KR20090083537A - 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템 - Google Patents

중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템에 관한 것으로, 특히 중금속을 함유하는 염색 또는 피혁 슬러지에서 중금속을 흡착하는 자성 활성탄으로 중금속을 제거하고, 중금속이 제거된 염색 또는 피혁 슬러지의 함수율을 낮추기 위하여 건조시키는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템에 관한 것이다.
이를 위하여 자성 활성탄이 살포된 염색 또는 피혁 슬러지가 저장되는 혼합저장장치와, 염색 또는 피혁 슬러지와 자성 활성탄의 혼합물 중에서 중금속을 흡착한 자성 활성탄을 자력을 이용하여 수집하여 분리하는 중금속 제거장치가 구비되고, 염색 또는 피혁 슬러지를 고온 열풍을 이용하여 예비 건조하는 예비건조장치와, 염색 또는 피혁 슬러지를 예비건조장치를 통과한 열풍을 이용하여 재건조하는 열풍건조장치가 구비된다.
이로써, 염색 또는 피혁 슬러지에서 중금속 제거가 이루어고, 연속적으로 건조되므로, 각각 별도의 공정으로 이루어진 종래에 비하여, 단위 시간당 처리량이 증대되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.
Figure P1020080009387
슬러지, 건조, 중금속

Description

중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템{Treatment System for dyeing sludge or leather sludge having heavy metal}
본 발명은 염색 또는 피혁 슬러지 내의 중금속을 제거하고, 연속적으로 그 염색 또는 피혁 슬러지를 효율적으로 건조시키는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템에 관한 것이다.
유기질이 포함된 슬러지는 함유된 수분을 적당히 제거한 후 그 부산물은 다양하게 재활용되는데, 이렇게 재활용되는 유기성 슬러지 중 염색 공정 또는 피혁 처리 공정에서 발생하는 유기성 슬러지(이하 염색 또는 피혁 슬러지라 한다)에는 중금속이 다량 함유되어 있다. 이러한 중금속을 포함하는 염색 또는 피혁 슬러지가 그대로 활용된 재활용품은 사용 중 중금속이 방출되므로 인체에 해롭고, 주위 환경을 오염시키게 되므로 그 활용이 극히 제한적이다. 따라서 중금속이 함유된 염색 또는 피혁 슬러지는 재활용되기 전에 그 속에 함유된 중금속을 제거할 필요가 있는 것이다.
이를 위하여 종래에는 염색 또는 피혁 슬러지에서 중금속을 포함하는 슬러지에 활성탄 등 중금속 흡착 부재를 투여하고, 충분한 흡착이 이루어지도록 교반한 후, 필터를 이용하여 중금속을 흡착한 흡착 부재를 걸러내는 방식으로 중금속을 제거하였다. 이러한 경우, 필터를 자주 교체하여야 하는데, 이 필터 교체작업으로 인하여 연속적인 중금속 제거가 이루어지지 못하는 단점이 있다.
한편, 일반적으로 함수율이 높게 배출되는 염색 또는 피혁 슬러지는 다양하게 재활용되기 위하여 그 슬러지의 건조가 필수적으로 요구되는 데, 이러한 슬러지의 건조는 전술된 중금속 제거 수단과 별도로 구비되는 건조 장치에서 이루진다.
이렇게 중금속 제거 공정과 건조 공정이 별도로 이루어짐에 따라, 중금속이 제거된 염색 또는 피혁 슬러지를 건조 장치까지 이송하여 하는 번거로운 작업이 필요하게 되며, 그에 따른 최종 생산물의 비용의 상승, 이송의 소요시간에 따른 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 시간당 처리 분량이 현저하게 낮은 문제점이 초래된다.
한편, 유기성 슬러지를 건조하는 일반적인 건조장치는 유기성 슬러지와 열풍을 혼합하여 유기성 슬러지의 함수율을 낮추는 방식을 채택하는데, 이때 사용되는 열풍의 온도에 따라 고온의 열풍을 이용하는 방식과, 그보다 낮은 온도의 열풍을 이용하는 방식으로 나누어 볼 수 있다.
먼저, 고온의 열풍이 이용되는 경우에는 유기성 슬러지의 함수율을 짧은 시간내에 낮출 수 있는 장점이 있으나, 유기성 슬러지가 염색 또는 피혁 슬러지 등 열에 취약한 경우에는 고온에 직접적으로 노출되는 관계로 염색 또는 피혁 슬러지 에 화학적 변형이 일어나는 문제가 있다.
반면에, 그보다 낮은 온도의 열풍이 이용되는 경우에는 열에 취약한 염색 또는 피혁 슬러지의 물성 변화없이 안정적인 건조가 가능하지만, 저온의 열풍을 이용하므로 적절한 함수율까지 건조하기 위한 소요시간이 늘어나므로 생산성이 나빠지는 단점이 있다.
