KR19990083928A - 역 다중 효용관을 이용한 건조증발장치와 오일을 이용한가스 정제 장치 등을 조합한 고수분 폐기물 및 연료의종합적 처리 시스템 - Google Patents

역 다중 효용관을 이용한 건조증발장치와 오일을 이용한가스 정제 장치 등을 조합한 고수분 폐기물 및 연료의종합적 처리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고수분 폐기물 및 연료를 처리하는 장치로서 건조 후 건류한 뒤 오일 분을 회수하고 완전 정제한 뒤, 연소시킴으로서 배출 물을 무공해 화하는 장치로서 폐기물 건류 소각, 갈탄 등의 연소, 폐수의 증발, 원유 및 중유의 소각 건류 등의 분야에 대한 발명이다.
[발명의 목적]
고수분 폐기물의 건류 소각은 건조, 건류 정제, 소각의 공정을 거치게 된다. 건조 에너지 절감을 위해 다중 효용관의 원리를 역으로 이용하여 폐기물이나 폐수에서 고압증기를 만든 뒤, 깨끗한 증기로 만들어 공정에 사용할 수 있게 하고, 새로운 건류 공정들을 개발하여 건류가 합리적이고 신뢰성 높게 수행되게 하며, 건류된 가스를 오일을 이용하여 오일을 응축 회수하면서 정제하게 하고, 연소장치 개선, 폐열 회수장치 개선 등 전 분야에 걸쳐 개선하여 에너지를 최대한 회수하고 오일을 회수하여 경제성을 올리며 완전연소가 가능하게 하여 무공해화 하는 것이 본 발명의 목적이다.
[발명의 구성]
본 발명은 건조, 건류, 정제장치, 재용융 또는 처리장치, 연소 및 폐열 회수장치로 구성되며, 부대 적으로 시스템 에너지 절감을 위한 산소제조장치, 새로운 폐기물 저장 장치 등으로 구성되며, 건조공정은 에너지 회수, 건류 공정은 신뢰성 및 수율 향상, 정제장치는 경제성, 재용융 장치는 공해방지 등의 관점에서 고안되었다.
[발명의 효과]
본 발명의 건조공정은 역 다중 효용관의 이론을 정립함으로서 증발에 소요된 에너지를 100% 재활용하게되므로 에너지 소비는 "제로"이며, 엑서지의 일부만 소비하게 되어 에너지효율이 매우 높다. 또 건류 공정은 고압 하에서 연소가스와 직접 접촉하게 하여 오일화 및 전열 효율이 높으며, 건류 가스에서 오일을 모두 회수함으로서 후단 부의 공해 방지 및 경제성이 크게 높아진다. 전체적으로 수분함량이 20%이상의 연료, 폐기물이라면 모두 본 기술의 에너지절감효과와 오일회수로 인해 경제성 증대되며, 수분이 없는 원유나 중질유도 크랙킹과 겸하여 증기를 생산하여 발전이나 공정에 쓸 수 있는 등 여러 가지 효과가 있다.

Description

역 다중 효용관을 이용한 건조증발장치와 오일을 이용한 가스 정제 장치 등을 조합한 고수분 폐기물 및 연료의 종합적 처리시스템{The apparatus combined dry steam with refining gas for oil reverse multi plate column make use of refuse disposal system}
본 발명은 슬러지, 각종 폐기물, 갈탄, 니탄 등의 수분 함량이 높은 물질을 에너지 효율이 높게 건조시킨 뒤 활용도를 높이고 공해를 줄이기 위해 건류를 수행하고, 건류된 가스를 오일을 회수하면서 응축되는 과정에서 분진 등을 제거하여 완전 정제한 뒤, 연소시킴으로서 공해를 근원적으로 방지하고 에너지 소비량을 줄여 유지 운영비뿐만 아니라, 건설비용도 줄일 수 있도록 하기 위한 것이다.
(산업상의 이용분야)
본 발명의 이용분야는 크게 4가지로 1.폐기물의 오일화 및 소각, 2.폐수의 증발 및 고 수분 물체의 건조, 3.원유 폐유 중유의 크랙킹을 겸한 증기생산, 4.갈탄 니탄 등의 오일화를 겸한 고 효율 연소 등에 응용할 수 있으며, 주로 폐기물의 건류 오일화에 관계된 기술이나 조합된 시스템으로도 활용할 수 있고 부품하나 하나로도 다분야에도 응용될 수 있다.
(종래의 기술)
1. 건조증발장치
종래의 건조, 증발장치는 고압증기를 이용 다중 효용관을 구성하거나 MVR (Mechanical Vapor Recompression)이나 히트 펌프 등의 기술을 이용하여 응축열을 이용하는 방법이 사용되고 있다. 그러나, 고형 폐기물을 다중효용으로 처리하기 위해서는 장치가 복잡하므로 사실상 불가능하여 슬러지 등의 경우는 유동을 위해 오일을 첨가하여 이를 매체를 하여 다중효용 및 MVR시스템을 활용하는 것이 있다. 그러나 첨가된 오일의 량이 많이 최종적으로 오일까지 처리하고 나면 효율상 이익 되는 부분이 그리 크지 못했다. 이러한 시스템의 예로, 미국의 Caver-Green Field 공정이 있으며 (슬러지 소각, 전해수 외 5인 역, 동화 기술 p. 227)일본에서도 이와 유사한 공정이 시험 중에 있다.
2. 건류 및 크랙킹
현재가지 연구되는 건류 시스템은 간접 가열방식과 직접가열방식으로 모두 문제를 지니고 있다. 간접가열 방식은 이상적 건류 방식이기는 하지만 전열과정에서 상당한 문제가 있으며, 기구적으로 복잡하다. 직접 가열방식은 부분연소과정에서 생긴 가스로 인해 가스 정제시 문제가 발생된다. 또, 간접 가열식은 오일화 율이 높으나, 직화시에는 연소가스와 원료가 직접 접촉하게 되어 수율이 내려간다. 간접 가열식은 주로 킬른식이 주종이며, 독일의 Siemens, PKA사 등이 채용하고 있으며, 독일의 Thermoselect사는 간접 가열식 원통 압입식을 채택하고 있고, 직접식은 유동상식을 일본의 에바라 사가, 수직 샤프트로를 일본의 NKK사 등이 채용하고 있다.
3. 고온 건류 가스의 정제 및 열 회수
오일화 및 건류에서 가장 큰 문제는 건류된 가스에서의 열 회수 및 정제로서, 연료가스에서의 열 회수가 어렵기 때문에 Thermoselect사 등은 물을 분사하여 급냉(Quenching)시켜 오일분을 제거하고, PKA사 등은 가스를 크랙킹 하여 오일분을 가스화 하여 점착성(Sticky)문제를 해결하고 있고, 스위스의 Von Roll사나, 프랑스의 SERPAC사 등은 정제없이 직접 연소시키고 있다. 또, IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)등에서는 분진제거를 위해 금속 망이나, 세라믹 필터 등이 연구되고 있다. 따라서 건류 가스의 정제문제는 아직도 완전히 해결된 기술은 아니라고 할 수 있으며, 가스 터빈 등을 구동하기 위한 연료원으로 사용하기 위해서는 상당한 문제가 있다.
특히, 열 회수는 접착성 문제와, 함유열량이 적은 관계로 Thermoselect, PKA 사 등과 같이, 주로 버리는 방향으로 검토가 되고 있어 기존 기술은 없다고 할 수 있는 실정이다.
4. 부분 연소 및 재용융 장치
종래 기술은 재의 용융과 건류에 필요한 열 공급을 위해 순수 산소나 초고온 공기를 사용하고 있다. 이 경우, 용융재 속에 고정된 노즐을 사용하므로 반드시 수냉 장치를 갖추고 있고 자체 청소기능이 없으므로 고속 분사시켜 이 문제를 해결하고 있다. 또 용융된 재는 교반 시킬 수 없기 때문에 일정부피의 유지공간(Holding space)을 두고 산소버너로 재 가열하여 완전 용융되게 하고 있다. 이에 따른 에너지 손실은 필연적이다. 또, 용융된 재가 가지는 에너지도 상당하나, 통상 수쇄시키면서 증발된 증기는 직접 건류 시스템으로 들어가게 하여 에너지는 회수되지 못하고 있다. 또 연소를 위한 왕복동식스토커는 1단은 고정되고 1단은 왕복하는 구조로서 스토커 자체의 중량으로 그 다음 단을 눌러주면서 간극을 유지하고 청소를 하므로서 구동동력이 크고 마모로 인한 소모가 크고 마모로 인해 금속 재질로 밖에 제작할 수밖에 없어 융용 등에는 사용이 불가능하다. 한편, 소형로에 쓰이는 회전로상은 바닥을 회전시키고 내부에 레이크를 두어 쓰레기를 안쪽으로 이동시키므로 열에 의한 레이크의 손상을 피할 수 없고 연소물 중 금속분 등이 레이크에 끼이게 되면 문제가 발생되게 된다.
5. 오일화 및 크랙킹 장치
석탄이나 쓰레기의 오일화 장치에서 통상 오일화 수율을 높이기 위해서는 고압화 하는 것이 좋은 것은 잘 알려진 사실이다. 따라서 오일화 장치에서는 오일수율을 올리기 위해 고압화 하여 거의 100%를 오일화 하기 위해 여러 가지 연구를 하고 있으며, 가스화시스템은 100% 가스화에만 치중하고 있다. 그러나 전체 시스템을 적당히 완충하여 일부는 오일화 하고 일부는 가스화 한 뒤에 순도가 낮은 가스화된 가스는 발전 등에 사용하고, 오일은 크랙킹시켜 경질유만 생산하게 한다면 석탄 등에서도 경질유 생산을 하면서 발전할 수 있다. 마찬가지로 원유나, 중질유를 크랙킹하여 휘발유 등을 제조한 뒤 이를 가스터빈, 증기터빈 등으로 활용하고 크랙킹 된 경질오일을 회수한다면 매우 실용적이나 이러한 공정은 아직 없다.
6. 2차 연소 및 폐열 회수장치
2차 연소를 위한 버너는 다양한 형식이 있으나, 건류된 가스의 온도가 높아 통상 1 ~ 2개의 구멍을 통해 가스가 공급되고 공기로 와류(Swirl)를 형성시키나, 혼합이 불충분하고 와류의 세기가 약해 완전연소를 이루기는 어려워 통상 후단의 집진기에 의지하여 수트 등의 발생을 해결하고 있다. 또, 폐열 회수는 전열관과 수직 방향으로 가스를 흘리는 것이 가장 고효율로 전열되므로 지그 재그식 W형 등 여러 형식으로 전열관 모양을 제조하고 있으나, 청소문제, 대규모 전열관 제조시 청소 문제 등을 내포하고 있다.
7. 기타
가스화 장치에서는 초고온공기를 쓰는 경우도 있으나, 최근은 거의 순수산소를 사용하고 있으며 PSA(Pressure Swing Absorption)방식에 의해 제조된다. PSA 방식의 동력 소비는 압축동력과 진공펌프 동력으로, 특히 진공펌프의 동력소비가 많다. 그러나 보통은 2통식 또는 3통식으로 제작되고 있어 초기 폐기되는 고압 질소분의 압력 에너지는 버리고, 그 시간 동안 진공펌프는 공 회전하게 된다. 따라서 동력 소비율이 높게 되고 이에 따라 전체 시스템의 가동 비용은 당연히 높게 된다. 또, 독일 등의 선진국은 지하수 오염을 우려하여 쓰레기 벙커의 지하화를 법으로 규제하고 있어 이를 피하기 위해 벙커를 지상에 설치하고 이 때문에 차량의 출입, 적하를 위해 벙커 높이까지 차량이 올라 갈 수 있도록 고가도로를 설치하고, 그 후 크레인 콘베어 등으로 다시 투입구로 투입하고 있어 많은 경비가 소요되고 있다.
본 발명은 종합 시스템이므로 다양한 부품으로 구성되어 있어 이들 부분을 조합하면 다양한 변환이 가능하다. 그러나 근본 과제는 에너지 절감과 공해 방지로 집약되며, 이를 위해 여러 가지 방법이 발명되었다. 그 핵심기술은 건조에너지 회수를 통한 에너지 절감과 고압화를 통한 오일화 수율 향상, 오일을 이용한 가스정제 및 열 회수, 자체청소가 가능한 용융 시스템, 합리적 2차 연소 및 열 회수 시스템 등의 건조, 열분해 용융 관련 기술과 이에 필요한 산소제조장치, 벙커 구조 등 부대적 발명품으로 이루어진다.
1. 건조에너지 절감
본 발명의 핵심부분의 하나인 건조장치는 수분의 잠열을 어떻게 활용하느냐가 가장 큰 문제이다. 슬러지 등을 직접 연소시켜 건조시 증발된 증발열을 그대로 폐기하는 유동상 소각로 등은 논외로 하더라도 현재까지의 기술은 고압증기를 일단 제조하여 이를 다단으로 활용하는 데에 모든 관심이 집중되어져 있다.
그러나 관점을 바꾸어 폐기물 및 폐수 자체에서 고압의 증기를 얻은 다음, 그 증기를 직접 활용하거나 2차 증기 발생장치에서 고압의 깨끗한 증기를 얻어 그 증기를 활용하면 우리가 일반 증기를 사용하는 것과 같이 이용할 수 있다. 이렇게 하면 종래와 같이 다루기 어려운 폐기물이나 폐수를 여러 단으로 나누어 가열하는 번거로운 장치가 불필요하게 된다. 특히 산업공장에서 본 기술을 이용하게 되면 증발공정에서는 에너지를 하나도 사용하지 않고 증발시킬 수 있어 에너지 효율은 100%이다. 즉, 에너지를 하나도 사용 않는다는 것이다.
또, 발전 플랜트와 조합한 경우, 열 교환으로 인한 엑서지 감소로 약간의 발전량 감소는 불가피 하나, 재열기를 설치하거나하여 이를 보충할 수 있으므로, 최소한의 에너지 투입으로 증발 건조 공정이 가능해진다.
2. 오일 생산 및 크랙킹 수율 향상
폐기물이나 석탄의 오일화나 중질유의 크랙킹은 모두 고압화 할수록 수율이 높은 것은 공지의 사실이다. 그러나, 단순히 고압화 만을 수행하는 것은 경제성이 문제가 된다. 본 발명의 목적은 상대적으로 값이 싼 고 수분 연료나, 폐기물을 건조 단에서부터 고압화 하여 오일화 공정과 조합함으로서 오일생산 수율을 증대시키고 건조시 발생된 증기를 전술한 역 다중 효용관의 방법으로 완전 회수하는 것이다. 따라서 한 번의 고압화로서 건조 및 오일화의 두 개 공정이 처리되므로 그 만큼 경제성이 증대되고 건조기 입구에서 빠져나가는 가스는 수증기만 배출되므로 공정의 안전성도 그만큼 증대되게 된다.
3.고온 건류 가스의 정제 및 열 회수
건류된 가스는 오일성분을 15 ~ 25%정도 함유하고 있기 때문에 가스로부터 에너지를 회수하기가 어렵다. 따라서, 현재의 기술은 물을 분사하여 급냉 시키거나 크랙킹 하여 오일성분을 제거시키는 방법을 쓰고 있고, 분진제거를 위해 세라믹 필터 등의 방법이 연구되고 있음은 전술한 바와 같다.
본 발명은 이러한 문제들을 해결하기 위해 오일을 이용하여 오일을 회수하면서 분진을 제거하고 열을 회수하는 방법을 발명함으로서 고온 가스 정제 및 열 회수를 동시에 달성하고자 한다.
4. 고온연소 및 재용융 장치
본 발명은 전술한 현재 기술의 문제를 해결하기 위해 내화물로 제작할 수 있는 그레이트와 스토커를 발명하였다. 현재의 방법들은 주로 수냉에 의지하여 산소 노즐 등을 보호하기 때문에 용융된 재나 고온 연소중인 연료를 교반 혼합하는 방법은 없기 때문에 종전의 스토커를 개선하여 스토커 상부에서 고온 용융 연소를 할 수 있도록 하여 교반 운반이 되면서 연소 용융되도록 한 것이다.
또, 재를 수쇄 시키게 되면 상당한 열이 발생되는 이를 고압 증기의 형태로 회수하여 건조나 기타 용도에 쓸 수 있도록 하고자 한다.
5. 합리적 2차 연소 및 폐열 회수
오일화나 가스화시 상당부분의 연료는 가스상이 되게 되며, 이 가스는 소각하여야 하는 것이 대부분이다. 물론 본 발명과 같이 고압 반응을 전제로 한 경우 가스 터빈 등을 이용한 뒤 증기를 발생시키는 복합발전이 가장 유리하나, 어느 것이든 가스를 연소시키고 최종적으로 폐열을 회수하는 것이 필요하다. 본 발명은 고압 하에서 가스를 완전 혼합시켜 완전연소가 수행될 수 있게 하고, 발생된 고온 가스로부터 에너지를 회수할 수 있는 장치를 발명하였다.
도 1. 다단허스식건조기-유동상식 건류-회전로상식 용융 조합시스템
도 2. 다단허스식건조기-진동식 건류기-스토커식 연소-재분류 조합시스템
도 3. 킬른식 건조기-진동식 건류기-스토커식 용융 조합시스템
도 4. 히트 파이프형 킬른식 건조, 건류-회전로상식 용융 조합시스템
도 5. 다단허스식건조기와 킬른 열 회수장치를 조합한 활성탄 재생 장치
도 6. 타이어 건류 소각장치
도 7. 증기터빈과 발전시스템을 조합한 실시 예
도 8. 역 다중 효용관식 다단허스식 건조기
도 9. 역 다중 효용관식 유동상식 폐수증발장치
도 10. 직화식 증발기를 이용한 역 다중 효용관식 폐수증발장치
도 11. 다중 효용관식 다단 허스식 건조기
도 12. 다단허스식 건조기와 증기저장조를 가진 소형 음식물 건조장치
도 13. 계단형 회전로상 스토커를 이용한 미세 분탄 연소장치
도 14. 계단형회전로상식 스토커와 오일회수장치를 조합한 원유, 폐유, 중유 크래 킹 및 증기제조장치
도 15a 다단 허스식 건조장치[A]
[a-1] 예열 장치를 갖춘 다단허스식 건조장치
[a-2] 다중 효용관식 다단허스식 건조장치
도 16b 킬른식 건조장치[B]
[b-1] 벌집 구조 멤브레인형 킬른식 건조장치
[b-2] 히트파이프식 건조 건류 장치
[b-3] 에너지 회수형 활성탄 킬른
도 17c 계단형 회전로상식 스토커[C]
도 18d 평행링크를 이용한 무 접촉식 왕복동 스토커[D]
도 19e 다단식 건류 장치[E]
[e-1] 다단 유동상식 건류 장치
[e-2] 다단 진동식 건류 장치
도 20f 용융재 열 회수 및 압력 유지시스템[F]
도 21g 수중 유동식 소각재 분리 및 압력 유지시스템[G]
도 22h Falling Film형 액상원료 건류 소각 장치[H]
도 23i 오일유동을 이용한 건류 가스 열 및 오일 회수 시스템[I]
도 24j 세정 및 냉각에 의한 오일 정제 및 휘발유 회수 시스템[J]
도 25k 다중 선회식 건류 가스 연소버너장치[K]
도 26l 충진물 순환형 발생증기 세정장치[L]
도 27m 이젝터 주입형 유동상식 증발장치[M]
도 28n 응축수 압력 및 열 회수장치[N]
도 29o 시트 보호장치를 갖춘 고압 충진 장치[O]
도 30p 스파이럴 관을 이용한 폐열 회수장치[P]
도 31q 에너지 절감을 위한 산소제조 장치 및 로터리 밸브[Q]
도 32r 밸런싱 엘리베이터 및 계단형 회전로상식 취출기를 가진 고층저장고[R]
<도면 부호의 설명>
(1) 쓰레기 원료 투입구, (2) 건조쓰레기 원료 출(입)구, (3) 건류된 char 배출구, (4) 건류된 쓰레기 미세분 배출구, (5) 금속분 배출구, (6) 연소 후 회 재 배출구, (7) 용융회재 배출구, (8) 수쇄 용융재 배출구, (9) 분류된 재 배출구, (10) 건류 가스 배출구, (11) 유분 회수 후 가스, (12) 완전 정제 가스출구, (13) 열 분해실, (14) 연소실, (15) 고온연소가스출구, (16) 복사 전열부, (17) 연소가스 최종출구, (18) 급수입구, (19) 폐수입구, (20) 고압증기 입구, (21) 중압증기 입구, (22) 저압증기 입구, (23) 터빈-발전기, (24) 발생증기 출구, (25) 발생증기 입구, (26) 응축수 출구, (27) 비 응축성 가스 출구, (28) 폐수처리장치로 이송되는 폐수, (29) 공기 예열기, (30) 급수 예열기, (31) 열 교환기(관), (32) 하이드로콘, (33) 싸이클론, (34) 보조 연료공급구, (35) 폐유 또는 중질유 공급구, (36) 펌프, (37) 진공펌프, (38) 증기밸브 (39) 안전밸브, (40) 송풍기, (41) 압축기, (42) 응축기 (43) 증발기, (44) 재열기, (45) 증기저장탱크, (46) 재 배출 콘베어, (47) 활성탄 배출구, (48) 구동모터, (49) 경질유 출구, (50) 응축 가스연료출구, (51) 차단판, (52) 이젝터, (53) 플레임
(A1) 원료투입구, (A2) 스크레이퍼(안쪽 방향), (A3) 스크레이퍼(바깥쪽), (A4) 증기공급관(헤더관), (A5) 응축수출구, (A6) 예열기, 응축수입구, (A7) 최종 응축수출구, (A8) 로타리 밸브(중간단), (A9) 로타리 밸브(출구), (A10) 축밀봉 장치, (A11) 구동모터, (A12) 하부 베어링, (A13) 플레임, (A14) 1단 증기출구, (A15) 전열관, (A16) 진공 펌프 연결구, (A17) 중간 축 밀봉장치, (A18) 전열판, (A19) 전열관
(B1) 증기 헤더관, (B2) 전열관(멤브레인), (B3) 내열판, (B4) 증기입구, (B5) 응축수출구, (B6) 헤더 연결관, (B7) 구동롤러(하), (B8) 구동롤러(상), (B9) 외부 케이싱, (B10) 증발증기출구, (B11) 피 건조물 투입구, (B12) 피 건조물 출구, (B13) 가스출구, (B14) 드럼스크린, (B15) 차단수벽, (B16) 미립연소물 출구, (B17) 조대물 배출장치, (B18) 중간푸셔, (B19) 유압실린더, (B20) 중간로터리 밸브, (B21) 중간 실링, (B22) 안전용 급수 노즐, (B23) 응축수 역류방지 체크밸브(상), (B24) 응축수 역류방지 체크밸브(하), (B25) 체크 밸브용 볼, (B26) 응축수 투입관, (B27) 응축수 순환관, (B28) 응축수 공급관, (B29) 증기 공급관, (B30) 연소가스 공급구, (B31) 건류가스출구, (B32) 활성탄 출구, (B33) 급수입구, (B34) 고체 가이드 판
(C1) 연소실 벽, (C2) 회전로상 유니트, (C3) 회전상 케이싱 및 구동통, (C4) 회전상 바닥, (C5) 2단 회전상, (C6) 재배출구, (C7) 구동 테이퍼 롤러, (C8) 구동롤러용 베어링, (C9) 베어링 지지 케이싱, (C10) 구동 체인 스프로켓, (C11) 구동 윔기어, (C12) 구동체인, (C13) 구동모터, (C14) 공기 공급구, (C15) 공기 케이싱, (C16) 플레임
(D1) 스토커판, (D2) 스토커 지지판, (D2') 스토커측 가상링크(전진), (D2``) 스토커측 가상 링크(후진), (D3) 주 구동링크, (D4) 보조링크, (D5) 구동축, (D6) 보조축, (D7) 구동축핀, (D8) 보조 축 핀 걸이, (D9) 스토커용 플레임, (D10) 구동 축지지 브라켓, (D11) 보조축 지지 브라켓, (D12) 구획판, (D13) 공기 공급구, (D14) 바닥 케이싱, (D15) 재처리장치
(E1) 바닥판, (E2) 웨어(둑), (E3) 하부 차단판, (E4) 소각물 투입구, (E5) 고형분 출구, (E6) 가스구멍, (E7) 수냉 파이프, (E8) 바닥 보호재, (E9) 진동링크, (E10) 진동 크랭크, (E11) 스프링, (E12) 스크린, (E13) 조대물 배출장치, (E14) 미세물 공급푸셔, (E15) 푸셔 바닥판, (E16) 상부에서 강하하는 부위, (E17) 후단부로 강하하는 부위, (E18) 측면 막힘 부위, (E19) 스크린용 차단판
(F1) 용융재 입구, (F2) 용융재 균질화 킬른, (F3) 용융재 배출 콘베어, (F4) 압력 배출장치, (F5) 구동모터, (F6) 보조버너, (F7) 구동용 롤러, (F8) 실링, (F9) 증기배출구, (F10) 급수장치, (F11) 수위조절센서, (F12) 수조
(G1) 회재입구, (G2) 푸셔, (G3) 1차 차단 댐퍼, (G4) 2차 차단 댐퍼, (G5) 크랏샤, (G6) 물 분사관, (G7) 마그네트 드럼, (G8) 아이들 드럼, (G9) 콘베어 벨트, (G10) 철재 배출 콘베어, (G11) 스크린, (G12) 재 침강조, (G13) 재 배출콘베어, (G14) 미립재 배출구, (G15) 조립재 배출구, (G16) 펌프, (G17) 급수 처리장행 폐수 출구, (G18) 급수 공급샤워
(H1) 건류로 본체, (H2) 상부 다공판, (H3) 액체 유도판, (H4) 액체 강하구, (H5) 원료 공급구, (H6) 웨어, (H7) 재배출구
(I1) 가스 입구 유동상 바닥판, (I2) 전열관(종열), (I3) 전열관(횡열), (I4) 웨어, (I5) 바닥판, (I6) 급수 공급구, (I7) 급수(증기)배출구, (I8) 순환오일 분사관, (I9) 순환오일 배출관, (I10) 펌프, (I11) 하이드로콘(분진분리), (I12) 이젝터, (I13) 열 교환기, (I14) 증기드럼, (I15) 증기출구, (I16) 하이드로콘(유동용 구슬분리), (I17) 혼합기, (I18) 폐유 공급구, (I19) 유수 분리기, (I20) 염수 배출관, (I21) 터빈, (I22~I24) 1~3차 증발관, (I25) 염수 배출관, (I26) 오일배출구, (I27) 본체 케이싱, (I28) 가스출구
(J1) 세정탑 케이싱, (J2) 가스입구 물 차단판, (J3) 다공판 유닛트, (J4) 물 분사관, (J5) 미스트 제거장치, (J6) 정제가스배출구, (J7) 펌프, (J8) 열 교환기, (J9)하이드로콘(경질유분리), (J10) 하이드로콘(고형물분리), (J11) 휘발유 배출구, (J12) 고형물 배출구, (J13) 냉각탑 본체, (J14) 냉각코일, (J15) 물 분사노즐, (J16) 송풍기, (J17) 공기 배출구, (J18) 알칼리 주입구, (J19) 순환수 배출구, (J20) 순환수 탱크 입구, (J21) 열교환용 탱크(폐수측), (J22) 열교환용 탱크(냉수측), (J23) U 튜브, (J24) 증기 브로워, (J25) 제조 온수출구, (J26) 급수 입구, (J27) 유닛 케이싱, (J28) 외곽 보호리브, (J29) 바닥 다공판, (J30) 바닥판 보강리브, (J31) 웨어, (J32) 상부로부터 내려오는 부위, (J33) 바깥쪽 조립위치 지정리브, (J34) 조립시 상부로부터 유입수 막는 부위, (J35) 물 강하 구획판
(K1) 연소실 케이싱, (K2) 공기분사노즐, (K3) 공기 파이프, (K4) 공기 파이프 지지부싱(후단), (K5) 공기 파이프 지지부싱(전단), (K6) 보조버너, (K7) 공기입구, (K8) 가스입구, (K9) 구획판, (K10) 1단 공기열, (K11) 2단 공기열, (K12) 3단 공기열, (K13) 4단 공기열, (K14) 5단 공기열, (K15) 6단 공기열, (K16) 각도 조절링크, (K17) 각도 조절 링크 구동장치
(L1) 본체, (L2) 전방 경사판, (L3) 후방 경사판, (L4) 팩킹용 구슬, (L5) 팩킹배출용 진동판, (L6) 하이드로콘, (L7) 펌프, (L8) 콘베어, (L9) 증기입구, (L10) 증기출구, (L11) 폐수출구, (L12) 보충수 입구
(M1) 본체 케이싱, (M2) 전열관, (M3) 구슬강하관, (M4) 구슬강하용 이젝터, (M5) 증기드럼, (M6) 미스트 제거장치, (M7) 증기배출구, (M8) 하이드로콘, (M9) 농축폐수 배출구, (M10) 이젝터, (M11) 폐수입구, (M12) 하부관 드럼, (M13) 고압증기입구, (M14) 응축수출구, (M15) 비 응축성 가스출구
(N1) 응축수 배출관, (N2) 열 교환기, (N3) 펌프, (N4) 급수입구, (N5) 터빈, (N6) 응축수 최종 배출관, (N7) 급수출구
(O1) 1차 호퍼, (O2) 2차 호퍼, (O3) 주 댐퍼판, (O4) 주 댐퍼 구동축, (O5) 주 댐퍼 구동암, (O6) 댐퍼 시트, (O7) 보조 댐퍼판, (O8) 보조 댐퍼 힌지, (O9) 보조댐퍼 구동링크, (O10) 최종 공급 푸셔, (O11) 구동실린더, (O12) 연결 플랜지, (O13) 가스배출밸브, (O14) 증기공급밸브
(P1) 전열관, (P2) 가스입구, (P3) 가스출구, (P4) 재호퍼, (P5) 급수입구 헤더, (P6) 증기출구 헤더, (P7) 구획판, (P8) 외부지지 플레임, (P9) 외부 케이싱(청소구), (P10) 내부지지 플레임, (P11) 내부 케이싱(청소구), (P12) 내부 상부케이싱, (P13) 수트브로워 노즐, (P14) 수트브로워 증기입구, (P15) 수트브로워 로터리 조인트
(Q1i)~(Q6i): 탱크 입구측 상시 연결관, (Q1o)~(Q6o): 탱크 출구측 상시 연결관
(Q1ro)~(Q6ro): 탱크출구와 연결된 회전 밸브관
(Q1ri)~(Q6ri): 탱크입구와 연결된 회전 밸브관
(Q1)~(Q6) PSA 탱크, (Q7) 회전축, (Q8) 회전부 몸체(구형), (Q9) 고정부몸체(구형), (Q10) 고정부 연결관(내부), (Q11) 고정부 연결관(외부), (Q12) 상시 연결관 팩킹, (Q13) 회전부 몸체(평판형), (Q14) 고정부 몸체(평판형), (Q15) 고정부 연결관(내부연결), (Q16) 고정부 연결관(외부연결), (Q17) 상시 연결관 팩킹, (Q18) 상시 연결관 외부 케이싱, (Q19) 상시연결관 내부 케이싱, (Q20) 상시 연결관 축 분할판
(R1) 벙커 본체, (R2) 바닥 취출용 회전상, (R3) 구동용 콘, (R4) 운송트럭(하부), (R5) 운송트럭(상부), (R6) 엘리베이터 휠, (R7) 외부 케이싱, (R8) 바닥 차단판, (R9) 쓰레기 배출구, (R10) 외부 연결차양, (R11) 지붕, (R12) 내부 보강 기둥(R13) 저장 쓰레기, (R14) 기계 설치 공간, (R15) 설치기계 예시
상기 문제들을 해결하는 수단은 본 발명에서 새로이 발명된 것과, 기존의 기술들을 응용한 것을 조합한 것이 된다.
