KR102245939B1 - 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음식물쓰레기 건조 과정에서 배출되는 응축폐수를 적절히 관리하여 수처리 효율을 극대화시킬 수 있고 설비를 경제적으로 운용할 수 있는 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템에 관한 것이다.
본 발명은 1단 응축기와 2단 응축기의 조합으로 이루어진 복합 응축기 설비를 채택하여 음식물쓰레기 건조 과정에서 배출되는 응축가스 및 응축폐수의 효과적으로 처리하는 새로운 타입의 페수처리시스템을 구현함으로써, 폐수처리장이나 탈취연소로에 걸리는 부하를 적절히 제어할 수 있고 양질의 공업용수를 확보할 수 있으며 에너지 비용을 절감할 수 있는 등 건조기 설비를 효율적으로 경제적으로 운용할 수 있는 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템을 제공한다.

Description

복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템{SYSTEM FOR TREATING WASTEWATER USING TWO-STAGE CONDENSOR}
본 발명은 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물쓰레기 건조 과정에서 배출되는 응축폐수를 적절히 관리하여 수처리 효율을 극대화시킬 수 있고 설비를 경제적으로 운용할 수 있는 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템에 관한 것이다.
최근 대량 생산과 대량 소비로 이루어지는 현대사회는 대량 폐기물로 인한 심각한 환경오염문제를 초래하고 있으며, 대표적인 환경오염문제로는 대량 폐기물에 의한 토양ㆍ수질오염문제와 에너지의 대량소비에 의한 공기오염문제 등이 있다.
이러한 대량 폐기물의 처리와 관련하여 폐기물을 소각이나 건조하는 경우에 폐기물에 직접적인 화염을 가하거나 스팀 등을 가하는 경우에 폐기물의 적재량, 밀도, 수분 함유량, 소각로 크기, 가열온도 등과 같은 여러 요인으로 인해 완전연소나 완전건조가 실질적으로 불가능하고, 불완전 연소나 건조에 따른 악취, 그을음, 먼지, 대기오염 공해배출가스 등이 다량 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 근래에는 음식물쓰레기 등과 같은 유기성 폐기물을 건조하여 재생 에너지 자원으로 활용하기 위한 건조 방법이 주목받고 있으며, 이렇게 유기성 폐기물을 건조하여 함수율을 저감시키면 3,000∼4,000 kcal/kg 이상의 발열량을 가지는 우수한 고형 연료를 얻을 수 있다.
보통 유기성 폐기물을 건조시키는 설비로는 열풍 및 스팀을 이용하는 직접 및 간접 건조방식의 건조기, 마이크로파 등을 이용하는 전자기파 건조방식의 건조기 등이 있다.
그런데, 건조과정에서 증발되는 수분을 제거하기 위해서는 반드시 공기흐름이 있어야 하며, 이로 인해 건조 시에는 필연적으로 다량의 수분과 유분을 함유하는 고강도의 응축가스, 즉 고강도의 악취가스가 발생하게 되는 등 대기오염을 초래하는 문제점이 있다.
이러한 점을 고려하여 건조과정에서 외부로 방출되는 악취 성분을 제거하기 위한 방법으로는 습식세정탑, 활성탄흡착탑, 바이오필터 설비 등과 같은 별도의 악취제거시설을 설치하고, 건조기에서 배출된 악취가스를 포집하여 악취 성분을 제거한 후에 대기 중으로 방출하는 방법 등이 있다.
일 예로서, 음식물쓰레기 건조과정에서 발생한 응축가스가 배출되는 라인 상에 응축기를 설치하고, 이러한 응축기를 이용하여 응축가스에 포함되어 있는 고농도의 유분(油分) 등을 제거하는 방법이 있다.
보통 음식물쓰레기를 건조하는 과정에서 배출되는 가스는 응축기로 보내져 응축 처리되며, 응축 처리 후에 발생되는 가스는 후 공정인 탈취 연소로에서 소각 처리됨과 더불어 폐수는 후 공정인 폐수처리장에서 정화 처리된다.
그러나, 응축기에서 배출되는 응축폐수의 농도 및 배출량에 따라 후처리 공정인 폐수처리 공정의 과부하 요인 등 수처리에 문제가 되고 있다.
예를 들면, 보통 응축기에서 배출되는 응축폐수는 고농도일 뿐만 아니라 배출량도 많기 때문에 위탁 처리비용의 증가는 물론 폐수처리장에서의 과부하로 인해 폐수처리효율이 떨어지는 단점이 있다.
