KR20100065662A - 슬러지 건조 장치 - Google Patents

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KR20100065662A KR1020080124098A KR20080124098A KR20100065662A KR 20100065662 A KR20100065662 A KR 20100065662A KR 1020080124098 A KR1020080124098 A KR 1020080124098A KR 20080124098 A KR20080124098 A KR 20080124098A KR 20100065662 A KR20100065662 A KR 20100065662A
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Abstract

본 발명은 슬러지 건조 장치에 관한 것으로서, 슬러지 이송관 내부에 슬러지를 다단으로 이송하며 건조가 이루어지도록 하여 제한된 공간 내에서 슬러지 건조시 요구되는 이송 거리를 확보할 수 있고, 슬러지의 건조 상태에 따라 적합한 이송수단 즉, 체인 컨베이어 및 다축 스크류 컨베이어를 단계적으로 설치함으로써, 슬러지의 이송 및 건조 효율을 향상시킬 수 있으며, 슬러지 투입구와 슬러지 토출구를 차폐시킴과 아울러 슬러지 이송관 내부로 공급되는 공기량보다 더 많은 공기량을 인출함으로써, 슬러지 이송관 내부의 수분 증발압을 낮추어 슬러지 건조 속도를 높일 수 있는 효과를 갖는다.
Figure P1020080124098
슬러지 건조 장치, 체인 컨베이어, 다축 스크류 컨베이어, 진공 건조

Description

슬러지 건조 장치{DEVICE OF DRYING SLUDGE}
본 발명은 슬러지 건조 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 슬러지를 다단으로 이송하여 제한된 공간 내에서 슬러지 건조시 필요한 이송 거리를 확보하고, 슬러지의 이송 및 건조 효율을 향상시킬 수 있는 슬러지 건조 장치를 제공하는 것이다.
일반적으로 각종 산업현장, 하수처리장, 또는 축산 농가에서 발생되어 폐수 처리된 폐수와 분뇨 등의 유·무기성 슬러지는 함수율이 약 75~95% 정도인 다습성 물질이다.
여기서, 슬러지(sludge)란 진흙상태의 산업폐기물 또는 하수처리, 폐수처리 침전물 등을 일컫는 말로서 오니(汚泥)라고도 하며, 이때의 주성분은 유기물과 무기물 등을 포함하고 있다.
또한, 금속표면을 산(酸) 처리하는 공정에서나, 물과 접하는 보일러·선박·탱크류 등의 금속표면이 박리·퇴적하여 진흙상태로 된 것을 말하는데, 이때 슬러지의 주성분은 금속 또는 그 화합물이다.
특히, 유기물이 포함된 슬러지의 경우는 탈수를 하여도 무기물의 슬러지보다 함수율이 높으며, 이러한 다습성 슬러지를 그대로 매립할 경우 대량으로 발생되는 침출수에 의해 토질 및 지하수 오염은 물론 환경공해를 유발하게 되므로, 대부분의 슬러지는 일정 함수율 이하로 탈수 또는 건조시킨 후 소각하거나, 재활용, 지중 매립 및 해양투기 등의 방법으로 처리한다.
상기 슬러지는 함유된 수분을 대략 30∼40% 이하로 탈수, 건조시키면 연소가 가능하여 에너지 자원으로 재활용 가치가 충분하고, 또한 매립물로서의 기준치에 적합하여 매립처리도 가능하기 때문에 그동안 국내외에서 다양한 탈수장치 및 건조장치가 개발되어 왔다.
그러나 탈수장치를 통해 슬러지 함수율을 대략 30∼40% 이하로 형성하기 위해서는 상당한 고가의 설비가 요구되며, 건조장치를 통해 슬러지 함수율을 60% 이하로 건조시키기 위해서는 고가의 장치나 설비비 및 처리비가 요구된다.
즉, 상기 슬러지는 소각이나 매립 등의 방법으로 처리하게 되는데, 일반적으로 탈수장치를 통해 탈수하더라도 함수율이 높아 소요비용이 많이 들고, 2차 공해가 발생하게 된다.
오폐수처리장, 상수도시설, 음식물 처리시설 등에서 발생하는 슬러지는 탈수기를 거쳐 컨베이어 장치를 통해 반출하게 된다. 이때, 슬러지의 함수율은 평균 75% 이상이며, 고압의 압력으로 압축하여도 함수율이 73% 정도이기 때문에 소각이나 매립에 비용이 과다하게 소요되고, 일반적인 탈수기 설비로도 함수율을 낮추는데 과도한 비용이 증가될 수 밖에 없다.
특히, 함수율이 높은 슬러지를 건조시키는 장치로는, 슬러지를 이송 장치로 이송시키면서 공기에 의하여 직접 건조시키거나, 슬러지를 히터나 스팀 등에 의하여 가열된 원통의 전열면에 접촉시키면서 간접 건조시키는 방법이 사용되었다.
