KR102276891B1 - 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치 및 저감방법 - Google Patents

산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치 및 저감방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102276891B1
KR102276891B1 KR1020210050559A KR20210050559A KR102276891B1 KR 102276891 B1 KR102276891 B1 KR 102276891B1 KR 1020210050559 A KR1020210050559 A KR 1020210050559A KR 20210050559 A KR20210050559 A KR 20210050559A KR 102276891 B1 KR102276891 B1 KR 102276891B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wastewater
acid
food
fermented
food waste
Prior art date
Application number
KR1020210050559A
Other languages
English (en)
Inventor
이규만
김중기
최덕근
Original Assignee
이규만
김중기
최덕근
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이규만, 김중기, 최덕근 filed Critical 이규만
Priority to KR1020210050559A priority Critical patent/KR102276891B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102276891B1 publication Critical patent/KR102276891B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/364—Avoiding environmental pollution during cement-manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B01D47/063—Spray cleaning with two or more jets impinging against each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/79—Injecting reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/06—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane
    • B05B7/062—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane with only one liquid outlet and at least one gas outlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/24—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device
    • B05B7/2489—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device an atomising fluid, e.g. a gas, being supplied to the discharge device
    • B05B7/2491—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device an atomising fluid, e.g. a gas, being supplied to the discharge device characterised by the means for producing or supplying the atomising fluid, e.g. air hoses, air pumps, gas containers, compressors, fans, ventilators, their drives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/44—Burning; Melting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Abstract

본 발명은 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물류폐기물 사료화시설, 음식물류폐기물 퇴비화시설에서 발생된 음폐수를 전처리공정을 거쳐 고형물이 최소화된 음폐수를 모아 공급하는 음폐수공급조(10)와; 상기 음폐수공급조(10)로부터 공급받은 음폐수를 산발효시키는 음폐수산발효조(20)와; 상기 음폐수산발효조(20)에서 발효된 산발효음폐수를 저장하는 산발효음폐수저장조(40)와; 상기 산발효음폐수저장조(40)로부터 공급받은 산발효음폐수를 시멘트소성로(87)의 시멘트원료투입덕트(80) 구간에 산발효음폐수, 요소수, 압축공기를 혼합한 환원제를 분무할 수 있도록 된 분사장치와; 상기 시멘트원료투입덕트(80)에 설치된 분사장치(50)는 1개 또는 다수개로 설치한 구성으로서, 본 발명은 고형물을 최소화한 음폐수를 회수한 후 산발효시켜 암모늄 농도를 최대화한 음폐수를 시멘트 소성로의 원료투입덕트를 통하여 이동되는 질소산화물을 제거하기 위한 선택적비촉매환원(SNCR) 공정의 환원제로 투입하여 기존에 사용하는 요소수 투입량을 줄이고 질소산화물의 제거효율을 높일 수 있도록 함으로 폐기되는 음폐수를 재활용하여 환경오염을 방지하고 요소수 보조제로 사용할수 있도록 한 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치 및 저감방법에 관한 것이다.

Description

산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치 및 저감방법{Cement kiln nitrogen oxide reduction device and reduction method using acid fermentation food wastewater and anaerobic digestion wastewater}
본 발명은 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치 및 저감방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물류폐기물을 사료, 퇴비로 재활용하는 사료화시설, 퇴비화시설 등에서 발생된 음폐수를 산발효시킨 산발효 음폐수를 시멘트 소성로의 시멘트원료투입덕트인 사이클론(Cyclone) 출구덕트(Duct), 사이클론바디(Cyclone Body), 하소로(Calciner) 출구덕트(Duct)에서 사이클론 입구덕트 구간, 하소로 연소구간에서 하소로(Calciner) 출구덕트 구간, 소성로 후미(Kiln Inlet Duct) 구간에 산발효 음폐수, 요소수, 압축공기를 분사하도록 하는 분사장치를 설치하여 시멘트 소성로의 질소산화물 농도를 저감시키기 위한 선택적비촉매환원(SNCR) 공정에 소요되는 환원제로 사용할 수 있도록 한 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치 및 저감방법에 관한 것이다.
일반적으로 시멘트 제조공정은 원료분쇄→ 예열로→ 하소로→ 소성로 → 냉각설비로 구성되며, 시멘트 제조시설 중 하소로와 소성로에서 연료 연소시 공기중의 질소(N2)와 산소(O2)가 고온에서 반응하여 Thermal NOx이 발생되고, 이외에 연료 중의 질소화합물의 산화에 따라 발생되는 Fuel NOx, Prompt NOx가 발생되며 이중 Thermal NOx이 전체 질소산화물 발생의 90% 이상을 차지한다.
시멘트 제조공정에서 이러한 질소산화물을 제거하기 위해 환원제로 암모니아수 또는 요소수를 사용하고 있다. 배출가스 중 질소산화물은 환원제가 암모니아수의 경우 4(NH3) + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O로 반응하며, 요소수(Urea)인 경우 (NH2)2CO + 2NO + 1/2O2 → 2N2 + CO2 + 2H2O 반응을 통해 제거된다.
시멘트 제조시설에서 질소산화물 제거를 위해 선택적비촉매환원(SNCR) 공정의 적정 반응 온도범위인 800~1,050℃를 유지하는 하소로에 환원제인 요소수를 분사하여 질소산화물을 저감하고 있다.
이 분야의 선행기술을 살펴 보면, 공개특허공보 특2003-0079666(공개일자 2003년10월10일)의 선택적비촉매환원법을 이용한 시멘트플랜트에서 질소산화물의 저감장치 및 이의 저감방법(이하 "선행기술" 이라한다)은 도1에 도시된 바와 같이, 질소산화물을 저감할 수 있도록 선택적비촉매환원법(SNCR)을 적용한 시멘트플랜트에 있어서,
소성로(8;rotary kiln)의 시멘트 원료를 투입하는 개구부에서 이 내부에서 발생된 질소산화물을 저감하는 요소프릴 혹은 요소수를 분무하는 분무기(4)와;
내부온도가 바람직하게는 850 내지 1100℃ 사이를 유지하는 최종하소로(C5;calciner)의 상부측벽 지점에서 유입 및 발생된 질소산화물을 저감하는 요소프릴을 분무하도록 이의 원주 둘레로 배치되어 있는 하나 이상의 분무기(5) 및; 상기 소성로(8)와 상기 최종하소로(C5) 및 최종싸이클론(K4)의 내부온도와 부하(load), 질소산화물의 발생량 및 사용연료의 성상을 감지하여 상기 구성부재(8,C5,K4)에 분무할 요소수의 양과 분사위치를 제어하는 제어기(7);를 구비한 구성이 개시되었다.
