KR102459294B1 - 유기성 슬러지 가스화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건조된 유기성 슬러지를 공급받아 소용량 가스화 시스템을 사용하여 가스화시킴으로써 합성가스 생산이 가능하도록 하는 유기성 슬러지 가스화 시스템을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명의 유기성 슬러지 가스화 시스템은, 일정 함수율로 건조된 유기성 슬러지가 투입가능하도록 상부가 개폐 가능한 덮개가 구비되고 하부면에 일정 크기의 안착공이 형성되는 일정 높이의 내통과, 상부측에 배출공이 구비되고 상기 내통과 일정 간격을 두고 외측에 구비되는 외통 및 상부에 그레이트가 구비되고 하부는 개방되며 원주방향으로 공기 유입공이 일정 간격으로 복수 개 형성되어 상기 안착공에 안착되는 역 원뿔형상의 연소실을 포함하는 상부 바디; 상기 상부 바디의 하부측에서 결합되는 하부 바디; 및 상기 하부 바디에 결합되는 애쉬 제거 수단을 포함하고, 상기 연소실 하부로부터 배출되는 애쉬는 상기 애쉬 제거 수단을 통해 외부로 배출되고, 상기 연소실 하부로부터 배출되는 합성가스는 상기 내통 및 외통 사이 형성되는 가스배출로를 거쳐 상기 배출공으로 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기성 슬러지 가스화 시스템{Gasfication system for organic sludge}

본 발명은 유기성 슬러지를 가스화시킴으로써 합성가스를 생산하고자 하는 유기성 슬러지 가스화 시스템에 관한 것이다.

대도시 인구 집중과 물 사용량 증대로 인해 하수 슬러지가 대량을 발생되고 있으며, 이와 같은 하수 슬러지에는 유기물 성분이 상당량 함유되어 있어 부패되는 특성 때문에 신속한 처리가 필요하다.

이를 해결하기 위하여 유기성 슬러지로부터 합성가스(syngas)를 생산하는 에너지화 연구가 필요하나, 선행한 국내외의 가스화 연구는 대부분 우드 칩(wood chip) 또는 농가 부산물을 연료로 한 바이오매스에 관한 가스화 기술개발이 주를 이루고 있다.

따라서, 소각 또는 연료화 설비에 대한 수요 증가에 맞춰 유기성 슬러지로부터 합성가스를 생산하고, 생산된 합성가스를 에너지 자원화가 가능하도록 하는 기술개발이 필요한 실정이며, 아울러 이 과정에서 발생되는 열을 유기성 슬러지의 건조 공정에 활용이 가능하도록 하는 시스템 팩키지 기술로의 개발이 절실하다.

대한민국 공개특허공보 10-2013-0029953(공개일자: 2013년 03월 26일) "바이오매스 합성가스의 개질 장치 및 개질방법" 대한민국 공개실용신안공보 20-2019-0001856(공개일자: 2019년 07월 22일) "바이오매스 가스화 장치 및 이를 갖는 바이오매스 처리설비"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 건조된 슬러지를 공급받아 소용량 가스화 시스템을 사용하여 가스화시킴으로써 합성가스 생산이 가능하도록 하는 유기성 슬러지 가스화 시스템을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

이와 함께 본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 더욱 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기성 슬러지 가스화 시스템은, 일정 함수율로 건조된 유기성 슬러지가 투입가능하도록 상부가 개폐 가능한 덮개가 구비되고 하부면에 일정 크기의 안착공이 형성되는 일정 높이의 내통과, 상부측에 배출공이 구비되고 상기 내통과 일정 간격을 두고 외측에 구비되는 외통 및 상부에 그레이트가 구비되고 하부는 개방되며 원주방향으로 공기 유입공이 일정 간격으로 복수 개 형성되어 상기 안착공에 안착되는 역 원뿔형상의 연소실을 포함하는 상부 바디; 상기 상부 바디의 하부측에서 결합되는 하부 바디; 및 상기 하부 바디에 결합되는 애쉬 제거 수단을 포함하고, 상기 연소실 하부로부터 배출되는 애쉬는 상기 애쉬 제거 수단을 통해 외부로 배출되고, 상기 연소실 하부로부터 배출되는 합성가스는 상기 내통 및 외통 사이 형성되는 가스배출로를 거쳐 상기 배출공으로 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 배출공은 냉각용 사이클론, 스크러버, 바이오 필터 및 박스형 백필터 중 적어도 하나 이상과 연결되어 합성가스가 정제되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 바이오 필터는, 스테인레스 재질의 데미스터(demister)와, 상기 데미스터 상부에 일정 높이로 적재되는 우드 칩(wood chip)을 포함하는 것을 특징한다.

