KR102405243B1 - 가수 분해 시스템 - Google Patents

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KR102405243B1
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stirring
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최현준
원 호 이
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최현준
이원호
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Abstract

본 발명은 유기계 폐기물을 고온 고압의 증기로 가수 분해하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기계 폐기물을 가수분해 처리하는 적어도 하나의 가수 분해 장치를 포함하는 가수 분해 시스템에 있어서, 상기 폐기물을 일정한 크기로 파쇄하는 파쇄부와, 상기 파쇄부로 상기 폐기물을 투입하는 공급부와, 상기 파쇄부로부터 파쇄된 폐기물을 공급받아 고온 및 고압의 증기로 가수분해하는 가수 분해 장치 및 상기 가수 분해 장치로 고온 및 고압의 증기를 공급하는 증기보일러를 포함하는 가수 분해 시스템에 의해 달성된다. 이에 따라, 유해물질이 외부로 누출되는 것을 방지함으로써 작업자를 보호할 수 있고, 가수 분해 과정에서 폐기물을 골고루 교반할 수 있으며, 가수 분해가 발생한 폐기물을 파쇄할 수 있으면서 가수 분해로 인해 생성된 생성물이 교반부의 작동으로 용이하게 배출시킬 수 있다.

Description

가수 분해 시스템{Hydrolysis system}
본 발명은 유기계 폐기물을 고온 고압의 증기로 가수 분해하는 시스템에 관한 것이다.
슬러지의 열가수분해 기술이란, 약 200℃, 20기압의 고온/고압 조건에서 유기성 슬러지(함수율 80% 수준)를 가수분해 후 고형분내 물분리에 의한 슬러지 저감 및 에너지화(혐기성 소화를 통한 바이오가스 생산)를 용이하게 하는 기술이다.
현재 국내에서 하수슬러지의 발생량은 2010년 8,603 ton/day에서 2015년 10,179 ton/day로 증가할 것으로 예상되는 가운데, 해양투기 금지에 따라 건조연료화에 의한 처리 비중을 79%(2010년)에서 425%(2015년)까지 증가시킬 것을 목효로하고 있다. 결기개발연구권은 2015년까지 경기도 최대 1,000톤의 슬러지 통합처리시설 증설방안을 제시하고 있는 상황이다.
또한, 국내 하수슬러지처리 설비 시장은 과거 해양투기 방식에서 자원 재활용방식으로 변화하고, 다양한 설비수요도 확대될 것으로 보여 2015년까지 연평균 10%이상의 고 성장세를 지속, 2015년에는 세계 하구슬러지 시장의 약 12%에 달하는 2,700억원에 이를 전망에 있다. 따라서 추후 하수슬러지 처리사업은 재이용 에너지의 효율이 확대될수록 그 성장세가 기대되고 있다.
도 1은 종래 회분형 반응기 타입의 탈수슬러지 열가수분해 시스템을 모식적으로 나타낸 구성도를 도시한 것이다. 종래 회분형 반응기 타입의 슬러지 열가수분해 시스템(1, Cambi Thermal Hydrolysis Process(THP))은 도 1에 도시된 바와 같이, 펄퍼(pulper, 2), 반응기(3), 플래쉬 탱크(4) 등을 포함하여, 회분형 타입으로 에너지 회수를 위해 3 vessel로 구성되어 있으며, 열원으로 고압스팀을 이용하고 고 있음을 알 수 있다.
그러나, 이러한 종래 회분형 반응기 타입의 탈수슬러지 열가수분해 시스템은 회분형 반응기 타입으로 연속운전이 어려우며, 열원으로 스팀을 사용하기 때문에 열전달 효율은 우수하나 별도의 스팀생산을 위한 설비 비용이 고가이며, 스팀 생산 시 에너지 효율이 낮고 응축수가 발생되게 되는 문제점이 존재한다.