이와 같이 된 상기 선행기술은 시멘트플랜트의 환원제로 사용되는 요소수의 주입위치를 플랜트내의 적합한 연소온도범위 내에 맞추고 질소산화물의 발생량에 따라 주입량을 다양화하며, 분말환원제를 주입하여 사용할 때에 직접 사용 혹은 수용액 상태로 주입할지를 자동제어하여 공급하도록 한 것이다.
그러나 상기 선행기술은 시멘트플랜트의 환원제로 요소수를 사용함으로서, 질소산화물을 저감시키는 효과가 있으나, ①요소수 비용이 지속적으로 상승됨에 따라 경제적인 효과가 떨어지는 문제점, ②요소수만 분사함으로 안개분무를 하지 못하게 됨에 따라서 분사입자가 굵어 질소산화물과 접촉면적이 작아 요소수를 과다하게 분사해야 하는 문제점, ③요소수의 분사위치가 하소로연소구간에만 한정 설치됨으로 시멘트원료투입과 요소수가 중복접촉됨에 따라서 질소산화물 저감효율이 효과적이지 못함 문제점, ④ 또한 선행기술은 분무기로 분말형태로 되어 있는 요소프릴을 연소가스로에 확산시키도록 분사함으로 액체를 혼합분사할 수 없는 구조의 노즐을 사용함에 따라서 안개분무가 이루어지지 않아 저감효율이 떨어지는 문제점 등이 있다.
대한민국 공개특허공보 특2003-0079666(공개일자 2003년10월10일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 음식물류폐기물을 파쇄·선별, 탈수, 고액분리 등 전처리 공정을 거쳐 고형물을 최소화한 음폐수를 회수한 후 산발효시켜 암모늄 농도를 최대화한 음폐수를 시멘트 소성로의 원료투입덕트를 통하여 이동되는 질소산화물을 제거하기 위한 선택적비촉매환원(SNCR) 공정의 환원제로 투입하여 기존에 사용하는 요소수 투입량을 줄이고 질소산화물의 제거효율을 높일 수 있도록 하는 목적과,
또한 본 발명은 산발효 음폐수 투입시설을 시멘트 조성물 원료 투입덕트인 사이클론(Cyclone) 출구덕트(Duct), 사이클론바디(Cyclone Body), 하소로(Calciner)출구덕트(Duct)에서 사이클론입구덕트구간, 하소로 연소구간에서 하소로(Calciner)출구덕트구간, 소성로후미(Kiln Inlet Duct)구간에 환원제 분사장치를 설치하여 시멘트 소성로에서 배출되는 배기가스 중 질소산화물 농도를 저감시키기 위한 효율을 높일 수 있도록 하는 목적과,
또한 본 발명은 음폐수를 산발효시켜 선택적비촉매환원(SNCR) 공정에 소요되는 환원제로 사용할 수 있도록 함으로 음폐수 처리에 따른 경제적 손실 및 환경오염방지와 시멘트소성로의 질소산화물 농도를 저감시키기 위해 분사되는 요소수 환원제 또는 요소수 대체 환원제로 사용함으로써 요소수 구입비용을 절감할 수 있도록 하는 목적을 갖는다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서,
음식물류폐기물 사료화시설, 음식물류폐기물 퇴비화시설에서 발생된 음폐수를 전처리공정을 거쳐 고형물이 최소화된 음폐수를 모아 공급하는 음폐수공급조와;
상기 음폐수공급조로부터 공급받은 음폐수를 산발효시키는 산발효조와;
상기 음폐수산발효조에서 발효된 산발효 음폐수를 저장하는 산발효음폐수저장조와;
상기 산발효음폐수저장조로부터 공급받은 산발효 음폐수를 시멘트 소성로의 시멘트원료투입덕트 구간에 산발효 음폐수, 요소수, 압축공기를 혼합한 환원제를 분무할 수 있도록 된 분사장치와;
상기 시멘트원료투입덕트에 설치된 분사장치는 1개 또는 다수개로 설치한 것을 특징으로 한다.
상기 시멘트 소성로의 시멘트원료투입덕트는 사이클론출구덕트, 사이클론바디, 하소로출구덕트에서 사이클론입구덕트구간, 하소로연소구간에서 하소로출구덕트구간, 소성로후미구간으로 구분되어 그 중 어느 하나 또는 다수의 구간에 환원제를 분사하는 분사장치가 선택적으로 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 산발효조는 음폐수 체류일수가 5~7일, 음폐수의 pH 농도가 4.0~6.0, 음폐수의 온도가 36~39℃ 조건하에서 암모니아성 질소 농도를 700~1,000ppm에 도달하도록 하여 음폐수가 산발효될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 산발효조는 일측에 구비된 음폐수공급조 저면 배출구와 산발효조 저면 중앙의 유입구가 이송라인으로 연결되고, 산발효조 상부 일측 배출구와 산발효음폐수저장조 상단 일측 유입구에 배출라인으로 연결되어 산발효 음폐수가 산발효조 저면으로부터 유입되어 교반 후 상부배출구를 통하여 배출되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 산발효조는 몸체를 이중자켓으로 형성하고, 상기 몸체내부 중간부에서 하부바닥 측벽까지 온수관이 설치되어 가온장치를 형성하며, 상부 구동모터에 의해 회전되는 교반축 하단에 교반날개를 설치하고, 산발효조 내측의 교반축 상부에 스컴제거패들이 설치되며, 외부로부터 공기의 유입을 막기 위하여 내부에 50~200mmAq의 양압이 유지되도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 시멘트원료투입덕트 내에 분사할 수 있도록 설치된 분사장치는 산발효 음폐수 및 요소수와 압축공기를 분사할 수 있도록 이류체노즐이 다수 설치된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명은 음식물류폐기물 재활용 산업현장에서 발생되는 음폐수를 산발효시켜, 시멘트 소성로 일측에 형성된 사이클론(Cyclone)출구덕트(Duct), 사이클론바디(Cyclone Body), 하소로(Calciner)출구덕트(Duct)에서 사이클론입구덕트 구간, 하소로연소구간에서 하소로(Calciner)출구덕트구간, 소성로후미(Kiln Inlet Duct)구간으로 이루어진 시멘트원료투입덕트에 분사장치를 복수로 설치하여 시멘트 소성로에서 생성되는 질소산화물 농도를 저감시키기 위한 선택적비촉매환원(SNCR) 공정에 소요되는 환원제로 사용할 수 있도록 한 산발효 음폐수 및 메탄올발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치 및 저감방법를 제공할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 첫째, 음식물류폐기물을 재활용하는 과정에서 발생된 음폐수를 산발효시켜 시멘트 소성로의 질소산화물 농도를 저감시키기 위한 선택적비촉매환원(SNCR) 공정에 소요되는 환원제로 사용할 수 있도록 함으로써 음폐수를 재활용하여 환경오염 방지와 폐기물 처리비용을 절감하는 효과가 있다.