공개특허공보 제10-2001-0091115호 공개특허공보 제10-2002-0014975호 공개특허공보 제10-2003-0068273호 공개특허공보 제10-2006-0064141호
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 1단 응축기와 2단 응축기의 조합으로 이루어진 복합 응축기 설비를 채택하여 음식물쓰레기 건조 과정에서 배출되는 응축가스 및 응축폐수의 효과적으로 처리하는 새로운 타입의 페수처리시스템을 구현함으로써, 폐수처리장이나 탈취연소로에 걸리는 부하를 적절히 제어할 수 있고 양질의 공업용수를 확보할 수 있으며 에너지 비용을 절감할 수 있는 등 건조기 설비를 효율적으로 경제적으로 운용할 수 있는 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템은 다음과 같은 특징이 있다.
상기 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템은 음식물쓰레기를 건조하는 건조기와, 상기 건조기에서 배출되는 배기가스 속의 유분 및 수분을 응축하는 수단으로서, 서로 연이어 배치되는 1단 응축기 및 2단 응축기와, 상기 1단 응축기측으로 냉각수를 선택적으로 공급하는 냉각장치 및 제1서브 냉각장치와, 상기 2단 응축기측으로 냉각수를 공급하는 제2서브 냉각장치와, 상기 2단 응축기에서 배출되는 배출가스 속의 악취를 제거하는 탈취연소로를 포함하는 구조로 이루어진다.
이러한 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템에서 1단 응축기는 2단 응축기 대비 상대적으로 높은 온도의 냉각수를 공급하여 가동시킴과 더불어 상기 2단 응축기는 1단 응축기 대비 상대적으로 낮은 온도의 냉각수를 공급하여 가동시킴으로써, 1단 응축기에서 배출되는 상대적으로 저농도의 응축폐수는 폐수처리장으로 보내서 처리함과 더불어 2단 응축기에서 배출되는 상대적으로 고농도의 응축폐수는 외부 위탁업체로 보내서 처리하는 것이 특징이다.
여기서, 상기 냉각장치는 1단 응축기의 냉각수 배출구측과 회수 라인으로 연결되는 냉각탑과 상기 냉각탑으로부터 냉각수를 제공받아 저장하는 탱크와 상기 1단 응축기의 냉각수 유입구측과는 공급 라인으로 연결되어 탱크 내의 물을 응축기로 공급하는 제1펌프로 구성되고, 상기 제1서브 냉각장치는 냉매의 응축을 위한 실외기와 냉매의 증발을 위한 콘덴서와 상기 콘덴서에서 열교환된 냉각수를 1단 응축기로 공급하는 제2펌프로 구성되어, 상기 제2펌프의 토출측과 공급 라인 사이에는 제1밸브를 가지는 서브 공급 라인이 연결되는 동시에 상기 콘덴서의 입구측과 회수 라인 사이에는 제2밸브를 가지는 서브 회수 라인이 연결되며, 상기 공급 라인과 회수 라인에는 제3밸브와 제4밸브가 각각 설치되는 것이 특징이다.
그리고, 상기 제2서브 냉각장치는 냉매의 응축을 위한 실외기와 냉매의 증발을 위한 콘덴서와 상기 콘덴서에서 열교환된 냉각수를 2단 응축기로 공급하는 제2펌프로 구성되어, 상기 제2펌프의 토출측은 서브 공급 라인을 통해 2단 응축기의 냉각수 유입구에 연결되는 동시에 상기 콘덴서의 입구측은 서브 회수 라인을 통해 2단 응축기의 냉각수 배출구에 연결되는 것이 특징이다.