이들 부품은 상호 연관하여 조합작용을 하는 시스템으로서 구성될 수도 있고, 다양한 부품을 조합한 것이므로 각 부품으로서 별도로 적용할 수도 있다.
따라서 이하 본 발명에서 새로이 발명된 구성부품들은 과제를 해결하는 수단으로써 설명하고, 이들과 기존기술들을 조합한 시스템들을 실시 예로서 설명한다.
1. 역 다중 효용관식 건조 증발장치
역 다중 효용관이란 본 발명에서 새롭게 정의하고자 하는 개념으로 기존의 다중 효용관의 개념을 역으로 응용한 것이다.
건조 및 증발에너지 절감을 위해서는 최초 단을 고압 화하고 여기서 증발된 증기를 다음 단으로 투입하는 다중 효용관이 최선의 방책으로 해수담수화 등에 이용되고 있다. 그 외에는 자체 증발된 증기를 재 압축하여 투입하는 MVR과 별도 냉매를 이용하는 히트 펌프 등의 기술이 있다.
다중 효용관은 에너지 효율은 높으나, 폐기물이나 슬러지에 적용하기는 어렵다는 것은 전술한 바와 같다.
역 다중 효용관이란 간단하게 관점을 뒤집어서 고압증기를 고효율로 이용하기 위해 애쓸 것이 아니라, 폐기물로부터 고압증기를 발생시켜 이를 공정에 쓸 수 있는 정도의 압력의 증기로 제조하여 공정에 쓰게 한 것으로, 건조, 증발공정은 이론적으로 에너지를 하나도 쓰지 않는 것이 된다.
특히 일반 산업체의 경우, 공정에 필요한 증기압은 그리 높지 않으므로 그 압력보다 적절히 높은 압력으로 보일러 압력을 공급하거나 열매 보일러를 쓰게 되면 증발된 증기 잠열을 완전히 공정에 사용하므로 증발에 필요한 에너지는 "제로"화가 가능하다.
또, 대형의 경우 발전 시스템과 조합하면 취급하기 어려운 초 고압부는 터빈에서 사용하고 적정압의 증기를 증발 건조기에 사용하고 여기서 발생된 적정압의 증기를 재열 등의 과정을 거쳐 터빈에 투입하면 건조에 소요되는 엑서지 및 비용은 최소화가 되게 된다.
물론 이러한 시스템도 근본적으로 증기의 엑서지를 활용한 개념이므로 크게 보면 다중 효용관의 범주에 넣을 수 있으나, 종래의 것과는 이용방법이 완전히 반대이므로 역 다중 효용관이라고 정의하였다.
본 발명은 일종의 원리를 새로이 발견한 것이므로 이의 구성부품은 다양하게 이용할 수 있으며, 건조 및 증발장치는 근본적으로 밀봉이 되고 외부가열이 가능한 것이면 어떤 형식이든 가능하다.
역 다중 효용관의 개념은 도8 및 도9의 건조 및 증발장치 실시 예에서 잘 보여주고 있으며, 다단 허스형 건조증발기(도 15[a-1]),여기서 발생된 증기의 정제장치(도 26[l]), 재 증발장치(도 27[m], 도27[m-2]), 고압용기로 투입, 취출하는 장치(도 29[o])로 구성된다.
시스템의 설명은 추후 실시예서 상술할 것이므로건조기 본체에 대해서만 여기서 설명한다.
건조 장치는 구조 상 건조기 내부가 압력이 유지되면 되므로 다양한 양식이 있을 수 있으며, 도15[a]는 다단허스식, 도 16[b]는 킬른식의 건조기를 예시한다. 예시된 것 외에도, 패들식, 스크류식, 디스크식이나 밸트식 등도 밀봉만 한다면 이용가능하며, 기존 기술이므로 여기서는 설명을 생략한다.
(예열 장치를 갖춘 다단허스식 건조기);도 15[a]
도 15[a]다단 허스식 건조기에서 폐기물은 (A1)의 투입구를 거쳐 도 29[o]의 압력투입장치를 통해 투입된다.
투입된 원료는 상단부에서 예열되고 하단부에서 건조되며 상단부 예열 에너지원은 하단부의 응축수를 이용한다.
전열과정은 (A2, A3)의 스크레이퍼에 의해 처음에는 안쪽으로 다음은 바깥쪽으로 이송되면서 (A15)의 전열관으로부터 전달된 열을 받아 건조된다. (A2), (A3)의 스크레이퍼는 (A11)의 모터로부터 전달된 동력으로 구동되며 증발된 증기는 (A14)로 배출된다. 상부의 예열부와 하부 건조부를 분리하기 위해 (A8)의 로타리 밸브와 (A10)의 축 밀봉장치가 설치된다. 한편 (A4)로 공급된 증기는 응축되어 (A5)로 배출되며, 상부의 예열부 (A6)으로 투입된 뒤, (A7)로 최종 배출된다. 건조된 원료는 (A9)의 로타리 밸브를 거쳐 압력을 유지하면서 배출된다.
(A12)는 하부 베어링, (A13)은 골조이고, (A16)은 공기배출구이며 하단부에 비응축성 가스가 들어가지 않도록 상부 예열부에 설치되며, 진공펌프와 연결된다.
기존의 다단허스식 건조기와 다른 것은 축을 완전 밀봉하며 고압충진 장치와 취출 장치를 갖춘 것이다.
또, 도 15[a]의 [a-3]도와 같이 전열관의 구성도 다르다.
전열관은 도 15[a]의 [a-4]도에서 절반만 예시하였는데, (A4)의 헤더관에 동심원으로 (A17)의 파이프가 연결되어 있다. (A4)는 좌우 대칭이며, 필요에 따라 응축되어 배출되는 쪽은 출구 측을 적게 할 수도 있다.
(A15)의 전열관 외부는 (A18)로 주조하거나 용접하여 판을 형성한다. 판의 외부는 도 [a-3]에서 보이는 것과 같이 동심원상으로 파형으로 제작한다. 이와 같이하면 (A4)로 공급된 증기가 (A15)의 내부에서 응축되면 반대편으로 응축수로 배출되게 되고, (A18)의 표면은 파형이므로 직선일 경우보다 전열면적이 약 1.4배정도 늘어나며, 교반 효과도 커지게 된다. 도 15[a-2]는 동일한 방법으로 건조하는 건조장치를 다중 효용관으로 구성한 것으로 최하단부가 (A4)로부터 직접 고압증기를 공급받아 이용하여 건조시키며, 그 상단은 하단에서 증발된 증기를 이용하여 건조시키며, 그 상단은 다시 하단부의 증기를 이용하여 건조시키는 전형적인 다중 효용관이다. 각 단은 (A8)의 로타리 밸브로 차단되어 하단으로 갈수록 고압이 되며 (A14), (A14')는 상단부로 증기를 공급한다. 최종적으로 (A16)으로 진공펌프로 배출하여 단 간의 온도차가 가장 클 수 있도록 한다.
이와 같이 구성된 건조시스템은 종래 방식에 비례 1.4배의 전열면적을 확보할 수 있고 응축수열까지 예열원으로 이용할 수 있어 후술하는 역다중 효용관의 요소로도 사용될 수 있고, 도 15[a-2]에 보인바와 같이 다중효용으로도 사용 가능하다.
(벌집 구조 멤브레인형 킬른식 건조기);도 16[b]
다단허스식 건조기가 효율은 좋지만 덩어리가 큰 쓰레기 등을 취급하기에는 문제가 있다. 따라서 전열장치로서 많이 사용되는 킬른식 열 교환 장치를 도 16[b]에 예시한다. 도 16[b-1]은 전형적인 킬른 건조기로서 (B11)의 투입구에서 투입된 원료는 (B12)의 배출구로 배출되며 킬른은 (B7), (B8)의 링에 의해 지지되고 회전된다. 증기는 (B4)로 투입되고 (B5)로 응축되어 배출되며 전열관은 (B6)의 연결관을 통해 (B1)의 헤더로 투입되고 (B1)과 (B2)는 용접 연결된다. 단면 A-A-1 및 단면 A-A-2는 이들 단면을 예시한 것으로 이것이 기존 시스템과 다른 것이다.
킬른 건조장치의 최대문제는 대형화가 어렵다는 것으로 그것은 킬른의 외경이 커지면 운송이 어렵고 현장제작에 의존해야 하며, 실링이 어렵고, 자체의 강성(剛性:Regidity)이 문제가 된다. 특히 직경 커지면 자체 증량에 의해서도 원통은 찌그러지게 되며, 이러한 문제는 직경이 커질수록 심하다. 본 발명은 이 문제를 해결하기 위해 벌집모양으로 육면체를 배열한 것으로 단면 A-A-1은 6개의 셀이 단면 A-A-2는 12개의 셀을 배치한 것을 예시한다. 셀의 외부는 멤브레인 튜브로 구성하고, 각각은 상호 용접 연결된다. 멤브레인 튜브 안쪽에 사람이 출입할 수 있는 간격을 남겨 놓고 안쪽에 전열관을 추가로 설치할 수도 있다.
이렇게 하면 몇 가지의 이점이 있는데 첫째는 강성이 증대되어 직경 커도 문제가 없고, 전열면 이용이 최대화되며, 주어진 부피 내에서 최대의 전열면적을 확보할 수 있다. 또, 킬른의 이론에서 내부 체류시간은 직경에 반비례하므로 충분한 시간을 전열관에서 체류한 뒤 배출된다.
따라서 육각 셀은 적을수록 좋으며 체구가 적은 숙련인력을 확보할 수 있다면 600mm, 좀 더 여유를 준다면 800mm 정도면 가능하다. 또, 아주 직경이 큰 경우도 반경 방향으로 6개의 셀로 나누어 1개씩 공장에서 제작 후, 총 조립만 현장에서 수행하면 현장 작업이 줄어진다.
킬른의 직경이 커질 경우, 양단의 밀봉이 상당히 문제가 되므로 본 발명에서는 아예 (B9)의 케이싱 내에 킬른을 설치함으로서 이러한 문제를 해결하였다.
이렇게 하면 케이싱의 재료가 추가되지만 (B7), (B8)의 링을 통한 구동축만 외부로 연결하여 실링하면 되며 나머지 부분은 별도로 실링할 필요가 없어진다.
킬른 내부에서 증발된 증기는 (B10)의 배출구를 통해 배출되며, (B5)의 응축수 배출구나 (B4)의 증기투입용 실링 등은 기존 기술을 이용한다.
도 16[b-2]는 상기 아이디어를 발전시켜 킬른 1개에서 건조 및 건류를 동시에 수행하면서 외부와의 연결관을 없앤 히트 파이프식 건조, 건류 장치이다.
(B11)의 투입구로 투입된 원료는 상단부의 전열관을 통해 열을 흡수, 건조되는 것은 같다. 그러나 그 열의 공급은 하단부의 건류 공정과 스크린 공정에서 플레임 역할을 하는 관들에서 흡수된 것으로 (B29)의 파이프를 통해 헤더 (B1)의 상부로 공급되고 건조물에 열을 주고 난 증기는 응축되어 (B23)의 체크 밸브를 통과한 뒤, 다시 하단부 (B18)의 체크밸브를 거쳐 흡열관으로 투입된다.
급수는 흡열관에서 다시 증발되어 (B29)로 이송되며 이 사이클은 반복된다. 상부 건조부에서 증발된 증기는 (B10)의 증발증기출구로 배출되며 가스는 하단부의 연소부에서 발생된 가스로부터 열을 받아 건류되고, (B13)의 건류가스출구로 배출된다. 상부 건조부와 하부 건류부를 차단하기 위해 (B15)의 차단 수벽에 의해 막히며 외부에는 (B21)의 실링 장치로 차단된다.
(B15)의 차단 수벽은 킬른과 같이 회전하게 되며, 건조된 원료는 일단 킬른 회전부 밖으로 배출된다. 밖으로 배출된 원료는 단면 E-E-1에서 보이는 (B18)의 푸셔에 의해 하단부로 재공급된다. 단면 E-E-1은 조대 쓰레기 등을 취급할 경우의 예이며, 단면 E-E-2는 슬러지, 석탄 등의 균질한 미세 물질을 취급하는 경우로서 (B20)의 로타리 밸브에 의해 차단된다. 여기서 상부 건조부와, 건류부는 압력차이를 크게 할 필요는 없으며 단순히 수증기와 건류가스의 혼합을 막는 차원에서 상부 건조부를 약간 고압으로 유지하여 수증기가 하부로 약간씩 새어나가게 하면 된다. 히트 파이프 내부 충진액은 물을 쓸 수도 있으나, 건조부에서 가능한 한 큰 온도차를 주기 위해 열매유 등을 쓰는 것이 좋다.
히트 파이프식의 다른 장점의 하나는 하부에 스크린을 설치하면 건류되고 난 char에서 미세분은 분리하여 (B16)으로 배출 연소시키고, 조대물은 별도로 (B17)을 통해 빼내어 금속분을 제거하면, 용융 에너지는 최소화할 수 있고, 특별한 경우 용융 하지 않고도 매립가능한 재를 얻을 수 있다. (B14)의 스크린은 (B24)로부터 공급된 물에 의해 냉각되므로 재료의 문제도 없으며 공지된 바와 같이 킬른은 최선의 스크린이다. 미설명 부호 (B15')은 차단판으로 미세 물질을 연소부에 모아서 공급하기 위한 것으로 고정된 것이며, 킬른의 회전운동에 의해 긁혀서 아래로 가게 되며, (B16)의 출구를 통해 연소실로 투입된다.
도 16[b-4]는 (B23)과 (B24)의 체크 밸브를 확대한 것으로 상부에서 응축된 물은 킬른 회전시 아래쪽에 있는 전열관 쪽으로 역류하게 되므로 체크밸브로 조정한다. 상부의 (B23)에서는 (B26)의 응축수 투입관에서 (B27)의 순환관으로 흘러가도록 열리며 하부측은 (B29)의 볼로 막아준다. 반대로 (B24)는 투입되는 측이므로 윗 부분의 물은 나오지 못하게 막고 아랫 쪽으로는 중력으로 공급하게 한다.
히트 파이프식에서는 상부와 하부의 에너지 밸런스가 맞지 않아 하부의 흡열량이 더 많게 되면 히트파이프 내부의 압력이 점차 올라가게 되어 건조를 위한 온도차가 점차 커지게 되어 어느 정도는 자동적으로 조정된다. 그러나 너무 고압이 될 경우 위험하므로 (B24)의 스프레이로 조정된다. 즉, 시스템의 내부압력이 너무 높아질 경우 외피내부에 설치된 (B22)의 안전용 급수노즐로 물을 분사하면 전열관 외부에서 증발하게 되고 전열관 내부 온도 및 압력을 떨어뜨린 뒤 (B10)의 증기 배출구로 배출되어 활용된다. 따라서, 에너지 손실은 없으나, 건류부의 에너지는 온도가 높은 곳이므로 엑서지의 손실이 있으므로 가능한 한 (B22)의 안전밸브는 작동되지 않게 하는 것이 좋다.
건류단의 모양은 앞서 건조단과는 달리 가능한 한 흡열량을 줄이는 것이 좋으므로 [B-B] 단면에서 보는바와 같이 전열관은 구조물을 지지하는 용도로 쓰고, 중간의 공간은 (B3)의 내화물 등으로 막아서 구성한다.
물론, 튜브사이의 강성유지를 위해 축 방향으로 적당한 거리를 두고 상호 연결시킨다.
또, 스크린 부는 (B24)의 급수로터 최초로 급수를 공급받아 (B14)를 거친 뒤 주 전열관으로 공급되도록 ??와 같은 루트로 급수가 수행되며 원료는 ??의 루트로 공급 배출된다. ??는 증기의 공급순환루트이다. 실제로 단면 E-E-2와 단면 E-E-1은 같은 위치에 설치되며 설명의 편의를 위해 다른 위치에 동시에 보였다.
킬른식의 다른 활용처는 도 16[b-3]에 보이는 활성탄 제조 및 재생설비로서, 상단부는 건류 설비이며 하단부는 활성탄이 가진 현열을 회수하는 장치이다. 따라서, 앞서와는 반대로 상단부는 (B-B)단면형의 내화물 위주의 구조이며 반대로 하단부는 열을 흡수하기 위한 (A-A)단면구조이다. 하단부에서 열을 방출한 활성탄은 (B14)의 스크린에 의해 분류되며, 분류 입자 크기별로 되게 할 필요가 있으므로 수단의 스크린을 거쳐 크기별로 분리하게 된다. 이 경우 하단부의 헤더는 비슷한 모양이지만 (B33)의 급수로부터 전열과정에서 생긴 증기를 (B10)의 배출구를 통해 배출하게 되며, 앞서 도 16[b-1]의 경우와는 역할은 반대이나 구조는 같다.
도 16[b-3]의 경우, 건류단과 냉각 단으로 구성되며 그 중간인 (B30)과 (B29)의 연결구로부터 증기와 열이 공급된다. 이를 위해 킬른 내부는 (B34)의 차단판으로 가려지며 고형분은 하단부로 흘러가고 가스와 증기는 킬른 내로 공급되어 ??의 루트를 따라 (B31)의 가스배출구로 배출된다. 한편 급수는 도 16[b-2]와는 달리 (B33)의 급수 공급구로 공급되어 ??'의 루트로 스크린부터 통과한 뒤, 전열관 (B2)로 투입된 뒤, 증발되어 (B10)의 증기출구로 배출된다. 상단부와 하단부의 킬른은 실제로는 (B34)의 차단판 부분에서 수관을 절곡하여 변형시켜 수관은 상하가 연결되어 있고, 가스는 통과할 수 있다.
2. 내열 용융 소각장치
건류와 재의 용융을 위해서는 고온으로 연소가 가능하면서 종래의 스토커와 같이 교반이 되면서 산소로 용융할 수 있는 구조가 가장 최선의 방법이나, 기존 기술로는 불가능함은 위의 기술한 바와 같으며, 이를 해결하기 위해 두 가지 방식을 발명한다. 이것은 성능상의 차이보다는 회전로상식은 중소형에 적합하며 왕복동식을 대형에 유리한 점이 차이이다.
(계단형 회전로상식 스토커 : Stepped Roller Hearth Stoker);도 17[c]
도 17[c]는 계단형 회전로상식 스토커이다. 전술한 바와 같이 기존의 회전로는 재료의 급진을 위해 노내에 레이크를 구비해야 하므로 내열을 기대하기 어려우며, 보통 고 수분 연료의 소각에 많이 사용되었다.
본 발명은 이 모양을 약간 변형시켜 내열성과 교반, 용융물 취급을 동시에 달성하였다.
도 17[c]에서 (C2)의 롤러 유닛은 단면 B-B'에서 보는 바와 같이 도너스 형의 내화물로 구성되며 롤러가 회전하면 (C2')의 돌기에 의해 연료는 안쪽으로 전진한다. 제 1단과 제2단의 롤러 유닛은 (C7)의 원추상의 구동장치에 의해 후면만 (C5)를 통해 구동되며, 외곽의 유닛의 선 속도가 내부보다 약간씩 빠르게 설계된다. 이에 따라 외부의 속도가 조금씩 더 빠르므로 서서히 안쪽으로 움직이게 되며, (C4)의 바닥판과 (C5)의 후면판을 완전 밀봉하게 하면서 (C5)의 높이를 내화물의 높이보다 약간 더 높게 하면 용융된 융융물이나, 미세 분진도 밖으로 떨어지지 않는다. (C7)의 롤러 구동장치는 3개로 구성되며, 3개 모두를 구동하면, 별도의 기어나 추가 전동 없이 롤러 유닛은 구동할 수 있다. 이를 위해, 각 원주축 (C7)에는 웜기어 (C11)을 붙이고, 체인 (C12)에 의해 모터 (C13)로부터 전동하여 (C10)의 스프로켓을 구동시키면 웜기어 (C11)에 의해 동력은 90°각도로 전동되어 (C7)을 구동시킨다.
롤러 내부로 베어링 등이 들어가게 되면 보수 어려워지므로 (C8)의 베어링은 가능한 한 바깥쪽으로 빼내어 설치한다. 물론 직경이 아주 클 경우는, 원주축 안에 별도의 베어링을 설치할 수도 있다. 연소용 공기는 (C14)의 연결구를 통해 공급되며 용융재는 (C6)의 배출구를 통해 배출된다. 미 설명 부호 (C1)은 수냉 연소실 케이싱이며 (C15)는 공기통, (C16)은 골조이다.
이렇게 구성된 로는 내부 연소물과 닿는 부분은 모두 내화물이므로 내화물의 재료에 따라 연소온도는 얼마든지 높일 수 있고, 공급되는 산소에 의해 (C4),(C5)의 철재의 구성품은 냉각될 수 있고, 용융물이 밖으로 흘러내리지 않으므로 완벽하게 용융 연소시키면서 교반, 공급할 수 있다.
(평행 링크를 이용한 무 접촉식 왕복동 스토커);도 18[d]
도 18[d]는 기존의 왕복동식 스토커를 변형한 스토커이다. 기존의 왕복동식은 1단은 고정하고, 2단은 구동시켜 연료를 전진 교반시킨다. 구동단과 고정단은 서로 굵어주어 자체 청소를 하면서 전진시킨다. 동력 소비 측면에서 보면 스토커 자체 중량만큼의 하중이 미끄럼 저항을 받으면서 왕복되게 되고, 내구성측면에서 보면 스토커 상단과, 아래 부분의 끝은 계속 마모되므로 상당한 재료상의 여유분을 두어 두어 제작하게 되고, 내화물의 경우, 금속제와 같이 강한 내마모성을 가질 수 없어 순수 내화물로 제작하는 것은 불가능하였다.
본 발명은 이를 해결하기 위해, 수평운동이 되는 평행 4관절 링크를 이용하여 순 내화물제의 스토커를 가능하게 하였다.
도 18[d]에서, (D3)과 (D4)의 링크와, (D10)과 (D11)의 힌지와 그의 지지판에 설치된 2개의 홈으로 4관절 평행링크가 구성된다. 평행링크의 성질상 가상링크(D2'), (D2'')는 항상 평행하면서 이송하게 된다. 따라서, 고정단을 없애고 두 번째 단은 첫째단과 반대로 구동되게 하면 (D1)과 (D1')는 항상 같은 거리를 유지하면서 서로 접촉하지 않고 왕복운동이 된다.