둘째, 시멘트 소성로의 질소산화물 저감을 위한 선택적비촉매환원(SNCR) 공정에 투입하는 요소수 약품 대체 또는 보조환원제로 산발효 음폐수를 사용함으로써 질소산화물 저감 효율을 높이고 요소수 구입비용을 절감하는 경제적인 효과가 있다.
이와 같은 효과를 갖는 본 발명은 궁극적으로 산발효 음폐수를 질소산화물 저감을 위한 약품대체제로 재활용하여 음식물류폐기물 재활용 산업현장에서 발생되는 음폐수 처리문제를 해결함에 동시에 시멘트 소성로의 질소산화물 저감시설 운영에 소요되는 비용을 절감하는 효과가 있다.
도1은 종래의 시멘트 생산라인에 있어서 소성로에 요소수 분사장치가 설치된 상태를 나타낸 시멘트 생산장치.
도2는 본 발명의 시멘트 소성로에 분사되는 산발효 음폐수 제조공정을 나타낸 블럭도.
도3은 본 발명의 시멘트 소성로 일측 덕트에 분사되는 음폐수를 산발효시키기 위한 산발효 음폐수 제조장치를 나타낸 계통도.
도4는 본 발명의 시멘트 소성로 일측 시멘트원료투입덕트에 산발효 음폐수 및 요소수와 압축공기 혼합 노즐 분사장치를 나타낸 계통도.
도5는 본 발명에 따른 시멘트 소성로의 시멘트원료투입덕트 구조를 나타낸 예시도.
도6(a)(b)는 본 발명에 따른 시멘트 소성로의 시멘트원료투입덕트에 분사장치가 설치된 상태를 나타낸 예시도.
도7(a)(b)는 본 발명에 따른 시멘트 소성로의 시멘트원료투입덕트에 분사장치가 설치된 상태를 나타낸 평면 예시도.
도8은 본발명에 따른 NH3-Water를 시멘트원료투입덕트 구간에 안개분무하면 물은 증발하고 가스상 NH3는 분리되어 NOx와 반응하는 그래프.
도9는 본 발명에 따른 음폐수 산발효공정을 나타낸 블럭도.
이하 본 발명을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 발명의 시멘트 소성로에 분사되는 산발효 음폐수 제조공정을 나타낸 블럭도이다. 도2는 시멘트 소성로에 산발효 음폐수를 투입하기 위해 산발효 음폐수를 제조하기 위한 과정으로서, 음식물류폐기물을 사료화, 퇴비화 하는 음식물류폐기물 재활용 산업현장에서 발생되는 음폐수를 모아 전처리공정을 실시한 후 음폐수 공급조에 저장한 후 이를 음폐수산발효조(20)에서 산발효시켜 산발효 음폐수를 생성한다.
상기와 같이 음폐수산발효조(20)에서 산발효된 음폐수는 별도의 산발효음폐수저장조(40)에 저장된 후 산발효음폐수분사장치(50)로 보내진다.
상기 산발효음폐수저장조(40)에 모아진 산발효 음폐수는 일측에 설치된 공급펌프에 의해 분사장치로 보내지고 분사장치(50)는 시멘트원료투입덕트(80)에 설치되어 내측으로 환원제를 분사한다.
도2의 산발효 음폐수 제조공정 및 산발효 음폐수 분사단계를 간략히 살펴보면, 음식물류폐기물 사료화 및 퇴비화공정에서 생성된 음폐수전처리 → 음폐수 저장 및 공급하는 음폐수공급조(10) → 음폐수를 산발효시키는 음폐수산발효조(20) → 산발효 음폐수를 저장하는 산발효음폐수저장조(40) → 산발효음폐수저장조(40)에서 공급된 산발효 음폐수를 분사하는 분사장치(50) → 시멘트 소성로의 시멘트원료투입덕트(80)에 분사의 공정으로 실시된다.
본 발명에서 질소산화물 저감을 위한 선택적비촉매환원(SNCR) 공정의 환원제로 사용되는 음폐수는 음식물류폐기물을 이용한 사료제조, 음식물류폐기물을 이용한 퇴비제조 공정에서 발생되는 음폐수로서, 이는 고액분리, 삼상원심분리 공정을 거쳐 발생되며 음폐수는 유기물 함량이 높아 유기물이 가수분해과정과 산발효 과정을 거치면서 유기산, 알코올, 질산, 암모니아성 질소 등을 생성하게 되며 음폐수를 음폐수산발효조(20)에서 혐기성 조건하에서 5일 이상 체류하면 암모늄(NH4 +) 농도가 700 ~ 1,000 mg/L 수준으로 발생한다.
또한 음식물류폐기물, 음폐수, 가축분뇨등 등 유기성 폐기물을 산발효 및 메탄발효공정을 거쳐 바이오가스를 생산하는 바이오가스화 시설에서 발생된 메탈발효 폐수의 암모니아(NH3) 및 암모늄(NH4 +) 농도는 3,800 ~ 7,700 mg/L 수준으로 발생된다.
이와 같이 산발효 음폐수는 pH5 전후로서 암모니아는 대부분 암모늄(NH4 +) 형태로 존재하고 메탄발효 폐수는 pH7∼pH9 전후로서 암모니아(NH3)와 암모늄(NH4 +) 형태로 존재하며, 고온의 배기가스에 음폐수를 분사하면 600℃ 이상의 온도범위에서 수분이 증발하고 음폐수의 암모늄(NH4 +)이 암모니아(NH3)로 전환되어 배기가스의 질소산화물과 반응하여 질소와 물로 변환되어 질소산화물을 제거하게 된다.(6NO + 4NH3 →5N2 + 6H2O)
도3은 본 발명의 시멘트소성로 일측 덕트에 분사되는 음폐수를 산발효시키기 위한 산발효음폐수 제조장치를 나타낸 계통도로서, 산발효음폐수제조장치(100)는 도2에서 설명한 바와 같이 음식물류폐기물을 사료화, 음식물류폐기물 퇴비화시설 등에서 발생된 음폐수 및 음식물류폐기물을 전처리공정을 마친 음폐수를 음폐수 공급조(10)에 저장한 후 이를 음폐수 산발효시설의 음폐수산발효조(20)에서 산발효시킨 다음 산발효음폐수저장조(40)에 저장한 후 분사장치(50)로 공급하여 시멘트소성로의 질소화합물 제거를 위한 환원제로 사용된다.
