KR20130117746A - Sludge carbonizing system, and byproduct fuel extraction method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 슬러지 탄화시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생활하수, 산업폐수, 축산폐수 등 폐수의 정화 후 남은 슬러지, 음식폐기물 등의 슬러지를 탄화시키기 위한 슬러지 탄화시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a sludge carbonization system, and more particularly, to a sludge carbonization system for carbonizing sludge, such as sludge remaining after purification of wastewater such as domestic sewage, industrial wastewater, and livestock wastewater, food waste and the like.
폐수는 각 가정 및 공공건물·영업건물 등에서 배출되는 생활하수, 축산시설 등에서 발생되는 축산폐수, 산업의 종류와 공정의 특성에 따라 배출되는 산업폐수등이 있다.Wastewater includes domestic wastewater from domestic and public buildings and business buildings, livestock wastewater from livestock facilities, and industrial wastewater from industrial types and process characteristics.
산업폐수, 생활하수, 축산폐수 등은 수질오탁(汚濁)과 토양오염 등의 주원인이다. 산업화의 초기에는 폐수가 단지 하수(下水)로서 취급되었으나 산업공해에 대한 인식이 높아짐에 따라 폐수에 대한 규제가 강화되었다. 현재 한국에서는 환경정책기본법, 수질환경보전법, 오수·분뇨 및 축산폐수의 처리에 관한 법률 등에 의해 폐수가 관리되고 있다.Industrial wastewater, domestic sewage, and livestock wastewater are the main causes of water pollution and soil pollution. In the early days of industrialization, wastewater was treated only as sewage, but as the awareness of industrial pollution increased, regulations on wastewater tightened. Currently, wastewater is managed in Korea under the Framework Act on Environmental Policy, the Water Quality Preservation Act, and the Act on the Treatment of Sewage, Manure and Livestock Wastewater.
한편 환경문제를 개선하기 위한 슬러지의 처리방법으로서, 폐수의 정화 후 남는 존재하는 폐수슬러지, 음식물폐기물 등의 음식슬러지 등의 슬러지에 대한 다양한 재활용방법이 제시되고 있다.On the other hand, as a method for treating sludge to improve environmental problems, various recycling methods for sludge such as food sludge such as wastewater sludge and food waste remaining after the purification of waste water have been proposed.
특히 슬러지 재활용방법 중 하나로서, 건조공정, 탄화공정 등을 거쳐 탄화하여 슬러지 탄화물을 형성하고, 슬러지 탄화물을 매립하거나, 화력발전소의 보조 에너지원으로서 활용하는 방법이 있다.In particular, as one of the sludge recycling methods, there is a method of forming a sludge carbide by carbonization through a drying process or a carbonization process, embedding the sludge carbide, or utilizing as an auxiliary energy source of a thermal power plant.
슬러지를 건조 및 탄화하기 위한 일예로서, 한국등록실용신안 제380974호가 있다.As an example for drying and carbonizing sludge, there is a Korean Utility Model Model No. 380974.
그러나 현재까지 제시된 슬러지를 건조 및 탄화시키기 위한 시스템 및 방법은 에너지의 효율적인 사용 측면에서 미흡한 문제점이 있다.However, the systems and methods for drying and carbonizing sludge presented to date have insufficient problems in terms of efficient use of energy.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 슬러지의 탄화과정에 있어서 에너지를 보다 효과적으로 사용할 수 있는 슬러지 탄화시스템을 제공하는 데 있다.The present invention to solve the above problems, to provide a sludge carbonization system that can use energy more effectively in the carbonization process of the sludge.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 슬러지가 투입되는 투입호퍼와; 상기 투입호퍼와 제1이송관에 의하여 연결되어 상기 투입호퍼로부터 슬러지를 전달받아 상기 슬러지를 일단에서 타단으로 이송하면서 1차로 건조하는 제1이송유로를 가지는 제1건조부와; 상기 제1건조부와 제2이송관에 의하여 연결되어 상기 제1건조부로부터 슬러지를 전달받아 상기 슬러지를 일단에서 타단으로 이송하면서 2차로 건조하는 제2이송유로를 가지는 제2건조부와; 상기 제2건조부와 제3이송관에 의하여 연결되어 상기 제2건조부로부터 슬러지를 전달받아 일단에서 타단으로 이송하면서 탄화시켜 슬러지탄화물을 형성하는 탄화유로와, 슬러지가 무산소 상태에서 가열될 수 있도록 상기 탄화유로의 외주면에 설치되어 열풍이 흐르는 가열유로를 포함하는 탄화부와; 상기 탄화부에 연결된 배출관에 의하여 슬러지탄화물을 전달받는 배출호퍼와; 상기 제2건조부의 제2이송유로 및 상기 탄화부의 가열유로에 열풍을 공급하는 열풍공급부를 포함하며, 상기 열풍공급부에 의하여 상기 제2건조부에 공급되는 열풍은 슬러지의 이송방향과 반대방향으로 상기 제2건조부의 제2이송유로에 투입되고, 상기 제2건조부의 제2이송유로를 통과한 열풍은 제1열풍관에 의하여 슬러지의 이송방향과 반대방향으로 상기 제1건조부의 제1이송유로에 투입되고, 상기 제1건조부의 제1이송유로를 통과한 열풍은 제2열풍관에 의하여 상기 열풍공급부로 다시 전달되며, 상기 열풍공급부로부터 제3열풍관을 통하여 상기 탄화부의 가열유로에 전달된 열풍은 상기 탄화부의 탄화유로에서 이송되는 슬러지를 무산소 상태에서 탄화시키는 것을 특징으로 하는 슬러지 탄화시스템을 개시한다.The present invention has been created in order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention is a sludge input hopper; A first drying part connected to the inlet hopper and the first transport pipe and having a first transport passage for receiving sludge from the inlet hopper and transporting the sludge from one end to the other end; A second drying part connected to the first drying part and a second conveying pipe, the second drying part having a second conveying flow path which receives the sludge from the first drying part and transfers the sludge from one end to the other end; A carbonization flow path connected by the second drying unit and a third conveying pipe to receive sludge from the second drying unit and to transfer carbonized from one end to the