KR20060064141A - Recycling system of sewage sluge using thermal decomposition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보조버너와 재생활성탄을 연소시키는 고온축열로와; 축열로에서 공급되는 열에 의해 1차, 2차에 걸쳐 건조시키는 킬른(회전)식 건조실과; 건조한 슬러지를 저장하는 저장용기와, 상기 저장용기에서 이송된 슬러지를 축열로에서 공급되는 열에 의해 열분해시켜 탄화물(숯)을 만드는 고정식 원통형의 열분해실; 저장 및 건조과정에서 발생되는 악취를 제거하는 미생물탈취탑으로 이루어지는 열분해법에 의한 하수슬러지의 처리 장치 및 처리방법에 관한 것이다.The present invention provides a high temperature heat storage furnace for burning an auxiliary burner and regenerated activated carbon; A kiln (rotary) type drying chamber configured to dry the primary and secondary by heat supplied from the heat storage furnace; A storage cylinder for storing dry sludge, and a fixed cylindrical pyrolysis chamber for thermally decomposing the sludge transferred from the storage container by heat supplied from a heat storage furnace to form carbide (charcoal); The present invention relates to a sewage sludge treatment apparatus and a method for treating sewage sludge formed by a microbial deodorization tower that removes odor generated during storage and drying.
하수슬러지, 셔틀식 축열로, 열분해장치, 미생물탈취탑Sewage sludge, Shuttle-type regenerative furnace, Pyrolysis device, Microbial deodorization tower
Description
도1 본 발명의 열분해법에 의한 하수슬러지의 재활용 시스템 전체도 1 is an overall view of a recycling system for sewage sludge by the pyrolysis method of the present invention.
도2 본 발명의 셔틀킬른식 축열로 상세도2 is a detailed view of the shuttle kiln heat storage furnace of the present invention
도3 본 발명의 셔틀킬른식 축열로 측단면 상세도Figure 3 is a side cross-sectional view of the shuttle kiln type heat storage furnace of the present invention
도4 본 발명의 셔틀킬른식 축열로 정면 상세도 Figure 4 is a front view of the shuttle kiln type heat storage furnace of the present invention
도5 본 발명의 건조기 상세도5 is a detailed view of the dryer of the present invention
도6 본 발명의 열분해실 상세도6 is a detailed view of the pyrolysis chamber of the present invention.
도7 본 발명의 열분해실 측단면 상세도Figure 7 is a detailed cross-sectional side view of the pyrolysis chamber of the present invention
도8 본 발명의 미생물 탈취탑 상세도8 is a detailed view of the microorganism deodorization tower of the present invention
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing
스크류투입기(1), 건조실(2,3), 열분해실(4), 저장용기(5), 축열로(10), 진공펌프(11), 미생물탈취탑(20), 순환펌프(21), 저장탱크(22), 분사노즐(23), 탈취배출구(24), 악취가스입구(25), 연소가스입구(101), 연소가스배출구(102), 1차 및 2차연소실(110,120), 보조버너(111), 송풍구(112), 가이드(113), 대차(140), 대차구동장치(150), 건조기구동기어(201), 보조로라(210), 축열로출구(401),방지시설 (402), 케스타블(410),Screw feeder (1), drying chamber (2, 3), pyrolysis chamber (4), storage container (5), heat storage furnace (10), vacuum pump (11), microbial deodorization tower (20), circulation pump (21),
본 발명은 열분해법에 의한 하수슬러지의 처리 장치 및 처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 셔틀킬른식의 축열로와 킬른(회전)식 건조기가 연결 설치되고 후단부에 미생물탈취탑을 마련하여, 함수율이 80%인 하수슬러지를 스크류식 이송기를 이용하여 마련된 건조기에 투입하여 건조시키고 저장용기에 건조된 슬러지를 저장한다. 이때 발생하는 악취 등의 오염물질은 미생물탈취탑에 의해 제거되며, 또한 열분해기 4기를 2기씩 병렬로 연결된 고정식 원통형의 간단한 구조의 열분해실과 고온축열로가 연결설치되고 또한 원통형의 열분해용기를 마련하여 이송기로 저장용기에 저장된 건조슬러지를 열분해용기에 담은 후, 호이스트를 이용하여 열분해실에 적재하여 열분해시키고, 이때 발생된 악취 및 분해가스(바이오메스 : 메탄가스)를 다시 고온축열로의 연소실로 순환시키므로서 대기오염 물질을 효과적으로 처리할 수 있는 열분해법에 의한 하수슬러지의 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a treatment apparatus and a treatment method of sewage sludge by pyrolysis, and more particularly, a shuttle kiln-type heat storage furnace and a kiln (rotary) dryer are connected to each other, and a microorganism deodorization tower is provided at a rear end thereof. Sewage sludge having a water content of 80% is put into a drier prepared by using a screw feeder and dried, and the dried sludge is stored in a storage container. At this time, pollutants such as odor generated are removed by the microbial deodorization tower, and the pyrolysis chamber of a simple cylindrical fixed structure connected to two units of four pyrolysis units in parallel and a high temperature heat storage furnace are connected to each other. After drying the dry sludge stored in the storage container into the pyrolysis vessel, it is loaded into the pyrolysis chamber using a hoist and thermally decomposed, and odors and decomposition gases (biomes: methane gas) generated at this time are circulated back to the combustion chamber of the high temperature heat storage furnace. The present invention relates to a sewage sludge treatment apparatus and a method for treating sewage sludge by pyrolysis that can effectively treat air pollutants.