바람직한 실시예로서, 상기 2단 응측기의 가스 배출구와 탈취 연소로를 연결하는 가스 배출 라인 상에는 메인 댐퍼가 설치될 수 있으며, 따라서 건조기 설비 정지 후, 제3밸브와 제4밸브를 OFF 하는 동시에 제1밸브와 제2밸브를 ON 시키고, 메인 댐퍼를 OFF 한 상태에서 제1서브 냉각장치와 1단 응축기를 작동시켜서 건조기 설비 라인 내에 남아있는 잔여가스를 응축하여 제거할 수 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 2단 응측기의 가스 배출구와 탈취 연소로를 연결하는 가스 배출 라인 상에는 메인 댐퍼가 설치될 수 있으며, 따라서 건조기 설비 정지 후, 메인 댐퍼를 OFF 한 상태에서 제2서브 냉각장치와 2단 응축기를 작동시켜서 건조기 설비 라인 내에 남아있는 잔여가스를 응축하여 제거할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 음식물쓰레기 건조 과정에서 배출되는 응축가스 및 응축폐수의 처리를 위한 수단으로 1단 응축기와 2단 응축기의 조합 형태를 채택하고, 1단 응축기와 2단 응축기를 폐수처리장이나 탈취연소로 등과 같은 후속 공정을 위한 설비들과 연계하여 적절히 운용함으로써, 후속 공정인 폐수처리 및 소각처리 공정과의 연계적인 공정 관리를 통해 전반적인 수처리 효율을 향상시킬 수 있고, 응축기에서 배출되는 응축폐수의 양과 배출가스의 양을 적절히 분산시켜서 전체적인 설비 운용의 효율성과 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 1단 응축기에서 제공되는 양질의 재이용수를 확보함으로써, 설비 운전이 필요한 용수로서 상수도를 대신하여 재이용수를 공업용수로 활용할 수 있는 등 상수도 사용비 절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 2단 응축기에서 배출되는 고농도 응축폐수의 양을 줄일 수 있는 등 외부 위탁처리 비용을 절감할 수 있는 동시에 줄어든 배출가스로 인한 탈취연소로의 저부하 운전관리를 통해 도시가스 연료 소비량을 줄일 수 있는 등 에너지 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템을 나타내는 개략도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템의 작동상태를 나타내는 개략도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템을 나타내는 개략도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템은 음식물쓰레기 등의 유기성 폐기물을 공급하는 공급부(미도시), 유기성 폐기물을 건조하는 디스크 타입의 건조기(10), 건조기(10)에 열원을 공급하는 보일러(미도시), 건조기(10)에서 배출되는 배기가스 속의 입자형 유기형 폐기물을 분리하는 사이클론(35), 건조기(10)에서 배출되는 배기가스 속의 유분 및 수분을 1차 제거하는 트랩(36), 건조기(10)에서 배출되는 배출가스를 응축하여 배출가스로부터 유분과 수분을 2차 분리하는 2개의 응축기, 즉 1단 응축기(11a)와 2단 응축기(11b), 응축기측에서 배출되는 가스를 팬(37)으로 빨아들여 가스 속의 악취를 제거하는 탈취연소로(13), 탈취연소로(13)에서 배출되는 가스 속의 분진을 제거한 후에 대기 중으로 방출하는 집진기(38)와 스택(39) 등을 포함한다.
따라서, 이러한 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템에서 음식물쓰레기 등과 같은 유기성 폐기물이 처리되는 기본적인 과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.
① 공급부에서는 폐기물 반입장으로부터 반입되는 유기성 폐기물이 투입 호퍼(미도시)에 투입되고, 투입 호퍼에서 배출되는 유기성 폐기물이 파쇄 선별기(미도시)를 거친 후에 건조기(10)로 공급되는 공정이 이루어진다.
② 건조기(10)에서는 초기 함수율이 75∼80% 정도인 유기성 폐기물이 보일러(미도시)에서 제공되는 스팀 및 디스크에 의해 직ㆍ간접식으로 가열되어 최종 함수율 10% 이하로 건조되는 공정이 이루어진다.
③ 사이클론(35)에서는 건조기(10)로부터 연장되는 라인을 통해 보내지는 배기가스, 예를 들면 유분, 유기성 폐기물 입자 등을 포함하는 약 100℃ 정도의 배기가스가 선회 작용을 일으키게 되고, 이에 따라 배기가스 속에 포함되어 있는 입자상의 유기성 폐기물이 아래로, 고온습가스인 배기가스, 즉 응축가스는 위로 각각 분리되는 공정이 이루어진다.
④ 트랩(36)에서는 싸이클론(35)으로부터 연장되는 라인을 통해 보내지는 배기가스 속의 유분과 수분을 1차 분리하는 공정이 이루어진다.
⑤ 1단 응축기(11a) 및 2단 응축기(11b)에서는 라인을 통해 배출되는 배기가스가 냉각수와의 열교환에 의해 응축되어 응축폐수로 생성되는 공정이 이루어진다.
이를 위하여, 상기 1단 응축기(11a) 및 2단 응축기(11b)의 냉각수 유입구(18)와 냉각수 배출구(14)는 냉각장치(12) 및/또는 제1서브 냉각장치(27a) 및 제2서브 냉각장치(27b)와 연결되어 냉각수를 공급받을 수 있게 된다.
⑥ 탈취연소로(13)에서는 응축기(11a,11b)를 거쳐 최종 배출되는 가스를 연소시켜서 가스 속의 악취를 제거하는 공정이 이루어지며, 계속해서 악취가 제거되어 정화된 가스는 집진기(38)를 거친 후에 스택(39)을 통해 방출된다.
