KR20180054939A - Apparatus and method for pyrolysis carbonizing of sludge - Google Patents

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KR20180054939A KR1020160150840A KR20160150840A KR20180054939A KR 20180054939 A KR20180054939 A KR 20180054939A KR 1020160150840 A KR1020160150840 A KR 1020160150840A KR 20160150840 A KR20160150840 A KR 20160150840A KR 20180054939 A KR20180054939 A KR 20180054939A
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최종원
최영찬
박세준
이영주
박주형
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한국에너지기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a pyrolysis and carbonization apparatus which comprises: a heating furnace having a gas discharge pipe formed at a front side thereof and a gas inflow pipe formed at a rear side thereof such that high-temperature gas flows thereinto, and having a castable formed on an outer surface thereof; a burner installed in the gas inflow pipe to supply combustion gas; a drum installed in the heating furnace, receiving heat from the heating furnace, and having both ends exposed to the outside and rotated by a rotating roll; a screw feeder installed at a front end of the drum to continuously supply sludge, and injecting inert gas (N_2) or exhaust gas into the drum; and a collection tank installed on a rear end of the drum, and separating pyrolysis gas produced by a pyrolysis reaction and char which is a by-product. In addition, the pyrolysis and carbonization apparatus further comprises a cooled air control unit installed in the heating furnace to control the amount of cooled air, and a temperature control unit installed in the heating furnace to control the temperature. A connection pipe is installed in the collection tank and the gas inflow pipe and introduces exhaust gas into the gas inflow pipe to incinerate the same after drying sludge.

Description

슬러지용 열분해 탄화장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PYROLYSIS CARBONIZING OF SLUDGE}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR PYROLYSIS CARBONIZING OF SLUDGE [0002]
본 발명은 슬러지용 열분해 반탄화장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 드럼이 축설된 가열로를 통해 연속으로 슬러지를 열분해하여 반탄화시키되 가열로로 공급되는 고온 열과 드럼의 열전달율을 증가시키기 위해 드럼 외측 주면에 나선배플을 형성하여 고온의 배기가스가 드럼을 선회하면서 진행되도록 하고, 가열로에서 버너와 연결되는 부분에는 직경을 확장한 공간인 챔버부를 형성하여 버너의 배기가스가 확산되어 진행하게 함으로써 드럼의 일부만 고온으로 가열되는 것을 방지할 수 있는 열전달율을 향상시켜 슬러지 반탄화에 소모되는 에너지량을 감소시킬 수 있는 슬러지용 열분해 반탄화장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pyrolytic carbonization apparatus and method for sludge, and more particularly, to a pyrolytic carbonization apparatus and method for sludge which pyrolyse and thermally decompose a sludge continuously through a heating furnace in which a drum is installed to increase the heat transfer rate A spiral baffle is formed on the outer circumferential surface of the drum so as to allow the high temperature exhaust gas to circulate while rotating the drum, and a chamber, which is a space expanded in diameter, is formed in a portion connected to the burner in the heating furnace, To a pyrolysis half-charger for sludge capable of reducing the amount of energy consumed in sludge half-carbonization by improving the heat transfer rate which can prevent only a part of the drum from being heated at a high temperature.
운영되고 있는 SRF 제조시설은 기존의 RDF 영역인 생활계폐기물의 연료화, 기존의 RPF 영역인 사업장계폐기물의 연료화 및 우드칩, 우드펠렛 등의 Bio-SRF제조시설로 구분할 수 있으며, 각기 사업장에서는 SRF 연료 품질을 만족시키기 위하여 음식물 등의 유기물과 토사, 세라믹류 등의 무기물, 철류, 비철류 등의 금속물을 선별하는 공정을 두고 있음. 이들 선별공정에서는 각기 공정의 특성에 기인하여 가연물이 불연물과 함께 배출되고 있으며, 이에 따라 SRF 생산 수율의 저하 및 매립량 증대가 야기된다.SRF manufacturing facilities that are being operated can be classified into fuel conversion of existing RDF area, existing fuel cell of RPF area, bio-SRF manufacturing such as wood chip and wood pellet, and SRF fuel In order to satisfy the quality, there is a process of selecting organic matters such as foods, minerals such as soil and ceramics, iron and non-ferrous metals. In these sorting processes, flammable materials are discharged together with incombustibles due to the characteristics of the respective processes, which leads to a decrease in SRF production yield and an increase in the amount of landfill.
국내 생활계 폐기물로부터 SRF를 제조하는 시설의 경우 폐기물 투입량 대비 많게는 40% 이상까지의 매립량을 보이고 있으며, 매립되는 폐기물중 25% 이상의 가연분을 함유하는 물량은 투입량 대비 16%에 달하는 경우도 있다. 유럽은 1990년대 이후 저함수율 고품위 SRF 생산을 위한 필수 공정인 건조에 Bio-drying을 도입하여 에너지효율 증대를 꾀하고 있으며, 독일, 이탈리아, 영국 등 많은 곳에서 사용화를 진행하였으나, 장시간의 체류시간을 필요로 하거나, 필요 부지면적의 대형화, 악취 등의 문제가 공존하고 있으며, 이에 따라 국내에 운영 및 설치예정 중인 약 18곳의 생활폐기물 고형연료화 시설 중 한 곳만이 Bio-drying 공법이 적용되어 운전중이며, 이 또한 열풍식에 비해 온도가 낮아 폐기물의 건조가 잘 이루어지지 않고 타 시설에 비해 높은 함수율을 보이는 것으로 나타났다. In the case of facilities for manufacturing SRF from domestic household wastes, the amount of landfilled waste is more than 40% compared to the amount of waste, and the amount of waste containing 25% or more of buried waste may reach 16% of the input amount. Since 1990, Europe has been promoting energy efficiency by introducing Bio-drying in the drying process, which is an essential process for producing high quality SRF with low moisture content. It has been used in many places such as Germany, Italy and UK. However, And the problem of large size of the required site area and bad odor coexist. Therefore, only one of 18 solid waste fuel solidification facilities planned to be operated and installed in Korea is subjected to the bio-drying method And the temperature was lower than that of the hot wind type, so that it was not dried well and showed a higher water content than other facilities.