그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 애쉬 제거 수단은, 모터와, 상기 모터에 의해 구동되는 스크류컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 함께 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 상부 바디는, 외부로부터 공기를 상기 연소실로 선택적으로 유입 또는 차단이 가능하도록 차단밸브가 구비된 복수 개의 공기 유입관을 포함하되, 상기 공기 유입관 중 적어도 어느 하나는, 송풍기와 연결되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 송풍기와 연결되는 공기 유입관과 상기 상부 바디의 덮개 사이에는, 외부로부터 공기를 상기 내통 내부로 선택적으로 유입 또는 차단이 가능하도록 차단밸브가 구비된 공기 유입관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 외통의 두께는, 내통보다 상대적으로 얇은 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

먼저, 수직형 Down_Draft 방식으로 소용량 가스화 시스템 구현이 가능하며, 하수나 폐수 처리장에서 발생되는 유기성 슬러지를 건조된 형태로 공급받아 적재적소에 처리가 가능한 효과가 있다.

아울러 유기성 슬러지로부터 합성가스를 생산하고 이를 가스엔진을 운전하여 발전으로 이용가능함으로써 신재생에너지로의 활용이 가능하며, 아울러 본 발명의 가스화 시스템에서 발생하는 열을 유기성 슬러지의 건조공정에도 이용 가능하므로 에너지 이용 효율면에서도 매우 유익하다.

무엇보다도, 유기성 슬러지의 처리용량에 따라 필요로 하는 공기량이 결정되므로 처리용량이 많아지면 그 만큼 공기량도 많이 필요로 하나. 본 발명의 경우 다양한 공기주입방식이 제공 가능하므로 처리용량에 능동적으로 대처가 가능하게 되는 등 많은 효과가 기대된다.

이와 함께 본 발명의 다른 효과는 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기성 슬러지 가스화 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 공기의 주입속도에 따른 내부 가스 분포를 유동해석한 결과를 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명에 다른 실시예에 따른 유기성 슬러지 가스화 시스템을 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 설명에 앞서 본 발명의 이점 및 특징 및 그 것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

본 발명은 건조된 슬러지를 공급받아 소용량 가스화 시스템을 사용하여 가스화시킴으로써 합성가스 생산이 가능하도록 하는 유기성 슬러지 가스화 시스템을 제공하고자 하다.

먼저, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기성 슬러지 가스화 시스템(100)을 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 본 발명은, 크게 상부 바디(120), 하부 바디(150) 및 애쉬 제거 수단(170)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 상부 바디(120)는 원통형상으로 이루어지는 내통(123)과, 상기 내통(123)과 일정 간격을 두고 외측에 구비되는 외통(125), 그리고 역 원뿔형상의 연소실(128)로 이루어진다.

상기 내통(123)은 일정 함수율, 바람직하게는 20% 이하의 함수율을 가지도록 외부에서 별도로 건조된 유기성 슬러지가 투입가능하도록 상부가 개폐가능한, 바람직하게는 덮개(121)가 구비되고, 하부면에는 일정 크기의 안착공(122)이 형성된다.

그리고, 상기 외통(125)은 상부측에 배출공(124)이 구비되며, 상기 내통(123)과는 일정 간격을 두고 외측에 구비되게 되는데, 그 결과 상기 내통(123) 및 외통(125) 사이에는 후술할 합성가스가 지나가는 통로, 즉 배출로(180)가 형성되게 된다.

여기서, 상기 외통(125)의 두께는, 대기와의 열전도에 의해 상기 배출로(180)를 지나가는 합성가스의 온도를 일부 낮추는 효과를 얻을 수 있도록 하기 위하여 상기 내통(123)보다 상대적으로 얇은 것이 바람직하다.

상기 연소실(128)은 상부에 그레이트(126, grate)가 구비되고 하부는 개방되며 원주방향으로 공기 유입공(127)가 일정 간격으로 복수 개 형성되어 상기 내통(123)의 하부면에 형성된 상기 안착공(122)에 안착되게 되는데, 이를 위하여 상기 연소실(128)은 역 원뿔형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 그레이트(126)는 내통으로 투입되는 유기성 슬러지가 적재되도록 하면서 하부로 유입된 공기는 통과되도록 하는 다수의 홈구멍이 가공되어 있으며, 상기 홈구멍은 가능한 연소실(128)에서 공급되는 공기가 잘 유도되도록 나선형으로 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 하부 바디(150)는 상기 상부 바디(120)의 하부측에 위치하며 상부 바디(120)와 결합가능하게 장착된다.

