KR20160097544A - 슬러지 건조장치 - Google Patents

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Abstract

슬러지 건조장치를 개시한다. 일 실시예에 의한 슬러지 건조장치는, 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시키는 1차 슬러지 이송수단이 구비되며, 내부에 열풍을 유동시켜서 상기 1차 슬러지 이송수단을 따라 이송되는 슬러지를 건조시키는 1차 건조부; 상기 1차 건조부에서 1차적으로 건조된 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시키는 2차 슬러지 이송수단이 구비되며, 내부에 과열증기를 유동시켜서 슬러지를 건조시키는 2차 건조부; 및 상기 2차 건조부에서 배출되는 잉여증기와 외부 공기가 유입되고, 유입된 잉여증기와 외부 공기 사이의 열교환이 발생되는 열교환부를 포함하고, 상기 열교환부에 유입된 외부 공기는 상기 잉여 증기에 의하여 가열되어 열풍으로 변환되고, 변환된 열풍은 상기 1차 건조부 내부로 공급되어 상기 1차 건조부 내부의 슬러지를 건조시킬 수 있다.

Description

슬러지 건조장치{SLUDGE DRYING APPARATUS}
본 발명은 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건조 과정에서 발생하는 잉여증기에 의하여 저온의 대기 공기를 가온시켜 슬러지를 100℃ 미만에서 저온 건조함으로써 고온 건조에서 발생하는 악취 발생을 억제하고, 건조 과정에서 배출되는 잉여증기의 에너지를 회수하여 에너지 소비를 줄일 수 있는 슬러지 건조장치에 관한 것이다.
최근에는 경제발전, 인구증가 및 생활수준의 향상 등 여러가지 이유로 인하여 생활하수나 공업폐수의 발생이 증가하고 있으며, 이로 인하여 주요 하천 및 강의 수질 오염을 방지하기 위한 기초시설인 하수 및 폐수 처리시설이 불가피하게 증가하고 있으며, 부수적으로 발생되는 하수 및 폐수 슬러지의 양도 증가하고 있다.
슬러지는 정수 또는 폐수 처리와 같은 수처리 과정에서 발생하는 부산물로, 액체로부터 분리되어 침전된 찌꺼기를 말하며, 90% 이상의 많은 수분을 함유하고 있다. 일부 슬러지는 유용한 영양물질과 유기물질을 포함하고 있어 자원으로서의 가치가 있으나, 대부분의 슬러지는 부패성, 병원성이 있고, 유해물질을 함유하여 잠재적인 위험성이 존재하므로 안전한 처리가 중요하다. 그러나, 슬러지 처리 소요 비용이 막대하고, 처리기술개발이 부족한 실정이며, 처리에 따른 안전성 여부 등의 어려움으로 인하여 슬러지 감량화를 적극적으로 추진하지 못하고 있다.
종래에는 열풍을 슬러지와 접촉시켜 슬러지를 건조하는 직접가열방식을 주로 이용하였으며, 이러한 직접가열방식의 건조장치는 구조가 단순하여 설비비가 낮고 대용량처리가 가능한 장점이 있으나 유해가스가 배출되는 문제점이 있었고, 악취와 분진이 많이 발생하며 이에 따른 분진폭발과 화재위험이 크고 후단 대기배출시설이 커지는 문제점이 있었다.
또한, 슬러지의 함수율이 약 50~60%인 경우에는 슬러지의 표면이 빠르게 고화되어 건조 속도가 느려지므로 건조를 위한 많은 시간과 에너지가 소비되는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 슬러지의 건조 과정에서 발생되는 잉여증기의 에너지를 회수하여 재사용함으로써 슬러지를 건조시키기 위한 과도한 에너지 소비를 감소시킬 수 있고, 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 슬러지 건조장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 슬러지를 건조시키기 위한 건조 매체로 과열 증기를 이용함으로써 고온 건조 과정에서 발생하는 건조물의 열화 방지 및 화재 방지가 가능한 슬러지 건조장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 슬러지가 함유하고 있는 수분의 상당 부분을 100℃ 미만에서 저온 건조함으로써 고온 건조에서 발생하는 악취 발생을 억제할 수 있는 슬러지 건조장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 건조장치는, 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시키는 1차 슬러지 이송수단이 구비되며, 내부에 열풍을 유동시켜서 상기 1차 슬러지 이송수단을 따라 이송되는 슬러지를 건조시키는 1차 건조부; 상기 1차 건조부에서 1차적으로 건조된 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시키는 2차 슬러지 이송수단이 구비되며, 내부에 과열증기를 유동시켜서 슬러지를 건조시키는 2차 건조부; 및 상기 2차 건조부에서 배출되는 잉여증기와 외부 공기가 유입되고, 유입된 잉여증기와 외부 공기 사이의 열교환이 발생되는 열교환부; 를 포함하고, 상기 열교환부에 유입된 외부 공기는 상기 잉여 증기에 의하여 가열되어 열풍으로 변환되고, 변환된 열풍은 상기 1차 건조부 내부로 공급되어 상기 1차 건조부 내부의 슬러지를 건조시킬 수 있다.
또한, 슬러지를 과립화(granulation)하고, 과립화된 슬러지를 상기 1차 건조부에 공급하는 슬러지 공급부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 1차 건조부에 공급되는 열풍과 상기 열교환부에 공급되는 외부 공기의 온도차는 50℃ 이내이고, 상기 1차 건조부 내부에서 유동되는 열풍의 온도는 100℃ 미만인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 1차 건조부 내부를 유동하는 열풍은 아래에서 위로 유동하거나, 위에서 아래로 유동하며, 상기 1차 슬러지 이송수단은 수직 방향으로 다단으로 배치된 컨베이어 벨트일 수 있다.
또한, 상기 2차 건조부에서 배출되는 잉여증기 가운데 일부는 상기 열교환부로 유입되고, 다른 일부는 히터로 유입되며, 상기 히터로 유입된 잉여증기는 과열 증기로 변환하여 다시 상기 2차 건조부로 유입될 수 있다.
또한, 상기 2차 건조부 내부의 증기압을 측정하는 압력센서와, 상기 압력센서에 의하여 측정된 증기압 측정값에 따라 상기 열교환부로 유입되는 잉여증기의 양을 조절하는 컨트롤 밸브가 더 포함되며, 상기 압력센서에 의해 측정된 증기압이 기설정된 압력 이상이면, 상기 컨트롤 밸브가 개방되어 잉여증기 가운데 일부가 기설정된 양만큼 상기 열교환부로 공급될 수 있다.
또한, 상기 열교환부에서 잉여증기와 대기의 열교환 과정에서 발생하는 응축수는 상기 슬러지 공급부로 유입되는 슬러지의 현열을 상승시키고, 상기 슬러지 공급부의 일 측에는, 상기 슬러지 공급부로 유입되는 슬러지의 현열을 상승시킨 후 온도가 낮아진 응축수가 배출되는 응축수 배출부가 구비될 수 있다.
또한, 상기 2차 건조부의 내부에는, 상기 2차 건조부로 유입된 슬러지와 직접 접촉하여 슬러지를 가열하는 핫 플레이트가 구비될 수 있다.
또한, 상기 2차 건조부에는 유입된 슬러지와 고온의 과열증기 사이 또는 슬러지와 상기 핫 플레이트 사이의 열전달을 원활하게 하기 위한 교반기가 구비될 수 있다.
또한, 상기 2차 건조부에는 슬러지에 포함된 유기물의 세포벽을 파괴하기 위하여 슬러지에 마이크로파를 조사하는 마이크로파 조사부가 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
또한, 상기 마이크로파 조사부는 다수개 구비되고, 각각의 마이크로파 조사부 사이에는 반사되는 마이크로파를 차폐하는 칸막이가 구비될 수 있다.
또한, 상기 2차 슬러지 이송수단의 상부에는, 상기 마이크로파 조사부에서 조사되는 마이크로파가 상기 2차 슬러지 이송수단에 의해 반사되는 것을 방지하는 마이크로파 흡수 물질이 도포될 수 있다.
또한, 상기 마이크로파 조사부의 단부에는 상기 마이크로파 조사부의 내부로 수증기가 유입되는 것을 막기 위하여 테프론 또는 운모 재질의 마개가 구비될 수 있다.
또한, 상기 슬러지 공급부의 전단에는, 전자기장에 의하여 슬러지에 포함된 유기물의 세포벽을 파괴하고, 슬러지의 현열을 상승시키며, 슬러지 내부의 수분을 제거하는 살균장치(PEF)가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬러지 건조장치는, 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시키는 1차 슬러지 이송수단이 구비되며, 내부에 과열 증기를 유동시켜서 상기 1차 슬러지 이송수단을 따라 이송되는 슬러지를 건조시키는 1차 건조부; 상기 1차 건조부에서 1차적으로 건조된 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시키는 2차 슬러지 이송수단이 구비되며, 내부에 열풍을 유동시켜서 슬러지를 건조시키는 2차 건조부; 및 상기 1차 건조부에서 배출되는 잉여증기와 외부 공기가 유입되고, 유입된 잉여증기와 외부 공기 사이의 열교환이 발생되는 열교환부; 를 포함하고, 상기 열교환부에 유입된 외부 공기는 상기 잉여 증기에 의하여 가열되어 열풍으로 변환되고, 변환된 열풍은 상기 2차 건조부 내부로 공급되어 상기 2차 건조부 내부의 슬러지를 건조시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬러지 건조장치는 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시키는 슬러지 이송수단이 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 슬러지 이송수단을 따라 이동하는 슬러지 주변에 100℃ 미만의 열풍을 공급하여 건조시키는 저온 건조부; 상기 저온 건조부에서 1차적으로 건조된 슬러지가 유입되고, 고온의 증기를 슬러지에 분사시키는 제트 스팀부를 이용하여 유입된 슬러지를 건조시키는 킬른건조부; 및 상기 킬른건조부에서 배출되는 잉여증기와 외부 공기가 유입되고, 유입된 잉여증기와 외부 공기 사이의 열교환이 발생되는 열교환부; 를 포함하고, 상기 열교환부에 유입된 외부 공기는 상기 잉여 증기에 의하여 가열되어 열풍으로 변환되고, 변환된 열풍은 상기 저온건조부로 공급되어 상기 저온건조부 내부의 슬러지를 건조시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 고함수율의 슬러지를 그대로 과립화함으로써 건조된 슬러지와의 혼합을 위한 이송시설 및 혼합으로 인한 대용량의 설비가 필요 없어 설비 규모가 작아지는 장점이 있다.
또한, 고함수율에서 과립화 후 저온건조를 함으로 기존 건조기에서 발생하는 고온건조에 의한 젤라틴화에 의한 괴상변화로 발생하는 건조속도 저하를 회피할 수 있으며 표면적을 향상시킴으로 건조속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 저온열풍건조기술과 과열증기건조기술 및 마이크로파 조사부를 통한 복합 가열로 설비규모 및 에너지 소비를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 슬러지 건조 후의 건조물 소각 및 발전 시스템과의 연계를 통하여 건조 과정에서 발생하는 잉여에너지를 통한 에너지 회수가 가능한 장점이 있다.
또한 저함수율 구간에서 빈번히 발생하는 과열로 인한 화재 및 분진으로 인한 폭발사고를 과열증기를 통한 무공기 저산소 건조로 위험을 예방할 수 있는 장점이 있다.
또한, 저온건조방식을 이용하므로 고온건조에서 발생할 수 있는 악취 문제를 해결할 수 있다.