도 2는 종래 관류형 반응기 타입의 탈수슬러지 열가수분해 시스템(20, CH2M HILL Hydro-Tech 반응기)을 모식적으로 나타낸 구성도를 도시한 것이다. 종래 종래 관류형 반응기 타입의 탈수슬러지 열가수분해 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 슬러지혼합조(21), 원심분리기(22), 펌프(23), 스팀보일러(24), 열가수분해 반응기(25), 액분리 블로우 탱크(26), 스프레이 컨덴서(27), 열교환기(28), 응축수 탱크(29), 탈수기(31), 분리기(32), 혐기성분해기(33) 등을 포함하며, 3vessel로 구성되고, 반응기는 연속운전이 가능한 2기의 관류형 반응기(PFR)타입으로 스팀을 열원으로 이용하게 됨을 알 수 있다.
그러나, 이러한 종래 관류형 반응기 타입의 탈수슬러지 열가수분해 시스템은 누수 및 막힘 시 조치가 어려워 유지관리가 용이하지 않고, 열원으로 스팀을 사용하기 때문에 열전달효율은 우수하나 스팀생산을 위한 설비비용이 고가이며, 스팀 생산 시 에너지 효율이 낮고 응축수가 발생되게 되는 문제점이 존재한다.
또한, 종래에는 유기계 폐기물, 예컨대 a)어패류 등의 수산가공품 잔사, b)하수 활성 슬러지, 식품공장 배수 슬러지, c)과승 생산에 의한 폐기 야채, 야채 쓰레기, 절단 야채 쓰레기, 비지, 가로수 벌채 가지 및 잎, 간벌재, 톱밥, 보릿짚, 볏짚, 겉 겨 등의 농작물 및 농작물 가공품 잔사, d)술(소주) 지게미, 청주 지게미, 과실주 지게미, 간장 지게미, 차 잎, 과실 주스 지게미 등의 음료품 잔사, e)가정 쓰레기, 폐기 플라스틱 등의 도시 쓰레기, f)공장에서 배출되는 산업 폐기물은 파쇄, 건조, 소각, 매립 등의 방법으로 처리되고 있다.
최근에 이러한 유기계 폐기물을 재이용하기 위해 유기계 폐기물을 가수분해처리하여 비료로 만드는 가수분해처 리장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조)
하지만, 종래의 가수 분해 시스템에서 의료 폐기물을 처리하기 곤란한 문제점이 있다. 즉, 의료 폐기물은 가수 분해 장치로 투입되기 전에 유독성 물질을 중화시켜야 한다. 그런데 종래의 가수 분해 시스템은 이러한 유독성 물질이 작업자에게 노출되어 작업자의 건강을 악화시키는 문제점이 존재한다. 또한, 가수 분해 장치를 병렬로 구성하더라도 구동한 가수 분해 장치에 잔존하는 열의 극히 일부만 이용할 수 있어서 효율이 떨어지는 문제점도 있다.
일본 공개특허공보 특개2011-011129호 대한민국 등록 특허 제968765호 대한민국 등록 특허 제1013874호 대한민국 등록 특허 제731995호 대한민국 등록 특허 제778155호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유해물질이 외부로 누출되는 것을 방지함으로써 작업자를 보호할 수 있고, 가수 분해 장치를 병렬로 구성하되 작동이 끝난 가수 분해 장치로부터 잔존하는 고온고압의 많은 양의 증기를 이용할 수 있는 가수 분해 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 폐기물을 가수 분해 과정에서 폐기물을 골고루 교반할 수 있고, 가수 분해가 발생한 폐기물을 파쇄할 수 있으면서 가수 분해로 인해 생성된 생성물이 교반부의 작동으로 용이하게 배출시킬 수 있는 가수 분해 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유기계 폐기물을 가수분해 처리하는 적어도 하나의 가수 분해 장치를 포함하는 가수 분해 시스템에 있어서, 상기 폐기물을 일정한 크기로 파쇄하는 파쇄부와, 상기 파쇄부로 상기 폐기물을 투입하는 공급부와, 상기 파쇄부로부터 파쇄된 폐기물을 공급받아 고온 및 고압의 증기로 가수분해하는 가수 분해 장치 및 상기 가수 분해 장치로 고온 및 고압의 증기를 공급하는 증기보일러를 포함하는 가수 분해 시스템에 의해 달성된다.