반면, 수분이 90% 이상 포함된 슬러지는 반탄화공정을 통해 에너지화가 이루어진다.On the other hand, sludge containing more than 90% moisture is energy-converted through the semi-carbonization process.
반탄화공정이란, 공기나 산소의 흐름을 차단하고 유기물질을 가열할 때 탄소를 많이 함유하는 검은색 물질로 변화하는 과정을 의미한다. 즉, 반탄화공정은 탄소질 원료를 약 500 이하로 가열하면 탈수 또는 탈산 현상 등의 분해작용으로 산소결합이 끊어지면서 열분해가 이루어지고 부산물로 촤(char)가 발생한다.The semi-carbonization process refers to a process in which the flow of air or oxygen is interrupted and the black material changes to carbon containing a large amount of carbon when the organic material is heated. That is, when the carbonaceous raw material is heated to about 500 or less, the semi-carbonization process decomposes oxygen by decomposition such as dehydration or deoxidization, and pyrolysis is performed, and char is generated as a by-product.
이러한 슬러지의 열분해 과정에서 생성된 부산물인 촤(char)는 회분이 섞여 있는 탄소 성분으로 이루어져 있어 난방용 연료로 직접 사용되거나 후처리공정을 통해 활성탄으로 제조하여 사용하기도 한다. 하지만, 촤(char)는 고온 분위기에서 공기 중에 노출되면 연소 반응이 발생하게 되는데, 이는 촤(char)의 생산량이 30% 정도 감소한다는 문제점이 있었다.The by-product, char, produced in the pyrolysis process of sludge, is composed of carbon components mixed with ash. It can be used directly as heating fuel or as activated carbon through post treatment process. However, when the char is exposed to air in a high temperature atmosphere, a combustion reaction occurs, which causes a problem that the production amount of char is reduced by about 30%.
그리하여 반탄화공정에서 가연성 가스와 촤(char)의 생산량을 증가시키기 위해 산소와의 과다한 노출을 방지하면서 촤(char)가 직접 열을 전달받아 연소되는 것을 방지할 수 있도록 간접가열방식이 적용되어야 하며, 연속으로 반탄화공정을 수행하기 위해서는 회전식 드럼을 사용하여야 한다.In order to increase the production of flammable gas and char in the semi-carbonization process, an indirect heating system should be applied so that the char can be prevented from being burned by directly receiving heat while preventing excessive exposure to oxygen , A rotary drum should be used to carry out the continuous carbonization process.
그러나 이러한 간접가열방식은 드럼을 통해 내부 반탄화물로 열을 전달함으로써 열전달과정에서 열 손실이 발생할 수 있어 내부 반탄화물질을 건조 및 반탄화시키는데 과다한 에너지가 소요되는 문제점이 발생하고, 열발생수단을 인접하게 배치하면 고열이 드럼의 일부분에만 과다하게 전달되어 열이 유입되는 부분 이외의 드럼 면에는 상대적으로 낮은 열이 전달되는 문제점이 있어 열발생수단에서 드럼 내부로 열을 고르게 전달할 수 있는 구조가 필요하다.However, this indirect heating method may cause heat loss in the heat transfer process by transferring heat to the inner half-carbide through the drum, which causes excessive energy to be consumed to dry and semi-carbonize the inner half-carbon material, The high heat is excessively transferred to only a part of the drum, and relatively low heat is transmitted to the drum surface other than the heat input portion, so that a structure capable of uniformly transferring heat from the heat generating means to the drum is required Do.