이때 음식물류폐기물, 축산분뇨 등의 유기성폐기물 등은 메탄발효시켜 바이오가스를 생성하는 바이오가스화 시설에서 발생된 메탄발효 폐수를 분사장치로 보내 시멘트 소성로의 질소화합물 제거를 위한 환원제로 사용할 수 있다.
본 발명의 도3을 구체적으로 설명하면, 음식물류폐기물 사료화시설, 음식물류폐기물 퇴비화시설에서 발생된 음폐수를 전처리공정을 거쳐 고형물이 최소화된 음폐수를 모아 공급하는 음폐수공급조(10)가 설치된다.
상기 음폐수공급조(10)로부터 공급받은 음폐수를 산발효시키는 음폐수 산발효조(20)가 설치되며, 상기 음폐수공급조(10)와 음폐수산발효조(20)는 이송라인(30)에 의해 연결된다.
상기 음폐수산발효조(20)에서 발효된 산발효 음폐수는 산발효음폐수저장조(40)에 저장되도록 음폐수산발효조(20)와 산발효음폐수저장조(40)가 연결되도록 설치된다.
상기 산발효 음폐수저장조(40)로부터 공급받은 산발효 음폐수를 시멘트 소성로(87)의 일측 시멘트원료투입덕트(80)에 산발효 음폐수를 분사할 수 있도록 분사장치(50)에 공급한다.
이때 분사장치(50)는 시멘트원료투입덕트(80)에 설치되고 산발효 음폐수, 요소수, 압축공기를 혼합한 환원제를 시멘트원료투입덕트(80) 내에 분사하여 질소화합물을 제거한다.
상기 시멘트원료투입덕트(80)에 설치되는 분사장치는 1개 또는 다수개의 분사장치(50)를 설치하여 내부로 환원제가 분무되도록 한다.
상기 음폐수산발효조(20)는 음폐수를 산발효시키기 위해 음폐수의 체류일수가 5~7일, 음폐수의 pH 농도가 4.0~6.0, 음폐수의 온도가 36~39℃ 조건하에서 암모니아성 질소 농도를 700~1,000ppm에 도달하도록 하여 음폐수가 산발효될 수 있도록 한다.
상기 음폐수산발효조(20)는 일측에 구비된 음폐수공급조(10) 저면 배출구(29)와 음폐수산발효조(20)의 저면 중앙 유입구(28)가 이송라인(30)으로 연결되고, 상기 음폐수 산발효조(20)의 상부 일측 배출구(29')와 산발효음폐수저장조(40) 상단 일측 투입구(41)에 배출라인으로 연결되어 산발효 음폐수가 음폐수산발효조(20) 저면으로부터 유입 교반 후 상부 배출구(29')를 통하여 배출라인으로 배출되어 산발효음폐수저장조(40) 상부 일측 투입구(41)로 유입되도록 한다.
상기 음폐수산발효조(20)는 몸체를 이중 자켓으로 형성하고, 상기 몸체 내부 중간부에서 하부바닥 측벽까지 온수관(27)이 나선형으로 설치되어 가온장치(26)를 형성한다.
또한 음폐수산발효조(20)의 상부에 설치된 구동모터(25)에 의해 회전되도록 음폐수산발효조(20) 내에 수직으로 설치된 교반축(22)은 하단에 교반날개(23)를 설치하여 음폐수를 교반할 수 있도록 하고, 상기 교반축(22) 상부에는 스컴제거패들(24)이 설치되어 거품을 포함한 부유물을 제거한다.
또한 음폐수산발효조(20)는 외부로부터 공기의 유입을 막기 위하여 내부에 50~200mmAq의 양압이 유지되도록 하고 가온장치(26)로부터 가온되는 음폐수산발효조(20)의 내부온도를 유지할 수 있도록 한다.
본 발명의 음폐수공급조(10) 하단 일측에 설치된 공급라인(11)은 음폐수탈수조(도시없음)와 연결되어 음폐수공급조(10)에 음폐수를 공급할 수 있도록 연결된다.
상기 공급라인(11) 일측단은 음폐수공급조(10)의 상단 일측에 형성된 투입관(13)과 연결되어 음폐수를 음폐수공급조(10)에 공급하도록 한다.
또한 음폐수공급조(10)와 음폐수산발효조(20)는 음폐수이송라인(30)으로 연결하되, 이송라인(30)은 음폐수공급조(10)와 음폐수산발효조(20) 저면과 저면에 연결된다.
상기 음폐수산발효조(20)는 음폐수가 저부로부터 투입되고 상부로 이동 배출되는 구조로 이루어지며, 산발효 중 발생되는 가스는 상부의 가스트랩에 의하여 잔압(50~200mmAq)이 유지되고 그 이상의 압력은 배출되는 구조로 이루어진다.
또한 음폐수산발효조(20)는 내부에 음폐수 온도와 pH를 측정하는 장치를 구비하고 있다(도시없음).
상기 음폐수산발효조(20) 저부로 공급되는 음폐수는 이송라인(30)에 설치된 음폐수공급펌프(12)에 의해 음폐수공급조(10)에서 음폐수산발효조(20)로 공급된다.
상기 음폐수 공급펌프(12)는 음폐수공급조(10)에 음폐수를 공급하는 공급라인(11) 일측과, 음폐수공급조(10)와 음폐수산발효조(20)를 연결한 이송라인(30) 일측에 설치되어 음폐수를 펌핑한다.
또한 음폐수산발효조(20) 저부에 연결된 이송라인(30) 측에는 열교환기(31)가 설치되어 음폐수를 1차 예열시켜 음폐수발효조(20)로 공급한다.
상기 음폐수공급조(10)에서 음폐수를 소정의 온도로 예열하지 않고 바로 음폐수산발효조(20)로 공급할 경우 음폐수의 산발효 시간이 지연되는 문제점과 산발효 효율이 떨어지는 단점이 있다.
또한 음폐수산발효조(20)에 설치된 가온장치(26)는 보일러(32)에서 소정의 온도로 가열한 온수를 음폐수산발효조(20) 내측 하단에 위치한 온수관(27)에 공급하면 온수는 온수관(27)을 따라서 상부로 회전 이송된 후 다시 보일러(32)로 귀환하는 순환구조를 갖는다.