또한, 상기 파쇄부로부터 유독한 이물질 또는 유독가스가 누출되는 것을 방지하는 에어커튼부를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 에어커튼부는,
고압의 공기를 분사하는 에어공급부와, 상기 에어공급부를 안내하여 에어커튼을 형성하는 차단부 및 상기 고압의 공기가 유입되고 유입된 공기를 정화하여 배출하는 정화부를 포함할 수 있다.
또, 상기 가수 분해 장치는,
상기 파쇄된 폐기물이 유입되는 투입구와 파쇄된 폐기물이 가수 분해되어 생성되는 생성물을 배출하는 배출구가 마련되는 챔버와, 상기 챔버의 내부에 상기 파쇄된 폐기물을 교반하는 교반부 및 상기 교반부를 회전시키는 동력공급부를 포함할 수 있다.
또, 상기 교반부는,
상기 동력공급부에 의해 회전하는 회전축과, 상기 회전축에 상기 파쇄된 폐기물을 한 방향으로 이동시키고 상기 회전축과 함께 회전하는 제1 교반 스크루와, 상기 제1 교반 스크루의 둘레 외주변에 배치되고 상기 제1 교반 스크루와 반대방향으로 상기 파쇄된 폐기물을 이동시키며 상기 회전축과 함께 회전하는 제2 교반 스크루 및 상기 회전축과 상기 제2 교반 스크루 사이에 가수 분해되는 폐기물을 파쇄하는 복수의 블레이드를 포함할 수 있다.
또, 상기 회전축과 상기 제2 교반 스크루 사이에 가수 분해되는 폐기물을 교반 하는 복수의 교반날개를 포함할 수 있다.
또, 상기 교반날개는,
단면이 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 가수 분해 장치를 냉각하는 냉각부를 더 포함하되, 상기 냉각부에 의해 상기 가수 분해 장치를 냉각함으로써 가수 분해된 생성물을 신속하게 배출시킬 수 있다.
또한, 상기 가수 분해 장치를 병렬로 배치하고 상기 가수 분해 장치를 서로 연결하는 연통부 및 상기 연통부를 개폐하는 개폐밸브를 포함하되, 첫 번째 가수 분해 장치를 가동한 후 첫 번째 가수 분해 장치의 내부에 잔존하는 고온 고압의 증기를 상기 개폐밸브를 개방하여 상기 연통부를 통해 두 번째 가수 분해 장치로 주입할 수 있다.
또한, 가수 분해 장치의 내부 압력을 대기압보다 낮게 형성하는 적어도 하나의 저압형성부를 더 포함하되, 상기 저압형성부에 의해서 두 번째 가수 분해 장치의 내부압력을 대기압보다 낮춘 상태에서 첫 번째 가수 분해 장치를 가동한 후 첫 번째 가수 분해 장치의 내부에 잔존하는 고온 고압의 증기를 상기 개폐밸브를 개방하여 상기 연통부를 통해 두 번째 가수 분해 장치로 주입될 때 두 번째 가수 분해 장치의 낮은 내부압력에 의해 더욱 많은 양의 고온 고압의 증기를 두 번째 가수 분해 장치가 흡입할 수 있다.
본 발명에 따르면, 파쇄부로 폐기물 투입 후 유독성 물질이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 작업자가 유독성 물질에 노출되는 것을 방지할 수 있으며 나아가 안전사고를 예방할 수 있다.
또한, 가수 분해 장치 내에 2개의 교반 스크루와 복수의 교반날개를 설치함으로써 파쇄된 폐기물을 골고루 섞을 수 있고, 이로 인해 신속하게 가수 분해할 수 있으며 전체적인 작업시간을 단축할 수 있다.
또한, 교반 스크루를 이용하여 가수 분해된 생성물을 밀어서 배출시킴으로써 별도의 배출 구성을 생략할 수 있으며, 오작동을 최소화할 수 있다.
또한, 가수 분해 장치의 내부에 가수 분해가 진행된 폐기물을 분쇄하는 복수의 블레이드를 구비함으로써 폐기물을 더욱 신속하게 가수 분해할 수 있다.
