KR102607591B1 - Thermal desorption device for sewage sludge fuel coal having a baffle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내부 공간을 가지는 몸체부의 전단부에 투입되는 연료탄을 후단부로 연속적으로 이송시키는 메쉬컨베이어가 구비되고, 상기 몸체부 내부에 길이 방향을 따라 연장 형성되어 이송되는 연료탄을 연속적으로 열처리하는 열매체 공급관을 포함하며, 상기 메쉬컨베이어의 상단과 맞닿는 교반부를 적어도 1개 이상 구비하여 이송되는 연료탄이 상하 교반되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 연료탄의 열탈착 장치를 제공한다.The present invention is provided with a mesh conveyor that continuously transfers fuel coal inputted to the front end of a body portion having an internal space to the rear end, and a heat medium supply pipe extending along the longitudinal direction inside the body portion to continuously heat treat the transported fuel coal. It provides a thermal desorption device for sewage sludge fuel coal, which includes at least one stirring unit in contact with the top of the mesh conveyor, so that the transported fuel coal is agitated up and down.
Description
본 발명은 하수슬러지 연료탄의 악취 제거를 위한 열탈착 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하수슬러지 연료탄에 열을 공급하여 내, 외부의 수분을 증발시키고 악취물질은 휘발시켜 제거함으로써 연료탄의 이송 및 보관 중에 발생할 수 있는 부패 및 악취 발생을 억제하는 열탈착 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thermal desorption device for removing odor from sewage sludge fuel coal. More specifically, it supplies heat to sewage sludge fuel coal to evaporate internal and external moisture and volatilize and remove odorous substances during transportation and storage of fuel coal. It relates to a thermal desorption device that suppresses possible corruption and odor.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다.Herein, background technology regarding the present disclosure is provided, and does not necessarily mean that it is well-known technology.
슬러지란 정수 및 하, 폐수 처리를 함으로써 수중의 부유물이 액체로부터 분리되어 발생되는 침전물을 말하며, 하수슬러지 연료탄이란 하수슬러지를 이용하여 제조함으로써 연료화한 것을 말한다.Sludge refers to sediment produced when suspended matter in water is separated from liquid through treatment of purified water, sewage, and wastewater. Sewage sludge fuel coal refers to a product manufactured using sewage sludge and turned into fuel.
일반적으로 하수슬러지는 토양에 매립하거나 해양에 투기하여 처리하였으나 해양오염방지에 관한 국제협약이 발효됨에 따라 하, 폐수 슬러지의 해양투기가 금지되어 퇴비화, 연료화, 고화 등과 같이 처리하고 있으며 그 중 연료화 처리 방식은 2018년 48.2%를 차지하며, 추진중인 건조연료화 시설까지 가동시 연료화 비율이 58.7%로 증가하여 가장 비중있는 처리방식이다.In general, sewage sludge was disposed of by burying it in the soil or dumping it in the ocean, but as the International Convention on the Prevention of Marine Pollution came into effect, ocean dumping of sewage sludge was banned, and it was treated through composting, fuel conversion, solidification, etc., among which fuel treatment. This method accounts for 48.2% in 2018, and when the dry fuel conversion facility in progress is operated, the fuel conversion rate increases to 58.7%, making it the most significant treatment method.
하수슬러지 연료탄은 발전소에서 혼소용 연료로 사용하는 우드펫릿과 품질과 특성이 유사하여 수입에 의존하는 우드펠릿을 대체할 수 있는 대체연료로서 하수슬러지 고형연료의 발전량은 2015년 282,542 MWh에서 2019년 338,143MWh로 증가한 바와 같이 발전소에서 하수슬러지 연료탄 사용을 확대하고 있는 추세이다.Sewage sludge fuel coal is similar in quality and characteristics to wood pellets used as co-combustion fuel in power plants, so it is an alternative fuel that can replace wood pellets that rely on imports. The power generation capacity of sewage sludge solid fuel increased from 282,542 MWh in 2015 to 338,143 in 2019. As the number of MWh increases, there is a trend of expanding the use of sewage sludge fuel coal in power plants.
또한, 탄소중입 추진전략에 따르면 에너지 주공급원을 화석연료에서 신, 재생에너지로 전환 추진으로 신, 재생 에너지의 수요가 늘어날 전망이며 신,재생에너지 중 생산의 불안정성과 불확실성이 큰 태양광, 풍력 등과 대비하여 하수슬러지 고형연료는 안정적인 공급이 가능한 장점을 갖고 있다.In addition, according to the carbon incorporation strategy, the demand for new and renewable energy is expected to increase as the main energy supply source is shifted from fossil fuels to new and renewable energy, and among new and renewable energy, solar energy and wind power, which have high production instability and uncertainty, are expected to increase. Compared to other fuels, sewage sludge solid fuel has the advantage of stable supply.
종래의 경우 하수슬러지의 보관, 건조 등의 과정에서 악취가 발생하여 대기오염, 민원 발생 등의 문제점이 있어 하수슬러지의 건조, 연료화 등 공정에서 발생하는 악취 처리 기술이 선행되어 있다.In the past, bad odors were generated during the storage and drying of sewage sludge, which led to problems such as air pollution and civil complaints, so technology for treating odors generated during processes such as drying of sewage sludge and turning it into fuel was advanced.
그러나 하수슬러지 연료탄에서 발생하는 악취 저감에 대한 기술은 적용된 사례가 없으며 악취로 인한 민원 발생, 대기오염 등의 문제점이 있어 사용이 위축되고 있는 실정이다. 따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 열탈착 장치의 필요성이 대두되고 있다.However, there has been no application of technology to reduce odor generated from sewage sludge fuel coal, and its use is being discouraged due to problems such as civil complaints due to odor and air pollution. Therefore, the need for a thermal desorption device to solve these problems is emerging.
