KR20120051357A

KR20120051357A - 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치

Info

Publication number: KR20120051357A
Application number: KR1020100112756A
Authority: KR
Inventors: 최정근; 이영재
Original assignee: 유한회사 원진엔비텍
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2012-05-22
Also published as: KR101261021B1

Abstract

본 발명은 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본체 내에 건조판이 상하로 다단으로 설치되어 본체에 투입된 슬러지를 열원으로부터 공급된 고온의 열로 가열하면서 하단의 건조판으로 이송하며 건조하는 입상 건조기에 있어서, 상기 본체의 중심을 따라 설치되어 회전하는 샤프트와, 상기 샤프트에 연결되어 회전하면서 투입된 슬러지를 건조하는 건조판과, 상기 건조판에 공급된 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시키기 위해 상기 샤프트를 중심으로 방사상방향으로 설치되는 스크래퍼와, 상기 스크래퍼에 일정 간격을 두고 설치되되 투입구를 통해 낙하하여 쌓이는 슬러지를 좌우로 교반하면서 점차 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동시키는 삼각형으로 이루어진 복수의 이동날과, 상기 스크래퍼에 의해 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시키기 위하여 상기 건조판에 설치되는 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 건조효율을 증가시킨 슬러지 건조장치에 관한 것이다.

Description

건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치{sludge drying apparatus}

최근들어 경제발전, 인구증가 및 생활수준의 향상 등 여러가지 이유로 생활하수나 공업폐수의 발생 또한 크게 증가하고 있다. 이에 따라 주요하천 및 강의 수질오염을 방지하기 위하여 수질개선의 기초시설인 하ㆍ폐수처리장의 시설도 불가피하게 증가하고 있으며, 부수적으로 발생되는 2차 부산물인 하ㆍ폐수 슬러지의 양도 점차적으로 증가하고 있다.

예를들면, 2005년 기준으로 우리나라에서는 슬러지가 년간 690만 톤씩 발생하고 있으며, 이들 대부분은 해양투기 되거나 소각처리되고 있는 추세다. 따라서, 환경오염과 같은 사회적으로 여러가지 문제를 야기하게됨으로써, 정부에서는 2011년까지 유기성 슬러지의 해양투기 금지법을 만들어 유기성 슬러지의 육상에서의 재활용 비율을 70%정도까지 높이기 위해 노력하고 있다.

상기와 같은 대부분의 슬러지는 함수율이 75 내지 85%인 탈수 케익 형태로 발생되며, 수분을 제외한 슬러지의 고형물 중 유기물질은 보통 40 내지 80%로 다양한 범위 내에서 함유하고 있으며, 이로 인한 발열량은 보통 2,500kcal/kg에서 최고 4,500kcal/kg에 달하고 있으며, 이렇게 발생된 하수슬러지는 거의 대부분 매립과 해양투기에 의해 처리하고 있다.

그러나, 단순 매립의 경우 2003년 7월부터는 폐기물관리법 시행규칙 개정 시행에 따라 시설용량 1만톤/일 이상인 하수처리장 슬러지의 직매립이 금지되고 있다. 이에 따라, 해양투기의 비중이 늘고 있으나, 이 경우도 과도한 유기물질에 의한 부영양화, 다량의 식물성 영양 염류가 유입된 적조발생에 의한 조류증식 및 산소고갈 등 해양생태계의 오염을 야기시킬 우려가 있고, 폐기물 해양투기 금지에 대한 국제협약인 런던협약에 우리나라는 1993년 12월 21일 가입하여 1994년 1월 19일부터 발효중이며, 특히 우리나라도 2004년부터 현행 용출시험에서 함량시험으로 해양투기 대상 기준시험법을 변경하는 등 규제를 강화해 해양투기를 전면 금지하고 있다. 그 밖에 슬러지 처리방법으로 고려되고 있는 소각은 높은 소각시설 건설비용과 운영비용은 물론 2차 환경오염물질의 발생으로 인한 대기오염의 문제가 야기되며, 이에 따라 인근주민들의 민원문제가 많이 발생하여 적용하기에 매우 큰 어려움을 겪고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 다양한 종류의 슬러지 건조장치가 개발되고 있으며, 이러한 건조장치의 특징은 본체 내에 건조판을 설치하고, 열원으로부터 전달받은 열을 통해 건조판을 가열하여 슬러지를 건조한 후, 이동수단에 의해 슬러지를 하단으로 낙하시켜 반복하여 건조하거나 배출하는 구조로 이루어지는 것이며, 이러한 슬러지 건조장치에 있어서 건조판에 체류하는 시간을 더욱 증가시키기 위한 방법을 제시하고자 한다.