도 1은 종래 회분형 반응기 타입의 탈수슬러지 열가수분해 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 종래 관류형 반응기 타입의 탈수슬러지 열가수분해 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가수 분해 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가수 분해 시스템에서 가수 분해 장치의 교반부를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가수 분해 시스템에서 가수 분해 장치의 교반부의 작동상태를 개략적으로 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가수 분해 시스템에서 파쇄부 및 에어커튼부를 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가수 분해 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 가수 분해 시스템은, 폐기물공급부(5), 파쇄부(6), 가수 분해 장치(7) 및 증기보일러(8)를 포함할 수 있다. 여기에, 에어커튼부(9), 냉각부(40), 연통부(50), 개폐밸브(60) 및 저압형성부(70)를 더 포함할 수 있다.
폐기물공급부(5)는, 탄소화합물을 포함하는 유기계 폐기물을 수집하여 파쇄부(6)로 공급하는 수단으로, 대략 컨베이어장치(미도시) 등을 이용할 수 있다. 이에 따라, 작업자는 공급되는 폐기물을 파쇄부(6)로 투입시키거나 폐기물이 파쇄부(6)로 투입되는 것을 감시한다.
파쇄부(6)는, 폐기물공급부(5)로부터 공급되는 폐기물을 일정한 크기 이하 즉, 각 변의 길이가 100mm 이하로 파쇄하는 수단으로, 폐기물을 일정한 크기 이하로 파쇄한 후 파쇄된 폐기물을 가수 분해 장치(7)로 공급한다.
가수 분해 장치(7)는, 파쇄된 폐기물을 고온 고압의 증기로 가수 분해하는 수단으로, 챔버(71), 교반부(72) 및 동력공급부(73)를 포함할 수 있고, 폐기물이 닿는 부위는 내약품성(chemical resistance) 스테인레스(SUS316), 또는 불소계, 실리콘계의 고분자 재료의 박판으로 라이닝 될 수 있으며, 내열, 내마모성 및 내부식성의 재질로 형성될 수 있다.
챔버(71)는, 파쇄된 폐기물을 수용하는 수단으로, 대략 눕혀진 원통형의 탱크 모양으로 형성되되 상단에는 파쇄된 폐기물이 유입되는 투입구(711)와, 전단에는 파쇄된 폐기물이 가수 분해되어 생성된 생성물이 배출되는 배출구(712)가 마련될 수 있다. 또한, 챔버(71)는 투입구(711) 및 배출구(712)를 개폐하는 도어가 마련될 수 있다. 또한, 챔버(71)는 실용성과 경제성을 고려하여 크기에 따라 대략 2MPa 내지 15MPa의 압력 및 적어도 300℃의 고온을 견딜 수 있는 내압용기로 형성될 수 있으며, 단열성이 우수한 구조로 형성될 수 있다.
교반부(72)는, 파쇄된 폐기물, 가수 분해가 진행되는 폐기물 및 가수 분해된 생성물을 교반하는 수단으로, 회전축(721), 제1 교반 스크루(722), 제2 교반스크루, 블레이드(724) 및 교반날개(725)를 포함할 수 있다.
회전축(721)은, 제1 교반 스크루(722), 제2 교반스크루, 블레이드(724) 및 교반날개(725)를 회전시키는 수단으로, 대략 챔버(71)의 내부 중심축 선상에 배치될 수 있고, 일단은 챔버(71)의 일단에 구속될 수 있으며, 타단은 챔버(71)의 타단으로 관통되어 동력공급부(73)와 연결될 수 있다. 수 이때, 회전축(721)과 챔버(71) 사이는 밀폐된다. 이에 따라, 동력공급부(73)가 작동하면 회전축(721)이 회전한다.
제1 교반 스크루(722)는, 챔버(71) 내부에서 폐기물을 한쪽으로 이동시키는 수단으로, 대략 일정한 두께를 갖는 플레이트가 나선형태로 꼬여서 회전축(721)의 외면에 결합 될 수 있다. 이에 따라, 회전축(721)이 회전하면 제1 교반 스크루(722)가 회전한다.