최근 산업화 과정에서 발생되는 각종 폐기물로 인한 환경오염은 날이 갈수록 심각해지고, 그 폐해가 현실화되면서 그에 대응하기 위한 다양한 폐기물 처리기술 및 오염방지 기술과 정책이 제시되고 있다. In recent years, environmental pollution due to various wastes generated during industrialization is getting more serious, and various waste treatment technologies and pollution prevention technologies and policies have been proposed to cope with these problems as they become more real.
지금까지 우리나라에서는 하수슬러지를 해양투기, 매립 및 소각하는 방법으로 처리되어 왔으나 2003년 7월부터는 직매립이 금지되고 있으며, 런던 협약에 의 해 해양투기도 금지하는 법을 고시하였으나, 현재 소각 외에는 뚜렷한 처리 방법이 없으나 소각으로 인한 처리비용 때문에 아직까지도 해양투기가 되고 있는 실정이다. 그러나 해양투기를 하는 경우는 해양오염으로 인한 피해가 우려되며, 또한 소각의 경우, 대부분의 소각장에서 잡쓰레기 상태와 함께 소각을 하고 있으며 이 경우 연소반응 후 배출가스(HCl, HCN, NOx, 다이옥신 등)에 의한 대기오염물질 때문에 후처리 설비가 반드시 필요하며, 이때 후처리 설비를 위한 설비비의 부담이 크고, 보조연료비에 의한 관리비의 부담이 아주 크다. 또한 불완전 연소 등에 의해 약 30%의 잔재물이 발생되며 이들 잔재물을 다시 매립장에 매립을 하고 있으나 매립의 경우, 매립장 부지의 확보 내지는 침출수에 의한 토지와 지하수 오염으로 이어지는 2차 환경오염이 문제화되고 있다.So far, sewage sludge has been treated in Korea by dumping, landfilling, and incineration, but since July 2003, direct landfilling has been banned. There is no treatment method, but due to the disposal costs due to incineration, it is still being dumped at sea. However, in case of dumping at sea, there is concern about damages caused by marine pollution.In case of incineration, most incinerators are incinerated together with the state of garbage.In this case, the exhaust gases after combustion reaction (HCl, HCN, NOx, Dioxin, etc.) After-treatment equipment is necessary because of air pollutants), and the burden of facility cost for post-treatment equipment is high, and the management cost by auxiliary fuel cost is very large. In addition, about 30% of residues are generated due to incomplete combustion, and the residues are reclaimed at landfill sites. However, in case of landfills, secondary environmental pollution which leads to landfill grounding or land and groundwater contamination by leachate has become a problem.
뿐만 아니라, 종래 소각장의 경우, 처리할 수 있는 용량이 어느 정도 커야만 하며 그 정도 처리량을 위한 소각기의 초기 설비 비용이 많이 소요되기 때문에 현재 각 산업체에서 발생되는 폐기물 양에 비해 소각처리 할 수 있는 처리시설은 매우 부족한 실정에 있으며, 여기에다 다시 하수슬러지 까지 소각할 경우에는 우리나라의 소각시설은 엄청나게 증가하여야 될 것이고, 이 경우 소각으로 인한 대기오염 문제와 투자시설비 및 관리 유지비의 큰 부담으로 인한 문제는 매우 심각하여 많은 연구가 있어 왔다.In addition, in the case of conventional incinerators, the capacity to be treated must be somewhat large, and since the initial equipment cost of the incinerator for the throughput is high, the treatment that can be incinerated compared to the amount of waste generated in each industry at present. In case of incineration of sewage sludge again, the incineration facilities in Korea should increase enormously. In this case, the problem of air pollution and the huge burden of investment and maintenance and maintenance costs due to incineration are very high. Seriously, there has been much research.
예를 들면 대한민국공개특허공보 공개번호특2002-0041374호에는 소각로 본체에 하수슬러지가 투입되기 전에 먼저 배기가스의 폐열을 이용하여 함수 슬러지를 1차 건조한 다음, 소각장치 내부로 투입된 하수 슬러지는 열과의 접촉면적을 최대화 하고 열과의 접촉시간을 크게 한 하수 슬러지 소각시스템이 기재되어 있으며,For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-0041374 discloses that before sewage sludge is introduced into an incinerator body, first, the water-containing sludge is first dried by using waste heat of exhaust gas, and the sewage sludge introduced into the incinerator is separated from the heat. Sewage sludge incineration system that maximizes contact area and increases contact time with heat is described.