또한 완벽하게 건조가 이루어지지 못하고 입자가 굵어 건조판에 겉은 건조되었으나 속은 건조되지 못하고 수분이 함유된 상태로 배출되는 슬러지를 건조하기 위한 방법을 제시하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 투입된 슬러지가 건조판 상에 체류하는 시간을 증대시킴과 동시에, 굵은 입자를 갖는 슬러지와 같이 외부면은 건조되었으나 내부에 수분을 포함하여 완전한 건조가 이루어지지 못한 슬러지의 수분 함유량을 최소화하여 건조효율을 증가시키는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 본체 내에 건조판이 상하로 다단으로 설치되어 본체에 투입된 슬러지를 열원으로부터 공급된 고온의 열로 가열하면서 하단의 건조판으로 이송하며 건조하는 입상 건조기에 있어서, 상기 본체의 중심을 따라 설치되어 회전하는 샤프트와, 상기 샤프트에 연결되어 회전하면서 투입된 슬러지를 건조하는 건조판과, 상기 건조판에 공급된 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시키기 위해 상기 샤프트를 중심으로 방사상방향으로 설치되는 스크래퍼와, 상기 스크래퍼에 일정 간격을 두고 설치되되 투입구를 통해 낙하하여 쌓이는 슬러지를 좌우로 교반하면서 점차 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동시키는 삼각형으로 이루어진 복수의 이동날과, 상기 스크래퍼에 의해 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시키기 위하여 상기 건조판에 설치되는 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 이동수단은 상기 스크래퍼를 통해 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시키기 위하여 상기 건조판과 일체형으로 결합되는 칼날망 및 상기 스크래퍼에 의해 이동되어 하단의 건조판으로 낙하하지 못한 굵은 입자의 슬러지가 상기 칼날망에 의해 절단되어 하단으로 낙하하도록 상기 칼날망에 접하는 부분에 형성되는 가압판으로 이루어지는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 이동날과 스크래퍼가 이루는 각도를 조절함으로써 슬러지의 이동속도를 조절할 수 있는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 각 스크래퍼에 부착되는 이동날은 샤프트로부터 각각 서로 다른 거리를 갖도록 부착되는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 이동수단은 다단으로 설치되는 상기 건조판에 교대로 그 중앙부와 외연부에 설치되는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 슬러지가 스크래퍼에 설치되는 복수의 이동날에 의해 점차적으로 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동하면서 건조판 상에 체류하는 시간이 길어지므로 건조되는 시간을 확보할 수 있으며, 상기 이동날과 스크래퍼가 이루는 각도를 조절하여 슬러지가 하단으로 낙하하는 이동속도를 조절할 수 있어 단위시간당 많은 슬러지를 건조할 수 있고, 굵은 입자를 갖는 슬러지와 같이 겉은 건조되었으나 내부에 수분을 포함하여 완전한 건조가 이루어지지 못한 슬러지는 칼날망과 가압판에 의해 미립자로 절단하여 수분 함유량을 최소화할 수 있으므로 건조시간을 증대시키고 건조효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치의 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치의 이동수단이 건조판의 외연부에 형성되는 구조를 나타내는 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치의 이동수단이 건조판의 중앙부에 형성되는 구조를 나타내는 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치의 건조판이 다단으로 설치된 상태를 나타내는 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치의 각 스크래퍼에 이동날이 부착되는 상태를 나타내는 예시도.
도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치의 실시예에 따른 예시도.
도 7a 내지 7c는 본 발명에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치의 다른 실시예에 따른 예시도.

본 발명은 건조효율을 증가시킨 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 굵은 입자의 슬러지가 건조판 상에 체류하는 동안 겉은 건조판에 의해 건조되나 속은 수분을 함유한 상태로 다음층의 건조판으로 낙하하여 결과적으로 건조효율이 저하되는데, 다음층의 건조판으로 낙하하기 전에 슬러지를 미립자로 만들어 낙하시키면, 건조효율이 더욱 향상되는 효과가 있다.