도시된 바와 같이, 상기 상부 바디(120)는 내통 및 외통의 이중 구조로 이루어지나, 하부 바디(150)는 하나의 통으로 이루어진 구조이며, 결합 및 분해의 용이성을 위하여 상기 외통(125)의 상부 및 하부측과, 상기 하부 바디(150)은 상부측은 각각 플랜지부가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 하부 바디(150)에는 애쉬(ash) 제거 수단(170)이 결합되게 되는데, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 애쉬 제거 수단(170)은 모터(172)와, 상기 모터에 의해 구동되는 스크류 컨베이어(174)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 상부 바디(120)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 외부로부터 공기를 상기 연소실로 선택적으로 유입 또는 차단이 가능하도록 차단밸브(

)가 구비된 복수 개의 공기 유입관(129)을 포함되는데, 외부로부터 공기를 상기 연소실(128)로 유입되도록 하기 위하여 상기 공기 유입관(129)은 내통(123)과 연통되게 된다.

여기서, 상기 공기 유입관(129) 중 적어도 어느 하나는, 송풍기(190)와 연결될 수 있으며, 상기 송풍기(190)는 필요에 따라 공기 유입량을 증감시키도록 하기 위하여 송풍기의 모터(미도시) 회전수를 조정하여 제어할 수가 있다.

한편, 상기 차단밸브도 필요에 따라 해당 공기 유입관을 차단하거나 열어두도록 하여 가스화 공정에서 공기량을 제어함으로써 산소량을 적절하게 조절가능함은 물론이다.

즉, 유입되는 공기량의 제어가 본 발명에 따른 가스화 시스템의 원활한 유지 및 가스 수율의 향상에 주요한 변수가 되므로 이를 적절히 제어하는 것이 매우 중요하며, 예를 들어 유입되는 공기량이 너무 많으면 연료의 연소속도가 빨라지고 그 결과 애쉬량이 다량 발생하고 가스 발생 체적은 감소할 수가 있게 되는 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 따르면, 먼저 함수율 20% 이하의 유기성 슬러지를 덮개(121)를 열고 내통(123) 내부로 공급하면, 상기 그레이트(126) 상부에 유기성 슬러지가 적재되게 된다.

이때, 상기 덮개(121)를 닫은 다음, 각 공기 유입관(129)의 차단밸브를 열고 공기 유입관(129) 중 어느 하나를 통해 점화용 라이터나 가스 토우치로 화염을 보내 착화시키게 되면, 상기 그레이트(126) 상부에 적재되어 있는 유기성 슬러지는 일정 온도 이상에서 점화되면서 연소열이 발생하기 시작한다.

즉, 상기 공기 유입관(129)을 통해 외부 공기가 연소실(128)의 원주방향으로 일정 간격으로 복수 개 형성된 공기 유입공(127)을 통해 유입된 다음, 그레이트(126)의 홈구멍을 거쳐 적재된 유기성 슬러지로 공급되게 된다.

이 과정에서 최상부의 유기성 슬러지에는 대략 100~200℃ 정도의 열이 전달되어 건조되기 시작되며, 그 아래에서 건조된 물질은 300~500℃ 정도로써 열분해되는 공정을 거치게 되고, 그 아래에서는 600~800℃에서 산화가 진행되게 된다.

이렇게 산화가 진행된 물질은 상기 그레이트(126)를 통과하면서 하부의 연소실(128)을 거쳐 하부 바디(150)로 흘러 내려가면서 800℃ 이상의 온도에서 환원공정을 거쳐 합성가스로 가스화가 진행된다.

이때 가스화 공정에서 수반되는 연소의 잔재물인 무기고형물인 애쉬(ash)는 하부 바디(150)의 하부측으로 비중차로 떨어져 분리되어 상기 하부 바디(150)에 결합되는 애쉬 제거 수단(170), 즉 모터(172)와, 상기 모터에 의해 구동되는 스크류 컨베이어(174)에 의해 외부로 반출되고, 생성된 합성가스는 상기 내통(123) 및 외통(125) 사이에 형성되는 가스배출로(180)를 거쳐 상기 배출공(124)으로 배출되게 된다.