제2 교반 스크루(723)는, 챔버(71) 내부에서 폐기물을 제1 교반 스크루(722)와 반대방향으로 폐기물을 이동시키는 수단으로, 대략 일정한 두께를 갖는 플레이트가 나선형태로 꼬여 형성되되 제1 교반 스크루(722)와 반대방향으로 꼬여 형성될 수 있고, 제1 교반 스크루(722)의 둘레 외주변에 배치되되 제1 교반 스크루(722)와 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제2 교반 스크루(723)는 블레이드(724) 및 교반날개(725)에 의해 회전축(721)과 결합할 수 있다. 이에 따라, 회전축(721)이 회전하면 제1 교반 스크루(722) 및 제2 교반 스크루(723)가 함께 회전한다.
블레이드(724)는, 가수 분해가 진행되는 폐기물을 파쇄하는 수단으로, 대략 기다란 바(bar) 모양으로 형성되되 양 측단은 날카롭게 형성될 수 있고, 다수가 마련될 수 있으며, 회전축(721)을 중심으로 방사상으로 배치되되 일단은 제2 교반 스크루(723)와 연결되고 타단은 회전축(721)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 회전축(721)이 회전하면 블레이드(724)도 함께 회전하고, 가수 분해가 진행되는 폐기물의 외면을 블레이드(724)가 분쇄함으로써 폐기물을 신속하게 가수 분해시킬 수 있다.
교반날개(725)는, 폐기물, 가수 분해가 진행되는 폐기물 및 가수 분해된 생성물을 교반하는 수단으로, 대략 기다란 바(bar) 모양으로 형성될 수 있고, 다수가 마련될 수 있으며, 회전축(721)을 중심으로 방사상으로 배치되되 블레이드(724) 사이사이에 배치될 수 있다. 또한, 교반날개(725)는 일단이 제2교반 스크루와 연결될 수 있고 타단은 회전축(721)과 연결될 수 있으며, 단면이 경사지게 배치될 수 있다. 이에 따라, 회전축(721)이 회전하면 교반날개(725)도 함께 회전하며, 교반날개(725)가 회전하면서 폐기물, 가수 분해가 진행되는 폐기물 및 가수 분해된 생성물을 끌어올려서 골고루 섞을 수 있다. 따라서, 폐기물의 가수 분해속도를 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 챔버(71) 내부로 일정량의 폐기물이 채워지면 교반부(72)를 회전시킨다. 교반부(72)가 정회전하면 챔버(71)의 중앙에 배치된 폐기물은 배출구(712)의 반대 방향으로 이동하고, 챔버(71)의 하부에 배치된 폐기물은 배출구(712) 방향으로 이동한다. 즉, 폐기물은 중앙에서 외측으로 순환한다. 이때, 폐기물이 어느 한쪽으로 몰려 있으면, 교반부(72)를 반대로 회전시켜서 폐기물을 골고루 교반시킬 수 있다. 또한, 교반날개(725)는 서로 대향하는 방향으로 경사지게 배치함으로써 폐기물을 적절하게 분산시킬 수 있어서 폐기물을 더욱 골고루 교반시킬 수 있다. 따라서, 폐기물을 신속하면서도 골고루 교반할 수 있어서 골고루 가수 분해할 수 있고, 가수 분해가 진행된 폐기물의 외면을 블레이드(724)가 분쇄할 수 있어서 폐기물의 가수 분해시간을 획기적으로 단축할 수 있다. 게다가, 제2 교반 스크루(723)가 가수 분해되어 생성된 생성물을 배출구(712)로 이동시킬 수 있어서 생성물을 용이하게 배출시킬 수 있고, 생성물을 배출시키기 위한 별도의 장치를 생략할 수 있다. 따라서, ㅊ오작동을 최소화할 수 있다.
동력공급부(73)는, 교반부(72)를 회전시키는 수단으로, 챔버(71)의 외부 어느 한 곳에 배치될 수 있고 회전축(721)과 연결된다. 이에 따라, 동력공급부(73)가 작동하면 회전축(721)이 회전한다.