그러나 슬러지를 직접 건조시키기 위한 종래 슬러지 건조 장치의 경우, 함수율이 높은 슬러지의 건조시 요구되는 충분한 이송 거리가 필요하기 때문에 보다 많을 슬러지 건조 장치의 설치 면적이 요구되는 문제점을 갖는다.
또한, 종래 슬러지 건조 장치는 슬러지의 건조 상태에 따라 슬러지의 이송 조건이 변화하는 데도 불구하고 동일한 이송 수단을 이용하여 연속적으로 이송시키게 됨에 따라 슬러지의 이송 및 건조 효율이 감소하게 되는 문제점을 갖는다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 좀더 상세하게는 제한된 공간 내에서 슬러지를 다단으로 이송하여 슬러지 건조시 필요한 이송 거리를 확보하고, 슬러지의 건조 상태에 따라 각 이송단에 적합한 이송 수단을 적용하여 슬러지의 이송 및 건조 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 슬러지 건조 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 슬러지 건조 장치는, 상기 슬러지 이송관의 상부 일측 단부에 구비되어, 상기 슬러지 이송관 내부로 슬러지를 공급하는 슬러지 투입부; 상기 슬러지 이송관 내부에서 상기 슬리지 투입부에 의해 공급된 슬러지를 다단으로 연속되게 이송시키는 슬러지 이송부; 상기 슬러지 이송관에 설치되어, 상기 슬러지 이송부에 의해 적어도 한 단 이상에서 이송중인 슬러지를 가열하는 슬러지 가열 수단; 상기 슬러지 이송관 내에 개별 구획되는 공기 이송로 내부에 설치되어, 상기 공기 이송로 내부를 통과하는 공기를 가열하는 공기 가열 수단; 상기 공기 이송로를 통과해 가열된 공기를 상기 슬러지 이송관의 슬러지 토출측에 공급하고, 상기 슬러지 이송관의 투입측을 통해 공급된 상기 가열 공기를 인출하여 집진기로 이송시키며, 상기 집진기에서 슬러지 부유물 및 수분이 분리된 공기를 상기 공기 이송로를 통해 상기 슬러지 이송관의 토출측에 순환 공급하는 공기 순환부; 및 상기 슬러지 이송관의 하부 일측 단부에 구비되어, 상기 슬리지 이 송관 내부에서 이송 건조된 상기 슬러지를 배출하는 슬러지 배출부를 포함하고, 상기 슬러지 이송부는 상기 슬러지 이송관 내부에서 다단을 이루며 연속되게 상기 슬러지를 이송시키도록 조합되는 제1 이송 수단 및 제2 이송 수단을 포함하고, 상기 제1 이송 수단은 상기 슬러지를 이송하는 복수의 이송 플레이트들이 스프라킷에 의해 회전 이송되는 체인에 고정되는 체인 컨베이어이고, 상기 제2 이송 수단은 양측 단부에 구비되는 축 고정판을 통해 양단이 축 고정되는 무주축 스크류; 및 상기 무주축 스크류의 원주 방향으로 등각을 이루는 지점들을 길이 방향으로 관통하며 상기 축 고정판 사이를 연결하는 복수의 지지축을 가지는 다축 스크류 컨베이어로 이루어진다.
여기서, 슬러지 이송관은 내부에서 수평 방향으로 서로 나란하게 구획되는 적어도 2개 이상의 슬러지 이송 공간이 구획되는 것이 바람직하다.
상기 체인 컨베이어는, 상기 슬러지 이송관의 내부 상측에 구획되는 제1 슬러지 이송 공간 내부에서 수평 방향으로 연장 설치되고, 상기 다축 스크류 컨베이어는, 상기 제1 슬러지 이송 공간 하부에 구획되는 제2 슬리지 이송 공간 내부에서 수평 방향으로 연장 설치되는 것이 바람직하다.
상기 제1 슬러지 이송 공간 내부에서 상기 체인 컨베이어 상에 회전 가능하게 구비되어, 회전되는 복수의 블레이드를 통해 상기 이송 플레이트 상에 올려져 이송되는 슬러지를 교반시키는 교반기를 더 포함할 수 있다.
상기 체인 컨베이어의 스프라켓 일측에 인접하며 회전 가능하게 설치되어, 상기 이송 플레이트에 부착된 잔류 슬러지들을 털어내기 위한 브러쉬가 더 구비될 수 있다.
상기 슬러지 이송관에는 상기 제1 슬러지 이송 공간 및 상기 제2 슬러지 이송 공간이 서로 연통되는 일측 단부의 상측 모서리부에 형성되어, 상기 가열 공기의 흐름을 가이드하는 가이드 플레이트가 구비될 수 있다.
상기 슬러지 이송관 내부의 수분 증발압을 낮추기 위한 진공 건조부를 더 포함하고, 상기 진공 건조부는 상기 슬러지 투입부 및 상기 슬러지 토출부를 개폐하는 제1 개폐기 및 제2 개폐기; 및 상기 집진기의 공기 유출구와 상기 공기 이송로를 연결하는 제1 공기 이송 배관 상에 설치되어, 상기 집진기의 공기 유입구와 상기 슬러지 이송관의 공기 토출구를 연결하는 제2 공기 이송 배관 상에 설치되는 송풍기에 의해 상기 슬러지 이송관으로부터 유출되는 공기량보다 다 적은 량의 공기가 상기 슬러지 이송관 내부로 유입되도록 조절하는 공기량 조절 밸브를 포함할 수 있다.
