KR200294897Y1

KR200294897Y1 - 간접 열처리 방식에 의한 슬러지 건조 장치

Info

Publication number: KR200294897Y1
Application number: KR2020020021126U
Authority: KR
Inventors: 문무철; 박현건
Original assignee: 문무철
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2002-11-13

Abstract

본 고안은 간접 열처리 방식에 의한 슬러지 건조 장치에 관한 것이다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 정수장 및 하수처리장에서 수 처리 작업 시에 생성되는 슬러지(sludge)는 수분 함량이 70~80%의 콜로이드(colloid) 형상으로서, 이는 처리 시 발생되는 침출수와 악취, 그리고 종말 처리 후 매립시의 용지난과 해양 투기시의 수질 오염은 심각한 환경 공해인바, 이의 처리방안이 다양하게 개발되었으나 이는 대체로 효율성에 비해 에너지 소모가 많으며 특히 원심력을 이용한 기계적 탈수 방법과 회전로에 의한 건조 방법 등이 있으나, 이러한 방법에 의한 처리 시는 처리물이 응집되거나 덩어리가 생기게 되므로 토양 개선제나 건축 자재로 활용하지 못하는 결점이 있어, 이를 해결하고자 본 출원인이 선 출원 등록한 "정수장 슬러지의 재활용 처리 장치(특허 제 0314378호)"는 슬러지의 선별공정, 반복탈수 공정, 다단 압출공정, 회전 건조공정 및 회전 소성 공정의 다단계를 거쳐 유용한 펠렛(pellet)으로 압출하는 것인바, 이는 토양 개선제나 건축 재료로서 재활용 할 수 있는 잇점이 있으나 800℃의 직접 열을 사용하므로 에너지의 손실이 많으며 또한 고온에서 슬러지를 건조 또는 소성시킬 때는 인체에 유해한 가스 발생 등의 문제점이 있었던 것이다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하고자 안출한 것으로서, 이의 고안 요지는 건조장치 몸체(1)를 구성함에 있어 4개의 감량로(2)(3)(4)(5)로 결합 구성하되, 각 감량로의 내측 주면에는 단열재(6)와 스테인레스 밀러판(7)을 부착한 벽면에 가열용히터(8)를 다수 설치하고, 상기 감량로의 좌우측에는 호퍼(9a), 이송부(9b)가 설치되고, 내측 중앙에는 원통 형상의 회전 건조로(9)를 설치하며, 이 회전 건조로(9)의 내부에는 이송 스크류(10)가 고정 설치되어 있으되, 이 이송 스크류(10)는 감량로의 일측부에 설치된 호퍼(9a)의 하방까지 연장되고, 전기한 호퍼(9a)와 이송부(9b)에는 흡입구(27) 및 수증기 배출구(29)와 연결된 배기 및 유입 닥터와 연결된 것으로, 다량의 수분을 함유한 슬러지가 히터(8)에 의해 고온으로 가열된 감량로 내에 설치된 회전 건조로(9)를 통과하면서 간접 열처리 방식으로 반복되면서 건조되게 하고, 반 건조된 슬러지는 펠렛으로 압출하여 토양 개량제 및 복토제로 사용할 수 있게 하였기 때문에 유해 가스 등 환경 공해를 발생시키지 않을 뿐만 아니라 폐열을 회수하여 슬러지 건조에 재활용할 수 있어 에너지의 절감에 크게 기여할 수 있는 것이다.

Description

간접 열처리 방식에 의한 슬러지 건조 장치{A sludge drying equipment using an indirect heating treatment}

본 고안은 간접 열처리 방식에 의한 슬러지 건조 장치에 관한 것으로 이를 더욱 상세하게 설명하면 정수장이나 하수 처리장에서 정수 처리나 하수 처리 시에 생성되는 슬러지(sludge)는 수분 함량이 70~80%되는 콜로이드(colloid) 형상으로서, 처리 시에는 침출수 누출과 부패 과정의 악취가 공해를 유발하고 있고, 또한 종말 처리 후 매립 시에는 용지난과 해양 투기 시는 수질 오염 등 심각한 환경 공해를 유발하고 있는 것이다.