본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 실시예는 염색 또는 피혁 슬러지에 포함된 중금속의 제거와, 중금속이 제거된 염색 또는 피혁 슬러지의 건조가 연속적으로 이루어지는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 다량의 염색 또는 피혁 슬러지로부터의 중금속 제거가 연속적으로 이루어지는 중금속 제거수단을 포함하는 목적도 갖는다.
또한, 중금속의 흡착 효율을 증대시킨 중금속 제거수단을 포함하는 목적도 갖는다.
또한, 중금속을 분리, 배출 과정 중에 염색 또는 피혁 슬러지의 물성과 중금속 함유량 등 작업 조건에 따라 염색 또는 피혁 슬러지의 유통 속도를 제어하는 수단을 포함하는 다른 목적도 갖는다.
한편, 본 발명의 실시예는 고온의 열풍을 이용하되, 염색 또는 피혁 슬러지의 열적 변형 없이 함수율을 효과적으로 낮춤에 따라 생산성이 향상되면서, 고온의 열풍을 활용하여 염색 또는 피혁 슬러지를 1차 건조하여 예열하면서, 그 함수율을 낮춰 효율적인 건조가 이루어지는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템을 제공하는 목적을 갖는다.
또한, 적정 온도 조건에서 염색 또는 피혁 슬러지의 함수율을 신속하게 낮추 도록 건조시키는 목적을 갖는다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 실시예로 중금속을 함유하는 염색 또는 피혁 슬러지에서 상기 중금속을 흡착하는 자성 활성탄으로 상기 중금속을 제거하고, 상기 중금속이 제거된 염색 또는 피혁 슬러지의 함수율을 낮추기 위하여 건조시키는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템을 제시한다.
또한, 상기 중금속 제거수단에는 상기 자성 활성탄이 살포된 염색 또는 피혁 슬러지가 저장되는 혼합저장장치와, 상기 혼합저장장치에서 이송된 염색 또는 피혁 슬러지와 자성 활성탄의 혼합물 중에서 상기 중금속을 흡착한 상기 자성 활성탄을 자력을 이용하여 수집하여 분리하는 중금속 제거장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템을 제시한다.
또한, 상기 건조수단에는 상기 중금속 제거장치를 통과한 염색 또는 피혁 슬러지를 고온 열풍을 이용하여 예비 건조하는 예비건조장치와, 상기 예비건조장치를 통과한 염색 또는 피혁 슬러지를 상기 예비건조장치를 통과한 열풍을 이용하여 건조하는 열풍건조장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템을 제시한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템에 따르면, 염색 또는 피혁 슬러지에서 중금속 제거가 이루어 진 후 연속적으로 건조되므로, 종래의 별도로 분리되어 이루어지는 공정에 비하여 단위 시간당 처리량이 증대되어 생산성이 향상되는 효과를 갖는다.
또한, 염색 또는 피혁 슬러지의 투입 이후 건조까지 한 번에 이루어지므로 전 공정의 자동화가 가능하며, 사용자의 관리가 편리해지는 효과를 갖는다.
또한, 관련 장치를 집약 설치할 수 있으므로 공간 활용도가 좋아지는 효과도 갖는다.
또한, 중금속 제거 장치에서 중금속을 흡착하는 자성 활성탄으로 중금속을 흡착한 후, 회전하는 전자석과 수거부재를 이용하여 이 자성 활성탄이 물리적으로 분리, 배출됨으로써 중금속 제거가 연속적으로 이루어지는 효과를 갖는다.
또한, 염색 또는 피혁 슬러지와 자성 활성탄은 혼합저장장치, 이송스크류 등에 의하여 건조 시스템에 투입되는 과정과 건조 시스템 내부에서의 이송 과정 중에 자연스럽게 혼합되므로 자성 활성탄의 중금속 흡착 기회가 증대되는 효과가 있으며, 나아가 별도의 혼합장치가 요구되지 아니하므로 설비 비용이 절약되는 효과를 갖는다.
또한, 중금속 제거장치 중 투입속도조절부로, 염색 또는 피혁 슬러지의 물성과 중금속 함유량 및 자성 활성탄의 혼합 비율 등 작업 조건에 따라 중금속을 흡착한 자성 활성탄의 분리가 최적의 속도로 이루어지도록 염색 또는 피혁 슬러지와 자성 활성탄의 혼합물의 이송 속도를 조절할 수 있어, 작업 효율이 향상되는 효과를 갖는다.
