KR20130006619U - 비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론 - Google Patents

Abstract

중공의 원통형 상부몸체와 상기 상부몸체의 하단에 연장형성되는 역원추형 하부몸체로 이루어지는 몸체와, 상기 상부몸체의 외주면에 접선방향으로 결합되어 슬러지와 공기가 유입되는 유입관과, 상기 유입관을 통해 유입되는 슬러지와 공기가 배출되는 배출관 및, 상기 하부몸체의 하부면 중심에서 상향형성되는 원추형의 콘으로 구성되어, 공기 유동의 역 볼텍스 유동을 이용하여 슬러지를 건조시키는 기류건조용 사이클론에 있어서, 상기 몸체 내면과 탈착가능하게 결합되며 내면에 제1 코팅부가 형성되는 내부몸체와, 상기 몸체와 내부몸체의 상단부와 탈착가능하게 결합되며 상기 배출관이 관통되는 관통공이 형성되는 커버 및, 상기 유입관의 내면에 형성되는 제2 코팅부를 포함하는 것을 특징으로 하여, 사이클론 내면에 파울링을 방지할 수 있는 비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론에 관한 것이다.

Description

비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론 {Cyclone for air dry using a non-adhesive resin}

본 고안은 비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사이클론 내면에 비 점착성 수지를 이용한 코팅부를 형성하여 파울링을 방지할 수 있는 비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론에 관한 것이다.

국내에서 산업체가 운영하는 오폐수 처리장에서 연간 발생하는 산업 폐수 슬러지의 총량은 480만톤 정도이며 1차 탈수된 폐수 슬러지의 경우 대부분은 하수 슬러지와 마찬가지로 해양에 배출되고 있으며, 축산 분뇨의 경우는 90% 이상을 육상에서 액체비료 등으로 재활용되고 나머지는 해양 배출되고 있는 것으로 통계가 나와 있으나 해양오염문제로 인해 해양투기는 전면 금지되어 있다.

따라서, 각종 슬러지의 처리를 위해서는 먼저, 슬러지의 총발생량을 감축해야 하는데, 그 중에서도 슬러지 중량의 대부분을 차지하는 수분의 저감이 가장 중요하며, 수분이 저감된 건조슬러지는 재활용된 후 자원화 되어 유용하게 사용될 수 있다.

이와같은, 오폐수 슬러지로부터 수분을 제거하는 기술은 탈수기를 이용한 공정기술이 있으나 기존의 탈수기술로 슬러지에 포함된 수분의 비율(이하 '함수율')을 중량대비 80% 이하로 감소시키는 것은 매우 어렵다.

이러한, 대부분의 하수를 포함한 오폐수 처리공정은 기계적인 탈수장치로 슬러지 내의 수분 중에 자유수 일부를 원심분리 또는 필터프레싱으로 분리시켜 약 80~85%의 함수율을 가지는 케이크로 배출시킨다.

이렇게, 탈수가 완료된 슬러지를 곧바로 건조장치에 투입시키면 슬러지 내에 포함된 수분과 유기물 성분으로 인해 서로 쉽게 분리되지 않으며, 고 함수율 영역에서 슬러지의 점착성이 크기 때문에 수분 저감과 건조 성능이 낮아 지게 된다.

특히, 슬러지의 유기물 성분(Volatile solid)이 전체 고형물(Total solid) 중 차지하는 비중 즉, VS/TS 비가 60% 이상인 유기성 슬러지로 분류되는 하수, 유기성 폐수 슬러지 및 축산 또는 인분뇨 슬러지의 경우 VS/TS 비중이 크면 클수록 수분 저감 성능이 저하되는 것으로 시험결과가 나타났다.

왜냐하면, 유기물 성분의 VS/TS 비중이 큰 경우 함유된 수분과의 상호작용으로 수분 분리성이 낮은 물질상태가 되기 때문인 것으로 판단된다.