여기서, 상기 건조기, 사이클론, 트랩, 응축기, 탈취연소로 등과 같은 설비의 구조 및 운전방식 등은 일반적인 음식물쓰레기 건조기 설비에서 채택하고 있는 설비의 구조 및 운전방식과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
특히, 상기 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템은 2개의 응축기, 즉 1단 응축기(11a)와 2단 응축기(11b)를 가동하여 고농도 및 저농도의 응축폐수를 개별적으로 처리하는 방식으로 운용된다.
이를 위하여, 상기 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템은 건조기(10)측에서 배출되는 배기가스 속의 유분 및 수분을 응축하는 수단으로 1단 응축기(11a) 및 2단 응축기(11b)를 포함한다.
상기 1단 응축기(11a)와 2단 응축기(11b)는 서로 연이어 배치되면서 배출가스 속의 유분과 수분 등을 2번에 걸쳐 응축하는 역할을 하게 된다.
예를 들면, 상기 1단 응축기(11a)의 가스 배출구(21)와 2단 응축기(11b)의 가스 유입구(41)가 서로 연결되고, 이때의 1단 응축기(11a)의 가스 유입구(41)는 트랩(36)측에서 연장되는 배기가스 라인과 연결되는 동시에 2단 응축기(11b)의 가스 배출구(21)는 가스 배출 라인(22)측과 연결된다.
이에 따라, 상기 트랩(36)측에서 보내지는 배기가스는 1단 응측기(11a)와 2단 응축기(11b)를 순차적으로 거치게 되고, 그 결과 배기가스 속의 유분, 수분 등이 두차례 응축되며, 잔여 배기가스는 가스 배출 라인(22)으로 보내지게 된다.
이러한 1단 응축기(11a)와 2단 응축기(11b)를 운용하는 시스템에서 발생되는 응축폐수는 고농도 응축폐수와 저농도 응축폐수로 개별 관리될 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 1단 응축기(11a)는 2단 응축기(11b) 대비 상대적으로 높은 온도의 냉각수가 공급되는 조건에서 가동되고, 2단 응축기(11b)는 1단 응축기(11a) 대비 상대적으로 낮은 온도의 냉각수가 냉각수가 공급되는 조건에서 가동된다.
예를 들면, 상기 1단 응축기(11a)에 냉각수를 공급하는 냉각장치(12) 또는 제1서브 냉각장치(27a)의 냉각수 순환 온도는 약 50∼60℃ 정도로 높게 설정될 수 있고, 상기 2단 응축기(11b)에 냉각수를 공급하는 제2서브 냉각장치(27b)의 냉각수 순환 온도는 25∼35℃ 정도로 낮게 설정될 수 있다.
여기서, 상기 1단 응축기(11a)와 2단 응축기(11b)의 냉각수 순환 온도를 설정하는 방법은 냉각수가 흐르는 라인 상에 설치한 온도센서(미도시)의 신호를 입력으로 하는 컨트롤러(미도시)의 출력 제어를 통해 냉각탑이나 컨덴서 등의 작동을 제어하는 방법 등과 같이 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
따라서, 도 2에 도시한 바와 같이, 상대적으로 고온의 냉각수가 순환되는 1단 응축기(11a)에서는 상대적으로 저농도의 응축폐수가 배출되고, 이렇게 배출되는 저농도의 응축폐수는 폐수처리장으로 보내지게 되며, 계속해서 폐수처리장에서는 오염 부하량 감소에 의한 수처리의 효율을 극대화할 수 있는 등 양질의 재이용수를 생산하여 상수도 대신 공업용수(예컨대, 냉각장치에서 사용하는 냉각수 등)로 활용할 수 있어 상수도 사용비를 절감할 수 있다.
한편, 상대적으로 저온의 냉각수가 순환되는 2단 응축기(11b)에서는 상대적으로 고온의 응축폐수가 배출되고, 이렇게 배출되는 고농도의 응축폐수는 외부 위탁처리하게 되며, 이때의 배출가스는 유량이 많이 감소하게 되면서 탈취연소로(13)가 받는 부하를 줄일 수 있는 등 탈취연소로(13)의 저부하 운전관리에 따른 도시가스 연료 소비량을 줄일 수 있어 에너지 비용을 대폭 절감할 수 있다.
또한, 상기 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템은 1단 응축기(11a)측과 냉각수 순환 라인을 구성하는 수단으로 냉각장치(12)를 포함한다.