증기보일러(8)는, 챔버(71)의 내부로 고온 고압의 증기를 공급하는 수단으로, 챔버(71)의 외부 어느 한 곳에 배치될 수 있고, 챔버(71)와 연결된다. 이때, 증기보일러(8)와 챔버(71)를 연결하는 라인을 개폐하는 밸브(V)가 마련될 수 있다. 이에 따라, 챔버(71)의 내부로 고온 고압의 증기를 챔버(71)의 내부로 공급함으로써 폐기물의 가수 분해가 진행된다.
에어커튼부(9)는, 파쇄부(6)로부터 유독한 물질이 외부로 누출되는 것을 방지하는 수단으로, 파쇄부(6)의 상단에 배치될 수 있고, 에어공급부(91), 차단부(92) 및 정화부(93)를 포함한다.
에어공급부(91)는, 차단부(92)로 공기를 공급하는 수단으로, 파쇄부(6) 입구에 배치될 수 있다. 이에 따라, 에어공급부(91)가 작동하면 고압의 공기를 차단부(92)로 공급할 수 있다.
차단부(92)는, 파쇄부(6)의 입구로 유독한 물질이 외부로 누출되는 것을 방지하는 수단으로, 파쇄부(6)의 입구에 설치될 수 있고, 파쇄부(6)의 입구 내부로 슬릿 형태의 공기를 분사시켜 에어커튼을 형성할 수 있다. 이때, 유독한 물질이 외부로 누출되는 것을 더욱 방지하기 위해서 에어커튼을 2단으로 형성할 수 있고, 공기의 분사방향이 하향 경사지게 분사될 수 있다. 또한, 분사된 공기의 일부가 정화부(93)로 유입됨으로써 유독한 기체가 에어커튼과 함께 정화부(93)로 유입될 수 있다. 이에 따라, 폐기물은 에어커튼을 통과하여 파쇄부(6)로 용이하게 투입되면서, 파쇄부(6)에서 발생하는 유독한 가스나 이물질은 에어커튼에 의해서 차단되어 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 에어커튼이 하향 경사지게 형성됨으로써, 분사되는 공기의 일부는 파쇄부(6)의 내부로 유입될 수 있고, 나머지는 정화부(93)로 유입될 수 있어서 파쇄부(6)에서 유독 가스가 올라오더라도 에어커튼이 유독 가스의 일부를 파쇄부(6)의 내부로 다시 이동시키면서 나머지 유독 가스는 정화부(93)로 유입시킬 수 있다. 이로 인해, 작업자가 폐기물을 직접 파쇄부(6)로 투입하더라도 유독 물질이 누출되는 것을 방지함으로써 작업자가 유독 물질에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
정화부(93)는, 파쇄부(6)로부터 발생하는 유독한 가스를 정화하는 수단으로, 파쇄부(6)의 한 부분에 배치될 수 있고, 차단부(92)로부터 분사되는 공기의 일부를 흡입할 수 있으며, 흡입된 공기를 정화하여 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 파쇄부(6)로부터 올라오는 유독한 가스가 에어커튼에 부딪쳐 일부는 파쇄부(6)로 유입되고 나머지는 정화부(93)로 유입되며, 유입된 가스를 정화부(93)에서 정화함으로써 유독한 가스가 외부로 누출되는 것을 완전히 차단할 수 있다.
냉각부(40)는, 가수 분해 장치(7)의 작동이 끝난 후 내부를 냉각시키는 수단으로, 챔버(71)와 연결된다. 이때, 챔버(71)와 연결되는 라인을 개폐하는 밸브(V)가 마련될 수 있다. 또한, 가수 분해 장치(7)가 병렬로 배치되면 가수 분해 장치(7) 사이에 배치될 수 있고 각각의 가수 분해 장치(7)의 챔버(71)와 연결될 수 있다. 예를 들면, 냉각부(40)가 가수 분해 장치(7)의 내부 열기를 외부로 배출시키고, 내부로 찬 공기를 공급함으로써 가수 분해 장치(7)를 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 냉각부(40)가 가수 분해 장치(7)를 냉각함으로써 가수 분해된 생성물을 신속하게 배출시킬 수 있다.