대한민국 등록 특허 제10-1572044호에는 저급탄을 축방향으로 이동시키면서 반탄화시켜 열분해가스와 촤를 수취하는 열분해 반탄화장치에 있어서, 전방에 가스배출구가 형성되고 후방에 가스유입구가 형성되어 내부로 고온가스를 유동시키고 외면에는 캐스타블이 형성된 가열로와; 상기 가열로에 축설되어 가열로로부터 열을 전달받고 양단은 외부로 표출되며 회전롤에 의해 회전이 이루어지는 통체로, 외측주면에 나선배플이 형성되어 가스유입구로 유입된 고온의 연소가스가 나선배플을 따라 회전드럼 외면을 선회하면서 가스배출구로 배출되도록 하는 회전드럼과; 상기 회전드럼의 전단에 연통설치되어 저급탄을 연속공급하는 스크류피더와; 상기 회전드럼의 후단에 연통설치되어 열분해반응으로 생산된 열분해가스와 부산물인 촤를 분리하는 포집조와; 상기 가열로의 가스유입구와 가스유입관으로 연통되어 생성된 연소가스를 공급하는 가스버너;를 포함하여 구성되되, 상기 회전드럼은, 가열로를 삽통하는 드럼본체와; 상기 드럼본체의 후단에 형성되어 직경이 축소된 드럼배출부와; 상기 드럼본체의 전단을 폐구하여 스크류피터가 연통되도록 하는 전단판과; 상기 드럼배출부의 내면에서 드럼배출부와 인접한 드럼본체 후방까지 연결되도록 방사상으로 다수 형성된 띠형태로, 회전드럼의 회전방향으로 굴곡되어 회전에 의해 드럼본체의 저급탄을 드럼배출부로 이동시키는 나선스크레퍼;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열분해 반탄화장치가 개시되어 있다. 그러나 상기 기술은 수분이 함량이 5%이상 포함된 저급탄의 반탄화공정에 적용하기 위한 반탄화설비로써 본 함수율 80%이상의 고함수 슬러지를 처리하기 위하여 안출된 본 발명의 기술구성과는 차별성이 있다. Korean Patent Registration No. 10-1572044 discloses a pyrolysis carbonization apparatus for receiving pyrolysis gas and pyrolysis by semi-carbonizing a low-grade carbon while moving the low-carbon in the axial direction, wherein a gas outlet is formed at the front, A heating furnace which flows a high-temperature gas and has a castable on an outer surface thereof; A spiral baffle is formed on the outer peripheral surface of the cylinder, in which heat is transferred from the heating furnace to the outside of the furnace and both ends are exposed to the outside and rotated by a rotary roll. A high temperature combustion gas introduced into the gas inlet forms a spiral baffle A rotary drum for rotating the outer surface of the rotary drum and discharging the rotary drum to a gas discharge port; A screw feeder provided in communication with the front end of the rotary drum for continuously supplying low carbon; A collecting vessel communicating with a rear end of the rotary drum for separating pyrolysis gas produced by a pyrolysis reaction and a by-product; And a gas burner connected to the gas inlet of the heating furnace and connected to the gas inlet pipe to supply the generated combustion gas, wherein the rotary drum comprises a drum body for inserting the heating furnace; A drum discharge unit formed at a rear end of the drum body and having a reduced diameter; A front end plate for closing the front end of the drum body to allow the screw pellet to communicate with the front end plate; A spiral scraper which is bent in the rotational direction of the rotary drum and moves the low-grade carbon of the drum body to the drum discharge unit by rotation, in the form of a band formed radially so as to be connected from the inner surface of the drum discharge unit to the drum discharge unit and to the rear side of the adjacent drum body; And a pyrolytic carbonitriding apparatus comprising the pyrolytic carbonitriding apparatus. However, the above technology is different from the technical construction of the present invention, which is aimed at treating a high-function sludge having a moisture content of 80% or more as a semi-carbonization plant for application to the semi-carbonization process of low carbon having moisture content of 5% have.
대한민국 등록 특허 제10-0646163호에 기재된 반탄화장치는, 반탄화로와, 상기 반탄화로의 폐기물투입구와 연결된 폐기물투입장치와, 상기 반탄화로의 열유입구와 연결된 열공급장치와, 상기 반탄화로의 배기구와 연결된 배기장치와, 상기 반탄화로의 반탄화물배출구와 연결된 반탄화물배출장치를 포함하는 반탄화장치에 있어서, 상기 반탄화로는 외주부의 일단과 폐기물투입구의 타단에는 처리물이동구가 형성되고, 내주부의 내면 및 외주부의 표면에 다수의 내부 및 외부 이송블레이드가 부착되며, 상기 내부 및 외부 이송블레이드가 자체 회전 시 처리물의 이송방향이 반대가 되도록 형성된 드럼과, 상기 드럼 전체를 일정한 간격으로 둘러싸고 외주부 일단에 반탄화가스배출구 및 반탄화물배출구가 형성된 열전달드럼과, 상기 열전달드럼의 외주부를 일정한 간격으로 둘러싸고 외주부 일단에는 열유입구가 타단에는 배기구가 형성된 외부드럼을 포함하며, 상기 열공급장치는 연소실을 구비하고, 상기 연소실은 상기 외부드럼의 열유입구와 연결되어 상기 외부드럼과 상기 열전달드럼 사이의 공간을 통하여 열풍이 전달되고, 상기 반탄화가스배출구와 연결되어 반탄화가스를 재연소하며, 상기 배기장치는 배출가스 연소실을 구비한다.The semi-carbonization apparatus disclosed in Korean Patent No. 10-0646163 includes a semi-carbonization furnace, a waste input device connected to the waste input port of the semi-carbonization furnace, a heat supply device connected to the heat input port of the semi-carbonization furnace, And a semi-carbonization device connected to the semi-carbonization outlet of the semi-carbonization furnace, wherein the semi-carbonization furnace has one end of the outer circumferential part and the other end of the waste input port, A drum having a plurality of inner and outer transfer blades attached to the inner and outer peripheral surfaces of the inner peripheral portion and the inner and outer transfer blades so that the transfer direction of the processed material is reversed when the inner and outer transfer blades are rotated by themselves; A heat transfer drum which surrounds the heat transfer drum at regular intervals and has a semi-carbonized gas discharge port and a half-carbide discharge port at one end of the outer peripheral portion, The heat supply unit includes a combustion chamber, and the combustion chamber is connected to a heat input port of the external drum, and the heat transfer unit is connected between the external drum and the heat transfer drum. And the exhaust gas is connected to the semi-carbonized gas discharge port to re-burn the semi-carbonized gas, and the exhaust apparatus has an exhaust gas combustion chamber.