이와 같은 문제점의 개선을 위하여 처리 방법이 다양하게 개발되었으나 이러한 방법들은 효율성에 비해 에너지의 소모가 많으며 특히 원심력을 이용한 기계적 탈수 방법과 회전로에 의한 건조 방법이 있으나, 이러한 처리 방법은 처리물이 응집되거나 덩어리가 생겨 토양 개선제나 골재 및 건축 자재로 활용하지 못하는 결점이 있어, 이점을 해결하고자 본 출원인이 선 출원 등록한 "정수장 슬러지의 재활용 처리장치(특허 제 0314378호)"는 슬러지의 선별공정, 반복 탈수공정, 회전 건조공정 및 회전 소성 공정의 단계를 거쳐 슬러지가 펠렛형으로 압출성형되게 하고 있어, 이와 같이 하여 생성된 펠렛형 슬러지는 종래에 비해 환경 친화적인 것이어서, 토양 개선제나 건축 자재로 재활용 할 수 있는 잇점은 있으나, 상기 처리 장치의 구조가 복잡하고 800℃ 정도의 직접 열을 사용하므로 열손실이 많으며 특히 슬러지내의 협잡물을 800℃ 정도의 직열로 건조 또는 소성시킴에 따라 발생된 유해 가스는 대기 오염 등 2차적인 환경 공해 유발의 문제점이 있었던 것이다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하고자 안출한 것으로서, 이의 고안 요지는 건조장치 몸체(1)를 하우징(1a) 내에서 4개의 감량로(2)(3)(4)(5)로 결합하되, 각 감량로(2)(3)(4)(5)의 내부에는 단열재(6)와 스테인레스 밀러판(7)이 부착된 벽면에 가열용 히터(8)를 다수 설치하고 각 감량로에는 좌우측에 기어드 모터(11)를 개재한 회전 건조로(9)를 설치하되, 이 회전 건조로(9)의 내부에는 이송 스크류(10)가 일체로 고정 설치되며 각 감량로의 일측에 설치된 호퍼(9a)에는 전기한 회전 건조로(9)의 이송스크류(10)가 근접되게 하고, 이 회전 건조로(9)의 타측 단부에는다음 감량로의 호퍼에 감량물을 이송하는 이송부(9b)가 설치되고, 상측 이송부(9b)의 일측에는 수증기 배출구(29)를 개재한 배기 닥터(25)가 설치되고, 그 타측 이송부(9b)에는 1차 쿨러(22) 및 2차 쿨러(23)를 개재한 흡입 닥터(25a)가 설치되고, 이 흡입 닥터(25a)의 선단에는 슬러지 이송 휀(31)(31a)이 설치되어지게 한 것이다.

도 1은 본 고안의 감량로의 가열 장치를 생략한 회전 건조장치의 분리 사시도

도 2는 본 고안 장치의 요부 횡단면도

도 3은 본 고안의 요부 측면 표시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1. 건조장치 몸체 1a. 하우징 2. 1차 감량로

