KR20010111999A - 고함수 폐기물 건조용 패들건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하/폐수 슬러지, 화학슬러지 등의 건조장치에 많이 적용되는 패들 건조기에 관한 것으로, 기존의 패들 건조기 내부에 축설치되는 2축 상의 패들의 간격, 각도 및 상대 회전속도를 달리하여 고 함수 및 점착성의 슬러지에 대한 이송 및 건조에 대한 문제점을 극복하여 건조효율을 대폭적으로 향상시킨 패들건조기를 제공코자 하는 것이다.

기존의 패들 건조기에서 결정적인 문제점은, 먼저, 수분이 많은 고점착성의 하수슬러지 등을 건조할 경우, 패들 벽면으로의 슬러지의 부착과 응김현상이 발생되어 벽면과의 전열 접촉이 원활하지 못하여 건조효율이 저하되며, 이를 극복하기 위하여 장치를 대형화 하지만 이 경우에도 피 건조물의 뭉침현상으로 함수율(건조도)의 한계를 여전히 가지고 있으며, 그리고 패들간의 간격과 각도를 일정하게 하여 초기 부피가 큰 고함수율의 슬러지의 이송 및 건조 속도에 비하여 후단부에서의 이송과 건조의 평형이 이루어지지 못하고 장치의 부피가 커지게 되는 문제점 등이 있었던 것이다.

이에 본 발명에서는 먼저, 패들 구동기어의 반경을 달리하여 패들의 회전속도를 다르게 하여 이송시 맞물리는 패들에서 상대적인 속도차를 가지게 함으로서 패들 벽면에 부착된 피건조물을 제거시켜주도록 하여 벽면부착을 방지하고 연속적인 이송이 가능하도록 한 것이다. 또한, 건조기 초기구간 패들의 간격(pitch)을 좁게 배열시켜 열량의 공급을 많이 시키고 건조에 크게 영향이 미치지 아니하는 후기구간에서는 패들 간격을 상대적으로 넓게 배열하고 각도를 증가시켜 연속적인 정량이송이 가능하도록 하였다. 본 발명에 의하면 피 건조물의 수분 함수량이 높거나 점착성이 강한 하수 슬러지의 경우에서도 패들에 부착되거나 응집되는 현상이 대폭적으로 감소되어 원활한 건조가 이루어지고, 또한 후기구간에서 패들간격을 상대적으로 넓게 하고 이송각도를 증가시켜 건조, 이송의 평형을 이루게 하여 패들의 면적당 건조효율을 극대화하여 궁극적으로 건조기의 길이 등을 콤팩트화 할 수 있어 설치비용은 물론 공간 점유면적까지 최소화 할 수 있는 것이다.

Description

고함수 폐기물 건조용 패들건조기{A paddle dryer for dehydrating the water containing sludge}

본 발명은 벽면 부착성이 강한 하/폐수 슬러지, 화학슬러지 등의 건조에 많이 적용되는 패들 건조기에 관한 것으로, 기존의 패들 건조기의 내부에 축설치되는 2축상의 패들의 간격, 각도 및 상대 회전속도를 달리하여 고 점착성의 슬러지에 대한 이송 및 건조에 대한 문제점을 극복하여 건조효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있도록 한 고함수 폐기물 건조용 패들건조기를 제공코자 하는 것이다.

일반적으로 슬러지는 약 70~80%이상 다량의 수분을 함유하고 있는 물질로, 하수처리 공정을 비롯하여 염색, 제철, 화학공정 등에서의 유/무기화학 폐기물 등과 더불어 발생량은 매년 현저한 증가를 나타내고 있다.

이러한 슬러지는 수질 및 토양관리와 함께 매우 중요하다.