이러한 대한민국 등록 특허 제10-0646163호의 반탄화장치는, 연소실에서 연소된 고열 가스인 열풍이 외부드럼 내부에서 열전달드럼 외면을 따라 축방향으로 이동하여 외부로 배출되는 구조이고, 배출과정에서 한 번 더 연소하여 유해가스 성분을 완전 연소시켜 대기배출이 이루어지는 구조라서 고온의 배기가스를 그대로 대기로 배출시켜 열손실이 크다는 문제점이 있다. 또한 열전달드럼과 접촉면적이 낮아 열교환율이 저조하여 내부 반탄화물질의 건조 및 반탄화에 큰 에너지가 소모된다는 단점이 있다.In the semi-carbonizing apparatus of Korean Patent No. 10-0646163, hot air, which is a high-temperature gas burned in a combustion chamber, is moved axially along the outer surface of the heat transfer drum in the outer drum and is discharged to the outside. There is a problem that exhaust gas of high temperature is discharged into the atmosphere as it is because the exhaust gas is exhausted by completely burning the harmful gas components by burning, resulting in a large heat loss. Also, since the contact area with the heat transfer drum is low, the heat exchange rate is low, and a large energy is consumed for drying and semi-carbonizing the inner half-carbide.
대한민국 등록 특허 제10-0646163호Korean Patent No. 10-0646163 대한민국 등록 특허 제10-1620337호Korean Patent No. 10-1620337 대한민국 등록 특허 제10-1082971호Korean Patent No. 10-1082971 대한민국 등록 특허 제10-1252289호Korean Patent No. 10-1252289 대한민국 등록 특허 제10-1064343호Korean Patent No. 10-1064343 대한민국 등록 특허 제10-1572044호Korean Patent No. 10-1572044
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가열로로 공급되는 고열가스와 드럼의 접촉면적을 넓혀 열교환율을 증가시켜 에너지 효율을 향상시킬 수 있으며, 열공급과정에서의 손실을 최소화하면서 열교환되고 배출된 배기가스의 일부를 순환시켜 초고온가스가 배출되는 버너 입구에 공급함으로써 가열로로 공급되는 배기가스의 온도를 낮추면서 고온가스량을 증가시켜 드럼의 전면에 고른 열교환을 이뤄지도록 하는 열분해 반탄화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to improve the energy efficiency by increasing the heat exchange rate by widening the contact area of the high temperature gas supplied to the heating furnace and the drum, And a part of the discharged exhaust gas is circulated so as to be supplied to the inlet of the burner through which the ultra-high temperature gas is discharged, thereby reducing the temperature of the exhaust gas supplied to the heating furnace and increasing the amount of the hot gas, The purpose of the device is to provide.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열분해 반탄화장치는, 전방에 가스배출관이 형성되고 후방에 가스유입관이 형성되어 내부로 고온가스를 유동시키고 외면에는 캐스타블이 형성된 가열로와, 상기 가스유입관에 설치되어 연소가스를 공급하는 버너와, 상기 가열로에 축설되어 상기 가열로로부터 열을 전달받고 양단은 외부로 표출되며 회전롤에 의해 회전이 이루어지는 드럼과, 상기 드럼의 전단에 설치되어 슬러지를 연속 공급하며 상기 드럼 내측으로 불활성 가스(N2) 또는 배기가스를 주입하는 스크류피더와, 상기 드럼의 후단에 설치되어 열분해반응으로 생산된 열분해가스와 부산물인 촤를 분리하는 포집조를 포함하되, 상기 가열로에 설치되어 냉각되는 공기량을 제어하는 냉각 공기 제어부와, 상기 가열로에 설치되어 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함하며, 상기 포집조와 상기 가스유입관에는 연결관이 설치되며, 상기 연결관은 슬러지 건조 후 배기가스를 상기 가스유입관으로 투입하여 소각처리하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a pyrolysis and carbonization apparatus comprising: a heating furnace having a gas discharge pipe formed at a front side thereof and a gas inflow pipe formed at a rear side thereof, A drum which is installed in the gas inlet pipe and supplies a combustion gas, a drum which is installed in the heating furnace and receives heat from the heating furnace, both ends of which are exposed to the outside and are rotated by a rotary roll, A screw feeder for continuously supplying sludge and injecting an inert gas (N 2 ) or exhaust gas into the drum, and a collecting tank for separating the pyrolysis gas produced by the pyrolysis reaction and the by- A cooling air control unit installed in the heating furnace and controlling an amount of air to be cooled; A connection pipe is installed in the collecting tank and the gas inflow pipe, and the connection pipe is disposed in the gas inflow pipe after the sludge is dried and incinerated.
상기 가스배출관과 상기 스크류호퍼 사이에는 열교환기가 더 설치되며, 상기 열교환기에 의해 상기 가스배출관에서 배출된 배기가스로 산화제를 가열하거나 상기 스크류호퍼 내의 슬러지를 예열하는 것을 특징으로 한다.A heat exchanger is further provided between the gas discharge pipe and the screw hopper and the oxidizer is heated by the exhaust gas discharged from the gas discharge pipe by the heat exchanger or the sludge in the screw hopper is preheated.
일단이 상기 가스배출관과 연통 설치되고, 타단이 상기 가스유입관과 연통 설치되어, 상기 배기가스 중 일부를 상기 가스유입관으로 공급하여 이송가스로 사용하도록 하는 순환관이 더 설치되는 것을 특징으로 한다.And a circulation pipe for supplying a part of the exhaust gas to the gas inflow pipe and using the exhaust gas as a transfer gas is further provided .
상기 가스유입관을 통해 유입되는 상기 버너의 연소가스와 이송가스가 혼합되도록 상기 가열로의 후방 일부의 직경을 확장하여 내부에 챔버부가 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.And a chamber part is formed inside the heating furnace by expanding a diameter of a rear part of the heating furnace so that a combustion gas and a transfer gas of the burner flowing through the gas inflow pipe are mixed.