또한, 중금속 제거장치 중 하우징의 출구에 이송스크류가 구비되는 경우에는 하부공간 내에 유통되는 염색 또는 피혁 슬러지와 자성 활성탄의 혼합물의 유통속도를 제어할 수 있어, 전자석의 흡착성능에 따라 자성 활성탄의 분리하기 위한 하부공간의 적체 시간을 조절할 수 있게 되므로, 자성 활성탄의 분리 작업의 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
한편, 예비건조장치로 염색 또는 피혁 슬러지의 함수량을 미리 낮출 수 있어 염색 또는 피혁 슬러지의 건조시간이 단축되므로 생산성이 향상되면서, 이 예비건조장치에서 사용된 고온 연소열은 열풍건조장치에서 요구하는 온도로 낮춰 재사용할 수 있으므로 경제적인 효과를 갖는다.
한편, 열풍건조장치에서 회전드럼부의 내측에 설치된 버킷과 회전하는 분산부로 인하여 염색 또는 피혁 슬러지가 분산되며, 공급된 열풍에 의한 건조가 이루어지므로 염색 또는 피혁 슬러지의 건조 시간이 더 단축되어 생산성이 향상되는 효과를 갖는다.
이하, 첨부도면의 바람직한 실시예를 통하여, 본 발명인 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템의 기능, 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명인 실시예에 따른 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
다만, 첨부된 도면 중에서 실선 화살표는 염색 또는 피혁 슬러지 또는 염색 또는 피혁 슬러지와 자성 활성탄의 혼합물의 이송을 나타내며, 점선 화살표는 자성 활성탄의 이송을 나타내고, 블록 화살표는 열풍의 이송을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템(1)은 중금속을 함유하는 염색 또는 피혁 슬러지에서 중금속을 흡착하는 자성 활성탄으로 중금속을 제거하고, 중금속이 제거된 염색 또는 피혁 슬러지의 함수율을 낮추기 위하여 건조시킨다. 이를 위하여, 중금속을 함유하는 염색 또는 피혁 슬러지에서 자성 활성탄을 이용하여 중금속을 제거하는 중금속 제거수단(10) 및 중금속이 제거된 염색 또는 피혁 슬러지의 함수율을 낮추기 위하여 상기 염색 또는 피혁 슬러지를 열풍으로 건조시키는 건조수단(20)이 구비된다.
즉, 하나의 연속적인 공정에서 염색 또는 피혁 폐기물에 포함된 중금속을 제거하고, 함수율을 낮춰, 이후 사용자가 의도하는 다양한 방법에 따라 염색 또는 피혁 폐기물을 재활용할 수 있게 되는 것이다. 이렇듯 연속적인 처리가 가능함에 따라서 생산성의 향상과 경제성을 확보할 수 있는 것이다.
보다 구체적으로 본 발명의 바람직한 실시예로 제시되는 중금속 제거수단(10)으로는 혼합저장장치(100), 중금속 제거장치(200)가 제시되고, 건조수단(20)으로는 예비건조장치(300) 및 열풍건조장치(400)가 제시된다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템(1)에는 염색 또는 피혁 슬러지를 이송하기 위한 통상의 이송펌프(500)와 열풍건조기에서 배출되는 건조된 염색 또는 피혁 슬러지가 담기는 저장소(600)가 더 구비될 수도 있다.
혼합저장장치(100)에는 수거된 염색 또는 피혁 슬러지(W)와 중금속을 흡착하는 자성 활성탄(C)이 살포되어, 이 자성 활성탄(C)이 염색 또는 피혁 슬러지(W)와 혼합된 상태(이하 혼합물이라 함)로 임시 적층된다. 이를 위하여 혼합저장장치는 상부가 터진 상자형상을 가질 수 있다.
이때, 살포되는 자성 활성탄은, 구체적으로 도시되지 아니하였으나, 내부 중심에 자석에 붙는 핵이 구비되고, 이 핵을 중금속을 흡착하는 활성탄이 감싸는 통상의 것이다.
이러한 자성 활성탄(C)은 혼합저장장치(100)에서 염색 또는 피혁 슬러지(W)에 살포되면서 1차 혼합되고, 이후 추후에 설명되는 이송스크류에 의한 혼합물의 이송 과정과, 하우징 내부의 하부공간에서의 혼합물의 유통 과정 중에서 염색 또는 피혁 슬러지와 2차 혼합되며 중금속을 흡착하게 된다.
또한, 혼합저장장치(100)와 중금속 제거장치(200) 사이에 이송펌프(500)가 구비되는 경우에는, 이 이송펌프(500)에 의한 혼합물의 이송 중에서 자성 활성탄과 염색 또는 피혁 슬러지가 한 번 더 혼합되어 자성 활성탄이 중금속을 흡착할 기회가 증가된다.