상기 냉각장치(12)는 냉각수의 열교환을 위한 냉각탑(16), 냉각수의 저장을 위한 탱크(17), 냉각수의 순환을 위한 제1펌프(20)를 포함한다.
여기서, 상기 냉각탑(16)은 회수 라인(15)을 통해 1단 응축기(11a)의 냉각수 배출구(14)에 연결되고, 이에 따라 1단 응축기(11a)를 빠져나온 냉각수는 회수 라인(15)을 따라 냉각탑(16)으로 보내지게 된다.
그리고, 상기 탱크(17)는 냉각탑(16)측으로부터 냉각수를 공급받아 일정량 냉각수 수위를 유지하게 되며, 상기 제1펌프(20)의 흡입측은 탱크(17)에 연결되는 동시에 토출측은 공급 라인(19)을 통해 1단 응축기(11a)의 냉각수 유입구(18)에 연결된다.
이에 따라, 냉각수는 탱크(17)→제1펌프(20)→공급 라인(19)→냉각수 유입구(18)→1단 응축기(11a)→냉각수 배출구(14)→회수 라인(15)→냉각탑(16)→탱크(17)로 이어지는 순환 라인을 따라 흐르게 되고, 이러한 냉각수의 순환에 의해 1단 응축기(11a)에서는 배기가스 속의 유분과 수분이 분리될 수 있게 된다.
이때, 상기 1단 응축기(11a) 내부에서의 유수분 분리 과정을 살펴보면(예컨대, 2단 응축기에서도 동일한 과정이 이루어질 수 있다), 트랩(36)에서 연장되는 라인과 연결되는 상단 입구측을 통해 1단 응축기(11a)의 내부로 들어온 배기가스(응축가스)는 응축기 내부를 따라 흐르게 됨과 더불어 1단 응축기(11a)측에 조성되어 있는 냉각 자켓이나 냉각 트랩으로 냉각장치(12)측에서 공급되는 냉각수가 흐르게 되고, 이에 따라 1단 응축기(11a)에서는 냉각수와 배기가스 간의 열전도 작용에 의해 배기가스가 냉각되며, 그 결과 배기가스 속의 수분, 유분 등이 냉각됨과 더불어 그 무게에 의해 응축기 바닥쪽으로 떨어지면서 분리될 수 있게 된다.
또한, 상기 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템은 1단 응축기(11a)측과 냉각수 순환 라인을 구성하여 1단 응축기(11a)에 냉각수를 공급하는 수단으로 칠러 타입의 제1서브 냉각장치(27a)를 포함한다.
상기 제1서브 냉각장치(27a)는 냉매의 응축을 위한 실외기(24)와, 냉매의 증발을 위한 콘덴서(25)와, 상기 콘덴서(25)에서 열교환된 냉각수를 응축기(11)로 공급하는 제2펌프(26)로 구성된다.
여기서, 상기 실외기(24)와 콘덴서(25) 사이에는 냉매 순환 라인이 연결 설치되고, 이러한 냉매 순환 라인을 흐르는 냉매는 증발과 응축을 반복하면서 콘덴서측에서 냉각수와의 열교환 작용을 수행하게 된다.
이때, 상기 실외기(24)는 콘덴서(25)에서 증발된 냉매를 다시 응축시켜 콘덴서(25)로 재차 보내는 장치로서, 콘덴서(25)와는 달리 뜨거운 바람을 내보내게 된다.
이와 더불어, 상기 콘덴서(25)에는 냉각수의 출입을 위한 입구(30)와 출구(40)가 구비되며, 이에 따라 입구(30)를 통해 콘덴서(25)의 내부로 들어온 냉각수는 냉매와의 열교환 작용에 의해 냉각된 후, 출구(40)를 통해 콘덴서(25)의 외부로 나가게 된다.
그리고, 상기 제2펌프(26)의 흡입측은 콘덴서(25)의 출구(40)와 연결되는 동시에 토출측에는 서브 공급 라인(29a)이 연결된다.
이러한 제1서브 냉각장치(27a)는 냉각수의 순환 경로를 제공하는 역할을 하는 수단으로 서브 공급 라인(29a)과 서브 회수 라인(32a)을 포함한다.
상기 서브 공급 라인(29a)은 제2펌프(26)의 토출측과 냉각장치(12)의 공급 라인(19)의 일측 사이에 연결되고, 이렇게 연결되는 서브 공급 라인(29a) 상에는 컨트롤러에 의해 ON 또는 OFF 작동이 제어되는 제1밸브(28)가 설치된다.