다시 말하자면, 내통(123)의 일정한 높이로 상부에서부터 건조 -> 열분해 -> 산화 -> 환원으로 이루어진 가스화가 단계적인 열화학적인 반응으로 진행되게 되며, 이러한 네 가지 반응은 매우 짧은 시간안에 이루어지게 된다.

이때, 상술한 바와 같이 유입되는 공기량의 제어가 본 발명에 따른 가스화 시스템의 원활한 유지 및 가스 수율의 향상에 주요한 변수가 되므로 이를 적절히 제어하는 것이 매우 중요하며, 예를 들어 유입되는 공기량이 너무 많으면 연료의 연소속도가 빨라지고 그 결과 애쉬량이 다량 발생하고 가스 발생 체적은 감소할 수가 있게 되는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 상부 바디(120)을 이루는 내통 및 외통을 관통하여 온도레벨을 측정하기 위한 서머커플(Thermocouple, TM)을 설치하여 내부의 가스화 단계별 온도를 측정하도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 측정된 온도를 토대로 하여 공기량을 적절히 제어가 가능하며, 본 발명에 따르면, 유입되는 공기량은 공기 유입관(129)에 구비된 차단밸브를 통해 해당 공기 유입관(129)를 차단하거나 열어두도록 하여 조절이 가능하다.

나아가, 유입되는 공기량을 보다 정밀하게 제어할 필요가 있으면, 송풍기(190)와 연결된 공기 유입관을 제외한 나머지 공기 유입관(129)은 차단밸브로 모두 차단하고, 상기 송풍기(190)에 설치된 인버터(미도시)를 통해 주파수를 조정함으로써 유입되는 공기량을 정밀하게 제어할 수도 있다.

즉, 본 발명의 시스템을 하나의 계통도로 보면, 송풍기에 의해 후단에서 공기가 유입되고, 동시에 유입되는 공기량도 제어할 수가 있게 된다.

도 2는 공기의 주입속도에 따른 내부 가스 분포를 유동해석한 결과를 나타낸 도면으로, 공기의 주입속도를 3m/s로 했을 때 가스화기 내부의 유동상태를 파악해 본 것이다.

그 결과, 도시된 바와 같이 가스가 개방된 연소실의 하부를 통과하여 가스배출로를 거쳐 최종 배출공으로 원활하게 배출되고 있으며, 공기의 주입 속도가 4m/s일 경우에도 거의 동일한 분포를 보이면서 배출되고 있음을 볼 수 있다.

따라서, 내부 가스 분포의 유동 해석을 통해 공기의 주입속도에 따라 가스 분포가 달라짐을 확인할 수 있으며, 본 발명의 경우, 공기의 주입 속도를 3 ~ 4m/s로 공급했을 때 내부의 가스가 원활하게 배출될 수 있음을 확인할 수 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 본 발명의 시스템을 하나의 계통도로 보면, 송풍기에 의해 전단에서 공기가 유입되고, 동시에 유입되는 공기량도 제어할 수도 있다.

이를 위하여, 상기 송풍기(190)와 연결되는 공기 유입관(129)과 상기 상부 바디의 덮개 사이에는, 외부로부터 공기를 상기 내통 내부로 선택적으로 유입 또는 차단이 가능하도록 차단밸브가 구비된 공기 유입관(129')을 더 포함할 수가 있다.

즉, 상기 공기 유입관(129')은 송풍기(190)와 연결되는 공기 유입관(129)에서 분기되어 상기 내통(123) 상부면에 구비된 덮개(121)와 연결되어 내통과 연통가능하게 결합된다.

따라서, 내통(123)과 연통되는 상기 공기 유입관(129')의 차단밸브만 열어두고, 나머지 공기 유입관(129)의 차단밸브는 모두 차단시킬 경우에는 외부공기는 오로지 상기 송풍기(190)를 통해 내통(123)으로 유입되며, 이때에도 상기 송풍기(190)에 설치된 인버터(미도시)를 통해 주파수를 조정함으로써 유입되는 공기량을 정밀하게 제어할 수가 있게 되므로 그 결과, 본 발명의 시스템을 하나의 계통도로 보면, 송풍기에 의해 전단에서 공기가 유입되고, 동시에 유입되는 공기량도 제어할 수가 있게 된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 유입되는 공기량은 공기 유입관(129)에 구비된 차단밸브를 통하거나, 하나의 송풍기로 시스템의 전단 또는 후단에서 공기가 유입되도록 하면서, 동시에 유입되는 공기량을 정밀하게 제어할 수 있다.