또한, 과열증기건조를 통해 배출된 증기를 저온건조에 필요한 에너지로 열교환하여 전량 응축수로 배출할 수 있으므로 친환경적인 건조 기술로 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 2차 건조부를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 전체적인 시스템을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 마이크로파 조사부의 일부를 확대 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치를 이용한 슬러지 건조 과정을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 1차 건조부와 2차 건조부의 순서를 변경하여 슬러지를 건조시키는 과정을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 슬러지 건조장치에 마이크로파 조사부 대신 살균장치(PEF)를 이용하여 슬러지를 전처리하는 형태를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 슬러지 건조장치에 히터 대신 다른 열원을 이용하여 2차 건조부로 유입되는 증기를 가열시키는 형태를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 2차 건조부에 유동층 건조장치 대신 킬른 건조장치가 구비되는 형태를 개략적으로 도시하는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 2차건조부를 도시하는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 전체적인 시스템을 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 마이크로파 조사부의 일부를 확대 도시하는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치를 이용한 슬러지 건조 과정을 개략적으로 도시하는 도면이며, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 1차 건조부와 2차 건조부의 순서를 변경하여 슬러지를 건조시키는 과정을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 슬러지 건조장치(1)는 슬러지 공급부(10), 1차 건조부(20), 2차 건조부(30), 열교환부(40)를 포함할 수 있다.
슬러지 공급부(10)에는 하수 슬러지, 제지, 주정, 음식물 등을 포함하는 산업슬러지 또는 축산 분뇨 등을 포함하는 축산슬러지가 공급될 수 있다. 슬러지 공급부(10)로 공급되는 슬러지는 80% 이상의 고함수율이며, 여러 미생물에 의하여 생분해가 진행되고 있어 일반적인 건조가 어렵다.
슬러지 공급부(10)로 공급되는 슬러지는 과립화하는 공정을 거쳐 유입될 수 있다. 과립화 공정은, 슬러지를 건조시키기 용이한 크기로 가공하는 공정이며, 건조 효율을 향상시키기 위하여 슬러지를 가늘고 긴 원기둥 모양으로 투입함으로써 건조되는 표면적을 넓힐 수 있다. 과립화 공정을 거쳐 슬러지 건조장치(1)로 유입되는 슬러지는 함수율 10% 이하로 건조되어 저위 발열량이 최대로 될 수 있고, 과립화 공정을 거쳐 건조된 슬러지를 연소시켜 일부 열량을 건조 열로 공급하여 보조연료를 사용하지 않아도 되는 장점이 있다.
1차 건조부(20)는 슬러지 공급부(10)에서 공급되는 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시킬 수 있다.
1차 건조부(20)의 상단 일 측에는, 슬러지 공급부(10)로부터 공급되는 슬러지가 1차 건조부(20)의 내부로 유입되는 통로인 제1 슬러지 유입구(210)가 형성될 수 있고, 1차 건조부(20)의 하단 일 측에는 1차 슬러지 이송수단(230)을 따라 이동되어 건조된 슬러지가 배출되는 제1 슬러지 배출구(220)가 형성될 수 있다.
1차 건조부(20)의 내부에는 유입된 슬러지를 이송시키는 1차 슬러지 이송수단(230)이 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 1차 슬러지 이송수단(230)은 적어도 메쉬 컨베이어 또는 진동 컨베이어로 구비될 수 있고, 상기 메쉬 컨베이어 또는 상기 진동 컨베이어는 1차 건조부(20) 내에서 2단 또는 3단으로 설치될 수 있다. 1차 슬러지 이송수단(230)을 따라 이동하는 슬러지는 2차 건조부(30)에서 발생하는 잉여증기와의 열교환으로 가열된 저온 열풍이 공급되어 건조가 진행될 수 있다. 이 때, 1차 건조부(20)로 공급되는 저온 열풍은 상부에서 하부 방향으로 공급될 수도 있고, 하부에서 상부 방향으로 공급될 수도 있다. 특히, 상기 진동 컨베이어는 상하진동에 의하여 슬러지를 이송시킬 수 있고, 슬러지의 상하유동에 의하여 열전달률을 상승시켜 건조속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
1차 건조부(20)에서는 슬러지의 전체 건조될 수분량의 약 40~50%가 건조될 수 있고, 건조된 슬러지는 2차 건조부(30)로 이동할 수 있다. 다시 말해, 슬러지에서 건조될 수분의 총량의 약 40~50%가 저온 열풍 건조에 의해 진행될 수 있다.
1차 건조부(20)의 상부에는 슬러지를 건조시키고 난 후 온도가 낮아진 습공기가 배출될 수 있는 배기구(240)가 다수 개 구비될 수 있다. 배기구(240)를 통해 배출되는 습공기의 온도는 15℃ 이하의 저온 상태이므로 고온건조에서 발생할 수 있는 악취가 대폭 줄어드는 효과가 있어 후단 악취제거설비의 규모 및 운영비를 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 이 때, 배기구(240)의 일 측에는 배기구(240)를 선택적으로 개폐할 수 있는 개폐밸브(241)가 더 구비될 수 있다.
2차 건조부(30)는 1차 건조부(20)에서 건조되어 배출되는 슬러지가 유입될 수 있고, 유입된 슬러지를 이송시킬 수 있다.
2차 건조부(30)의 상단 일 측에는, 1차 건조부(20)로부터 배출된 슬러지가 2차 건조부(30)의 내부로 유입되는 통로인 제2 슬러지 유입구(310)가 형성될 수 있고, 2차 건조부(30)의 하단 일 측에는 2차 슬러지 이송수단(330)을 따라 이동되어 건조된 슬러지가 배출되는 제2 슬러지 배출구(320)가 형성될 수 있다.
2차 건조부(30)의 내부에는 유입된 슬러지를 이송시키는 2차 슬러지 이송수단(330)이 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 2차 슬러지 이송수단(330)은 1차 슬러지 이송수단(230)과 마찬가지로, 적어도 메 쉬컨베이어 또는 진동 컨베이어로 구비될 수 있다. 2차 슬러지 이송수단(330)을 따라 이동하는 슬러지는 2차 건조부(30)의 내부로 유입되는 과열증기에 의하여 건조가 진행될 수 있다. 이 때, 2차 건조부(30)의 내부에는 거의 과열증기만 존재하게 되고, 산소의 농도가 낮아져서, 화재가 발생할 수 있는 가능성이 극히 낮아지는 장점이 있다.
2차 건조부(30)로 유입되는 슬러지가 과열증기와 만나게 되면 과도한 온도차이로 인하여 슬러지 표면에 수분이 응축되는 현상이 발생할 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위한 전기히터(미도시)가 2차 건조부(30) 내부에 다수 개 구비될 수 있다.
2차 건조부(30)로 유입되는 슬러지는 약 20~40℃의 낮은 온도 범위이며, 2차 건조부(30)의 내부로 공급되는 과열증기는 약 160~200℃의 높은 온도 범위이므로 슬러지와 과열증기 사이의 온도 차는 약 140℃ 정도로서 낮은 온도의 슬러지 표면에 수분이 응축될 수 있다. 상기 전기히터는 이러한 수분 응축 현상을 방지하고, 유입된 슬러지로 직접 열을 전달하여 슬러지의 현열을 약 90℃로 상승시킬 수 있다. 따라서, 상기 전기히터로부터 열을 전달받은 슬러지(약 90℃)와 2차 건조부(30)의 내부로 공급되는 과열증기(약 160~200℃)의 온도 차가 감소하게 되어 수분 응축 현상을 방지할 수 있다.
2차 건조부(30)에는 유입된 슬러지와 고온의 과열증기 사이의 원활한 열전달을 위한 교반기(340)가 다수 개 설치될 수 있고, 슬러지에 포함된 유기물의 세포벽을 파괴하여 건조 속도를 향상시키는 마이크로파 조사부(350)가 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 전기히터로부터 열을 전달받아 가열되어 슬러지를 건조시키는 역할을 하는 핫플레이트(360)가 구비될 수 있다.
우선, 2차 건조부(30)로 유입된 슬러지는 2차 슬러지 이송수단(330)에 의해 제2 슬러지 유입구(310)에서 제2 슬러지 배출구(320) 방향으로 이송될 수 있다. 슬러지가 이송되는 과정에서 가장 먼저 핫플레이트(360)의 상부를 지날 수 있고, 1차 건조부(20)에서 건조되어 배출된 슬러지가 2차 건조부(30)로 유입되어 핫플레이트(360)로 이송되면, 슬러지는 약 100℃ 가까운 온도까지 상승할 수 있다. 이 때, 가열된 슬러지 내부에는 유기물이 다세포 및 박테리아 등의 세포로 형성되어 있으므로 세포벽을 깨고 건조속도를 향상시키기 위해 마이크로파 조사부(350)로부터 마이크로파를 조사할 수 있다.
마이크로파 조사부(350)에서 조사되는 마이크로파는 세포로의 침투 깊이가 약 20mm~40mm이며, 세포 내에서 발열 및 진동발생으로 인하여 세포벽을 파괴하는데 탁월한 효과가 있다.
또한, 마이크로파 조사부(350)는 마이크로파를 가이드 및 전송하기 위하여 내부에 중공부가 형성되는 도파관(351)이 구비될 수 있고, 도파관(351)의 하단부에는 도파관(351) 내부로 수증기가 침투하는 것을 방지하는 마개(354)가 구비될 수 있다. 일례로, 마개(354)는 테프론 또는 운모와 같은 유전율이 낮은 물질로 형성될 수 있다.
마이크로파가 조사되는 영역은 과열증기가 가득 차 있는 구역으로, 마이크로파가 슬러지로 에너지를 전달하기 위하여 도파관(351)의 하단부는 2차 건조부(30) 내부로 이송되는 슬러지의 상부까지 내려오는 구조로 형성될 수 있다. 일례로, 도파관(351)의 하단부와 슬러지를 이송시키는 2차 슬러지 이송수단(330) 사이의 거리는 20mm로 이격될 수 있다.
마이크로파 조사부(350)는 세포벽 파괴와 관련하여 전자파의 누설을 방지하고, 반사파로 인한 손상을 방지하기 위해 서큘레이터(352)가 설치될 수 있다. 서큘레이터(352)는 전자석으로, 자기장이 생성되면, 전자석이 휘는 방향과 동일한 방향으로 전자기 에너지를 이동시킬 수 있다. 일례로, 2차 슬러지 이송수단(330)에 의해 반사된 마이크로파의 반사파가 도파관(351)의 내부로 유입되었을 경우, 반사파는 서큘레이터(352)의 회전 방향과 반대 방향을 향하게 되므로, 도파관(351) 내부로 유입된 마이크로파의 반사파는 서큘레이터(352)에 의하여 제거될 수 있다. 이 때, 도파관(351)의 내부 일 측에는 마이크로파의 반사파를 제거할 수 있는 의사부하(Dummy load)(355)가 구비될 수 있다. 상기 의사부하는 도파관(351)의 일 측 단부에 구비될 수 있고, 전송된 반사파를 외부로 방사하거나 반사시키지 않는 역할을 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 2차 슬러지 이송수단(330)은 메쉬 컨베이어 또는 진동 컨베이어로 구비될 수 있다. 이 때, 상기 메쉬 컨베이어 또는 상기 진동 컨베이어의 금속 플레이트(331) 상부에는 마이크로파 조사부(350)에서 조사되는 마이크로파가 금속 플레이트(331)에 의하여 반사되는 것을 방지하는 마이크로파 흡수 물질(미도시)이 도포될 수 있다. 일례로, 상기 마이크로파 흡수 물질은 SiC,
Figure pat00001
, 카본(Carbon), 그라파이트 시트(Graphite Sheet) 등으로 구비될 수 있다.
또한, 2차 건조부(30) 내에서 마이크로파 조사부(350)는 복수 개가 설치되므로, 반사파에 의한 간섭이 발생할 수 있으므로, 개별 마이크로파 조사부(350) 사이에 칸막이(370)가 구비될 수 있다. 칸막이(370)에는 마이크로파를 흡수할 수 있는 유전율이 높을 물질의 시트(Sheet)를 부착하여 반사파를 최대로 줄일 수 있는 효과가 있다.
2차 건조부(30) 내에서 마이크로파를 조사하여 세포벽을 파괴시켜 건조를 진행함과 동시에, 2차 건조부(30)의 하부에서 공급되는 과열증기(약 160~200℃)에 의하여 슬러지를 건조시켜 건조가 완료되면, 2차 슬러지 이송수단(330)의 말단부에서 제2 슬러지 배출구(320)로 건조된 슬러지의 온도를 낮추어 배출할 수 있다. 제2 슬러지 배출구(320)를 통해 배출된 슬러지는 저장조(60)로 이동할 수 있다. 저장조(60)로 이송되는 건조가 완료된 슬러지는 단독으로 연료로 사용할 수는 없으나, 보조 연료로서의 역할을 충분히 수행할 수 있는 장점이 있고, 탄화처리시설을 활용하는 경우 고열처리로 지구온난화 물질인
Figure pat00002
가스를 감소시켜 지구온난화 대책에 기여할 수 있는 장점이 있다.
2차 건조부(30) 내에서 건조매체로 활용하는 과열증기는 포화수증기 이상의 고온으로 높은 열전달율을 가질 수 있다. 이 때, 2차 건조부(30) 내에서 슬러지의 건조 과정에서 발생되는 잉여증기는 사이클론(70)과, 블로워(71) 및 히터(50)를 거쳐 다시 2차 건조부(30)의 하부로 투입될 수 있다. 히터(50)는 잉여증기를 가열하여 과열증기로 만드는 역할을 할 수 있다.
2차 건조부(30) 내부에는 2차 건조부(30) 내부의 증기압을 측정하는 압력센서(미도시)가 구비될 수 있고, 상기 압력센서에 의하여 측정된 증기압 측정값에 따라 개폐되는 컨트롤 밸브(31)가 구비될 수 있다. 상기 압력센서에 의하여 측정된 증기압이 기 설정된 압력 이상이면, 컨트롤 밸브(31)가 개방되어 슬러지 건조과정에서 발생되는 잉여증기가 일정량씩 1차 건조부(20)로 열에너지를 공급하기 위하여 열교환부(40)로 이동할 수 있다. 열교환부(40)에는 2차 건조부(30)에서 배출되는 잉여증기와 외부 공기가 유입될 수 있고, 유입된 잉여증기와 외부 공기 사이에서 열교환이 발생될 수 있다. 열교환부(40)에서 잉여증기로부터 열을 전달받아 가열된 대기는 1차 건조부(20)에 저온 열풍으로 공급되어 슬러지를 건조시킬 수 있다. 이와 같이, 1차 건조부(20)에 공급되는 열풍의 온도는 열교환부(40)에 공급되는 외부 공기보다 대략 50℃ 이내의 온도만큼 더 높고, 100℃ 미만일 수 있다. 다시 말해, 1차 건조부(20)에 공급되는 열풍과 열교환부(40)에 공급되는 외부 공기의 온도차는 50℃ 이내이고, 1차 건조부(20) 내부에서 유동되는 열풍의 온도는 100℃ 미만일 수 있다.
열교환부(40)에서 잉여증기와 대기의 열교환 과정에서 발생하는 응축수는 슬러지 공급부(50)로 유입되는 슬러지의 현열을 상승시키고, 슬러지 공급부(50)의 일 측에는, 슬러지 공급부(50)로 유입되는 슬러지의 현열을 상승시킨 후 온도가 낮아진 응축수가 배출되는 저온수 배출부(응축수 배출부)(D)가 구비될 수 있다.
저온수 배출부(D)로 배출되는 저온수는 열교환부(40)에서 잉여증기와 대기의 열교환 과정에서 발생하는 응축수(약 70~80℃)이며, 슬러지 공급부(10)로 공급되는 슬러지의 현열을 상승시킨 후 온도가 낮아져 약 40~50℃로 배출될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 슬러지 건조장치(1)는 1차 건조부(20)와 2차 건조부(30)의 순서를 역으로 바꿀 수 있다. 이러한 경우에는, 슬러지 공급부(10)로 공급되는 슬러지는 1차 건조부(20)가 아닌 2차 건조부(30)로 먼저 유입될 수 있고, 2차 건조부(30) 내로 공급되는 과열증기에 의하여 전체 건조수분의 약 60%를 건조시킬 수 있다.
그 다음에, 2차 건조부(30)에서 1차 건조부(20)로 배출된 슬러지는 저온 열풍을 공급받아 전체 건조수분의 약 40%를 건조시켜 배출시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 슬러지 건조장치에 마이크로파 조사부 대신 살균장치(PEF)를 이용하여 슬러지를 전처리하는 형태를 개략적으로 도시하는 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 슬러지 건조장치는 마이크로파 조사부(350) 대신에 살균장치(P)가 구비될 수 있다.
살균장치(P)는 일례로, 펄스 일렉트릭 필드(Pulse Electric Field, PEF) 즉, 음식물 살균장치로 구비될 수 있고, 슬러지 공급부(10)의 전단에 구비될 수 있다.
마이크로파 조사부(350)가 세포벽 파괴 및 세포 내 발열이 높은 장점이 있지만, 전자파의 누설과 고가의 설비비 및 유지보수비가 높은 단점이 있다. 이에 반대로, 살균장치(P)는 마이크로파 조사부(350)의 단점을 보완하면서, 동시에 전자기장에 의한 세포벽 파괴 및 슬러지의 현열 온도 상승과, 슬러지 내부의 수분을 일정량 제거할 수 있는 장점이 있다.
일례로, 상기 음식물 살균장치(PEF)는 20kV로 슬러지 1000kg당 50~60kW정도로 사용하여, 마이크로 조사부(350)의 설치용량 72kW, 사용전력 57kW를 대체할 수 있는 장점이 있다. 또한, 전자파 누설로 인한 위험과, 고전압 및 마이크로파의 반사파로 인한 고장, 마이크로파 조사부(350)의 냉각을 위한 추가적인 설비, 마이크로파 조사부(350)의 짧은 수명으로 인한 잦은 교체 등의 문제점을 해결할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 슬러지 건조장치에 히터 대신 다른 열원을 이용하여 2차 건조부로 유입되는 증기를 가열시키는 형태를 개략적으로 도시하는 도면이다.
본 발명의 제3 실시예에 의한 슬러지 건조장치는 히터(50) 대신에 다른 여러 가지 열원(H)을 이용하여 2차 건조부(30)로 유입되는 잉여증기를 가열시킬 수 있다.
열원(H)은 일례로, 발전소에서 발전 후 온도가 낮아 더 이상 쓸 수 없는 폐증기열이나, 연소장치나 배소로, 용해로, 원동기 등에서 배출되는 폐가스의 여열을 이용할 수 있다. 또한, 슬러지의 소각보일러에서 발생하는 증기(스팀) 또는 슬러지의 소각 후 발전에 사용하고 남은 폐증기나, 가스나 목재, 생활쓰레기, 석유 등의 연소를 통해 발생하는 증기를 이용할 수 있다.
2차 건조부(30)에서는 과열증기를 이용한 슬러지의 건조 과정에서 잉여증기가 발생할 수 있고, 잉여증기는 사이클론(70) 및 블로워(71)를 거쳐 열원(H)과 열교환되어 2차 건조부(30)로 다시 공급될 수 있다. 이 때, 열원(H)과 2차 건조부(30)에서 발생한 잉여증기 사이의 열교환을 발생시키는 열교환장치(90)가 더 구비될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 2차 건조부에 유동층 건조장치 대신 킬른건조장치가 구비되는 형태를 개략적으로 도시하는 도면이다.
본 발명의 제4 실시예에 의한 슬러지 건조장치는 유동층 건조장치 대신 킬른건조장치가 구비될 수 있다.
킬른건조장치는 구조가 간단하고 대용량 처리가 가능하며 설비비가 낮고 고장이 작은 장점이 있다. 2차 건조부(30)의 내부에는 슬러지로의 원활한 열전달을 가능하게 하는 교반기(340)와, 제트 스팀을 분출하는 제트 스팀부(J)가 구비될 수 있다. 킬른건조장치의 경우 회전이 가능하고, 비교적 직경이 큰 원통(미도시)이 2차 건조부(30) 내부에 구비될 수 있고, 원통형의 킬른건조장치 내부로 유입되는 물질에 따라 직경이 다르게 형성될 수 있다. 슬러지가 2차 건조부(30) 내부의 상기 원통으로 유입되면, 슬러지가 상기 원통 내부를 흐르는 사이에 교반이 행해지므로 비교적 슬러지 내부의 수분이 동일하게 건조될 수 있다.
킬른건조장치를 이용한 슬러지 건조는 간접 건조 방식으로서, 상기 원통 내부를 통과하는 증기의 열을 이용하여 슬러지를 간접적으로 건조하는 방식이다. 이때, 상기 원통 내부로 공급되는 증기는 제트 스팀부(J)로부터 분사될 수 있다.
일례로, 제트 스팀부(J)로부터 분사되는 증기의 온도는 과열증기의 온도(약 160~200℃) 범위와 유사하며, 1차 건조부(20)에서 배출되어 2차 건조부(30)로 유입되는 슬러지는 약 20~40℃이므로, 증기와 슬러지의 과도한 온도차이로 인하여 수분 응축이 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 전기히터 또는 근적외선등의 히터가 구비될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 슬러지 건조장치의 작용을 설명하도록 한다.
우선, 본 발명의 일 실시예에 의한 슬러지 건조장치는 하수슬러지, 산업슬러지 또는 축산슬러지와 같은 고함수율의 슬러지를 과립화하여 1차 건조부(20)로 공급할 수 있다.
1차 건조부(20)로 공급된 슬러지는 2차 건조부(30)에서 발생한 잉여증기의 열에너지를 전달받아 공급되는 저온 열풍에 의하여 건조가 진행될 수 있다. 이 때, 저온 열풍은 1차 건조부(20)의 하부에서 상부 방향 또는 1차 건조부(20)의 상부에서 하부 방향으로 공급할 수 있다.
1차 건조부(20)의 내부에는 과립화된 슬러지를 이송시키는 1차 슬러지 이송수단(230)이 구비될 수 있다. 이 때, 1차 슬러지 이송수단(230)은 저온 열풍 건조를 위하여 적어도 2단 또는 3단으로 설치될 수 있다. 슬러지는 1차 슬러지 이송수단(230)에 의하여 1차 건조부(20)의 상부에서 하부 방향으로 이송되면서 저온 열풍을 공급받아 1차적으로 건조될 수 있다. 전체 건조수분의 약 40%~50%가 저온 열풍 건조에 의하여 건조되며, 1차적으로 건조된 슬러지는 제1 슬러지 배출구(220)를 통해 배출되고, 배출된 슬러지는 2차 건조부(30)로 유입될 수 있다.
2차 건조부(30)로 유입된 슬러지는 2차 슬러지 이송수단(330)에 의해 제2 슬러지 유입구(310) 방향에서 제2 슬러지 배출구(320) 방향으로 이동되고, 2차건조부(30) 내부로 공급되는 과열증기에 의해 건조될 수 있다.
2차 건조부(30)에서는 슬러지의 건조 과정 중에 발생되는 잉여증기가 배출될 수 있고, 배출된 잉여증기는 사이클론(70), 블로워(71) 및 히터(50)를 거쳐 다시 2차 건조부(30)로 투입될 수 있다. 투입된 잉여증기는 기 설정된 압력 이상이 되면 열교환부(40)로 이동하여 대기를 가열시키고, 가열된 대기는 저온 열풍으로 1차 건조부(30)에 공급되어 슬러지를 건조시킬 수 있다.
다시 말해, 2차 건조부(30)에서 발생되는 잉여증기를 회수하여 저온의 대기공기를 가열함으로써 1차 건조부(20)로 저온의 열풍을 공급하여 저온건조를 할 수 있으므로 에너지 소비를 감소시킬 수 있고, 고온건조에서 발생하는 악취발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 2차 건조부(30)를 통과하는 슬러지는 마이크로파 조사부(350)로부터 마이크로파를 조사받아 슬러지에 포함된 유기물의 세포벽이 파괴되어 건조속도가 향상될 수 있다.
따라서, 2차 건조부(30)를 통과하는 슬러지는 마이크로파의 조사 및 2차 건조부(30)의 하부에서 공급되는 약 160~200℃의 과열증기에 의하여 건조가 진행될 수 있고, 건조가 완료된 슬러지는 2차 건조부(30)의 하단부에서 온도가 낮추어진 상태로 배출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 슬러지 건조장치의 경우에는, 1차 건조부(20)와 2차 건조부(30)의 순서를 역으로 하여 슬러지의 건조를 진행할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 의한 슬러지 건조장치는 마이크로파 조사부(350) 대신에 음식물 살균장치(PEF)를 슬러지 공급부(10)의 전단에 구비함으로써 슬러지 내부에 포함된 유기물의 세포벽을 파괴하여 건조속도를 향상시킬 수 있다.
음식물 살균장치(PEF)는 열가수분해 기술인 펄스 일렉트릭 필드(Pulse Electric Field)기술로, 슬러지 공급부(10)의 전단에 설치하여 전자기장에 의하여 유기물의 세포벽을 파괴할 수 있고, 슬러지에 포함된 일정량의 수분을 제거하는 역할을 할 수 있다.
이와 다르게, 본 발명의 제3 실시예에 의한 슬러지 건조장치는 히터(50) 대신에 다양한 열원(H)으로 변경하여 적용할 수 있다.
이 경우에는, 열원(H)과 2차건조부(30)에서 배출되는 잉여증기 사이의 열교환을 발생시키는 열교환장치(90)가 더 구비될 수 있다.
잉여증기는 사이클론(70) 및 블로워(71)를 거쳐 열원(H)과 열교환되어 2차 건조부(30)로 다시 공급될 수 있다.
한편, 본 발명의 제4 실시예에 의한 슬러지 건조장치는 2차 건조부(30)에 유동층 건조장치 대신에 교반기(340)와 제트 스팀부(J)를 갖는 킬른건조장치가 구비될 수 있다.
킬른건조장치를 이용한 슬러지 건조는 간접 건조 방식으로서, 2차 건조부(30) 내부에는 회전이 가능하고, 비교적 직경이 큰 원통(미도시)이 구비될 수 있다. 이 때, 상기 원통의 내부에는 제트 스팀부(J)로부터 고온의 증기가 분사될 수 있다. 슬러지가 2차 건조부(30) 내부에 구비된 상기 원통으로 유입되면, 슬러지가 상기 원통 내부를 흐르는 사이에 교반이 행해짐과 동시에 고온의 증기를 공급받아 슬러지 내부의 수분이 비교적 일정하게 건조될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 슬러지 건조장치는 슬러지 건조장치로 유입되는 슬러지를 과립화 함으로써 저온 열풍과의 접촉 면적을 넓히고, 열풍 사용으로 인한 분진 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 2차 건조부에서 과열증기를 이용하여 슬러지를 건조할 때 발생하는 잉여증기의 에너지를 회수하여 1차 건조부로 공급함으로써 재사용하므로 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 마이크로파를 이용하여 슬러지에 포함된 유기물의 세포 벽을 파괴하여 건조 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
1: 슬러지 건조장치 10: 슬러지 공급부
20: 1차 건조부 30: 2차 건조부
31: 컨트롤 밸브 40: 열교환부
50: 히터 60: 저장조
70: 사이클론 71, 72: 블로워
90: 열교환장치 210: 제1 슬러지 유입구
220: 제1 슬러지 배출구 230: 1차 슬러지 이송수단
240: 배기부 310: 제2 슬러지 유입구
320: 제2 슬러지 배출구 330: 2차 슬러지 이송수단
331: 금속 플레이트 340: 교반기
350: 마이크로파 조사부 351: 도파관
352: 서큘레이터 354: 마개
355: 의사부하 360: 핫플레이트
370: 칸막이 D: 저온수 배출부
J: 제트 스팀부

Claims (16)

  1. 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시키는 1차 슬러지 이송수단이 구비되며, 내부에 열풍을 유동시켜서 상기 1차 슬러지 이송수단을 따라 이송되는 슬러지를 건조시키는 1차 건조부;
    상기 1차 건조부에서 1차적으로 건조된 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시키는 2차 슬러지 이송수단이 구비되며, 내부에 과열증기를 유동시켜서 슬러지를 건조시키는 2차 건조부; 및
    상기 2차 건조부에서 배출되는 잉여증기와 외부 공기가 유입되고, 유입된 잉여증기와 외부 공기 사이의 열교환이 발생되는 열교환부;
    를 포함하고,
    상기 열교환부에 유입된 외부 공기는 상기 잉여 증기에 의하여 가열되어 열풍으로 변환되고, 변환된 열풍은 상기 1차 건조부 내부로 공급되어 상기 1차 건조부 내부의 슬러지를 건조시키는 슬러지 건조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    슬러지를 과립화(granulation)하고, 과립화된 슬러지를 상기 1차 건조부에 공급하는 슬러지 공급부를 더 포함하는 슬러지 건조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1차 건조부에 공급되는 열풍과 상기 열교환부에 공급되는 외부 공기의 온도차는 50℃ 이내이고, 상기 1차 건조부 내부에서 유동되는 열풍의 온도는 100℃ 미만인 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 1차 건조부 내부를 유동하는 열풍은 아래에서 위로 유동하거나, 위에서 아래로 유동하며, 상기 1차 슬러지 이송수단은 수직 방향으로 다단으로 배치된 컨베이어 벨트인 슬러지 건조장치.
  5. 제1항에 있어서
    상기 2차 건조부에서 배출되는 잉여증기 가운데 일부는 상기 열교환부로 유입되고, 다른 일부는 히터로 유입되며, 상기 히터로 유입된 잉여증기는 과열 증기로 변환하여 다시 상기 2차 건조부로 유입되는 슬러지 건조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 2차 건조부 내부의 증기압을 측정하는 압력센서와,
    상기 압력센서에 의하여 측정된 증기압 측정값에 따라 상기 열교환부로 유입되는 잉여증기의 양을 조절하는 컨트롤 밸브가 더 포함되며,
    상기 압력센서에 의해 측정된 증기압이 기설정된 압력 이상이면, 상기 컨트롤 밸브가 개방되어 잉여증기 가운데 일부가 기설정된 양만큼 상기 열교환부로 공급되는 슬러지 건조장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 열교환부에서 잉여증기와 대기의 열교환 과정에서 발생하는 응축수는 상기 슬러지 공급부로 유입되는 슬러지의 현열을 상승시키고,
    상기 슬러지 공급부의 일 측에는, 상기 슬러지 공급부로 유입되는 슬러지의 현열을 상승시킨 후 온도가 낮아진 응축수가 배출되는 응축수 배출부가 구비되는 슬러지 건조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 2차 건조부의 내부에는, 상기 2차 건조부로 유입된 슬러지와 직접 접촉하여 슬러지를 가열하는 핫 플레이트가 구비되는 슬러지 건조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 2차 건조부에는 유입된 슬러지와 고온의 과열증기 사이 또는 슬러지와 상기 핫 플레이트 사이의 열전달을 원활하게 하기 위한 교반기가 구비되는 슬러지 건조장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 2차 건조부에는 슬러지에 포함된 유기물의 세포벽을 파괴하기 위하여 슬러지에 마이크로파를 조사하는 마이크로파 조사부가 적어도 하나 이상 구비되는 슬러지 건조장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 마이크로파 조사부는 다수개 구비되고, 각각의 마이크로파 조사부 사이에는 반사되는 마이크로파를 차폐하는 칸막이가 구비되는 슬러지 건조장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 2차 슬러지 이송수단의 상부에는, 상기 마이크로파 조사부에서 조사되는 마이크로파가 상기 2차 슬러지 이송수단에 의해 반사되는 것을 방지하는 마이크로파 흡수 물질이 도포되는 슬러지 건조장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 마이크로파 조사부의 단부에는 상기 마이크로파 조사부의 내부로 수증기가 유입되는 것을 막기 위하여 테프론 또는 운모 재질의 마개가 구비되는 슬러지 건조장치.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 슬러지 공급부의 전단에는, 전자기장에 의하여 슬러지에 포함된 유기물의 세포벽을 파괴하고, 슬러지의 현열을 상승시키며, 슬러지 내부의 수분을 제거하는 살균장치(PEF)가 구비되는 슬러지 건조장치.
  15. 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시키는 1차 슬러지 이송수단이 구비되며, 내부에 과열 증기를 유동시켜서 상기 1차 슬러지 이송수단을 따라 이송되는 슬러지를 건조시키는 1차 건조부;
    상기 1차 건조부에서 1차적으로 건조된 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시키는 2차 슬러지 이송수단이 구비되며, 내부에 열풍을 유동시켜서 슬러지를 건조시키는 2차 건조부; 및
    상기 1차 건조부에서 배출되는 잉여증기와 외부 공기가 유입되고, 유입된 잉여증기와 외부 공기 사이의 열교환이 발생되는 열교환부;
    를 포함하고,
    상기 열교환부에 유입된 외부 공기는 상기 잉여 증기에 의하여 가열되어 열풍으로 변환되고, 변환된 열풍은 상기 2차 건조부 내부로 공급되어 상기 2차 건조부 내부의 슬러지를 건조시키는 슬러지 건조장치.
  16. 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지를 이송시키는 슬러지 이송수단이 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 슬러지 이송수단을 따라 이동하는 슬러지 주변에 100℃ 미만의 열풍을 공급하여 건조시키는 저온 건조부;
    상기 저온 건조부에서 1차적으로 건조된 슬러지가 유입되고, 고온의 증기를 슬러지에 분사시키는 제트 스팀부를 이용하여 유입된 슬러지를 건조시키는 킬른건조부; 및
    상기 킬른건조부에서 배출되는 잉여증기와 외부 공기가 유입되고, 유입된 잉여증기와 외부 공기 사이의 열교환이 발생되는 열교환부;
    를 포함하고,
    상기 열교환부에 유입된 외부 공기는 상기 잉여 증기에 의하여 가열되어 열풍으로 변환되고, 변환된 열풍은 상기 저온건조부로 공급되어 상기 저온건조부 내부의 슬러지를 건조시키는 슬러지 건조장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101982214B1 (ko) * 2018-07-17 2019-05-24 정연관 산업용 건조기
KR102084611B1 (ko) * 2019-05-13 2020-05-04 김태영 슬러지 처리장치
KR102141775B1 (ko) * 2020-01-15 2020-08-05 유관영 유기성 슬러지 건조장치
CN112028442A (zh) * 2020-07-16 2020-12-04 北京国电龙源环保工程有限公司 多段式热能阶梯利用的污泥干化系统及干化方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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