그동안 이러한 슬러지는 대부분 매립에 의존해 왔는데, 최근 국내·외 적으로 이러한 슬러지를 자원화 또는 에너지화 하려는 연구개발이 다양하게 이루어지고 있으며, 선진국에서는 건조후 퇴비화, 소각용융후 건설자재 등으로 상당부분 실용화되고 있으나, 국내에서는 현재 이러한 부분에 대한 시험적용 연구만이 부분적으로 수행되고 있는 실정이나, 최근에 이에 대한 연구개발의 투자가 본격화되고 있다.

따라서, 이러한 슬러지 상 폐기물의 안정화, 감량화를 위한 재활용, 용융/소각 처리공정에서 건조기를 이용하는 것은 공정 전체의 에너지 절약화와 효율화에 있어 매우 필수적인 공정이다.

최근 국내외의 유류가격이 높게 상승하고 있는 실정에서 건조에 필요한 열원으로 소각로에서 배출되는 고온의 폐스팀(waste steam) 등을 이용하는 간접열 건조방식의 적용이 증가되고 있다.

현재, 간접열 건조장치에서 대표적으로 적용되고 있는 장치중의 하나가 패들(paddle) 건조장치이다. 그러나 기존의 패들 건조기는 도 1에서 보는 바와 같이 건조기 본체(1) 내부에 투입호퍼(2)를 통해 피건조물이 투입된다. 본체(1) 내부의 2개의 축(3)과 축에 연결된 패들(4)에 의하여 이송되면서 접촉 열전달에 의하여 건조를 행하는 시스템이다.

이때 축(3)은 구동모터(5)와 구동기어(6)에 의하여 서로 맞물려 회전하면서 피건조물을 이송시킨다. 동시에 패들(4) 내부로는 히터(7) 등에 의하여 가열된 열매유 또는 스팀이 통과하게 되어 패들(4)을 지속적으로 가열시킨다. 따라서 패들(4)에 의하여 이송과 건조가 이루어진 피건조물은 후단의 건조물배출구(8)로 배출되고, 건조시 발생된 배출 가스는 가스배출구(9)로 빠져나가 후단 공해방지설비(10)를 거쳐 대기로 배출된다.

상기와 같이 구성, 작동되는 기존의 패들 건조기에서는 설계시 필요한 전열면적에 의해 산출된 패들의 개수를 양쪽방향으로 등분포로 배열시키고 같은 속도로 회전하면서 이송, 건조가 이루어지도록 하고 있는 구조이다.

상기한 바와 같은 기존의 패들 건조장치에서의 결정적인 문제점은, 먼저 수분이 많은 고점착성의 하수슬러지 등을 건조할 경우, 패들 벽면으로의 슬러지의 부착과 엉김현상이 발생되어 벽면과의 전열 접촉이 원활하지 못하여 건조효율이 저하되며, 이를 극복하기 위하여 장치를 대형화 하지만 이 경우에도 피 건조물의 뭉침현상으로 함수율(건조도)의 한계를 여전히 가지게 된다.

그리고 패들간의 간격과 각도를 일정하게 하여 초기 부피가 큰 고함수율의 슬러지의 이송 및 건조 속도에 비하여 후단부에서의 이송과 건조의 평형이 이루어지지 못하고 장치가 크게되는 문제 등이 있었던 것이다.

이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 기존의 패들 건조기가 갖는 제반 문제점을 일소할 수 있는 패들 건조기를 제공코자 하는 것으로서, 즉 본 발명은 고점착성 슬러지의 벽면부착을 방지시키고 이송을 원활하게 하며, 동일 처리량에 대하여 패들의 간격과 각도를 조절하여 설계를 최적화하고 제작 원가를 절감시킬 수 있는 패들건조기를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

도 1은 패들 건조기의 개략적 단면 구성도

도 2는 본 발명에서 제공하는 패들 건조기의 평면구성도

도 2a는 구동기어 부위를 발췌한 확대 측면도

도 3은 본 발명의 가변 간격 패들 및 이송각도 배열을 보인 단면도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1:패들 건조기 본체 2:투입호퍼

3:축(shaft) 4:패들(paddle)

5:구동모터 6:구동기어(drive gear)

7:히터 8:건조물 배출구

9:가스배출구 10:공해방지설비

본 발명의 바람직한 실시예를 도 1내지 도 3과 함께 이하에 상세히 설명키로 하되, 종래의 구성과 동일한 구성부는 동일부호를 사용하여 설명키로 한다.