other end to form a sludge carbide, so that the sludge can be heated in an anoxic state A carbonization part installed on an outer circumferential surface of the carbonization flow path and including a heating flow path through which hot air flows; A discharge hopper receiving the sludge carbide by the discharge pipe connected to the carbonization part; And a hot wind supply unit configured to supply hot air to the second transfer passage of the second drying unit and the heating passage of the carbonization unit, wherein the hot wind supplied to the second drying unit by the hot wind supply unit is opposite to the conveying direction of the sludge. The hot air introduced into the second transfer passage of the second drying unit and passing through the second transfer passage of the second drying unit is transferred to the first transfer passage of the first drying unit in a direction opposite to the conveying direction of the sludge by the first hot air pipe. The hot air that has been introduced and passed through the first transport passage of the first drying unit is transferred back to the hot wind supply unit by a second hot wind tube, and the hot air transmitted from the hot wind supply unit to the heating passage of the carbonization unit through the third hot wind tube. Discloses a sludge carbonization system characterized in that the sludge conveyed from the carbonization flow path of the carbonization unit is carbonized in an oxygen-free state.
상기 탄화부의 가열유로를 통과한 열풍은 제4열풍관을 통하여 상기 제1건조부의 외주면에 설치되어 상기 제1건조부의 제1이송유로를 통과하는 슬러지를 간접 가열하는 간접가열유로로 투입될 수 있다.The hot air passing through the heating passage of the carbonization unit may be installed on the outer circumferential surface of the first drying unit through a fourth hot air pipe and introduced into an indirect heating passage for indirectly heating the sludge passing through the first transfer passage of the first drying unit. .
상기 간접가열유로를 통과한 열풍은 상기 간접가열유로에 결합된 배출관로에 의하여 사이클론으로 전달되어 고체물질이 제거된 후 대기로 배출될 수 있다.The hot air passing through the indirect heating passage may be delivered to the cyclone by a discharge pipe coupled to the indirect heating passage to be discharged to the atmosphere after the solid material is removed.
상기 배출관로에는 열풍으로부터 폐열활용시스템으로의 열전달을 위한 열교환부가 추가로 설치될 수 있다.The exhaust pipe may further include a heat exchanger for heat transfer from the hot air to the waste heat utilization system.
상기 제2건조부에 연결된 제3이송관은 상기 제2건조부의 제2이송유로를 통과하면서 건조된 슬러지를 건조물호퍼로 배출하고, 상기 건조물호퍼에 저장되는 슬러지는 상기 탄화부로 전달하는 전달호퍼로 전달될 수 있다.The third conveying pipe connected to the second drying unit discharges the dried sludge to the dry hopper while passing through the second conveying flow path of the second drying unit, and the sludge stored in the dry hopper is transferred to the carbonization unit. Can be delivered.
상기 탄화부의 탄화유로의 최상층부에 가스배출관이 추가로 설치되며, 상기 가스배출관을 통하여 배출되는 배출가스는 상기 열풍공급부로 전달될 수 있다.A gas discharge pipe is additionally installed at the uppermost layer of the carbonization flow path of the carbonization part, and the exhaust gas discharged through the gas discharge pipe may be transferred to the hot wind supply part.
상기 탄화부 및 상기 열풍공급부 사이에는 배출가스의 추출을 위한 배출가스를 응축시켜 액상의 부생연료를 추출하는 부생연료추출부가 추가로 설치될 수 있다.By-product fuel extraction unit for extracting the by-product fuel of the liquid by condensing the exhaust gas for the extraction of the exhaust gas between the carbonization unit and the hot air supply unit may be further installed.
상기 가스배출관에는 배출가스의 이동을 위한 이송팬이 설치될 수 있다.The gas discharge pipe may be provided with a transfer fan for the movement of the exhaust gas.
상기 탄화부의 탄화유로의 최상층부에 가스배출관이 추가로 설치되며, 상기 가스배출관을 통하여 배출되는 배출가스는 배출가스를 응축시켜 액상의 부생연료를 추출하는 부생연료추출부를 통과한 후 상기 열풍공급부로 전달될 수 있다.A gas discharge pipe is additionally installed at the uppermost layer of the carbonization flow path of the carbonization part, and the discharge gas discharged through the gas discharge pipe passes through the by-product fuel extraction part which condenses the discharge gas to extract liquid by-product fuel, and then transfers it to the hot wind supply part. Can be.
본 발명은 또한 슬러지를 건조하는 슬러지건조단계와, 슬러지건조단계에서 건조된 슬러지를 탄화시켜 탄화물을 형성함과 아울러 슬러지의 탄화과정에서 발생하는 건류가스를 냉각하여 액상의 부생연료를 추출하는 탄화 및 추출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부생연료추출방법을 개시한다.The present invention also carbonizes the sludge drying step of drying the sludge and carbonized sludge dried in the sludge drying step to cool the dry gas generated in the carbonization process of the sludge and extract the liquid by-product fuel. Disclosed is a by-product fuel extraction method comprising an extraction step.