이렇게 하면 전술한 구동동력과 마모 문제를 동시에 해결할 수 있으며, (D1)의 스토커판은 (D2)의 상부에 올려놓아 조립하는 형식이므로 재질에 제한이 없다. 또, (D3)과 (D4)의 링크를 이용하여 수냉하면 수냉에 필요한 물의 공급, 취출을 쉽게 할 수 있다. 즉, 한쪽 끝의 링크로 물을 공급하고 반대쪽으로 빠져나가게 하면서 (D2)의 바닥은 튜브와 수냉판으로 제조하면, 종래와 같이 플렉시블에 의존하지 않아도 링크에 약 60°정도의 회전만 흡수할 수 있는 로타리 조인트를 설치하면 되기 때문이다. 도 18[d-1]에서는 부위별 구성품과, 링크가 회전되는 곳은 1개소만 예시하였으며, 도 18[d-2] ~ 도 18[d-4]에서 링크가 움직이는 과정을 보여준다. 도 18[d-2]는 모든 링크가 수직으로 서 있는 것이며 과정상으로는 중간의 위치이다. 도 18[d-3]은 1단의 링크는 앞쪽으로, 2단의 링크는 뒤쪽으로 최대한 움직인 것이며, 도 18[d-4]는 도 18[d-3]과 반대로 움직인 것이다. 따라서 실제운동은 도 18[d-3]에서 시작되어 도 18[d-2]의 모양이 되었다가 도 18[d-4]의 모양이 된다. 도면에서 X로 표시된 거리가 실제 링크가 상하 평행 운동한 거리이며, 중립인 도 18[d-2]에서 가장 크고 도 18[d-3] 및 도 18[d-4]는 같은 거리이다. 그러나, 링크 상호간은 항상 같은 거리가 유지되면서 움직이게 된다.
본 발명은 기초적인 링크를 이용하므로 그 배치방향이나 구성에 따라 도 18[d-5]에 보이는 계단식 뿐 아니라, 도 18[d-6]의 역동식, 도 18[d-7]의 수평식 등도 쉽게 구성할 수 있다. 다만 도 18[d-6] 및 도 18[d-7]의 경우는 누설을 방지할 수 있는 특성은 없어지므로 (D15)의 재 취출 장치를 설치하여야 한다.
도 18[d-5]에서 보는 바와 같이 본 발명의 스토커는 연소 부위의 구획을 쉽게 할 수 있다. 종래의 스토커는 구획을 위해서는 상당 높이의 계단을 설치하던가 하여 구획판을 설치하여야 상호 밀봉이 되나, 본 발명의 스토커는 링크 (D4)나, (D3)을 판으로 바꾸고 (D9)의 하단부를 공기통 바닥 (D14)와 연결하여 막으면 쉽게 구획할 수 있으므로 여러 단으로 구획하여 압력을 조절하면서 산소를 공급하여 적절한 연소를 수행할 수 있다.
본 발명은 재래식 스토커의 대체품으로도 사용될 수 있는 바, 이 경우에는 온도가 높지 않는 초기 건조 연소부는 종래와 같이 내열강으로 제작하고 후단부는 용융연소나 진터링(Zintering)이 일어나게 순산소나 산소부화 연소를 시킬 수 있도록 내화재로 제작된 스토커를 설치하면 된다.
이와 같이 구성된 본 발명은 여러 가지 이점을 가지며 전술한 이점 외에 (D9)의 플레임에 의지하여 설치를 하게 되므로 구조가 매우 가볍고도 튼튼하게 할 수 있다는 것으로 아무리 폭이 넓은 경우도 (D9)의 크기만 키워 강도를 보강하거나 (D14)의 바닥판과 연결하여 트러스 구조로 하면 얼마든지 큰 구조로 할 수 있다. 또, 도 18[d-1]과 같이 링크 (D4)는 인장, 링크 (D3)은 압축하중이 걸리므로 (D11)의 브라켓을 적절히 제작하면 스토커의 앞쪽을 약간 들면 쉽게 벗겨지며 앞으로 빼낼 수 있게 되어, 교환이 매우 쉽다.
3. 다단식 건류장치
오일화율을 높이기 위해서는 가능한 한 저온에서 건류되는 량을 많게 하여 분자 링크가 깨어지는 것을 점차 막으면서 점차 고온에까지 이르게 하여, 휘발되지 않는 큰 분자량의 성분도 모두 건류되게 하여 char만 남긴 뒤, 연소실로 투입되어야 한다. 이를 위해서는 건조 뒤 여러 단으로 나누어 건류 시키는 것이 좋다. 본 발명에서는 이를 위해 2가지 시스템을 발명하였다.
(다단 유동상 건류장치);도 19[e-1]
도 19[e-1]은, 4단의 유동상을 이용하여 건류하는 장치이다. 원료는 (E4)로 투입되어 (E1)의 유동상 위에서 유동되면서 전진하여 (E17)의 강하부로 떨어지게 된다. 2단으로 떨어진 원료는 계속 전진 하강하여 (E5)의 출구로 떨어진다. 이 과정에서 하부에서 올라오는 가스의 열을 흡수하여 휘발분이 건류 되게 된다. 유동은 (E2)의 둑(Weir)에 의해 일정 높이가 유지되게 되며 하강구 쪽은 (E3)의 하부 차단판에 의해 고형물이 차 있게 되어 가스를 차단하면서 다음 단으로 공급되게 한다. 실제로 본 발명은 고압가동을 목표로 하고 있어 도 19[e-3]과 같이 케이싱은 원형이 좋으나, 바닥판 (E1)은 정사각형 부위만 구멍을 뚫어 (E16)의 부위는 내려오는 곳으로 (E17)은 내려가는 곳으로 하고 (E18)의 부위는 막아서 유동 후 가스의 속도가 떨어지게 하는 역할을 하고, 냉각용 수관의 배치를 쉽게 한다.
다만 도 19[e-1]의 유동상식은 (E18)부분도 구멍을 뚫어도 크게 문제가 없으므로 그렇게 하여도 된다. 바닥판(E1)은 도 19[e-4]에서 보는 바와 같이 아래로부터는 연소가스가 올라오고 상부에서는 열분해가 일어나는 독특한 조건이므로 (E7)의 수냉 튜브 외에 (E8)의 바닥 보호재로 싸서 (E6)의 연소가스 통과부위만 구멍을 설치한다. 바닥 보호재(E8)은 주조하는 것이 현재로서는 최선이나 용접구조로 할 수도 있으며, 내화재의 가공이 가능하면 내화물로 하여도 가능하다. 특히 도 19[e-1]은, 바닥자체가 움직이는 것은 아니므로 내화재로도 가능하다.
유동상식은 슬러지나, 석탄 등의 재료가 미세하고 균일한 경우에 좋으며, 크기가 비교적 일정한 산업 폐기물 등도 적용 가능하다.
(진동식 다단 스토커);도 19[e-2]
도시 쓰레기나, 산업 쓰레기 등 조대 물질이 포함된 경우, 건조기를 거쳐야 되므로 어느 정도는 파쇄한 뒤 공급되지만 완전히 균일하게 할 수는 없다. 이 경우, 도 19[e-2]의 진동 스토커 형식이 유리하며, 앞서의 경우와 거의 비슷하지만 (E1)의 바닥판이 진동하게 되므로 그 힘에 의해 급진되게 되어 원료의 불균일한 분포나 유동부의 기포에 의한 솔림 현상이 크게 문제가 되지 않고 진동에 의해 스케일이 잘 달라붙지 않는 이점이 있다. 도 19[e-2]에서 바닥판 (E1)은 (E9)의 링크와 (E11)의 스프링에 의해 지지되며 두 개씩 쌍을 이루며 전체는 (E10)의 진동크랭크에 의해 구동된다. 스프링과 진동 링크 구조 등은 기존의 진동 콘베어 구조와 같다. 두 개씩 링크를 그림에 예시한 것과 같이 설치한 4단 정도가 가장 적당하다.
건류단의 최종단에는 (E12)의 스크린을 설치하면 최종단에서 배출되는 char중 조대물과, 금속분, 돌등 불연성 물질 등이 (E13)의 조대물 배출장치로 배출된다. 진동스크린은 스크린으로서는 이상적인 형식이므로 함께 설치하면 매우 좋다. 스크린에서 빠진 미세물은 (E14)의 푸셔를 통해 연소 부로 공급되며, (E15)는 (E14)의 바닥판이다. (E1)의 구조는 도 19[e-1]과 같으나, 수냉을 해야 되므로 헤더관을 통해 물을 연결하여야 하며, 이는 기존의 수냉 진동 화격자의 급수방법을 이용하여 길게 관을 연결하여 진동에 견딜 수 있게 하던가, 플렉시블 관을 연결하면 된다.
진동링크 스크린 설치의 다른 방법으로 도 19[e-5]에 예시한 방법도 가능하다. 이것은 앞서 (E2)의 경우 최하단의 바닥판이 스크린이 추가됨으로 인해 그 상단과 균형이 되지 않아 생길 수 있는 문제를 해결하기 위한 것으로, 3단까지만 건류화격자로 구성하고 최하단은 스크린으로 구성하는 것이다. 이 경우 최하단에는 가스가 통과하면 스크린이 작동되지 않으므로 도면에서는 표기하지 못했으나, 하부는 (E19)의 차단판으로 차단하고, 가스는 (E18)의 옆부분의 공간을 이용하여 스크린부는 바이 패스하여 그 상단부로 공급된다. 이와 같이 하면 건류 능력은 줄어지나, 바닥판의 링크무게가 정확히 같게 할 수 있으므로 동력면이나 링크 구성면에서 유리하므로, 링크의 수를 3쌍으로 하여 6열로 하면 건류 능력문제도 해결된다.
이렇게 형성된 두 가지 다단식 건류기는 최초단이 가장 온도가 낮고 최종단은 고온의 연소가스와 직접 접촉하므로 어떠한 휘발물질도 휘발되게 되고 오일화율도 높게 되는 가장 이상적 구조가 된다. 또 후술하는 가스 열 회수 장치의 발명으로 가스가 상당량 흘러가도 괜찮으므로 직접 연소가스를 관통시키므로 매우 유리하다.
4. 재 처리장치
본 발명에서 재처리는 용융할 경우와 용융 않을 경우를 모두 고려하여 2가지로 구성되었다. 기본 구조는 열분해실의 내부 압력이 상당히 높으므로 배출시에도 이에 대한 고려가 수행되어야 하여 따라서 압력 조절은 수냉 이후에 수행된다.
(용융열 회수장치);도 20[f]
종래 용융 장치에서 용융된 회재에서 열을 회수하는 것은 사실상 불가능하므로 바로 수쇄하여 여기서 증발된 증기는 열 분해실로 투입하고 있었다. 그것은 노내압은 통상 대기압 이하이거나 수백㎜Ag수준이므로 가압된 고압 증기를 얻기가 어렵기 때문이다. 그러나, 본 발명과 같이 용융로 내를 가압하게 되면 그 외부와 압력차가 크기 때문에 용융재로부터 에너지 회수가 가능하다. 도 20[f]에서 용융재로부터 에너지를 회수하면서 압력탱크로부터 취출하는 시스템을 보여준다. 그림에서 (F1)의 용융재 투입구로부터 투입된 재는 용융 상태이기는 하지만 균질한 상태가 아니고, 일부 미연분도 남아 있을 수 있다. 따라서 (F2)의 킬른식 균질로를 통과시켜 균질화시키며, (F6)의 보조버너를 통해 연료를 일부 투입시켜 가온 하여 균질화를 촉진한다. (F2)의 균질화 킬른을 통과한 뒤 재는 수조에 떨어져 증기를 만들고 이 증기는 (F9)의 구멍을 통해 배출되면서 (F2)의 킬른 외피를 냉각시키면서 과열되어 배출된다.
열분해실과 수조부는 (F2)의 출구부에서 용융재와 버너 등 구조물에 의해 차단되며 (F8)의 실링에 의해 외피에서 차단된다. 킬른은 (F7)의 힘에 의해 구동, 지지되며, (F2)의 하단부에 설치된 턱에 의해 용융재는 일정 용융면을 이루고, 배출된다. (F12)의 수조는 (F10)의 투입구에 의해 물이 투입되고, 그것은 (F11)의 센서에 의해 조절된다. 수쇄된 재는 (F3)의 콘베어에 의해 수면보다 높이 끌어올려진 뒤 (F4)의 압력배출장치에 의해 상압으로 배출된다. (F4)의 구조는 추후 설명할 도 29[o]의 가압 충진 장치와 같은 구조로 시트를 보호하면서 실링하여 배출한다.
이와 같이 구성된 재 용융열 회수장치는 건조부에 투입할 수 있을 정도의 증기를 회수할 수 있는데, 그것은 용융재 배출부의 압력이 열 분해 시스템 중에서는 가장 높은 곳이므로 1~2㎏/㎠ 정도로 압력이 더 높고 그 정도의 압력 차이면 건조기에 투입되는 증기압과 유사한 압력의 증기를 만들 수 있기 때문이며, 시스템이 밀봉되어 있으므로 건류실 보다 약간 높은 압력을 유지시키면 (F12)의 수조내의 압력에 의해 발생된 증기의 일부는 열 분해실로 누설되나 그 정도는 건류실에서 유화용 수증기로 보충되므로 크게 문제가 되지 않는다.
(F4)의 재 배출장치는 일단 수쇄된 재를 취급하므로 온도가 낮아 취급에 유리하며, 전체 시스템을 내압 구조로 하기가 좋다.
(수중 유동상식 회재 분리 및 압력유지장치);도 21[g]
도 21[g]는 재를 용융시키지 않고 배출한 재를 처리하는 시스템이다. 용융을 하려면 재료의 내열성 등 여러 가지 문제가 따르므로 약간 복잡하더라도 저온 재료로 구성하는 것이 좋을 경우도 있다. 이 경우 사용 가능한 것이 도 21[g]의 재 분리 시스템이다. (G1)의 입구는 열분해실과 연결되어 있으므로 고압상태이다. 따라서 (G3)과 (G4)의 댐퍼에 의해 차단되며, (G4)의 댐퍼 후단은 대기압 상태가 된다. (G3), (G4)의 댐퍼는 도 29[o]와 같은 구조의 시트 보조형 댐퍼이며 교대로 작용되어 압력을 보존시킨다. (G5)는 크랏샤이며 고온 연소로 인해 일부 녹아 붙은 재와 금속을 분리시키고 조대 물질을 다시 파쇄시킨다. 크랏샤를 거친 재는 수조에 떨어지게 되며 (G6)의 물 분사 노즐에 의해 유동된다. 유동이 되는 상태에서 (G7)의 마그네트 드럼의 자석에 의해 철분이 분리되며 철분은 (G8)의 축에 의해 구동되는 (G9)의 콘베어에 의해 (G10)의 콘베어로 이송된다.
철분이 분리된 재는 물과 함께 (G11)의 킬른식 스크린에 투입되며 미세분은 물과 함께 (G12)의 침강조로 투입되고 침강된 재는 (G13)의 콘베어에 의해 (G14)로 배출된다. 조대재는 각각 크기별로 (G15)로 배출된다. (G12)를 거친 물은 (G16)의 펌프로 가압되어 재 순환되며 일부는 (G17)로 배출되어 폐수처리장으로 보내지며 급수는 (G18)로 공급되면서 스크린 작용을 돕게 된다.
이와 같이 구성된 분리기는 수증에서 유동하는 상태로 마그네트의 자기와 접하게 되므로 철분은 재와 붙어 있는 미세한 것들도 완전히 제거되며, 크기별로 분류가 되므로 조대분을 골재 등으로 쓸 수 있고 (G14)로 배출된 미세분만 중금속 등의 고려가 필요하므로 가장 염가로 재의 처리가 가능하다.
5. Falling Film형 액상 원료 건류 소각장치 ;도 22[h]
도 22[h]는 원유, 폐유 등의 증발 크랙킹에 사용하는 Falling Film형 건류장치이다. 종래의 방법은 유동상로를 이용하거나, 폐유의 크랙킹용은 소형이므로 원통형 배치식을 이용하기도 하였으나, 연소분과 증발 크랙킹 되는 부분의 명확한 한계가 없고, 크랙킹시 생성되는 char의 제거가 어려웠다. 본 발명은 건류분은 완전 건류된 후, char상태로만 연소되도록 Falling Film형 건류장치를 발명하였다. 액상원료는 (H5)의 원료 공급구로 상단의 도 23[i] 오일을 이용한 오일 회수장치에서 전 처리를 거친 뒤, 투입된다. 연소개스의 상승에 의해 형성되는 유동효과에 의해 (H5)로 공급된 오일은 그의 다공판 상에서 (H6)의 웨어에 의해 유동 높이가 유지된다. 원료는 계속 공급되므로 일부는 증발, 크랙킹 되어 개스와 함께 상부로 나가고, 나머지는 (H3)의 유도판을 거쳐 (H4)를 통해 (H1)의 원통상 벽을 따라 강하한다. (H1)의 높이를 적절히 유지하면 액체는 모두 기화되어 증발되며 (H7)의 계단형 회전로상식 스토커에는 char 및 고분자의 중질유만 들어가게 된다. (H7)에서 공급되는 산소에 의해 char는 연소되며 이 열로 크랙킹 및 증발에 필요한 열을 공급한다. 액체의 점결성이 강하여 (H1)의 벽면에 늘어붙는 경향이 강한 경우에는 (H1)의 외통까지 도 17[c]의 스토커 구동장치에 의해 회전하게 하고 그 내부에 수개의 수냉되는 고정된 스크레이퍼를 설치하여 두면 스토커의 회전에 따라 계속 청소하면서 가동할 수 있다.
이와 같이 구성된 건류로는 액상의 경우 이상적인 열 교환을 이룰 수 있고, 석탄 등을 액화하고자 할 경우, 중질유와 혼합한 COM(Coal Oil Mixture)을 만들어 투입하면 가능하고 폐유나, 저질원유도 사용 가능한 이점이 있다.
특히, 고점도의 원유를 취급할 경우, 크랙킹이 필수적으로 필요하므로 일부를 연소시켜 에너지를 사용하는 발전 시스템과 연계한다면 원유 처리 장치로서도 유용하다.
6. 고온 개스의 정제 및 열 회수
건류개스는 함유된 오일분 때문에 에너지 회수가 어려워 대부분 현열을 버리거나 크랙킹하여 오일분을 가스로 전환시키는 방법이 쓰임은 전술한 바와 같다.
본 발명은 이를 해결하기 위해, 오일로 오일을 제거하는 새로운 장치를 발명하였다.
(오일 유동을 이용한 오일 응축 및 열 회수 장치);도 23[i]
도 23[i]는 오일로 오일을 제거하는 장치의 그림이다. 이 장치는 오일을 이용한 오일 유동 유동상 베드 내에서 전열관을 이용하여 열을 흡수하면서 동시에 유동매체인 오일자체를 외부로 순환시켜 거기서도 열을 흡수함으로서 실제 열 전달 양은 두 곳이 비슷한 수준이다. 또, 전열하는 과정에서 온도가 떨어지게 되므로 그 온도에 상당하는 오일분이 응축되어 같이 배출되게 된다. 이 과정에서 분진도 같이 오일에 포착되어 배출되게 되므로, 열 교환, 집진, 오일회수가 동시에 이루어지게 된다. 다공판으로 제조된 (I1)의 건류 가스 입구 바닥판을 통해 들어온 가스는 최초로 하이드로콘 (I11)에서 배출된 재 순환오일과 유동상식으로 접촉한 뒤 최하단 의 제 1단 전열관군을 지나게 된다.
전열관군은 (I2), (I2')는 종으로 (I3), (I3')은 횡으로 교차, 배치되며, 도 23[i-3]에서 보는 바와 같이 서로 삼각배열이 되도록 배치하여 가스가 그대로 지나지 못하게 한다. 전열관에는 헤더 (I6), (I7)을 통해 급수가 공급, 배출된다.
전열관군은 다공판으로 제작된 바닥판 (I5)와 웨어 (I4)에 의해 전열관이 있는 높이까지 유동상이 형성되며, 유동매체는 (I8)의 순환오일 분사관에 의해 분사되는 오일이다.
도면에서 제 1단은 4개의 관군으로 구성한 것으로 보여주고 있으며 이 부분의 순환 오일은 폐유 또는 중유(B-C)이다.
이 부분에서는 가스온도가 600℃이상으로 높고 분진 함량도 많으므로 가능한 한 높은 온도로 에너지를 회수하기 위해 중질유를 사용한다.
최상부에서 유동되는 매체오일은 분사가 계속되므로 웨어 (I4)를 넘어 다음 단으로 내려오며, 가스는 계속 위로 올라간다. 반대로 급수는 상단에서부터 하단으로 순환시켜, 가능한 한 높은 온도 압력의 증기를 얻도록 배치한다. 최하단에서 유동용 오일은 배출되어 (I10)의 펌프를 통해 가압된 뒤 (I11)의 하이드로콘을 통해 고형분을 함유한 오일을 배출시킨다. 하이드로콘을 거친 오일은 (I12)의 이젝터를 거쳐 (I13)의 열교환기 내부에서 유동되는 구슬을 재 순환시키면서 (I13)으로 투입된다.
열교환기 (I13)튜브 내는 순환오일이 순환되며 외부는 급수가 (I6)의 급수 공급구를 통해 투입되어 증발되고, (I15)의 증기 배출구를 통해 배출된다. (I14)는 증기드럼이다. 열 교환기는 내부가 구슬이 유동되어 내부 스케일을 방지하며, 순환이 완료된 뒤 배출되는 오일에서 구슬을 제거하기 위해, (I11')의 하이드로콘을 거친 뒤, (I17)의 혼합기에서 새로이 공급되는 오일과 중화용 가성소다 용액 등과 혼합한 뒤 (I19)의 유수분리기에 투입된다.
유수 분리기에서는 중화에 의해 생성되는 소금과 물을 (I20)의 염수 배출관을 통해 배출하며, 다시 (I8)의 분사관으로 재 순환된다. 따라서 순환 유동용 오일은 (I8)에서 투입된 뒤 하단으로 흘러가면서 열과 오일분을 응축, 흡착한 뒤 (I9)의 배출관으로 배출된 뒤, (I13)에서 증기로 열을 방출하고 (I11)과 (I13)에서 정화된 뒤 재 순환되게 된다.
제 2단은 2개의 전열관군으로 형성되며 전열과 유동과정은 같다. 제 1단과 제2~5단의 열 교환 면적이 다른 것은, 제 1단은 중질유를 유동시키므로 흡열량이 많기 때문이다. 예를 들어, 상압이라면 제 1단은 입구 온도는 600℃에서 350℃까지 냉각되어 중유 부분이 회수되며 제 2단은 350℃에서 250℃로 냉각되어 경유부를, 제 3단은 250℃에서 180℃까지 냉각하여 등유를 회수한 뒤 제 4단에서 35℃까지 회수하려면 매우 저압의 증기밖에 생산할 수 없으므로 제 4단은 출구온도가 80℃ 정도까지 냉각시킨 뒤, 후단의 세정단으로 보낸다. 실제로는 건류단과 회수단 모두 고압하에서 가동하므로 그 압력만큼 더 높은 온도에서 에너지 회수가 가능하며, 건류실 압력을 20㎏/㎠ 이라 하고 가정하면 최종 냉각부도 에너지 회수가 가능하며 그것은 건류 개스 중에 함유된 수증기에서도 15㎏/㎠이상의 증기를 얻을 수 있고, 휘발유가 응축되는 온도도 35℃에서 140℃까지 상승하기 때문이다.
제2단도 도 23[i-1]에서 보이는 것과 같은 구조이며, 제 2단의 (I11)의 하이드로콘에서 배출된 것은 제 1단의 (I18), 폐유 공급구로 투입되며, 제 3단은 제 2단으로 공급되는 것만 다르며, 2~4단의 오일은 외부로 배출시켜 판매할 수 있다. 각 단별 열 교환기 군수는 설계에 따라 조절될 수도 있다. 고온의 오일에서 열을 회수하는 다른 한 방법이 도 23[i-2]에 예시되어 있으며, 그것은 물과 기름을 직접 접촉시키는 방법이다. (I9)에서 배출된 오일은 고온이지만 압력은 낮다. 따라서 (I10')의 펌프를 통해 압력을 상승시킨 뒤 (I22)의 1차 증발관에 투입된다. 관의 하부에서 (I6')의 급수 공급구를 통해 급수시키면, 오일과 물이 직접 접촉하므로 물이 증발되고, 물은 증기로 (I15)의 증기출구로 배출되고 오일은 (I25)의 오일 배출구를 통해 다음 단으로 투입된다. 이 과정에서 물 속에 가성소다 등을 주입하면 오일속의 염소(Cl)분과 반응하여 소금이 되게 되며 이것은 (I20)의 염수 배출관을 통해 배출시켜 처리한다.
1단의 접촉만으로는 증기압이 보유열에 비해 너무 낮게 회수되므로 2단은 1단보다 압력을 낮추어 증기를 회수하고 3단은 2단보다 더 내린다. 이렇게 하면 600℃정도로 배출된 오일을 300℃정도까지 내리면서 초고압의 증기에서부터 300℃ 85㎏/㎠정도의 증기까지 회수할 수 있다. 도 23[i-2]를 최상단에 예시하였으나, 실제로는 도 23[i-2]의 방법은 휘발성이 가장 적은 제 1단의 중질유에 가장 이용하기 좋고 2~4단은 도 23[i-1]의 간접접촉 방법이 더 좋으나, 예시의 편의상 상단에 보였다.
이렇게 구성된 열 및 오일회수장치는 오일순환 펌프와 급수순환 펌프를 각각 단별로 설치해야하는 단점이 있으나, 기존 방식에서는 불가능한 건류 가스로부터 열과 오일을 회수함과 동시에 분진이 제거된다.
또 직접 접촉과 유동상 효과에 의해 종래 가스-액체(Gas to Liquid)방식에 비해 전열효과가 10배 이상 좋아지게 되므로 전열면적이 전체적으로 1/10이하로 줄어진다. 뿐만 아니라, 기름에 쌓여 전열되는 형식이 되므로 부식의 우려도 적다.
(세정 및 냉각에 의한 오일 정제 및 휘발유 회수 시스템);도 24[j]
도 24[j]는 최종오일정제 냉각장치로서, 세정탑 (J1)과 냉각탑 (J13) 및 순환장치와 분리장치들을 구성된다.
앞서의 열 회수장치 도 23[i]를 거친 가스는 상압 기준 80℃이하로 냉각된 뒤 본 장치에 투입된다. 여기서도 유동상 원리와 직접 접촉과 간접접촉을 동시 수행하는 것은 같으나, 여기서는 에너지를 일부 폐기하고 유동매체가 물인 것이 다르다. (J2)의 물차단판은 가스는 상부로 투입되게 하고, 물은 밖으로 배출되게 한다. 가스는 하부에서 올라와 (J3)의 다공판을 통해 물과 접촉한 뒤 (J5)의 미스트 제거장치를 거쳐 (J3)로 배출된다.
한편 물은 (J4)의 노즐로 공급되어 아래로 떨어지면서 응축 가능한 휘발유 성분과 기타 불순물을 응축, 흡착한 뒤 (J19)의 순환수 배출구로 배출되어 (J7)의 펌프로 압축된다. 펌프를 지난 물은 (J8)의 열 교환기에서 최대한 열을 회수한 뒤 (J9)의 경질유 분리용 하이드로콘에 투입된다. 여기서 휘발유 분은 하이드로콘의 상부로 배출되고 물은 하부로 배출되어 다음의 고형물 분리 하이드로콘 (J10)에 투입된다. 여기에서 물에 포집된 고형물과, 가성소다와 반응한 소금분 망초등이 (J12)의 고형물 배출구로 배출된다. (J12)의 배출물은 폐수처리장으로 보내거나, 앞의 도 23[i]의 최초단 (I18)의 폐유공급구로 이송된다.