이는 초기 점화후 가스화 공정에서 공기량을 제어함으로써 산소량을 적절하게 조절하여 가스화 시스템이 잘 운전되고 불완전연소의 상태를 조정하여 합성가스의 생산 효율이 높아지도록 하는데 많은 도움이 된다.

이상에서 보듯이, 본 발명에 따른 가스화 시스템의 운전방식은 공기주입방식을 다양하게 변환하여 사용할 수 있는 이점이 있어 다양한 유기성 슬러지 등 바이오매스를 그 성상별, 특성별 연소상태를 확인하여 가장 효율적인 운전방식을 선택하여 적용할 수 있는 특징이 있다.

즉, 유기성 슬러지의 처리용량에 따라 필요로 하는 공기량이 결정되므로 처리용량이 많아지면 그 만큼 공기량도 많이 필요로 하나, 본 발명의 경우 복수 개의 공기 유입관에 구비된 차단밸브를 이용하다가, 처리용량이 늘어 많은 공기량이 필요로 할 경우 송풍기로 본 시스템의 전단 또는 후단에서 공기가 유입되도록 하고, 나아가 유입되는 공기량을 보다 정밀하게 제어가 가능하여 처리용량에 따른 다양한 공기주입방식 제공이 가능하므로 능동적으로 대처가 가능하게 된다.

한편, 유기성 슬러지와 같은 바이오매스는 가스화 반응에서 필연적으로 타르(Tar)가 발생하게 되는데, 이와 같은 타르는 탄화수소로 이루어진 물질로 주로 벤젠과 톨루엔으로 대표되며 다양한 방향종 화합물을 포함하고 있다.

이러한 타르가 발생하게 되면, 가스화 시스템의 후단에 위치한 파이프나 기타 장치에 블로킹(blocking) 현상이 유발되어 시스템 고장의 주요 원인이 된다.

이를 최대한 억제하기 위하여 본 발명에 다른 실시예 따른 유기성 슬러지 가스화 시스템은 발생된 타르를 정제하기 위한 별도의 구성이 부가되어 구현될 수 있음은 물론이다.

도 3는 본 발명에 다른 실시예에 따른 유기성 슬러지 가스화 시스템을 나타낸 도면이다.

즉, 본 발명에 따른 유기성 슬러지 가스화 시스템(100)의 배출공(124)은 냉각용 사이클론(200), 스크러버(300), 바이오 필터(400) 및 박스형 백필터(500) 중 적어도 하나 이상과 연결되어 구성될 수 있다.

먼저, 상기 냉각용 사이클론(200)은 본 발명의 유기성 슬러지 가스화 시스템(100)의 배출공(124)을 통하여 배출되는 가스의 온도를 200℃ 이하로 낮추기 위한 것이다.

이를 위해 내부에 복수 개의 냉각수 분사노즐(210)을 설치하고, 외부 수조로부터 펌프를 통하여 상기 냉각수 분사노즐(210)를 통해 냉각수가 분사되도록 함으로써 상기 냉각용 사이클론(200)을 통과하는 가스의 온도를 강하시키게 된다.

다음으로, 상기 스크러버(300)는, 수세정 방식으로 가스에 포함된 미세먼지를 비롯하여 타르를 2차적으로 분리가 가능하게 된다.

그리고, 상기 바이오 필터(400)는, 상기 스크러버(300)의 후단에 설치될 수 있으며, 탱크형으로 설계되고 그 내부는 스테인레스 재질의 데미스터(demister, 420)와, 상기 데미스터 상부에 일정 높이로 적재되는 우드 칩(wood chip, 440)을 포함할 수 있다.

여기서, 1단의 데미스터(420)를 통과하면서 가스에 포함된 수분을 최대한 응축하여 분리하게 되며, 2단의 우드 칩(440)의 공극을 통과하면서 이물질, 습분 및 타르 등을 필터링하게 된다.

그 다음, 상기 박스형 백필터(500)는, 상기 바이오 필터(400)의 후단에 설치될 수 있으며, 그 내부는 0.3mm이하의 아주 작은 먼지 등을 필터링 가능하도록 나노필터를 내부에 장착한 스테인레스 재질의 백필터를 포함할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 유기성 슬러지 가스화 시스템은 발생된 타르를 정제하기 위한 별도의 구성이 부가되어 구현될 수 있게 된다.

그리고, 여기에 더하여 상기 박스형 백필터(500)의 후단에는 타르, 미세먼지, 이물질 등이 제거된 가스, 즉 합성가스를 최종 사용처(가스엔진 등)에 보내도록 흡입용 송풍기(600)를 설치할 수 있다.