상기 드럼의 내면에는 축방향으로 길게 형성된 바스켓라인이 방사상으로 다수 설치되어 회전에 의해 슬러지가 혼합되어 후방으로 이동하도록 하는 것을 특징으로 한다.A plurality of basket lines formed in a long axial direction are radially provided on the inner surface of the drum, and the sludge is mixed by rotation to move backward.
상기 드럼은 후방보다 전방이 1°에서 2° 높게 위치한 것을 특징으로 한다.The drum is characterized in that the front of the drum is located 1 ° to 2 ° higher than the rear.
상기 드럼의 내면에는 나선으로 형성된 바스켓라인이 방사상으로 다수 설치되어 회전에 의해 슬러지가 혼합되어 후방으로 이동하도록 하는 것을 특징으로 한다.A plurality of basket lines formed in a spiral shape are provided radially on the inner surface of the drum, and the sludge is mixed by rotation to move backward.
상기 드럼은, 상기 가열로를 삽통하는 드럼본체와, 상기 드럼본체의 후단에 형성되어 직경이 축소된 드럼배출부와, 상기 드럼본체의 전단을 폐구하여 스크류피터가 연통되도록 하는 전단판과, 상기 드럼배출부의 내면에서 상기 드럼배출부와 인접한 상기 드럼본체 후방까지 연결되도록 방사상으로 다수 형성된 띠 형태로, 상기 드럼의 회전방향으로 굴곡되어 회전에 의해 상기 드럼본체의 슬러지를 상기 드럼배출부로 이동시키는 나선스크래퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.The drum includes a drum body through which the heating furnace is inserted, a drum discharge portion formed at a rear end of the drum body and having a reduced diameter, a front end plate for closing the front end of the drum body to allow the screw- A plurality of bosses formed in a radial direction so as to be connected from the inner surface of the drum discharge unit to the drum discharge unit and to the rear side of the drum body adjacent to the drum discharge unit and which are bent in the rotating direction of the drum and move the sludge of the drum body to the drum discharge unit And a scraper.
또한, 본 발명의 열분해 반탄화방법은, 버너의 연소가스를 가열로로 공급하여 드럼의 외면을 따라 이동하면서 드럼을 가열시키는 제1단계와, 스크류피더에 의해 슬러지인 연료를 가열된 드럼의 전단으로 연속공급하는 제2단계와, 드럼의 회전에 의해 연료가 드럼 전방에서 후방으로 이동하면서 열을 전달받아 건조 및 열분해에 의해 반탄화가 이루어지는 제3단계와, 반탄화에 의해 생성된 열분해가스와 부산물인 촤를 포집조로 배출하여 촤는 하부로 포집하고 열분해가스를 상부로 배출하여 포집하는 제4단계를 포함한다.In addition, the pyrolytic carbonization method of the present invention includes a first step of supplying a combustion gas of a burner to a heating furnace and heating the drum while moving along the outer surface of the drum, and a step of heating the fuel, which is sludge by the screw feeder, A third step in which the fuel is transferred from the front of the drum to the rear by the rotation of the drum and the heat is transferred to the drum to cause half-carbonization by drying and pyrolysis; and a third step in which the pyrolysis gas And the fourth step of discharging the by-product, the exhaust gas, into the lower part, collecting the lower part, discharging the pyrolysis gas to the upper part, and collecting the upper part.
상기 드럼과 열교환 되어 상기 가열로의 가스배출관으로 배출된 가스를 일부 순환시켜 상기 가스유입관을 통해 재공급해 이송가스로 사용하는 제5단계와, 이송가스와 버너의 연소가스가 혼합된 다음 드럼과 열교환하도록 하는 제6단계를 더 포함한다.A fifth step of circulating a part of the gas discharged from the gas discharge pipe of the heating furnace by heat exchange with the drum and re-supplying the gas through the gas inlet pipe to use the gas as a transfer gas; And a sixth step of performing heat exchange.
상기 가스유입관의 온도를 측정하여 이송가스의 혼합정도를 조절하여 드럼 내부 온도를 조절하는 제7단계를 더 포함한다.And adjusting the temperature of the gas inlet pipe to adjust the mixing degree of the transfer gas to adjust the internal temperature of the drum.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 열분해 반탄화장치 및 방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the pyrolysis and carbonization apparatus and method of the present invention as described above, the following effects can be obtained.
드럼 내부에서 건조, 반탄화 및 냉각이 일체형으로 진행될 수 있는 효과가 있다.There is an effect that drying, semi-carbonization and cooling can proceed in an integrated manner inside the drum.
가열로로 공급된 고온의 가스가 나선배플에 의해 드럼 외면을 나선으로 선회하면서 배출됨으로 접촉시간과 면적을 증가시켜 열교환효율을 증대시킬 수 있다.The hot gas supplied to the heating furnace is discharged while rotating the outer surface of the drum by the spiral baffle so that the heat exchange efficiency can be increased by increasing the contact time and area.
또한, 가스버너가 직선관으로 가열로와 근접되게 연결되어 이송경로가 꺾이는 과정에서의 열손실을 최소화하였으며, 가열로에서 배출되는 가스의 일부를 연소가스와 혼합하여 공급함으로 근접설치에 의해 과다한 고온가스에 의해 가열로의 가스유입구 인근에 열집중을 방지할 수 있다.In addition, since the gas burner is connected to the heating furnace by a straight tube, the heat loss during the process of breaking the conveyance path is minimized, and a part of the gas discharged from the heating furnace is mixed with the combustion gas, It is possible to prevent heat concentration near the gas inlet of the heating furnace by the gas.
또한, 가열로에서 배출되는 가스의 일부를 이송가스로 사용함으로써 가열로로 공급되는 고온가스의 량을 증가시킬 수 있으며, 연소가스와 이송가스의 혼합정도를 조절하여 가열로로 공급되는 가스 온도조절이 가능하여 가열로를 원하는 온도로 일정하게 유지시켜 생산되는 열분해가스량과 성분비를 최대한 일정하게 유지할 수 있다.Further, by using a part of the gas discharged from the heating furnace as the transfer gas, it is possible to increase the amount of the high temperature gas supplied to the furnace and to adjust the mixing degree of the combustion gas and the transfer gas, It is possible to keep the heating furnace at a desired temperature constantly and to keep the amount of pyrolysis gas produced and the composition ratio to be kept constant as much as possible.
따라서 본 발명의 열분해 반탄화장치는 연속적인 열분해가 이루어지도록 하면서 가열로의 온도설정이 용이하고 가열로와 드럼간의 열교환율을 증가시켜 가열에 필요한 에너지소모량을 최소화할 수 있는 유용한 장치의 제공이 가능할 수 있다.Therefore, the pyrolytic carbonization apparatus of the present invention can provide a useful device capable of easily setting the temperature of the heating furnace and increasing the heat exchange rate between the heating furnace and the drum, thereby minimizing the energy consumption required for heating .
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열분해 반탄화장치의 개략도.
도 2는 도 1의 A-A단면도.
도 3은 도 2의 B-B단면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예의 드럼이 설치된 열분해 반탄화장치의 개략도.
도 5는 도 1의 나선스크래퍼의 사시도.
1 is a schematic view of a pyrolysis half-charger according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a sectional view taken along the line AA of Fig.
3 is a cross-sectional view taken along line BB of Fig.
4 is a schematic view of a pyrolysis half-carbonization apparatus equipped with a drum according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of the helical scraper of Fig. 1;
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
참고로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.For reference, the same components as those of the prior art of the present invention will be described with reference to the above-mentioned prior arts, and a detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열분해 반탄화장치의 개략도이고, 도 2는 도 1의 A-A단면도이고, 도 3은 도 2의 B-B단면도이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예의 드럼이 설치된 열분해 반탄화장치의 개략도이고, 도 5는 도 1의 나선스크래퍼의 사시도이다.2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross- Fig. 5 is a perspective view of the spiral scraper of Fig. 1; Fig.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열분해 반탄화장치(10)는, 전방에 가스배출관(26)이 형성되고 후방에 가스유입관(25)이 형성되어 내부로 고온가스를 유동시키고 외면에는 캐스타블(23)이 형성된 가열로(20)와, 상기 가스유입관(25)에 설치되어 연소가스를 공급하는 버너(60)와, 상기 가열로(20)에 축설되어 상기 가열로(20)로부터 열을 전달받고 양단은 외부로 표출되며 회전롤에 의해 회전이 이루어지는 드럼(30)과, 상기 드럼(30)의 전단에 설치되어 슬러지를 연속 공급하며 상기 드럼(30) 내측으로 불활성 가스(N2) 또는 배기가스를 주입하는 스크류피더(40)와, 상기 드럼(30)의 후단에 설치되어 열분해반응으로 생성된 열분해가스와 부산물인 촤(char)를 분리하는 포집조(50)를 포함하되, 상기 가열로(20)에 설치되어 냉각되는 공기량을 제어하는 냉각 공기 제어부와, 상기 가열로(20)에 설치되어 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함하며, 상기 포집조(50)와 상기 가스유입관(25)에는 연결관(90)이 설치되며, 상기 연결관(90)은 슬러지 건조 후 배기가스를 상기 가스유입관(25)으로 투입하여 소각처리하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 1, the pyrolysis and carbonization apparatus 10 of the present invention has a gas discharge pipe 26 at the front and a gas inlet pipe 25 at the rear thereof to flow hot gas into the inside thereof, A burner 60 installed in the gas inflow pipe 25 and supplying combustion gas to the heating furnace 20; a heating furnace 20 having a castable 23 formed thereon; The sludge is supplied to the front of the drum 30, and the sludge is continuously supplied to the inside of the drum 30. The sludge is supplied to the drum 30 through the drum 30, N 2), or including a screw feeder (40) for injecting the exhaust gas, the collection tank (50) for separating the char (char) is installed on the rear end of the pyrolysis gas and the by-products generated by the thermal decomposition reaction of the drum (30) A cooling air control unit for controlling the amount of air to be installed in the heating furnace 20, And a temperature control unit installed in the heating furnace 20 and controlling a temperature of the heating furnace 20. A connection pipe 90 is installed in the collection tank 50 and the gas inlet pipe 25, ) Is characterized in that after the sludge is dried, the exhaust gas is injected into the gas inlet pipe (25) and burned.
상기 반탄화온도는 500℃이하 일 수 있다. 바람직하게는 300℃이하 일수 있으며 더욱 바람직하게는 250℃이하 일 수 있다. 이 온도 범위를 벗어나면 탄화가 진행되거나, 반탄화조건에 만족하지 않는 생성물이 발생하는 것은 자명하다.The semi-carbonization temperature may be 500 ° C or less. Preferably 300 DEG C or less, and more preferably 250 DEG C or less. Outside this temperature range, it is clear that carbonization proceeds or products that do not satisfy the semi-carbonization condition are generated.
상기 드럼 내측으로 주입되는 불활성가스(N2) 또는 배기가스는 슬러지가 연속공급되는 주입구의 주위로 환형형태로 공급될 수 있다. The inert gas (N 2 ) injected into the drum or the exhaust gas may be supplied in an annular form around the injection port through which the sludge is continuously supplied.