종래에는 연료탄이 메쉬컨베이어에 쌓여 이송될 때 열매체 공급관과 근접한 곳에 있는 연료탄은 열탈착이 과하게 되고, 열매체 공급관과 떨어져 있는 연료탄은 열탈착이 미흡하게 되어 균질성이 감소할 수 있다. 열탈착이 미흡하게 된 경우 악취가 제거되지 않고, 열량증가, 내구성 증가 등 부수적인 효과도 미흡하게 되고, 열탈착이 과도하게 된 경우 탄화취가 발생하여 오히려 복합악취가 증가하고, 화재위험이 증가하며, 제품 수율이 감소하여 경제성이 저하된다.Conventionally, when fuel coal is piled up and transported on a mesh conveyor, thermal desorption of fuel coal close to the heat medium supply pipe is excessive, and thermal desorption of fuel coal distant from the heat medium supply pipe is insufficient, which may reduce homogeneity. If thermal desorption is insufficient, the odor is not removed, and secondary effects such as increased heat and durability are also insufficient. If thermal desorption is excessive, a carbonization odor occurs, which increases complex odor and increases the risk of fire. Product yield decreases and economic feasibility decreases.
또한 연료탄의 투입시 또는 각 단을 이송하는 과정에서 발생한 미세분진이 원활히 제거되지 않아 제품 균질성이 저하되며 메쉬컨베이어의 정비주기를 단축시켜 운영 효율이 저하되는 문제가 있었다.In addition, fine dust generated during the injection of fuel coal or in the process of transferring each stage was not smoothly removed, resulting in a decrease in product homogeneity and a decrease in operational efficiency by shortening the maintenance cycle of the mesh conveyor.
또한 연료탄이 열탈착 장치에 투입되면 균등분배조절판의 조절 정도에 따라 2~3cm부터 최대 6~7cm까지 연료탄이 쌓여서 이송될 수 있으며, 주로 2~3cm 높이로 쌓여서 운전된다. 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이 연료탄이 이송될 때 열매체 공급관과 근접한 곳에 있는 연료탄은 직접적인 고온의 열공급으로 열탈착이 과하게 되고, 열매체 공급관과 떨어져 위치하거나, 중간에 위치한 연료탄은 내부 공기 온도에 따른 간접열 공급으로 열탈착이 미흡하게 되어 균질성이 감소할 수 있다. 이와 같이 연료탄의 품질이 일정하지 않기 때문에, 악취가 완전히 제거되지 않거나, 열량 증가, 저장성 및 내구성 향상 등 부수적인 효과도 저하된다. In addition, when fuel coal is put into the thermal desorption device, it can be transported in piles ranging from 2 to 3 cm to a maximum of 6 to 7 cm, depending on the degree of adjustment of the equal distribution control plate. It is mainly operated in piles at a height of 2 to 3 cm. As shown in Figures 1 and 2, when the fuel coal is transferred, the fuel coal located close to the heat medium supply pipe undergoes excessive thermal desorption due to direct high-temperature heat supply, and the fuel coal located away from the heat medium supply pipe or located in the middle undergoes indirect heat transfer depending on the internal air temperature. Heat supply may result in insufficient thermal desorption, reducing homogeneity. Because the quality of fuel coal is not consistent, bad odors are not completely removed, and secondary effects such as increased heat, improved storability and durability are also reduced.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고온의 재순환 공기를 메쉬컨베이어의 하단 또는 상단에 주입함으로써 열탈착 장치 내부에 난류를 형성시킬 수 있도록 한 하수 슬러지 연료탄의 열탈착 장치를 제공하고자 한다. In order to solve the above problems, the present invention seeks to provide a thermal desorption device for sewage sludge fuel coal that can form turbulence inside the thermal desorption device by injecting high temperature recirculated air into the bottom or top of the mesh conveyor.
또한 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 메쉬컨베이어에서 이송되고 있는 연료탄을 뒤집고 섞어 줄 수 있는 교반부(베플, baffle)를 열탈착 장치 내부에 구비하여 적절한 혼합이 가능하도록 구성함으로써 균질한 품질의 연료탄 생산이 가능한 하수 슬러지 연료탄의 열탈착 장치를 제공하고자 한다. In addition, in order to solve the above problems, the present invention provides a stirrer (baffle) inside the thermal desorption device that can turn and mix the fuel coal being transported on the mesh conveyor to enable proper mixing, thereby ensuring uniform quality. The aim is to provide a thermal desorption device for sewage sludge fuel coal capable of producing fuel coal.
또한 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특정 메쉬 크기를 갖는 메쉬컨베이어로 구성함으로써 메쉬컨베이어 하단으로 미세분진이 원활하게 배출되어 난류 및 교반에 의한 효과를 극대화면서 연료탄의 불량률 및 이탈률을 최소화하는 하수 슬러지 연료탄의 열탈착 장치를 제공하고자 한다. In addition, in order to solve the above problems, the present invention consists of a mesh conveyor with a specific mesh size, so that fine dust is smoothly discharged to the bottom of the mesh conveyor, maximizing the effect of turbulence and agitation and minimizing the defect rate and departure rate of fuel coal. The object is to provide a thermal desorption device for sewage sludge fuel coal.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명은 내부 공간을 가지는 몸체부의 전단부에 투입되는 연료탄을 후단부로 연속적으로 이송시키는 메쉬컨베이어가 구비되고, 상기 몸체부 내부에 길이 방향을 따라 연장 형성되어 이송되는 연료탄을 연속적으로 열처리하는 열매체 공급관을 포함하며, 상기 메쉬컨베이어의 상단과 맞닿는 교반부를 적어도 1개 이상 구비하여 이송되는 연료탄이 상하 교반되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 연료탄의 열탈착 장치를 제공한다.The present invention is provided with a mesh conveyor that continuously transfers fuel coal inputted to the front end of a body portion having an internal space to the rear end, and a heat medium supply pipe extending along the longitudinal direction inside the body portion to continuously heat treat the transported fuel coal. It provides a thermal desorption device for sewage sludge fuel coal, which includes at least one stirring unit in contact with the top of the mesh conveyor, so that the transported fuel coal is agitated up and down.