상기와 같이 음폐수산발효조(20)에서 산발효된 음폐수는 상단부 배출구(29')를 통하여 산발효음폐수저장조(40) 상부에 형성된 투입구(41)를 통하여 내부로 유입된다.
상기 산발효음폐수저장조(40)는 시멘트소성로(87)의 시멘트원료투입덕트(80)에 설치된 분사장치(50)로 산발효음폐수를 공급하게 된다.
상기 산발효음폐수저장조(40)와 분사장치(50) 사이에는 산발효음폐수이송관이 연결되고 산발효음폐수이송관 일측에는 공급펌프가 설치되어 산발효음폐수저장조(40)의 산발효 음폐수가 분사장치(50)에서 압력을 갖고 분무되도록 한다.
도4는 본 발명의 시멘트 소성로 일측 시멘트 원료투입덕트에 산발효 음폐수 및 요소수와 압축공기 혼합 노즐 분사장치를 나타낸 계통도로서, 시멘트소성로(87)의 시멘트원료투입덕트(80)에 분사장치(50)를 설치하되 상기 분사장치(50)는 이류체노즐(60)로 이루어진다.
상기 분사장치(50)는 산발효 음폐수와 요소수, 압축공기를 동시에 시멘트 소성로의 시멘트원료투입덕트(80)에 분사하게 된다.
상기 분사장치(50)의 이류체노즐(60)은 산발효음폐수저장조(40)에서 공급하는 산발효 음폐수를 분사할 수 있도록 산발효음폐수공급관(71)과 압축공기공급관(72)이 연결되고, 산발효음폐수공급관(71)에는 요소수공급관(73)이 연결되어 산발효음폐수와 요소수를 함께 공급할 수 있도록 된다.
상기 산발효음폐수공급관(71)에 요소수공급관(73)이 연결되어 산발효 음폐수와 요소수를 혼합하여 이류체노즐(60)에 공급시 혼합 비율은 시멘트 소성로의 온도에 따라서 질소화합물 콘트롤러(NOx Controller)에 의해 혼합비율이 자동으로 조절 분사된다.
상기 시멘트원료투입덕트(80) 내에 분무분사할 수 있도록 설치된 분사장치(50)는 산발효음폐수 및 요소수와 압축공기로 이루어진 환원제를 분사할 수 있도록 설치된 이류체노즐(60)은 상하방향 좌우방향으로 설치되며, 필요시 다수 설치된다.
본 발명의 분사장치(50)를 구성하는 이류체노즐(60)은 산발효 음폐수와 압축공기를 하나의 노즐을 통하여 혼합 분사할 수 있도록 된 것으로서 분사시 안개 분무가 이루어져 유입되는 배기가스와의 접촉면적이 증대되어 배기가스 중에 혼재된 질소산화물의 농도를 효과적으로 저감시킬 수 있게 된다.
즉 본 발명의 이류체노즐(60)은 산발효 음폐수와 요소수가 혼합된 산발효음폐수공급관(71)과 압축공기공급관(72)이 함께 연결되어 이를 통하여 동시에 유입되는 산발효 음폐수 및 요소수, 압축공기를 이류체노즐(60) 내에서 혼합한 후 안개분무하게 된다.
이와 같이 산발효 음폐수 및 요소수, 압축공기로 이루어진 환원제를 안개분무함으로서 시멘트원료투입덕트(80)로 유입된 배기가스는 환원제와 균일하게 접촉되어 배기가스내에 혼재된 질소산화물 농도를 효과적으로 저감시킬 수 있게 된다.
도5는 본 발명에 따른 시멘트 소성로의 시멘트원료투입덕트 구조를 나타낸 예시도로서, 시멘트원료투입덕트(80)은 사이클론출구덕트(81), 사이클론바디(82), 하소로출구덕트(83)에서 사이클론입구덕트(84)구간, 하소로연소구간(85)에서 하소로출구덕트(83), 소성로후미구간(86)으로 구성되며 이중 어느 한 구간 또는 전 구간에 분사장치(50)인 이류체노즐(60)을 설치하여 시멘트소성로(87)에서 배출되는 배기가스 중 질소산화물 농도를 저감시킬 수 있도록 한다.
즉 시멘트원료투입덕트(80)에 설치되는 이류체노즐(60)은 사이클론출구덕트(81), 사이클론바디(82), 하소로출구덕트(83)에서 사이클론입구덕트(84) 구간, 하소로연소구간(85)에서 하소로출구덕트(83), 소성로후미구간(86)중 어느 하나에 설치될 수 있으며, 필요에 따라서 전 구간에 복수로 분사장치(50)인 이류체노즐(60)을 설치한다.
또한 필요에 따라서 사이클론출구덕트(81)과 사이클론바디(82)에에 이류체노즐(60)을 복수로 설치할 수 있으며, 상기 복수로 설치되는 이류체노즐은 나선형으로 배치하여 설치될 수 있다.
상기 시멘트원료투입덕트(80)에 설치되는 이류체노즐(60)은 복수로 설치하되 시멘트원료투입덕트(80)의 몸체에 나선형으로 배치하여 설치함으로서 환원제를 분사시 다중으로 반복분무하는 효과가 있으므로 질소산화물의 농도를 효과적으로 저감시키게 된다.
즉 시멘트원료투입덕트(80)에 설치되는 이류체노즐(60)을 수직선상 나선형으로 설치하여 환원제를 분무함으로서 유입된 배기가스가 통과시 골고루 반복적으로 환원제와 접촉되어 질소산화물을 효과적으로 저감 시킬 수 있다.
도6(a)(b)는 본 발명에 따른 시멘트 소성로의 시멘트원료투입덕트에 분사장치가 설치된 상태를 나타낸 예시도이고, 도7(a)(b)는 본 발명에 따른 시멘트 소성로의 시멘트원료투입덕트에 분사장치가 설치된 상태를 나타낸 평면 예시도이다.
본 발명의 도6과 도7은 사이클론출구덕트(81)에 설치되는 이류체노즐(60)의 배치구조를 나타낸 것으로서, 상기 사이클론출구덕트(81)는 도6(a)(b)와 같이 원형 덕트 또는 사각형덕트에 상하방향 또는 좌우방향에 나선형으로 이류체노즐(60)을 설치하여 환원제를 분사시 덕트 내의 사방에서 분사함으로 질소산화물의 저감 효율을 높일 수 있게 된다.