상기 건조단계는 정화 후 수거된 슬러지를 탄화에 적당한 조건, 즉 수분이 8%wt~30%wt로 건조될 수 있다.The drying step may be dried under conditions suitable for carbonization of the sludge collected after purification, that is, moisture of 8% wt ~ 30% wt.
상기 건조단계는 정화 후 수거된 슬러지를 함수율이 90%wt~50%wt로 건조하는 제1건조단계와, 제1건조단계에서 건조된 슬러지를 함수율이 8%wt~30%wt로 건조하는 제2건조단계를 포함할 수 있다.The drying step comprises the first drying step of drying the sludge collected after purification to a water content of 90% wt ~ 50% wt, and the drying of the sludge dried in the first drying step to a water content of 8% wt ~ 30% wt It may include two drying steps.
본 발명은 또한 상기 탄화시스템을 이용하여 부생연료를 추출하는 부생연료추출방법으로서, 슬러지를 건조한 후, 건조된 슬러지를 탄화시켜 탄화물을 형성함과 아울러 슬러지의 탄화과정에서 발생하는 건류가스를 냉각하여 액상의 부생연료를 추출하는 것을 특징으로 하는 부생연료추출방법을 개시한다.The present invention is also a by-product fuel extraction method for extracting by-product fuel using the carbonization system, after drying the sludge, carbonized dried sludge to form a carbide and by cooling the dry gas generated in the carbonization process of the sludge Disclosed is a by-product fuel extraction method comprising extracting a by-product fuel in a liquid state.
본 발명에 따른 슬러지 탄화시스템은 슬러지를 2차에 의하여 건조한 후 무산소 상태에서 탄화시킴으로써 슬러지를 보다 효과적으로 탄화시킬 수 있는 이점이 있다.The sludge carbonization system according to the present invention has the advantage of carbonizing sludge more effectively by carbonizing in an anoxic state after drying the sludge by secondary.
또한 본 발명에 따른 슬러지 탄화시스템은 탄화부의 가열유로를 흐르면서 건조된 슬러지를 탄화시키는 탄화공정을 거친 열풍을 슬러지를 1차로 건조하는 제1건조부로 흘려 간접가열시킴으로써 슬러지의 건조 및 탄화를 위한 에너지를 보다 효율적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.In addition, the sludge carbonization system according to the present invention flows the hot air passed through the carbonization process of carbonizing the dried sludge while flowing the heating flow path of the carbonization unit to the first drying unit for drying the sludge indirectly to heat energy for drying and carbonizing the sludge. There is an advantage that can be used more efficiently.
또한 본 발명에 따른 슬러지 탄화시스템은 슬러지를 건조시키기 위한 열풍을 제1건조부 및 제2건조부를 거치는 제1루프와, 슬러지를 탄화시키기 위한 열풍을 탄화부의 가열유로 및 제1건조부의 간접가열유로를 거쳐 오염물질의 제거 후 대기로 방출하는 제2루프로 열풍의 흐름을 분리함으로써 슬러지의 건조 및 탄화과정에서 발생할 수 있는 오염물질 및 악취의 배출을 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, the sludge carbonization system according to the present invention has a first loop through which the hot air for drying the sludge is passed through the first drying unit and the second drying unit, and a hot air for carbonizing the sludge, and a heating passage of the carbonization unit and an indirect heating passage of the first drying unit. By separating the flow of hot air into the second loop discharged to the atmosphere after the removal of contaminants, there is an advantage to prevent the discharge of pollutants and odors that may occur during the drying and carbonization of the sludge.
또한 본 발명에 따른 슬러지 탄화시스템은 탄화부에서 탄화과정에서 발생하는 건류가스, 즉 배출가스를 추출하고 추출된 배출가스에서 고체물질 등을 제거한 상태에서 버너로 전달하여 연소시킴으로써 슬러지 내에 포함된 유해가스 및 유해물질을 슬러지로부터 제거할 수 있는 이점이 있다.In addition, the sludge carbonization system according to the present invention is a harmful gas contained in the sludge by burning the dry gas generated in the carbonization process in the carbonization unit, that is, the exhaust gas and passing it to the burner in the state in which the solid material is removed from the extracted exhaust gas. And harmful substances can be removed from the sludge.
또한 본 발명에 따른 슬러지 탄화시스템은 탄화부에서 탄화과정에서 발생하는 건류가스, 즉 배출가스를 추출하고 추출된 배출가스에서 연소에 의하여 열원 등으로 사용할 수 있는 연료원을 추출하여 추출된 연료원을 재활용이 가능하게 함으로써 슬러지의 처리 및 재활용을 극대화할 수 있는 이점이 있다.In addition, the sludge carbonization system according to the present invention extracts the dry fuel gas generated in the carbonization process from the carbonization unit, that is, the exhaust gas, and extracts a fuel source that can be used as a heat source by combustion in the extracted exhaust gas. Enabling recycling has the advantage of maximizing the treatment and recycling of sludge.