또한, 상기 주입구의 전단에 별도의 공급라인으로 연속공급되는 슬러지와 같이 공급될 수 있다.In addition, the sludge may be supplied as sludge continuously fed to the front end of the injection port as a separate supply line.
가열로(20)는 외면 또는 본체를 캐스타블(23)로 형성하여 내부 열손실을 최소화하고, 후방에는 고온의 가스가 유입되는 가스유입구(22)가 형성되고, 전방에는 가열로(20) 내부를 유동하면서 열교환이 완료된 가스가 배출되는 가스배출구(21)가 형성된다.The heating furnace 20 is formed with a castable 23 on its outer surface or body to minimize internal heat loss and a gas inlet 22 through which a high temperature gas flows in the rear, And a gas outlet 21 through which the heat-exchanged gas flows is formed.
상기 가열로(20)의 가스유입구(22)에는 가스유입관(25)을 통해 버너(60)가 연통 설치되어 버너(60)에서 연소된 고온의 연소가스가 가스융비구를 통해 가열로(20) 내부로 공급되어 가열로(20)를 700에서 900 사이로 가열시킨다.A burner 60 is connected to the gas inlet 22 of the heating furnace 20 through a gas inlet pipe 25 so that a high temperature combustion gas burned in the burner 60 is supplied to the heating furnace 20 So that the heating furnace 20 is heated to 700 to 900.degree.
상기 가열로(20)에는 드럼(30)이 축설된다.In the heating furnace 20, a drum 30 is installed.
상기 드럼(30)은 상기 가열로(20)와 동일축으로 설치되어 양단이 상기 가열로(20)의 전단과 후단 외부로 표출되며, 표출된 외면은 회전롤과 접하여 회전롤의 회전력에 의해 상기 드럼(30)이 회전하도록 한다.The drum 30 is installed coaxially with the heating furnace 20 so that both ends are exposed to the outside of the front end and the rear end of the heating furnace 20. The exposed outer surface is in contact with the rotating roll, Thereby causing the drum 30 to rotate.
상기 회전롤은 모터의 동력을 전달받아 회전하는 것으로 상기 드럼(30) 외측주면과 접하여 회전력을 직접 전달되도록 하거나, 상기 드럼(30)의 외면에 돌출된 환형의 돌기돌기 회전롤이 접하여 회전력을 간접적으로 전달되도록 할 수도 있다. 또한, 상기 드럼(30)의 회전은 상기 가열로(20)의 외부로 표출된 어느 일측 단부 측을 체인이나 벨트로 감아 동력에 의해 회전하도록 하고, 상기 회전롤은 상기 드럼(30)이 회전 가능하도록 지지하는 역할을 하게 할 수 있다. 이러한 기술은 통상적인 기술이므로 구체적으로 언급하진 않는다.The rotating roll is rotated by receiving the power of the motor to directly contact the outer peripheral surface of the drum 30 to directly transmit the rotating force, or the rotating force of the annular protrusion projected on the outer surface of the drum 30 is contacted, As shown in FIG. In addition, the rotation of the drum 30 is carried out by winding a chain or a belt on one side of the end exposed to the outside of the heating furnace 20 to rotate by power, And the like. This technique is a conventional technique and is not specifically referred to.
상기 드럼(30)의 외측주면 중 상기 가열로(20) 내부에 위치하는 면에는 나선배플(31)이 더 형성된다.A spiral baffle 31 is further formed on a surface of the drum 30 located inside the heating furnace 20.
이러한 나선배플(31)은 상기 가열로(20)의 가스유입구(22)로 유입된 고온의 연소가스를 상기 드럼(30)의 외측 곡면을 따라 나선으로 선회하면서 가스배출구(21)로 배출되도록 함으로써 상기 가열로(20) 내부에서 연소가스의 이동유로를 길게 형성해 열교환효율을 증대시킬 수 있다는 이점이 있다.The helical baffle 31 is adapted to discharge the high temperature combustion gas introduced into the gas inlet 22 of the heating furnace 20 into the gas outlet 21 while rotating in a spiral along the outer curved surface of the drum 30 There is an advantage that the flow path of the combustion gas can be formed long in the heating furnace 20 to increase the heat exchange efficiency.
상기 나선배플(31)은 상기 드럼(30)의 외측주면과 직각으로 돌출되도록 형성하거나, 상기 가스유입구(22)가 형성된 방향으로 예각을 갖도록 형성하여 유동하는 연소가스가 상기 나선배플(31)을 넘어서 축방향으로 이동하지 않고 상기 나선배플(31)을 따라 회전하면서 이동하도록 하는 것이다.The spiral baffle 31 may be formed to protrude at right angles to the outer major surface of the drum 30 or may be formed to have an acute angle in a direction in which the gas inlet 22 is formed, And moves along the helical baffle 31 while rotating without moving in the axial direction.
이러한 나선배플(31)은 가스유입구(22) 방향으로 예각을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 그리하여 연소가스가 나선배플(31)과 드럼(30) 외면을 둘러싸면서 이동하게 되어 접촉면적을 증가시켜 열전달을 용이하게 할 수 있다는 이점이 있다.It is preferable that the helical baffle 31 is formed to have an acute angle toward the gas inlet 22. Thus, the combustion gas moves around the outer surface of the spiral baffle 31 and the drum 30, thereby increasing the contact area and facilitating the heat transfer.