3. 2차 감량로 4. 3차 감량로 5. 4차 감량로

6. 단열재 7. 스테인레스 밀러판 8. 히터

9. 회전 건조로 9a. 호퍼 9b. 이송부

10. 이송 스크류 11. 기어드모터 12. 링 기어

13. 아이들기어 14. 롤러 14a. 브래킷

15. 가이드 링 16. 후렌지 17. 프레임

18. 사이클론 19. 펠렛 성형기 20. 수증기 응축장치

20a. 응축수 배출구 21. 건조슬러지 저장 탱크 21a. 배출구

21b. 배기닥터 22. 1차 쿨러 23. 2차 쿨러

24. 최종냉각수쿨러 24a. 냉각 휀 25. 배기 닥터

25a. 흡입닥터 26. 배기 휀 26a. 모터

27. 흡입구 27a. 폐열 배기 닥터 28,28-1. 흡입 닥터

28a. 배기닥터 29. 수증기 배출구 30. 냉각수 순환펌프

31,31a. 슬러지이송휀 32. 배기구 33. 체결볼트

이를 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 1에 의거하면 사이클론(18), 펠렛 성형기(19), 열 교환기를 내장한 수증기 응축장치(20), 배출구(21a)가 있는 건조슬러지 저장탱크(21), 슬러지 이송휀(31)(31a), 1차 및 2차 냉각쿨러(22)(23) 및 냉각 휀(24a)과 흡입구(27)가 있는 최종 냉각수 쿨러(24)를 구비하고, 하우징(1a)의 중심부에는 직4각체 형상의 1차, 2차, 3차, 4차의 감량로(2)(3)(4)(5)가 결합된 건조 장치 몸체(1)를 구성하되, 각 감량로(2)(3)(4)(5)의 내측면은 세라크울로 된 단열재(6)를 부착한 다음 고온 반사용의 스테인레스 밀러판(stain less mirror)(7)을 취부하여 형성된 벽면에는 다수의 가열용 히터(8)를 설치하며,상기 각 감량로(2)(3)(4)(5)의 내측 중앙부에는 회전 건조로(9)를 설치하되, 이 회전 건조로(9)의 내측에는 이송 스크류(10)가 회전 건조로(9)와 일체로 되게 용접으로 고정 설치하고, 회전 건조로(9)의 외주 좌우측단에는 링 기어(12)를 설치하여 감량로(2)(3)(4)(5) 좌우측에 설치된 기어드모터(11)에 의해 회동되는 아이들 기어(13)와 연동되게 하고, 이 아이들 기어(13)의 일측에는 롤러(14)가 체결되어 회전 건조로(9)의 좌우측에 형성된 가이드링(15)과 접하여 슬라이딩되게 하며, 이 회전 건조로(9)가 내재된 감량로(2)(3)(4)(5)의 일단부에는 호퍼(9a)가 설치되고, 타단부에는 이송부(9b)가 설치되어 있으되, 상기한 각 호퍼(9a)의 하부에는 상기 회전 건조로(9)의 내에 설치된 이송 스크류(10)가 연장 설치되고, 상기한 상부측 1차, 3차 회전 건조로(9)의 이송부(9b)의 측선부에는 상기한 수증기 응축장치(20)와 배기 휀(26)을 개재하여 연결된 배기 닥터(25)가 설치되고, 그 하방에는 다음 감량로(3)(5)의 호퍼(9a)가 설치되며, 상기한 하부측 양 이송부(9b)(2차 및 4차 회전 이송로(9))에는 1차 냉각 쿨러(22) 및 2차 냉각 쿨러(23)를 개재한 흡입 닥터(25a)가 설치되어 있으되, 이의 선단에는 슬러지 이송 휀(31)(31a)을 설치하되, 슬러지 이송 휀(31)에는 상기한 사이클론(18)과 연결된 흡입 닥터(28)가 연결되고, 상기한 슬러지 이송 휀(31a)에는 건조 슬러지 저장 탱크(21)와 연결된 흡입 닥터(28-1)가 설치되고, 건조 슬러지 저장 탱크(21)의 상부에는 상기한 수중기 응축 장치에 연결된 배기 닥터(21b)가 설치되며, 상기한 사이클론(18)의 하방에는 펠렛 성형기(19)를 개재한 3차 감량로(4)의 호퍼(9a)가 설치되고, 상기한 4차 감량로(5)에 설치된 이송부(9b)에 연결된 흡입 닥터(25a)에는 상기한 건조 슬러지 저장탱크(21)와 연결된 슬러지 이송휀(31a)이 연결된 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 정수장 및 하수 처리장에서 다량으로 생성되는 수분 함량 70~80%의 슬러지를 간접 열처리 방식으로 처리하여 펠렛으로 성형하여 다시 반복 건조하여 토양 개량제나 복토제로 재활용되게 하는 환경 친화적인 처리장치로서 이의 실시 예는 다음과 같다.

정수장이나 하수 처리장에서 수 처리 시 생성된 슬러지는 함수율이 70~80%되는콜로이드 상태의 슬러지 케익을 1차 감량로(2)의 일측에 있는 1차 호퍼(9a)에 투입하면, 호퍼(9a)의 하부에 연결된 회전 건조로(9)의 이송 스크류(10)에 상기 슬러지가 담겨지게 되어, 회전 건조로(9)에 고정된 이송 스크류(10)의 회동에 따라 상기 슬러지는 전방으로 이송되는 것으로 이때, 히터(8)에 의해 350℃ 정도로 가열된 1차 감량로(2)를 통과하는 과정에서 간접 열처리 방식에 의한 건조를 하게 되는 것으로, 이때 감량로(2)를 통과하는 슬러지는 건조되는 과정에 수분을 증발하게 되고 또한 상기의 슬러지는 2차 호퍼(9a)를 통해 2차 감량로(3)의 회전 건조로(9)로 투입될 시에도 1차와 동일한 과정을 거치면서 수분을 다시 증발시킴에 따라 2차 감량로(3)를 거친 슬러지는 반 이상 건조된 상태로 되어 슬러지 이송휀(31)을 통해 사이클론(18)으로 이송되고, 사이클론(18)에 이송된 슬러지는 다시 펠렛 성형기(19)를 통과하면서 작은 낱알 형상의 펠렛으로 성형되며, 이 펠렛은 다시 3차 및 4차 감량로(4)(5)의 호퍼(9a)로 투입되어 3차 및 4차의 감량로(4)(5)의 회전 건조로(9)를 통과하면서 잔존 수분을 완전 제거하게 되므로 상기 펠렛은 슬러지 이송 휀(31a)을 통해 건조 슬러지 저장 탱크(21)로 이송되며, 건조 슬러지 저장 탱크(21)의 하단 배출구(21a)를 통해 수거되어 토양 개선제나 복토제로 사용 가능한 환경 친화적인 펠렛이 되는 것이다.

