludge and various additives, for example, waste wood (wood line), dry sludge and molding agent (binder) are stored in the storage tanks 1a to 1d, respectively.

이후, 하수 슬러지와, 그리고 각종 첨가물, 예를 들면 폐목재(목재계열), 건조 슬러지 및 성형제(바인더)를 병합 반응기(3)로 하기 [표 1]과 같이 정량 투입한다(S1). Thereafter, the sewage sludge and various additives, such as waste wood (wood line), dry sludge and molding agent (binder), are put into the combined reactor 3 as shown in Table 1 below (S1).

종류Kinds 수분(%)moisture(%) 투입량(%)input(%) 발열량(kcal)Calorific value (kcal) 하수 슬러지Sewage sludge 8080 1010 3,0003,000 목분계열(첨가물1)Wood powder (additive 1) 2020 4040 4,0004,000 건조 슬러지(첨가물2)Dry sludge (additive 2) 1010 1010 3,0003,000 바인더(첨가물3)Binder (Additive 3) 2020 2020 4,5004,500

이후, 병합 반응기(3)를 밀폐한 후 열원 공급장치(23)를 통해 열원을 공급하여 병합 반응기(3)의 내부를 약 40분 동안 가온 및 가압하여 내용물을 가수분해한다(S2).Thereafter, the merged reactor 3 is sealed and then the heat source is supplied through a heat source supply device 23 to heat and pressurize the interior of the merged reactor 3 for about 40 minutes to hydrolyze the contents (S2).

이때, 병합 반응기(3)에 투입된 내용물(하수 슬러지, 폐목재, 건조 슬러지 및 성형제)이 가수분해에 의해 상변화를 일으키는 동안 내부에 구비된 내부 회전축을 통해 상기 내용물에 대해 혼합 및 파쇄 공정을 지속적으로 진행하여 반응 효율을 높이고, 이를 통해 상기 내용물들이 비중차로 인해 서로 분리되는 현상을 방지한다. At this time, the contents (sewage sludge, waste wood, dry sludge, and molding agent) introduced into the combined reactor 3 undergo a phase change by hydrolysis, while mixing and crushing the contents through the internal rotation axis provided therein. It continuously proceeds to increase the reaction efficiency, thereby preventing the contents from being separated from each other due to a specific gravity difference.

이후, 병합 반응기(3)에 투입된 내용물에 대한 가수분해 및 혼합이 완료되면, 병합 반응기(3)의 증기구를 개방하여 병합 반응기(3)의 내부 압력과 온도를 대기압 상태로 만든다. 그런 다음, 병합 반응기(3)에 연결된 진공장치를 가동하여 약 60분 동안 진공상태에서 저온 건조를 진행하고, 저온 건조가 완료되면 진공을 파쇄하고 병합 반응기(3)의 배출구를 통해 혼합물을 중간 저장탱크(5)로 이송하여 저장한다. Then, when the hydrolysis and mixing of the contents input to the combined reactor 3 is completed, the steam port of the combined reactor 3 is opened to bring the internal pressure and temperature of the combined reactor 3 to atmospheric pressure. Then, the vacuum device connected to the combined reactor 3 is operated to perform low temperature drying in a vacuum for about 60 minutes, and when the low temperature drying is completed, the vacuum is crushed and the mixture is intermediately stored through the outlet of the combined reactor 3 Transfer to the tank (5) and store.

이때, 병합 반응기(3)에서 배출되는 증기는 열교환기(13)를 통해 열교환하여 응축시키고, 이렇게 형성된 응축수는 폐수처리하고 배출가스는 탈취장치(18)로 내보낸다. At this time, the steam discharged from the combined reactor 3 is heat-exchanged through the heat exchanger 13 to condense, the condensate thus formed is treated as wastewater and the exhaust gas is sent to a deodorizer 18.