특히 종래의 일예에 따른 탄화시스템의 경우 슬러지 탄화를 위한 톤당 연료(중유) 소모량이 39.7 ℓ/h(중유)로서, 인데 반하여 본 발명에 따른 슬러지 탄화시스템은 실험결과 톤당 연료 소모량이 평균 17.754 ℓ/h(등유)로 계산되었는바, 본 발명에 따른 탄화시스템은 슬러지의 처리시 소요되는 연료소모량을 최소화할 수 있는 이점이 있다.In particular, in the case of the carbonization system according to the conventional example, the fuel consumption (heavy oil) per tonne for sludge carbonization is 39.7 l / h (heavy oil), whereas the sludge carbonization system according to the present invention has an average fuel consumption per experiment of 17.754 l / h. As calculated by h (kerosene), the carbonization system according to the present invention has the advantage of minimizing the fuel consumption required for the treatment of sludge.
도 1은 본 발명에 따른 슬러지 탄화시스템을 보여주는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a sludge carbonization system according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 슬러지 탄화시스템에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a sludge carbonization system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 슬러지 탄화시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 투입호퍼(100), 제1건조부(200), 제2건조부(300), 탄화부(400), 배출호퍼(500) 및 열풍공급부(600)를 포함한다.Sludge carbonization system according to the present invention, as shown in Figure 1, the
상기 투입호퍼(100)는 건조 및 탄화될 슬러지를 공급받아 제1건조부(200)로 전달하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The
여기서 상기 투입호퍼(100)에 공급되는 슬러지는 산업폐수, 생활하수 등으로부터 정화 후 수집된 슬러지로서, 함수율이 90%wt~50%wt인 것이 일반적이다.Here, the sludge supplied to the
상기 제1건조부(200)는 투입호퍼(100)와 제1이송관(130)에 의하여 연결되어 투입호퍼(100)로부터 슬러지를 전달받아 슬러지를 일단에서 타단으로 이송하면서 1차로 건조하는 제1이송유로(210)를 가지는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The
상기 제1이송관(110)은 투입호퍼(100)와 제1건조부(200)를 연결하여 슬러지를 이송하기 위한 구성으로서 슬러지를 이송할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.The first transfer pipe 110 may be any configuration as long as it is configured to transfer sludge by connecting the
상기 제1건조부(200)는 슬러지의 이송을 위한 제1이송유로(210)를 형성하도록 관 형상을 가질 수 있으며, 관 내에는 슬러지의 이송을 위한 스크류가 내부에 설치될 수 있다. 여기서 스크류는 회전을 구동하기 위한 회전구동부가 연결되어 회전되거나, 관이 회전될 수 있다.The
상기 제1건조부(200)는 열풍에 의하여 슬러지를 건조하며 이때 열풍의 온도는 200℃~800℃인 것이 바람직하다. 여기서 상기 제1건조부(200)에서 건조되는 슬러지는 함수율이 80%wt~30%wt로 건조된다.The
한편 상기 제1건조부(100)는 제1이송유로(210)를 통과하는 슬러지를 간접 가열하도록 간접가열유로(220)가 외주면에 설치될 수 있다.On the other hand, the
상기 간접가열유로(220)는 제1이송유로(210)를 형성하는 관의 외주면을 나선 형상으로 감싸도록 형성될 수 있으며, 열풍의 이동경로는 슬러지의 이동방향과 반대로 형성됨이 바람직하다.The
상기 제2건조부(300)는 제1건조부(200)와 제2이송관(230)에 의하여 연결되어 제1건조부(200)로부터 슬러지를 전달받아 슬러지를 일단에서 타단으로 이송하면서 2차로 건조하는 제2이송유로(310)를 가지는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The
상기 제2이송관(230)은 제1건조부(200)와 제2건조부(300)를 연결하여 슬러지를 이송하기 위한 구성으로서 슬러지를 이송할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.The
상기 제2건조부(300)는 제1건조부(200)와 유사한 구성을 가지며, 슬러지의 이송을 위한 제2이송유로(310)를 형성하도록 관 형상을 가질 수 있으며, 관 내에는 슬러지의 이송을 위한 스크류가 내부에 설치될 수 있다. 여기서 스크류는 회전을 구동하기 위한 회전구동부가 연결되어 회전되거나, 관이 회전될 수 있다.The
특히 상기 제2건조부(300)는 킬른(Kiln) 구조를 가질 수 있다.In particular, the
상기 제2건조부(300)는 열풍에 의하여 슬러지를 건조하며 이때 열풍의 온도는 500℃~1000℃인 것이 바람직하다. 여기서 상기 제2건조부(300)에서 건조되는 슬러지는 함수율이 8%wt~30%wt로 건조된다.The
상기 탄화부(400)는 제2건조부(300)와 제3이송관(330)에 의하여 연결되어 제2건조부(300)로부터 슬러지를 전달받아 일단에서 타단으로 이송하면서 탄화시켜 슬러지탄화물을 형성하는 탄화유로(410)를 가지는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The
상기 제3이송관(330)은 제2건조부(300)와 탄화부(400)를 연결하여 슬러지를 이송하기 위한 구성으로서 슬러지를 이송할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.The