또한 상기 교반부는 판 형태로서, 이송되는 연료탄이 교반부의 면을 타고 올라갈 수 있도록 비스듬하게 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the stirring unit is in the form of a plate and is provided at an angle so that the transported fuel coal can climb up the surface of the stirring unit.
또한 상기 메쉬컨베이어 상단으로부터의 교반부 상단까지의 수직 거리로 측정되는 교반부의 높이는 이송되는 연료탄 높이의 1/2배 내지 1배 수준으로 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the height of the stirring unit, measured as the vertical distance from the top of the mesh conveyor to the top of the stirring unit, is characterized in that it is provided at a level of 1/2 to 1 time the height of the fuel coal being transported.
또한 상기 교반부 상단의 양 끝 부분에 V자 홈을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.Additionally, V-shaped grooves are further provided at both ends of the top of the stirring unit.
또한 상기 교반부 양 옆면이 메쉬컨베이어의 진행방향의 역방향으로 5° 내지 15° 꺾인 형태로 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, both sides of the stirring unit are characterized in that they are bent at an angle of 5° to 15° in the opposite direction of the mesh conveyor.
본 발명에 따른 열탈착 장치는 투입된 연료탄에 균일한 열공급으로 일정한 품질의 열탈착 연료탄을 생산할 수 있으며, 열탈착 제품의 불량률 및 이탈률을 현저하게 감소시켜 경제성이 우수한 효과를 제공한다. 또한 악취 제거 효과가 우수하면서도 열량 증가, 내구성 증가 등의 부수적인 효과도 얻을 수 있다. The thermal desorption device according to the present invention can produce thermally desorbed fuel coal of constant quality by uniformly supplying heat to the input fuel coal, and significantly reduces the defect rate and departure rate of thermal desorption products, providing excellent economic efficiency. In addition, while the odor removal effect is excellent, secondary effects such as increased heat and durability can also be obtained.
도 1은 종래의 열탈착 장치의 문제점을 나타낸 것이다.
도 2는 열탈착이 미흡, 적당, 과도하게 된 연료탄의 이미지를 나타낸 것이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 열탈착 장치를 나타낸 것이다.Figure 1 shows problems with conventional thermal desorption devices.
Figure 2 shows images of fuel coal with insufficient, moderate, and excessive thermal desorption.
Figures 3 to 7 show a thermal desorption device according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한 본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.All technical and scientific terms used in this specification have the same meaning as generally understood by those skilled in the art, unless otherwise specified. Additionally, throughout this specification and claims, unless otherwise specified, the terms "comprise", "comprises", and "comprising" mean including the stated article, step or group of articles, and steps, and any other It is not used in the sense of excluding an object, step, or group of objects or group of steps.
이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다.Before describing the present invention in detail below, it is understood that the terms used in this specification are only for describing specific embodiments and are not intended to limit the scope of the present invention, which is limited only by the scope of the appended claims. shall.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.Meanwhile, various embodiments of the present invention may be combined with any other embodiments unless clearly indicated to the contrary. Any feature indicated as being particularly preferred or advantageous may be combined with any other feature or feature indicated as being preferred or advantageous. Hereinafter, embodiments of the present invention and effects thereof will be described with reference to the attached drawings.
본 발명의 일실시예에 따른 열탈착 장치는 하수슬러지를 이용하여 평균 직경(D) 6~20mm, 평균 길이(L) 10~40mm 인 펠릿(pellet) 형태로 제조된 연료탄을 열탈착하여 악취를 제거하고 부수적으로 열량 증가 및 내구성 증가의 효과를 제공하는 장치로서, 도 3의 측면도에 나타낸 것과 같이 내부 공간을 가지는 몸체부(10)의 전단부에 투입되는 연료탄(1)을 후단부로 연속적으로 이송시키는 메쉬컨베이어(20)가 구비되고, 몸체부 내부에 길이 방향을 따라 연장 형성되어 이송되는 연료탄을 연속적으로 열처리하는 열매체 공급관(30)을 포함하여 구성된다. The thermal desorption device according to an embodiment of the present invention removes bad odors by thermally desorbing fuel coal manufactured in the form of pellets with an average diameter (D) of 6 to 20 mm and an average length (L) of 10 to 40 mm using sewage sludge. As a device that incidentally provides the effect of increasing heat and durability, it is a mesh that continuously transports the fuel coal 1 inserted into the front end of the