또한 본 발명의 분사장치인 이류체노즐(60)은 도7(a)(b)과 같이 평면상 덕트를 중심으로 이류체노즐 설치 배열을 예시한 것으로서 일면 또는 2면, 3면, 4면에 한개 내지 복수로 이류체노즐(60)을 선택적으로 설치하여 산발효 음폐수 또는 메탄발효 폐수를 분사토록 함으로 시멘트 소성로 배출가스 중 질소산화물 저감효율이 극대화되도록 할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시 예로서, 산발효음폐수 이외로 음식물류폐기물 사료화시설, 퇴비화시설에서 발생되는 음폐수, 음식물류폐기물과 유기성폐기물 등으로 바이오가스 생산시 메탄발효시설에서 메탄가스를 회수한 후 발생된 폐수를 탈수시설을 거쳐 메탄발효 폐수를 회수하고 이를 저장조에 저장한 후 분사장치를 통하여 시멘트 소성로의 시멘트원료투입덕트에 분무하여 질소산화물 저감을 위한 환원제 용도로 사용함으로써 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수 처리문제를 근본적으로 해소할 수 있다.
도8은 본발명에 따른 NH3-Water를 시멘트원료투입덕트 구간에 안개분무하면 물은 증발하고 가스상 NH3는 분리되어 NOx와 반응하는 것을 그래프로 나타낸 것이다.
도9는 본 발명에 따른 음폐수 산발효공정을 나타낸 블럭도로서, 음식물류폐기물 재활용 산업현장에서 발생되는 음폐수를 음폐수공급조에 수거 및 저장하는 단계;
상기 음폐수공급조에서 이송되는 음폐수를 이송라인에 설치된 열교환장치로 예열하는 단계;
상기 열교환장치에서 예열된 음폐수를 음폐수산발효조에 유입시켜 가온장치로 가온 및 교반하면서 산발효처리하는 단계;
상기음폐수산발효조에서 산발효된 음폐수를 산발효음폐수저장조에 저장하는 단계;
상기 산발효음폐수저장조에 저장된 산발효음폐수를 이송시켜 요소수와 혼합하는 단계;
상기 혼합된 음폐수 및 요소수와 별도 공급되는 공기를 혼화제로 하여 분사장치에서 시멘트원료투입덕트에 안개분무하는 단계;로 이루어져 시멘트 소성로 질소산화물을 저감시키게 된다.
이와 같이 이루어진 본 발명의 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트소성로 질소산화물 저감장치에 따른 시멘트 소성로 질소산화물 저감방법을 설명하면 다음과 같다.
제1공정: 음식물류폐기물 재활용 산업시설에서 발생된 음폐수 수거 단계;
음식물류폐기물 사료화시설, 퇴비화시설 등에서 발생된 음식물류폐기물 및 음폐수를 파쇄·선별, 탈수, 고액분리 등 전처리 공정을 거쳐 고형물을 최소화한 음폐수를 공급라인을 통하여 음폐수공급조(10)에 저장한다.
본 공정에서는 음폐수를 음폐수공급조(10)에 모아 저장하기 전 단계의 처리공정은 본 발명의 주된 목적이 아니므로 음식물류폐기물을 전처리하는 공정에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제2공정: 음폐수를 산발효조에서 산발효처리하는 단계;
상기 음폐수공급조(10)에 모아진 음폐수를 이송라인(30)을 통하여 음폐수산발효조(20)로 투입한다.
이때 이송라인(30)에는 열교환기(31)가 설치되어 이송라인(30)을 통하여 음폐수산발효조(20)로 인입되기 전에 소정의 온도로 예열시킨 후 유입되도록 한다.
상기 열교환기(31)에서 예열된 상태로 음폐수산발효조(20)에 유입된 음폐수는 체류일수 5~7일, pH 농도가 4.0~6.0, 온도가 36~39℃ 조건하에서 암모니아성 질소 농도를 700~1,000ppm에 도달하도록 하여 음폐수가 산발효될 수 있도록 한다.
상기 음폐수산발효조(20) 내에는 온수관(27)으로 이루어진 가온장치(26)가 설치되어 내부의 온도를 36~39℃로 유지하고, 상기 온도는 보일러(32)에서 발생된 온수가 온수관(27)을 순환하면서 내부의 온도를 유지하게 된다.
이때 음폐수산발효조(20) 내에 설치된 교반축(22)이 구동모터(25)에 의해 회전되면서 교반축(22) 하단에 설치된 교반날개(23)가 음폐수를 교반시켜 음폐수 산발효조(20) 내의 온도가 균일하게 이루어지면서 산발효되도록 한다.
제3공정: 음폐수산발효조에서 산발효된 음폐수를 산발효음폐수저장조에 저장하는 단계;
상기 음폐수발효조(20)에서 산발효된 음폐수는 음폐수산발효조(20)의 상단 일측에 형성된 배출구(29')를 통하여 산발효음폐수저장조(40)에 저장된다.
상기 음폐수발효조(40)의 배출구(29')와 산발효음폐수저장조(40)의 투입구(41) 사이에는 배출관으로 연결되어 음폐수발효조(20)에서 산발효된 음폐수가 산발효음폐수저장조(40)에 저장되도록 한다.
상기 산발효음폐수저장조(40)에 저장된 산발효음폐수는 배출라인에 설치된 공급펌프에 의해 분사장치로 공급된다.
제4공정: 환원제를 시멘트원료투입덕트에 분무하는 단계;
상기 산발효음폐수저장조(40)로부터 공급받은 산발효 음폐수를 시멘트소성로(87)의 시멘트원료투입덕트(80) 구간에 산발효 음폐수, 요소수, 압축공기를 혼합한 환원제를 분사장치(50)로 안개분무로 분사한다.
상기 분사장치(50)는 이류체노즐(60)로 이루어져 액체와 가스가 노즐에서 혼합되는 동시에 분사할 수 있도록 된 것이다.
상기 시멘트원료투입덕트(80) 구간에는 이류체노즐(60)로 이루어진 분사장치(50)가 설치되어 환원제를 안개분무할 수 있게 된다.
상기 시멘트원료투입덕트(80) 구간에 설치된 분사장치(50)는 산발효음폐수저장조(40)에서 공급되는 산발효 음폐수 및 요소수 혼합액과 압축공기가 분사장치(50)에서 분사되도록 한다.
상기 산발효 음폐수는 산발효음폐수저장조(40)에서 산발효음폐수공급관(71)에 공급되고, 산발효음폐수공급관(71)은 별도의 요소수공급조에서 요소수가 공급되는 요소수공급관(73)이 연결되어 분사장치로 공급시 산발효 음폐수와 요소수가 혼합된 상태 또는 각각 공급된다.