한편 상기 제2건조부(300)와 탄화부(400)는 단일의 제3이송관(330)에 의하여 연결하지 않고, 제2건조부(300)에서 건조를 마친 슬러지가 저장되며 탄화부(400)로 전달하기 위한 건조물호퍼(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.On the other hand, the
즉, 상기 제2건조부(300)에 연결된 제3이송관(330)은 제2건조부(300)의 제2이송유로(310)를 통과하면서 건조된 슬러지를 건조물호퍼로 배출하고, 건조물호퍼에 저장되는 슬러지는 탄화부(400)로 전달하는 전달호퍼(미도시)로 전달될 수 있다.That is, the
상기 탄화부(400)는 제1건조부(200)와 유사한 구성을 가지며, 슬러지의 이송을 위한 탄화유로(410)를 형성하도록 관 형상을 가질 수 있으며, 관 내에는 슬러지의 이송을 위한 스크류가 내부에 설치될 수 있다. 여기서 스크류는 회전을 구동하기 위한 회전구동부가 연결되어 회전되거나, 관이 회전될 수 있다.The
상기 탄화부(400)는 후술하는 열풍공급부(600)의 열풍에 의한 가열에 의하여 건조된 슬러지를 무산소 상태에서 탄화시키는 탄화공정을 수행하며, 이때 열풍의 온도는 500℃~1000℃인 것이 바람직하다.The
한편 상기 탄화부(400)는 열풍공급부(600)의 열풍에 의하여 슬러지가 무산소 상태에서 가열될 수 있도록 열풍이 흐르는 가열유로(420)가 탄화부(400)의 탄화유로(410)를 형성하는 관의 외주면에 설치될 수 있다.Meanwhile, the
상기 배출호퍼(500)는 탄화부(400)에 연결된 배출관(430)에 의하여 슬러지탄화물을 전달받아 저장하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The
상기 열풍공급부(600)는 제2건조부(300)의 제2이송유로(310) 및 탄화부(400)의 가열유로(420)에 열풍을 공급하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The hot
상기 열풍공급부(600)의 일예로서, LPG, LNG, 등유 등을 연료가 저장된 연료탱크(690)로부터 연료를 공급받아 연소시켜 연소된 가스를 제2건조부(300)의 제2이송유로(310) 및 탄화부(400)의 가열유로(420)에 적절한 온도 및 압력으로 열풍으로서 공급하는 구성으로서, 연료 및 공기의 혼합된 상태로 연소시키는 연소실을 포함하는 등 다양한 구성이 가능하다.As an example of the hot
그리고 상기 열풍공급부(600)는 하나가 아닌 2개 등 설계 및 배치의 편의상 다양하게 구성될 수 있다.In addition, the hot
이하 상기 열풍공급부(600)에 의하여 공급되는 열풍의 흐름 및 각 구성에서의 건조 및 탄화공정에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the flow of the hot air supplied by the hot
상기 열풍공급부(600)에 의하여 제2건조부(300)에 공급되는 열풍은 슬러지의 이송방향과 반대방향으로 제2건조부(300)의 제2이송유로(310)에 투입된다.The hot air supplied to the
상기 제2건조부(300)의 제2이송유로(310) 내로 투입된 열풍에 의하여 제2건조부(300)의 제2이송유로(310)에서 이송되는 슬러지는 열풍과의 직접 접촉에 의하여 건조공정을 거치게 된다.The sludge transferred from the
그리고 상기 제2건조부(300)의 제2이송유로(310)를 통과한 열풍은 제1열풍관(710)에 의하여 슬러지의 이송방향과 반대방향으로 제1건조부(200)의 제1이송유로(210)에 투입된다.In addition, the hot air passing through the
상기 제1건조부(200)의 제1이송유로(210) 내로 투입된 열풍에 의하여 제1건조부(200)의 제1이송유로(210)에서 이송되는 슬러지는 열풍과의 직접 접촉에 의하여 건조공정을 거치게 된다.The sludge transferred from the
그리고 상기 제1건조부(200)의 제1이송유로(210)를 통과한 열풍은 제2열풍관(720)에 의하여 다시 열풍공급부(600)로 투입된다.In addition, the hot air passing through the
한편 상기 열풍공급부(600)는 제3열풍관(730)를 통하여 탄화부(400)의 가열유로(420)에 열풍을 투입하며, 탄화부(400)의 가열유로(420)에 투입된 열풍은 탄화부(400)의 탄화유로(410) 내에서 이송되는 슬러지를 무산소 상태에서 탄화시키게 된다.Meanwhile, the hot
여기서 상기 제1건조부(200)의 제1이송유로(210)를 통과한 열풍은 열풍공급부(600)로 투입되지 않고 열풍공급부(600)의 외부를 순환하도록 하여 간접가열 후 탄화부(400)의 탄화부(400)의 가열유로(420)로 전달될 수 있으며 이 경우 가열유로(420)는 열풍공급부(600)로부터 열풍을 동시에 공급받거나 공급받지 않을 수 있다.Here, the hot air passing through the
그리고 상기 탄화부(400)의 가열유로(420)를 통과한 열풍은 제4열풍관(740)에 의하여 제1건조부(200)의 간접가열유로(220)에 투입되어 제1건조부(200)의 제1이송유로(210)를 통과하는 슬러지를 간접 가열할 수 있다.The hot air passing through the
즉, 상기 탄화부(400)의 가열유로(420)를 통과한 열풍은 제1건조부(200)의 제1이송유로(210)를 통과하는 열풍에 비하여 고온인 점을 고려하여 외부로 바로 배출되는 것보다 제1건조부(200)의 외주면에 설치된 간접가열유로(220)를 통하여 흐르도록 함으로써 탄화부(400)의 가열유로(420)를 통과한 열풍에 잔존하는 열을 재활용함으로써 시스템의 열효율을 높일 수 있다.That is, the hot air passing through the
그리고 상기 간접가열유로(220)를 통과한 열풍은 간접가열유로(220)에 결합된 배출관로(750)에 의하여 사이클론(810)으로 전달되어 유해물질 등과 같은 고체물질이 제거될 수 있다. 여기서 고체물질이 제거된 열풍은 대기로 배출할 수 있을 정도로 유해물질 및 악취물질이 실질적으로 제거되어 정화된다.The hot air passing through the
상기 사이클론(810)은 원심력에 의하여 배출가스로부터 고체물질을 제거하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The cyclone 810 may be configured to remove a solid material from the exhaust gas by centrifugal force.