이후, 중간 저장탱크(5)에 저장된 혼합물을 이송컨베이어를 통해 성형기(7)로 이송한 후 성형기(7)를 통해 압축 및 성형하여 일정 형상 및 크기를 갖는 성형물을 제조한다(S3).Thereafter, the mixture stored in the intermediate storage tank 5 is transferred to a molding machine 7 through a conveying conveyor, and then compressed and molded through a molding machine 7 to produce a molding having a predetermined shape and size (S3).

이후, 성형기(7)를 통해 압축 및 성형된 성형물은 건조기(9)로 투입된 후 건조기(9) 내에서 열풍에 의해 최종 수분 함수율이 대략 10% 이하가 되도록 건조된다(S4).Subsequently, the molded product compressed and molded through the molding machine 7 is introduced into the drying machine 9 and then dried to a final moisture content of about 10% or less by hot air in the drying machine 9 (S4).

이후, 건조된 성형품은 제품 저장탱크(12)에 저장된 후 출하 차량을 통해 출하된다(S5).Thereafter, the dried molded product is stored in the product storage tank 12 and then shipped through a shipping vehicle (S5).

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치에서는 하수 슬러지와 첨가물들을 병합 반응기(10)에 투입한 후 일정 온도와 압력으로 일정 시간동안 가수분해시켜 이들의 물리적 특성을 균질화하여 제공한다. As described above, in the fuel manufacturing apparatus using sewage sludge according to the embodiment of the present invention, the sewage sludge and the additives are introduced into the combined reactor 10 and hydrolyzed for a period of time at a constant temperature and pressure to homogenize their physical properties. to provide.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치에서는 서로 다른 물리적 특성(점도, 입도 및 비중 등)을 갖는 하수 슬러지와 첨가물들을 병합 반응기(10)를 통해 가수분해시켜 이들 물질의 물리적 특성을 균질화함으로써 하수 슬러지와 첨가물들 간의 혼합효율을 향상시키고, 이를 통해 이들의 결합 강도를 향상시켜 품질이 우수한 고형 연료탄을 안정적으로 제조 생산할 수 있다. That is, in the fuel manufacturing apparatus using sewage sludge according to the embodiment of the present invention, the sewage sludge and additives having different physical properties (viscosity, particle size, specific gravity, etc.) are hydrolyzed through the combined reactor 10 to physicalize these materials. By homogenizing the properties, the mixing efficiency between the sewage sludge and the additives is improved, thereby improving the bonding strength of these to stably manufacture and produce high quality solid fuel coal.

종래기술에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료탄 제조방법에서는 하수 슬러지와 각종 첨가물들의 물리적 특성이 서로 달라 각 원료별로 별도로 가공 및 처리하여 완료한 다음 서로 혼합하고 2차 가공처리하여 제품(고형 연료탄)을 제조 생산하였다. In the method of manufacturing fuel coal using sewage sludge according to the prior art, the physical properties of the sewage sludge and various additives are different from each other, processed and processed separately for each raw material, and then mixed and secondary processed to produce a product (solid fuel charcoal). Did.

이로 인해, 종래기술에 따른 하수 슬러지를 이용한 연료탄 제조방법에서는 각 원료에 대해 탈수 및 건조 등 각각의 시설이 필요하여 시설이 방대하고 시설비가 많이 소요되었고, 압축 및 성형시 제품의 강도가 낮아 쉽게 부서질 뿐만 아니라 성형성이 낮아 성형이 어려웠다. 또한, 혼합효율이 낮기 때문에 최종 제품의 단위 발열량을 3,500kcal 이상 높이기 어렵고, 완제품의 단위 발열량 균일성이 불규칙하였다. For this reason, in the fuel coal manufacturing method using sewage sludge according to the prior art, each facility such as dehydration and drying is required for each raw material, so the facility is large and costly, and the product strength during compression and molding is low, so it is easy to break down. Not only quality but also moldability was low, so molding was difficult. In addition, since the mixing efficiency is low, it is difficult to increase the unit heating value of the final product by 3,500 kcal or more, and the uniformity of unit heating value of the finished product is irregular.