도 2에서 보는 바와 같이, 통상의 패들 건조기용 본체(1) 일측으로 축설치된 2개의 축(3)상에 설치된 패들(4) 구동용 구동기어(6)를 구성하는 2개의 기어(61, 62)는 상호 반경을 다르게 구성하여 패들(4)의 회전속도를 다르게 하여 이송시 맞물리는 패들(4)에서 상대적인 속도차를 가지도록 함으로서 패들(4) 벽면에 부착된피건조물을 제거시켜 주도록 하여 벽면부착을 방지하고 연속적인 이송이 가능하도록 한다.

그리고 건조 초기 수분이 많은 피 건조물이(함수율 85%) 투입호퍼(2)를 통해 패들 건조기 본체(1)로 투입 될 시점으로부터 일정함수(함수율 60%)로 건조 될 때까지는 일시적으로 많은 열량이 필요하므로 도 3과 같이 건조기 본체(1)내의 초기구간(C1)에서 중기구간(C2)까지는 패들(4)의 간격(pitch)을 좁게 배열시켜 열량공급을 많이 시키도록 구성하고, 건조에 크게 영향이 미치지 아니하는 후기구간(C3)에서는 패들(4) 간격을 상대적으로 넓게 배열하고 각도를 증가시켜 연속적인 정량이송이 가능하도록 구성한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에서 제공하는 패들 건조기는 패들(4)의 상대속도 변화에 의한 부착물 제거와 전단부 패들(4) 간격의 조밀화에 의한 초기건조속도의 향상을 가지는 진보된 패들 건조기를 제공함으로서, 본 발명은 피 건조물의 수분 함수량이 높거나 점착성이 강한 하수 슬러지의 경우에서도 패들(4)에 부착되거나 응집되는 현상이 대폭적으로 감소되어 원활한 건조가 이루어지며, 이는 파이롯트(PILOT) 실험에 의하여도 증명이 되었다.

또한 본 발명은 패들 건조기 본체(1)의 후단부에서 패들(4) 간격을 상대적으로 넓게 구성하고 이송각도를 증가시켜 건조, 이송의 평형을 이루게 하여 패들(4)의 면적당 건조효율을 극대화하여 궁극적으로 건조기 본체(1)의 길이 등을 콤팩트화 할 수 있어 설치비용은 물론 공간 점유면적까지 최소화 할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 예상외로 다대한 매우 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 패들 건조기 본체(1)상에 길이방향으로 축설치되어 구동기어(6)의 구동에 의하여 회전구동하는 패들(4)이 각각 소정간격으로 형성된 2개의 축(3)을 갖는 통상의 패들건조기에 있어서;

   상기 구동기어(6)를 구성하는 2개의 기어(61,62)는 상호 반경을 달리하여 상호 다른 회전비로 회전될 수 있도록 구성하고,

   상기 축(3)상에 형성된 패들(4)은 초기구간(C1)이 중기구간(C2) 보다는 이웃하는 패들(4) 상간의 피치가 좁고, 중기구간(C2)이 후기구간(C3) 보다는 이웃하는 패들(4) 상간의 피치가 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 고함수 폐기물 건조용 패들(paddle) 건조기.
2. 제 1항에 있어서;

   상기 패들(4)은 초기구간(C1)에서 중기구간(C2), 후기구간(C3)으로 갈수록 각도가 점진적으로 크게 형성한 것을 특징으로 하는 고함수 폐기물 건조용 패들(paddle) 건조기.