한편 상기 간접가열유로(220)를 통과한 열풍의 온도는 폐열로서 재활용이 가능한 정도의 고온이 될 수 있는바, 배출관로(750)에는 열풍으로부터 폐열활용시스템(830)으로의 열전달을 위한 열교환부(820)가 추가로 설치될 수 있다.On the other hand, the temperature of the hot air passing through the
상기와 같이 열교환부(820)에 의하여 폐열 재활용을 위한 폐열활용시스템(830)에 연결함으로써 슬러지의 건조 및 탄화를 위한 시스템의 에너지 사용효율을 극대화할 수 있다.By connecting to the waste
한편 상기 열풍은 열풍공급부(600)를 기점으로 하여 제2건조부(300), 제1건조부(200), 탄화부(400)를 거쳐 긍극적으로는 대기로 배출되는데 열풍의 유동을 유발하기 위하여 열풍이 흐르는 유로 상에 하나 이상의 열풍이송팬이 설치될 수 있다.On the other hand, the hot air is ultimately discharged to the atmosphere through the
예를 들면, 상기 제2이송관(720)에는 열풍의 유동을 발생시키기 위한 열풍이송팬(771)이 설치될 수 있다.For example, a hot
한편 상기 탄화유로(410)를 통과한 열풍은 건조 및 탄화과정에서 슬러지에 포함된 유해물질이 증기화되어 포함되는바 대기로 배출되는 경우 대기오염 및 악취의 발생원이 되는 문제점이 있다.On the other hand, the hot air passing through the
따라서 상기 탄화유로(410)를 통과한 열풍에서 건조 및 탄화과정에서 증기화된 유해물질을 제거할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to remove harmful substances vaporized during drying and carbonization in the hot air passing through the
이에 본 발명에 따른 슬러지 탄화시스템은 탄화부(400)의 탄화유로(410)의 최상층부에 추가로 설치된 가스배출관(480)를 포함하며, 가스배출관(480)을 통하여 배출되는 배출가스는 열풍공급부(600)로 전달될 수 있다.Accordingly, the sludge carbonization system according to the present invention includes a
상기 가스배출관(480)에 의하여 탄화유로(410)를 통과한 열풍에서 건조 및 탄화과정에서 증기화된 유해물질을 제거할 수 있다.In the hot air passing through the
또한 상기 가스배출관(480)을 통하여 배출되는 배출가스에는 고체물질 및 연소에 의한 열원으로 사용가능한 연료원을 포함할 수 있는바 이를 별도로 분리할 수 있는 구성이 추가로 설치됨이 바람직하다.In addition, the exhaust gas discharged through the
따라서 상기 탄화부(400) 및 열풍공급부(600) 사이에는 배출가스의 추출을 위한 배출가스추출부(490)가 설치될 수 있다.Therefore, an exhaust
상기 배출가스추출부(490)는 가스배출관(480)을 통하여 배출된 배출가스의 냉각 및 팽창 중 적어도 어느 하나를 활용하여 배출가스에 포함된 연료원을 분리하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다. 상기 배출가스에 포함된 연료원은 열풍공급부에서 연소되어 연료로서 활용이 가능하므로 배출가스추출부(490)가 반드시 설치될 필요가 없음은 물론이다.The exhaust
여기서 상기 가스배출관(480)에는 유해가스의 이동을 위한 이송팬(772)이 설치될 수 있다.Here, the
한편 상기 가스배출관(480)을 통하여 배출되는 배출가스에서 추출된 연료원은 부생연료로서 활용이 가능하며 추출 후 실험한 결과 약 7,000 ㎉/㎏으로 측정되었다. 이는 등유의 발열량이 10,400 ㎉/㎏인 점을 고려하여 볼 때 부생연료로서 활용이 가능한 발열양으로서 부생연료로서 활용이 가능함을 알 수 있다.On the other hand, the fuel source extracted from the exhaust gas discharged through the
상기 실험에서 사용된 슬러지는 염색공장에서 배출되는 폐수를 정화한 후 수건된 슬러지가 사용되었다.The sludge used in the above experiment was used to purify the wastewater discharged from the dyeing plant, and the sludge was used as a towel.
한편 상기 부생연료는 배출가스추출부(490)에 의하여 가스배출관(480)을 통하여 배출된 배출가스의 냉각에 의하여 추출될 수 있다.The by-product fuel may be extracted by cooling the exhaust gas discharged through the
또한 상기와 같이 슬러지를 건조한 후 무산소 상태에서 탄화시키면서 발생되는 건류가스 중 일부에서 부생연료의 추출이 가능함을 고려하여 상기와 같은 시스템을 활용하여 부생연료를 추출하는 부생연료추출방법으로서 활용될 수 있다.In addition, in consideration of the possibility of extracting by-product fuel from some of the dry gas generated while carbonizing in the anoxic state after drying the sludge as described above, it can be used as a by-product fuel extraction method to extract the by-product fuel using the system as described above. .