이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the technical idea of the present invention has been specifically described in a preferred embodiment, but the above-described preferred embodiment is for the purpose of explanation and not for limitation. As such, a person skilled in the art will understand that various embodiments are possible through the combination of the embodiments of the present invention within the scope of the technical spirit of the present invention.

1a~1d : 저장조
2a, 2b, 4, 6, 8, 10, 11 : 이송컨베이어
3 : 병합 반응기
5 : 중간 저장탱크
7 : 성형기
9 : 건조기
12 : 제품 저장탱크
13 : 열교환기(응축기)
14 : 응축수 탱크
15 : 진공펌프
16 : 씰링워터탱크
17, 25, 26, 25 : 팬
18 : 탈취장치(약액 세정탑)
19 : 냉각탑
20 : 냉각수 탱크
21 : 냉각수 펌프
22 : 원심 싸이클론
23 : 열원 공급장치
23a : 화염기
24 : 페열 보일러
27 : 공기 히터
29 : 연도
p : 성형품
1a ~ 1d: storage tank
2a, 2b, 4, 6, 8, 10, 11: Transfer conveyor
3: Combined reactor
5: Intermediate storage tank
7: forming machine
9: dryer
12: Product storage tank
13: heat exchanger (condenser)
14: condensate tank
15: vacuum pump
16: Sealing water tank
17, 25, 26, 25: fan
18: Deodorization device (chemical cleaning tower)
19: cooling tower
20: coolant tank
21: coolant pump
22: centrifugal cyclone
23: heat source supply
23a: Flame
24: Peyeol boiler
27: air heater
29: year
p: Molded product

Claims (5)