상기 다축 스크류 컨베이어는 상기 제2 슬러지 이송 공간 내부에서 복렬로 서로 나란하게 배치될 수 있다.
상기 제1 개폐기 및 제2 개폐기는 로터리 게이트이고, 슬러지 가열 수단은 마그네트론 발진기 또는 할로겐 램프중 어느 하나로 이루어지며, 상기 공기 가열 수단은 전기 히터인 것을 포함할 수 있다.
상기 집진기는 사이클론 집진기인 것을 포함하고, 상기 사이클론 집진기는 상기 제1 공기 이송 배관과 연결되는 공기 유입구와 인접하는 내측에 설치되어 상기 제1 공기 이송 배관을 통해 유입되는 가열 공기를 외부 유입 공기와 열교환시키 는 열회수기; 및 상기 열회수기와 상기 제2 공기 유입구가 연결되는 상기 공기 유출구 사이에 설치되어 제습 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 슬러지 투입부에는 슬러지 파쇄기가 구비되고, 상기 슬러지 파쇄기는 서로 맞물려 회전하는 복수의 페달을 가지는 폐달형 슬러지 파쇄기인 것을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 슬러지 건조 장치는 슬러지 이송관 내부에서 슬러지를 다단으로 이송되며 건조가 이루어지도록 하여 제한된 공간 내에서 슬러지 건조시 요구되는 이송 거리를 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 슬러지 건조 장치는 슬러지의 건조 상태에 따라 적합한 이송수단 즉, 체인 컨베이어 및 다축 스크류 컨베이어를 단계적으로 설치함으로써, 슬러지의 이송 및 건조 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 슬러지 건조 장치는 슬러지 투입구와 슬러지 토출구를 차폐시킴과 아울러 슬러지 이송관 내부로 공급되는 공기량보다 더 많은 공기량을 인출함으로써, 슬러지 이송관 내부의 수분 증발압을 낮추어 슬러지 건조 속도를 높일 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하 는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬러지 건조 장치를 도시한 측면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 슬러지 건조 장치는 슬러지 투입부(100), 슬러지 이송부(200), 슬러지 가열부(300), 공기 가열부(400), 공기 순환부(500), 슬러지 토출부(600), 및 진공 건조부(700)를 포함하여 구성된다.
슬러지 투입부(100)는 슬러지 이송관(210)의 상부 일측 단부에 개방 형성되는 슬러지 투입구(201)에 연장 형성되어, 슬러지 이송관(210) 내부로 슬러지를 공급한다.
한편, 슬러지 투입부(100)에는 슬러지를 파쇄하기 위한 슬러지 파쇄기가 설치된다. 본 실시예에서 슬러지 파쇄기는 페달형 파쇄기(110)인 것을 예시한다.
도 2는 도 1의 페달형 파쇄기를 도시한 부분 확대 사시도이다.
도 2를 참조하여 설하면, 페달형 파쇄기(110)는 제1 구동축(111)과 제2 구동축(115)이 서로 나란하게 배치되고, 제1 구동축(111)에 고정되는 제1 페달들(112)과 제2 구동축(115)에 설치되는 제2 페달들(116)이 서로 맞물리며 회전하도록 구성된다.
따라서, 슬러지 투입부(100)를 통해 슬러지 이송관(210)으로 공급되는 슬러지는 서로 맞물려 회전하는 페달형 파쇄기(110)의 제1 페달(112)과 제2 페달(116) 사이를 통과하면서 파쇄된다.
이처럼, 슬러지 투입부(100)에 상기한 페달형 파쇄기(110)를 설치하여 함수율이 높고 덩어리진 혐기성의 슬러지를 기설정 입도 이하로 파쇄하여 슬러지 이송관(210) 내부로 공급함으로써, 이후 슬러지의 이송 및 건조가 좀더 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다.
슬러지 이송부(200)는 슬러지 투입부(100)를 통해 슬러지 이송관(210) 내부로 공급된 슬러지를 다단으로 연속되게 이송시키며 슬러지 가열 수단(300) 및 공기 가열 수단(400)에 의해 가열되어 공기 순환부(500)에 순환 공급되는 고온의 가열 공기에 의해 건조가 이루어지도록 구성된다.
본 실시예에서 슬러지 이송부(200)는 슬러지 이송관(210)과 슬러지 이송관 (210) 내부에서 슬러지를 다단으로 연속하게 이송하도록 설치되는 제1 이송 수단 및 제2 이송 수단으로 이루어진다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라서 본 슬러지 이송관의 측면도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 슬러지 이송관(210)은 수평 방향으로 서로 나란하게 2개의 슬러지 이송 공간(211, 212)과 공기 이송로(213)로 구획된다.