하이드로콘 (J10)의 상단부로 배출되는 물은 (J13)의 냉각탑을 통과하며 (J1)의 세정탑은 내부압이 높으므로 (J14)와 같이 튜브 내로 물을 흘리고, 하부로부터 (J17)의 송풍기를 통해 공기를 공급하고 상부로부터 (J7')의 순환 펌프를 통해 (J15)의 노즐을 통해 물을 분사하여 가능한 한 온도가 낮게 냉각시키도록 한 다음 (J5')의 미스트 제거장치를 거친 뒤, 공기는(J17)의 배출구를 통해 배출되고, 순환수는 냉각관 (J14)를 거친 뒤 (J4)로 재투입된다.
이 과정에서 가스는 최종 정제되며, 염소(Cl), 유황(S)등의 산성 불순물은 알칼리에 의해 중화 포집되며, 휘발유분이 최종 응축, 회수된다.
그러나 건류실 도 19[e]의 압력이 10㎏/㎠이상으로 유지되면 에너지를 버리는 (J13)의 냉각탑은 다른 용도로 사용할 수 있다. 그것은 오일 온도에 의해 100℃이상의 증기나 온수 형태로 회수할 수 있으며 그 경우 (J13)은 앞서의 (J8), 열 교환기를 2단으로 설치하여 전단에서는 고압증기를 후단에서는 최저압 증기를 회수하면 된다. 따라서, (J13)의 냉각탑은 휘발유나 응축 온도가 낮은 부탄이나 프로판 가스 등을 회수하는 용도로 사용될 수 있다.
도 24[j-1]에 새로운 세정탑의 구조를 보여준다. 일반적인 세정탑은 FRP 탱크 내에 팩킹을 충진하여 사용하나, 이 경우 팩킹의 청소가 필요하고, 상당 기간 후에는 성능이 저하된다.
이에 대한 대체품으로서 증류탑 등에 많이 사용되는 다공판을 이용한 방법이 있다. 이것은 다공판을 여러 단 설치하고 가스와 액체는 향류 접촉시키던가, 가스와 액체를 수직 접촉시키고 액체는 첫 단에서 다음 단으로 연속하여 흘러가게 하는 방법이다. 이 때, 대형의 경우, 액체의 불균형에 의해 액체가 없는 곳으로만 가스가 흘러감으로서 액체와 기체의 접촉이 나빠지게 된다. 도 24[j-1]은 이를 방지하기 이해 여러 개의 원통으로 구성된 다공판을 도 24[j-3]에 예시한 방법으로 사출 등의 방법으로 성형한 뒤 각 원통 유닛 1개마다 노즐을 구비한 것이다. 이 경우, 최초 단에 뿌려주면, 그 물을 계속 하단으로 내려가면서 유동상 방식으로 가스와 접촉하면서 불순물을 응축시키고 가스로부터 열을 흡수하여 최 하단부에서는 가장 높은 온도를 얻게 된다.
그 구성 유닛을 도 24[j-3]에 예시하였으며, 장치는 원통형 외부에 같은 모양의 것이 조립될 수 있도록 테이퍼를 주어 제작한다. 이 테이퍼는 사출 성형시 금형에서 제품이 빠져 나올 수 있는 경사부 역할과, 아래 유닛의 20~30㎜정도가 위 유닛과 겹쳐 조립되게 하는 역할을 한다. 유닛의 바닥은 다공판으로 성형하고 원통을 밀봉되게 한다.
도 24[j-3]하단에서 유닛의 조립 상세를 보여주고 있다. 유닛은 서로 반대 방향으로 연속하여 6~8단 정도로 조립되며, 도 24[j-3]의 아래 그림은 2개가 서로 조립된 예이고 본체 그림에서 5개가 조립된 것을 예시하고 있다. 물을 ⓦpass를 따라 흘러가며 (J32)의 홈을 통해 상단에서 내려온 물은 (J35)로 들어가 다공판 상에서 유동된다.
이 유동 높이는 (J31)의 웨어에 의해 정해지며, 웨어를 넘은 물을 다시 하단부 (J32)로 홈을 통해 다음 단으로 들어간다. 따라서 a`로 표시된 부분은 연속 조립될 때는 (J34)의 판으로 막혀서 물이 내려오지 못하나, 최 하단부 a`은 막히는 부분이 없으므로 별도로 막아야 하나, 최하단부에 유닛의 지지용 구조물을 이 부분에 설치하면 이러한 문제는 해결된다.
(J27)의 케이싱은 조립시에는 아래쪽 유닛의 원주 속에 위쪽 유닛이 들어가 조립되며 조립 높이는 (J33)의 리브에 의해 정해지며, 이 리브는 (J27)의 케이싱을 (J28)의 외곽 보호 리브와 함께 보강한다.
또, 바닥판은 리브 (J30)에 의해 보강하여, 바닥판의 재료가 얇아도 충분히 견딜 수 있게 하고, 트인 부분의 한쪽 윗면은 막고 한쪽은 물이 내려가는 경로를 구성하게 하여 조립시 서로 치합되게 함으로서 1개의 금형으로 모두를 조립할 수 있게 한다.
이와 같이 제조된 다공 유닛은 직경 800㎜정도의 적은 유닛으로 구성되어 있고, 각각의 유닛은 별도의 노즐로 급수하므로 급수량의 편차가 조금 있어도 한쪽으로만 쏠리는 현상은 없다.
또, 내열성 열연화성 수지나 열 경화성 수지로 사출 성형제작이 가능하므로 제작 단가가 싸고 공정이 매우 빠르다.
이 장치는 집진 만을 목적으로 한 세정탑에도 적용가능하지만, 1단에서부터 물이 차례로 데워져 하단부의 온도가 가장 높은 특성을 이용하여 제지 공장의 후드 폐열의 회수 등 가스로부터 열 회수장치로도 가능하고, 가스 중의 유해성분을 흡착하는 흡착탑으로도 사용 가능하다. 이 모든 역할을 모은 것이 본 발명과 같이 흡착, 집진, 열 회수를 겸한 것이며, 휘발유분 응축회수, 분진최종제거, 산성분(황, 염소) 흡착제거, 에너지 회수 등 모든 역할이 동시에 수행된다.
도 24[j-2]는 냉각탑으로 보내어 버리는 온 폐수에서 온수를 회수하는 시스템이다. 종래에도 한쪽에서 온 폐수를 증발시키면서 흘리고 다른 쪽에서 응축시켜 온수를 제조하는 장치가 있었으나, 1단으로 하기 때문에 높은 온도를 얻을 수가 없어, 온수가 가진 열을 충분히 흡수할 수가 없었다. 그 이유는 탱크 내에 압력은 온 폐수의 배출온도나, 제조되는 유량이 같은 경우 그 평균온도 이상의 온도는 얻을 수 없다. 따라서 40℃의 폐수로 15℃의 냉수를 가열할 때 유량이 같을 경우, 27.5℃ 이상의 온도는 얻을 수 없다.
본 발명에서는 이를 해결하기 위해, 증기 브로워를 설치하고 여러 단으로 나누어 설치함으로서 열 교환온도가 최대한 높아질 수 있도록 하였다. 도 24[j-2]에서 좌측 (J21) 4개의 탱크는 온 폐수 증발탱크이며, 우측 4개 (J22)는 냉수측 응축탱크이다. 그림에서는 4개로 예시하였으나, 물론 단수는 조절될 수 있다.
좌우의 탱크는 온 폐수의 온도가 가장 높은 곳과, 냉수측의 온도가 가장 높은 곳이 짝 지워져서 온도가 가장 높은 곳에서 가장 높은 곳으로, 가장 낮은 폐수 배출측에서 가장 낮은 급수 입구로 송기된다. 여기에 설치된 증기 브로워는 증기를 압축하는 개념이 될 수도 있고, 단순히 증기의 흐름을 확실히 해 두는 정도로 그쳐도 되며, 냉수측의 열교환이 간접 접촉으로 수행되는 경우는 배치상 생략될 수도 있다.
한편 폐수측은 상단부의 증발 압력이 높으므로 (J23)의 U 튜브로만 차단하여도 자체 압력 차이와 높이 차이로 노즐과 배관의 압력 손실을 극복하고 충분히 흘러간다. 따라서 최상단에서부터 차례로 흘러 내려가 최 하단부에 가게되며, 최 하단부에서는 이 시스템 내부가 진공이 걸리거나 가장 낮은 압력이므로 펌프 (J7`)에 의해 압축되어 (J4)로 재 순환된다.
한편 제조용 급수는 상단부 (J26)의 급수입구로 투입되어 첫 번째 탱크에서 예열된 뒤, 하단부로 흘러가 최종적으로 (J25)로 배출된다. 여기서는 하단부가 압력이 가장 높으므로 그 압력차를 극복하고 물이 내려가기 위해서는 (J7``)과 같이 펌프를 설치하던가, 상부와 하부의 탱크 높이를 많이 벌려, 자연 수두차에 의해 내려가게 할 수 있다. 대형일 경우, 탑의 높이를 높게 하여 충분한 높이 차를 주어 자연 낙하시키는 것이 좋고 소형일 경우, 콤팩트하게 되도록 펌프를 구동하는 것이, 좋다 하겠다.
U 튜브는 압력차에 의한 증기 누설방지 역할이므로 어느 경우든 필요하다. 또 하단부에서 발생된 비응축성 가스는 상단부로 보내지며 최 상단부에서는 시스템의 진공유지를 위해 진공펌프로 보내어진다. 냉수측의 열 교환은 급수의 수질을 매우 높게 유지할 필요가 있거나 증발되는 폐수측에 용제, 유기물 등의 함량이 높아 문제가 될 경우, 간접 접촉방식의 재래식 열 교환기를 설치할 수도 있으며, 이 경우는 폐수측만 단을 설치하고 냉수측은 간접 접촉식 직렬 열 교환기로 구성한다.
그림에서는 (J13)의 냉각탑과 도 24[j-2]의 온수제조시스템을 동시에 예시하였으나, 둘은 서로 선택적으로 사용된다. 즉, 도 24[j-2]의 시스템이 있을 경우, 냉각탑 시스템은 불필요하고 그 반대도 같다. 다만 시스템의 안정성 확보를 위해 여름, 겨울의 가동방법을 바꾸는 경우 등은 병설할 수도 있다.
이와 같이 구성된 온수 열 회수 시스템은 단수를 많이 하면 일반 열 교환기 보다 훨씬 좋은 효율을 얻을 수 있으며, 단 사이의 높이를 충분히 띄울 수 있는 경우 펌프 등을 생략할 수 있어 시스템 또한 간단해진다.
또, 증기 브로워의 압축비를 높이면 MVR 시스템으로 되며, 이 경우에도 최대의 효율을 얻을 수 있다.
7. 다중선회류 가스 연소장치 ;도 25[k]
본 발명에서 생산되는 가스는 완전 정제된 고압 상태이므로 최선의 이용방법은 가스터빈에 투입하여 발전한 뒤 복합 사이클을 이용하는 것이다. 도 25[k]는 직접 연소할 경우 연소를 위한 버너의 구성을 보여주고 있으며 가스터빈이나 일반 보일러에 모두 적용할 수 있다. 연소를 위한 최적 조건은 강력한 혼합과 연소온도인데 종래의 방법은 가스와 공기는 별도로 공급되고 와류를 이용하여 노내에서 혼합되게 하는 것이 일반적이다.
근래에는 MIT 대학의 Be'er 교수의 이론에 따라, 동심원을 중심으로 1열씩 서로 반대로 선회되게 하는 다중선회 방법이 선호되고 있고 실제 적용되는 곳도 많으나, 연료와 공기를 완전 혼합시키기에는 공기 공급구와 연료 공급구가 별도로 있고, 고정 날개에 의존하여 선회를 얻으므로 선회강도의 조정이 불가능한 등 문제점이 있다.
도 25[k]는 이러한 문제점 해결을 위해 공기와 가스가 최단 거리에서 혼합되고, 선회의 방향을 동심원 축에서 1단씩 서로 반대로 되게 함으로서 혼합을 최대한 강력하게 한 연소장치이다.
도 25[k]에서 (K1)은 연소실 케이싱이며 수냉된다. 가스는 가스입구를 통해 공급되며, 공기는 (K7)의 공기입구로 투입된다. 공기는 일반공기를 사용할 수도 있지만 산소부화공기 또는 순산소를 사용할 수도 있다.
공기와 가스는 (K9)의 구획판에 의해 동심원으로 구획되며,
공기는 튜브(K3)의 내부를 통과한 뒤 (K2)의 노즐구멍으로 배출된다.
도 25[k-4]는 이 노즐의 단면 상세를 보여주며, (K3)의 공기관은 (K5)의 부싱에 의해 지지되며, (K16)의 링크에 의해 각도가 조정된다.
(K9)는 최외각부의 구획판이며 (K9')는 안쪽,( K9'')은 가장 안쪽의 구획판이다. 각각의 공기관은 도 24[k-4]와 같이 2개소가 구획판에 의해 지지되며 1개의 (K16) 각도조절 링크를 갖는다.
노즐 (K2)는 비행기 날개와 같은 형상을 가져 공기를 분출하면서 가스의 방향을 조절하여 선회강도를 조절한다. 연소량이 많아지면 선회강도를 줄여 화염의 길이를 길게 하고, 연소량이 적으면 강도를 높여 화염길이를 짧게 하여 완전연소를 기하도록 함은 공지의 방법을 이용한다. 이를 위해 (K2)의 노즐의 배치방향은 도 24[k-2]의 펼친 도면에 보이는바와 같이 제1열과 제2열은 반대방향으로 배치하여 각 열은 서로 반대방향으로 선회된다. 실제로 제1열 (K10)은 동심원의 가장 안쪽이므로 예시된 것은 6개 정도이고 제 2열(K11)은 12개, 제3열(K12)은 18개, (K13)은 24개, (K14)는 30개, (K15)는 36개등으로 외곽으로 갈수록 노즐숫자를 늘려 공기 량을 많게 하고 가스의 주입간격이 균일하도록 한다. 또, 선회강도 조절을 위해 날개의 방향을 약간씩 조정할 수 있어야 되며, (K16)의 링크에 회전에 의해 수행된다.
(K16)의 각도조절 링크는 (K17)의 구동장치에 의해 구동되며 그림에서는 간략히 예시하였으나, 각각의 열은 구동방향이 서로 반대이나, 홀수 열과 짝수 열 각각은 같은 방향이므로 1개의 링크에 의해 작동 가능하다.
이 기술의 다른 이용 처로는 순수가스 연료의 연소기로서도 사용할 수 있으며 이 경우 가스와 공기의 공급구를 서로 바꾸어 사용할 수도 있다. 그것은 가스의 경우 공급압력이 비교적 높으므로 공기압축동력을 절약하여, (K2)의 노즐로 가스를 분사시키고 (K8)의 가스 입구로 공기를 공급하여도 충분하기 때문이다. 미 설명부호 (K6)는 보조연료용 버너이며, 점화 및 노내 온도가 너무 낮을 경우 사용되며, 선회방향은 제1단 노즐과 반대로 설정된다.
이와 같이 구성된 버너는 가스의 가압 없이 공기압력을 높여 공기분사속도로서 가스와 공기의 혼합을 촉진시키면서 선회강도를 높일 수 있다. 또 가스와 산소가 가장 짧은 거리에서 완전 혼합되어 완전연소가 가능하고, 원통상 연소실이라면 넓은 연소실 면적을 교축(THROTTLE)없이 버너로 커버할 수 있어 2차 연소실 뿐 아니라 가스연소용 버너로서는 최선이라 할 수 있으며, 선회강도는 조정이 가능하므로 부하 변동 시에도 완전연소가 가능하다.
8. 충진재 순환형 발생증기세정장치 ;도 26[l]
본 발명에서 목표로 하는 고압증발 건조장치에서는 건조, 증발 자체에 목적이 있으나, 증발된 증기를 응축시켜 이를 재 이용하거나, 별도 처리 없이 폐기하는 것도 중요하다. 실제로 추후 논의하는 실시 예 9의 폐수처리 장치의 경우는 폐수를 증발 응축하여 정제하는 것이 목표이다. 따라서, 건조물이나 폐수에서 증발된 증기를 응축한 응축수의 수질도 매우 중요하다. 응축수의 수질은 증발시 발생된 미스트와 분진, 거품 등이 비산하여 응축단에서 응축되면 미량이라도 급격히 수질이 저하된다.
따라서 증기의 질을 높일 필요가 있으며 그 방법이 도 26[l]의 증기세정장치이다. 그림에서 증기는 (L9)로 공급된 뒤 (L10)로 배출되며, (L2)와 (L4)의 경사판사이에 충진된 (L4)의 팩킹용 구슬에 의해 분진, 미스트 등은 제거된다. (L4)의 구슬은 (L5)의 진동판에 의해 일정량씩 바닥으로 떨어지며, 이 구슬은 (L7)의 펌프에 의해 순환되는 물에 의해 세정되면서 (L6)의 하이드로콘에 공급된다. (L6)에서 구슬은 바닥으로 떨어지고 물은 펌프로 재 순환된다. 펌프에서 (L11)의 폐수출구로 일부를 버리며, 그 버린 양만큼 (L12)에서 보충된다. 하이드로콘에 의해 분리된 구슬은 (L8)의 콘베어로 상부로 이송되고, 상단부로 재투입되며 상단부에서는 구슬과 함께 물도 순환 분사된다.
(L8)의 콘베어는 나사식 콘베어가 가장 편리하나, 용량에 따라 버켓식이나 이젝터식 등 다른 방식도 가능하다. 또 소형의 경우 (L5), (L6), (L8)등의 청소장치는 생략 가능하다. 실제로는 (L1)의 본체는 도 26[L-1]에 보이는 바와 같이 원통형 압력 용기 내에 설치되게 되며, 내부의 압력에 따라 물의 온도도 조절되므로 추가로 증발되는 것은 없다. 또 증기 중 불순물을 검사하여 이와 반응 할 수 있는 알칼리나 산을 (L12)의 보충수와 함께 투입할 수도 있다. 이렇게 구성된 증기세정장치는 팩킹 막힘 현상이 없이 연속 가동할 수 있으며 증기에는 비 응축성 가스와 순수 증기만 함유하게 되므로 후단에서 응축된 응축수의 수질이 공업용수로 쓰기에는 충분한 수준이 된다.
9. 유동상식 증발장치 및 압력에너지 회수
(이젝터 주입형 유동상 증발장치);도 27[m]
도 27[m]은 폐수를 증발시키기 위한 증발장치로서, 전술한 바와 같이 폐수의 증발도 역다중 효용관으로 이용할 수 있는바 그 증발을 위해서는 내부 스케일의 제거가 필수적이다. 이를 위해 최근 많이 사용되는 것이 유동상식 자체 청소 가능한 열 교환장치이며 유동매체의 순환방법에는 다양한 방식이 있다. 도 27[m]은 이러한 폐수증발장치에서 구슬순환과 분리를 위한 발명을 예시한다.
유동상 증발장치는 자체 청소가 되고, 중력만으로도 구슬은 재 순환되나, 순환력이 부족하며, 폐수를 취급할 경우 계속 농축되게 되므로 일부는 빼내어서 건조 장치 등으로 배출시켜야 한다. 본 발명은 이를 위해 2개의 이젝터를 써서 이 문제를 해결하였다. 그림에서 (M11)의 폐수입구를 통해 폐수는 공급되며 (M10)의 이젝터에 의해 (M8)의 하이드로콘에서 포집된 구슬과 함께 공급되고, 폐수 압력을 줄이기 위해 병렬로 운영된다. 따라서, 구슬 재순환용 이젝터는 주 이젝터(M4)의 측면에 공급하여 다른 폐수와 섞임 없이 바로 강하되도록 배치하고, (M4)의 이젝터에 의해 열 교환기 내부에서 계속 구슬을 순환시킨다. 열 교환기는 (M1)의 케이싱과 (M2)의 전열관 사이에 (M13)의 증기 공급구로부터 증기가 공급되며, 구슬과 폐수는 (M3)의 강하관으로 강하한 뒤 재 상승되면서 열 교환된다. 열교환되어 응축된 응축수는 (M14)로 배출되고 비응축성 가스는 (M15)로 배출된다. (M15)는 순수증기를 사용할 경우는 불필요하나, 폐수나 건조기로부터 증발된 증기를 이용하는 경우 필수적이며, 연소실로 보내어 소각해야 한다. 증기는 증기드럼(M5)에서 발생되어 미스트제거장치(M6)를 거쳐 (M7)로 배출된다. 한편, 폐수중의 일부는 (M8)의 하이드로콘으로 배출되어 구슬 등의 유동매체는 (M10)으로 재 순환시키고 남은 찌꺼기는 (M9)로 배출되어 건조기나 필터 프레스 등 폐수처리설비로 송출된다.
이와 같이 구성된 열 교환기는 폐수 등을 막힘 없이 열 교환할 수 있고 공급되는 폐수압력에 의해 구동되는 이젝터에 의해 유동매체가 계속 순환할 수 있게 된다.(응축수 에너지 회수장치);도 28[n]
응축수 출구(M14)로부터 배출되는 응축수는 고온, 고압이므로 이들을 동시에 회수할 필요가 있다. 도 28[n]은 이 압력과 온도를 동시에 회수하는 장치이다. 도 28[n]에서 (N1)은 도 27[m]의 (M14)로부터 배출되는 응축수가 연결되며 (N2)의 열 교환기에 의해 열에너지를 회수하고, (N5)의 터빈으로 공급되어 터빈을 회전시킨 뒤 (N6)으로 배출된다. 터빈에 의한 구동에너지는 펌프(N3)로 전달되며 급수입구(N4)로부터 공급되는 급수를 압축하며 열 교환기를 거쳐 (N7)로 본체로 공급된다. 이와 같은 압력에너지 회수장치는 소형일 경우에는 경제성이 떨어지지만 에너지량이 많으면 충분한 경제성을 얻을 수 있다.
10. 시트 보호식 고압충진 시스템 ;도 29[o]
본 발명에서 구상하는 건조 및 열분해시스템은 고압 가동을 목표로 하고 있는 바 고압용기 내로 고형물을 투입하여야 한다.
도 29[o]는 이를 위한 장치로서 공지의 2단 공급 방법을 이용하고 있다. 고압 충진을 위해서는 밀봉이 가장 큰 문제이며 이를 위해서는 시트와 댐퍼의 접촉이 완전하고 시트 전체 면의 누르는 압력이 동일해야 한다. 따라서 시트의 보호가 매우 중요하며 조그마한 이물질도 시트면에 있어서는 안 된다. 본 발명에서는 이를 위해 시트 보호판(O7)을 구성하고, 이를 힌지(O8)와 구동암(O9)에 의해 사진기의 셔터동작과 같은 원리로 구동되게 하였다.
도 29[o]의 view A와 B는 각각 보호 댐퍼를 연 경우와 닫은 경우를 확대한 것으로 도 29[o] view A에서 구동암(O9)을 위로 당기면 보호 댐퍼는 열리게 되며, 반대로 밀게되면 도 29[o] view B와 같이 닫히게 된다. 이 보호 댐퍼는 밀봉용이 아니고 (O6)의 시트를 보호하는 목적이므로 닫을 경우 완전히 닫힐 필요는 없고 도view 29[o]의 B와 같이 약간의 공간은 남으나 열 경우는 도 29[o]의 A와 같이 시트를 보호하고 고형물이 흘러가는 면적을 가능한 한 크게 하여야 하므로 완전히 밀착시킨다. 한편 주 댐퍼판(O3)은 구동암(O5)에 의해서 구동되며, (O5)는 댐퍼판 중앙부에 정확히 설치하여 (O5)가 닫힐 경우 사방에 눌리는 압력이 같게 한다. (O7,O8,O9)는 축과 직각보다 약간 큰 각으로 경사지게 설치하여 (O7')과 같이 닫힌 경우 바닥이 주 댐퍼판(O3)과 닿지 않도록 설치한다. 시스템의 구동은 2차 댐퍼를 닫고 1차를 열어 강하시킨 뒤 1차를 다시 닫고, 2차를 열어 바닥으로 떨어뜨린 후 2차 댐퍼를 다시 닫은 다음 1차를 여는 공지의 방법에 시트 보호 댐퍼를 추가하여 구동하는 형식이 된다. 2차 호퍼(O2)를 지난 쓰레기는 바닥에 설치된 푸셔(O10)에 의해 배출되며 유압실린더(O11)에 의해 구동된다. 시스템 전체는 내압이 되어야 하므로 연결구(O12)는 완전 밀봉상태이어야 한다. 본 투입 장치를 건조기 전단에 사용할 경우 배출되는 기체가 수증기이므로 문제가 될 것이 없으나 후술하는 실시 예 6과 같이 타이어 등 건조가 불필요한 고체를 취급할 경우 가스가 배출되게 되므로 폭팔, 냄새 등 문제가 생기게 된다. 이를 위한 것이 (O13)과 (O14)의 증기 배출 공급밸브이다. 2차 댐퍼를 닫은 뒤 1차 댐퍼를 열기 전 (O14)를 열어 증기를 공급시키면서 (O13)을 열어 가스를 배출하면 (O1)의 호퍼내부에는 증기만 남게된다. (O13)에서 배출되는 증기와 가스의 혼합물은 가능한 한 열 분해실 하단으로 공급하는 것이 좋으므로 열 분해실 보다 조금 높은 압력의 증기를 공급하여 가동시킨다. 댐퍼를 가동하는 축 (O4)용의 구동용 실린더 등이 필요하나 도면에서는 생략하였다.
이와 같이 구성된 댐퍼는 시트의 오염염려가 없고 항상 청소되면서 가동되므로 아무리 고압용기 내라도 고형분의 충진이 가능하며, 타이어 등 대형물질도 크기만 적절하면 문제가 없다. 또 연소실이나 건류실들과 직접 접속하여도 증기 스위퍼가 있어 안전하게 작동시킬 수 있다.
11. 스파이럴관을 이용한 열 회수장치 ;도 30[p]
가스와 물을 전열시키는 수관 보일러에서 전열관과 가스흐름을 수직으로 배치하는 것이 열 교환 성능이 최대가 됨은 공지의 사실이다. 이를 위해 종래 기술은 관을 지그재그로 절곡 하거나, 관을 W자, L자 등 여러 가지 방식으로 배열하거나, 전체수관을 모두 수직으로 배열하고 가스가 수평으로 지나게 하든가 하여 가스흐름과 수관측이 90도에 가깝게 되도록 노력하고 있다.