또한, 최종 사용처에 보내기 전에 가스의 온도, 압력, 유량 및 습도를 측정하기 위한 노점측정기를 배관상에 설치하여 공급되는 가스의 성상을 확인할 수가 있으며, 상기 배관에는 가스의 성분 조성비를 확인하기 위하여 가스 샘플을 채취할 수 있는 샘플채취용 포트를 별도로 설치할 수도 있다.

이상과 같이 하여 본 발명을 통해 생산된 합성가스의 발열량은 투입연료량 대비 약 2,000kcal/kg 이상이며, 가스유량비가 크므로 100kg 이상에서는 가스엔진을 운전하여 발전할 수가 있으며, 이때 연소실에서 연소 과정과 가스엔진에서 발생되는 다량의 열이 발생되게 되는데, 이렇게 발생되는 열은 유기성 슬러지의 함수율 20%를 얻기 위한 건조공정이 에너지원으로도 활용될 수가 있음은 물론이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 유기성 슬러지로 합성가스를 생산하는 소용량 가스화 시스템 구현이 가능하며, 다양한 공기주입방식이 제공 가능하므로 처리용량에 능동적으로 대처가 가능한 유기성 슬러지 가스화 시스템을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 이와 같은 본 발명의의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

120..........상부 바디 150..........하부 바디
170..........애쉬 제거 수단 180..........가스 배출로
200..........냉각용 사이클론 300..........스크러버
400..........바이오 필터 500..........박스형 백필터

Claims (7)

1. 일정 함수율로 건조된 유기성 슬러지가 투입가능하도록 상부가 개폐 가능한 덮개가 구비되고 하부면에 일정 크기의 안착공이 형성되는 일정 높이의 내통과, 상부측에 배출공이 구비되고 상기 내통과 일정 간격을 두고 외측에 구비되는 외통 및 나선형의 홈구멍이 다수개 형성된 그레이트가 상부에 구비되고 하부는 개방되며 원주방향으로 공기 유입공이 일정 간격으로 복수 개 형성되어 상기 안착공에 안착되는 역 원뿔형상의 연소실을 포함하는 상부 바디;
   상기 상부 바디의 하부측에서 결합되는 하부 바디; 및
   상기 하부 바디에 결합되는 애쉬 제거 수단을 포함하고,
   상기 연소실 하부로부터 배출되는 애쉬는 상기 애쉬 제거 수단을 통해 외부로 배출되고, 상기 연소실 하부로부터 배출되는 합성가스는 상기 내통 및 외통 사이 형성되는 가스배출로를 거쳐 상기 배출공으로 배출되도록 하며,
   상기 상부 바디는,
   외부로부터 공기를 상기 연소실로 선택적으로 유입 또는 차단이 가능하도록 차단밸브가 구비된 복수 개의 공기 유입관을 포함하되, 상기 공기 유입관 중 적어도 어느 하나는, 송풍기와 연결되고,
   상기 송풍기와 연결되는 공기 유입관과 상기 상부 바디의 덮개 사이에는,
   외부로부터 공기를 상기 내통 내부로 선택적으로 유입 또는 차단이 가능하도록 차단밸브가 구비된 공기 유입관을 더 포함하며,
   공기 유입량의 제어는,
   상기 송풍기의 모터 회전수를 조정하거나, 또는
   상기 차단밸브를 차단 또는 열거나, 또는
   상기 송풍기와 연결된 공기 유입관을 제외한 나머지 공기 유입관은 상기 차단밸브로 모두 차단하고, 상기 송풍기에 설치된 인버터를 통해 주파수를 조정함으로써 제어할 수 있고,
   상기 상부 바디 내부의 가스화 단계별 온도 측정을 위해 상기 내통 및 외통을 관통하여 설치되는 서머커플(Thermocouple)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 가스화 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 배출공은 냉각용 사이클론, 스크러버, 바이오 필터 및 박스형 백필터 중 적어도 하나 이상과 연결되어 합성가스가 정제되는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 가스화 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 바이오 필터는,
   스테인레스 재질의 데미스터(demister)와, 상기 데미스터 상부에 일정 높이로 적재되는 우드 칩(wood chip)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 가스화 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 애쉬 제거 수단은,
   모터와, 상기 모터에 의해 구동되는 스크류컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 가스화 시스템.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 외통의 두께는,
   내통보다 상대적으로 얇은 것을 특징으로 하는 유기성 슬러지 가스화 시스템.

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