슬러지 이송 공간은 슬러지 이송관(210) 내부 상측에서 제1 구획판(220)에 의해 사각 단면 형상을 가지는 제1 슬러지 이송 공간(211)이 구획되고, 제1 슬러지 이송 공간(211) 하부에서 제2 구획판(230)에 의해 하부가 반원형의 단면 형상을 가지는 구획되는 제2 슬러지 이송 공간(212)이 구획된다.
그리고 공기 이송 공간(213)은 슬러지 이송관 내부에서 제1 슬리지 이송 공 간(211)과 제2 슬러지 이송 공간(212) 주위로 구획된다.
제1 슬러지 이송 공간(211)과 제2 슬러지 이송 공간(212)은 슬러지 투입구(201)가 형성되는 슬러지 이송관(210)의 대향측(우측) 단부에서 서로 연통되게 형성된다.
그리고 제1 슬러지 이송 공간(211) 및 제2 슬러지 이송 공간(212) 내부에는 2단으로 슬러지를 이송시키기 위한 제1 이송 수단 및 제2 이송 수단이 설치된다.
본 실시예에서 제1 이송 수단은 체인 컨베이어(250)이고, 제2 이송 수단은 다축 스크류 컨베이어(260)인 것을 예시한다.
도 4는 도 1의 체인 컨베이어의 구동측을 확대 도시한 측면도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ부분을 부분 확대 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 체인 컨베이어(250)는 구동 스프라킷(251) 및 종동 스프라킷(252), 체인(253) 및 이송 플레이트(256)를 포함하여 구성된다.
구동 스프라킷(251)과 종동 스프라킷(252)은 각각 제1 슬러지 이송 공간(211)의 수평 방향 양측 단부에 각각 회전 가능하게 설치되고, 체인(253)은 구동 스프라킷(251)과 구동 스프라킷(253) 사이를 연결하며 회전 이송 가능하게 설치된다.
그리고 이송 플레이트(256)는 각 체인(253)의 각 마디를 연결하는 핀(253a)에 끼워져 서로 연속되게 결합되며, 각 이송 플레이트들(256)는 슬러지 이송시 인접하는 것들과 일부가 서로 포개지도록 절곡된 절곡부(256a)를 갖는다.
따라서, 체인 컨베이어(250)는 슬러지 투입부(100)에서 페달형 파쇄기(110)에 의해 파쇄된 상태로 공급된 슬러지가 이송 플레이트(256) 상에 펼쳐 올려진 상태로 이송이 이루어진다.
이처럼, 슬러지 투입부(100)를 통해 공급되는 함수율이 높은 상태의 혐기성 슬러지를 체인 컨베이어(250)를 사용하여 1차 이송시킴으로써, 좀더 효과적으로 슬러지의 이송이 이루어지도록 함과 아울러 슬러지가 상기한 이송 플레이트 상에서 펼쳐진 상태로 이송시켜 후술하는 슬러지 가열 수단(300)에 의한 건조 효율을 향상시킬 수 있도록 한다.
한편, 제1 슬러지 이송 공간(211)의 슬러지 이송 방향으로 대략 중심부에서 체인 컨베이어(250)의 슬러지 이송측 이송 플레이트(256) 상측에 슬러지 교반기(270)가 인접하게 설치된다.
도 6은 도 1의 교반기를 확대 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 슬러지 교반기(270)는 체인 컨베이어(250) 상에서 회전 가능하게 설치되는 교반축(271)과, 교반축(271) 외주면 상에 고정 설치되는 복수의 블레이드(272)로 이루어진다.
따라서, 슬러지 교반기(270)는 체인 컨베이어(250)의 이송 플레이트(256) 상에 올려져 이송되는 슬러지를 블레이드(272)로 교반시켜, 후술하는 슬러지 가열 수단(300)에 의해 좀더 건조가 잘 이루어질 수 있도록 한다.
다시 도 5를 참조하여 설명하면, 체인 컨베이어(250)의 이송 단부에는 구동 스프라켓(251)의 일측에 인접하며 회전 가능하게 설치되는 브러쉬(280)가 설치된 다.
브러쉬(280)는 체인 컨베이어(250)에 의해 이송된 제2 슬러지 이송 공간(212)으로 이송된 후, 이송 플레이트(256)에 달라붙은 잔류 슬러지를 털어준다.
도 7은 도 1의 다축 스크류 컨베이어를 도시한 측면도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 다축 스크류 컨베이어(260)는 무주축 스크류(261), 축 고정판(262), 및 복수의 지지축(265)으로 구성된다.
무주축 스크류(261)의 양측 단부에는 각각 축 고정판(262)가 구비되며, 이 축 고정판(262)으로부터 연장 형성되는 회전축(263)은 슬러지 이송관(210)의 제2 슬러지 이송 공간(212)의 양측 벽면에 각각 설치되는 베어링(264)의 의해 회전 가능하게 고정된다.
그리고 지지축(265)은 무주축 스크류(261)의 원주 방향으로 등각을 이루는 지점들을 이송 방향으로 관통 형성되며 양측 축 고정판(262) 사이를 연결하도록 설치된다.