또한 상기 열탈착 장치는 도 4의 측면도에 나타난 것과 같이 상기 메쉬컨베이어(20)의 상단 또는 하단에 공기 주입구(40)를 적어도 1개 이상 더 구비하여, 몸체부(10)의 내부 공간에서 난류가 형성되도록 한다. In addition, the thermal desorption device is further provided with at least one
또한 상기 열탈착 장치는 도 5의 측면도에 나타난 것과 같이 상기 메쉬컨베이어(20)의 상단과 맞닿는 교반부(50)를 적어도 1개 이상 더 구비하여, 이송되는 연료탄의 상하 교반 효과를 제공한다. 상기 교반부(50)는 메쉬컨베이어(20)를 따라 이송되지 않고 특정 위치에 별도의 고정부재(미도시)를 통해 고정된다. In addition, the thermal desorption device further includes at least one stirring
상기 메쉬컨베이어의 상단과 교반부 하단은 연료탄이 통과하지 못할 정도의 이격 거리를 두고 맞닿아 있으므로 메쉬컨베이어 상에서 이송되는 연료탄이 고정된 교반부를 타고 상단으로 들어올려지며, 연속적으로 이송되어 오는 연료탄에 의해 밀림으로써 교반부 상단을 넘어가 메쉬컨베이어로 떨어진다. 더욱 구체적으로 상기 이격 거리는 연료탄 직경의 1/2 이하로 구비되며, 예를 들어 연료탄 직경이 9mm 인 경우 상기 이격 거리는 1mm 내지 4mm 로 구비되어 교반부와 메쉬컨베이어의 마찰을 최소화함으로써 설비 고장 요소를 최소화 하고 교반 효율을 최대화 할 수 있다. 이격 거리가 상기 범위보다 큰 경우 메쉬컨베이어를 따라 이송되고 있는 최 하단의 연료탄은 베플을 넘어가지 못하고 그 자리를 유지함으로서 과도한 열탈착과 화재 위험이 있다. 또한 연료탄 조각 등이 교반부와 메쉬컨베이어에 끼임으로서 베플과 메쉬컨베이어 간 이격 거리가 증가하게 되고 이는 전술한 문제점을 악화시킬 수 있다.Since the upper end of the mesh conveyor and the lower end of the stirring unit are in contact with each other at a distance that prevents fuel coal from passing through, the fuel coal transported on the mesh conveyor is lifted to the top via the fixed stirring unit, and is driven by the fuel coal that is continuously transferred. As it is pushed, it passes over the top of the agitation unit and falls into the mesh conveyor. More specifically, the separation distance is set to 1/2 or less of the fuel coal diameter. For example, if the fuel coal diameter is 9mm, the separation distance is set to 1mm to 4mm to minimize equipment failure factors by minimizing friction between the agitator and the mesh conveyor. And the stirring efficiency can be maximized. If the separation distance is greater than the above range, the lowest fuel coal being transported along the mesh conveyor cannot pass the baffle and remains in that position, resulting in excessive thermal desorption and the risk of fire. Additionally, as pieces of fuel coal, etc. get caught in the agitator and the mesh conveyor, the separation distance between the baffle and the mesh conveyor increases, which can worsen the above-mentioned problems.
상기 몸체부(10)는 일정한 내부공간을 구비한 장방 형상의 부재로서, 내부공간에 연료탄이 수용되도록 한 상태에서 열매체 공급관(30)에서 발생되는 열을 이용하여 연료탄을 열처리할 수 있도록 하는 역할을 한다.The
이러한 몸체부(10)의 전단부 일측에는 연료탄이 투입되는 연료탄 투입구(110)가 구비되며, 전단부 타측에는 연료탄의 열탈착 시에 발생되는 가스를 외부로 배출할 수 있는 가스 배출구(120)가 구비되어 있다. 또한 몸체부(10)의 후단부 일측에는 열처리 완료되어 악취가 제거된 연료탄을 외부로 배출하는 연료탄 배출구(130)가 구비되어 있다.One side of the front end of the
상기 메쉬컨베이어(20)는 판면에 다공이 형성된 메쉬 형태를 갖는 판상의 부재로서 일측면에 구비된 메쉬컨베이어 모터(미도시)의 구동에 의하여 일정 궤적을 형성하면서 순환 이동하여 상면에 안착된 연료탄을 이송시키게 된다.The
상기 메쉬컨베이어(20)가 판면에 다공이 형성된 메쉬 형태로 형성됨은 연료탄에서 발생하는 미세분진이 메쉬를 통해 메쉬컨베이어 하단으로 배출되고 장치 내부에 형성된 난류를 원활하게 통과시키며 연료탄에 균일한 열공급 하기 위함이다. The
상기 메쉬컨베이어(20)의 메쉬 크기는 0.2cm 내지 1cm 인 것을 일 특징으로 한다. 메쉬 크기가 0.2cm 미만인 경우에 나타난 것과 같이 연료탄의 투입시 또는 각 단을 이송하는 과정에서 발생한 미세분진이 원활히 제거되지 않고 메쉬망이 막힘으로서 난류에 의한 균일한 온도 분포가 저해되어 제품 균질성이 저하되며 메쉬컨베이어의 정비주기를 단축시켜 운영 효율이 저하되는 문제점이 있다. 메쉬 크기가 1cm 초과하는 경우 연료탄이 메쉬망을 통과하여 열탈착 장치 각 단의 하부에 떨어지고 누적되어 잦은 정비주기와, 제품 유실로 경제성이 저하되는 문제점이 있다. One feature is that the mesh size of the
상기 메쉬 크기를 바람직하게는 0.5cm 내지 0.7cm 로 구비할 경우, 후술할 실험예에 나타낸 것과 같이 공기 주입구에 의해 발생하는 난류 형성 효과를 최적화하여 투입된 연료탄에 균일한 열공급으로 일정한 품질의 열탈착 연료탄을 최소 불량률로 생산할 수 있다. When the mesh size is preferably set to 0.5 cm to 0.7 cm, the turbulence formation effect caused by the air injection port is optimized, as shown in the experimental example described later, and heat is uniformly supplied to the input fuel coal, thereby producing thermally desorbed fuel coal of constant quality. Can be produced with minimum defect rate.