한편, 자성 활성탄(C)과, 염색 또는 피혁 슬러지(W)의 혼합 비율은 염색 또 는 피혁 슬러지에 포함되는 중금속의 물성 및 그 함유량에 따라 달라지는데, 일반적인 염색 슬러지 또는 피혁 슬러지에는 염색 또는 피혁 슬러지의 대략 10 중량부의 비율로 살포되는 것이 바람직하다.
이하, 중금속 제거장치(200)의 기능, 구성 및 작용을 자세히 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템에 채용된 중금속 제거장치의 평면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 중금속 제거장치의 사용상태를 도시한 단면도이다.
중금속 제거장치(200)는 혼합저장장치에서 이송된 혼합물 중에서 중금속을 흡착한 자성 활성탄(C)을, 초전도 자기 분리의 원리를 이용하여, 전자석(222)으로 수집함으로써 염색 또는 피혁 슬러지(W)와 분리한다.
이를 위하여, 중금속 제거장치(200)에는 혼합물의 투입속도를 조절할 수 있는 투입속도조절부(210)와, 하우징(221), 전자석(222), 수거부재(223)가 포함되는 분리배출부(220)가 구비된다.
한편, 투입속도조절부(210)는 중금속 제거장치의 일측에 구비되어 혼합저장장치(100)에서 이송된 혼합물이 임시 수용되는 호퍼(211)와, 이 호퍼 내에 수용된 혼합물을 일정한 속도로 분리배출부(220)에 투입시키기 위한 수단으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 호퍼의 하부에 투입속도조절을 위하여 이송스크류(212)가 구비된다.
이때, 이송스크류(212)에는 원통형케이스(212a)와, 이 원통형케이스 내부에 별도의 동력원에 의하여 저속회전하는 스크류(212b)가 구비되어, 호퍼(211)에 수용된 혼합물을 미리 설정된 일정 속도로 하우징(221) 내부로 이송시킨다.
이때, 호퍼(211)는 혼합저장장치의 하부에 중금속 제거장치가 직접 연결되어 설치되는 경우, 혼합저장장치가 호퍼의 역할을 대신하므로 생략 가능한 구성요소이다. 또한, 투입속도조절부(210)는 호퍼(211, 또는 혼합저장장치) 내에 수용된 혼합물을 일정속도로 투입시키기 위한 수단으로, 이송스크류를 대체하여 유량 제어가 가능한 일반적인 펌프가 사용될 수 있다.
한편, 분리배출부(220)에는 혼합물에서 중금속이 흡착된 자성 활성탄을 분리하고, 이 분리된 자성 활성탄을 중금속이 제거된 염색 또는 피혁 슬러지와 별도로 배출하기 위한 수단으로, 혼합물이 내부에서 유통되는 하우징(221)과, 자성 활성탄이 들러붙는 전자석(222) 및 전자석에서 자성 활성탄을 분리하여 배출하는 수거부재(223)가 구비된다.
상기 하우징(221)에는 하부 일측에 상기 이송스크류(212)에 의하여 혼합물이 유입되는 입구(221a)가 형성되고, 이 입구가 형성된 타측에는 염색 또는 피혁 슬러지가 유출되는 출구(221b)가 형성되며, 내부의 하부는 혼합물이 유통되는 하부공간(221c)이 형성된다. 이로써, 입구(221a)로 유입된 혼합물은 하부공간(221c)을 지나며 전자석에 의하여 자성 활성탄과 염색 또는 피혁 슬러지가 분리되고, 염색 또는 피혁 슬러지는 출구(221b)로 유출된다.
한편, 전자석(222)은 원통형상으로, 모터 등의 동력원(222a)에 의하여 하우징(221)의 내부에서 회전 가능하게 설치된다. 이때, 중금속을 흡착한 자성 활성탄(C)을 초전도 자기 분리의 원리를 이용하여 혼합물에서 분리하기 위하여, 전자석(222)에는 대략 50000 가우스(G) 이상의 자력이 부여된다. 즉, 전자석(222)에 자력이 부여되면 하부공간(221c)을 지나가는 혼합물에서 자성 활성탄(C)만이 전자석(222)에 들러붙게 되고, 나머지 염색 또는 피혁 슬러지는 출구(221b)로 배출된다. 물론, 전자석을 대체하여 전술된 자력을 가지는 영구자석이 사용될 수 있음은 당연한 것이다.