본 발명에서는 이의 한 방법으로 수관과 가스가 최대한 90도에 가깝게 교차하고 물의 자체증발에 의한 비중에 의해 자연 순환력을 증대시키면서 청소 또한 쉬운 스파이럴식 열 교환장치를 발명하였다. 도 30[p]에서 전열관(P2)는 안쪽에서부터 1열씩 코일식으로 제작되어 5개 열을 예시하고 있다. 관군은 각각 코일식으로 제작되어 (P7)의 구획판에 의해 지지되면서 가스흐름이 구획된다. 가스는 (P2)의 입구로 들어와서 (P3)의 출구로 배출되며 나선각도 차이 외에는 거의 수직으로 수관과 접촉되어 전열한다. 코일상의 튜브는 코일의 지름이 적을 경우 가공이 어렵기 때문에 일부러 좀 더 크게 하여 사람이 들어가서 청소 등 작업이 가능하도록 700~800mm 정도를 비워두고 그 다음부터 전열관을 배치한다. 또 내부에는 프레임(P10)에 의지하여 (P7)을 연결시키고 내부 케이싱(P11)은 부분별로 조립하여 분리 가능하게 함으로서 손으로 청소가 가능하게 한다. 한편 외부는 지지프레임(P8)과 (P7)을 용접시킨 뒤 케이싱(P9)을 조립하여 부착하여 (P9)를 떼어낸 다음 청소가 가능하게 하고, 상부에는 수트부로워를 설치하여 가동 중에도 청소가 가능하게 한다. (P14)는 증기 입구이며 (P15)는 로타리 조인트이다. (P13)은 노즐이며, 원형회전운동만 있으면 되므로 로타리 조인트(P15)와 노즐(P13)의 분출력에 의해 스프링 쿨러와 같이 자체 회전할 수 있게 하면 구동상 복잡함도 없어진다. (P13)은 좌우 균형 되게 하되, 전열면의 절반씩 분할하여 강력하게 분출되어도 증기소비량은 적도록 배치한다. 급수는 (P5)의 헤더를 통해 각 열의 전열관 하부로 공급되며 (P6)의 헤더를 통해 배출된다. 미설명 부호 (P12)는 내부 케이싱의 누설이 있어도 전열에 크게 지장이 없도록 상하에 뚜껑을 씌워 가스흐름을 차단하는 역할이고, (P4)는 재를 떨어뜨린 뒤 (P3)으로 가스가 배출되게 하는 재 호퍼이다.
이렇게 형성된 보일러는 부분별로 교체가 어려운 단점은 있으나 전체 크기가 매우 콤팩트하고 청소와 전열이 가장 이상적이므로 많은 전열면적이 필요한 폐열 보일러 등에 최적이다. 부분별 교체가 어려운 점은 본 발명의 콤팩트한 이점을 살려 전체를 교체하고 공장으로 운송 후 수리하면 가능하므로 크게 문제가 되지 않는다.
12. 다단흡착 분리식 산소 제조장치와 로타리 밸브 ;도 31[q]
재용융과 건류 시스템에서 산소부화 및 순산소사용은 거의 보편화되고 있으며 산소제조 시스템은 주로 PSA방식에 의존하고 있다. PSA 방식은 압력을 이용하는 것이기 때문에 소비동력은 모두 공기 압축기와 진공펌프에 소비된다. 최근의 동향은 2㎏/㎠ 정도의 저압으로 흡착시키는 것이 일반적이며 배출은 150Torr 정도의 진공을 걸어 질소를 탈착한다. 에너지소비를 분석하여보면 대부분 2통식을 사용하여 배출시 최초의 공기압(2㎏/㎠에서 대기압 까지)의 압력에너지는 버리며, 진공을 거는 과정에서도 대기압 760Torr에서 150Torr 까지의 압축비는 매우 커서 최초에는 압축비가 낮으나, 최후에는 760/150 = 5.06으로 압축비가 약 5에 달하므로 일반적인 원심압축기나 스크류 압축기 등으로는 불가능하므로 보통 수봉식이나 유봉식의 용적형 펌프가 사용된다. 따라서 효율이 낮기 때문에 전체 소비동력의 절반정도가 진공펌프가 차지한다.
본 발명은 이러한 문제 해결을 위해 탱크 내에 보유된 압력에너지를 회수하고 진공펌프를 다단으로 설치하여 진공펌프동력을 최소화하기 위한 장치를 발명하였다.
도 31[q]에서 도 31[q-1]은 본 발명이 구현하고자 하는 시스템으로 설명의 편의를 위해 6개의 단으로 구분한 것으로 예시하였다. PSA 탱크는 6개의 탱크로 분할되어 장착되며, 1단에서 압축기로부터 압축되어 오는 공기를 흡착하기 시작하여 3단에서 산소 사용 처로 보낸다. 이 과정에서 공기는 2단, 3단에서 점차 높은 순도로 배출된다. 한편 4단~6단은 탈착시키는 과정으로 4단이 가장 고진공이 걸리므로 1차 진공펌프로 투입되며 5단은 4단에서 압축된 질소와 함께 2차 진공펌프로 투입되어 대기로 방출된다. 또 6단 탱크는 고압에서 바로 방출되는 것이므로 노즐을 통해 터빈을 구동한 뒤, 대기로 방출하여 탱크내의 압력을 대기압까지 이용한다. 물론 용량이 적을 경우 6의 터빈은 생략될 수 있다. 일정시간이 지난 뒤 탱크를 (Q1)을 (Q2)로, (Q6)을 (Q1)로 교체하면 가장 잘 청소된 (Q4)가 흡착 최종단이 되고 연속 공정이 가능해진다. 따라서 6개의 탱크를 이용하는 경우 진공펌프는 2단 터빈은 1단으로 구성되며, 탱크의 수를 늘려 12단 정도가 되면 4개의 탱크는 흡착, 6개는 진공펌프로 2개는 터빈으로 연결하여 동력소비를 줄일 수 있다. 순수하게 다단 원심 진공펌프를 이용하기 위해서는 탱크를 12단 정도로 구성하며 원심식 진공 펌프로 6단정도로 압축하면 적절하다.
상기 목표를 이루기 위해서는 특별한 밸브 시스템이 필요한 바, 도 31[q-2]에서 보는 바와 같이 연속적으로 서로 전환되는 밸브가 필요하다. 도21[q-2]의 탱크(Q1)에서 배출되는 산소는 밸브를 통과한 뒤 (Q2)로 가서 (Q2)에서 배출된 다음 다시 밸브를 통과하여 (Q3)으로 들어가고 다시 (Q3)에서 밸브를 통과하여 사용처로 공급되며 (Q4)~(Q6)은 입구는 막히며 출구는 밸브를 거친 뒤 (Q4)는 1차 진공 펌프로 Q5는 2차 진공펌프로 연결되고 (Q6)은 터빈으로 연결된다. 한 싸이클이 지난 다음 밸브는 교체되어 (Q1)이 (Q2)로, (Q2)가 (Q3)으로 바뀌어야 한다. 이를 위해 본 발명에서는 로터리 밸브시스템을 발명하였다.
본 아이디어의 핵심은 좌우 양단은 회전하여도 항상 같은 구멍이 연결되고 중앙부 2개 열은 연결번호는 바뀌지만 패턴은 같다. 즉, 탱크 출구측은 1출구 ⇒ 2입구, 2출구 ⇒ 3입구, 3출구 ⇒ 사용처(외부), 4출구 ⇒ 1차 진공펌프(외부), 5출구 ⇒ 2차 진공펌프(외부), 6출구 ⇒ 터빈(외부)의 형식이며, 탱크 입구측은 압축기 ⇒ 1입구, 막힘 ⇒ 4~6입구의 모양으로 형성된다. 이것을 정형화하면 n 출구 ⇒ n+1 입구, n+1 출구 ⇒ n+2 입구 등의 식으로 정형화 할 수 있으며 밸브가 30씩 회전하면 중앙부에서는 각각 다음단과 연결되어 탱크의 흐름이 바뀐다. 즉, 도31 [q-1]에서 (Q1)을 (Q2)로, (Q2)를 (Q3)으로... (Q6)을 (Q1)로 바꾸는 형식이 된다.
상기 목적을 달성하기 위해서는 두 가지 형식이 있을 수 있으며 도 31[q-3]과 도31 [q-4]에서 이를 보여준다. 축이 회전하여도 항상 같은 관이 연결되기 위해서는 관을 동심원으로 분할하여 내부에서부터 하나씩 계속 연결되게 하는 도 31[q-4]방식과, 관을 방사선상으로 분할하여 n등분되게 하되 관이 연결되는 다른 곳과는 막아서, 축 방향으로 여러 개를 배치하는 도 31[q-3]방식이다. 또 회전에 따라 바뀌는 방법은 축에 직각으로 방사선 상으로 배치하여 회전되면 1개씩 바뀌는 방법 도31[q-4]과, 축에 수직한 평면상에 n개를 배열한 방법 도 31[q-3]이 있을 수 있다. 이해가 쉬운 도 31[q-4]부터 설명하면 다음과 같다.
단면 D-D'에서 보는 바와 같이 축은 동심원으로 구성된 관군으로 구성된다. 실제로는 관과 관 사이에 서로 지지해주는 날개나 핀을 설치한다. 이렇게 형성된 관군은 (Q1o~Q6o)에서 연결되는 외부 공급관에 의해 공급된다. 관군은 동심원을 이루고 (Q12)의 상시 연결관 팩킹에 의해 서로 차단되어 있으므로 관이 회전하여도 항상 (Q1~Q6)의 출구 측과 같은 파이프와 연결된다. 중앙부는 콘크리트 표시 해칭 Qb로 보이는 바와 같이 (Q1o), (Q4o) 에서는 축 방향으로 들어와 (Q1ro), (Q4ro) 에서는 원주방향으로 방사선 방향으로 나간다. (Q1ro)는 외부고정연결관 중 1개를 통과한 뒤 (Q2ri)로 들어가고 , (Q4ro)는 외부로 배출되며, (Q4ri)와 회전시 같은 위치인 (Q5ri)는 막혀 있다. 축 방향의 연결 상세는 단면 C-C'와 D-D'에서 보면 더 잘 알 수 있다. (Q1i)에서 들어온 공기는 빗금 해칭 Qa로 처리한 곳으로 들어와 (Q1ro)로 나가며, (Q2i)는 육각해칭 Qc로 처리한 곳으로 들어와 (Q2ri)로 나간다.
(Q8)의 몸통부분은 십자 해칭한 Qd와 같이 각각 원주상으로 분할되면서 내부 면끼리는 연결된다.
도 31[q-3]은 상시 연결 관을 축 방향으로 연결하고 회전부는 축에 직각한 원판에 배치한 형식이다. 그림에서 Qb로 표시된 콘크리트표시 해칭 부위는 단면 B-B`에 보이는 바와 같이 1개씩 6개로 원주상으로 분할되어 있고, 공기는 Qa로 표시된 빗금처리 해칭 처리한 곳으로 들어온다. 그림에서 보는 것과 같이 Qa 해칭은 전 원주를 돌아도 항시 연결되며 서로 다른 관과는 (Q20)으로 차단되어 있으며 외주 부는 (Q17)의 팩킹으로 차단되어 관이 회전하여도 항상 같은 관이 연결된다. 이 부분이 밸브가 회전하여도 항상 같은 관이 연결되는 역할을 한다. 그림에서 상부의 (Q1o)는 (Q1ro)와 연결되며, (Q2ri) 로 가서 (Q2i)로 배출된다. 고정부 (Q14)와 회전부 (Q13)이 서로 마주보면서 팩킹으로 연결된다. 한편 하부는 좌측은 4o에서 들어와 4ro로 간 뒤 외부로 (Q16)으로 연결되어 1차 진공펌프로 가며, 우측은 밀봉된 다음 (Q5i)로 연결되어 실제로는 탱크 (Q5)의 하단부가 밀봉된다. 따라서 전체 시스템의 흐름은 도 31[q-1]과 같이 되며 현재의 밸브 연결은 도 31[q-2]와 같이 되어 있다. 축이 30°회전하면 앞서와 같이 중앙부 2개소의 연결 번호가 바뀌어서 연속 가동된다. 실제로 (Q14)의 중앙 고정부는 6개의 관로 중 직접 연결되는 2개 외에 4개는 2등분되어 한쪽은 밖으로 한쪽은 막혀있는 형상이 된다.
상기 2개의 안은 서로 장단점이 있는바 도31 [q-3]은 원통과 원판 면을 연마하여 팩킹을 설치하면 되므로 제작상 유리한 반면, 도 31[q-4]는 축의 크기에 따라 연마해야 하고, 회전부 (Q8)의 외주부는 구형으로 연마하여야 하므로 제작이 까다로운 반면, 축의 크기에 따라 팩킹이 설치되므로 전체 누설 량은 적은 장점이 있다.
이와 같이 구성된 산소제조 시스템은 6개정도의 탱크를 가진 중소형의 경우 진공펌프를 2단정도로 배치하면 진공펌프 동력 비를 약 1/2정도로 절감할 수 있으며
대형이 되어 단수를 늘려 다단 터빈을 사용하고 ,원심식 진공펌프 등을 사용한다면 약 1/4정도로 동력 비를 줄일 수 있어 경제적인 운영이 가능하다. 특히 2차 연소실 등에도 염가의 산소를 사용할 수 있어 NOx등의 2차 처리 없이 고온 연소할 수 있어 에너지 절감 및 무공해 하에 크게 기여 할 수 있다.
13. 밸런싱 엘리베이터 및 회전로상식 취출 장치를 갖춘 고층 저장조 ;도 32[r]
최근 환경 규제의 강화로 지하수 오염을 우려하여 쓰레기 벙커의 지하설치를 금지하거나, 규제를 강화하는 나라가 많다. 이에 따라 지상에 쓰레기 벙커를 설치하기 위해 차량을 고가도로에 의해 2~3층 높이 까지 올라가게 하여 쓰레기를 쏟은 다음 내려가게 하고, 이를 다시 크레인 등으로 떠올리게 하는 종래의 방법을 채용하고 있다. 본 발명에서는 이러한 문제의 해결을 위해 아예 크레인이 필요 없도록 쓰레기 벙커 출구를 쓰레기 처리장치 입구보다 더 높은 곳에 설치하여 이러한 문제를 해결하고자 한다. 도 32[r]은, 이러한 발명의 예시이다. 벙커를 고층화하자면 기둥 등이 커져야 하는 문제와, 차량을 오르내리는 동력비용문제, 넓은 벙커에서 쓰레기를 취출 하는 문제가 대두된다. 기둥문제는 최근 고강도 콘크리트의 발달로 큰 문제가 되지 않으며, 앞서 언급한 고가도로 건설비용과 상쇄되므로 크게 문제가 되지 않는다.
두 번째의 차량이송문제는 그림에서와 같이 양면에 차량 자체로 밸런싱을 이루게 하면 간단히 해결된다. 거시적 시각에서 보면 쓰레기 자체만 기계적 힘을 가하여 상승시키는 것이 에너지가 가장 적게 들게 되며, 도면과 같이 (R4)와 (R5)의 2개 차량을 서로 연동 하여 운송되게 하면 동력 비는 순수하게 쓰레기를 이송하는 동력만 소요되므로 크레인을 이용하는 경우보다 이론상 더 적다.
세 번째는 넓은 벙커의 바닥에서 조대물(粗大物)이나 여러 가지 물질이 섞인 쓰레기를 안전하고 신뢰성 있게 취출할 수 있는 장치가 문제이다.
본 발명에서는 앞서의 계단형 회전로상식 스토커 도 17[c]에서 이용한 회전로상(Roller Hearth)방식을 이용하여 이를 해결하였다. 도 32[r]에서 (R2)는 도너스 식의 각 단별 회전판이며, (R3)의 원추형 구동 장치에 의해 외주는 빠르게 내주에 있는 부분은 느리게 하여 속도 차가 있도록 회전된다. 이렇게 하면 그의 안쪽 및 위쪽에 설치된 날개에 의해 안쪽으로 밀려들어가게 되며 차례로 (R9)로 밀려들어간다. (R2)허스 바닥판과 바닥차단판(R8)사이의 공간을 적당히 유지하여 사람이 출입할 수 있게 하면 문제가 생겼을 때 처리도 손쉽다. 벙커의 하부에는 (R10)의 공간에 크랏샤, 건류 장치 등 예시된 (R15)와 같이 쓰레기 처리 설비를 설치하면, 공간 활용도도 가장 높게 된다. 미설명 부호 (R1)은 벙커 케이싱이며, 강철제나 콘크리트로 제작가능하며, (R6)은 엘리베이터용 롤러로, 좌우에 2개가 배치되어 엘리베이터 구동과 가이드를 겸한다. 도 32[r]에서는 표시되지 않았으나 (R6)의 한쪽은 항시 가동되는 모터를 설치하고, 반대쪽은 싱크로 모터를 설치하되, 클러치나 기타 방법을 통해 한쪽에 트럭이 없이 올릴 때를 대비한다. 이렇게 하면 차량이 2대가 교대로 들어올 때는 1대의 모터로 구동하고, 차량이 어느 한쪽에만 들어올 때는 1개만으로 구동하게 하여 동력을 최대한 줄일 수 있다.
(R7)은 엘리베이터 외피로서, 홍보효과를 위해 유리벽 등으로 제작하여도 좋다. (R7)의 외피를 씌우므로서, 또 다른 장점이 생기는바, 외부로의 냄새 누출 염려가 거의 없다는 점이다. 냄새는 대부분 공기보다 가벼운 물질이 많고, (R7)의 엘리베이터 통로로 인해 긴 유로가 형성되고, 엘리베이터 바닥 판이 밀봉 역할을 하므로 종래 기술과 같이 상부에서 공기를 연소실로 뽑아가도록 하면 냄새 문제는 완벽하게 해결될 수 있다. (R8)은 벙커 바닥 차단 판으로 침출수 등을 모아 별도로 처리하기 위한 것이다. 실제로 침출수는 별도로 빼내어 별도처리 하는 것이 쓰레기의 소각, 건류 처리에는 유리하므로 (R2)의 회전로상 바닥을 외주 쪽으로 기울게 하여 침출수는 빠져 버리게 하고, (R8)에서 모아서 처리장치로 보내는 것이 더 좋다.
(R10)은 트럭이 들어오는 차양으로 앞서 설명한 바와 같이 종래와 같이 너무 긴 패스는 불필요 하나, 안전을 위해 약간의 거리는 유지하는 것이 좋다. 특히 청소차의 회전등이 바닥 면에서 이루어져야 하므로 약간의 공간은 필요하다. (R11)은 지붕이며, 보온이나, 단열은 불필요하며, 오히려 태양열이 들어오도록 투명한 편이 좋으나, 시스템이 가동되지 않을 경우를 대비하여 냄새 방지 시설 등이 옥상에 설치되어야 한다. (R12)는 내부 기둥으로 기둥의 강도를 보완하기 위한 것이다. (R12)는 (R10)의 장치 배치를 잘 고려하여 설치되어야 하며, (R8)과 연결하여 강성을 유지하며, (R8)은 (R3)의 배치를 고려하여 강도를 유지할 수 있도록 설계된다. (R13)은 쓰레기 저장상태를 보여주며, 취출시 어느 정도의 교반 효과가 있기 때문에 별도의 교반 시설 등은 불필요하나, 소방법에 의한 소화시설 등은 별도로 필요하다 하겠다.
이와 같이 구성된 쓰레기 저장시스템은 장치설치비용 및 유지비가 종래 방식보다 오히려 저렴하며, 냄새를 더 잘 차단 할 수 있고, 부지를 최대한 활용할 수 있는 등의 장점이 있다.
실시 예
본 발명은 폐기물 건조 건류 정제 시스템을 목표로 한 발명이므로 구성요소가 많고 시스템 또한 폐기물의 종류와 성상에 따라 바뀐다. 이하 실시 예에서는 이들의 종류별 적용례 별로 다른 예를 상술하였다.
전술한 여러 부품은 단독 또는 조합하여 사용될 수 있으며, 실시 예에서 언급되지 않는 다른 조합도 물론 사용될 수 있다.
또 실시 예에서는 구체적으로 예시하지 않았으나, 도 31[q]의 산소제조장치나, 도 32[r]의 쓰레기 저장 벙커 등은 모두 공동으로 필요한 시설이나, 설명의 편의상 제외하였고, 고압의 증기를 얻기 위한 보조 보일러 등도 제외하여 설명하였다.
실시 예 1(다단식 건조기-유동식 건류-회전로상식용융조합시스템)
실시 예 1~6은 본 발명의 대표적 시스템인 건조, 건류, 재처리 오일화정제-연소-배기가스회수를 모두 포함한 시스템이다
실시 예 1은 그중 가장 대표적인 케이스로서 재를 완전 용융하는 경우이다. 원료는 크랏샤, 스크린, 마그네트 등 적정한 처리를 거친 뒤 (1)로부터 도 29[o]를 이용하여 고압 투입되며, 물론 슬러지 등 펌핑이 가능한 원료는 직접 펌핑하여 투입된다. 투입된 원료는 도 15[a-1]에서 건조되고 (2)를 통해 도 19[e-1]의 유동상건류기로 투입된다. 건류된 잔류 char 및 재는 도 17[c]의 계단형 회전로상식스토커에 투입되며, 여기에서 하부로부터 공급된 산소에 의해 연소되면서 용융된다. 용융재는 용융회재 열 회수장치 도 20[f]로 공급되어 균질화된 뒤 수쇄되어 (8)로 배출된다.
한편 계단형 회전로상식 스토커 도 17[c]에서 고온 연소된 가스는 오일 회수장치 도 19[e-1]의 건류기를 통과한 뒤 (10)으로 배출된다. (10)의 온도는 시스템의 운전상 가장 중요한 포인트이며, 내부압력에 따라 600~900℃를 유지하며, 그 온도는 도 17[c] 하부에 투입되는 산소량과 증기량으로 조절된다. 즉, 연소 잔재물의 청정화 측면에서 산소량은 과잉 산소비 1.1정도로 공급하면서 (10)의 온도를 측정하여 증기량을 가감하여 온도를 피드백 제어한다. 이렇게 하면 에너지는 그만큼 손실이 생기나 오일 회수율은 상승하게 된다.
(10)에서 도 23[i]의 오일을 이용한 건류 가스, 열 및 오일회수 시스템에서 오일과 열을 회수하고, (11)로 가서 도 24[j]를 거쳐 휘발유분과 남은 불순물도 완전히 제거한 뒤 (12)로 배출된다.
(12)의 상태는 저온, 고압, 완전 정제된 가스상태이므로 본 도면에서는 예시하지 않았으나, 가스터빈이나 디젤엔진 등에서 동력을 회수 한 뒤 폐열 보일러로 투입되는 것이 가장 효율이 좋다.
여기서는 도 25[k]의 연소버너 시스템에서 완전 연소시킨 뒤 연소실(15)를 통해 (16)의 복사 전열부를 지나, 도 30[p]의 폐열 회수장치로 투입된 뒤 (17)로 최종 배출된다. (17)에서도 시스템이 고압증기를 사용하게 되면 온도는 높아지므로 공지의 절탄기, 공기예열기 등을 거쳐 배출된다. (12)에서 완전히 정제되어 가스 상태가 되므로 후단의 배기 가스 정화 장치는 불필요하다.
오일 회수장치 도 23[i]및 개스 정제 장치 도 24[j]에서도 일부 고,저압증기가 발생됨은 앞서 설명한 바와 같으며, 실제 이부분과 스파이럴식 폐열회수장치 도 30[p]의 (24)로 배출되는 증기량은 약 3:7정도로 후단부가 많다. 또, 오일분은 전술한 바와 같이 도 23[i]에서 회수되어 배출, 판매된다. 다중선회연소기 도 25[k]에서도 NOx등의 존재로 공해문제가 될 경우, 순 산소연소나 산소과부화 연소를 수행하면 공해 배출의 문제가 완전히 제거될 수 있다. 한편 다단 허스형 건조기 도 15[a-1]에서 발생된 증기는 (24)를 증기 세정장치 통해 도 26[l]을 거쳐 증기 발생기 도 27[m]으로 공급되어 공정증기를 발생시키며, 음식물이나 슬러지 등의 고수분 원료일 경우는 이 증기량이 다른 증기량보다 많으므로 용융 회재 에너지 회수장치 도 20[f]에서 회수된 증기나 기타 중압 증기는 모두 이곳으로 투입된 뒤 (24')로 배출하여 사용한다.
이와 같이 구성된 장치는 장치 압력이 높을수록 오일화율이 높아지나 보통 실제 가연분의 10~20%가 오일화가 되며, 건조시 발생되는 증발열도 100%회수 이용 가능하므로 경제성이 매우 좋으며, 슬러지나 균질 쓰레기 등에 사용될 수 있다. 특히 본 시스템을 수분함량이 높은 갈탄이나 니탄의 처리장치로 사용하여 후술하는 발전시스템을 구성하면 발전수익의 절반이상의 경질유 판매수익을 얻을 수 있고, 건조에 소비되는 에너지도 최소화 할 수 있으므로 최선의 방법이 될 수 있다.
실시 예 2(다단건조-진동건류-계단스토커-재분류조합시스템)
도2는 앞서 도1의 유동상 건류기 도19[e-1]을 도 19[e-2]의 진동식 건류기로 계단형 회전로상식 용융로 도 17[c]를 도 18[d]무접촉식 계단형 스토커로, 용융 열회수장치 도 19[f]를 도 21[g]의 재분리 시스템으로 바꾼 조합이다.
진동식 건류기 도 19[e-2]는 앞서의 유동상식 건류 장치보다 금속재 등의 불 균일한 덩어리가 많을 경우 유리하며, 유동상보다 빨리 급진된다. 실제로 도 17[c]와 도 18[d]는 성능상 차이보다는 용량별 적용례만 다르다.
진동식 건류장치 도19[e-2]에서 분리된 금속은 (5)로 배출되어 재활용되고, 연소실에서는 산소부화나, 산소+증기연소로 용융시키지 않고 진터링(Zintering)시킨 정도로 연소시킨다.
연소 후 재는 도 21[g]의 배출선별장치를 거쳐 (5)와 (9)로 분리 배출된다.
이 시스템은 무접촉식 왕복동 스토커 도 18[d]에서 순수산소를 쓸 경우 재가 용융되지 않도록 하려면 증기공급량이 많아져 효율이 떨어지는 단점이 있으나 연소온도가 낮아지므로 오일화율이 높고, 재료의 내구성이 좋아지므로 재의 불순물이 중금속류가 적어 쉽게 처리할 수 있는 경우에는 미세 금속분까지 분리 가능하므로 경제적이다. 물론 용융재 열회수장치 도 21[g]만을 재분리장치 도 20[f]로 대체하여 도 18[d]에서 용융시키는 방법도 가능하며, 진동식 건류기 도 19[e-2]역시 유동상식 건류기 도 19[e-1]로 대체 가능하다.
다른 부분과 가스정제 연소 등은 앞의 실시 예 3과 같다.
실시 예 3(킬른건조-진동건류-계단스토커 재용융 조합시스템)
도3은 앞서의 실시예 1의 경우에서 건조장치를 킬른식으로 건류 장치를 진동식으로 바꾼 것이다. 원료는 고압 충진장치 도29[o]를 통해 킬른식 건조기 도 16[b-1]에서 건조되며, 건조된 원료는 도 19[e-2]의 진동식 건류 장치에서 char화되고 무접촉식 왕복동 스토커 도 18[d]에서 연소용융된 뒤 용융재 열 회수장치 도 20[f]로 에너지를 회수하면서 수쇄된다.
이와 같은 구성은 대형의 경우 앞서보다 유리하며 주로 쓰레기에 사용하기 좋다. 특히 진동 스토커에서 (5)로 금속분을 상당부분 배출한 뒤 도 18[d]로 투입되므로 용융량이 적고, 트러블이 적다.