상기 열매체 공급관(30)은 연료탄 투입구(110)를 통하여 몸체부(10)의 내부로 투입된 연료탄을 열처리하여 악취를 제거할 수 있도록 몸체부(10) 내부에 길이 방향을 따라 연장 형성된 부재이다. 열을 공급하는 매체에 관하여는 제한이 없으며, 열매체가 공급관을 따라 이동하면서 열을 방출하고, 열을 방출한 열매체는 열교환기로 회수되어 가열된 후에 재공급될 수 있다. The heat
상기 공기 주입구(40)는 상기 몸체부(10) 내부에 공기를 주입하여 난류를 형성하는 구성으로 연료탄을 향하여 연료탄의 진행방향으로 비스듬하게 공기가 주입되도록 구비된다. 바람직하게는 지면수평선으로부터 10° 내지 60°, 더욱 바람직하게는 20° 내지 40° 각도로 비스듬하게 공기가 주입되도록 구비하는 것이 좋다. 주입 각도(θ1)가 60°를 초과할 경우 연료탄에 직접 분사되는 힘에 의해 연료탄이 들썩거리게 되고, 이 때 메쉬컨베이어를 이탈하는 연료탄이 발생하여 제품 생산량이 감소하는 문제가 있고, 10° 미만일 경우 한쪽 방향으로의 공기 흐름이 생기며 상하로 난류가 형성되지 않는 문제가 있다. The
상기 공기 주입구(40)는 메쉬컨베이어(20)의 상단 또는 하단에 적어도 1개 이상 구비되며, 상단 및 하단에 각각 적어도 1개 이상 구비되는 경우 상단에 구비되는 공기주입구(410) 및 하단에 구비되는 공기주입구(420)는 몸체부(10)의 서로 다른 수직단면 상에 구비된다. 예를 들어, 공기주입구(40)가 상단에 2개, 하단에 2개 구비될 경우 메쉬컨베이어(20)의 진행 방향을 따라 하단, 상단, 하단 및 상단에 지그재그로 구비된다.The
상기 공기 주입구(40)가 2개 이상 구비될 경우, 공기주입구 사이의 간격(D1)은 메쉬컨베이어의 길이에 대응하는 설비 용량에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 메쉬컨베이어(20)의 길이가 3m 이상인 경우 50cm 내지 150cm 간격으로 공기주입구가 구비되는 것이 좋다. 상기 간격보다 공기 주입구 간격이 조밀하여 수량이 증가할 경우 열탈착 장치 내부의 온도를 저하시킴으로서 열탈착 처리 시간이 증가하고 비용이 증가하여 경제성이 감소하며, 상기 간격보다 공기 주입구 간격이 넓을 경우 난류가 형성되지 않아 열탈착 장치 내부의 온도가 균일하지 않게 되어 생산된 연료탄의 균질성이 떨어지는 문제가 있다. When two or
상기 공기 주입구(40)를 통해 주입되는 공기는 상기 가스 배출구(120)로부터 배출되는 가스를 재사용하는 재순환 공기일 수 있다. 재순환 공기를 주입하는 경우 공기 주입 시 열탈착 장치 내부의 온도가 떨어지는 것을 효과적으로 막을 수 있어 주입 공기를 별도로 가열하지 않아도 되기 때문에 경제성이 향상된다. The air injected through the
상기와 같이 난류 형성 구조를 갖는 열탈착 장치는 투입된 연료탄에 균일한 열공급으로 일정한 품질의 열탈착 연료탄을 생산할 수 있으며, 열탈착 제품의 불량률을 현저하게 감소시켜 경제성이 우수한 효과를 제공한다. 공기 주입구를 통해 난류 형성 유무 및 공기 주입 각도(θ1)에 따른 배출되는 연료탄의 불량률(미흡+과도) 및 투입되는 연료탄의 중량 대비 회수율(이탈되는 연료탄 및 열탈착 시 휘발되는 수분량 포함)을 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이 때 메쉬컨베이어의 메쉬 크기는 0.6cm로 모두 동일하게 하였다. The thermal desorption device having a turbulent flow forming structure as described above can produce thermally desorbed fuel coal of constant quality by uniformly supplying heat to the input fuel coal, and significantly reduces the defect rate of thermal desorption products, providing excellent economic efficiency. The defect rate (insufficient + excessive) of the fuel coal discharged according to the presence or absence of turbulence and the air injection angle (θ 1 ) through the air inlet and the recovery rate relative to the weight of the injected fuel coal (including the amount of fuel coal released and the amount of moisture volatilized during thermal desorption) were measured. The results are shown in Table 1 below. At this time, the mesh size of the mesh conveyors was all the same at 0.6cm.
상기 표 1에 나타난 것과 같이 열탈착 장치 내부에 공기를 주입하지 않거나10° 미만의 각도(5°)로 공기를 주입했을 경우 난류가 형성되지 않아 제품의 불량률이 40% 수준이었으며, 60° 초과하는 각도(70°)로 공기를 주입했을 경우 회수율이 79%로 현저히 떨어지며, 불량률 또한 30% 수준으로 높았다. 본 발명에 따른 주입 각도로 난류 형성 시 불량률은 5% 이하로 우수하며, 특히 20° 내지 40° 각도로 공기를 주입했을 경우 불량률은 3% 이하로 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 1 above, when air was not injected into the thermal desorption device or when air was injected at an angle of less than 10° (5°), turbulence was not formed and the product defect rate was around 40%, and at angles exceeding 60° When air was injected at (70°), the recovery rate dropped significantly to 79%, and the defect rate was also high at 30%. When turbulence is formed at the injection angle according to the present invention, the defect rate is excellent at 5% or less. In particular, when air is injected at an angle of 20° to 40°, the defect rate is very excellent at 3% or less.