따라서, 슬러지의 물질상태를 변화시키기 위해 유입 수분을 낮추거나 유기물 성분비를 낮출 필요가 있고, 그 방법은 유입 슬러지에서 물질의 성분비를 인위적으로 조정하거나 연소 등 열을 가할 수 있다.

여기서, 열로 인한 유기물 성분의 연소는 에너지 소모량이 많고 연소에 의한 VOC 발생 등 2차 환경오염을 초래하는 문제점이 있어 에너지를 줄이기 위해 슬러지의 유입단계에 별도의 무기물 성분을 많이 함유한 물질(소석회 등)을 첨가하는 방법이 있으나, 이러한 첨가물질에 대한 추가적인 비용이 발생하게 된다.

이러한, 전반적인 문제를 해결하고자 본 출원인은 이전에 대한민국 등록실용신안 제20-0437373호 '슬러지 건조 장치' 및, 대한민국 등록특허 제10-1006466호 '폐루프식 슬러지 기류 건조장치'에서 기류를 이용하여 슬러지 내부에 포함된 수분을 건조하는 장치를 출원하여 등록받은 바 있다.

이러한, 슬러지 기류 건조장치를 각 현장에 적용시, 고점성 상태 또는 탈수 시 유입된 고분자응집체의 불균일 혼합에 의한 탈수케이크 고함수율 물질을 건조기에 유입시에는 건조기 사이클론 내면에 0.5~1.0%의 슬러지량이 용착되어 기류건조장치에 트러블(trouble)이 발생하는 경우가 있었다.

즉, 슬러지 기류 건조장치의 사이클론 내면에 슬러지의 용착되는 파울링(fouling) 현상은 건조 장치의 압력 상승과 연속운전에 지장을 주게 된다.

또한, 폐수처리장에서 슬러지 처리공정은 2차 침전 및 농축 후 탈수기에서 슬러지 플럭의 비중을 높이기 위해 사용하는 고분자 응집체를 적정농도보다 다량으로 혼합 시, 탈수케이크내 응집체가 다량 내포 됨으로써, 유기성분이 높은 슬러지 즉, 고형분(solid)중 유기성분(volatailed solid)이 75% 이상인 경우 슬러지 기류 건조장치의 사이클론 내면에 파울링 현상을 유발시켜, 연속운전시 기류건조장치 시스템 장애나 유입,배출관의 막힘 현상의 원인이 되는 문제점이 있어 왔다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 슬러지와 공기가 유입되는 유입관 및 사이클론 내면에 비 점착성 수지를 이용한 코팅부를 형성하여, 파울링을 방지할 수 있는 비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론을 제공하는데 목적이 있다.

그리고, 사이클론의 몸체 내면에 탈착가능하게 결합되며 코팅부가 형성된 내부몸체를 구비하여, 상기 코팅부의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론은, 중공의 원통형 상부몸체와 상기 상부몸체의 하단에 연장형성되는 역원추형 하부몸체로 이루어지는 몸체와, 상기 상부몸체의 외주면에 접선방향으로 결합되어 슬러지와 공기가 유입되는 유입관과, 상기 유입관을 통해 유입되는 슬러지와 공기가 배출되는 배출관 및, 상기 하부몸체의 하부면 중심에서 상향형성되는 원추형의 콘으로 구성되어, 공기 유동의 역 볼텍스 유동을 이용하여 슬러지를 건조시키는 기류건조용 사이클론에 있어서, 상기 몸체 내면과 탈착가능하게 결합되며 내면에 제1 코팅부가 형성되는 내부몸체와, 상기 몸체와 내부몸체의 상단부와 탈착가능하게 결합되며 상기 배출관이 관통되는 관통공이 형성되는 커버 및, 상기 유입관의 내면에 형성되는 제2 코팅부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 코팅부와 제2 코팅부는 불소수지로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

기류건조용 사이클론 내부에 파울링(fouling) 현상을 원천적으로 방지할 수 있게 됨으로써, 사이클론 내부의 기류형성을 원활히 하고, 슬러지 유입배출 관로의 막힘 현상을 해소할 수 있으며, 나아가 기류건조장치의 유지관리가 용이하게 되어 지속적인 안전운전을 도모할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A'를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 B를 나타낸 도면이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론의 구성을 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 A-A'를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 B를 확대한 도면이다.