한편, 출구(221b)에도 유출되는 염색 또는 피혁 슬러지(W)의 양을 조절할 수 있도록 이송스크류(221d)가 더 구비될 수 있다. 이 경우 입구에 설치되는 이동스크류와 함께 중금속 제거장치(200)를 통과하는 혼합물의 유량을 제어하기 위한 수단으로 활용될 수 있으며, 그 유량은 염색 또는 피혁 슬러지의 점성 등 물성과, 혼합된 자성 활성탄의 함량에 따라 결정된다. 이때, 출구에 구비되는 이송스크류(221d)의 구성은 입구에 구비되는 이송스크류(212)의 구성과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.
한편, 수거부재(223)는 전자석(222)에 들러붙은 자성 활성탄을 분리하기 위하여 전자석(222)의 일측면에 설치된다. 보다 구체적으로 설명하면, 수거부재(223)에는 전자석(222)의 길이방향 측면에 설치되어 전자석(222)에 붙은 자성 활성탄을 분리하는 스크레이퍼(scraper, 223a)와, 이 스크레이퍼의 일측에 구비되어 전자석(222)에서 분리된 자성 활성탄이 자중력으로 떨어질 때, 이를 모아 하부로 배출 하도록 인입구가 넓으며 인출구는 좁은 깔때기 형상의 수거구(223b)가 구비된다.
즉, 전자석(222)의 회전에 따라 하우징의 하부공간(221c)에서 전자석(222)에 들러붙은 자성 활성탄(C)은 스크레이퍼(223a)에 의하여 전자석에서 물리적으로 분리되고, 수거구(223b)에 의하여 별도 배출됨에 따라, 중금속이 염색 또는 피혁 슬러지(W)에서 제거되는 것이다.
이때, 하우징 하부에서 유통되는 혼합물과 전자석의 접촉시간을 증대시키기 위하여 입구(221a)와 출구(221b)는 서로 멀리 떨어져 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 입구(221a)는 하우징(221)의 일측면 하부에 형성되고, 출구(221b)는 입구(221a)가 형성된 면과 대각되는 면에 형성되어 염색 또는 피혁 슬러지의 유통 시간을 증대시켜, 자성 활성탄과 전자석과의 접촉 기회를 증대시킨다.
이하, 예비건조장치(300)에 대한 기능, 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 4는 도 1에 도시된 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템에 채용된 예비건조장치를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
예비건조장치(300)는 중금속 제거장치를 통과한 염색 또는 피혁 슬러지를 고온 열풍을 이용하여 예비 가열하여 건조시킨다.
이때, 고온의 열풍은 염색 또는 피혁 슬러지의 물성을 열적 변형 시킬 수 있는 범위의 온도이다. 일예로, 대략 1000℃ 범위로 별도로 설비되는 보일러 등에 의하여 제공된다. 다른 예로는, 염색 또는 피혁 슬러지를 재활용하여 탄화물을 제조할 때를 가정하면 통상의 건류법에 의하여 탄화시키는 건류식 탄화기가 사용되는 데, 염색 또는 피혁 슬러지의 건조 시, 재활용의 차원에서 건류식 탄화기에서 발생하는 건류 가스를 연소시켜 얻게 되는 대략 850∼1100℃ 범위의 열풍이다.
염색 또는 피혁 슬러지를 예비 가열하기 위하여 예비건조장치(300)에는 염색 또는 피혁 슬러지가 이송되는 이송부(310)와, 이 이송부(310)의 하부에 결합되어 건류 가스가 연소된 고온의 열풍이 통과하는 덕트부(320)가 구비된다.
보다 구체적으로, 이송부(310)의 일측에는 위 방향에서 염색 또는 피혁 슬러지가 유입되는 유입구(311)가 형성되고, 타측에는 아래 방향으로 염색 또는 피혁 슬러지가 유출되는 유출구(312)가 형성되며, 이송부(310)의 내부에는 유입구에서 유입된 염색 또는 피혁 슬러지를 유출구로 이송시키도록 모터 등과 같은 동력원(314)에 의하여 저속 회전하는 내부스크류(313)가 구비된다.
이 경우, 중금속 제거장치를 통과한 염색 또는 피혁 슬러지가 내부스크류(313)에 의하여 이송부(310)를 저속 통과할 때, 건류식 탄화기에서 얻어지는 건류 가스가 연소된 고온 열풍이 통과하는 덕트부(320)에서 전열되는 열기에 의하여 이송부 내의 염색 또는 피혁 슬러지가 예비 건조되어, 그 함수율을 대략 5∼10% 낮추게 된다. 이 과정 중에 염색 또는 피혁 슬러지는 고온 열풍과 직접 혼합되지는 아니하고, 전열과정 중에서 낮아진 온도에 의하여 건조되므로 그 물성이 변화되지 아니한다.
이로써, 이후 염색 또는 피혁 슬러지가 열풍 건조기로 공급되어 건조되는 과정에서 함수율을 낮추기 위한 건조 시간을 단축할 수 있게 된다. 또한, 건류 가스가 연소된 고온 열풍은 전열과정에서 열교환이 이루어짐에 따라 열풍건조장치에 적 합한 대략 450∼550℃로 낮춰진다.