동 공보 공개번호 제10-2002-0017572호에는 로타리 킬른을 이용하여 1차 열처리한 후, 처리된 오니, 점토, 황토를 혼합하여 성형, 건조, 소성하거나, 오니와 시멘트를 혼합 성형 양생하여 제조되는 폐수처리 오니를 로타리 킬른에 가열하여 성형후 변형이 없는 건축자재의 제조방법이 기술되어 있고,Korean Patent Publication No. 10-2002-0017572 discloses that a primary heat treatment is performed by using a rotary kiln, followed by molding, drying, firing by mixing treated sludge, clay and loess, or curing and curing sludge and cement. The method for producing building materials without deformation after molding by heating wastewater treatment sludge on rotary kiln,
동 공보 공개번호 제10-2001-0113277호에는 건조기와, 일측상단의 건조로에 설치된 투입호퍼와, 전열기와, 건조로의 타측상단에 형성된 건조가스배출구와, 상부에 형성된 수직형 밀판이 일체로 형성된 이송판과, 이송판의 하부에 형성된 이송수단으로 구성된 하,폐수 탈수케익 및 슬러지 처리용 건조기가 공개되어 있으며,Publication No. 10-2001-0113277 discloses a dryer, an input hopper installed in a drying furnace on one side of the upper side, a heater, a drying gas discharge port formed on the other side of the drying furnace, and a vertical mill plate formed on the upper side. The dryer for the wastewater dewatering cake and sludge treatment which consists of a plate and the conveying means formed in the lower part of the conveying plate is disclosed,
동 공보 공개번호 제10-1999-0002611호에는 로타리킬른을 이용한 폐기물 및 저급고체연료연소장치가 기술되어 있고,Publication No. 10-1999-0002611 describes a waste and low solid fuel combustion device using a rotary kiln.
동 공보 2004-0017518호에는 밀폐한 1처리조에서 유기성오물수를 처리하고, 2차처리조에서 수중의 미세기포되도록 혼기용 노즐을 개제하여 방출하며, 상기 2처리조내의 미생물의 작용에 의해 악취성분을 분해처리한 후, 대기중 방출하는 악취성가스의 처리방법이 기재되어 있으며,Publication No. 2004-0017518 discloses organic sewage water in a sealed first treatment tank, releases a mixed air nozzle to open microbubbles in water in a secondary treatment tank, and releases odors by the action of microorganisms in the second treatment tank. After decomposing the components, there is described a method of treating malodorous gas released into the atmosphere,
대한민국특허공보 공고번호 특1996-0009388호에는 호퍼, 반응기, 연소부, 공급장치로 구성되어 슬러지의 건조고형분을 열분해하여 처리하는 슬러지 건조고형분처리장치가 공개되어 있고,Korean Patent Publication No. 1996-0009388 discloses a sludge dry solids treatment device which is composed of a hopper, a reactor, a combustion unit, and a supply device to thermally decompose dry solids of a sludge.
대한민국등록실용신안공보 등록번호 제20-0321352호에는 선별장치와, 선별된 폐기물을 파쇄하는 파쇄장치와, 정량공급공정을 거친 폐기물을 회전형 U턴형 건조 장치와, 상기 건조장치는 열풍이 U턴하여 가열장치 부근까지 공급하여 건조시키는 폐기물을 이용한 회전형 U턴형 건조, 탄화장치가 기술되어 있고,Korean Utility Model Registration No. 20-0321352 discloses a sorting device, a shredding device for shredding the sorted waste, a rotary U-turn type drying device for the waste that has been subjected to a quantitative supply process, and the drying device has a U-turn hot air. Rotational U-turn drying and carbonizing device using wastes supplied to and dried near the heating device is described.
동 공보 등록번호 제20-0218031호에는 소각로와, 탈수장치 및 건조장치와 분쇄장치, 연소실과, 상기 건조장치에서 생성된 수증기를 응축수로 환원하는 장치로 구성된 가동 화격자식 다목적 소각처리장치가 기재되어 있으나,Publication No. 20-0218031 describes a movable grate-type multipurpose incineration treatment apparatus comprising an incinerator, a dehydration apparatus, a drying apparatus, a pulverizing apparatus, a combustion chamber, and a device for reducing steam generated by the drying apparatus to condensate. However,
상기와 같은 종래의 기술들은 환경문제와 소각시설의 대형화와 소각으로 인한 대기오염 문제와 투자시설비 및 관리 유지비의 큰 부담으로 인한 기존의 문제점을 해결하지 못하여 현실적으로 사용되지 못하는 문제점이 있어 왔다. Conventional technologies as described above have not been able to solve the existing problems due to environmental problems, air pollution problems due to the intensification and incineration of incineration facilities, and large burdens of investment facility costs and maintenance and maintenance costs.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 하수슬러지를 건조하고 열분해 할 수 있는 셔틀킬른식의 고온축열로가 연결 설치된 간단한 구조의 킬른(회전)식 건조기와 4기의 2기씩 병렬로 연결된 고정식 원통형의 열분해실을 구비하고, 고온축열로에서 발생되는 연소열을 이용하여 하수슬러지를 킬른식 건조기로 건조하고 또한 건조된 슬러지를 열분해실에서 열분해해서 재생활성탄 및 수처리제를 제조하여 재활용할 수 있게 하고, 또한 고온축열로에서 발생한 잔재물(회분)을 친환경성 토양개량제와 친환경성 건축자재로 재활용할 수 있게 하는 열분해법에 의한 하수슬러지의 처리 장치 및 처리방법을 제공하는데 있다.