먼저, 상기 도면을 참조하여 본 고안에 따른 비 점착성 수지를 이용한 기류 건조용 사이클론의 구성을 설명하기로 한다.

중공의 원통형 상부몸체(110)와 상기 상부몸체(110)의 하단에 연장형성되는 역원추형 하부몸체(130)로 이루어지는 몸체(100)와, 일정한 곡률을 가지면서 상기 상부몸체(110)의 외주면에 접선방향으로 결합되어 슬러지와 공기가 유입되는 유입관(400)과, 상기 유입관(400)을 통해 유입되는 슬러지와 공기가 건조되어 배출되는 배출관(500) 및, 상기 하부몸체(130)의 하부면 중심에서 상향형성되는 원추형의 콘(600)으로 구성되어, 공기 유동의 역 볼텍스 유동을 이용하여 슬러지를 건조시키는 기류 건조용 사이클론에 있어서, 본 고안에 따른 비 점착성 수지를 이용한 기류 건조용 사이클론을 제공하기 위하여 제1 코팅부(210)가 형성되는 내부몸체(200)와, 커버(300) 및 제2 코팅부(410)를 포함하여 구성되어 진다.

상기 내부몸체(200)는 상기 몸체(100)와 탈착가능하게 결합되며, 내면에 슬러지와 공기의 기류에 의한 파울링을 방지하는 제1 코팅부(210)가 형성된다.

이러한, 상기 내부몸체(200)의 형상을 상기 몸체(100)의 내면 형상과 대응되게 하여 상호 밀착될 수 있게 한다.

또한, 상기 내부몸체(200)의 하부는 개방되어 상기 몸체(100)와 탈착 시, 상기 콘(600) 및 배출관(500)과 간섭되지 않게 하는 것이 바람직할 것이다.

그리고, 상기 커버(300)는 상기 몸체(100)와 내부몸체(200)의 상단부와 탈착가능하게 결합되며, 상기 배출관(500)이 관통되는 관통공(310)이 형성된다.

이와 같은, 상기 몸체(100)와 내부몸체(200) 및 커버(300)의 결합구조를 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 몸체(100) 상단을 걸림턱(150)이 형성되게 외측으로 절곡하고, 상기 내부몸체(200)의 상단을 외측으로 절곡하여, 상기 걸림턱(150)에 밀착시켜 상호 볼트, 바람직하게는 무두렌치볼트 결합되게 한다.

그리고, 상기 커버(300)와 상기 몸체(100) 상단부 사이에 가스켓(710)을 구비하여, 상기 몸체(100) 상단부의 둘레방향을 따라 일정 간격 이격되는 복수의 위치에서 상호 볼트 결합되게 한다.

본원고안에서는 결합수단으로 볼트를 이용하였으나, 당업자에 의해 다양한 종류의 결합수단으로 변형 가능함은 당연하다.

이러한, 상기 몸체(100)와 내부몸체(200) 및 커버(300)는 상호 밀착되어 일체형으로 결합분리되는 구조를 가지게 됨으로써, 상기 내부몸체(200)의 교환 및 유지보수 시, 상기 몸체(100)로부터 상기 커버(300)를 분리한 후, 상기 몸체(100)로부터 내부몸체(200) 분리하여, 사이클론 내부의 유지보수를 용이하게 할 수 있게 된다.

한편, 상기 제2 코팅부(410)은 상기 유입관(400)의 내면에 형성되어 유입관(400)을 통해 공급되는 슬러지와 공기에 의한 파울링을 방지하게 된다.

이와 같은, 상기 제1 코팅부(210)와 제2 코팅부(410)는 비 점착성 수지 중에서 가장 대표적인 불소수지로 형성된다.