또한, 상기 건조판의 건조효율을 향상시키기 위해 고온의 증기 또는 열매체유 등을 공급하는 열원 등을 포함할 수 있음은 물론이고, 본 발명에서 예시한 열 공급관을 통한 건조판의 가열방법은 단지 바람직한 실시예일뿐 이에 한정되는 것은 아니다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 건조효율을 증가시킨 슬러지 건조장치에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치의 예시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치의 이동수단이 건조판의 외연부에 형성되는 구조를 나타내는 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치의 이동수단이 건조판의 중앙부에 형성되는 구조를 나타내는 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치의 건조판이 다단으로 설치된 상태를 나타내는 예시도이다.

본 발명에 따른 건조효율을 증가시킨 슬러지 건조장치는 본체(10) 내에 건조판(30)이 상하로 다단으로 설치되어 본체의 투입구(11)를 통해 투입된 슬러지를 열원으로부터 공급된 고온의 열로 가열하면서 하단의 건조판으로 이송하며 건조하는 입상 건조기에 있어서, 상기 본체(10)의 중심을 따라 설치되어 회전하는 샤프트(20)와, 상기 샤프트(20)에 연결되어 회전하면서 투입된 슬러지를 건조하는 건조판(30)과, 상기 건조판(30)에 공급된 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시키기 위해 상기 샤프트를 중심으로 방사상방향으로 설치되는 스크래퍼(40)와, 상기 스크래퍼(40)에 일정 간격을 두고 설치되되 투입구를 통해 낙하하여 쌓이는 슬러지를 좌우로 교반하면서 점차 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동시키는 삼각형으로 이루어진 복수의 이동날(41)과, 상기 스크래퍼에 의해 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시키기 위하여 상기 건조판(30)에 설치되는 이동수단(50)을 포함하는 이루어진다.

도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 상기 건조장치는 본체(10)의 상부 일측에 슬러지를 투입하기 위한 투입구(11)가 형성되고, 상기 본체(10)의 중심을 따라 설치되며 회전 가능한 샤프트(20)에 연결되어 회전하는 건조판(30)이 다단으로 설치된다.

상기 건조판(30)은 하단에 설치되는 열 공급관(31)을 따라 열원(32)으로부터 공급된 고온의 열풍 또는 열매체유와 같은 고온의 유체가 이동하면서 건조판(30)을 가열하여 투입된 슬러지를 건조시키는 것으로, 본체의 가장 높은 층에 설치되는 건조판(30)으로부터 하단의 다음층에 설치되는 건조판(30)으로 이동시키기 위해 상기 샤프트(20)를 중심으로 방사상방향으로 다수개의 스크래퍼(40)가 설치된다.

상기 스크래퍼(40)는 투입구(11)로부터 공급된 슬러지를 상기 건조판(30)의 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시키기 위한 것으로, 상기 스크래퍼의 하단부에는 상기 샤프트로부터 일정한 간격으로 복수개의 이동날(41)이 설치된다.

이때, 상기 이동날(41)은 투입구(11)로부터 낙하하여 쌓이는 슬러지를 좌우로 교반하면서 점차 건조판(30)의 외연부 또는 중앙부 쪽으로 이동시키기 위한 것으로, 상기 이동날(41)은 샤프트(20)로부터 서로 다른 거리를 갖도록 각 스크래퍼(40)에 부착되도록 하는 것이 바람직하며, 이러한 구성을 통해 상기 건조판(30)에 쌓이는 슬러지가 골을 타면서 상기 건조판(30)의 중앙부 또는 외연부로 이동시키는 것이다.