연통부(50)는, 가수 분해 장치(7)를 병렬로 배치하고 가수 분해 장치(7)를 서로 연결하는 수단으로, 내약품성, 내산성, 내마모성, 내열성 및 내압성 재질로 형성될 수 있다.
개폐밸브(60)는, 연통부(50)를 개폐하는 수단으로, 연통부(50)의 한 부분에 설치될 수 있다. 이때, 연통부(50) 또는 개폐밸브(60)에는 압력게이지(미도시)가 마련될 수 있다. 이에 따라, 첫 번째 가수 분해 장치(7)의 구동이 종료된 후, 개폐밸브(60)를 개방시키면, 대기하고 있는 두 번째 가수 분해 장치(7)의 내부로 처 번째 가수 분해 장치(7)의 내부에 잔존하는 고온 고압의 증기가 유입되어 첫 번째 가수 분해 장치(7)를 냉각함과 동시에 두 번째 가수 분해 장치(7)의 준비작업을 단축할 수 있다. 더욱 상세하게는 개폐밸브(60)가 개방된 상태에서 압력게이지를 통해 첫 번째 및 두 번째 가수 분해 장치(7)의 내부 압력이 동일해 지면 개폐밸브(60)를 차단하여 두 번째 가수 분해 장치(7)로 유입된 고온 고압의 증기가 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
저압형성부(70)는, 챔버(71)의 내부압력을 대기압보다 낮게 형성시키는 수단으로, 챔버(71)와 연결된다. 이에 따라, 저압형성부(70)가 작동하면 챔버(71)의 내부압력이 낮아지고, 챔버(71)의 내부를 진공상태로 형성할 수도 있다. 예를 들면, 첫 번째 가수 분해 장치(7)가 작동하고 있을 때 두 번째 가수 분해 장치(7)의 내부압력을 지속적으로 떨어트린 후 첫 번째 가수 분해 장치(7)의 작동이 끝나면 개폐밸브(60)를 개방한다. 이때, 두 번째 가수 분해 장치(7)의 내부압력이 낮고, 첫 번째 가수 분해 장치(7)의 내부압력은 높기 때문에 첫 번째 가수 분해 장치(7)에 머물고 있는 고온 고압의 증기가 두 번째 가수 분해 장치(7)로 빨려들어감으로써 두 번째 가수 분해 장치(7)의 내부로 다량의 고온 고압의 증기를 유입시킬 수 있다. 이로 인해, 두 번째 가수 분해 장치(7)의 작동을 신속하게 준비시킬 수 있어서 전체적인 작업시간을 단축할 수 있다.
여기서, 가수 분해 장치(7)가 병렬로 배치될 때 증기보일러(8)는 각각의 가수 분해 장치(7)와 연결될 수 있고, 연결되는 라인을 개폐하는 각각의 밸브(V)가 마련될 수 있다. 또한, 파쇄부(6)는 각각의 가수 분해 장치(7)로 폐기물을 공급할 수 있는 수단이 마련될 수 있다.
상술한 본 발명을 설명하는데 있어서, 그 실시 예가 상이하더라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명을 생략할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.