열탈착 장치 내부에 공기를 30° 각도로 주입하여 난류를 형성할 경우 메쉬컨베이어의 메쉬 크기에 따른 제품 불량률 및 회수율을 측정한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.When air is injected into the thermal desorption device at an angle of 30° to form a turbulent flow, the results of measuring the product defect rate and recovery rate according to the mesh size of the mesh conveyor are shown in Table 2 below.
상기 표 2에 나타난 것과 같이 메쉬 크기가 0.2cm 미만(0.1cm)인 경우 최적의 주입각도로 공기를 주입하여 난류를 형성하더라도 열탈착이 제대로 되지 않아 불량률이 높으며, 메쉬 크기가 1.0cm을 초과(1.2cm, 2cm)하는 경우 최적의 주입각도로 공기를 주입하여 난류를 형성하더라도 회수율이 낮아 경제성이 현저히 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 메쉬 크기가 0.2cm 내지 1.0cm 인 경우 난류 형성 효과와 함께 불량률이 3% 이하로 열탈착 처리 효율이 우수하며, 메쉬 크기가 0.5cm 내지 0.7cm 인 경우 불량률이 1% 이하로 난류 형성 효과를 최적화하는 것을 알 수 있다. As shown in Table 2, when the mesh size is less than 0.2 cm (0.1 cm), even if turbulence is formed by injecting air at the optimal injection angle, thermal desorption is not performed properly, resulting in a high defective rate, and when the mesh size exceeds 1.0 cm (1.2 cm), the defect rate is high. cm, 2cm), it can be seen that even if air is injected at the optimal injection angle to form turbulence, the recovery rate is low and the economic feasibility is significantly reduced. When the mesh size is 0.2cm to 1.0cm, the thermal desorption treatment efficiency is excellent with a turbulence forming effect and a defect rate of less than 3%. When the mesh size is 0.5cm to 0.7cm, the defective rate is less than 1%, which optimizes the turbulence forming effect. You can see that
상기 교반부(50)는 도 6의 정면도에 나타난 것과 같이 면을 갖는 판 형태로서, 하단이 메쉬컨베이어(20)의 상단과 맞닿게 구비되고, 교반부의 면을 이송되는 연료탄이 타고 올라갈 수 있도록 비스듬하게 구비된다. 더욱 구체적으로 메쉬컨베이어의 상면과 교반부의 면이 이루는 교반 각도(θ2)는 10° 내지 45° 이다. 교반부의 교반 각도가 10° 미만인 경우 교반 효율이 저하되고, 교반 각도가 45° 초과할 경우 적체 현상으로 인해 메쉬컨베이어 좌/우로 이탈되는 연료탄이 많아지고 회수율이 감소하게 된다. 바람직하게는 상기 교반 각도(θ2)는 10° 내지 30°인 것이 좋다. The stirring
도 6에서는 교반부의 면이 사각형인 것으로 도시하였으나 면을 포함하고 하단이 메쉬컨베이어의 상단과 맞닿게 구비되는 형상이라면 면의 모양은 제한 없이 구비될 수 있다. 또한 상기 면은 전부 또는 일부에서 요철이나 홀을 가지더라도 통상의 기술자 수준에서 판 형태로 인식될 수 있다면 면에 해당하는 것으로 본다. In Figure 6, the surface of the stirring part is shown as being square, but the shape of the surface can be provided without limitation as long as it includes a surface and the lower end is in contact with the top of the mesh conveyor. In addition, even if the surface has irregularities or holes in all or part of it, if it can be recognized as a plate at the level of a person skilled in the art, it is considered to be a surface.
또한 도 7의 평면도에서 나타난 것과 같이 교반부의 면이 메쉬컨베이어의 진행방향과 수직으로 구비되거나(도 7a), 수직이 아니도록 구비(도 7b)될 수 있다. Additionally, as shown in the plan view of FIG. 7, the surface of the stirring unit may be provided perpendicular to the moving direction of the mesh conveyor (FIG. 7A) or may be provided not perpendicular (FIG. 7B).
또한 상기 교반부(50)는 상기 메쉬컨베이어의 상단과 맞닿는 끝단이 메쉬컨베이어의 이동방향으로 구부러지게 구비되어 메쉬컨베이어가 이동할 때 마찰에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한 도 6b 에 나타난 것과 같이 교반부(50) 상단의 양 끝 부분에 V자 홈을 더 구비할 수 있고, 도 7c 에 나타난 것과 같이 양 옆면이 메쉬컨베이어의 진행방향의 역방향으로 5° 내지 15° 꺾인 형태로 구비되어 연료탄이 타고 넘어갈 때 메쉬컨베이어 중앙부로 모아주는 효과가 있어 메쉬컨베이어 좌/우로 연료탄이 이탈되는 현상을 최소화 하고 교반 효율은 증가시킬 수 있다.In addition, the stirring
상기 메쉬컨베이어(20) 상단으로부터의 교반부(50) 상단까지의 수직 거리로 측정되는 교반부(50)의 높이(d)는 이송되는 연료탄 높이의 1/2배 내지 1배 수준으로 구비된다. 상기 범위보다 낮을 경우 위아래 섞이는 교반 효율이 현저히 저하되고, 상기 범위보다 높을 경우 적체 현상으로 연료탄이 컨베이어 외부로 이탈될 수 있고, 들어 올려졌다 떨어질 때 발생하는 낙하 충격으로 연료탄이 깨지고 미세분진 및 조각 발생, 수율 감소 등 문제가 발생할 수 있다. 바람직하게는 이송되는 연료탄 높이의 3/5배 내지 3/4배 수준으로 구비되는 것이 좋다. 상기 "수준" 이라 함은 "약"과 동일한 의미로 펠릿 형태의 연료탄 다수개가 쌓여서 이송되는 특성상 연료탄이 쌓인 높이를 특정 값으로 지정하기 어렵기 때문에 20% 이내의 오차범위를 포함하는 것을 의미한다. The height (d) of the
상기 교반부(50)가 2개 이상 구비될 경우 교반부 사이의 간격(D2)은 메쉬컨베이어(20)의 길이에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 메쉬컨베이어(20)의 길이가 6m 이상인 경우 2m 내지 3m 간격으로 교반부가 구비되는 것이 좋다. When two or more
교반부의 높이가 상기 제시한 높이보다 낮거나, 교반부 사이의 간격이 상기 제시한 간격보다 넓을 경우 교반 효율이 저하되어 균일한 열공급이 되지 않아 제품의 균질성이 저하되고 열탈착이 과도하거나 미비한 연료탄 생산량이 증가하는 문제가 있다. If the height of the stirring part is lower than the above-mentioned height or the spacing between the stirring parts is wider than the above-mentioned spacing, the agitation efficiency is reduced and the uniform heat supply is not possible, which reduces the homogeneity of the product and increases the production of fuel coal with excessive or insufficient thermal desorption. There is a growing problem.