상기 서브 회수 라인(32a)은 냉각장치(12)의 회수 라인(15)의 일측과 콘덴서(25)의 입구(30) 사이에 연결되고, 이렇게 연결되는 서브 회수 라인(32a) 상에는 컨트롤러에 의해 ON 또는 OFF 작동이 제어되는 제2밸브(31)가 설치된다.
이와 더불어, 상기 공급 라인(19)의 일측, 예를 들면 서브 공급 라인(29a)이 연결되는 공급 라인(19) 상의 분기점보다 제1펌프(20)측으로 치우친 쪽에는 컨트롤러에 의해 ON 또는 OFF 작동이 제어되는 제3밸브(33)가 설치되는 동시에 회수 라인(15)의 일측, 예를 들면 서브 회수 라인(32a)이 연결되는 회수 라인(15) 상의 분기점보다 냉각탑(16)측으로 치우친 쪽에는 컨트롤러에 의해 ON 또는 OFF 작동이 제어되는 제4밸브(34)가 설치된다.
따라서, 컨트롤러에 의해 출력 제어되는 제1밸브(28) 내지 제4밸브(34)의 연계적인 ON/OFF 작동에 의해 냉각장치(12)측에서 제공되는 냉각수 또는 제1서브 냉각장치(27a)측에서 제공되는 냉각수가 선택적으로 1단 응축기(11a)로 공급될 수 있게 된다.
예를 들면, 건조기 설비의 정상적인 운전 시에는 냉각장치(12)측에서 제공하는 냉각수를 1단 응축기(11a)에 공급하면서 1단 응축기(11a)를 가동시키고, 건조기 설비의 운전 정지 시에는 제1서브 냉각장치(27a)측에서 제공하는 냉각수를 1단 응축기(11a)에 공급하면서 1단 응축기(11a)를 가동시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템은 2단 응축기(11b)측에 냉각수를 공급하는 수단으로 제2서브 냉각장치(27b)를 포함한다.
상기 제2서브 냉각장치(27b)는 냉매의 응축을 위한 실외기(24), 냉매의 증발을 위한 콘덴서(25), 상기 콘덴서(25)에서 열교환된 냉각수를 2단 응축기(11b)로 공급하는 제2펌프(26)로 구성된다.
그리고, 상기 제2펌프(26)의 토출측은 서브 공급 라인(29b)을 통해 2단 응축기(11b)의 냉각수 유입구(18)에 연결되고, 상기 콘덴서(25)의 입구(30)측은 서브 회수 라인(32b)을 통해 2단 응축기(11b)의 냉각수 배출구(14)에 연결된다.
여기서, 상기 제2서브 냉각장치(27b)의 냉각수 공급방식은 제1서브 냉각장치(27a)와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템은 건조기 설비의 가동을 종료한 후, 건조기 설비 라인 내에 남아있는 잔여가스를 처리하여 대기 중으로 잔여가스가 그대로 방출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 방법으로 운용될 수 있다.
이를 위하여, 상기 2단 응측기(11b)의 가스 배출구(21)와 탈취연소로(13) 사이에 연결되어 있는 가스 배출 라인(22) 상의 일측, 예를 들면 팬(37)의 뒷쪽에는 메인 댐퍼(23)가 설치되며, 이때의 메인 댐퍼(23)는 건조기 설비의 운용을 관장하는 컨트롤러(미도시)에 의한 출력 제어를 받아 ON(열림) 또는 OFF(닫힘) 작동될 수 있게 된다.
따라서, 건조기 설비 정지 후, 컨트롤러의 제어에 의해 메인 댐퍼(23)가 OFF 작동되는 동시에 냉각장치(12) 또는 제1서브 냉각장치(27a)와 1단 응축기(11a)가 작동되면, 응축기 내부는 물론 라인 내에 남아있던 잔여가스는 응축기 내에서 열교환작용에 의해 냉각되고, 결국 잔여가스 속에 포함되어 있는 수분 및 유분이 응축되면서 분리될 수 있게 되며, 이렇게 분리된 응축수는 1단 응축기(11a)의 바닥쪽으로 떨어져 수거될 수 있게 되므로서, 건조기 설비 후 자연 방출되던 배출가스에 의한 악취, 오염 등의 문제를 말끔하게 해결할 수 있게 된다.