또한 압축공기공급관(72)은 별도의 콤프레서 또는 공기압축 탱크로부터 압축공기를 공급받아 분사장치로 공급된 후 분사장치(50)를 구성하는 이류체노즐(60)에서 혼합되어 환원제로 이루어져 시멘트원료투입덕트(80) 구간에 안개분무하여 시멘트소성로(87)에서 발생된 질소산화물를 저감시키게 된다.
이때 분사장치(50)는 환원제(NH3-Water)를 시멘트원료투입덕트(80) 구간에 안개분무하면 물은 증발하고 가스상 NH3는 분리되어 NOx와 반응한다(도8참조).
일반적으로 유기물내의 질소는 유기성 질소，암모니아성 질소，아질산성 질소，질산성 질소 등으로 되어 있다. 유기성 질소는 아미노산，아미노당(amino sugars), 단백질(아미노산 중합체) 등의 복잡한 구성체로 이루어진다. 유기물을 구성하는 성분은 용해되어 있거나 입자로 존재하며 물이나 토양 환경에서 미생물의 활동에 의해 질소성분은 즉시 암모늄으로 전환된다.
즉 음폐수 중의 총질소는 유기물(C5H7O2N), 암모니아성 질소(NH3-N), 아질산성 질소(NO2-N) 및 질산성 질소(NO3 --N)로 질산화 과정을 거치게 된다. 여기서 암모니아성 질소(NH3-N)란 물 속에 암모늄(NH4 +)을 형성할 수 있는 질소로서 소성로에 분사 시 음폐수 중의 이 암모니아성 질소(NH3-N)가 질소산화물(NOX)을 안정화 시키고 질소산화물(NOX)의 제거 효율을 향상시키는 역할을 함으로서 시멘트소성로(87)에서 발생된 질소산화물를 저감시키게 된다.
이와 같이 된 본 발명은 음폐수를 산발효시켜 선택적비촉매환원(SNCR) 공정에 소요되는 환원제로 사용할 수 있도록 함으로 음폐수 처리에 따른 경제적손실 및 환경오염방지와 시멘트 소성로의 질소산화물 농도를 저감시키기 위해 분사되는 요소수 혼화제 또는 요소수 대체 환원제 또는 요소수 대체 환원제로 사용함으로써 요소수 구입비용을 절감할 수 있도록 하는 이점이 있다.
10:음폐수공급조 11:공급라인
12:음폐수공급펌프 13:투입관
20:음폐수산발효조 22:교반축
23:교반날개 24:스컴제거패들
25:구동모터 26:가온장치
27:온수관 28:유입구
29,29':배출구 30:이송라인
31:열교환기 32:보일러
40:산발효음폐수저장조 41:투입구
50:분사장치 60:이류체노즐
71:산발효음폐수공급관 72:압축공기공급관
73:요소수공급관 80:시멘트원료투입덕트
81:사이클론출구덕트 82:사이클론바디
83:하소로출구덕트 84:사이클론입구덕트
85:하소로연소구간 86:하소로후미구간
87:시멘트 소성로 100:음폐수산발효장치

Claims (10)

  1. 음식물류폐기물 사료화시설, 음식물류폐기물 퇴비화시설에서 발생된 음폐수를 전처리공정을 거쳐 고형물이 최소화된 음폐수를 모아 공급하는 음폐수공급조(10)와;
    상기 음폐수공급조(10)로부터 공급받은 음폐수를 산발효시키는 음폐수산발효조(20)와;
    상기 음폐수산발효조(20)에서 발효된 산발효 음폐수를 저장하는 산발효음폐수저장조(40)와;
    상기 산발효음폐수저장조(40)로부터 공급받은 산발효 음폐수를 시멘트소성로(87)의 800 ~ 1,050℃를 유지하는 시멘트원료투입덕트(80) 구간에 산발효 음폐수, 요소수, 압축공기를 혼합한 환원제를 분무할 수 있도록 된 분사장치(50)와;
    상기 음폐수산발효조(20)는 음폐수 체류일수가 5~7일, pH 농도가 4.0~6.0, 온도가 36~39℃ 조건하에서 암모니아성 질소 농도를 700~1,000ppm에 도달하도록 하여 음폐수가 산발효될 수 있도록 하며, 몸체를 이중자켓으로 형성하고, 상기 몸체내부 중간부에서 하부바닥 측벽까지 온수관(27)이 나선형으로 설치되어 가온장치(26)를 형성하며, 상부 구동모터(25)에 의해 회전되는 교반축(22) 하단에 교반날개(23)를 설치하고, 음폐수산발효조(20) 내측의 교반축(22) 상부에 스컴제거패들(24)이 설치되며, 외부로부터 공기의 유입을 막기 위하여 내부에 50~200mmAq의 양압이 유지되도록 상부에 가스트랩이 설치되고,
    상기 시멘트원료투입덕트(80)에 설치된 분사장치(50)는 복수의 이류체노즐(60)로 이루어지며, 이류체노즐(60)은 산발효음폐수저장조(40)에서 공급하는 산발효음폐수공급관(71)과 압축공기공급관(72)이 연결되고, 산발효음폐수공급관(71)은 요소수공급관(73)이 연결되어 산발효 음폐수와 요소수 및 압축공기를 동시에 분사할 수 있도록 되며, 질소산화물이 포함된 배기가스와 환원제가 균일하게 반복접촉되도록 덕트 상하방향 또는 좌우방향에 나선형으로 배열 설치된 것을 특징으로 하는 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시멘트소성로(87)의 시멘트원료투입덕트(80)는 사이클론출구덕트(81), 사이클론바디(82), 하소로출구덕트(83)에서 사이클론입구덕트(84) 구간, 하소로연소구간(85)에서 하소로출구덕트(81) 구간, 소성로후미구간(86)으로 구분되어 그 중 어느 하나 또는 다수의 구간에 환원제를 분사하는 분사장치(50)가 선택적으로 설치된 것을 특징으로 하는 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 음폐수산발효조(20)는 일측에 구비된 음폐수공급조(10)의 저면 배출구(29)와 음폐수산발효조(20) 저면 중앙의 유입구(28)가 이송라인(30)으로 연결되고, 음폐수산발효조(20) 상부 일측 배출구(29')와 산발효음폐수저장조(40) 상단 일측 유입구(41)에 배출라인으로 연결되어 산발효 음폐수가 음폐수산발효조(20) 저면으로부터 유입되어 교반후 상부배출구(29')를 통하여 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 시멘트원료투입덕트(80)에 설치된 분사장치는 사이클론출구덕트(81), 사이클론바디(82)에 이류체노즐(60)이 복수로 설치된 것을 특징으로 하는 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치.