5; 폐기물공급부 6; 파쇄부
7; 가수 분해 장치 71; 챔버
711; 투입구 712; 배출구
72; 교반부 721; 회전축
722; 제1 교반 스크루 723; 제2 교반 스크루
724; 블레이드 725; 교반날개
73; 동력공급부 8; 증기보일러
9; 에어커튼부 91; 에어공급부
92; 차단부 93; 정화부
40; 냉각부 50; 연통부
60; 개폐밸브 70; 저압형성부
V; 밸브

Claims (10)

  1. 유기계 폐기물을 가수분해 처리하는 적어도 하나의 가수 분해 장치를 포함하는 가수 분해 시스템에 있어서,
    상기 폐기물을 일정한 크기로 파쇄하는 파쇄부;
    상기 파쇄부로 상기 폐기물을 투입하는 공급부;
    상기 파쇄부로부터 파쇄된 폐기물을 공급받아 고온 및 고압의 증기로 가수분해하는 가수 분해 장치;
    상기 가수 분해 장치로 고온 및 고압의 증기를 공급하는 증기보일러; 및
    상기 파쇄부로부터 유독한 이물질 또는 유독가스가 누출되는 것을 방지하는 에어커튼부;를 포함하되,
    상기 가수 분해 장치는, 상기 파쇄된 폐기물이 유입되는 투입구와 파쇄된 폐기물이 가수 분해되어 생성되는 생성물을 배출하는 배출구가 마련되는 챔버와, 상기 챔버의 내부에 상기 파쇄된 폐기물을 교반하는 교반부와, 상기 교반부를 회전시키는 동력공급부를 포함하고,
    상기 교반부는, 상기 동력공급부에 의해 회전하는 회전축과, 상기 회전축에 상기 파쇄된 폐기물을 한 방향으로 이동시키고 상기 회전축과 함께 회전하는 제1 교반 스크루와, 상기 제1 교반 스크루의 둘레 외주변에 배치되고 상기 제1 교반 스크루와 반대방향으로 상기 파쇄된 폐기물을 이동시키기 위해 상기 제1 교반 스크루와 반대방향으로 꼬이게 형성되면서 상기 제1 교반 스크루와 이격되게 배치되어 상기 회전축과 함께 회전하는 제2 교반 스크루와, 상기 회전축과 상기 제2 교반 스크루 사이에 가수 분해되는 폐기물을 파쇄하기 위해 기다란 바(bar) 모양으로 형성되되 양 측단이 날카롭게 형성되고 상기 회전축을 중심으로 방사상으로 배치되어 일단은 상기 제2 교반 스크루와 연결되고 타단은 상기 회전축과 연결되는 복수의 블레이드와, 상기 회전축과 상기 제2 교반 스크루 사이에 가수 분해되는 폐기물을 교반하기 위해 서로 대향하는 방향으로 경사지게 형성되고 상기 회전축을 중심으로 상기 블레이드의 사이사이에 방사상으로 배치된 복수의 교반날개를 포함하고,
    상기 에어커튼부는, 고압의 공기를 분사하는 에어공급부와, 상기 에어공급부를 안내하여 에어커튼을 형성하는 차단부와, 상기 고압의 공기가 유입되고 유입된 공기를 정화하여 배출하는 정화부를 포함하고,
    상기 차단부는, 상기 파쇄부의 입구에 설치되어 상기 파쇄부의 입구 내부로 슬릿 형태의 공기를 분사시켜 2단의 에어커튼을 형성하도록 하고 상기 공기가 하향 경사지게 분사되도록 하는 것을 특징으로 하는
    가수 분해 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가수 분해 장치를 냉각하는 냉각부;를 더 포함하되,
    상기 냉각부에 의해 상기 가수 분해 장치를 냉각함으로써 가수 분해된 생성물을 신속하게 배출시키는 것을 특징으로 하는
    가수 분해 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가수 분해 장치를 병렬로 배치하고 상기 가수 분해 장치를 서로 연결하는 연통부; 및
    상기 연통부를 개폐하는 개폐밸브;를 포함하되,
    첫 번째 가수 분해 장치를 가동한 후 첫 번째 가수 분해 장치의 내부에 잔존하는 고온 고압의 증기를 상기 개폐밸브를 개방하여 상기 연통부를 통해 두 번째 가수 분해 장치로 주입하는 것을 특징으로 하는
    가수 분해 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가수 분해 장치의 내부 압력을 대기압보다 낮게 형성하는 적어도 하나의 저압형성부;를 더 포함하되,
    상기 저압형성부에 의해서 두 번째 가수 분해 장치의 내부압력을 대기압보다 낮춘 상태에서 첫 번째 가수 분해 장치를 가동한 후 첫 번째 가수 분해 장치의 내부에 잔존하는 고온 고압의 증기를 상기 개폐밸브를 개방하여 상기 연통부를 통해 두 번째 가수 분해 장치로 주입될 때 두 번째 가수 분해 장치의 낮은 내부압력에 의해 더욱 많은 양의 고온 고압의 증기를 두 번째 가수 분해 장치가 흡입하는 것을 특징으로 하는
    가수 분해 시스템.
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