이때, 냉각장치(12)를 대신하여 제1서브 냉각장치(27a)를 작동시키는 경우, 건조기 설비 정지 후, 컨트롤러의 제어에 의해 메인 댐퍼(23)가 OFF 작동되고, 계속해서 컨트롤러의 제어에 의해 제3밸브(33)와 제4밸브(34)가 OFF 작동되는 동시에 제1밸브(28)와 제2밸브(31)는 ON 작동되며, 서브 냉각장치(27)와 응축기(11)가 작동된다.
이 상태에서, 제1서브 냉각장치(27a)측에서 1단 응축기(11a)측으로 냉각수가 공급되고, 따라서 1단 응축기(11a)의 작동과 함께 응축기 내부는 물론 라인 내에 남아있던 잔여가스는 응축기 내에서 열교환작용에 의해 냉각되며, 결국 잔여가스 속에 포함되어 있는 수분 및 유분이 응축되면서 분리될 수 있게 된다.
한편, 종전에는 라인 내에 남아있던 잔여가스를 제거하기 위해 건조기 설비 정지 후에 일정시간 동안 탈취연소로(13)를 가동시켜서 잔여가스를 소각 처리하기도 했는데, 이 경우 탈취연소로(13)의 가동에 따른 연료 낭비 등 에너지 효율 측면은 물론 건조기 설비 운용적인 측면에서 경제성과 효율성이 떨어지는 단점이 있지만, 본 밟명의 실시예와 같이 탈취연소로(13)를 가동하지 않고도 메인 댐퍼(23)의 ON/OFF 조작, 1단 응축기(11a) 및 냉각장치(12) 또는 제1서브 냉각장치(27a)의 작동을 제어하는 방법만으로도 잔여가스를 제거할 수 있으므로, 건조기 설비의 운용과 관련하여 경제성 측면이나 효율성 측면에서 우수한 이점이 있다.
여기서, 냉각장치(12)를 대신하여 소규모 설비로 이루어진 제1서브 냉각장치(27a)를 작동시켜서 1단 응축기(11a)측에 냉각수를 공급함에 따라 냉각장치(12)의 가동에 따른 에너지 손실, 특히 대용량의 제1펌프(20)를 작동시키는데 소요되는 에너지 손실을 절감할 수 있다.
다른 예로서, 건조기 설비 정지 후, 컨트롤러의 제어에 의해 메인 댐퍼(23)가 OFF 작동되는 동시에 제2서브 냉각장치(27b)와 2단 응축기(11b)가 작동되면, 응축기 내부는 물론 라인 내에 남아있던 잔여가스는 응축기 내에서 열교환작용에 의해 냉각되고, 결국 잔여가스 속에 포함되어 있는 수분 및 유분이 응축되면서 분리될 수 있게 되며, 이렇게 분리된 응축수는 2단 응축기(11b)의 바닥쪽으로 떨어져 수거될 수 있게 되므로서, 건조기 설비 후 자연 방출되던 배출가스에 의한 악취, 오염 등의 문제를 말끔하게 해결할 수 있게 된다.
이렇게 냉각장치(12)를 대신하여 소규모 설비로 이루어진 제2서브 냉각장치(27b)를 작동시켜서 2단 응축기(11b)측에 냉각수를 공급함에 따라 냉각장치(12)의 가동에 따른 에너지 손실, 특히 대용량의 제1펌프(20)를 작동시키는데 소요되는 에너지 손실을 절감할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 1단 응축기와 2단 응축기의 조합으로 이루어진 복합 응축기 설비를 적용하여 음식물쓰레기 건조 과정에서 배출되는 응축가스 및 응축폐수의 효과적으로 처리하는 새로운 페수처리시스템을 제공함으로써, 폐수처리장이나 탈취연소로에 걸리는 부하를 적절히 제어할 수 있고 양질의 공업용수를 확보할 수 있으며 에너지 비용을 절감할 수 있는 등 건조기 설비를 효율적으로 경제적으로 운용할 수 있다.