반면, 교반부의 높이가 상기 제시한 높이보다 높거나, 교반부 사이의 간격이 상기 제시한 간격보다 조밀할 경우 교반부를 통과하며 들어 올려졌던 연료탄이 다시 메쉬컨베이어로 낙하하며 발생하는 충격 강도가 강해지고, 잦은 교반에 의해 충격 빈도가 증가함으로서 연료탄이 깨지고 조각화, 분진화 되어 생산되는 열탈착 연료탄의 수율이 감소하고, 미세분진으로 인해 메쉬망 막힘, 정비주기 감소 등 문제가 발생한다.On the other hand, if the height of the stirring part is higher than the above-mentioned height or the gap between the stirring parts is tighter than the above-mentioned spacing, the impact strength generated when the fuel coal that was lifted while passing through the stirring part falls back to the mesh conveyor becomes stronger. , As the impact frequency increases due to frequent stirring, the fuel coal is broken, fragmented, and dusted, reducing the yield of thermally desorbed fuel coal produced, and problems such as mesh network clogging and reduced maintenance cycle due to fine dust occur.
또한, 교반부의 높이가 상기 제시한 높이보다 높을 경우, 이송되는 연료탄의 적체 현상이 발생하여 메쉬컨베이어 양측에 구비되는 가이드를 넘어 장치 바닥으로 떨어지는 연료탄 양이 증가하여 제품 생산량이 감소하고, 정비 주기를 단축시키는 문제가 발생한다.In addition, if the height of the stirring part is higher than the height suggested above, a backlog of transported fuel coal occurs, and the amount of fuel coal falling to the bottom of the device beyond the guides provided on both sides of the mesh conveyor increases, reducing product production and shortening the maintenance cycle. There is a problem with shortening.
상기와 같이 교반 효과를 갖는 열탈착 장치는 이송되는 연료탄에 균일하게 열공급이 가능하게 하여 일정한 품질의 열탈착 연료탄을 생산할 수 있으며, 열탈착 제품의 불량률을 현저하게 감소시켜 경제성이 우수한 효과를 제공한다. 교반부를 통한 교반 여부 및 교반부의 높이, 간격에 따른 제품 불량률 및 회수율을 측정한 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이 때 이송되는 연료탄의 높이는 2~3cm 이고, 메쉬컨베이어의 메쉬 크기는 0.6cm 로 모두 동일하게 하였다. The thermal desorption device with the stirring effect as described above can produce thermally desorbed fuel coal of consistent quality by enabling a uniform supply of heat to the transported fuel coal, and significantly reduces the defect rate of thermal desorption products, providing excellent economic efficiency. The results of measuring the product defect rate and recovery rate according to whether or not the product was stirred through the stirrer and the height and spacing of the stirrer are shown in Table 3 below. At this time, the height of the fuel coal being transported was 2 to 3 cm, and the mesh size of the mesh conveyor was all the same at 0.6 cm.
상기 표 3에 나타난 것과 같이 열탈착 장치 내부에 교반부를 구비하지 않거나 교반부의 높이가 연료탄 높이의 1/2보다 낮은 경우(0.5cm) 교반 효과가 충분히 일어나지 않아 불량률이 30% 수준이었으며, 교반부의 높이가 연료탄의 높이보다 높은 경우(4cm) 과한 교반에 따른 이탈률이 매우 높아 회수율이 상당히 낮았다. 본 발명에 따른 높이로 교반부를 구비할 경우(1~3cm) 불량률이 4% 이하로 균일성이 우수하고, 회수율도 높으며 교반부의 높이가 연료탄 높이의 2/3배 수준인 경우(1.5~2cm) 불량률이 가장 이 1% 이하로 수율이 매우 높은 것을 알 수 있다. As shown in Table 3 above, if a stirring part is not provided inside the thermal desorption device or the height of the stirring part is lower than 1/2 of the height of the fuel coal (0.5 cm), the stirring effect does not occur sufficiently and the defect rate is about 30%. When it was higher than the height of the fuel coal (4cm), the escape rate due to excessive stirring was very high, so the recovery rate was quite low. When the stirring part is provided at the height according to the present invention (1 to 3 cm), the defect rate is less than 4%, excellent uniformity, and the recovery rate is also high, and the height of the stirring part is 2/3 times the height of the fuel coal (1.5 to 2 cm). It can be seen that the yield is very high, with the defect rate being less than 1%.