이러한, 상기 불소수지는 접착성이 아주 강한 물질의 경우에도 대부분 쉽게 분리되며 매우 얇은 코팅 피막에도 비 점착성을 띠게 되고, 더불어 내식성과 내구성 및 내마모성이 탁월하여 슬러지와 공기에 의해 발생되는 파울링을 원천적으로 차단 할 수 있다.

이와 같은, 상기 제1 코팅부(210)와 제2 코팅부(410)의 작용에 대해 자세히 살펴보기로 한다.

고점성 물질인 도축폐수 및 음식물 슬러지 등을 기류건조장치에 공급하게 되면, 일정시간 경과 후 상기 유입관(400) 및 내부몸체(200) 내부에 소량의 슬러지가 유출되지 않고 잔존함으로써 파울링 현상으로 상기 유입관(400) 및 내부몸체(200) 내면에 용착된다.

이를 방지하기 위하여 슬러지 주입 후 기류건조장치의 송풍기(미도시)로부터 유입되는 공기와 슬러지가 일정구간 직선이동하는 상기 유입관(400) 내부에 제2 코팅부(410)를 형성함으로써, 상기 유입관(400) 내부를 빠른 유속으로 통과하는 슬러지 입자가 용착되는 것을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 유입관(400)을 통해 상기 내부몸체(200)의 내부로 유입되는 슬러지와 공기는 나선으로 선회하면서 난류 흐름(볼텍스 유동)을 가지게 되고 점점 하강하면서 속도가 증가하여 슬러지 입자들이 충돌에 의해 크기가 작아지면서 마찰열이 발생하여 건조되는 과정에서 발생하는 파울링을 방지하기 위해, 상기 내부몸체(200) 내면에 제1 코팅부(210)를 형성함으로써, 슬러지 입자가 용착되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 슬러지의 불순물 및 금속성분 등으로 인해 상기 제1 코팅부(210)가 손상될 경우, 상기 몸체(100)로부터 내부몸체(200)를 분리하여 교체 및 유지보수를 간편하게 할 수 있게 된다.

이상과 같이, 기류건조용 사이클론 내부에 파울링(fouling) 현상을 원천적으로 방지할 수 있게 됨으로써, 사이클론 내부의 기류형성을 원활히 하고, 슬러지 유입배출 관로의 막힘 현상을 해소할 수 있으며, 나아가 기류건조장치의 유지관리가 용이하게 되어 지속적인 안전운전을 도모할 수 있는 비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론을 제공하는 것을 기본적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 고안의 기본적인 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 몸체 200: 내부몸체
210: 제1 코팅부 300: 커버
400: 유입관 410: 제2 코팅부

Claims (2)

1. 중공의 원통형 상부몸체(110)와 상기 상부몸체(110)의 하단에 연장형성되는 역원추형 하부몸체(130)로 이루어지는 몸체(100)와, 상기 상부몸체(110)의 외주면에 접선방향으로 결합되어 슬러지와 공기가 유입되는 유입관(400)과, 상기 유입관(400)을 통해 유입되는 슬러지와 공기가 배출되는 배출관(500) 및, 상기 하부몸체(130)의 하부면 중심에서 상향형성되는 원추형의 콘(600)으로 구성되어, 공기 유동의 역 볼텍스 유동을 이용하여 슬러지를 건조시키는 기류건조용 사이클론에 있어서,
   상기 몸체(100) 내면과 탈착가능하게 결합되며 내면에 제1 코팅부(210)가 형성되는 내부몸체(200);와,
   상기 몸체(100)와 내부몸체(200)의 상단부와 탈착가능하게 결합되며 상기 배출관(500)이 관통되는 관통공(310)이 형성되는 커버(300); 및,
   상기 유입관(400)의 내면에 형성되는 제2 코팅부(410);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 코팅부(210)와 제2 코팅부(410)는,
   불소수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 비 점착성 수지를 이용한 기류건조용 사이클론.

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