이때, 배기되는 열풍의 온도를 조절하기 위하여 내부스크류(313)의 회전 속도를 제어하는 통상의 제어부(도시 생략)가 더 구비될 수 있으며, 이를 위한 제어파라미터로 이송부(310)의 온도와, 흡기 및 배기되는 열풍의 온도가 각각 측정되어 사용된다. 이 온도를 측정하기 위하여 이송부(310)와 덕트부(320)에는 온도측정센서(S1,S2,S3)가 구비될 수 있다.
나아가, 배기되는 가스의 온도가 추후 설명되는 열풍건조장치에서 요구되는 온도 이상으로 측정되는 경우에는 제어부에 의하여 외부 공기를 덕트부(320) 내부로 유입시켜 전술된 적정 온도로 냉각시키는 수단이 더 포함될 수 있다.
이하. 열풍건조장치(400)에 대한 기능, 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 5는 도 1에 도시된 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템에 채용된 열풍건조장치를 개략적으로 나타낸 정단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 열풍건조장치를 개략적으로 나타낸 평단면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 열풍건조장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
열풍건조장치(400)는 예비건조장치를 통과한 염색 또는 피혁 슬러지를 예비건조장치를 통과한 열풍을 이용하여 염색 또는 피혁 슬러지가 재활용되기 위한 적정한 함수율로 건조시킨다. 예컨데, 전술된 바와 같이 염색 또는 피혁 슬러지를 재활용하여 탄화물을 생성한다고 할 때, 양질의 탄화물을 얻기 위해서 염색 또는 피혁 슬러지는 약 550∼600℃의 온도 범위에서 함수율이 대략 15% 이하가 되게끔 건 조될 것이 요구되므로, 열풍건조기는 이러한 건조 조건을 맞춰 염색 또는 피혁 슬러지를 건조시키는 것이다.
이하, 신속한 건조를 위한 열풍건조장치의 구성을 살펴본다.
이를 위하여, 열풍건조장치(400)에는 염색 또는 피혁 슬러지가 투입되는 투입구(411)와, 예비건조장치를 통과한 열풍이 공급되는 공급구(412)가 형성되는 전면부(410)와, 염색 또는 피혁 슬러지가 배출되는 배출구(421)와, 공급구에서 유입된 열풍이 빠져나가는 배기구(422)가 형성되는 후면부(420)와, 전면부(410)와 후면부(420)를 감싸면서 회전 가능하게 결합되고, 내부에는 유입된 염색 또는 피혁 슬러지를 퍼 올리는 버킷(bucket, 431)이 구비되는 원통형 회전드럼부(430) 및 이 회전드럼부의 길이방향에 따라 회전드럼부의 내부에서 회전 가능하게 결합되어 염색 또는 피혁 슬러지를 분산시키는 분산부(440)가 구비된다.
이 열풍건조장치(400)를 보다 구체적으로 설명하면, 전면부(410)와 후면부(420)는 각각 원형판을 이루며 지면에 대하여 수직되게 설치된다. 이 전면부(410)와 후면부(420)를 감싸며 회전 가능하게 결합되는 원통형 회전드럼부(430)는 지면에 설치되는 지지롤에 의하여 그 하중이 받쳐진다.
한편, 회전드럼부(430)를 회전시키기 위하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 외부에 모터(450)를 구비하여 회전드럼부의 외주면과 모터의 회전부가 체인(451)으로 결합되는 구성을 가질 수 있다.
이러한 열풍건조기에 의하여, 전면부(410)에 형성된 투입구(411)로 투입된 염색 또는 피혁 슬러지가 공급구(412)로 공급된 열풍에 의하여 회전드럼부(430)의 내부에서 건조되며, 이후 후면부(420)에 형성된 배출구(421)를 통하여 건조된 염색 또는 피혁 슬러지가 배출되고, 사용된 열풍이 배기구(422)를 통하여 배기된다. 이때, 회전드럼부(430)의 회전에 의하여 염색 또는 피혁 슬러지가 분산되며 열풍에 의한 건조가 이루어진다.
더하여, 염색 또는 피혁 슬러지가 회전드럼부(430) 내에서 분산되도록 하기 위하여 끝단이 회전드럼부(430)의 회전방향에 따라 비스듬하게 절곡 형성(431a)된 버킷(431)이 염색 또는 피혁 슬러지의 운반시 변형을 방지하는 지지판(431b)을 이용하여 회전드럼부(430)의 내부에 다수 설치된다.