The present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is a kiln (rotary) type dryer and four units of a simple structure installed by connecting a high-temperature storage furnace of a shuttle kiln that can dry and pyrolyze sewage sludge. It is equipped with a fixed cylindrical pyrolysis chamber connected in parallel to each of the two units, and dried sewage sludge with a kiln type dryer using pyrolysis heat generated in a high temperature heat storage furnace, and pyrolyzed dried sludge in a pyrolysis chamber to produce a regenerated activated carbon and a water treatment agent. The present invention provides a treatment apparatus and a treatment method of sewage sludge by pyrolysis that enables recycling by means of recycling and residues (ash) generated in a high temperature heat storage furnace as an environmentally friendly soil improving agent and environmentally friendly building materials.
또한, 본 발명의 다른 목적은 하수슬러지를 열분해실에서 열분해할 때 발생되는 분해가스(바이오메스:메탄가스)를 다시 고온축열실로 순환시켜 고온축열로의 보조연료로 활용할 뿐만 아니라, 하수슬러지를 열분해해서 제조한 재생활성탄을 고온축열로의 연료로 사용하므로서 연료비의 부담을 최소로 줄일 수 있도록 하는 열분해법에 의한 하수슬러지의 처리 장치 및 처리방법을 제공하는데 있다.
In addition, another object of the present invention is to circulate the decomposition gas (biomes: methane gas) generated when pyrolysis of sewage sludge in the pyrolysis chamber to the high temperature heat storage chamber to utilize as auxiliary fuel of the high temperature heat storage furnace, as well as pyrolysis sewage sludge. The present invention provides a treatment apparatus and a treatment method for sewage sludge by pyrolysis that minimize the burden of fuel costs by using the regenerated activated carbon produced as a fuel for high temperature heat storage.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열분해법에 의한 하수슬러지의 재활용 시스템은 보조버너와 재생활성탄을 연소시키는 축열로(10)와; 축열로에서 공급되는 열에 의해 1차, 2차에 걸쳐 건조시키는 킬른(회전)식 건조실 (2,3)과; 상기 건조실(2,3)의 후면에 설치되며.상기 건조실(2,3)에서 건조된 하수슬러지를 스크류식 이송기에 의해 이송되어 저장시키는 저장용기(5)와, 상기 저장용기(5)에서 저장된 건조슬러지를 열분해용기에 담아 열분해실로 이송시키는 호이스트와, 상기 저장용기(5)의 후면에 설치되며, 상기 저장용기(5)에서 저장된 건조슬러지를 축열로에서 공급되는 진공펌프에 의해 감압조건에서 열에 의해 열분해시켜 탄화물(숯)을 만드는 고정식 원통형의 열분해실(4)과, 상기 장치에서 생성된 악취를 탈취하는 미생물탈취탑(20)으로 이루어지는 열분해법에 의한 하수슬러지의 처리 장치 및 처리방법에 관한 것이다.Recycling system for sewage sludge by the pyrolysis method according to the present invention for achieving the object of the present invention includes a
본 발명의 열분해실(4)은 4기를 2기씩 병렬로 연결하여 고온(1,100℃)의 축열로(10)의 배출구에 연결설치하고 2기씩 교대로 운영하도록 하는 반연속적으로 시 스템을 운영하는 것을 특징으로 한다.The pyrolysis chamber (4) of the present invention is connected to the four units in parallel by two units connected to the outlet of the
그리고 축열로(10)에서 발생되는 열에 의해서 건조된 하수슬러지가 상기 열분해실에서 열분해되어 탄화되도록 하고 이때 배출되는 악취 및 바이오메스(메탄가스등)를 축열로의 보조연료로 재활용할 수 있도록 순환부가 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the circulating unit allows the sewage sludge dried by the heat generated from the
본 발명에서는 하수슬러지 내에 다량의 미생물이 포함되어 하수슬러지인 상태에서도 계속 작용을 하며, 하수슬러지인 경우에는 악취가 많이 나고, 하수슬러지 내 다량의 미생물의 작용으로 인하여 때문에 바이오매스(메탄가스등)란 물질이 발생한다. 따라서, 본 발명에서는 미생물의 작용으로 인하여 때문에 생성되는 메탄가스등을 바이오매스라고 하여 사용하기로 한다.In the present invention, a large amount of microorganisms contained in the sewage sludge continues to operate even in the state of sewage sludge, and in the case of sewage sludge, a lot of odor is generated and biomass (methane gas, etc.) due to the action of a large amount of microorganisms in the sewage sludge. Egg material occurs. Therefore, in the present invention, methane gas generated due to the action of microorganisms will be used as biomass.