  9. 삭제
  10. 제1항의 질소산화물 저감장치를 이용한 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감방법.
KR1020210050559A 2021-04-19 2021-04-19 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치 및 저감방법 KR102276891B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210050559A KR102276891B1 (ko) 2021-04-19 2021-04-19 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치 및 저감방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210050559A KR102276891B1 (ko) 2021-04-19 2021-04-19 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치 및 저감방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102276891B1 true KR102276891B1 (ko) 2021-07-13

Family

ID=76858799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210050559A KR102276891B1 (ko) 2021-04-19 2021-04-19 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치 및 저감방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102276891B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114849438A (zh) * 2022-03-16 2022-08-05 冀东水泥璧山有限责任公司 熟料车间脱硝系统
KR102583903B1 (ko) 2023-02-14 2023-10-05 진도종합건설(주) 소화 탈리액을 이용한 시멘트 소성로의 질소산화물 저감장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950008042A (ko) * 1993-09-21 1995-04-15 쯔지 요시후미 피가공물의 내통내면 다듬질 가공방법 및 그 방법에 사용되는 호닝헤드구조
KR20030079666A (ko) 2002-12-31 2003-10-10 박정봉 선택적 비촉매환원법을 이용한 시멘트플랜트에서질소산화물의 저감장치 및 이의 저감방법
KR100778155B1 (ko) * 2007-01-31 2007-11-28 주식회사 타 셋 하수 슬러지의 가수분해 및 초음파 병합 농축에 의한혐기성 소화 처리 장치
KR100939070B1 (ko) * 2008-10-29 2010-01-28 (주)수산이엔씨 상압부상 분리공정과 상향류 생물여상 발효공정을 연계한 유기성 폐수의 산발효액 제조방법
KR101230372B1 (ko) * 2012-11-05 2013-02-06 한인태 소각로용 음폐수처리장치 및 방법
KR101287075B1 (ko) * 2013-01-09 2013-07-17 진도종합건설(주) 유동상식 소각로의 음식물 폐수 처리 장치 및 처리 방법
KR101348132B1 (ko) * 2012-12-06 2014-01-10 (주)도드람환경연구소 유기성 폐기물을 이용한 고체연료와 ＮＯｘ환원제의 복합 생산 공정

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950008042A (ko) * 1993-09-21 1995-04-15 쯔지 요시후미 피가공물의 내통내면 다듬질 가공방법 및 그 방법에 사용되는 호닝헤드구조
KR20030079666A (ko) 2002-12-31 2003-10-10 박정봉 선택적 비촉매환원법을 이용한 시멘트플랜트에서질소산화물의 저감장치 및 이의 저감방법
KR100778155B1 (ko) * 2007-01-31 2007-11-28 주식회사 타 셋 하수 슬러지의 가수분해 및 초음파 병합 농축에 의한혐기성 소화 처리 장치
KR100939070B1 (ko) * 2008-10-29 2010-01-28 (주)수산이엔씨 상압부상 분리공정과 상향류 생물여상 발효공정을 연계한 유기성 폐수의 산발효액 제조방법
KR101230372B1 (ko) * 2012-11-05 2013-02-06 한인태 소각로용 음폐수처리장치 및 방법
KR101348132B1 (ko) * 2012-12-06 2014-01-10 (주)도드람환경연구소 유기성 폐기물을 이용한 고체연료와 ＮＯｘ환원제의 복합 생산 공정
KR101287075B1 (ko) * 2013-01-09 2013-07-17 진도종합건설(주) 유동상식 소각로의 음식물 폐수 처리 장치 및 처리 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114849438A (zh) * 2022-03-16 2022-08-05 冀东水泥璧山有限责任公司 熟料车间脱硝系统
CN114849438B (zh) * 2022-03-16 2024-04-02 冀东水泥璧山有限责任公司 熟料车间脱硝系统
KR102583903B1 (ko) 2023-02-14 2023-10-05 진도종합건설(주) 소화 탈리액을 이용한 시멘트 소성로의 질소산화물 저감장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102276891B1 (ko) 산발효 음폐수 및 메탄발효 폐수를 이용한 시멘트 소성로 질소산화물 저감장치 및 저감방법
CN101543723B (zh) 一种含酸性气体的氮氧化物废气处理工艺
CN101979349B (zh) 一种污泥管式热水解处理方法及其装置
JP2002514495A (ja) 酸素含有ガス状媒質中の窒素酸化物の選択接触還元方法及び装置
ITPC20130004A1 (it) Procedimento per l'estrazione dell'azoto contenuto in digestati derivanti dalla fermentazione metanogenica, deiezioni zootecniche, fanghi di depurazione.
CN105819644A (zh) 一种含油污泥无害化处理系统及方法
CN106241758B (zh) 用于酸性废液的回收装置及工艺
CN107585815A (zh) 一种高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的方法及系统
CN212576008U (zh) 一种脱除sncr、scr逃逸氨的净化装置
CN102068904A (zh) 直喷尿素法scr烟气脱硝工艺及装置
EP4046970A1 (en) Process for treating residual biological sludge for the production of granular fertilizer
CN110523251A (zh) 一种烧结烟气循环联合臭氧预氧化的脱硫脱硝系统及方法
CN207361825U (zh) 一种高浓度氨氮废水与垃圾焚烧烟气NOx污染物协同治理的系统
CN104312918B (zh) 一种利用燃烧废气促进好氧发酵反应的方法
CN203196530U (zh) 一种利用尿素对烟气进行脱硝的scr烟气脱硝装置
CN201441880U (zh) 一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置
KR102026999B1 (ko) 질소처리효율이 향상된 하수처리시스템
CN110282718A (zh) 一种还原法处理含硝酸盐废水的系统
CN206359347U (zh) 一种高氨氮废水的氨吹脱工艺的装置
CN113828117B (zh) 一种三聚氰胺放料废气处理再利用系统及方法
CN106669390A (zh) 一种含NOx工艺尾气的脱硝处理方法
CN100486675C (zh) 酰胺化腐殖酸治理含NOx废气的方法
CN210528560U (zh) 一种还原法处理含硝酸盐废水的系统
CN107697969A (zh) 一种降低沼液氨氮浓度的系统及方法
CN112159017A (zh) 一种小颗粒油页岩干馏废水处理及综合利用装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant