KR20140101099A - 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템 및 그 건조시스템을 이용한 건조방법 - Google Patents

유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템 및 그 건조시스템을 이용한 건조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템 및 그 건조시스템을 이용한 건조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소 배기가스를 이용하여 고함수 물질을 직접접촉 방식으로 건조하는 장치의 후단부에 유기 랭킨 사이클로 전력을 생산하는 터빈을 설치하고, 유기 랭킨 사이클의 기화기에서 응축된 수증기는 연소장치에 유입시켜 응축수로 재활용하는 한편, 온도가 떨어진 배기가스는 기존 희석용 공기 대신 사용되도록 함으로써 연소장치의 연료를 절감할 수 있도록 하여, 악취 및 유해가스 처리장치의 부하를 현저히 줄일 수 있는 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템 및 그 건조시스템을 이용한 건조방법에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명인 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템은, 고함수 물질 건조장치; 상기 고함수 물질 건조장치 후단부에 장착되는 1차 열교환기; 수증기의 잠열과 배기가스의 현열을 회수하는 상기 1차 열교환기에서 온도가 60~90℃로 배출되는 배기가스 일부를 건조용 연료 연소 배기가스 온도 조절용으로 고함수 물질 건조장치에 주입하는 희석 배기가스 주입장치; 배출되는 배기가스 중에 포함된 악취물질, 분진, 유해가스를 제거하는 악취 및 유해가스 처리장치; 상기 1차 열교환기의 하단부에 설치되되, 수증기가 응축되어 발생하는 응축수를 저장하는 응축수 탱크; 상기 응축수 탱크에 내장되어 연소장치로 유입되는 연소용공기와 1차 열교환기로부터 유입되는 응축수를 상호 열교환시키는 3차 열교환기; 터빈으로부터 유입되는 가스를 2차 액화(열교환)시키는 2차 열교환기; 상기 2차 열교환된 작동유체를 기화시키는 기화기; 기화된 상기 작동유체를 이용하여 전력을 생산하는 발전용 터빈; 상기 터빈에서 유입되어 2차 열교환된 작동유체를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 작동유체를 기화시키기 위하여 기화기로 압송하는 펌프를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조 방법은, 고함수 물질 건조장치(10)에서 배출되는 수증기의 함량은 10~70 중량%, 기타 이산화탄소, 질소 등의 배기가스 함량은 30~90 중량%이며, 온도는 105~200℃ 인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 고함수 물질 건조장치(10)에서 배출되어 1차 열교환기에서 방열되는 수증기는 응축되어 60~99℃의 응축수로 배출되어 3차열교환기에서 보일러 연소공기를 예열하는데 이용되며, 상기 고함수 물질 건조장치(10) 출구에서 배출되는 수증기와 배기가스에서 열을 회수하여 기화기(80)에서 사용하는 열매체는 물을 사용하는 것으로 하고, 고함수 물질 건조장치(10)에 이용되는 작동 유체는 수소불화탄소화합물(HFC-R245fa)인 것을 특징으로 한다.
이와 같이 이루어지는 본 발명은, 종래 생활폐기물 등 고함수 물질과 고온의 연소배기가스가 직접 접촉하여 건조하는 시스템에서는 외부로 배출되는 막대한 양의 수증기가 보유한 잠열과 포화 또는 불포화 배기가스의 현열을 거의 이용하지 못하는 문제점을 해결하는 효과를 가지고 있다.
또한, 본 발명은 에너지 소비가 큰 종래 건조 시스템에 비하여, 건조장치에서 120~150℃로 배출되는 수증기와 배기가스 혼합 기체에 유기 렌킨 사이클을 적용하여 여기서 발생되는 에너지(전기)를 얻는 효과도 있다.
이외에도 본 발명은, 처리 공정에서 발생하는 수증기 응축수의 열을 회수하여 보일러용 공기를 예열하고 수증기가 응축된 후 약 60~90℃ 정도인 배기가스를 건조장치용 연소장치의 연소 배기가스 온도 조절용으로 재사용할 수 있으므로, 외기를 이용하여 온도를 조절하는 종래장치와 비교하면, 배기가스의 현열을 이용할 수 있는 장점과 함께 전체 시스템의 열효율을 증가시키는 효과를 예상할 수 있다.

Description

유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템 및 그 건조시스템을 이용한 건조방법{DRYING SYSTEM FOR HIGH WATER CONTENT MATERIAL USING ORGAN RANKINE CYCLE AND DRYING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템 및 그 건조시스템을 이용한 건조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소 배기가스를 이용하여 고함수 물질을 직접접촉 방식으로 건조하는 장치의 후단부에 유기 랭킨 사이클로 전력을 생산하는 터빈을 설치하고, 유기 랭킨 사이클의 기화기에서 응축된 수증기는 연소장치에 유입시켜 응축수로 재활용하는 한편, 온도가 떨어진 배기가스는 기존 희석용 공기 대신 사용되도록 함으로써 연소장치의 연료를 절감할 수 있도록 하여, 악취 및 유해가스 처리장치의 부하를 현저히 줄일 수 있는 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템 및 그 건조시스템을 이용한 건조방법에 관한 것이다.
생활 폐기물로부터 수분을 제거하기 위한 종래기술로서, 건조효율을 개선시키기 위한 건조 배기가스 부분 순환 혼합식 열풍 건조 시스템 및 그 방법(공개특허공보 10-2010-0100137호)은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 고온의 열풍을 생성하기 위한 버너(1); 상기 버너(1)에서 생성되는 고온의 열풍을 이용하여 피건조물에서 수분을 제거하기 위한 열풍 건조기(2); 상기 열풍 건조기(2)에서 배출되는 열풍 건조 배기가스를 순환시키기 위한 순환 유인 송풍기(3); 및 상기 순환 유인 송풍기(3)에 의하여 유입되는 순환 건조 배기가스와 상기 버너(1)에서 생성되는 열풍을 혼합하여 상기 열풍 건조기(2)에 공급하기 위한 열풍 혼합조(4) 를 포함하여 구성되고, 건조방법은 청구항 4에 기재되어 있는 바와 같이, 회전식 열풍 건조기에서 배출되는 건조 배기가스의 일부를 상기 회전식 열풍 건조기(2)에 연결되는 건조 배기가스 순환량 조절 밸브(5) 및 순환 유인 송풍기(3)에 의하여 회수한 다음, 버너(1)로부터 공급되는 고온의 열풍과 열풍 혼합조(4)에서 혼합하여 상기 회전식 열풍 건조기(2)에 공급하도록 하는 단계를 채택하고 있다.
그러나, 위와 같은 종래 고함수 물질을 직접 접촉방법에 의하여 건조시 사용하는 화석연료의 연소배기가스는 1,000~1,300℃ 정도의 고온이므로, 기존 건조장치에서는 외부의 상온 공기로 희석하여 200~800℃ 정도로 냉각하여 건조장치내에서 고함수 물질과 직접 접촉시켜 건조한다.
이 경우 건조물질은 하단에서 외부로 이송하고, 고함수 물질에서 증발된 수증기와 온도가 떨어진 포화 또는 불포화 연소배기가스는 외부로 함께 배출된다.
이 때 고함수 물질을 건조시킨 수증기와 포화 또는 불포화 연소 배기가스 온도는 100~200℃ 인 상태로 장치의 후단에 별도로 구비된 악취제거 시설이나 분진 및 유해가스 처리시스템으로 유입되어 최종 처리 후 대기로 배출되므로, 막대한 수증기 잠열과 연소배기가스의 현열이 재이용되지 못하고 버려지며, 또한 건조물질도 온도가 105~200℃ 정도로 가열된 상태로 저장소로 이송하므로 열에너지 효율이 크게 저하되는 문제점을 가지고 있다.
따라서 본 발명은 위와 같은 종래 열풍건조 시스템이 가지고 있는 문제점들을 해결함과 아울러, 건조장치에서 외부로 배출되어 버려지는 폐열을 최대한 회수하여 재활용하는 것을 주요 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명인 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템은, 고함수 물질 건조장치와; 상기 고함수 물질 건조장치 후단부 장착되는 1차 열교환기와; 상기 1차 열교환기에서 온도가 60~90℃로 배출되는 배기가스 일부를 건조용 연료 연소 배기가스 온도 조절용으로 건조장치에 주입하는 희석 배기가스 주입장치와; 상기 1차 열교환기에서 수증기의 잠열과 배기가스의 열이 회수되어 배출되는 배기가스에 포함된 악취물질, 분진, 유해가스를 제거하는 악취 및 유해가스 처리장치가 구비된다.
또한, 상기 1차 열교환기 하단에는 수증기가 응축되어 발생하는 응축수를 저장하는 응축수 탱크와; 응축수의 잠열을 회수하여 연소용 공기를 예열하는 3차 열교환기와; 작동유체를 기화시키는 증발기와; 기화된 작동유체를 이용한 발전용 터빈과; 작동유체를 응축시키는 응축기와; 작동유체를 유동시키는 펌프를 포함하는 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템으로 이루어지도록 한다.
이때, 상기 고함수 물질 건조장치에서 배출되는 수증기의 함량은 10~70 중량%, 기타 이산화탄소, 질소 등의 배기가스 함량은 30~90 중량%이며, 온도는 105~200℃가 되도록 한다.
또한, 상기 고함수 물질 건조장치에서 배출되어 1차 열교환기에서 열을 잃어버리면 수증기는 모두 응축되어 60~99℃ 정도의 응축수로 배출되어 3차열교환기에서 보일러 연소공기를 예열하는데 이용되도록 하고, 온도가 70℃ 이하로 냉각된 배기가스는 건조과정에서 발생하는 각종 악취물질과 분진, 유해가스를 처리하는 장치로 직접 유입되도록 함으로써, 종래 장치에서 배기가스 온도를 70℃ 이하로 떨어뜨리기 위해 별도의 냉각장치를 구동해야하는 문제점이 해결되도록 한다.
그리고, 건조장치 출구에서 배출되는 수증기와 배기가스에서 열을 회수하여 유기 랭킨 사이클의 증발기에서 사용하는 열매체는, 안정성과 가격면에서 장점을 가지고 있는 물을 사용하되, 유기 랭킨 사이클의 작동 유체는 수소불화탄소화합물(HFC-R245fa)을 사용한다.
한편 터빈을 이용한 전력 생산은, 고함수 물질과 고온의 연소배기가스가 직접 접촉방식으로 건조하는 고함수 물질 건조장치에서 배출되는 105~200℃의 수증기 잠열과 포화 또는 불포화 배기가스 현열을 효과적으로 이용하기 위하여, 고함수 물질 건조장치의 후단부에 물을 이용한 간접방식의 1차 열교환기에서 수증기 잠열과 포화 또는 불포화 배기가스의 현열이 회수되도록 하되, 회수된 열(잠열 및 현열)을 유기 랭킨 사이클의 기화기에 설치되는 간접방식의 2차 열교환기로 공급하여, 사이클 작동유체를 기화시켜 기상의 유기 열매체로 터빈을 구동하여 전력이 생산되는 시스템이 되도록 한다.
이때, 60~99℃ 정도의 응축수는 연소장치로 공급하여 유입되는 연소용 공기를 예열하는데 재사용하고, 1차 열교환기에서 열교환 후 온도가 60~90℃로 냉각된 배기가스는, 고함수 물질을 건조하기 위해 온도를 200~800℃ 조절하기 위해 기존 장치에서는 외부 공기를 희석용으로 사용하는 것을 대체하여 화석연료 소비를 저감할 수 있는 시스템이 되도록 한다.
또한 본 발명은, 수증기 잠열과 배기가스의 현열을 유기랭킨 사이클의 기화기에 공급하는 과정에서 수증기가 모두 60~99℃ 정도의 응축수로 변환되므로, 이 열은 고함수 물질 건조용 배기가스를 생산하는 연소장치의 연소공기를 예열하는데 사용된다.
이와 같이 이루어지는 본 발명은, 종래 생활폐기물 등 고함수 물질을 고온의 연소배기가스와 직접 접촉시켜 건조하는 시스템에서는, 외부로 배출되는 막대한 양의 수증기가 보유한 잠열과 포화 또는 불포화 배기가스의 현열을 거의 이용하지 못하는 문제점을 해결하는 효과를 가지고 있다.
또한, 본 발명은 에너지 소비가 큰 종래 건조 시스템에 비하여, 건조장치에서 120~150℃로 배출되는 수증기와 배기가스 혼합 기체에 유기 랭킨 사이클을 적용하여 여기서 발생되는 에너지(전기)를 얻는 효과도 있다.
이외에도 본 발명은, 처리 공정에서 발생하는 응축수의 잠열을 회수하여 보일러용 공기를 예열하고 수증기가 응축된 후 약 60~90℃ 정도인 배기가스를 연소장치의 연소 배기가스 온도 조절용으로 재사용할 수 있으므로, 외기를 이용하여 온도를 조절하는 종래장치와 비교하면, 수증기의 잠열과 배기가스의 현열을 이용할 수 있는 장점과 함께 전체 시스템의 열효율을 크게 향상시키는 효과를 예상할 수 있다.
도 1은 종래 건조 배기가스 부분 순환 혼합식 열풍 건조 시스템 및 그 방법에 관한 장치구성도이고,
도 2는 본 발명인 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템 및 그 장치에 관한 개략도이며,
도 3은 본 발명인 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템을 이용하는 방법에 관한 흐름도이다.
본 발명인 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템 및 그 건조시스템을 이용한 건조방법을 첨부된 도면에 의하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 종래 기술사상과 동일한 기술구성에 대해서는 동일명칭을 그대로 부여하여 설명한다.
본 발명인 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템은, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템에 있어서,
상기 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템은, 고함수 물질 건조장치(10); 상기 고함수 물질 건조장치(10)후단부에 장착되는 1차 열교환기(20); 수증기의 잠열과 배기가스의 현열을 회수하는 상기 1차 열교환기(20)에서 온도가 60~90℃로 배출되는 배기가스 일부를 건조용 연료 연소 배기가스 온도 조절용으로 고함수 물질 건조장치(10)에 주입하는 희석 배기가스 주입장치(30); 배출되는 배기가스 중에 포함된 악취물질, 분진, 유해가스를 제거하는 악취 및 유해가스 처리장치(40); 상기 1차 열교환기(20)의 하단부에 설치되되, 수증기가 응축되어 발생하는 응축수를 저장하는 응축수 탱크(50); 상기 응축수 탱크(50)에 내장되어 연소장치로 유입되는 연소용공기와 1차 열교환기(20)로부터 유입되는 응축수를 상호 열교환시키는 3차 열교환기(60); 터빈(90)으로부터 유입되는 가스를 액화(2차 열교환 냉각)시키는 2차 열교환기(70); 상기 2차 열교환된 작동유체를 기화시키는 기화기(80); 기화된 상기 작동유체를 이용하여 전력을 생산하는 발전용 터빈(90); 상기 터빈(90)에서 유입되어 2차 열교환된 작동유체를 응축시키는 응축기(91); 상기 응축기(91)에서 응축된 작동유체를 기화시키기 위하여 기화기(80)로 압송하는 펌프(92)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조 방법은, 고함수 물질 건조장치(10)에서 배출되는 수증기의 함량은 10~70 중량%, 기타 이산화탄소, 질소 등의 배기가스 함량은 30~90 중량%이며, 온도는 105~200℃ 인 것을 특징으로 한다.
이는, 고함수 물질 건조장치에서 배출되는 수증기와 질소 등의 배기가스 함량이 위 범위보다 적을 때는 1차 열교환량의 저하로 인하여 악취 및 유해가스 처리량이 저하되는 문제점이 있고, 반대로 위 범위를 초과하는 경우에는 악취 및 유해가스 처리효율이 증가하는 장점은 있으나, 건조장치의 규모가 커져서 초기 투자비 및 유지관리비가 상승하는 문제점이 있다.
그리고, 배기가스의 온도를 위 범위보다 작게 하는 경우에는 소요되는 연료를 감소시키는 효과는 있으나, 1, 2차 열교환 효율이 저하되는 문제점이 있다.
반대로 배기가스의 온도를 위 범위보다 크게 하는 경우에는 1, 2차 열교환 효율이 상승되는 이점은 있으나, 장치가 커지고 투입되는 연료량이 증가하는 문제점을 가지고 있다.
한편, 상기 고함수 물질 건조장치(10)에서 150℃로 배출되어 1차 열교환기(20)에서 열 교환 후 60~99℃의 응축수로 액화되어 회수되는 수증기는, 3차열교환기(60)에서 보일러 연소공기를 예열하는데 재이용되는 것으로 한다.
이때 고함수 물질 건조장치(10) 출구에서 배출되는 수증기와 배기가스에서 열을 회수하기 위하여 기화기(80)에서 사용하는 열매체는, 안정성과 가격면에서 타 열매체에 비하여 우수한 물을 사용하는 것으로 한다.
그리고, 상기 고함수 물질 건조장치(10)에 이용되는 작동 유체는 유기 랭킨 사이클에서 열효율이 우수한 수소불화탄소화합물(HFC-R245fa)로 한다.
본 발명인 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템을 이용한 건조방법은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 먼저 유기물 슬러지 등의 고함수 물질을 고함수 물질 건조장치(10)에 투입하는 단계로부터 시작되며, 상기 고함수 물질 건조장치(10) 출구에서 배출되는 수증기와 배기가스는, 1차 열교환기(20) 및 기화기(80)를 통하여 열교환 및 기화시키는 유기 랭킨 사이클이 적용되는 것으로 한다.
이를 보다 구체적으로 단계별로 설명하면, 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 중 고함수 물질 건조장치(10)에서 발생되는 연소가스는, 고함수 물질을 상기 고함수 물질 건조장치(10)에 투입하는 단계와; 상기 고함수 물질 건조장치(10)에 투입된 고함수 물질을 150℃로 가열하는 단계와; 150℃로 배출되는 연소배기가스를 1차 열교환기(20)에서 90℃로 냉각(열교환)시키는 단계와; 90℃로 냉각된 고형물과 악취 및 유해가스를 악취 및 유해가스 처리장치(40)를 통하여 외부로 배출되도록 함과 동시에; 희석 배기가스 주입장치(30)로 유입되도록 하는 단계와; 희석배기가스 주입장치(30)로부터 배출되는 배기가스를 건조장치(10)로 재 유입시키는 단계로 이루어진다.
따라서, 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 중 고함수 물질 건조장치(10)에서 발생되는 고형물은, 고함수 물질을 고함수 물질 건조장치(10)에 투입하는 단계와; 고함수 물질 건조장치(10)에 투입된 고함수 물질을 150℃로 가열하는 단계와; 150℃로 가열된 연소배기가스를 1차 열교환기에서 90℃로 냉각시키는 단계와; 90℃로 냉각된 악취 및 유해가스처리 중 발생되는 고형물을 악취 및 유해가스 처리장치(40)를 통하여 외부로 배출되는 단계로 이루어지게 된다.
그리고, 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 중 건조장치(10)에서 발생되는 연소가스의 처리는, 고함수 물질을 고함수 물질 건조장치(10)에 투입하는 단계와; 상기 고함수 물질 건조장치(10)에 투입된 고함수 물질을 150℃로 가열하는 단계와; 150℃로 가열된 연소배기가스를 1차 열교환기(20)에서 90℃로 냉각시키는 단계와; 90℃로 냉각된 고함수 물질 중 1차 열교환기(20)에서 냉각된 배기가스를 희석 배기가스 주입장치(30)로 유입되도록 하는 단계와; 희석배기가스 주입장치(30)로부터 배출되는 배기가스를 고함수 물질 건조장치(10)로 재 유입시키는 단계로 이루어진다.
한편, 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질의 연소가스열을 이용하여 발전하는 단계는, 고함수 물질을 고함수 물질 건조장치(10)에 투입하는 단계와; 고함수 물질 건조장치(10)에 투입된 고함수 물질을 150℃로 가열하는 단계와; 연소배기가스와 응축기(91)로부터 보내지는 작동유체를 1차 열교환기(20)에서 열교환 시킴과 동시에, 상기 1차 열교환기(20)에 내장된 기화기(80)에 의하여 작동유체를 기화시키는 단계와; 기화된 가스가 터빈(90)에 유입되는 단계와; 터빈(90)에서 배출되는 가스를 2차 열교환시키는 단계와; 응축기(91)내에서 2차 열교환되어 액화된 가스(응축수)를 펌프(92)를 가동하여 기화기(80)로 공급하여 재순환 시키는 단계로 이루어진다.
이와 같이 이루어지는 본 발명은, 종래 생활폐기물 등 고함수 물질과 고온의 연소배기가스가 직접 접촉하여 건조하는 시스템에서는 외부로 배출되는 막대한 양의 수증기가 보유한 잠열과 포화 또는 불포화 배기가스의 현열을 거의 이용하지 못하는 문제점을 해결하는 효과를 가지고 있다.
또한, 본 발명은 에너지 소비가 큰 종래 건조 시스템에 비하여, 고함수 물질 건조장치에서 120~150℃로 배출되는 수증기와 배기가스 혼합 기체에 유기 랭킨 사이클을 적용하여 여기서 발생되는 에너지(전기)를 얻는 효과도 기대할 수 있다.
이외에도 본 발명은, 처리 공정에서 발생하는 응축수의 잠열을 회수하여 보일러용 연소공기를 예열하고, 수증기가 응축된 후 약 60~90℃ 정도인 배기가스를 연소장치의 연소 배기가스 온도 조절용으로 재사용할 수 있으므로, 외기를 이용하여 온도를 조절하는 종래장치와 비교하면, 수증기의 잠열과 배기가스의 현열을 이용할 수 있는 장점과 함께 전체 시스템의 열효율을 증가시키는 효과를 예상할 수 있다.
본 발명인 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템 및 그 건조방법을 이용한 건조방법은, 도시하고 설명한 것 이외에 다양하게 변형실시가 가능한 것으로 본 발명의 목적범위를 일탈하지 않는 한, 변형 예들은 모두 본 발명의 권리범위에 포함되어 해석되어야 한다.
예를 들면 본 발명은 유기물 슬러지 등의 생활폐기물의 건조에만 한정하지 않고 고함수 산업용폐기물에도 적용됨은 물론, 에너지를 소비하고 회수하는 모든 분야에 적용될 수 있다.
10; 고함수 물질 건조장치 20; 1차 열교환기
30; 회석 배기가스 주입장치 40; 악취 및 유해가스 처리장치
50; 응축수 탱크 60; 3차 열교환기 70; 2차 열교환기
80; 기화기 90; 터빈 91; 응축기 92; 펌프

Claims (8)

  1. 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템에 있어서,
    상기 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템은, 고함수 물질 건조장치(10); 상기 고함수 물질 건조장치(10)후단부에 장착되는 1차 열교환기(20); 수증기의 잠열과 배기가스의 현열을 회수하는 상기 1차 열교환기(20)에서 온도가 60~90℃로 배출되는 배기가스 일부를 건조용 연료 연소 배기가스 온도 조절용으로 고함수 물질 건조장치(10)에 주입하는 희석 배기가스 주입장치(30); 배출되는 배기가스 중에 포함된 악취물질, 분진, 유해가스를 제거하는 악취 및 유해가스 처리장치(40); 상기 1차 열교환기(20)의 하단부에 설치되되, 수증기가 응축되어 발생하는 응축수를 저장하는 응축수 탱크(50); 상기 응축수 탱크(50)에 내장되어 연소장치로 유입되는 연소용공기와 1차 열교환기(20)로부터 유입되는 응축수를 상호 열교환시키는 3차 열교환기(60); 터빈(90)으로부터 유입되는 가스를 액화(2차 열교환 냉각)시키는 2차 열교환기(70); 상기 2차 열교환된 작동유체를 기화시키는 기화기(80); 기화된 상기 작동유체를 이용하여 전력을 생산하는 발전용 터빈(90); 상기 터빈(90)에서 유입되어 2차 열교환된 작동유체를 응축시키는 응축기(91); 상기 응축기(91)에서 응축된 작동유체를 기화시키기 위하여 기화기(80)로 압송하는 펌프(92)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조시스템.
  2. 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조 방법은,
    고함수 물질 건조장치(10)에서 배출되는 수증기의 함량은 10~70 중량%, 이산화탄소, 질소의 배기가스 함량은 30~90 중량%이며, 온도는 105~200℃ 인 것을 특징으로 하는 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조 방법.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 고함수 물질 건조장치(10)에서 150℃로 배출되어 1차 열교환기(20)에서 열 교환 후 60~99℃의 응축수로 액화되어 회수되는 수증기는, 3차열교환기(60)에서 보일러 연소공기를 예열하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조 방법.
  4. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고함수 물질 건조장치(10)의 출구에서 배출되는 수증기와 배기가스로부터 열을 회수하기 위하여 기화기(80)에서 사용하는 열매체는, 물을 사용하도록 하는 것을 특징으로 하는 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조 방법.
  5. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고함수 물질 건조장치(10)에 이용되는 작동 유체는 수소불화탄소화합물(HFC-R245fa)인 것을 특징으로 하는 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조 방법.
  6. 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질중 건조장치(10)에서 발생되는 연소가스는,
    고함수 물질을 고함수 물질 건조장치(10)에 투입하는 단계와;
    상기 고함수 물질 건조장치(10)에 투입된 고함수 물질을 150℃로 가열하는 단계와;
    150℃로 가열된 연소배기가스를 1차 열교환기(20)에서 90℃로 냉각시키는 단계와;
    90℃로 냉각된 고함수 물질 중 1차 열교환기(20)에서 냉각된 배기가스는 희석 배기가스 주입장치(30)로 유입되도록 하는 단계와;
    희석배기가스 주입장치(30)로부터 배출되는 배기가스를 고함수 물질 건조장치(10)로 재 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조 방법.
  7. 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 중 고함수 물질 건조장치(10)에서 발생되는 고형물은,
    고함수 물질을 고함수 물질 건조장치(10)에 투입하는 단계와;
    상기 고함수 물질 건조장치(10)에 투입된 고함수 물질을 150℃로 가열하는 단계와;
    150℃로 가열된 연소배기가스를 1차 열교환기(20)에서 90℃로 냉각시키는 단계와;
    90℃로 냉각된 악취 및 유해가스처리 중 발생되는 고형물을 유해가스 처리장치(40)를 통하여 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조 방법.
  8. 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질의 연소가스열을 이용하여 발전하는 방법은,
    고함수 물질을 고함수 물질 건조장치(10)에 투입하는 단계와;
    고함수 물질 건조장치(10)에 투입된 고함수 물질을 150℃로 가열하는 단계와;
    상기 연소배기가스와 응축기(91)로부터 보내지는 작동유체를 1차 열교환기(20)에서 열교환 시킴과 동시에 상기 1차 열교환기(20)에 내장된 기화기(80)에 의하여 상기 작동유체를 기화시키는 단계와;
    기화된 가스가 터빈(90)에 유입되는 단계와; 터빈(90)에서 배출되는 가스를 2차 열교환시키는 단계와;
    응축기(91)내에서 2차 열교환되어 액화된 가스(응축수)를 펌프(92)를 가동하여 기화기(80)로 압입하여 재순환 시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 랭킨 사이클을 이용한 고함수 물질 건조 방법.














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