하수 슬러지와, 열량 보조제와 성형제를 포함하는 첨가물들을 각각 저장하는 저장조(1a~1d);
상기 저장조(1a~1d)로부터 투입된 상기 하수 슬러지와 상기 첨가물들을 포함하는 내용물을 가수분해하여 상기 하수 슬러지와 상기 첨가물들 간의 물리적 특성을 균일화하는 병합 반응기(3);
상기 병합 반응기(3)에 의해 물리적 특성이 균일화된 혼합물을 압축 및 성형하는 성형기(7); 및
상기 성형기(7)에 의해 성형된 성형물의 수분 함수율이 10% 이하가 되도록 건조하는 건조기(9);를 포함하고,
상기 병합 반응기(3)는 상기 내용물을 가온 및 가압하여 가수분해하는 동안 내부 회전축을 이용하여 상기 내용물에 대해 혼합 및 파쇄 공정을 지속적으로 진행하여 상기 내용물의 반응 효율을 향상시키고, 이를 통해 상기 내용물이 비중차에 의해 서로 분리되지 않도록 하며,
상기 병합 반응기(3)를 통해 배출되는 증기를 열교환하여 응축시키는 열교환기(13); 상기 열교환기(13)를 통해 열교환하여 응축된 응축수 및 배출가스가 저장되는 응축수 탱크(14); 상기 응축수 탱크(14)에 저장된 배출가스를 이송시키는 진공펌프(15); 상기 진공펌프(15)를 통해 이송되는 배출가스가 저장되는 씰링워터탱크(16); 상기 씰링워터탱크(16)에 저장된 배출가스를 중계 이송시키는 팬(17); 상기 팬(17)을 통해 이송되는 배출가스를 탈취시키는 탈취장치(약액 세정탑)(18);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치.
A storage tank (1a to 1d) for storing additives each including a sewage sludge and a caloric auxiliary and a molding agent;
A combined reactor 3 for hydrolyzing the contents including the sewage sludge and the additives inputted from the storage tanks 1a to 1d to equalize physical properties between the sewage sludge and the additives;
A molding machine (7) for compressing and molding a mixture having uniform physical properties by the combined reactor (3); And
Includes a dryer (9) for drying the molded article formed by the molding machine (7) so that the moisture content is 10% or less;
The combined reactor 3 continuously mixes and crushes the contents using an internal rotation shaft while heating and pressurizing the contents to hydrolyze, thereby improving the reaction efficiency of the contents, thereby allowing the contents to Do not separate from each other by specific gravity difference,
A heat exchanger (13) for condensing heat exchanged through the steam discharged through the combined reactor (3); A condensate tank 14 in which condensate and exhaust gas condensed by heat exchange through the heat exchanger 13 are stored; A vacuum pump 15 for transferring the exhaust gas stored in the condensate tank 14; A sealing water tank (16) in which exhaust gas transferred through the vacuum pump (15) is stored; A fan 17 for relay transfer of the exhaust gas stored in the sealing water tank 16; A deodorizing device (chemical cleaning tower) 18 for deodorizing the exhaust gas transferred through the fan 17; fuel manufacturing apparatus using sewage sludge, characterized in that it further comprises.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 병합 반응기(3)를 통해 배출되는 증기를 열교환하여 응축되도록, 상기 열교환기(13)에서 열교환되어 고온으로 올라간 냉각수를 재사용하기 위해 실외 공기와 직접 접속시켜 냉각하는 냉각탑(19); 상기 냉각탑(19)을 통해 냉각된 냉각수가 저장되는 냉각수 탱크(20); 상기 냉각수 탱크(20)에 저장된 냉각수를 상기 열교환기(13)로 공급하는 냉각수 펌프(21);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치.
According to claim 1,
A cooling tower (19) for cooling by directly connecting with outdoor air to reuse the cooling water heat-exchanged in the heat exchanger (13) to heat and condense the steam discharged through the combined reactor (3); A cooling water tank 20 in which cooling water cooled through the cooling tower 19 is stored; And a cooling water pump (21) for supplying cooling water stored in the cooling water tank (20) to the heat exchanger (13).
제 1 항에 있어서,
상기 병합 반응기(3)를 통해 배출되는 증기에 포함된 이물질 및 미세 먼지를 집진하여 여과한 후 상기 열교환기(13)로 공급시키는 원심 싸이클론(22);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치.
According to claim 1,
Sewage sludge characterized in that it further comprises a; centrifugal cyclone (22) for collecting and filtering the foreign matter and fine dust contained in the steam discharged through the combined reactor (3) to the heat exchanger (13) Fuel manufacturing apparatus using.
제 4 항에 있어서,
상기 병합 반응기(3)로 열원을 공급하기 위해 열원 공급장치(23); 및 폐열 보일러(24)를 더 포함하고,
상기 열원 공급장치(23)는, 상기 씰링워터탱크(16)로부터 배출되는 배출가스(오염된 공기(Contaminated Air))를 제2 팬(25)을 통해 공급받고, 화염기(23a)를 이용하여 가열하며,
상기 폐열 보일러(24)는, 상기 열원 공급장치(23)에 의해 가열된 배출가스(공기)를 공급받고, 상기 배출가스의 열을 이용하여 증기(steam IN)를 발생시켜 병합 반응기(3)로 공급하고,
상기 폐열 보일러(24)는, 가열된 증기를 제3 팬(26)을 통해 흡입되는 공기와 함께 공기히터(27)를 통해 가열시켜 제4 팬(28)을 통해 연도(29)를 매개로 대기로 방출시키되, 상기 공기히터(27)에서 가열된 공기(Heating Air)는 건조기(9)로 공급되는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지를 이용한 연료 제조장치.

The method of claim 4,
A heat source supply device 23 for supplying a heat source to the combined reactor 3; And a waste heat boiler 24,
The heat source supply device 23 receives the exhaust gas (Contaminated Air) discharged from the sealing water tank 16 through the second fan 25, and uses the flame 23a. Heating,
The waste heat boiler 24 is supplied with the exhaust gas (air) heated by the heat source supply device 23 and generates steam IN using the heat of the exhaust gas to the combined reactor 3 Supply,
The waste heat boiler 24 heats the heated steam through the air heater 27 together with air sucked through the third fan 26 to wait through the flue 29 through the fourth fan 28 Discharged to, the air heated in the air heater (27) (Heating Air) fuel manufacturing apparatus using sewage sludge, characterized in that is supplied to the dryer (9).

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