상기 건조판(30)에 복수개의 스크래퍼(40)가 샤프트(20)를 중심으로 방사상방향으로 설치되어 있으며, 각 스크래퍼의 복수개의 이동날 중에서 샤프트에 가장 근접하게 설치된 이동날과 샤프트와의 거리가 점차 이격되어 설치되는 것을 알 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 제1스크래퍼(40a)의 샤프트(20)에 가장 근접하게 설치된 이동날(41a)과 샤프트(20)와의 간격을 d1, 제2스크래퍼(40b)의 샤프트에 가장 근접하게 설치된 이동날(41b)과 샤프트(20)와의 간격을 d2, 제3스크래퍼(40c)의 샤프트(20)에 가장 근접하게 설치된 이동날(41c)과 샤프트와의 간격을 d3, 제4스크래퍼(40d)의 샤프트(20)에 가장 근접하게 설치된 이동날(41d)과 샤프트와의 간격을 d4로써, d1으로부터 d4로 갈수록 점차적으로 이격거리가 증가하는 것을 알 수 있으며, 이러한 구성을 통해 상기 스크래퍼(40a,40b,40c,40d)가 샤프트(20)를 따라 회전하면서 상기 각 스크래퍼(40a,40b,40c,40d)의 하단부에 설치되는 이동날(41)이 건조판(30)에 낙하된 슬러지를 건조판의 외연부 또는 중앙부로 골을 타면서 이동시키는 것이다.

이때, 상기 이동날(41)은 슬러지의 이동 및 교반이 용이하도록 삼각형 바의 형상으로 이루어지도록 하여 슬러지가 원활하게 교반되면서 되도록 한다.

또한, 각 스크래퍼(40)에 설치되는 복수개의 이동날(41)에 있어서, 이동날과 이동날간의 간격은 모두 동일한 거리를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

도 2 내지 4를 참조하면, 상기 이동수단(50)은 상기 스크래퍼(40)를 통해 건조판(30)의 외연부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시키기 위하여 상기 건조판(30)의 외측을 따라 일체형으로 결합되는 칼날망(51) 및 상기 스크래퍼(40)에 의해 건조판(30)의 외연부로 이동되었으나 하단의 건조판(30)으로 낙하하지 못하고 칼날망(51) 상에 체류하는 굵은 입자의 슬러지가 상기 칼날망(51)에 의해 절단되어 하단으로 낙하하도록 상기 칼날망(51)에 접하는 부분에 형성되는 가압판(52)을 포함하여 이루어진다.

상기 칼날망(51)은 상기 스크래퍼(40)와 이동날(41)을 통해 건조판(30)의 외연부로 이동된 슬러지가 하단의 건조판(30)으로 낙하하는 통로의 역할을 하는 것으로, 메쉬 형상의 날카로운 칼날로 이루어지며, 상기 가압판(52)은 입자가 굵어 하단의 건조판으로 낙하하지 못하고 칼날망에 체류하는 슬러지를 칼날망(51)에 가압함으로써 상기 칼날망에 의해 절단되어 하단으로 낙하하도록 하는 역할을 하는 것이다.

이때, 상기 가압판(52)은 상기 칼날망(51)에 훼손되지 않도록 칼날망의 상측으로 이격되어 설치되며, 건조판(30)의 회전방향과 반대방향으로 굴곡되어 형성되도록 하여 상기 스크래퍼(40)가 샤프트(20)를 따라 회전하는 동안 상기 칼날망(51)에 걸려 하단의 건조판으로 낙하하지 못한 입자가 굵은 슬러지가 상기 가압판(52)에 의해 칼날망에 눌려 미립자로 절단되면서 하단의 건조판으로 낙하하도록 하는 것이다.

또한, 상기 이동수단(50)은 상기 스크래퍼(40)를 통해 건조판(30)의 중앙부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시키기 위하여 상기 건조판(30)의 중앙에 일체형으로 결합 될 수도 있으며, 이와 같이 상기 이동수단(50)을 교대로 건조판(30)의 외연부와 중앙부에 설치함으로써 슬러지가 칼날망(51)을 통과하면서 하단의 건조판(30)으로 순차적으로 낙하하면서 건조되도록 하여 건조판(30) 상에 체류하는 시간을 확보하는 동시에 굵은 입자의 슬러지를 미립자로 절단하여 건조효율을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 6a 내지 6c를 참조하면, 본 발명에 따른 건조효율을 증대시킨 슬러지 건조장치는 상기 이동날(41)이 상기 스크래퍼(40)의 하단부에 부착되는 각도를 조절함으로써 슬러지가 건조판(30)의 중앙부 또는 외연부로 이동되는 속도를 조절할 수 있다.