실시 예 4(히트파이프식 건조건류 회전로상 재용융)
도4는 앞의 경우와는 약간 다른 모양으로 건조와 건류까지 킬른에서 수행되며, 건조에너지는 별도로 공급되지 않고 킬른 후단부 건류단의 냉각용 에너지를 활용하며 외부연결이 불필요한 것이 특징이다.
앞서 설명한 바와 같이 원료는 도 29[o]를 통해 도16[b-2]의 히트파이프식 킬른으로 투입되어 건조, 건류한 뒤 스크린을 거쳐 용융로로 투입된다.
char는 계단형 회전로상식 스토커 도 17[c]에서 용융 연소되고, 재는 (7)을 통해 용융재 열 회수장치 도 20[f]로 공급되고, 가스는 경로(passⓖ)를 통해 건류부로 공급되고 char는 m의 경로로 스크린으로 투입되며 선별된 조대물은 밖으로, 미세분은 계단형 회전로상식 스토커 도 17[c]로 공급된다.
가스는 ⓖ의 경로로 밖으로 배출되어 (10)의 가스에너지 회수장치로 보내어지며 그 후단부는 앞서 실시 예 1,2,3의 예와 같다.
또, 킬른 하부의 가스와 접촉부의 강도를 위해 형성된 냉각용 파이프들에 의해 흡수된 열은 상단부로 공급되어 건조되며 (24)로 ⓢ의 경로로 증기를 배출하여 세정장치 도 26[l], 증발장치 도 27[m]을 통해 증기를 제조하는 것도 같다.
시스템은 상단 건조부가 조금 더 압력이 높고 하단부는 낮으나 전체적으로 고압을 유지하여 증발장치 도 27[m]에서 가능한 한 고압증기를 얻게 하고 오일 회수율을 높인다.
이와 같이 구성된 시스템은 수분함량이 너무 높을 경우 증발열이 너무 많이 필요하므로 시스템 구성이 어려우나 수분함량이 40%이하인 도시 및 산업쓰레기의 처리시에는 별도의 건조시스템이나 외부연결, 급수나 펌프 등의 부대장치 없이 간단하게 처리 가능하므로 매우 좋다. 또, 도 16[b-2]의 내부에서 문제가 일어나지 않을 정도로만 파쇄하면 되므로 파쇄 동력 또한 적다.
그러나 상, 하단부가 밸런스가 맞아야 좋으므로 수분함량의 변동이 심할 경우 히트 파이프식 건조, 건류 장치 도16 [b-2]의 (22) 안전급수노즐로 많은 열을 흡수시키거나, 시스템 내부 압력을 높게 견딜 수 있게 설계하여 온도차를 크게 하여 증기압력을 올려 증발에너지량을 늘려야 하는 기술상의 고려가 필요하다.
실시 예 5(활성탄 건조 재생장치)
도5는 건조기와 킬른의 전열시스템과 버너 및 열회수 시스템을 응용하고 오일화 및 정제시스템을 생략하여 활성탄의 건류에 사용한 경우이다.
활성탄의 생산이나, 특히 수 처리 장치에 사용된 활성탄의 재생을 위해서는 함유된 수분의 건조에 많은 에너지가 소비되고, 또 종래의 활성탄 제조 킬른은 적열상태의 활성탄을 그대로 배출하므로 에너지 손실 뿐 아니라, 후단부의 분리선별용 체의 내열성이 큰 문제가 되고 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하는 방법으로 본 발명에서 구상된 킬른식 열교환기, 증기열의 합리적 이용법을 모두 적용한 새로운 시스템을 발명하였다. 도면에서, 도 17[c-3]은 활성탄용 킬른으로서 전술한바와 같이, 상단부는 열처리용 킬른으로, 하단부는 열회수용 전열장치로 구성된다. 원료는 도 29[o]의 시트 보호형 가압공급장치를 통해 다단 허스형 건조기 도 15[a-1]으로 투입되며, 여기의 열원은 다중선회버너 도 25[k], 스파이럴관형 보일러 도 30[p]의 2차 연소실과 킬른 본체에서 (24)로 회수된 증기이다. 실제로는 활성화를 위해 (34)에서 투입된 열을 도 24[k]와 도 30[p]에서 회수하고 도 24[k]에서 2차 연소를 위해 일부 보조연료를 투입하는 것으로 충분하므로 획기적 에너지 절감이 가능하다
건조기 도 15[a-1]에서 발생된 증기는 (25)를 통해 경로 ⓢ를 통해 활성화 부로 투입되며 활성화를 위해 (14)의 연소실에서 고온 연소된 가스가 경로 ⓖ를 통해 공급된다.
한편 원료는 (2)로 건조된 후 배출되어 킬른으로 투입되어 활성탄용 킬른 도 17[c-3]의 상단부에서 가스로 가열, 활성화 된 뒤 하단부로 투입되어, 멤브레인형 전열관에 열을 전달 한 뒤 경로 ⓜ으로 배출된다.
이 과정에서 냉각된 활성탄은 킬른의 회전운동에 의해 미세분과 조립분으로 분리되어 (47)로 배출된다.
한편 킬른 본체는 (18)로 공급된 급수에 의해 킬른 내부에서 열을 받아 상단부 까지 갔다가 (24)로 증기로 배출된다.
따라서, 급수는 경로 ⓦ에 표시한 바와 같이 1차로 스크린부, 2차로 흡열부 3차로 활성화부를 거쳐 증기로 되며, (24)로 배출되어 다단허스식 건조기 도 15[a-1]의 (20) 증기 입구로 투입된다. 따라서 킬른 냉각 및 구조용 파이프 내부는 다단 허스식 건조기 도 15[a-1]보다 훨씬 고압으로 증기를 제조하여야 하며 다단 허스형 건조기 도 15[a-1]에서 배출되는 증기는 일부 가연 가스 및 냄새가 나는 물질이 있으므로 (14)의 입구측에서 (34)와 동시에 투입하거나 중앙부쯤에 개스 선회용으로 투입하여도 좋다. 한편 (15)에서 배출된 연소가스는 투입된 재료에 상당부분의 열을 준 상태이므로 그렇게 높은 온도는 아니지만, 활성화 과정에서 생긴 CO나 H2외에 휘발성물질도 함유하고 있으므로 2차 연소기 다중선회버너 도 25[k]에서 보조 연료와 함께 재연소되고 스파이럴관형 폐열 회수장치 도 30[p]에서 열을 회수한 다음 (17)로 최종배출된다. 당연히 (17)의 후단에는 집진기 및 공기예열기, 절단기 등을 구비하여 에너지 회수 및 공해방지를 수행하고 어떤 경우는 공기예열기를 키워 여기서 예열된 공기가 (14)의 연소용 공기까지 커바할 수 있도록 한다.
앞서 실시 예 1~3과 같이 오일 회수장치 도 23[i], 도 24[j]의 가스 최종 정제장치를 (15)와 다중선회연소기 도 25[k]의 사이에 설치할 수도 있으며, 이 경우 포집된 재순환 오일은 (34)에 공급하여 (14)에서 연소시킨다. 이렇게 구성된 활성탄 제조 및 재생설비는 건조에너지를 100%회수 이용하므로 막대한 에너지 절감이 가능하며, 특히 재생시에는 활성탄에 묻어 있는 냄새나는 성분들이 별도의 처리 없이 연소실에서 처리된다.
또, 활성화 이후 적열 상태에서 열을 회수한 뒤 스크린을 거치므로 스크린과정의 내열성 문제가 없을 뿐 아니라 킬른 자체의 회전을 이용하므로 가장 효과적인 선별이 가능하다. 또 2차 연소실과 에너지 회수장치를 갖추므로 공해 발생도 최소화 할 수 있다.
실시 예 6(타이어 건류 오일화 소각장치)
지금까지의 실시 예들은 건조장치의 에너지 절감에 초점을 맞춘 예들이었다. 도6의 예는 수분함량이 없거나 아주 낮은 타이어, 고분자 폐기물 등에 적용할 수 있는 장치로서 후단부의 오일회수정제와, 연소폐열회수장치가 주요장치이다.
도면에서 쓰레기는 도 29[o]를 통해 파쇄 없이 투입된다. 따라서 도 29[o]은 전술한 증기 스위핑 장치, 시트 보호 장치 등 모든 장치를 구비하며 최하단부의 푸셔에 의해 (13)의 수직샤프트식 열 분해실로 바로 투입한다.
건류된 가스는 앞서 실시 예 1~3과 같이, 정제후 연소하여 배출시킨다. 다만 타이어나 고분자 폐기물 등은 발열량이 높으므로 오일화율을 높일 수 있고, 타이어의 경우 유황분, 고분자폐기물의 경우 염소분의 제거가 필수적이므로 최종정제장치 도 24[j]에서 중화시키는 중화제를 적절히 선정하여 중화 후 회수된 염류가 타이어의 경우 석고의 형태로, 고분자의 경우 소금의 형태로 회수 될 수 있도록 약간의 고려가 필요하다.
건류실 하단부는 계단형 회전로상식 도 17[c]나 왕복동식 도 18[d]의 용융스토커후단에 도 20[f]의 에너지회수장치를 부착할 수 있다.
이와 같이 구성된 건류 오일화 장치는 기존의 수직사프트로와 같은 형상이나, 하단부의 처리방법이 자체청소가 가능한 연속배출방식일 뿐 아니라, 열분해실 내부를 고압으로 유지할 수 있으므로 오일화율을 높일 수 있고, 재도 완전 처리 될 수 있고, 연소가스도 정제후 연소되므로 완전연소 및 에너지 회수가 가능하다.
실시 예 7(증기터빈, 발전시스템과 조합한 실시 예)
도7은 도 15[a]의 다단 허스형 건조기, 도 19[e]의 유동상식 건류기 도 23[i]의 오일에너지 회수정제장치, 도 27[m-1]의 폐수증발장치, 도 27[m-2]의 증기발생장치와 발전시스템을 조합한 예이다. 실제 적용시에는 증발장치와 건조장치 중 1개만 사용할 수도 있으나, 발전 시스템과 조합된 경우는 대규모이므로 두 가지를 다 겸비할 경우가 더 많다.
우선 고수분 원료는 (1)을 통해 건조기 도 15[a]로 투입 건조되며, 건류장치 도 19[e]를 통해 (3)으로 연소부로 투입되며, 그 후단은 생략하였다. 건류 가스는 (10)을 통해 건류장치 도 19[e]를 통과하여 (11)로 후반부로 배출되며, 그 후단 역시 생략하였다.
또 폐수는 (19)를 통해 공급되며, 일부는 (28)로 배출되어 분리된 뒤 건조기 도 15[a]에서 다른 고형 원료와 함께 건조되며 나머지는 내부순환 되면서 증발 응축된다. 도 15[a]와 도 27[m-1]의 건조, 증발장치는 모두 발전기 터빈 (23)에서 일차 팽창된 중압증기를 투입한다. 따라서 시스템은 과다한 고압으로 설계할 필요가 없다. 건조기 도 15[a]와 폐수 증발기 도 27[m-1]에서 나온 발생증기는 증기 세정장치 도 26[l]을 거쳐 세정된 뒤 도 27[m-2]의 증기 발생장치로 투입되어 증기를 생산하고, 비응축가스는 (27)로 배출된다. 발생증기는 (24)로 배출된 후 (44)의 재열기로 투입된다. 증기의 엔탈피는 재열 과정을 거치면 같게 할 수 있으므로 실제로 건조 및 증발에 사용된 에너지량은 이 재열 되는 양이라 할 수 있다. 이양은 매우 적으며, 예를 들면 10㎏/㎠의 증기를 5㎏/㎠으로 감압하면서 건조, 증발시킬 경우, 10㎏/㎠의 포화온도는 179℃이며 5㎏/㎠는 151℃이므로 28℃의 온도차로서 증발, 건조시킬 수 있으며, 엔탈피는 662.9kcal/kg, 656,9kal/kg이므로 6kal/kg만 재열기에서 보충하면 발전량은 같으며, 실제로는 좀더 과열시키면 저압 터빈 후단부의 응축문제를 해결하는 재열사이클이 되므로 일석이조이다.
한편, 증기는 오일회수장치 도 23[i]에서도 다양한 압력의 증기가 발생되며 제1단에서는 고압증기를 2~4단에서는 저압증기를 발생시키게 되며 (22),(22'),(22")와 같이 저압단으로 투입될 수 있다.
도면에서 생략된 최정 가스정제장치 도 24[j]에서도 대 기압보다 낮은 증기는 발생되므로, 최하단부의 저압부에 투입할 수 있다.
발전시스템과 조합된 경우, 이러한 다양한 압력의 증기를 모두 이용할 수 있으며, 최종 가스 정제장치 도 24[j]의 경우도 냉각탑을 진공증발장치로 대체하면 40℃정도까지의 에너지는 모두 이용되고 냉각탑의 송풍기 등의 시설도 터빈 응축기로 단일화 할 수 있다.
이와 같이 구성된 시스템은 폐기물건류에도 이용가능하나, 공단 등과 같이 열병합 발전과 함께, 폐수처리, 폐기물처리, 오일생산 등이 동시에 필요한 곳이나, 실시 예 14에서 설명하는 정유공장에서 오일을 정제, 크랙킹하면서 발전하여 에너지 효율도 최대한 높게 시스템을 구성할 수 있다.
실시 예8(다단허스형건조기를 이용한 역 다중 효용 건조장치)
본 실시 예는 역 다중 효용건조기를 이용한 에너지 절감형 건조장치이다.
도 15[a-1]은 전술한 다단허스식 건조장치로서 (1)에서 도 29[o]의 공급장치에서 쓰레기를 공급받아 건조시킨다. 건조기 도 15[a-1]의 내부는 가능한 한 고압으로 유지하고, 증발된 증기는 (24)로 배출하여 도 26[l]의 증기세정장치를 거쳐 (25)를 통해 증발장치 도 27[m]으로 투입된다.
도 27[m]은 앞서 설명한 유동상식 열 교환기이나 내부가 청정수이므로 폐수를 배출할 필요가 없으므로 하이드로콘 등은 생략되나, 브로우다운 등을 위한 고려는 필요하다.
(18)로 공급된 급수는 건조장치에서 발생된 증기로부터 열을 받아 증발되어 (24)로 배출되며, 비 응축성 가스는 (27)로 배출되어 연소실로 보내어 냄새를 제거한다. 응축수는 (26)으로 배출되어, (18)의 급수와 열 교환 한 뒤 방류된다. 건조기의 열은 (20)의 고압증기 입구로 외부의 보일러로부터 공급되며, 경우에 따라 열매증기를 공급하면, 압력이 높지 않아도 된다. 고압증기는 건조기로 열을 준 뒤 (26)으로 응축되며, 이 응축수는 상단부의 예열기로 투입되어 원료를 예열한 뒤 (26`)으로 배출한다. 이상의 시스템은 건조장치와 증기발생기만으로 구성된 가장 단순한 건조장치로서, 제지 공장 등의 산업체 슬러지 처리에 아주 유용하게 사용될 수 있다.
일반적으로 제지공장은 증기압의 조건이 아주 다양하게 사용되고 있어, 초기보일러 압력은 고압이며, 공정에 따라 2㎏/㎠이하, 어떤 경우에는 마이너스(-)압력까지도 있다. 따라서, 보일러에서 나온 15㎏/㎠정도의 증기를 감압 밸브를 거치지 않고 (20)으로 투입하여 (24')로부터 2~5㎏/㎠증기를 생산하게 하면 슬러지 건조에는 에너지가 하나도 사용하지 않은 것이 된다. 물론, 슬러지 자체의 현열 배출량이나, 시스템사체의 방열 손실 등은 어쩔 수 없으나, 그 양은 무시할 정도이다.
슬러지 등을 취급하는 경우 도 29[o]의 공급장치는 가압 펌프 등으로 대체될 수 있고 그의 최종출구는 로타리 밸브 등으로 가능하다.
또 도 27[m]의 증발장치는 건조물의 유기물이 없어 비 응축성 가스가 발생되지 않거나 공정에서 직접분사 등으로 약간의 비 응축성 가스는 문제가 되지 않는 경우는 생략 할 수 있다.
또, 도면에 나타나 있지 않았지만 실제 건조기 형상은 여러 가지 형식이 가능하며, 디스크식, 패들식 및 스크류 콘베어식 등이 이용가능하며 기존의 방식에서 실링부를 강화하고, 용기를 압력에 견디게 설계하는 외에는 기존방법과 같으므로 별도로 예시하지 않았다.
이와 같이 구성된 건조장치는 시스템을 내압으로 구성하는 외에는 기존시스템과 같고, 가동방법도 거의 같으면서도 증발건조 에너지를 100%회수 할 수 있는 이점이 있다. 특히, 산업현장에서는 현재 버리고 있는 증기 압력차에 의한 에너지를 활용하는 것으로서 에너지 손실은 전혀 없는 것이므로, 다양한 용도로 사용되는 것을 기대할 수 있다.
실시 예 9(유동상을 이용한 역 다중 효용관식 폐수증발장치)
도9는 역 다중 효용관식 폐수증발장치이다. 종래의 증발장치는 고효율화를 위해 고압의 증기로 다중 효용관을 구성하여 증기소비량을 감소시키는데 모든 노력을 기울였다. 그러나 실시 예8에서 논한바와 같이 산업현장에서는 다양한 압력의 증기를 사용하므로 압력차이를 이용하기가 쉽다. 따라서, 도9와 같이 단순 증발장치가 더 유용하게 사용될 수 있다, 도면에서 도 27[m-1]은 폐수증발기 도 27[m-2]는 공정용 증기증발기, 도 15[a-1]은 고형분 건조장치, 도 26[l]은 증기세정장치, 도 28[n]은 응축수 온도 및 압력에너지 회수 장치이다.
도 27[m-1]과 도 15[a-1]에는 (20)으로 고압증기를 투입하여 건조 및 증발을 수행하며 여기서 발생된 증기는 도 26[l]을 거쳐 (25)로 투입되어 도 27[m-2]에서 공정용 증기를 발생시켜 (24')로 배출한다. 폐수는 (19)의 폐수입구에서 도 28[n] 에너지회수장치에서 압력과 온도를 회수하여 도 27[m-1]에 투입되므로 입구압력은 이젝터와 열 교환기 내부 유동손실을 커버할 정도의 압력이면 된다. 도 28[n]을 거친 폐수는 열 교환기내에서 자체 순환되면서 증발되고 일부는 (32)의 하이드로콘에서 구슬을 분리한 뒤 (32')로 배출되어 다시 고형분이 많은 액체와 재 순환액으로 분리 한 뒤 (36)의 펌프로 압축하여 재 순환시키고 고형분이 많은 액은 도 15[a-1]의 건조기로 투입된다. 도 15[a-1]에서는 앞서 도 15[a]에서 설명한 것과는 다르게 충분히 예열된 상태이므로 상단부의 예열부는 불필요하며, 바로 건조되어 도 26[l]로 정제한 뒤 (25)로 도 27[m-2]에 투입된다. 도 27[m-2]는 앞의 실시 예 8과 같다.
용량이 적거나, 별도 처리장치가 있는 경우 도 15[a-1] 건조장치는 물론 불필요하며, 도 27[m-2]도 전술한 바와 같이 약간 오염된 증기도 직접 사용할 수 있으면 물론 생략이 가능하다.
이와 같이 구성된 폐수증발장치는 다양하게 사용될 수 있으며, 공정 중 폐수 발생량이 적은 경우에도 소규모로 이용할 수 있으므로 매우 편리하다. 또, 압력차이가 크지 않아도 되므로, 실제 산업현장에서는 (20)의 증기압력을 조정하면 증기를 사용하는 곳이면 모두 적용 가능하다.
예를 들면 10㎏/㎠ 압력 한가지만 사용하는 곳이라도 (20)의 압력을 15㎏/㎠로 올려서 보일러만 바꾸면 (24')에서 10㎏/㎠압력의 증기를 발생시킬 수 있다.
다만 이런 경우 상압에서 15㎏/㎠까지는 폐수를 압축하는 동력이 크므로 도 28n의 압력 회수 장치는 꼭 필요하게 된다.
실시 예 10(직화식 역다중효용관식 폐수증발장치)
도10은 역 다중 효용관의 개념을 극대화한 장치로서 앞서의 경우와 달리 폐수 증발장치 도 27[m-1]은 연소가스로 직접 가열된다. 이 경우는 기존의 보일러를 이용할 수 없는 경우로, 고압보일러를 따로 제작하는 것보다, 직접 고온가스를 접촉시켜 폐수를 증발시키는 것으로 보일러를 생략할 수 있다.
여기서는 가장 높은 온도의 열이 직화식 증발장치 도 27[m-1]의 직화에서 얻어지므로 여기서 고압의 증기를 얻어 (24)로 배출하여 도 26[l-1]에서 정제한 뒤 도 15[a]의 다단허스형건조기로 투입하고 여기서 증발된 증기로 도 26[l-2]의 증기 정제기를 거친 뒤 증기 발생장치 도 27[m-2]에서 공정용 증기를 발생시켜 (24')로 공급한다. 따라서 전체증발량은 증기발생장치 도 27[m-1]에서 증발된 량과 건조장치 도 15[a]에서 증발된 양이 같아야 하며 실지로는 자체적으로 2중 효용관인 셈이다.
다만 폐수에서 고압증기를 얻는 것이 기존 다중 효용관과 반대이다.
폐수증발장치 도 27[m-1]에서 증발된 후, (32),(32')의 하이드로콘을 거쳐 예열기 없는 다단허스형 건조기 도 15[a]로 투입되는 것은 실시 예 9와 같다. 다만 가스로 직접 가열하므로 배출가스온도가 높을수록 열 교환량은 커지므로 도 27[m-1]에서 배출된 가스는 온도가 높으므로 (29)의 공기 예열기를 거쳐 (17)로 배출하며, 연소공기는 (40)의 송풍기로 압입하여, (34)에서 공급되는 보조연료와 함께 (14)의 연소실에서 연소된 뒤 폐수증발기 도 27[m-1]로 공급되며, 응축수는 (30)의 열 교환기나, 도 28[n]의 에너지 회수시스템을 통과한 뒤 배출된다. 도면에서 (30)의 열 교환기만 예시한 것은 본 시스템은 대규모보다는 소형인 경우 보일러를 생략할 수 있어 시스템이 간단하게 하여 사용하므로, 터빈 등을 적용하기에는 좀 적은 용량이기 때문이나, 터빈을 적용할 수도 있다. 따라서, 본 시스템은 (24')의 공정 증기압이 비교적 낮고 유량이 적고, 기존 보일러를 개조하기가 곤란하고 폐수의 부식성이 비교적 적어 재료비의 증가액이 적을 경우 유리하다.
실시 예 11(다중 효용식 다단허스형건조장치)
도 11은 다중효용식 건조기이다. 본 발명의 핵심 아이디어인 역다중 효용관도 크게 보면 다중 효용관의 일종이며, 폐수나 폐기물로부터 고압 증기를 얻는 아이더어 만 다를 뿐이다.
따라서 수수한 의미의 다중 효용관도 가능하며, 폐수 증발의 경우, 이미 공지의 사항이나, 건조의 경우는 아직 적용례가 없다.
도 11에서, 최하단부에서는 열매나 고압증기에 의해 고온 건조되며, (14)의 연소로에서 증발된 열매는 (20)의 고압 증기부로 투입된다.
이 매체는 열매나 증기를 이용할 수 있으며, 어느 것을 사용하느냐는 제작 편의성의 문제이다.
(20)에서 투입된 고온 매체는 응축되어 (26)으로 배출, (36)으로 순환되며, (34)의 보조 연료에 의해 가열된다.
연소실 가스는 (29)의 공기 예열기를 거쳐 (17)로 배출되며, (40)의 송풍기가 연소 공기를 공급한다.
최하단에서 건조 증발된 증기는 (24)로 배출되어 다음 단으로 공급되어 건조 열원으로 작용하게 되며, 그 다음 단은 (24')로 배출되어 다시 열원으로 작용하는 다중 효용관이 된다. 원료는 최상단에서 공급되어 점차 강하하며, 각 단마다 로타리 밸브에 의해 압력차에 의한 누설을 방지한다. 최종단은 (37)진공펌프로 공기를 제거하며, (31)의 열 교환기는 (37)의 소비동력을 줄이기 위한 것이다.
이와 같이 구성된 건조 장치는 에너지 소비량이 앞서의 경우의 같이 "0"화 할 수는 없으나, 다중 효용의 단수에 따라 기존 건조 장치의 1/n로 줄어들게 되며, 진공 펌프의 진공도에 따라 온도차도 커지게 되어, 열 교환 면적도 크지 않게 된다.
(14)의 연소실은 별도의 열매 보일러를 설치하거나, 소각로 등에서 공급되는 고압 증기가 있을 경우는 물론 생략 가능하다.
실제 시스템에서는 고압단에서 배출되는 응축수를 다음 단에서 투입 연속 사용하는 것이 좋으며, 대략 5~8단 정도를 구성하는 것이 가장 실용적이다.
실시 예 12(다단허스형 건조기와 증기 저장조를 가진 소형음식물 건조장치)
도12는 역 다중 효용관의 개념을 최소형화 시킨 음식물 건조기의 예이다.
음식폐기물은 수분함량이 높으나, 운송과정에서 일정시간이 경과하게 되면 부패, 오염의 우려가 높아 사료화를 하는데에 큰애로가 있어 왔다. 또 현장에서 건조하려면 막대한 에너지가 필요하고, 또 역 다중 효용관식을 이용하더라도 에너지를 활용하는 데에는 문제가 있다. 즉, 점심시간에 발생된 폐기물을 건조하는데 소요된 에너지는 실제사용 가능성이 난방이외에는 없고 주로 저녁때에 요리, 그릇 세척 등 에 사용될 수 있기 때문이다.
본 발명은 이와 같은 3가지 문제를 해결하기 위해 식당 등 에 사용할 수 있는 역다중 효용관식, 증기저장형 건조장치를 발명하였다.
앞서 수차 논의한 바와 같이 시스템내부를 고압화하면 고압증기가 발생되므로 고압증기형태로 건조에 소요된 에너지를 회수 할 수 있다. 그러나 음식점등의 에너지 사용형태는 점심시간 전, 저녁시간전 등 요리 준비 및 요리 후에 집중사용 되므로 이 에너지를 이용하려면 에너지를 상당시간 저장할 수밖에 없다. 이를 위해 건조기능과 에너지 저장기능을 한데 조합한 장치를 도12에 도시하였다.
도12에서 (1)은 음식물 투입구로 수동으로 배치식으로 구동한다.
도 15[a]는 앞서 논의한 다단허스식건조기이며, 그 열원은 (20)으로부터 (14)의 연소실에서 공급받는다. (14)의 연소보일러는 실시예 10 및 11에서 예시한 것과 같으며 별도 보일러에서 이 에너지를 공급받을 수도 있다.
여기에 사용되는 매체는 열매유를 사용할 수도 있으나, 누설시 위생 및 안전상 증기를 이용하는 것이 더 유리하다.
(20)에서 투입된 증기는 응축되어 (26)으로 회수되며 (36)의 펌프로 순환시킨다. 본 발명은 소형을 대상으로 하므로 (36)은 (14)에서 히트파이프기술에서 많이 응용하고 있는 자연순환을 위한 윅(wick)등을 이용하는 경우 생략 될 수도 있다.