또한 저장 및 건조 과정에서 발생하는 악취를 미생물에 의해 제거하는 미생물 탈취탑(20)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, it characterized in that the
그리고, 축열로(10)는 하수슬러지를 열분해하여 제조한 재생활성탄을 연료로 사용하여 열분해실(2,3)에 일정한 열을 공급하기 위해서 셔틀킬른식의 2개의 연소실(110,120)을 설치하여 교대로 운영하도록 하며, 열의 축열을 위하여 1개의 벌집형의 축열실(130)이 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
그리고, 본 발명은 하수슬러지를 열분해법으로 처리하여 재생활성탄, 수처리제, 친환경성 토양개량제, 및 친환경성 건축자재를 제조하는데 재활용하므로서 이러한 하수슬러지를 해양투기, 매립 및 소각처리하는 기존의 방법에서 발생되는 해양오염, 토양오염 및 소각과정에서 발생하는 대기오염과 소각 잔재물로 부터 발생 되는 2차 오염을 방지할 수 있는 동시에 소각시설 보다 처리시설을 소형화하여 초기 시설 투자비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention is generated by the existing method of treating the sewage sludge in the marine dumping, landfilling and incineration process by recycling the sewage sludge by pyrolysis to manufacture recycled activated carbon, water treatment agent, environmentally friendly soil improver, and environmentally friendly building materials. It is possible to prevent secondary pollution from air pollution and incineration residues generated during marine pollution, soil pollution and incineration, and to reduce the initial investment cost by miniaturizing treatment facilities rather than incineration facilities.
또한, 열분해실(4)에서 발생되는 악취 및 분해가스(바이오메스:메탄가스)를 보조연료로 이용하므로서 연료의 사용량을 줄여 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다. In addition, by using the odor and decomposition gas (biomes: methane gas) generated in the pyrolysis chamber (4) as an auxiliary fuel can reduce the amount of fuel used to expect energy savings.
상기 고온의 축열로(10)는 셔틀킬른식(shuttle-kiln type)으로서 일측에는 투입구가 마련되고, 반대측에는 회분의 회출을 위한 회출구가 있게 하고, 상기 투입구를 통하여 하수슬러지를 열분해하여 만든 탄화물을 이용하여 유압성형기로 일정한 크기로 만든 재생활성탄의 투입 및 반출을 할 수 있도록 대차구동장치가 장착된 대차가 구비되며, 또한 고온축열로의 일측면으로는 연료인 재생활성탄을 점화하기 위한 다수개의 보조버너 및 연소공기의 흡입을 위한 송풍구가 설치되는데, 상기 보조버너는 보조연료로 인한 오염물질의 배출을 최소로 하기 위하여 LNG를 연료로 사용할 수 있도록 설치된다. The high temperature
그 내부는 내화벽돌이 적재된다. 이러한 연소실을 2기를 설치하여 교대로 운영하면서 발생하는 연소열을 축열로로 유입시키므로서 열분해실에 항상 일정한 열이 유입되도록 설계한다. 또한 이 때 축열로의 연료를 재생활성탄을 이용할 수 있도록 설계한다. Its interior is loaded with refractory bricks. By installing two such combustion chambers, the heat of combustion generated by alternating operation is introduced into the heat storage furnace, so that constant heat is always introduced into the pyrolysis chamber. In addition, at this time, the fuel in the heat storage furnace is designed to use the renewable activated carbon.
상기 건조기(2,3)는 상기 축열로(10)의 연소가스배출구(102)에서 배출되는 고온(1,100℃)의 열을 이용하여 하수슬러지를 건조 할 수 있도록 상기 고온 축열로의 연소가스배출구(102)에 연결설치 되며,The
이때 상기 건조기(2,3)를 2기를 설치하여 1차, 2차에 걸쳐 건조하도록 설계하며, 상기 건조기(2,3)의 보온을 위하여 내부에 100㎜ 정도의 캐스터블(410)을 부착한다.At this time, the dryer (2, 3) is installed to dry the first and second by installing two units, and attach the castable 410 of about 100mm inside for the thermal insulation of the dryer (2,3) .
상기 열분해실(4)은 축열로(10)의 배출구에서 배출되는 고온(1,100℃)의 열을 이용하여 하수슬러지를 열분해하여 탄화물을 만들 수 있도록 상기 축열로(10)의 연소가스배출구(102)에 연결설치 되며, 이때 상기 열분해실(4)을 4기를 설치하고 2기씩 병렬로 연결하여 2기씩 교대로 운영하도록 설계하며, 상기 열분해기(4)의 보온을 위하여 안쪽부분에 캐스터블(10)을 부착한다.The
열분해실(4)에서 발생되는 분해가스(바이오메스 : 메탄가스)를 상기 고온(1,100℃)의 축열로(10)로 순환시키는 순환부가 설치된다. 순환부는 상기 열분해실(4)과 고온의 축열로(10)를 연결하여 열분해실에(10)서 발생되는 분해가스(바이오메스 : 메탄가스)가 유동할 수 있으면 어떠한 재료 및 형상으로 형성되어도 무방하다. 또한 원활한 유동을 위하여 송풍기가 구비되는 것도 바람직할 것이다.A circulation unit for circulating the decomposition gas (biomes: methane gas) generated in the
일반적으로 열분해라 함은 원료물질을 산소와 접촉이 없이 혹은 산소가 희박한 상태에서 가열하므로서 원료물질을 분해하여 유용한 성분을 회수할 수 있는 방법으로서, In general, pyrolysis is a method of recovering useful components by decomposing raw materials by heating the raw materials without contact with oxygen or in the absence of oxygen.