이처럼, 다축 스크류 컨베이어(260)는 무주축 스크류(261)의 양단을 축 고정시킴과 아울러 지지축들(265)을 사용하여 무주축 스크류(261)의 처짐을 방지함으로써, 슬러지의 이송량의 변화 없이 제2 슬러지 이송 공간(212)을 구획하는 제2 구획판의 내측 바닥면과의 마찰에 의한 마모를 방지할 수 있도록 한다.
따라서, 다축 스크류 컨베이어(260)는 체인 컨베이어(250)에 의해 이송되어 제2 슬러지 이송 공간(212) 내부로 투입된 슬러지를 연속적으로 이송시킨다.
이처럼, 슬러지 이송관(210) 내부에 슬러지를 이송시키기 위한 제1 슬리지 이송 공간(211)과 제2 슬러지 이송 공간(212)을 2단으로 구획함으로써, 동일한 설치 면적을 이용해 슬러지 건조시 필요한 이송 거리를 확보할 수 있도록 한다.
또한, 제1 슬러지 이송 공간(211)과 제2 슬러지 이송 공간(212)으로 공급되는 슬러지의 건조 상태에 따라 적합한 이송 수단 즉, 체인 컨베이어(250) 및 다축 스크류 컨베이어(260)를 연속 적용함으로써 슬러지의 이송 및 건조 효율을 높일 수 있다.
다시 도 1 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예에서 슬러지 건조 수단(300)은 슬러지 이송관의 상측 즉, 제1 슬러지 이송 공간을 이루는 상측 벽면에서 길이 방향을 따라 이격 설치되는 복수의 마크네트론 발진기(310) 및 할로겐 램프(320)로 이루어진다.
따라서, 마그네트론 발진기(310)는 슬러지 이송관(210)의 제1 슬러지 이송 공간(211) 내부에 마이크로파를 가진 시키고, 이때 발생하는 열을 이용해 체인 컨베이어(250)의 이송 플레이트(256) 상에 올려져 이송되는 슬러지를 건조시킨다.
이때, 체인 컨베이어(250)의 이송 플레이트(256)는 마그네트론 발진기(310)로부터 조사된 마이크로파를 상측으로 반사시켜 슬러지 건조에 이용되도록 함으로써 좀더 효과적으로 마이크로파에 의한 슬러지의 건조가 이루어질 수 있도록 한다.
그리고 할로겐 램프(320)는 체인 컨베이어(250)에 의해 이송중인 슬러지에 적외선을 조사하고. 적외선에 의해 발생된 열로 슬러지를 가열하여 건조시킨다.
공기 가열 수단(400)은 슬러지 이송관(210)의 공기 이송로(213) 내부에 설치되어, 슬러지 이송로(213)을 통해 제2 슬러지 이송 공간(212) 및 제1 슬러지 이송 공간(211)으로 연속 공급되는 공기를 가열한다.
본 실시예에서 공기 가열 수단(300)은 전기 히터(310)인 것을 예시한다.
전기 히터(410)는 공기 이송로(213) 내부에서 제2 슬러지 이송 공간(212)을 구획하는 제2 구획판(230) 주위에 설치되어, 다축 스크류 컨베이어(260)에 의해 이송되는 슬러지를 가열하는 역할도 수행한다.
그리고 공기 순환부(500)는 제1 공기 이송 배관(510), 집진기(520), 제2 이송관(530), 송풍기(540)을 포함하여 구성된다.
제1 공기 이송 배관(510은 슬러지 이송관(210)의 공기 이송로(213)와 집진기(520)를 공기 유출구(526)를 연결하도록 설치되어, 집진기(520) 쪽으로부터 공급된 공기를 슬러지 이송관(210)의 공기 이송로(213)로 공급한다.
제2 공기 이송 배관(530)은 슬러지 이송관(210)의 공기 토출공(202)과 집진기(520)의 공기 유입구(521)를 연결하도록 설치되어, 슬러지의 이송 방향과 대향하는 방향으로 공기 이송로(213), 제2 슬러지 이송 공간(212) 및 제1 슬러지 이송 공간(211)을 경유하여 집진기로 회수된다.
한편, 공기 토출공(201)은 슬러지 투입구(201)로부터 슬러지 이송 방향으로 기설정된 거리 이상 떨어져 이격 형성되는 것이 바람직하다.
이처럼, 공기 토출공(202)을 슬러지 투입구(201)으로부터 이격되게 형성하는 이유는, 전기 히터(410)에 의해 가열 공급되는 가열 공기가 공기 이송로(213), 제2 슬러지 이송 공간(212) 및 제1 슬러지 이송 공간(211)을 순차적으로 경유하면서 슬러지를 건조시키는 과정에서 점차 습도는 높아지고 온도는 낮아지기 때문에 저온 다습한 가열 공기를 이용해 슬러지 투입구(201)로 투입되는 슬러지의 건조시키기 어려울 뿐만 아니라 오히려 가열 공기가 저온의 슬러지 투입구 부분에서 냉각되어 결로가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한다.