열탈착 장치 내부에 연료탄의 높이의 약 2/3배의 높이를 갖는 교반부를 구비하여 교반 효과를 줄 경우 메쉬컨베이어의 메쉬 크기에 따른 제품 불량률 및 회수율을 측정한 결과를 하기 표 4에 나타내었다. Table 4 below shows the results of measuring the product defect rate and recovery rate according to the mesh size of the mesh conveyor when a stirring effect is provided by providing a stirring effect by providing a stirring part with a height of about 2/3 times the height of the fuel coal inside the thermal desorption device.
상기 표 4에 나타난 것과 같이 메쉬 크기가 0.2cm 미만(0.1cm)인 경우 최적의 교반 효과를 제공하더라도 열탈착이 제대로 되지 않아 불량률이 높으며, 메쉬 크기가 1.2cm을 초과(1.2cm, 2.0cm)하는 경우 최적의 교반 효과를 제공하더라도 상대적으로 회수율이 낮은 것을 확인할 수 있다. 메쉬 크기가 0.2cm 내지 1.0cm 인 경우 교반 효과와 함께 불량률이 5% 이하로 열탈착 처리 효율이 우수하며, 메쉬 크기가 0.5cm 내지 0.7cm 인 경우 불량률이 1% 이하로 교반 효과를 최적화하는 것을 알 수 있다. As shown in Table 4 above, if the mesh size is less than 0.2 cm (0.1 cm), the defect rate is high due to poor thermal desorption even if it provides optimal stirring effect, and if the mesh size is more than 1.2 cm (1.2 cm, 2.0 cm), the defect rate is high. In this case, even if the optimal stirring effect is provided, it can be seen that the recovery rate is relatively low. When the mesh size is 0.2 cm to 1.0 cm, the thermal desorption treatment efficiency is excellent with a stirring effect and a defect rate of less than 5%. When the mesh size is 0.5 cm to 0.7 cm, the defect rate is less than 1%, which optimizes the stirring effect. You can.
10m 길이의 메쉬컨베이어의 메쉬 크기가 0.6cm 이고, 주입 각도가 30° 인 공기 주입구를 a 간격으로 하단에 5개 및 상단에 4개를 지그재그로 구비하고, 연료탄의 높이와 동일 또는 유사한 높이의 교반부를 b 간격으로 3개 구비한 열탈착 장치의 공기 주입구 및 교반부의 간격에 따른 제품 불량률 및 회수율을 측정한 결과를 하기 표 5에 나타내었다. The 10m long mesh conveyor has a mesh size of 0.6cm, and is equipped with 5 air inlets at the bottom and 4 at the top in a zigzag pattern at intervals of a, with an injection angle of 30°, and is stirred at the same or similar height as the height of the fuel coal. The results of measuring the product defect rate and recovery rate according to the spacing between the air inlet and the stirring part of the thermal desorption device equipped with three parts at b intervals are shown in Table 5 below.
상기 표 5에 나타난 것과 같이 공기주입구 및 교반부의 적당한 간격 또한 불량률과 회수율에 큰 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다. 즉, 공기주입구나 교반부의 간격이 너무 조밀한 경우에는 회수율이 낮고, 너무 넓은 경우에는 불량률이 상대적으로 높아지는 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 5 above, it can be seen that the appropriate spacing between the air inlet and the stirring part also has a significant impact on the defect rate and recovery rate. In other words, it can be seen that if the gap between the air inlet or the stirring part is too tight, the recovery rate is low, and if it is too wide, the defect rate is relatively high.
전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects, etc. illustrated in each of the above-described embodiments can be combined or modified for other embodiments by those skilled in the art. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (5)
상기 몸체부 내부에 길이 방향을 따라 연장 형성되어 이송되는 연료탄을 연속적으로 열처리하는 열매체 공급관을 포함하며,
상기 메쉬컨베이어의 상단과 맞닿는 교반부를 적어도 1개 이상 구비하여 이송되는 연료탄이 상하 교반되고,
상기 교반부는 판 형태로서, 이송되는 연료탄이 교반부의 면을 타고 올라갈 수 있도록 메쉬컨베이어의 상면과 교반부의 면이 이루는 각도가 10° 내지 30° 로 비스듬하게 구비되며,
상기 메쉬컨베이어 상단으로부터의 교반부 상단까지의 수직 거리로 측정되는 교반부의 높이는 이송되는 연료탄 높이의 3/5배 내지 3/4배 수준으로 구비되고,
상기 교반부 양 옆면이 메쉬컨베이어의 진행방향의 역방향으로 5° 내지 15° 꺾인 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 연료탄의 열탈착 장치.
A mesh conveyor is provided to continuously transfer fuel coal inputted to the front end of the body portion having an internal space to the rear end,
It includes a heat medium supply pipe extending along the longitudinal direction inside the body portion to continuously heat-treat the transported fuel coal,
Equipped with at least one stirring unit in contact with the top of the mesh conveyor, the transported fuel coal is stirred up and down,
The stirring unit is in the form of a plate, and is provided at an angle of 10° to 30° between the upper surface of the mesh conveyor and the surface of the stirring unit so that the transported fuel coal can climb up the surface of the stirring unit,
The height of the stirring unit, measured as the vertical distance from the top of the mesh conveyor to the top of the stirring unit, is 3/5 to 3/4 times the height of the transported fuel coal,
A thermal desorption device for sewage sludge fuel coal, characterized in that both sides of the stirring unit are bent at an angle of 5° to 15° in the reverse direction of the mesh conveyor.
상기 교반부 상단의 양 끝 부분에 V자 홈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하수슬러지 연료탄의 열탈착 장치.
According to paragraph 1,
A thermal desorption device for sewage sludge fuel coal further comprising V-shaped grooves at both ends of the top of the stirring unit.
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