상기 스크래퍼(40)와 이동날(41)의 샤프트(20)측의 변이 이루는 각이 각각 θ1,θ2,θ3로써, θ1에서 θ3로 갈수록 각이 작아지는 것을 알 수 있으며, 상기와 같이 스크래퍼(40)와 이동날(41)의 샤프트측의 변이 이루는 각이 작아질수록 슬러지가 건조판(30)의 외연부로 이송되는 슬러지의 양이 많아지고, 반대로 스크래퍼(40)와 이동날(41)의 샤프트측의 변이 이루는 각이 커질수록 건조판(30)의 외연부로 이송되는 슬러지의 양이 적어지게 된다.

또한 도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 상기 스크래퍼(40)와 이동날(41)의 샤프트(20)측의 변이 이루는 각이 각각 θ4,θ5,θ6로써, θ4에서 θ6로 갈수록 각이 커지는 것을 알 수 있으며, 상기와 같이 스크래퍼(40)와 이동날(41)의 샤프트측의 변이 이루는 각이 커질수록 건조판(30)의 중앙부로 이송되는 슬러지의 양이 많아지게 되며, 이와 같이 이동날(41)과 스크래퍼(40)가 이루는 각도를 조절함으로써 슬러지가 건조판의 외연부 또는 중앙부로 이동하는 속도를 조절할 수 있고, 이를 통해 투입되는 슬러지의 양을 조절할 수 있는 것이다.

상기의 이송과 건조의 반복작업 과정에서 발생하는 수증기는 상기 본체의 일측에 형성되는 증기배출구(70)를 통해 배출되어 수취기(80)로 투입되어 수분을 제거한 뒤 다시 열원(32)으로 재투입하는 순환?반복 과정을 통해 열손실을 막고 열효율을 높일 수 있으며, 완전 건조된 슬러지는 스크류컨베이어(90)에 의해 외부로 배출되게 되는 것이다.

이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10 : 본체 11 : 투입구
20 : 샤프트
30 : 건조판 31 : 열 공급관
32 : 열원
40 : 스크래퍼 41 : 이동날
50 : 이동수단
51 : 칼날망 52 : 가압판
60 : 중앙모터 61 : 제1베벨기어
62 : 제2베벨기어
70 : 증기배출구 80 : 수취기
90 : 스크류 컨베이어

Claims

본체 내에 건조판이 상하로 다단으로 설치되어 본체에 투입된 슬러지를 열원으로부터 공급된 고온의 열로 가열하면서 하단의 건조판으로 이송하며 건조하는 입상 건조기에 있어서,
상기 본체의 중심을 따라 설치되어 회전하는 샤프트;
상기 샤프트에 연결되어 회전하면서 투입된 슬러지를 건조하는 건조판;
상기 건조판에 공급된 슬러지를 건조판의 중앙부 또는 외연부로 점차로 이동시키기 위해 상기 샤프트를 중심으로 방사상방향으로 설치되는 스크래퍼;
상기 스크래퍼에 일정 간격을 두고 설치되되 투입구를 통해 낙하하여 쌓이는 슬러지를 좌우로 교반하면서 점차 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동시키는 삼각형으로 이루어진 복수의 이동날;
상기 스크래퍼에 의해 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시키기 위하여 상기 건조판에 설치되는 이동수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 건조효율을 증가시킨 슬러지 건조장치.
제1항에 있어서,
상기 이동수단은 상기 스크래퍼를 통해 건조판의 중앙부 또는 외연부로 이동된 슬러지를 하단으로 낙하시키기 위하여 상기 건조판과 일체형으로 결합되는 칼날망 및 상기 스크래퍼에 의해 이동되어 하단의 건조판으로 낙하하지 못한 굵은 입자의 슬러지가 상기 칼날망에 의해 절단되어 하단으로 낙하하도록 상기 칼날망에 접하는 부분에 형성되는 가압판으로 이루어지는 것;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조효율을 증가시킨 슬러지 건조장치.
제1항에 있어서,
상기 이동날과 스크래퍼가 이루는 각도를 조절함으로써 슬러지의 이동속도를 조절할 수 있는 것;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조효율을 증가시킨 슬러지 건조장치.
제1항에 있어서,
상기 각 스크래퍼에 부착되는 이동날은 샤프트로부터 각각 서로 다른 거리를 갖도록 부착되는 것;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조효율을 증가시킨 슬러지 건조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이동수단은 다단으로 설치되는 상기 건조판에 교대로 그 중앙부와 외연부에 설치되는 것;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조효율을 증가시킨 슬러지 건조장치.