그리고 제1 슬러지 이송 공간(211) 및 제2 슬러지 이송 공간(212)이 서로 연통되는 일측 단부의 상단 모서리부에는 가열 공기의 흐름을 가이드하기 위한 가이드 플레이트(203)가 구비된다.
송풍기(540)는 제2 공기 이송 배관(530) 상에 설치되어 공기 순환부(500)에서 전체적인 공기의 재순환이 이루어지도록 한다.
집진기(520)는 제2 공기 이송 배관(530)을 통해 슬러지 이송관(210)으로부터 유입된 공기에 포함된 슬러지 부유물들과 함께 수분을 제거하여 제1 공기 이송 배관(510)을 통해 슬러지 이송관(210)으로 재순환 공급하도록 한다.
도 8은 도 1의 사이클론 집진기를 도시한 측면도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에서 집진기(520)는 사이클론 집진기인 것을 예시한다.
따라서, 사이클론 집진기(520)에서는 제1 공기 이송 배관(510)을 통해 유입된 가열 공기가 사이클론 내부를 선회하면서 비중 차이에 의해 공기중에 포함된 슬러지 부유물들을 하부로 가라앉아 분리되고, 공기만 중심부에 형성된 공기 인출관(522)을 통해 배출되도록 한다.
한편, 사이클론 집진기(520)에는 순환 공기의 집진시 발생하는 열손실을 방지함과 아울러 제습을 위한 열회수기(525), 및 제습 필터(524)를 포함한다.
열회수기(525)은 사이클론 하부에 구획되는 집진 공간(527) 내에서 제1 공기 이송 배관(510)이 연결되는 공기 유입구(521)에 인접하게 설치되어, 유입되는 외부 공기와 제2 공기 이송 배관(530)을 통해 유입되는 가열 공기로부터 열을 회수하도록 한다.
따라서, 제2 공기 이송 배관(530)을 통해 사이클론 내부로 유입된 고온 다습한 가열 공기는 열회수기(525)를 통해 열교환이 이루어지면서 냉각되어 공기 내부에 포함된 수분이 응측되며 1차 제습이 이루어지게 된다.
그리고 제습 필터(524)는 집진 공간(527) 상측에 구획되는 제습 공간(528) 내에 설치되어, 사이클론의 하부 집진 공간(527) 내부에서 집진 및 1차 냉각된 공기를 2차 제습한다.
또한, 열회수기(525)을 통해 유입된 외부 유입 공기는 열교환 과정을 거치며 가열 공기로부터 회수한 열에 의해 가열되어, 상기 제습 필터(524)에 의해 2차 제습된 가열 공기와 함께 제1 공기 이송 배관(510)을 통해 공기 이송로(213)쪽으로 공급된다.
한편, 본 실시예에서 공기 순환부(500)는 슬러지 이송 방향과 대향하는 방향으로 가열 공기를 이송시키는 것을 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 슬러지 이송 방향과 가열 공기의 이송 방향을 동일하게 형성하는 것 모두를 포함할 수 있다.
따라서, 사이클론 집진기(520)에서 가열 공기와 함께 유입되는 슬러지 부유물들을 집진하는 과정에서 불가피하게 발생하는 열손실을 최소화할 수 있고, 가열 공기를 냉각하여 제습이 이루어지도록 하는 효과를 갖는다.
다시 도 1을 참조하여 설명하면, 진공 건조부(700)는 제1 개폐기(710), 제2 개폐기(720), 및 공기량 제어 밸브(740)를 포함하여 구성된다.
제1 개폐기(710) 및 제2 개폐기(720)는 각각 슬러지 이송관(111) 내부가 부압을 유지할 수 있도록 슬러지 투입부(100)와 슬러지 토출부(600)를 각각 개폐하도록 한다.
본 실시예에서 제1 개폐기(710) 및 제2 개폐기(720)는 로터리 게이트인 것을 예시한다. 로터리 게이트(710, 720)는 일정각 회전 제어되며 상측에 일정량의 슬러지가 채워지면, 채워진 슬러지를 투입 또는 배출시키며 슬러지 투입부(500)와 슬러지 배출부(600)를 통해 외부 공기가 슬러지 이송관 내부로 유입되는 못하도록 한다.
그리고 공기량 제어 밸브(730)는 제1 공기 유입관(510)에 설치되어 슬러지 이송관(210)의 공기 이송로(213)쪽으로 순환 공급되는 공기량을 제어하도록 한다.
따라서, 송풍기(540)기에 의해 슬러지 이송관(210) 내부로 유입되는 공기량보다 더 많은 공기량을 배출시킴으로써, 슬러지 이송관(210) 내부의 압력 즉, 수분 증발압을 낮춰 좀더 빠르게 슬러지의 건조가 이루어지도록 한다.
그리고 슬러지 배출부(600)는 슬러지 이송관(210)의 하부 이송측 단부에서 제2 슬러지 이송 공간(212)과 연통되게 형성되는 슬러지 토출공(204)을 통해 다축 스크류 컨베이어(260)에 이송 건조된 슬러지를 배출시킨다.