즉, 본 발명은 부생연료추출방법으로서, 슬러지를 건조하는 슬러지건조단계와, 슬러지건조단계에서 건조된 슬러지를 탄화시켜 탄화물을 형성함과 아울러 슬러지의 탄화과정에서 발생하는 건류가스를 냉각하여 액상의 부생연료를 추출하는 탄화 및 추출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부생연료추출방법을 개시한다.That is, the present invention is a by-product fuel extraction method, the sludge drying step of drying the sludge, and carbonized by the sludge dried in the sludge drying step to form a carbide and cooling the dry gas generated in the carbonization process of the sludge in the liquid Disclosed is a by-product fuel extraction method comprising carbonizing and extracting a by-product fuel.
상기 건조단계는 생활하수, 산업폐수 등을 정화한 후 수거된 슬러지를 탄화에 적당한 조건, 즉 수분이 8%wt~30%wt로 건조될 수 있으면 어떠한 방법도 가능하다.The drying step may be any method as long as the conditions are suitable for carbonization of the sludge collected after purifying domestic sewage, industrial wastewater, and the like.
일예로서, 상기 건조단계는 정화 후 수거된 슬러지를 함수율이 90%wt~50%wt로 건조하는 제1건조단계와, 제1건조단계에서 건조된 슬러지를 함수율이 8%wt~30%wt로 건조하는 제2건조단계를 포함할 수 있다.As an example, the drying step is a first drying step of drying the sludge collected after purification to a water content of 90% wt ~ 50% wt, and a water content of 8% wt ~ 30% wt sludge dried in the first drying step It may include a second drying step of drying.
한편 상기 건조단계 및 탄화 및 추출단계는 앞서 설명한 탄화시스템에 의하여 수행될 수 있다.
Meanwhile, the drying step and the carbonization and extraction step may be performed by the carbonization system described above.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is to be understood that both the technical idea and the technical spirit of the invention are included in the scope of the present invention.
100 : 투입호퍼 200 : 제1건조부
300 : 제2건조부 400 : 탄화부
500 : 배출호퍼 600 : 열풍공급부100: injection hopper 200: the first drying unit
300: second drying unit 400: carbonization unit
500: discharge hopper 600: hot air supply
Claims (13)
상기 투입호퍼와 제1이송관에 의하여 연결되어 상기 투입호퍼로부터 슬러지를 전달받아 상기 슬러지를 일단에서 타단으로 이송하면서 1차로 건조하는 제1이송유로를 가지는 제1건조부와;
상기 제1건조부와 제2이송관에 의하여 연결되어 상기 제1건조부로부터 슬러지를 전달받아 상기 슬러지를 일단에서 타단으로 이송하면서 2차로 건조하는 제2이송유로를 가지는 제2건조부와;
상기 제2건조부와 제3이송관에 의하여 연결되어 상기 제2건조부로부터 슬러지를 전달받아 일단에서 타단으로 이송하면서 탄화시켜 슬러지탄화물을 형성하는 탄화유로와, 슬러지가 무산소 상태에서 가열될 수 있도록 상기 탄화유로의 외주면에 설치되어 열풍이 흐르는 가열유로를 포함하는 탄화부와;
상기 탄화부에 연결된 배출관에 의하여 슬러지탄화물을 전달받는 배출호퍼와;
상기 제2건조부의 제2이송유로 및 상기 탄화부의 가열유로에 열풍을 공급하는 열풍공급부를 포함하며,
상기 열풍공급부에 의하여 상기 제2건조부에 공급되는 열풍은 슬러지의 이송방향과 반대방향으로 상기 제2건조부의 제2이송유로에 투입되고,
상기 제2건조부의 제2이송유로를 통과한 열풍은 제1열풍관에 의하여 슬러지의 이송방향과 반대방향으로 상기 제1건조부의 제1이송유로에 투입되고,
상기 제1건조부의 제1이송유로를 통과한 열풍은 제2열풍관에 의하여 상기 열풍공급부로 다시 전달되며,
상기 열풍공급부로부터 제3열풍관을 통하여 상기 탄화부의 가열유로에 전달된 열풍은 상기 탄화부의 탄화유로에서 이송되는 슬러지를 무산소 상태에서 탄화시키는 것을 특징으로 하는 슬러지 탄화시스템.An input hopper into which sludge is injected;
A first drying part connected to the inlet hopper and the first transport pipe and having a first transport passage for receiving sludge from the inlet hopper and transporting the sludge from one end to the other end;
A second drying part connected to the first drying part and a second conveying pipe, the second drying part having a second conveying flow path which receives the sludge from the first drying part and transfers the sludge from one end to the other end;
A carbonization flow path connected by the second drying unit and a third conveying pipe to receive sludge from the second drying unit and to transfer carbonized from one end to the other end to form a sludge carbide, so that the sludge can be heated in an anoxic state A carbonization part installed on an outer circumferential surface of the carbonization flow path and including a heating flow path through which hot air flows;
A discharge hopper receiving the sludge carbide by the discharge pipe connected to the carbonization part;
It includes a hot air supply for supplying hot air to the second flow path of the second drying unit and the heating flow path of the carbonization unit,
The hot air supplied to the second drying unit by the hot air supply unit is introduced into the second transfer passage of the second drying unit in a direction opposite to the conveying direction of the sludge,
The hot air passing through the second conveying flow path of the second drying part is introduced into the first conveying flow path of the first drying part in a direction opposite to the conveying direction of the sludge by the first hot air pipe.
The hot air passing through the first transport passage of the first drying unit is transferred back to the hot air supply unit by a second hot air pipe.
Sludge carbonization system characterized in that the hot air transmitted from the hot air supply unit to the heating flow path of the carbonization unit through the third hot air pipe carbonizes the sludge conveyed from the carbonization flow path of the carbonization unit in an oxygen-free state.