본 발명에서는 열분해시 열분해실 내부의 온도를 850℃이하가 되도록 조절한다. 그 이유는 저온(850℃이하)의 열분해법을 적용하므로서 열에 의한 유해화학물질을 포함하는 건조된 하수슬러지의 열분해 효율을 증가시키기 위해서다.In the present invention, the temperature inside the pyrolysis chamber is adjusted to be 850 ° C. or less during pyrolysis. The reason is to increase the pyrolysis efficiency of dried sewage sludge containing harmful chemicals by heat by applying the pyrolysis method at low temperature (below 850 ℃).
미생물탈취탑(20)에서의 건조실(2,3) 및 저장용기에서 발생된 악취 및 분해가스의 처리는 일측에 형성된 악취가스입구(25)에서 악취 및 분해가스가 유입되면 물저장탱크(22)와 연결된 순환펌프(21)가 작동되어 상부에 형성된 분사노즐(23)에 의해 미생물이 담지된 물이 분사되면서 일단은 물에 용해되고, 내측에 다수개의 망형상의 미생물 담체로 조성된 격벽을 통과하면서 처리되는 것이다. 미생물탈취탑에 분사하는 물은 망형상의 미생물담체를 통과하면서 계속 미생물탈취탑내에서 순환되도록 설치되었으며 그러한 기술구성은 본 발명의 핵심기술이 아닌 일반적으로 알려진 기술이므로 본 발명에서는 구체적인 기재를 생략하기로 한다.Treatment of malodorous and cracked gas generated in the drying
본 발명에서 사용되는 미생물은 당분야에서 통상 사용되는 미생물을 이용하는 것으로서, 본 발명에서 미생물은 핵심부분이 아니므로 구체적인 미생물명의 기재를 생략하기로 하였다.The microorganism used in the present invention is to use a microorganism commonly used in the art, and in the present invention, since the microorganism is not a core part, the description of the specific microorganism name is omitted.
다음에, 이와 같이 구성되어 있는 본 발명의 실시 예에 의한 열분해법에 의한 하수슬러지의 재활용 시스템의 작용에 대하여 설명한다. Next, the operation of the sewage sludge recycling system by the thermal decomposition method according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described.
실시예Example
먼저, 함수율이 80%인 하수슬러지를 스크류투입기(1)를 이용하여 스크류투입기(1)의 후면에 설치된 건조기(2)에 투입하여 열분해 효율을 증가시키기 위하여 고온의 축열실(130)의 출구에서 나오는 축열로(10)의 축열된 연소열을 이용하여 1차, 2차의 건조기(2,3)에 걸쳐서 건조한 후에,First, the sewage sludge having a water content of 80% is introduced into the
이송기를 이용하여 저장용기(5)에 건조된 슬러지를 저장한 다음,After storing the dried sludge in the storage container (5) using a feeder,
이때, 저장 및 건조 과정에서 발생하는 악취는 건조기(2,3) 및 저장용기와 파이프에 의해 연결된 미생물탈취탑(20)으로 이송하여 미생물접촉에 의해 처리하고,At this time, the odor generated during the storage and drying process is transferred to the
원통형의 열분해용기를 마련하여 분진배출방지를 위하여 스크류식 이송기로 저장용기(5)에 저장된 건조슬러지를 열분해용기에 담은 후, 호이스트를 이용하여 열분해용기를 열분해실(4)에 투입한 다음, After the cylindrical pyrolysis vessel is prepared to contain the dry sludge stored in the storage vessel (5) with a screw feeder to prevent dust emissions, the pyrolysis vessel is put into the pyrolysis chamber (4) using a hoist,
1,100℃의 축열실(10)의 출구에서 나오는 축열실(10)의 축열된 연소열을 열분해실(4)에 공급하면서 건조된 하수슬러지를 열분해시 내부의 온도를 850℃ 이하가 되도록 열분해하여 탄화물을 만들어 회수하여 재활용하고, The pyrolysis of dried sewage sludge was performed to pyrolyze the internal temperature to be 850 ° C. or lower while supplying the regenerated combustion heat of the
하수슬러지가 열분해 되면서 탄화물(숯)이 남으면서 생성되는 악취 및 분해가스(바이오메스 : 메탄가스)는 열분해실(4)의 배출구를 통하여 고온의 축열실(10)로 순환시켜 하수슬러지를 처리하였다.As the sewage sludge is pyrolyzed, odor and decomposition gas (biomes: methane gas) generated while leaving carbides (charcoal) are circulated to the high temperature