슬러지 배출부(600)에는 분쇄기가 설치될 수 있으면, 분쇄기는 건조 이송된 슬러지를 2차 분쇄하여 배출한다. 그리고 슬러지 배출부(600)에 의해 2차 분쇄되어 배출된 슬러지들은 소각하거나, 재활용, 지중 매립 및 해양투기 등의 방법으로 처리될 수 있도록 한다.
이하, 본 발명의 슬러지 건조 장치에 대한 다른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하며, 전술한 제1 실시예와 동일 및 유사한 구성에 대해서는 동일 참조 부호를 사용하고 이들에 대한 반복적인 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬러지 건조 장치의 슬러지 이송관에 대한 측단면도이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 슬러지 건조 장치는 상기한 제1 실시예와 비교하여 슬러지 이송관(211) 내부에서 제2 슬러지 이송 공간(212) 내부에 설치되는 다축 스크류 컨베이어(260a, 260b)가 2열로 배치되는 구성의 차이를 갖는다.
이처럼, 제2 슬러지 이송관(212) 내부에서 이송 방향을 따라 제1 다축 스크류(260a)와 제2 다축 스크류(260b)는 서로 나란하게 배치된다.
여기서, 제1 다축 스크류(260a)와 제2 다축 스크류(260b)는 제1 실시예의 다축 스크류(261)와 동일하게 양단이 회전 가능하게 축 고정됨과 아울러 무주축 스크류(261) 날개를 관통하는 지지축들(265)이 양쪽 축고정판(626) 사이를 연결하며 설치된다.
따라서, 본 실시예의 제1 다축 스크류(120a)와 제2 다축 스크류(120b)는 슬러지 이송관(210) 내부에서 무주축 스크류들(261)이 서로를 간섭하지 않고 맞물려 회전하며 슬러지들을 이송시킬 수 있도록 한다.
이처럼, 본 실시예의 슬러지 건조 장치는 제1 실시예와 비교하여 제1 슬러지 이송 공간(211) 내에 설치되는 체인 컨베이어(250)의 설치 폭에 대응하여, 제2 슬러지 이송 공간(212) 내부에 다축 스크류 컨베이어(260a, 260b)를 복열로 설치하여 작업 용량을 높일 수 있도록 한다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬러지 건조 장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 페달형 파쇄기를 도시한 부분 확대 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라서 본 슬러지 이송관의 측면도이다.
도 4는 도 1의 체인 컨베이어의 구동측을 확대 도시한 측면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ부분을 부분 확대 사시도이다.
도 6은 도 1의 교반기를 확대 도시한 사시도이다.
도 7은 도 1의 다축 스크류 컨베이어를 도시한 측면도이다.
도 8은 도 1의 사이클론 집진기를 도시한 측면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬러지 건조 장치의 슬러지 이송관에 대한 측단면도이다.
<주요 도면 부호의 설명>
100: 슬러지 투입부 110: 페달형 파쇄기
200: 슬러지 이송부 201: 슬러지 투입구
202: 슬러지 토출구 203: 가이드 플레이트
210: 슬러지 이송관 211: 제1 슬러지 이송 공간
212: 제2 슬러지 이송 공간 213: 공기 이송로
220: 제1 구획판 230: 제2 구획판
250: 체인 컨베이어 251: 구동 스프라켓
252: 종동 스프라켓 253: 체인
256: 이송 플레이트 256a: 절곡부
270: 교반기 280: 브러쉬
260: 다축 스크류 컨베이어 261: 무주축 스크류
262: 축 고정판 263: 회전축
265: 지지축 300: 슬러지 가열부
310: 마크네트론 발진기 320: 할로겐 램프
400: 공기 가열부 410: 전기 히터
500: 공기 순환부 510: 제1 공기 이송 배관
520: 집진기 525: 열회수기
524: 제습 필터 530: 제2 공기 이송 배관
600: 슬러지 토출부 700: 진공 건조부
710: 제1 개폐기 720: 제2 개폐기
740: 공기량 제어 밸브

Claims (13)

  1. 상기 슬러지 이송관의 상부 일측 단부에 구비되어, 상기 슬러지 이송관 내부로 슬러지를 공급하는 슬러지 투입부;
    상기 슬러지 이송관 내부에서 상기 슬리지 투입부에 의해 공급된 슬러지를 다단으로 연속되게 이송시키는 슬러지 이송부;
    상기 슬러지 이송관에 설치되어, 상기 슬러지 이송부에 의해 적어도 한 단 이상에서 이송중인 슬러지를 가열하는 슬러지 가열 수단;
    상기 슬러지 이송관 내에 개별 구획되는 공기 이송로 내부에 설치되어, 상기 공기 이송로 내부를 통과하는 공기를 가열하는 공기 가열 수단;
    상기 공기 이송로를 통과하며 가열된 공기를 상기 슬러지 이송관의 슬러지 토출측에 공급하고, 상기 슬러지 이송관의 투입측을 통해 공급된 상기 가열 공기를 인출하여 집진기로 이송시키며, 상기 집진기에서 슬러지 부유물 및 수분이 분리된 공기를 상기 공기 이송로를 통해 상기 슬러지 이송관의 토출측에 재순환 공급하는 공기 순환부; 및