그리고 슬러지 및 펠렛으로 되어 각 감량로(2)(3)(4)(5)를 통과할 때 슬러지에서 발생되는 가스와 폐열을 가진 수증기는 감량로(2)(3)(4)(5)의 후단에 연결 설치된 배기 닥터(25)로 배출되어 배기 휀(26)을 통해 수증기 응축 장치(20)에 보내지고, 이때 건조 슬러지 저장 탱크(21) 및 사이클론(18)으로 보내지며, 이 수증기 응축장치(20)에서는 폐열을 지닌 수증기와 분진 가스를 분리하는 과정에서 유해 분진과 가스는 수증기와 함께 포집되며, 이때 인체에 무해한 가스는 배기구(32)를 통해 대지 중으로 배출되고, 응축열을 회수한 뜨거운 냉각수는 1차 쿨러(22)를 통과하면서 1차 냉각되고, 회수열은 슬러지 이송 휀(31)을 통해 사이클론(18)으로 투입된다. 냉각수는 2차 냉각 쿨러(23)를 통과하면서 재차 냉각되고, 회수열은 이송휀(31a)를 통과하여 건조 슬러지 저장 탱크(21)에 투입되고, 최종 냉각수 쿨러(24)에서 최종 냉각된 후 냉각수 순환 펌프(30)를 통해 다시 수증기 응축 장치(20)로 순환시키며, 최종 냉각수 쿨러(24)에서 회수된 열은 폐열 배기 닥터(27a)를 통해 감량로(2)(3)(4)(5)의 각 호퍼(9a)와 이송부(9b)의 흡입구(27)를 통해 각 회전 건조로(9) 내에 재 투입되어진다.

상기와 같이 본 고안은 정수장이나 하수 처리장에서 수 처리함에 있어 호퍼(9a)에 투입된 슬러지가 회전 건조로(9)의 스크류(10)에 의해 이송될 때 350℃ 정도로 가열된 감량로(2)(3)(4)(5)를 통과하면서 수분을 제거하는 방식을 간접 열처리 방식으로 함으로서 유해한 가스의 배출이 없도록 하였을 뿐만 아니라, 처리 과정 회수된 열을 슬러지의 건조에 재 사용할 수 있게 하고, 슬러지는 펠렛으로 성형 제조하여 토양 개량제 및 복토제로 재활용할 수 있게 하였기 때문에 공해 방지는 물론 연료비를 대폭 절감할 수 있는 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims

사이클론(18), 펠렛 성형기(19), 수증기 응축장치(20), 냉각 쿨러(22)(23)(24), 슬러지 이송 휀(31), 건조 슬러지 저장탱크(21)를 구비한 슬러지 건조 장치에 있어서, 장치 몸체(1)를 다수의 감량로(2)(3)(4)(5)로 결합 구성하되, 각 감량로의 내주면에는 단열재(6) 및 스테인레스 밀러판(7)을체결볼트(33)로 체결하여서 된 벽면에 다수의 히터(8)를 설치하고, 각 감량로(2)(3)(4)(5)의 좌우측에는 호퍼(9a)와 이송부(9b)를 설치하되, 내부에는 회전 건조로(9)를 설치하며, 이 회전 건조로(9)의 내측에는 이송 스크류(10)가 일체로 고정되어 있으되, 이 이송 스크류(10)의 일측단은 호퍼(9a)의 하부에 연장되며, 회전 건조로(9)의 좌우 외측단에는 링 기어(12)를 설치하여 상기 각 감량로 내에 설치된 기어드모터(11)와 연결된 아이들 기어(13)와 연동되게 하고, 전기한 아이들 기어(13)의 축에 설치된 롤러(14)는 상기 감량로의 내주면에 형성된 가이드 링(15)과 대접되게 함을 특징으로 한 간접 열 처리 방식에 의한 슬러지 건조 장치.
청구항 1에 있어서, 1차 및 3차 감량로(2)(4)의 일측에 설치된 이송부(9b)에 배기 닥터(25)가 연결되고, 2차 및 4차 감량로(3)(5)의 이송부(9b)에는 폐열 흡입 닥터(25a) 및 1차 및 2차 쿨러(22)(23) 및 슬러지 이송 휀(31)(31a)을 흡입구(27)가 연결됨을 특징으로 한 간접 열처리 방식에 의한 슬러지 건조 장치.