도 15[a]에서 증발된 증기는 (31)의 전열관 내부로 들어가며, (45)의 증기저장탱크에 있는 물을 가열한 뒤 응축되어 (26)으로 배출된다. 따라서 (31)의 하부에는 도면에 도시한 바와 같이 증기를 유입시키고 응축수는 외부로 배출시키도록 한다.
(31)의 상단부에는 도면에 도시되지 않았으나 공기를 배출시키는 밸브를 설치하여 상당온도에 도달한 뒤 공기를 배출시켜 전열을 촉진시킨다.
도면에서는 1개로 도시되어 있으나 (31)은 원통내부의 전반에 걸쳐 배치되며 (1)의 뚜껑부분과 교차되는 부분만 설치되지 않는다. (39)는 안전밸브로서 설계압보다 높을 경우 열리며, 생산된 증기는 증기저장장치(Steam Accumulator)의 이론에 의해 열수 형태로 증기를 저장한 뒤 (38)의 증기밸브의 개폐에 의해 사용된다.
이 증기는 시간에 관계없이 에너지를 이용할 수 있으며 점심시간에 발생된 폐기물을 건조한 에너지를 저장하였다가 저녁시간에 사용할 수 있으며, 고압증기 상태로 이용가능 하므로 요리를 하거나 그릇 등을 세척하는 온수 등으로 다양하게 이용할 수 있고, 이 에너지를 이용할 경우, 건조에 투입되는 에너지는 "제로"이므로 경제성이 높고, 무엇보다 대형 음식점등에서 발생된 쓰레기를 바로 처리할 수 있어 사료화 하는데 에는 최선의 방법이라 할 수 있다.
또 하나의 장점은 (1)에 투입되는 쓰레기가, 여러 가지 불순물이 있더라도 건조된 상태에서 한곳으로 모은 뒤 일괄하여, 분쇄 선별 등의 정제작업을 할 수 있으므로 사료의 질을 일정하게 유지 할 수 있는 장점이 있는 것이다.
실시 예 13(계단형 회전로상을 이용한 미세분탄연소장치)
본 발명은 시스템을 대상으로 한 것이므로 구성부품이 많고 다양하다. 따라서 이들 부품 하나 하나를 다른 용도로도 사용할 수 있는바, 도13이 이의 한가지 예 이다.
이 발명은 분탄이나 톱밥, 가죽 가루 폐기물 등 미세분 폐기물을 소형으로 연소하여 에너지를 회수하는 장치로서, 앞서의 예들과 달리 건조기나 열분해시설 등이 생략되고 계단형 회전로상식스토커 도 17[c]의 밀봉특성과 추진특성을 이용한 직접연소와 재처리장치로 구성된다.
도면에서 연료는 (35)로 선회(Swirl)공급되며 선회효과에 의해 입자가 클수록 외주로 흘러가게 된다. 계단형 회전로상식 스토커 도 17[c]의 외주부에 떨어진 연료는 회전로상식 스토커의 특성에 의해 점차 밀려 안쪽으로 가면서 연소되며, 필요한 경우 산소부화나, 순산소 연소로 용융시킬 수도 있다. 도 17[c]의 특성에 의해 아무리 미분이나, 용융된 것일지라도 바깥으로 떨어지지 않으므로 안심하고 이용할 수 있다.
(6)의 재출구로 배출된 재는 수쇄되어 (46)의 재배출 콘베어로 바로 (8)로 배출된다. 이 경우는 노 내부를 고압으로 유지할 필요가 없고, 미분의 균질한 원료를 대상으로 하는 것이므로 이와 같은 구성이 가능하다. 연소공기는 바닥의 도 17[c]와 연료투입구 (35)의 도너스형상의 구멍을 통해 같이 공급될 수 있으며, 선회를 주어 강력한 선회연소를 가능하게 하는 것이 좋다. 따라서 도 17[c]로 공급되는 공기량은 30%이하로 조절한다.
연소실은 상단까지 연결되며, 계속 연소하면서 전열하고 전열관을 지난 뒤 (33)의 사이클론에서 분진을 제거한 뒤 (29)의 공기예열기를 거치나, 두 가지는 반대의 배열도 가능하다.
공기는 (40)의 송풍기에서 (29)의 공기예열기를 거쳐 도 17[c]의 하부로 투입된다.
이와 같이 구성된 연소 보일러 장치는 미세분의 잘 타지 않는 무연탄 등의 연소에도 가능하며, 초미세분의 폐기물의 소각도 가능할 뿐 아니라, 액상폐기물 등에도 적용 가능하다.
물론 후단의 집진기와 공기예열기 등은 다른 방식으로도 가능하며, 백 필터나 전기 집진기 등 이용할 수 있는 기존 기술이 많이 있다.
실시 예14(중질유 및 폐유 크랙킹을 겸한 연소장치)
도14는 가스정제와 가스화, 용융 시스템만으로 구성된 예이다. 최근의 수송에너지 수요증대와, 청정연료의 이용확대로 인해 B-C유나, 폐유는 점차 크랙킹하여 경질유화하여 휘발유 등으로 판매된다. 따라서 크랙킹에 상당한 에너지와 약품, 장비가 소요되므로 경질유와 중질유의 가격은 차이가 나고 있다.
본 발명은 이러한 원유나, 폐유를 중질유분은 크랙킹시키면서 에너지를 회수 사용하고, 경질유만 생산하기 위한 발명으로서 앞서 설명한 도 23[i]와 도 24[j]의 가스 정제시스템과 도 22[h] 펄링 필름(Falling Film)식 건류장치 도 17[c]의 계단형 회전로상식 용융시스템과, 가스연료를 회수하기 위한 히트펌프시스템, 최종연소를 위한 도 25[k], 도 30[p]의 연소 및 열회수 시스템으로 이루어져 있다.
따라서 시스템 중간 중간에서 다양한 압력의 증기가 생산되므로 대형의 경우에는 실시 예 7의 증기터빈 발전시스템과 연계되어야 한다.
도면에서 원료는 (35)의 투입구로 투입되며, 액상이므로 펌핑되어 공급된다. 실제 원유나, 석탄COM(Coal-Oil-Mixture)를 이용할 경우에는 펌핑이 가능하도록 혼합, 예열 등 전처리 된 뒤 공급된다. 오일은 도 23[i]의 최하단부에서 증발(경질유분), 농축(중질유분)되면서 하단부로 내려가며 최하단부는 (51)에 의해 막혀있는데, 중앙부는 다공판이며 외주방향으로 액체가 흘러나간다. 따라서 중앙부로 공급된 중질유와 고형분은 (13)의 벽면을 타고 흘러내리며 Falling-Film형의 열 교환이 수행되어 일부는 크랙킹되고 일부는 증발되어 위로 올라간다. 바닥까지 내려온 고형분과 액상분은 도 17[c]에서 연소되어 시스템에 필요한 열을 공급한다. 이와 같이 하면 (13)에서 충분히 가열된 후 도 17[c]로 투입되므로 오일성분은 대부분 증발되고 char분과 재성분만 연소되게 된다. 도 17[c]에서 연소 용융된 재는 (7)로 배출되어 (46)의 콘베어로 제거된다. 앞서 실시예 13와 같이 균질화 시스템은 불필요하나 노내는 가압하여야 되므로 배출용의 압력유지장치 도 29[o]은 필요하다.
증발된 오일분과 가스는 최초단에서 중질유분이 회수되어 원료와 함께 재순환되며, 경질유는 차례로 회수 배출된다. 재 순환되는 중질유분은 (24)로 배출하는 증기제조를 위한 열매로서 분진을 제거하는 역할만 하게 되고, 원유를 정제 분리하는 역할은 없다. 따라서 중질유를 회수하고자 할 경우 도 23[i]의 부품 (I7)은 혼합 장치 전에 중유를 배출하는 밸브를 달아 빼내면 된다.
한편 건류 가스는 최종 정제 장치 도 24[j]를 지나 (12)로 배출되며, 이 경우는 이용 가능한 나프타, 부탄 등의 가스상의 물질이 아직 많으므로 (41)의 압축기에 의해 구동되는 히트펌프시스템으로 가스상 연료를 회수한다. 도면에서 (41)은 압축된 가스의 증발열로 (43)에서 냉동시키게 되면 관외부의 건류 가스에서 연료물질인 나프타나 부탄이 응축된다. (41)의 동력소비감소를 위해 증발기는 같은 관로 내에 (42)에 설치되며, 응축된 가스연료는 (50)으로 배출된다. 응축 가스량을 늘리려면 (12)에서 배출된 가스를 압축한 뒤 (43)로 투입해도 좋다. (42)를 거친 가스는 앞서와 같이 가스터빈이나 다중선회버너 도 25[k]로 투입 연소되고 스파이럴관형 폐열 보일러 도 30[p]에서 연소열을 회수한다.
이와 같이 구성된 크랙킹 정유장치는 증기 회수량이 많으므로 고효율화를 위해서는 발전시스템과 연계해야하는 단점이 있으나, 원유뿐 아니라 폐유, 석탄, COM(Coal Oil Mixture)등의 일부 고형물을 함유한 연료에도 적용가능하고 시스템 전체에서 에너지를 버리는 곳은 도 24[j]의 냉각탑과 (41)의 압축기부의 동력밖에 없으므로 매우 고효율로 처리 가능하다. 특히 B-C유를 금지하는 지역의 경우도, 일차적으로 가스화 하여 완전 정제한 뒤 연소되므로 공해 걱정이 없을 뿐 아니라 B-C유 등의 중질유에서 무상으로 경질유를 얻을 수 있어 경질유와 중질유의 시세차익이 큰 나라의 경우 경제성 또한 매우 좋다.
본 시스템의 기본 원리를 이용하여 다양한 변형도 가능하며, 예를 들면 (12)에서 압축하여 가스 연료를 회수하는 경우, 가스 터빈 등에 투입한 뒤 도 30[p]로 직접 투입하여 복합 사이클을 형성하거나, (13)의 형식을 바꾸어 (51)과 (2)를 생략하고 스프레이 노즐을 통해 분수 공급시켜 증발시키거나, 도 17[c]의 모양을 바꾸어 유동상식 연소로 등으로 하는 등의 다양한 방법이 있을 수 있으나, 근본적으로 노내를 고압으로 유지하여야 하며 도 23[i]와 도 24[j]의 가스 정제 장치는 항상 필요하다.
본 발명의 효과는 각부분별로 설명되었으나, 전체적으로 슬러지, 갈탄, 니탄 등은 물론 쓰레기, 폐수 등의 건조 증발시 수분 증발열을 100% 재활용함으로서 에너지 절감효과가 크다. 또 고압화가 필수적인 오일화 공정과 건조 공정을 매칭시킴으로서 한번의 고압화로 건조에너지 회수와 오일회수율 향상을 달성하였다. 또 오일을 이용하여 에너지를 회수하면서 건류 가스를 정제함으로서 오일 제조의 경제성을 크게 향상시키고 후단부 연소를 완전연소가 가능하도록 하였다.
또 연소시 산소공급을 합리적으로 함으로서 공해를 방지하고 에너지 회수가 손쉽게 하였다. 따라서 큰 재료상의 어려움이나 구성부품의 복잡함이 없이 기존 기술을 응용하여 고수분 원료를 오일화 하면서 처리할 수 있을 분 아니라 다양한 응용가능성에 의해 타이어 건류 오일화, 원유 크랙킹 등에 까지 응용될 수 있는 효과가 있다.

Claims (36)

  1. 고수분 쓰레기를 건조, 건류 소각하는 고수분 폐기물 및 연료 건조, 건류, 오일화, 소각장치에 있어서, 모든 공정을 고압으로 유지하여 오일회수율을 높이고 건조열은 회수하고 소각하는 장치를 구성하기 위해 고압충진장치, 역다중효용관식 다단허스식 건조장치, 유동상식 건류장치, 계단형 회전로상식 연소장치, 오일이용오일 및 열회수 장치, 가스 세정장치, 다중선회연소기 및 스파이럴 열 교환기 등을 가진 건류 소각장치에서,
    원료를 고압 투입하기 위해 댐퍼의 시트를 보호하도록 시트보호장치를 갖춘 고압충진장치{도 29[o]}의 사진기의 셔터 모양으로 가동되는 시트 보호장치에 의해 시트 위의 불순물의 부착을 방지하게 하는 것을 특징으로 하는 시트 보호장치를 갖춘 고압충진 장치와,
    예열장치를 갖춘 다단허스식 건조장치{도 15[a-1]}의 탱크 내를 고압으로 유지하고, 다단으로 연속하여 스크레이퍼에 의해 하단으로 내려오면서 건조되게 하고, 다단허스식건조로의 전열관을 동심원상으로 배치하여 전열면이 파형으로 되게 하여 전열면적을 극대화하고, 상단부에 예열부를 설치하여, 하단부 고압증기에서 응축된 응축수로 예열하여 에너지를 절감할 수 있게 하고,
    발생증기세정장치{도26[l]}에서 건조시에 발생된 증기를 구상의 팩킹과 이를 순환시키면서 세정하게 한 증기 세정장치를 거친 뒤,
    급수에 의해 유동매체가 이젝터 형식으로 순환되면서 증발되게 하여 관내의 스케일을 방지하게 한 증발장치를 통해 타 공정에서 사용 가능하게 한 것을 특징으로 한 역 다중 효용관식 다단회전상 건조장치와,
    다단유동상식 건류장치{도19[e-1]}에서 건조된 원료가 왕복하면서 하단으로 내려가면서 밑에서부터 올라오는 개스에 의해 유동상식으로 접촉하면서 순차적으로 건류되게 한 것을 특징으로 한 유동상식 건류 장치와,
    계단형 회전로상식 건류장치{도17[c]}에서 건류된 나머지 char를 계단식으로 설치된 도너스 식의 회전로상의 수 개의 부분을 안쪽으로 튀어나오게 설치하고, 각각의 유닛을 동심원상으로 배치하고 안쪽의 원주 속도가 바깥쪽의 원주 속도보다 약간 씩 적도록 원추상의 축에 의해 구동되게 하여 원료가 회전로상의 유닛이 회전하면 계단식으로 서서히 안으로 밀려들어가게 하여 연소시키고, 회전로상의 상단부의 연소부의 재료를 내화물 등을 제조하여 순수 산소를 공급하여 용융 연소시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한 계단형 회전로상식 스토커와,
    용융재 열 회수 및 압력 유지시스템{도20[f]}에서 용융된 재를 킬른형의 균질화 장치에 투입하여 킬른을 회전시키면서 내부에 공급되는 연료에 의해 재차 용융시키면서 완전 균질화 시킨 뒤, 수조에 강하시켜 수쇄시키고, 수쇄된 재는 전술한 댐퍼 시트 보호형 배출장치를 통해 배출시키고, 수쇄시 발생된 증기는 킬른 외피를 냉각시킨 뒤, 밖으로 배출하여 건조 등 타 공정에 사용할 수 있게 한 것을 특징으로 한 용융회재 열 회수 및 압력유지시스템과,
    오일을 이용한 건류 가스열 및 오일회수 시스템{도23[i]}에서 건류로에서 배출되는 개스의 에너지 회수 및 불순물 제거를 위해 수단의 유동상식 열 교환기를 설치하고 그 유동매체를 중질유, 경유, 등유, 휘발유의 순으로 배치하여 점차 온도가 떨어지면서, 유분을 응축시켜 회수하면서 분진 등을 동시에 제거하게 하고 유동매체를 외부에서 다시 열 교환시켜 증기를 발생시켜 전열효과가 가장 크도록 하면서 에너지를 회수하고, 전 후단에 분진 분리 및 중화제 투입 분리 장치를 설치하여 연속적으로 정제한 뒤, 순환되게 하는 것을 특징으로 한 오일을 이용한 건류 개스 열 및 오일 회수 시스템과,
    휘발유 회수 및 가스 세정시스템{도24[j]}에서 1차 정제된 개스를 최종적으로 물로 세정하면서 중화제를 투입하고 응축된 휘발유분을 최종적으로 회수하게 하도록 온도를 떨어뜨리기 위해 열 교환기, 휘발유 분리 장치와 냉각탑을 구비하여 휘발유분을 확실하게 회수하면서 개스를 완전 정제하는 것을 특징으로 한 휘발유 회수 및 개스 세정 시스템과,
    다중선회식 건류가스 연소버너장치{도25[k]}에서 정제된 개스의 연소에 있어 동심원상으로 계단식으로 배치된 공기 노즐을 날개모양으로 형성하여 개스 방향을 유도하고 각 열이 서로 반대 방향으로 분사되게 함으로서 다중선회노즐이 되게 하여 산소와 개스가 최단거리에서 혼합되고 균질 하게 분사시킴으로서 개스와 산소의 공급비가 균일하게 하면서 노즐의 각도를 변화시킬 수 있게 하여 부하에 따라 화염의 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 다중선회식 건류개스 연소버너장치와,
    스파이럴관을 이용한 폐열 회수장치{도30[p]}의 복사 전열 후 에너지를 회수하는 대류 전열장치에서 개스와 수관의 접촉방향을 가능한 한 수직으로 유지하기 위해 수관을 코일상으로 제조하여 동심원상으로 배치하고, 내부는 사람이 들어갈 수 있을 정도의 공간을 설치하여 코일의 제작한계를 없애고, 내외부가 청소 가능하도록 뚜껑을 설치하고 필요시 상부에 증기 배출력에 의해 회전하면서 청소하는 수트 브로워를 설치하여 청소가 되게 하는 스파이럴관을 이용한 폐열 회수장치 등을 갖춘 것을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화, 소각장치.
  2. 제 1항에 있어서, 건류 장치를 다단진동식 건류장치{도19[e-2]}에서 다단으로 진동되는 진동식 스토커를 이용하여 건조된 원료는 차례로 하단으로 흘러가게 하고, 개스는 하단에서부터 올라오게 하여 원료와 접하면서 건류 되게 하고, 최하단부에서는 건류된 후, 스크린을 설치하여 금속분이나 덩어리가 큰 불연물 등을 제거한 뒤, 연소실로 투입되는 것을 특징으로 한 다단 진동식 건류 장치와,
    연소 장치를 평행링크를 이용한 무 접촉식 왕복동 스토커{도 18[d]}에서 평행 4관절 링크를 이용하여 스토커 판끼리는 접촉하지 않으면서 링크의 평행운동에 의해 항상 일정 거리를 유지하면서 움직일 수 있게 하여 스토커 판끼리의 접촉에 의한 마모를 없애고, 스토커 구동동력을 줄임과 동시에 스토커 판 상부를 내화물 등으로 제작 가능하게 하여 고온 연소가 가능하게 한 것을 특징으로 한 평행 링크를 이용한 무접점식 왕복동스토커를 사용하고,
    소각재 분리 및 압력 유지시스템{도21[g]}에서 재를 완전 용융시키지 않고 진터링(Zintering)시키고, 그 재를 재래의 푸셔식 재배출 장치에 의해 배출하면서 그 후단에 압력 유지를 위한 댐퍼를 설치하고, 크랏샤에 의해 재차 분쇄한 뒤, 물을 분사시켜 유동되는 물 유동상에서 마그네트를 접촉시켜 철분을 분리한 뒤 다단의 물로 세정되면서 선별되는 수세 스크린을 거쳐 입자상으로 분리하여 조대 입자는 골재로 사용하는 소각재 분리 및 압력유지 시스템으로 교체하여 재를 용융하지 않고 분리 선별함을 특징으로 한 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류 오일화 소각장치.
  3. 제1항에 있어서, 건조장치를 히트파이프식 건조 건류장치{도16[b-2]}의 육각형의 벌집 모양으로 구성된 멤브레인 수벽을 이용하여 전열면적을 키우고 강성을 유지하게 하고, 필요시 외부에 케이싱을 별도로 설치하여 압력이 높아도 씰링 문제가 생기지 않는 것을 특징으로 한 멤브레인 형 킬른식 건조장치를 이용하고,
    건류로는 다단유동상식 건류장치{도19[e-1]}를, 연소장치는 평행링크를 이용한 무 접촉식 왕복동 스토커{도18[d]}를 이용하면서 재를 완전 용융시켜 재처리장치를 킬른식 용융회재 균질화 수쇄 에너지회수장치{도 20[f]}를 이용하여 처리함을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  4. 제1항에 있어서, 건조 및 건류 장치를 히트파이프식 건조건류장치{도16[b-2]}의 상단부에는 멤브레인 구조로 하단부는 같은 구조를 내화물로 대체한 건류 장치를 설치하고, 상단과 하단을 서로 연결하면서 증기의 통로와 응축된 물의 통로를 분리 설치하여 하부에서 증발된 증기는 상부로 올라가 건조 역할을 한 뒤, 응축되고 상부에서 응축된 물은 하부로 중력에 의해 흘러가, 건류 과정에서 일부 열을 흡수하여 다시 상부로 증기화 되어 공급되게 하고, 상단과 하단은 수벽과 실링으로 차단하고 재료는 킬른 외부에 설치된 푸셔에 의해 상단부에서 하단부로 공급함으로서 상단부의 증기가 하단부로 누설되는 것을 최대한 방지하고,
    하단부에서 수관과 내화물에 의한 육각형 구간을 통과하면서 건류되고 남은 char는 건류로 하단에 역으로 설치된 스크린을 통과하면서 조대물인 금속분과 비가연성 물질을 제거한 뒤, 계단식 회전로상 연소에서 연소하는 것을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류 오일화 소각장치.
  5. 제1항에 있어서, 건류 장치를 에너지 회수형 활성탄 킬른장치{도16[b-3]}의 상단부에서 멤브레인 구조와 같은 육각형 벌집구조의 킬른에서 고온 개스와 접촉하면서 활성탄을 건류, 활성화하고, 하단부에서는 적열 상태의 활성탄으로부터 멤브레인 형상의 육각형 벌집구조의 전열기에서 열을 흡수하여 증기를 생산한 뒤 이 증기와 함께 건류로에서 나온 개스를 냄새 등을 방지하기 위해 상기 다중선회식 연소기에서 2차 연소시켜 폐열 보일러를 통해 생산된 증기를 역다중 효용관식 건조 장치에 보내어 건조를 수행하게 하고, 건조 장치에서 발생된 폐증기를 활성화를 위해 고열로 공급하는 고온 개스에 혼합 공급하여 원료의 활성화를 시키는데 이용하고 킬른 하단부에 수냉되는 스크린을 설치하여 활성탄을 분류하여 크기별로 배출하게 한 것을 특징으로 한 킬른식 건류 폐열회수장치를 설치하여, 다단허스식건조기와 멤브레인형 킬른식 활성탄의 제조, 재생장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  6. 제1항에 있어서, 건조가 불필요한 타이어 등을 처리하는 목적으로 사용하기 위해 건조 장치를 생략하고 건류로를 타이어 등의 특성을 살려 공지의 수직 샤프트로로하여 단순화하고 그 하부에 상기 계단형 회전로상식 스토커를 설치하여 용융 배출하면서 킬른식 균질화 및 용융열회수 장치를 부착하고, 개스의 정제 및 오일회수, 이차연소장치로 타이어, 고분자 폐기물 등을 용융 처리하는 타이어 건류 오일화 용융소각장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  7. 제1항에 있어서, 증발에너지 및 발생증기에너지를 최대한 이용하기 위해 발전증기터빈과 연결하여 사용하는 장치에 있어서,
    건조 및 증발 장치에 투입하는 증기를 터빈에서 1차 팽창된 증기를 투입하여 건조장치를 너무 고압화하지 않아도 되게 하고, 건조 및 증발 장치에서 나온 증기에서 증기를 재생산한 뒤, 이를 재열하여 다시 터빈에 투입시켜 건조에 사용한 에너지를 최소화하고,
    오일회수 공정 등에서 발생되는 다양한 압력의 증기를 터빈의 적절한 압력의 곳에 투입함으로서 발전효율을 최대한 올릴 수 있는 발전 시스템과 조합되어 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  8. 제1항에 있어서, 건조 장치를 장치 내부를 고압으로 유지하는 다단허스식 건조장치{도 15[a]}의 다단허스식 건조기나 기타의 방법으로 밀봉 가능한 건조장치를 이용하고 발생증기세정장치{도 26[l]} 및 유동상식 증발장치{도 27[m]}로만 구성하여, 산업현장에서 발생된 슬러지나, 기타 제품 등을 건조하면서 그 에너지를 100%회수하여 중저압 증기로 공정에 투입할 수 있는 역다중효용관식 건조장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치.
  9. 제8항에 있어서, 장치를 건조 대신 폐수의 증발 및 잔류물의 건조 목적으로 사용하기 위해 유동상식 증발장치{도 27[m]}와 건조를 위해 빼내는 물에 포함된 유동매체를 하이드로콘에 의해 분리하고 다시 2차 하이드로콘에 의해 물과 농축분을 분리하여 농축분은 건조기로 투입하고 투입되는 폐수와 같이 유동매체를 재순환시키고, 열교환기 중앙부에 유동상 열 교환기 내의 유동매체 및 물을 순환되게 하고 필요시 고압으로 응축되는 응축수의 에너지회수를 위해 수력터빈과 펌프의 압력에너지회수장치와 열 교환기를 통한 열에너지 회수장치를 구비하고, 폐수증발기와 폐액 건조기에서 발생된 증기를 증기 세정장치{도 26[l]}로 세정하여 유동상식증발장치{도 27[m]}에서 회수하여 공정용 증기를 만들어 공급하는 역다중 효용관식 폐수 증발 농축 건조 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  10. 제9항에 있어서, 폐수 증발에 필요한 에너지를 직접 연소 개스에 의해 공급하기 위해 폐수 증발 장치를 연소 장치와 공기 예열 장치를 거친 고온 연소 개스에 의해 직접 증발되게 하고, 직화식 증발기를 이용한 역다중 효용관식 폐수증발장치{도10의 [M-1]}의 폐수증발장치를 가장 고압으로 하여 여기에서 나온 증기를 필요시 발생증기 세정장치{도 26[l-1]}의 증기 세정장치를 거쳐 건조기로 투입하고 건조기에서 발생된 증기를 재차 세정하여 투입하거나 직접 증기 발생장치로 투입하여 발생된 증기를 공정에 사용할 수 있도록 하여 장치비를 절감하고 에너지효율을 최대화시키는 직화식 폐수증발 및 잔류물 건조장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화소각장치.
  11. 제8항에 있어서, 공장 내에 타 용도의 증기 사용처가 없을 경우, 자체 발생된 증기 사용량을 최소화하도록 상기 다단 회전상 건조 장치를 다중효용관 개념으로 바꾸어 설치하기 위해 다단 회전상 건조 장치를 수단식 묶어 1중으로 하고 그 유닛을 여러 개를 같은 모양으로 배치하고, 최하단에 가장 고압의 증기나 열매를 공급하여 증발시킨 뒤, 최하단에서 증발된 증기를 다음 단으로 공급하여 그것을 열원으로 하여 다음 단에서 증발되게 하고 다시 그 다음 단을 증발시키고, 단과 단 사이는 로타리 밸브나, 기타 압력 유지장치로, 축은 축 밀봉 장치로 하부에서 상부로 직접 증기가 올라오지 못하게 하여 제1중건조기에 투입된 n배(n=다중효용수)만큼 건조되는 다중효용관형 다단 허스식 건조장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  12. 제8항에 있어서, 소형의 음식물 건조장치 등에 사용하기 위해 상기의 예열장치를 갖춘 허스식 건조장치{도15[a-1]}의 다단회전상 건조장치를 사용하고 음식물의 투입 등을 위해 배치형으로 수동 조작되는 내압형 투입구를 설치하고, 건조시 발생되는 증발열을 저장하는 (45)의 증기 저장조를 상부에 설치하여 하부에서 증발된 증기는 저장조 내부에 설치된 전열관을 통해 열수 형태로 증기를 저장하여 필요시 증기로 꺼내어 쓸 수 있게 하고, 쓰레기는 스크레이퍼에 의해 하단부로 점차 건조되어 내려가 저장조에 저장한 뒤 일일 3회 정도 회수하는 소형 음식물 건조 에너지 회수 저장 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류 오일화 소각장치.