    상기 슬러지 이송관의 하부 일측 단부에 구비되어, 상기 슬리지 이송관 내부에서 이송 건조된 상기 슬러지를 배출하는 슬러지 배출부를 포함하고,
    상기 슬러지 이송부는,
    상기 슬러지 이송관 내부에서 다단을 이루며 연속되게 상기 슬러지를 이송시 키도록 조합되는 제1 이송 수단 및 제2 이송 수단을 포함하고,
    상기 제1 이송 수단은,
    상기 슬러지를 이송하는 복수의 이송 플레이트들이 스프라킷에 의해 회전 이송되는 체인에 고정되는 체인 컨베이어이고,
    상기 제2 이송 수단은,
    양측 단부에 구비되는 축 고정판을 통해 양단이 축 고정되는 무주축 스크류;
    및
    상기 무주축 스크류의 원주 방향으로 등각을 이루며 지점들을 길이 방향으로 관통하며 상기 축 고정판 사이를 연결하는 복수의 지지축을 가지는 다축 스크류 컨베이어인 것을 포함하는 슬러지 건조 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 슬러지 이송관은 내부에서 서로 나란하게 구획되는 적어도 2개 이상의 슬러지 이송 공간을 가지는 슬러지 건조 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 체인 컨베이어는,
    상기 슬러지 이송관의 내부 상측에 구획되는 제1 슬러지 이송 공간 내부에서 수평 방향으로 연장 설치되고,
    상기 다축 스크류 컨베이어는,
    상기 제1 슬러지 이송 공간 하부에 구획되는 제2 슬리지 이송 공간 내부에서 수평 방향으로 연장 설치되는 슬러지 건조 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 슬러지 이송 공간 내부에서 상기 체인 컨베이어 상측에 회전 가능하게 구비되며,
    회전되는 복수의 블레이드로 상기 이송 플레이트 상에 올려져 이송되는 슬러지를 교반시키는 교반기를 더 포함하는 슬러지 건조 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 체인 컨베이어의 스프라켓 일측에 인접하며 회전 가능하게 설치되어,
    상기 이송 플레이트에 부착된 잔류 슬러지들을 털어내기 위한 브러쉬가 더 구비되는 슬러지 건조 장치.
  6. 제3항에서,
    상기 슬러지 이송관은,
    상기 제1 슬러지 이송 공간 및 상기 제2 슬러지 이송 공간이 서로 연통되는 일측 단부의 상측 모서리부에 형성되어,
    상기 가열 공기의 흐름을 가이드하는 가이드 플레이트가 구비되는 슬러지 건조 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 슬러지 이송관 내부의 수분 증발압을 낮추기 위한 진공 건조부를 더 포함하고,
    상기 진공 건조부는,
    상기 슬러지 투입부 및 상기 슬러지 토출부를 개폐하는 제1 개폐기 및 제2 개폐기; 및
    상기 집진기의 공기 유출구와 상기 공기 이송로를 연결하는 제1 공기 이송 배관 상에 설치되어,
    상기 집진기의 공기 유입구와 상기 슬러지 이송관의 공기 토출구를 연결하는 제2 공기 이송 배관 상에 설치되는 송풍기에 의해 상기 슬러지 이송관으로부터 유 출되는 공기량보다 다 적은 량의 공기가 상기 슬러지 이송관 내부로 유입되도록 조절하는 공기량 조절 밸브를 포함하는 슬러지 건조 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 개폐기 및 제2 개폐기는 로터리 게이트인 것을 포함하는 슬러지 건조 장치
  9. 제3항에서,
    상기 다축 스크류 컨베이어는 상기 제2 슬러지 이송 공간 내부에서 복렬로 서로 나란하게 배치되는 슬러지 건조 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 슬러지 가열 수단은 마그네트론 발진기 또는 할로겐 램프중 어느 하나로 이루어지는 슬러지 건조 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 공기 가열 수단은 전기 히터인 것을 포함하는 슬러지 건조 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 집진기는 사이클론 집진기인 것을 포함하고,
    상기 사이클론 집진기는,
    상기 제1 공기 이송 배관과 연결되는 공기 유입구와 인접하는 내측에 설치되어 상기 제1 공기 이송 배관을 통해 유입되는 가열 공기를 외부 유입 공기와 열교환시키는 열회수기; 및
    상기 열회수기와 상기 제2 공기 유입구가 연결되는 상기 공기 유출구 사이에 설치되어 제습 필터를 더 포함하는 슬러지 건조 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 슬러지 투입부에는 슬러지 파쇄기가 구비되고,
    상기 슬러지 파쇄기는 서로 맞물려 회전하는 복수의 페달을 가지는 폐달형 슬러지 파쇄기인 것을 포함하는 슬러지 건조 장치.
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