상기 탄화부의 가열유로를 통과한 열풍은 제4열풍관을 통하여 상기 제1건조부의 외주면에 설치되어 상기 제1건조부의 제1이송유로를 통과하는 슬러지를 간접 가열하는 간접가열유로로 투입되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탄화시스템.The method according to claim 1,
The hot air passing through the heating passage of the carbonization unit is installed on an outer circumferential surface of the first drying unit through a fourth hot air pipe and is introduced into an indirect heating passage for indirectly heating the sludge passing through the first transfer passage of the first drying unit. Sludge carbonization system.
상기 간접가열유로를 통과한 열풍은 상기 간접가열유로에 결합된 배출관로에 의하여 사이클론으로 전달되어 고체물질이 제거된 후 대기로 배출되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탄화시스템.The method according to claim 2,
The hot air passing through the indirect heating passage is delivered to the cyclone by a discharge pipe coupled to the indirect heating passage to remove the solid material and to discharge the sludge carbonization system.
상기 배출관로에는 열풍으로부터 폐열활용시스템으로의 열전달을 위한 열교환부가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 슬러지 탄화시스템.The method according to claim 1,
Sludge carbonization system characterized in that the heat pipe is further installed in the discharge pipe for heat transfer from the hot air to the waste heat utilization system.
상기 제2건조부에 연결된 제3이송관은 상기 제2건조부의 제2이송유로를 통과하면서 건조된 슬러지를 건조물호퍼로 배출하고,
상기 건조물호퍼에 저장되는 슬러지는 상기 탄화부로 전달하는 전달호퍼로 전달되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탄화시스템.The method according to claim 1,
The third transfer pipe connected to the second drying unit discharges the dried sludge to the drying hopper while passing through the second transfer passage of the second drying unit,
Sludge carbonization system, characterized in that the sludge stored in the building hopper is delivered to the transfer hopper to the carbonization unit.
상기 탄화부의 탄화유로의 최상층부에 가스배출관이 추가로 설치되며,
상기 가스배출관을 통하여 배출되는 배출가스는 상기 열풍공급부로 전달되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탄화시스템.The method according to claim 1,
A gas discharge pipe is additionally installed at the uppermost layer of the carbonization flow path of the carbonization part.
Sludge carbonization system characterized in that the exhaust gas discharged through the gas discharge pipe is delivered to the hot air supply.
상기 탄화부 및 상기 열풍공급부 사이에는 배출가스의 추출을 위한 배출가스를 응축시켜 액상의 부생연료를 추출하는 부생연료추출부가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 슬러지 탄화시스템.The method of claim 6,
Sludge carbonization system characterized in that the by-product fuel extraction unit for extracting the by-product fuel of the liquid by condensing the exhaust gas for the extraction of the exhaust gas between the carbonization unit and the hot air supply unit.
상기 콜드트랩 및 상기 열풍공급부 사이에는 배출가스의 이동을 위한 이송팬이 설치된 것을 특징으로 하는 슬러지 탄화시스템.The method of claim 6,
Sludge carbonization system, characterized in that between the cold trap and the hot air supply unit a transfer fan for the movement of the exhaust gas is installed.
상기 탄화부의 탄화유로의 최상층부에 가스배출관이 추가로 설치되며,
상기 가스배출관을 통하여 배출되는 배출가스는 배출가스를 응축시켜 액상의 부생연료를 추출하는 부생연료추출부를 통과한 후 상기 열풍공급부로 전달되는 것을 특징으로 하는 슬러지 탄화시스템.The method according to claim 1,
A gas discharge pipe is additionally installed at the uppermost layer of the carbonization flow path of the carbonization part.
Sludge carbonization system characterized in that the exhaust gas discharged through the gas discharge pipe passes through the by-product fuel extraction unit for condensing the exhaust gas to extract the by-product fuel of the liquid and then to the hot air supply unit.
상기 건조단계는 정화 후 수거된 슬러지를 탄화에 적당한 조건, 즉 수분이 8%wt~30%wt로 건조되는 것을 특징으로 하는 부생연료추출방법.The method of claim 10,
The drying step is a by-product fuel extraction method characterized in that the dried sludge collected after purification, suitable conditions for carbonization, that is, the moisture is dried to 8% wt ~ 30% wt.
상기 건조단계는 정화 후 수거된 슬러지를 함수율이 90%wt~50%wt로 건조하는 제1건조단계와, 제1건조단계에서 건조된 슬러지를 함수율이 8%wt~30%wt로 건조하는 제2건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부생연료추출방법.The method of claim 11,
The drying step comprises the first drying step of drying the sludge collected after purification to a water content of 90% wt ~ 50% wt, and the drying of the sludge dried in the first drying step to a water content of 8% wt ~ 30% wt By-product fuel extraction method comprising the two drying steps.
슬러지를 건조한 후, 건조된 슬러지를 탄화시켜 탄화물을 형성함과 아울러 슬러지의 탄화과정에서 발생하는 건류가스를 냉각하여 액상의 부생연료를 추출하는 것을 특징으로 하는 부생연료추출방법.As a by-product fuel extraction method for extracting by-product fuel using the carbonization system according to claim 1,
After drying the sludge, carbonated dried sludge to form a carbide, and by-product fuel extraction method characterized in that the liquid by-product fuel is extracted by cooling the dry gas generated in the carbonization process of the sludge.
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Legal Events
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A107 | Divisional application of patent | ||
WITN | Withdrawal due to no request for examination |