또한, 버킷(431) 사이에는 덩어리진 염색 또는 피혁 슬러지가 접촉 충격에 의하여 파쇄되도록 다각형상의 파쇄블록(432)이 더 구비될 수 있다.
나아가, 분산부(440)는 모터 등의 동력원(445)에 의하여 회전드럼부(430)의 내부에서 회전하면서 염색 또는 피혁 슬러지를 분산시켜, 전술된 버킷(431)과 함께 염색 또는 피혁 슬러지의 분산효과를 증대시킨다.
이를 위하여, 분산부(440)에는 염색 또는 피혁 슬러지를 휘저을 수 있는 수단이 구비되는데, 일예로 도 6에 도시된 바와 같이, 분산부의 회전축(441)에 장착되는 다수의 고정홀더(442)에 등간격으로 지지대(443)가 형성되고, 이 지지대에는 염색 또는 피혁 슬러지를 분산 및 이송시키도록 투입구(411)에서 배출구(421) 측으로 점차 경사 각도가 완만하게 형성되는 분산판(444)이 구비된다.
이렇게 분산판(444)이 투입구(411)에서 배출구(421) 측으로 점차 경사 각도가 완만하게 형성됨으로써 염색 또는 피혁 슬러지는 분산판(444)의 경사진 각도만 큼 배출구(421) 쪽으로 밀려나게 되므로 원활히 이동된다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 분산부의 회전축(441)은 투입구(411)의 아래에 위치되어, 투입구(411)에서 유입되어 자중력으로 떨어지는 염색 또는 피혁 스러지가 분산부의 분산판(444)에 의하여 분산되며 공급된 열풍과 바로 섞여 효율적인 건조가 이루어지게 구성됨이 바람직하다.
한편, 분산부의 회전축(441)이 회전드럼부(430)의 회전축과 편심되게 형성되어 분산효과를 증대시킬 수 있는데, 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이, 버킷(431)에 의하여 퍼 올려진 염색 또는 피혁 슬러지가 흘러내리는 위치에 분산부의 회전축(441)이 위치되어 떨어지는 염색 또는 피혁 슬러지와 분산판(444)과 접촉됨으로써, 염색 또는 피혁 슬러지의 분산 및 이송이 잘 이루어질 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명인 실시예에 따른 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템에 채용된 중금속 제거장치의 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 중금속 제거장치의 사용상태를 도시한 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템에 채용된 예비건조장치를 개략적으로 나타낸 정면도.
도 5는 도 1에 도시된 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템에 채용된 열풍건조장치를 개략적으로 나타낸 정단면도.
도 6은 도 5에 도시된 열풍건조장치를 개략적으로 나타낸 평단면도.
도 7은 도 5에 도시된 열풍건조장치를 개략적으로 나타낸 측단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 건조 시스템 100 : 혼합저장장치
200 : 중금속제거장치 210 : 투입속도조절부
211 : 호퍼 212 : 이송스크류
212a : 원통형케이스 212b : 스크류
220 : 분리배출부 221 : 하우징
221a : 입구 221b : 출구
221d : 이송스크류 221c : 하부공간
222 : 전자석 222a : 동력원
223 : 수거부재 223a : 스크레이퍼
223b : 수거구 300 : 예비건조장치
310 : 이송부 311 : 유입구
312 : 유출구 313 : 내부스크류
314 : 동력원 320 : 덕트부
S1,S2,S3 : 온도측정센서
400 : 열풍건조장치 410 : 전면부
411 : 투입구 412 : 공급구
420 : 후면부 421 : 배출구
422 : 배기구 430 : 회전드럼부
431 : 버킷 431a : 절곡형상
431b : 지지판 432 : 파쇄블록
R : 지지롤 440 : 분산부
441 : 회전축 442 : 고정홀더
443 : 지지대 444 : 분산판
445 : 동력원 450 : 모터
451 : 체인 500 : 이송펌프
600 : 저장소 W : 염색 또는 피혁 슬러지
C : 자성 활성탄

Claims (12)

  1. 중금속을 함유하는 염색 또는 피혁 슬러지에서 상기 중금속을 흡착하는 자성 활성탄으로 상기 중금속을 제거하고, 상기 중금속이 제거된 염색 또는 피혁 슬러지의 함수율을 낮추기 위하여 건조시키는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 염색 또는 피혁 폐기물에서 상기 중금속을 제거하기 위하여,
    상기 자성 활성탄이 살포된 염색 또는 피혁 슬러지가 저장되는 혼합저장장치(100);와
    상기 혼합저장장치(100)에서 이송된 염색 또는 피혁 슬러지와 자성 활성탄의 혼합물 중에서 상기 중금속을 흡착한 상기 자성 활성탄을 자력을 이용하여 수집하여 분리하는 중금속 제거장치(200);가 구비되는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템.