10 : 건조기
11a : 1단 응축기
11b : 2단 응축기
12 : 냉각장치
13 : 탈취연소로
14 : 냉각수 배출구
15 : 회수 라인
16 : 냉각탑
17 : 탱크
18 : 냉각수 유입구
19 : 공급 라인
20 : 제1펌프
21 : 가스 배출구
22 : 가스 배출 라인
23 : 메인 댐퍼
24 : 실외기
25 : 콘덴서
26 : 제2펌프
27a : 제1서브 냉각장치
27b : 제2서브 냉각장치
28 : 제1밸브
29a : 제1서브 공급 라인
29b : 제2서브 공급 라인
30 : 입구
31 : 제2밸브
32a,32b : 서브 회수 라인
33 : 제3밸브
34 : 제4밸브
35 : 사이클론
36 : 트랩
37 : 팬
38 : 집진기
39 : 스택
40 : 출구
41 : 가스 유입구

Claims (5)

  1. 음식물쓰레기를 건조하는 건조기(10);
    상기 건조기(10)에서 배출되는 배기가스 속의 유분 및 수분을 응축하는 수단으로서, 서로 연이어 배치되는 1단 응축기(11a) 및 2단 응축기(11b);
    상기 1단 응축기(11a)측으로 냉각수를 선택적으로 공급하는 냉각장치(12) 및 제1서브 냉각장치(27a);
    상기 2단 응축기(11b)측으로 냉각수를 공급하는 제2서브 냉각장치(27b);
    상기 2단 응축기(11b)에서 배출되는 배출가스 속의 악취를 제거하는 탈취연소로(13);
    를 포함하며,
    상기 1단 응축기(11a)는 2단 응축기(11b) 대비 상대적으로 높은 온도의 냉각수를 공급하여 가동시킴과 더불어 상기 2단 응축기(11b)는 1단 응축기(11a) 대비 상대적으로 낮은 온도의 냉각수를 공급하여 가동시킴으로써, 1단 응축기(11a)에서 배출되는 상대적으로 저농도의 응축폐수는 폐수처리장으로 보내서 처리함과 더불어 2단 응축기(11b)에서 배출되는 상대적으로 고농도의 응축폐수는 외부 위탁업체로 보내서 처리하고,
    상기 냉각장치(12)는 1단 응축기(11a)의 냉각수 배출구(14)측과 회수 라인(15)으로 연결되는 냉각탑(16)과 상기 냉각탑(16)으로부터 냉각수를 제공받아 저장하는 탱크(17)와 상기 1단 응축기(11a)의 냉각수 유입구(18)측과는 공급 라인(19)으로 연결되어 탱크(17) 내의 물을 응축기(11)로 공급하는 제1펌프(20)로 구성되고, 상기 제1서브 냉각장치(27a)는 냉매의 응축을 위한 실외기(24)와 냉매의 증발을 위한 콘덴서(25)와 상기 콘덴서(25)에서 열교환된 냉각수를 1단 응축기(11a)로 공급하는 제2펌프(26)로 구성되어, 상기 제2펌프(26)의 토출측과 공급 라인(19) 사이에는 제1밸브(28)를 가지는 서브 공급 라인(29a)이 연결되는 동시에 상기 콘덴서(25)의 입구(30)측과 회수 라인(15) 사이에는 제2밸브(31)를 가지는 서브 회수 라인(32a)이 연결되며, 상기 공급 라인(19)과 회수 라인(15)에는 제3밸브(33)와 제4밸브(34)가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2서브 냉각장치(27b)는 냉매의 응축을 위한 실외기(24)와 냉매의 증발을 위한 콘덴서(25)와 상기 콘덴서(25)에서 열교환된 냉각수를 2단 응축기(11b)로 공급하는 제2펌프(26)로 구성되어, 상기 제2펌프(26)의 토출측은 서브 공급 라인(29b)을 통해 2단 응축기(11b)의 냉각수 유입구(18)에 연결되는 동시에 상기 콘덴서(25)의 입구(30)측은 서브 회수 라인(32b)을 통해 2단 응축기(11b)의 냉각수 배출구(14)에 연결되는 것을 특징으로 하는 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 2단 응측기(11b)의 가스 배출구(21)와 탈취 연소로(13)를 연결하는 가스 배출 라인(22) 상에는 메인 댐퍼(23)가 설치되며, 건조기 설비 정지 후, 제3밸브(33)와 제4밸브(34)를 OFF 하는 동시에 제1밸브(28)와 제2밸브(31)를 ON 시키고, 메인 댐퍼(23)를 OFF 한 상태에서 제1서브 냉각장치(27a)와 1단 응축기(11a)를 작동시켜서 건조기 설비 라인 내에 남아있는 잔여가스를 응축하여 제거하는 것을 특징으로 하는 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 2단 응측기(11b)의 가스 배출구(21)와 탈취 연소로(13)를 연결하는 가스 배출 라인(22) 상에는 메인 댐퍼(23)가 설치되며, 건조기 설비 정지 후, 메인 댐퍼(23)를 OFF 한 상태에서 제2서브 냉각장치(27b)와 2단 응축기(11b)를 작동시켜서 건조기 설비 라인 내에 남아있는 잔여가스를 응축하여 제거하는 것을 특징으로 하는 복수의 응축기를 이용한 폐수처리시스템.
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