  13. 제1항에 있어서, 휘발분이 적은 연료를 연소시키고 소규모로 제작하기 위해, 건조, 건류 오일화과정을 모두 생략하고 계단형 회전로상식 스토커{도17[c]}의 계단형 회전로상식 스토커의 내열, 미세물 취급가능 등의 기능만을 살려,
    상당 거리의 연소실 중간에서 연료를 선회공급하고 이 부분에서도 2차 공기를 공급시켜 선회연소시키면서 입자가 큰 연료는 계단형 회전로상식 스토커{도 17[c]}에서 연소시켜 완전연소시키는 계단형 회전로상을 가진 분체 및 액체 연소장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류 오일화 소각장치.
  14. 제1항에 있어서, 원유, 폐유, 석탄 등을 오일화, 크랙킹하면서 연소하여 에너지화 하기 위해, 건조장치를 생략하고, 건류장치를 액상원료의 특성을 이용하여 Falling-Film형 액상 원료 건류 및 소각 장치{도 22[h]}의 원통형으로 구성된 건류실의 상단에 다공판을 설치하고, 다공 원판의 중심에 회수 분리된 원료를 공급하여 원판의 모서리 부로 흘러가면서 1차 분진 제거 및 증발이 일어나게 한 뒤 원판의 끝에서부터 원통의 벽을 타고 내려오면서 Falling-Film형의 열 교환이 되게 하여 원료 중의 오일분이 증발되면서 고분자성인 중질유분은 크랙킹이 일어나게 하고, 남은 char와 재성분은 계단형 회전로상식스토커에서 용융 연소시키고 그 재는 수쇄 배출하며, 연소열로 크랙킹 및 오일분 증발에너지를 공급케 하고, 모든 원료는 오일을 이용한 오일회수장치{도 23[i]}의 제 1단에 공급시켜 1차 에너지 회수 및 분진 등 불순물을 제거한 뒤 건류실로 투입되게 하고, 기타 오일 회수 및 정제등 처리하되, 개스 연료 등의 추가 회수를 위해 히트 펌프로 구동되는 개스 응축시스템을 필요에 따라 부착할 수 있는 원유, 폐유, 석탄 등의 크랙킹 오일화 연소장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  15. 제1항에 있어서, 다단허스식건조장치는 축의 밀봉장치를 강화하여 내압 건조에 견딜 수 있게 하고, 전열판을 동심원으로 구성되는 열교환관을 설치하고 그 외피를 적당한 두께로 주물 등으로 형성하게 하여 전열면이 파도형으로 구성되게 함으로서 스크레이퍼로 긁어서 청소할 수 있는 전열면적이 단위 부피당 최대한 배치될 수 있게 하고, 필요시 건조기의 상부에 하단부에서 응축된 응축수로 예열되는 예열부를 설치하고, 이를 하단의 건조부와 차단하는 로타리밸브 및 축의 밀봉장치를 설치하여 공급되는 원료를 예열한뒤 건조시키는 다단허스식건조장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  16. 제3항 및 제4항에 있어서, 킬른식 건조장치를 전열관의 배치를 육각형의 벌집모양으로 배치하고 그 크기를 사람이 출입할 수 있는 최소 크기로 하여 주어진 공간 내에 최대한 많은 전열면적이 배치될 수 있게 하고, 전열관 사이를 멤브레인 구조로 하여 전열관이 아무리 많이 배치된 셀이 많은 구조라 하여도 전체의 강성이 유지될 수 있게 하고 필요시 그 내부에는 2~3개의 튜브로 구성된 날개 역할을 하는 전열관을 수열 배치하여 전열면적을 늘리면서 원료를 상단까지 운반한 뒤 떨어뜨려 교반 효과를 증진시키고, 건류로를 형성하는 경우에는 육각형의 모서리부와 날개 부분에만 수관을 배치하고 나머지 부분은 내열재나 강판 등으로 구성하여 내열재를 잡아주고 골조용 철재의 냉각을 수행하여 열에 견딜 수 있는 역할과 냉각용 수관들에 의해서는 열을 흡수 운송할 수 있도록 하고, 대 구경의 경우, 필요시 킬른의 내부 압력을 고압화 하기 위해 실링 장치를 쓰지 않고, 킬른 외부에 파이프 상의 케이싱을 설치하고, 구동용 축 부분만 외부로 빼어내어 실링하면서 전동시키게 하는 킬른식 건조, 건류장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  17. 제16항에 있어서 킬른의 멤브레인 구조는 상부는 건조 장치로 하부는 건류 장치로 구성되게 하고,
    그 중간에는 개스나, 증기는 관통되지 못하도록 차단판을 설치하고, 건조된 원료는 킬른 외부로 빠져나간 뒤, 유압 구동되는 푸셔에 의해 공급시키거나, 균질한 입상물을 취급하는 경우, 로터리 밸브 등에 의해 공급시켜 고형물은 흘러가면서 증기는 차단하고, 하단부에서 건류된 원료는 다공판으로 형성된 스크린을 설치하여 분류시켜 배출하게 하고, 킬른 상단부의 건조부로 공급되는 열을 공급하기 위해 증기는 중앙부에서 상단으로 공급하고 응축된 응축수는 다시 금속구로 작동되는 체크 밸브를 통해, 자체 순환되게 하여 열의 외부 공급이나 배출이 불필요한 히트파이프를 형성되게 하여 건조, 건류, 분류가 가능하게 하는 히트 파이프형 킬른식 건조, 건류, 분류장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  18. 제1항, 제4항, 제6항, 제13항 및 제14항에 있어서, 용융, 연소하는 스토커를 계단형 회전로상식 스토커{도 17[c]}와 같이 회전로상의 스토커 판을 도너스형의 링으로 계단식으로 형성되게 하고, 각각의 링의 안쪽에 튀어나온 돌기를 수 개 형성되게 한 뒤, 링의 외곽에 형성된 원통형 케이싱과, 하단에 설치된 수 개의 원통형 또는 계단형 구동장치를 통해, 바깥쪽의 원주속도가 안쪽의 원주속도보다 약간씩 빠르게 하여 원주 바깥쪽에 떨어진 원료가 원통의 틈새로 공급되는 산소에 의해 용융 연소되면서 링 상부에 설치된 내화물로 인해 고온 연소하여도 문제가 없게 하면서 연속 가동시 생기는 Flug를 자체적으로 제거하여 산소 공급구가 막히지 않게 하고, 계단형의 밀봉효과에 의해 용융된 재가 절대로 밖으로 떨어지지 않게 하는 분탄 연소나, 용융 연소 등에 계단형 회전로상식 스토커를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치.
  19. 제2항 및 제3항에 있어서, 연소에 사용된 무접촉식 왕복동 스토커를 {도 18[d]}와 같이 스토커의 상부를 내화물로 구성되게 하여 고온 용융 연소가 가능하게 하기 위해, 스토커의 구동을 4관절 평행링크가 고정된 링크와 대칭 되는 링크는 항상 평행운동이 되는 것을 이용하여 이 링크를 1조씩 서로 반대로 움직이게 하여, 스토커 판끼리는 서로 접촉하지 않음으로서 구동동력을 줄이고, 재료를 내화벽돌등으로 할 수 있게 하고, 계단형, 역송형, 수평형 등 다양한 방법으로 배치할 수 있고 링크를 이용하여 상호간의 차단을 손쉽게 함으로서 구획판의 구성을 손쉽게 하고 필요시 링크를 통해 바닥판을 수냉시키는 평행 링크를 이용한 무접촉식 왕복동스토커를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  20. 제1항에 있어서, 건류 장치를 {도 19[e-1]}과 같이 건류가 유동상식으로 접촉되면서 수행되도록 유동을 위한 유동상을 수단 배치하고, 그 판상에는 다공판을 형성하게 하고, 고체의 흐름 방향은 각 단이 서로 반대 방향으로 흘러가 점차 하단으로 가게하고, 각 단의 끝 부분에는 웨어와 하강부를 형성하여 하부에서 올라오는 개스에 의해 고체가 유동되어 전열되어 건류되고, 유동 높이는 웨어의 높이와 같게 하여 일정한 용량의 건류가 되게 한 뒤, 최상단은 온도가 가장 낮은 개스와, 최하단은 가장 높은 개스가 접촉되게 하여 오일화 율을 가능한 한 높게 하고 다공판은 수냉하기 위해 튜브를 배치하고, 튜브의 외부를 주물 내화물 등으로 싸서 장치의 내마모 및 내열성을 향상시키는 다단 유동상식 건류 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치.
  21. 제2항 및 제3항에 있어서, 건류장치를 {도 19[e-2]}와 같이 다공판상의 유동상을 형성하되, 균질성이 떨어지는 폐기물을 취급하기 위해 바닥자체를 진동장치와 링크 및 스프링에 의해 2단씩 쌍을 지워 진동되게 하고, 그 진동에너지에 의해 폐기물 등이 걸림 없이 공급되고, 개스에 의해 형성되는 플러깅 물체가 떨어져 나가게 하여 장치 신뢰성 및 가동시간을 증대시키는 다단 진동식 건류장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  22. 제1항, 제3항, 제4항 및 제6항에 있어서 재용융열 회수장치를 {도 20[f]}와 같이 배출된 용융재를 필요시 재차 균질화 가열하기 위해 (F2)의 킬른식 균질로를 장착하고 킬른 내부에서 보조연료로 재가열 하여 균질화 한 뒤, 급냉 랭크에 배출하거나 균질화가 불필요한 경우 직접 배출하고 용융재가 급냉되면서 증발된 증기를 킬른 외벽을 냉각시킨 다음, 배출되게 하거나 균질화가 불필요한 경우 외부로 직접 배출하여, 배출된 증기를 타용도로 이용할 수 있게 하고, 급냉된 재는 (F3)의 스크류콘베어 등으로 배출하고 최종 배출구에는 (F4)의 압력유지댐퍼를 부착하여 탱크 내가 고압이 유지될 수 있게 하여 회수증기압력이 높게 하고, 고압으로 유지되는 용융건류로의 압력을 밀봉할 수 있도록 하는 용융회재 균질화 및 용융 열회수 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치.
  23. 제2항에 있어서, 재의 분리 장치에서 재를 용융시키지 않고 다관절 푸셔에 의해 배출시키면서 시트 보호형 댐퍼를 통해 압력을 유지하게 하고 크랏샤를 거쳐 재를 분쇄한 뒤, 물을 분사하여 조성되는 물 유동층 상부에 (G7)의 마그네트 드럼을 설치하여 유동되는 물의 유동력 외에 부력과 마그네트의 자력에 의해 미세한 철분까지 분리될 수 있게 하고, 물 유동에 사용된 물과 공급되는 물이 (G11)의 킬른식 드럼 스크린에 재와 같이 투입되어 남은 입자를 크기별로 세분하여 분리하고, 초 미세 입자는 물과 같이 배출된 뒤, 침전시켜 조립 입자는 골재 등으로 쓰게 하고 미세분은 시멘트 원재료나 고화처리 등, 별도 처분케 하여 재의 처리비용을 최소화하게 한 것을 특징으로 하는 회재 분쇄 선별 분류장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  24. 제14항에 있어서, 원유, 폐유 등을 크랙킹 연소시키기 위해 원통형의 건류 연소로 상부에 유동상 용의 다공판을 설치하고 다공판의 중앙에 액상 원료를 주입하여 1차 유동이 되면서 집진 및 증발이 일어나게 하고 그 액체가 건류로의 벽을 타고 내려오게 하여 하부에서 연소되는 열에 의해 오일분이 모두 증발, 크랙킹 된 뒤, 계단형 회전로상식 스토커{도17[c]}에서 연소되게 한 것을 특징으로 하는 Falling Film형 액상 원료 건류 소각장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치.
  25. 제1항 내지 제 7항에 있어서, 건류 장치 후단에 모두 설치되는 개스 분진 포집 및 오일 회수 장치에서 {도 23[i]}와 같이 열 교환기를 개스 통로 내부와, 순환오일 측에 직접 접촉식과 간접 접촉식 열 교환기 두 가지를 구비하여 개스 통로 내부에서는 상부에서 뿌려지는 오일에 의해 유동되면서 일어나는 직접 접촉과 관을 통한 간접 접촉에 의해 일어나게 하고 개스와 오일의 접촉에 의해 분진을 제거하고 오일분이 해당 온도에서 응축이 되도록 수단의 블록으로 하여 각각 중유, 경유, 등유 휘발유의 순으로 응축되게 하고, 그 내부 열 교환기는 십자상으로 지그재그로 배열하고, 헤더는 2개소로 하여 전열면적 배치를 극대화한 열 교환기를 사용하고, 배출된 오일을 (I11)하이드로콘에서 분진 등을 분리한 뒤, 유동상식 열 교환기에서 내부에 오일이 순환되고 외부에 증기가 발생되게 열 교환하여 냉각한 뒤, (I19)에서 중화제를 혼합시켜 중화시킨 뒤 염수는 제거하고, 남은 오일은 재투입하게 하거나 중질유 구역에서 오일과 물을 직접 접촉시켜 증발시키면서 중화제를 직접 투입하여 정제하게 하여 재순환시키는 열 회수장치를 달아 오일을 회수하면서 먼지, 황, 염소 등의 불순물을 제거하고, 열 에너지를 회수할 수 있는 건류 개스 정제 및 오일, 열 회수 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  26. 제 1항내지 제 6항 및 제 25항에 있어서, 1차 분진이 제거되고 유분이 제거된 가스를 최종 정제하기 위해 {도 24[j]}와 같이 물로 수세하고, 그 수세되는 과정에서 응축된 휘발유분 등의 경질유를 하이드로콘에서 분리 배출하고 물은 간접 접촉식 냉각탑에 냉각하여 재순환하여 공급하거나, 다단 플러싱 열 교환기를 통해 온수를 제조하여 최대한 낮은 온도로 순환되게 하고, 최종단에 중화제를 투입하여 개스 중의 황분, 염소분 등이 완전 제거되는 휘발유 회수 및 개스 세정 시스템을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치.
  27. 제 26항에서 {도 24[j-3]}과 같이 세정탑의 구조를 다단 다공탑으로 하고, 다공판의 유닛을 1가지로 성형하되 한쪽은 물이 내려오고 한쪽은 웨어로 막아 물이 적당한 높이로 유동되게 하면서 웨어를 넘친 물을 하단으로 흘러가게 하고, 물이 내려가는 부위, 유동부위, 상부가 막히는 부위 등으로 분할 성형하여 조립시 반대 방향으로 끼우면 강하부와 웨어가 형성되게 하여 여러 개를 끼우면 수단의 다공판 탑이 되게 하고, 이 유닛을 여러 개를 병렬 설치하여 용량에 맞추어 설치할 수 있게 하여 성형제작함으로서 제조 단가를 내리고, 가장 표준 다공판 탑에 근접한 유로를 형성할 수 있게 하여 접촉 효율을 극대화하면서 압력손실은 최소화하여 물과 개스가 접촉할 수 있는 개스 세정장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치.
  28. 제26항에 있어서, {도 24[j-2]}와 같이 세정탑에서 나온 폐 온수를 열 교환하는 장치에 있어서 감압 탱크를 온수측 및 냉수측에 같은 수로 다단으로 분리하여 설치하고, 폐온수 상단의 가장 높은 온도의 구역에서 제조 온수측 출구측 최하단의 구역으로 발생증기를 송기시켜 에너지 회수효율이 가장 높을 수 있게 하고, 폐온수측은 유튜브에 의해 증기는 차단하면서 물은 계속 아래 단으로 투입될 수 있게 하고, 제조 수측은 상단에서 하단으로 공급하기 위해 압력차를 극복할 수 있을 만큼 높이 차를 두던가, 펌프를 설치하여 아래 단으로 흘러갈 수 있도록 하거나, 튜브 내를 냉수가 흘러가면서 폐수측 하단의 탱크에서부터 전열하여 점차 가열되게 하고 튜브외측에 폐수측에서 증발된 응축수가 응축되어 수질오염의 우려를 없앤 간접 접촉방식의 열 교환기를 설치하거나 하여, 열 교환기 막힘의 우려를 없애고 부식성 액체 등의 취급도 가능하게 하면서 단수에 따라 에너지 회수 효율을 최대화 한 다단 플러싱 열 교환 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치.
  29. 제1항 내지 제 6항에 있어서, 개스를 정제 후, 연소하는 장치에서 {도 25[k]}와 같이 동심원상으로 배열된 구획판과 방사선상으로 계단식으로 배치된 공기 노즐을 각각 방향이 반대가 되도록 배치하고, 날개 모양의 공기 노즐에 의해 개스 흐름 방향이 유도되도록 하여, 공기와 개스가 다음 단과는 선회방향이 반대가 되도록 배치하고, 공기를 파이프 속을 통해 노즐로 공급되게 하고, 그 파이프를 원통형 플레임에 설치된 지지링에 의해 지지하고 파이프를 회전시킬 수 있게 하여, 부하에 따라 선회강도가 조정될 수 있게 하고 파이프의 배치는 안쪽에서부터 상단에서 하단으로 내려가면서 배치하고, 전체 원통의 링의 크기에 따라 개수를 늘려 배치하여 중앙에 설치된 보조 버너에 의해 착화되면서 개스와 공기가 서로 혼합되면서 공급되고 구역별로 서로 역선회시켜 최대한의 혼합효과를 가지게 하여 화염거리를 최단으로 할 수 있게 하여 완전 연소시키고, 부하에 따라 화염거리도 조절할 수 있는 다중선회식 개스 버너를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치..
  30. 제1항 내지 제10항에 있어서, 여러 장치에서 증발된 증기를 세정함에 있어 {도 26[l]}과 같이 구상으로 된 팩킹의 좌우에 경사진 판상의 지지부를 설치하고, 필요시 구형 팩킹이 진동부에 의해 균일하게 배출되어 스크류 피더 등으로 재 순환되게 하고, 팩킹 상부로부터 물을 뿌려 이 물을 연속 순환시키면서 증기 속에 포함되어 있는 분진이나 기타 불순물을 제거하고 청정상태의 증기와 비응축성 개스만 통과하게 함으로서 건조 및 증발과정에서 증발된 증기에서 응축된 응축수의 수질을 유지할 수 있는 증기 세정장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치.
  31. 제9항 및 제10항에 있어서, 폐수증발장치를 {도 27[m]}과 같이 유동매체의 순환을 위해 열 교환기 중앙에 매체 강하관을 설치하고, 그 상부에 공급수의 노즐을 설치하여 이젝터 효과에 의해 구슬과 공급수가 같이 강하함으로서 유동매체의 순환을 촉진시키고, 폐수 중 일부 배출되는 농축액에서 구슬을 분리하는 하이드로콘을 구비하여 하부로는 구슬과 액체를 하부에 설치된 이젝터를 구슬과 액체를 재 순환시키는 유동상식 폐수 증발장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치.
  32. 제31항에 있어서, 폐수증발기 등에서 응축수량이 많을 경우, 응축수의 열 에너지 외에 압력에너지까지 회수하기 위해 {도 28[n]}과 같이응축수를 열 교환기를 거쳐 터빈에 투입하고 여기서 회수되는 동력으로 급수를 입입하게 하여 열과 압력 에너지를 모두 회수하는 폐수 응축수 에너지 회수장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치.
  33. 제1항 내지 제6항에 있어서, 원료를 고압 충진하기 위해 2단의 댐퍼를 설치한 공지의 충진 장치에서 댐퍼의 시트를 보호하기 위해 {도 29[o]}와 같이 사진기의 셔터와 같은 형식으로 축에 경사지게 설치된 보호판에 의해 댐퍼가 열릴 때에는 이 보호판에 의해 시트가 보호되고 닫히기 직전, 보호판을 먼저 닫아 시트 윗면에 불순물이 없도록 한 상태에서 댐퍼를 닫아 완전 실링이 되게 하고, 건조기가 불필요한 타이어 등의 소각장치에 사용할 경우, 호퍼 내에 차 있는 개스를 제거하여 밖으로 배출되지 않도록 하기 위해 증기 분출 밸브와 개스 배출 밸브를 구비하여 밖으로 배출되는 개스는 수증기만 배출되게 하여 시스템을 안전하게 유지할 수 있는 시트 보호형 고압 충진 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조,건류, 오일화 소각장치.
  34. 제 1항 내지 제 6항에 있어서, 제연소실 후단의 대류 전열부에서 {도 30[p]}와 같이 열 교환관을 코일형으로 가공하여 수열을 배치하고, 안쪽은 코일 가공상 문제를 피하기 위해 비워놓고 이 부분에 분해 가능한 뚜껑을 설치하여 사람이 들어갈 수 있게 하고 외부도, 기둥부 이외에는 모두 열수 있도록 하여 청소가 쉽게 하고, 방사선상으로 구획판을 설치하여 이 구획판에 의해 전열관이 지지되게 하고, 구획판 자체는 내, 외부의 기둥에 의해 지지되게 하고, 필요시 상부에 회전하는 파이프에 노즐을 설치하여 분사력에 의해 노즐 파이프가 돌 수 있게 하여 자체 회전하면서 수트를 제거할 수 있는 수트브로워를 설치하여 개스와 수관이 가능한 한 수직 접촉하여 전열효율을 극대화하고 청소가 쉽도록 한 스파이럴관을 이용한 폐열회수장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  35. 제1항 내지 제6항에 있어서, {도 31[q]}와 같이 다수의 연소장치에 공급하는 순수산소제조를 위해 양단은 항상 같은 관이 연결되게 조인트로 연결하고, 중앙 2열은 관군이 회전하면 관의 연결구가 1개씩 순차적으로 바뀌게 하여 여러 개로 분할 설치된 흡착탑과 연결되게 하여 고효율을 달성할 수 있게 하고, 절반은 질소 흡착을 직렬로 되도록 하고 절반은 질소 탈착을 시키되, 각 단의 위치에 따라 진공도가 다른 진공펌프와 터빈에 투입할 수 있게 하여 흡착 효율을 높이고 동력소비를 절감할 수 있는 산소제조장치 및 로타리 밸브 시스템를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
  36. 제1항 내지 제6항에 있어서, {도 32[r]}과 같이 폐기물을 저장함에 있어 저장탱크를 건물의 최상단에 배치하고 차량용 엘리베이터를 2개씩 쌍을 지워 배치함으로서 차량 중량에 의한 동력 소비를 없애고 벙커 하단에 계단형 회전로상과 같이 도너스 형의 판을 설치하고 원추상 구동장치에 의해 구동하여 쓰레기가 연속 배출되게 하고, 벙커하단에는 필요 장치들을 설치하여 부지를 절감하는 밸런싱 엘리베이터 및 회전상식 취출기를 가진 고층 저장조를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고수분 폐기물 및 연료의 건조, 건류, 오일화 소각장치.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030013190A (ko) * 2001-08-07 2003-02-14 한국기계연구원 응축 재순환형 폐기물 건조장치
KR20030084134A (ko) * 2002-04-25 2003-11-01 권익 직화식 증발농축기
KR20040036496A (ko) * 2002-10-26 2004-04-30 윤종호 부패성 유기물 고체연료 제조방법, 장치 및 그 고체연료의연소 가열장치
KR100473763B1 (ko) * 2002-09-28 2005-03-10 천지득 폐타이어 자동연속식 유화,카본블랙,와이어코어 재생장치
KR100905176B1 (ko) * 2008-09-26 2009-06-29 강태암 보일러의 폐열을 이용한 음식물찌꺼기 건조장치
WO2011081251A1 (ko) * 2009-12-30 2011-07-07 한밭대학교 산학협력단 고함수 유기성 폐자원 건조장치 및 방법
CN107894000A (zh) * 2017-12-19 2018-04-10 北京中洁蓝环保科技有限公司 一种生活垃圾焚烧飞灰的热脱附系统
CN109404918A (zh) * 2018-12-06 2019-03-01 安徽航天环境工程有限公司 一体化废物热解气化炉
KR20190023175A (ko) * 2017-08-28 2019-03-08 (주)하나이엔지 석탄 건조부를 갖는 석탄 화력발전시스템
CN110559961A (zh) * 2019-10-12 2019-12-13 深圳市驭智装备技术有限公司 一种反应釜的干燥装置
CN114485190A (zh) * 2021-12-27 2022-05-13 瑞彩科技股份有限公司 一种生产效率高的珠光材料加工用连续煅烧装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101387011B1 (ko) 2013-08-29 2014-04-21 롯데건설 주식회사 회전식 다단 폐기물 건조장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5913273B2 (ja) * 1976-11-05 1984-03-28 石川島播磨重工業株式会社 古タイヤの熱分解方法
KR930009920B1 (ko) * 1991-07-18 1993-10-13 주식회사 미래환경 건조 리프터형 폐기물 소각 회전 연소장치
JPH08261435A (ja) * 1995-03-22 1996-10-11 Tokyo Gas Eng Kk 高含水廃棄物の焼却処理システム

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030013190A (ko) * 2001-08-07 2003-02-14 한국기계연구원 응축 재순환형 폐기물 건조장치
KR20030084134A (ko) * 2002-04-25 2003-11-01 권익 직화식 증발농축기
KR100473763B1 (ko) * 2002-09-28 2005-03-10 천지득 폐타이어 자동연속식 유화,카본블랙,와이어코어 재생장치
KR20040036496A (ko) * 2002-10-26 2004-04-30 윤종호 부패성 유기물 고체연료 제조방법, 장치 및 그 고체연료의연소 가열장치
KR100905176B1 (ko) * 2008-09-26 2009-06-29 강태암 보일러의 폐열을 이용한 음식물찌꺼기 건조장치
WO2011081251A1 (ko) * 2009-12-30 2011-07-07 한밭대학교 산학협력단 고함수 유기성 폐자원 건조장치 및 방법
KR20190023175A (ko) * 2017-08-28 2019-03-08 (주)하나이엔지 석탄 건조부를 갖는 석탄 화력발전시스템
CN107894000A (zh) * 2017-12-19 2018-04-10 北京中洁蓝环保科技有限公司 一种生活垃圾焚烧飞灰的热脱附系统
CN109404918A (zh) * 2018-12-06 2019-03-01 安徽航天环境工程有限公司 一体化废物热解气化炉
CN109404918B (zh) * 2018-12-06 2023-10-31 航天神禾(北京)环保有限公司 一体化废物热解气化炉
CN110559961A (zh) * 2019-10-12 2019-12-13 深圳市驭智装备技术有限公司 一种反应釜的干燥装置
CN114485190A (zh) * 2021-12-27 2022-05-13 瑞彩科技股份有限公司 一种生产效率高的珠光材料加工用连续煅烧装置
CN114485190B (zh) * 2021-12-27 2023-12-22 瑞彩科技股份有限公司 一种生产效率高的珠光材料加工用连续煅烧装置

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