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1 본 발명의 열분해법에 의한 하수슬러지의 재활용 시스템 전체도 도2 본 발명의 셔틀킬른식 축열로 상세도, 도3 본 발명의 셔틀킬른식 축열로 측단면 상세도, 도4 본 발명의 셔틀킬른식 축열로 정면 상세도, 도5 본 발명의 건조기 상세도, 도6 본 발명의 열분해실 상세도, 도7 본 발명의 열분해실 측단면 상세도, 도8 본 발명의 미생물 탈취탑 상세도를 도시한 것임을 알 수 있으며, 쌍스크류혼합기(1), 건조실(2,3), 열분해실(4), 저장용기(5), 축열로(10), 진공펌프(11), 바이오메스 (12), 미생물탈취탑(20), 순환펌프(21), 저장탱크(22), 분사노즐(23), 탈취배출구 (24), 액취가스입구(25), 미생물담체(26), 연소가스입구(101), 연소가스배출구 (102), 1차 및 2차연소실(110,120), 보조버너(111), 송풍구(112), 가이드(113), 축열실(130), 대차(140), 대차구동장치(150), 투입구(160), 건조기구동기어(201), 보조로라(210), 열분해실입구(401), 열분해실출구(402), 케스타블(410)를 나타낸 것임을 알 수 있다.1 is a detailed view of the recycling system for sewage sludge by the pyrolysis method of the present invention. FIG. 2 is a detailed view of the shuttle kiln regenerative furnace of the present invention, FIG. 3 is a side cross-sectional detailed view of the shuttle kiln regenerative furnace of the present invention, and FIG. 4 is a shuttle of the present invention. 5 is a detailed view of the kiln-type heat storage furnace, FIG. 5 is a detailed view of the dryer of the present invention, FIG. 6 is a detailed view of the pyrolysis chamber of the present invention, FIG. 7 is a detailed side view of the pyrolysis chamber of the present invention, and FIG. It can be seen that the twin screw mixer (1), drying chamber (2, 3), pyrolysis chamber (4), storage vessel (5), heat storage furnace (10), vacuum pump (11), biomass (12) ,
구조를 살펴보면, 도1 내지 도7에 도시한 바와 같이 본 발명의 열분해법에 의한 하수슬러지의 처리 장치는Looking at the structure, as shown in Figures 1 to 7 of the sewage sludge treatment apparatus by the thermal decomposition method of the present invention
하수슬러지를 건조실에 투입하는 스크류투입기(1)와; 상기 스크류투입기(1)의 후면에 설치되어 상기 스크류투입기(1)에서 투입된 하수슬러지를 건조시키고 열분해시키도록 열을 공급받는 축열로(10)에 연결된 두 개의 건조실(2,3)과, 상기 건조실(2,3)의 후면에 설치되며.상기 건조실(2,3)에서 건조된 하수슬러지를 이송기에 의해 이송되어 저장시키는 저장용기(5)와, 상기 저장용기(5)에서 저장된 건조슬러지를 열분해용기에 담아 열분해실로 이송시키는 호이스트와, 상기 저장용기(5)의 후면에 설치되며, 상기 저장용기(5)에서 저장된 건조슬러지를 열분해시키는 4개의 열분해실(4)과, 상기 열분해실(4)에서 발생된 분해가스(바이오메스:메탄가스)를 고온의 축열로(10)로 순환시키기 위한 순환부와, 상기 건조실(2,3) 후단부에 파이프에 의해 연결되어 설치된 미생물탈취탑(20)으로 이루어 진 하수슬러지 처리장 치인 것이다.A screw feeder (1) for feeding sewage sludge into the drying chamber; Two drying chambers (2, 3) installed at the rear of the screw feeder (1) and connected to a heat storage furnace (10) supplied with heat to dry and pyrolyze the sewage sludge introduced from the screw feeder (1), and the drying chamber It is installed on the rear of (2,3). The storage vessel (5) for transporting and storing the sewage sludge dried in the drying chamber (2,3) by the transporter, and the thermal sludge stored in the storage container (5) Hoist for transporting to the pyrolysis chamber in a container, four pyrolysis chamber (4) which is installed on the back of the storage container (5), pyrolyzes the dry sludge stored in the storage container (5), and the pyrolysis chamber (4) The
상기 고온의 축열로(10)는 도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 축열로(10)는 하수슬러지를 열분해하여 제조한 재생활성탄을 연료로 사용하여 열분해실(2,3)에 일정한 열을 공급하기 위해서, 셔틀킬른식(shuttle-kiln type)식의 2개의 연소실 (110,120)을 설치하여 교대로 운영하도록 하며, 열의 축열을 위하여 1개의 벌집형의 축열실(130)로 구성되며, 1 to 4, the high temperature
상기 2개의 연소실(110,120)은 일측에 투입구(131)가 마련되고, 반대측에 형성되며 회분의 회출을 위한 회출구(132)와, 상기 투입구(131) 를 통하여 하수슬러지를 열분해하여 만든 탄화물을 이용하여 제조한 활성탄의 투입 및 반출을 할 수 있도록 대차구동장치(150)가 장착된 대차(140)와,The two