  3. 제2항에서, 상기 중금속 제거장치(200)에는
    상기 혼합저장장치(100)에서 이송된 혼합물을 미리 설정된 일정 유량으로 투입시키는 투입속도조절부(210);와
    자력을 이용하여 투입된 상기 혼합물에서 상기 중금속을 흡착한 자성 탄화물 을 분리하고, 배출하는 분리배출부(220);가 구비되는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템.
  4. 제3항에서, 상기 투입속도조절부(210)는
    회전 속도를 조절하여 상기 혼합물의 유량을 제어하는 이송스크류(212)인 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템.
  5. 제3항에서, 상기 분리배출부(220)에는
    상기 혼합물이 내부에서 유통되는 하우징(221);
    상기 하우징의 내부에 회전가능하게 결합되어 상기 혼합물 중에서 상기 자성 활성탄이 들러붙는 원통형상의 전자석(222); 및
    상기 전자석(222)에 들러붙은 자성 활성탄을 분리하여 배출하는 수거부재(223);가 구비되는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템.
  6. 제5항에서, 상기 수거부재(233)에는
    상기 전자석(222)의 길이방향 측면에 설치되어 상기 전자석(222)에 붙은 상기 자성 활성탄을 분리하는 스크레이퍼(223a);와
    상기 스크레이퍼(223a)의 일측에 위치되어 상기 분리된 자성 활성탄을 모아 배출하는 수거구(223b);가 구비되는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또 는 피혁 슬러지의 처리 시스템.
  7. 제5항에서, 상기 하우징(221)의 일측에 형성된 상기 염색 또는 피혁 슬러지의 출구(221b)에는 유출량을 조절하는 이송스크류(221d)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템.
  8. 제1항에서,
    상기 중금속이 제거된 염색 또는 피혁 슬러지의 함수율을 낮추기 위하여,
    상기 중금속 제거장치(200)를 통과한 염색 또는 피혁 슬러지를 고온 열풍을 이용하여 예비 건조하는 예비건조장치(300);와
    상기 예비건조장치(300)를 통과한 염색 또는 피혁 슬러지를 상기 예비건조장치(300)를 통과한 열풍을 이용하여 건조하는 열풍건조장치(400);가 구비되는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템.
  9. 제8항에서, 상기 예비건조장치(300)에는
    일측에 위 방향에서 상기 염색 또는 피혁 슬러지가 유입되는 유입구(311)가 형성되고, 타측에는 아래 방향으로 상기 염색 또는 피혁 슬러지가 유출되는 유출구(312)가 형성되며, 내부에는 상기 유입구(311)에서 유입된 상기 염색 또는 피혁 슬러지를 상기 유출구(312)로 이송시키도록 저속 회전하는 내부스크류(313)가 구비된 이송부(310);와
    상기 이송부(310)의 하부에는 상기 건류 가스가 연소된 고온 열풍이 통과되는 덕트부(320);가 구비되는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템.
  10. 제8항에서, 상기 열풍건조장치(400)에는
    상기 염색 또는 피혁 슬러지가 투입되는 투입구(411)와, 상기 예비건조장치를 통과한 열풍이 공급되는 공급구(412)가 형성되는 전면부(410);
    상기 염색 또는 피혁 슬러지가 배출되는 배출구(421)와, 상기 열풍이 빠져나가는 배기구(422)가 형성되는 후면부(420);
    상기 전면부(410)와 상기 후면부(420)를 감싸면서 회전 가능하게 결합되고, 내부에는 유입된 상기 염색 또는 피혁 슬러지를 퍼올리는 버킷(431)이 구비되는 원통형 회전드럼부(430); 및
    상기 회전드럼부(430)의 길이방향에 따른 회전축(441)을 가지며 상기 회전드럼부(430)의 내부에 회전 가능하게 결합되어, 상기 염색 또는 피혁 슬러지를 분산시키는 분산부(440);가 구비되는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템.
  11. 제10항에서, 상기 분산부(440)에는
    상기 분산부(400)의 회전축(441)에 장착되는 고정홀더(442)에 등간격으로 형성되는 지지대(443);와
    상기 지지대(443)에 상기 염색 또는 피혁 슬러지를 분산 및 이송시키도록 상기 투입구(411)에서 상기 배출구(421) 측으로 점차 경사 각도가 완만하게 형성되는 분산판(444);이 구비되는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템.
  12. 제10항에서,
    상기 분산부(440)의 회전축(441)은 상기 회전드럼부(430)의 회전축과 편심되게 형성되는 것을 특징으로 하는 중금속이 포함된 염색 또는 피혁 슬러지의 처리 시스템.
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