다른 일측면에는 연료인 재생활성탄을 점화하기 위한 다수개의 보조버너(11) 및 연소공기의 흡입을 위한 송풍구(112)와, 그 내부에 형성된 내화벽돌로 구성되어 있고, The other side is composed of a plurality of auxiliary burners (11) for igniting the activated activated carbon as a fuel, a blower (112) for suction of combustion air, and a refractory brick formed therein,
상기 축열실(130)은 하부 일측에 형성된 연소가스입구(101)와, 상부에 형성된 연소가스배출구(102)로 구성되며, The heat storage chamber 130 is composed of a
상기 건조기(2,3)는 도5에 도시된 바와 같이, 일측에는 쌍스크류혼합기(1)에서 슬러지가 유입되도록 연결되며, 다른 일측에는 열분해실(4)과 연결되며, 하부에는 축열로(10)와 연결되어 있으며, 킬른(회전)식의 원통형 건조기(2,3)를 2기를 설 치하여 1차, 2차에 걸쳐 건조하도록 설계하며, 축열로(10)의 연소가스배출구(102)에서 배출되는 고온(1,100℃)의 열을 이용하여 하수슬러지를 건조 할 수 있도록 상기 고온의 축열로(10)의 연소가스배출구(102)에 연결설치 되며, As shown in FIG. 5, the
외부 중간에 형성된 건조기 구동기어(201)와, 상기 건조기 구동기어(201)의 상하로 일정간격으로 형성된 보조로라(210)와, 내측에는 보온을 위하여 100㎜ 정도의 두께로 형성된 캐스터블(410)와, 상기 건조기(2,3) 및 저장용기(5)의 일측에 연결되어 건조기(2,3) 및 저장용기(5)에서 생성된 악취를 제거하도록 파이프에 연결된 미생물탈취탑(20)으로 구성되며,
상기 열분해실(4)은 도1, 도6 및 도7에 도시된 바와 같이 상기 건조실(2,3)에서 처리된 가스를 유입하여 처리하도록 연결되어 있으며, 4기를 설치하고 2기씩 병렬로 연결하여 2기씩 교대로 운영하도록 설계하며, 하부에 형성되며, 열분해실 (4)로 고온의 열을 공급하는 축열로(10)와, 상부에 형성되며, 열분해실(4)을 감압상태로 유지하는 처리된 가스를 축열실로 이송시키는 진공펌프(11)에 의해 악취 및 분해가스를 고온축열실(130)로 유입시킬 수 있도록 구비된 순환부로 구성되며,1, 6 and 7, the
열분해기(4)의 보온을 위하여 안쪽부분에 형성된 캐스터블(10)과, 일측하부에 축열로(10)와 연결되어 고온의 열을 유입시키는 열분해실입구(401)와, A castable 10 formed at an inner portion for thermal insulation of the
상부 일측에 설치되어 처리된 [분해가스(바이오메스): 메탄가스]을 배출하는 열분해실출구(402)로 구비되며, 상기 고온(1,100℃)의 축열로(10)로 순환시키는 순 환부가 설치된다. It is provided with a
순환부는 상기 열분해실(4)과 고온의 축열로(10)를 연결하여 열분해실에(10)서 발생되는 분해가스(바이오메스 : 메탄가스)가 유동할 수 있으면 어떠한 재료 및 형상으로 형성되어도 무방하다. 또한 원활한 유동을 위하여 송풍기가 구비되는 것도 바람직할 것이다.The circulation part may be formed in any material and shape as long as the decomposition gas (biomes: methane gas) generated in the
상기 미생물탈취탑(20)은 도7에 도시된 바와 같이, 건조실(2,3) 및 저장용기(5)와 연결되어 있으며, 일측에 형성된 액취가스입구(25)와, 다른 일측에 형성된 탈취배출구(24)와, 상기 액취가스입구(25)부근의 합에 형성된 물이 저장된 저장탱크(22)와, 상기 물저장탱크(22)에 연결되어 물을 미생물탈취탑(20)의 내부로 공급하는 순환펌프(21)와, 상기 순환펌프(21)와 연결되며 내부의 상부에 형성된 파이프에 연결되어 물을 분사하는 분사노즐(23)과, 미생물탈취탑(20)의 내부에 일정간격 이격되어 설치된 망형상의 격벽형태인 미생물담체(26)로 구성된 구조인 열분해법에 의한 하수슬러지 처리장치인 것이다.As shown in FIG. 7, the
상술한 바와 같이 본 발명은 하수슬러지를 열분해법으로 처리하여 재생활성탄, 수처리제, 친환경성 토양개량제, 및 친환경성 건축자재를 제조하는데 재활용하므로서 이러한 하수슬러지를 해양투기, 매립 및 소각 처리하는 기존의 방법에서 발생되는 해양오염, 토양오염 및 소각과정에서 발생하는 대기오염과 소각 잔재물로 부터 발생되는 2차 오염을 방지할 수 있는 동시에 소각시설 보다 처리시설을 소형화하여 초기 시설 투자비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention treats sewage sludge by pyrolysis to recycle renewable activated carbon, water treatment agent, eco-friendly soil improver, and eco-friendly building materials, and thus, sewage sludge by ocean dumping, landfilling and incineration. It is possible to prevent secondary pollution from air pollution and incineration residues from marine pollution, soil pollution and incineration at the same time, and to reduce the initial investment cost by miniaturizing treatment facilities rather than incineration facilities. have.
또한, 열분해실에서 발생되는 악취 및 분해가스(바이오메스:메탄가스)를 보조연료로 이용하므로서 연료의 사용량을 줄여 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다.
In addition, by using the odor and decomposition gas (biomes: methane gas) generated in the pyrolysis chamber as auxiliary fuel can reduce the amount of fuel used to expect energy savings.
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