또한, 나선배플(31)은 연소가스가 나선배플(31)을 넘어서 축 방향으로 이동하는 것을 방지하기 위해 드럼(30) 외측면에서 가열로(20)의 내측면에 근접하도록 돌출되어 회전에 저해되지 않으면서 최대한 드럼(30) 외 가열로(20) 사이의 간격을 덮도록 형성되는 것이 바람직하다.Further, the helical baffle 31 protrudes from the outer surface of the drum 30 to approach the inner surface of the furnace 20 to prevent the combustion gas from moving axially beyond the spiral baffle 31, It is preferable to cover the gap between the drum 30 and the heating furnace 20 as much as possible.
아울러 상기 가열로(20) 양단의 드럼(30) 외면과 근접한 부분에는 가열로(20)와 드럼(30) 사이를 통해 가열로(20) 내부의 압력 누출되는 것을 방지하기 위해 가열로(20)와 드럼(30)의 근접한 부분에는 지그재그로 환형 띠를 다수 돌출시켜 유로가 지그재그로 다층 형성되도록 함으로써 내압이 틈으로 누출되는 량을 최소화할 수 있다.The heating furnace 20 is provided at a position close to the outer surface of the drum 30 at both ends of the heating furnace 20 in order to prevent the pressure inside the heating furnace 20 from leaking through the space between the heating furnace 20 and the drum 30. [ A large number of annular bands are projected in a zigzag manner in the vicinity of the drum 30, so that the flow path is formed in a zigzag manner so that the amount of leakage of the internal pressure into the gap can be minimized.
상기 드럼(30)의 전단에는 스크류피더(40)가 설치된다.A screw feeder 40 is provided at the front end of the drum 30.
상기 스크류피더(40)는 상부에 호퍼를 귀하여 저장된 슬러지를 일정량을 드럼(30)으로 공급한다. 상기 스크류피더(40)에 의해 공급되는 연료로는 슬러지 외에 목재, 축분 등 다양한 물질이 사용될 수 있다. 상기 드럼(30)은 회전이 이뤄지기 때문에 상기 드럼(30)의 전단으로 삽설되는 부분에는 회전이 원활하게 이뤄지도록 베어링을 이용하여 결합하는 것이 바람직하다.The screw feeder 40 feeds a predetermined amount of the sludge stored in the hopper to the drum 30 at an upper portion thereof. As the fuel supplied by the screw feeder 40, a variety of materials such as wood, screw shaft, etc. may be used in addition to sludge. Since the drum 30 is rotated, it is preferable that the drum 30 is inserted into the front end of the drum 30 by using a bearing so that rotation is smoothly performed.
상기 드럼(30)의 후단에는 포집조(50)가 구비된다.At the rear end of the drum 30, a collecting tank 50 is provided.
상기 포집조(50)는, 사이클론 형태 이외에 수용공간을 갖는 다양한 통체로 형성할 수 있다.The collection tank 50 may be formed of various cylinders having a receiving space other than the cyclone shape.
상기 포집조(50)는 상기 드럼(30)에서 열분해가 이루어져 생성된 열분해가스와 부산물인 촤(char)가 공급되는 것으로 ,포집조(50) 하부에는 단속 가능한 밸브를 장착하여 일정량 포집되면 배출이 이루어져 내부에 열분해가스가 하부로 배출되는 것을 최소화하고, 상기 포집조(50) 상부에는 유입된 열분해가스를 외부로 이송시키는 연결관(90)이 연통 되어있다. 또한, 상기 포집조(50)도 상기 드럼(30)과 베어링에 의해 회전 가능하게 연결되는 것이 바람직하다.A pyrolysis gas generated by pyrolysis in the drum 30 and a by-product char are supplied to the collecting bath 50. A valve capable of intermittent is installed in the bottom of the collecting bath 50, And a connection pipe 90 for transferring the pyrolysis gas introduced to the outside is connected to the upper part of the collection tank 50. [ Also, it is preferable that the collecting tank 50 is rotatably connected to the drum 30 by a bearing.
상기 포집조(50)와 상기 가스유입관(25) 사이에는 연결관(90)이 설치된다.A connection pipe (90) is provided between the collecting tank (50) and the gas inflow pipe (25).
상기 연결관(90)은 슬러지 건조 후 상기 포집조(50)에서 발생하는 배기가스를 상기 가스유입관(25)으로 투입하여 소각처리하도록 한다.After the sludge is dried, the connection pipe 90 injects the exhaust gas generated in the collecting tank 50 into the gas inlet pipe 25 to perform the incineration process.
상기 가스배출관(26)과 호퍼 사이에는 열교환기가 더 설치된다.A heat exchanger is further provided between the gas discharge pipe (26) and the hopper.
상기 열교환기는 상기 가스배출관(26)에서 배출된 배기가스로 산화제를 가열하거나 상기 호퍼 내의 슬러지를 예열하도록 한다.The heat exchanger heats the oxidant with the exhaust gas discharged from the gas discharge pipe 26 or preheats the sludge in the hopper.
상기 가열로(20)의 가스배출관(26)과 가스유입관(25) 사이에는 순환관(70)이 더 설치된다.A circulation pipe 70 is further installed between the gas discharge pipe 26 of the heating furnace 20 and the gas inflow pipe 25.
상기 순환관(70)의 일단은 상기 가스배출관(26)과 연통 설치되고, 타단은 상기 가스유입관(25)과 연통 설치된다. 그리하여 배기가스 중 일부를 상기 가스유입관(25)으로 공급하여 이송가스로 사용하도록 한다.One end of the circulation pipe (70) is connected to the gas discharge pipe (26), and the other end is connected to the gas inflow pipe (25). Thus, a part of the exhaust gas is supplied to the gas inlet pipe 25 to be used as the transfer gas.
순환된 이송가스는 버너(60)의 연소가스와 혼합되어 연소가스의 고온을 전달받아 가열된 다음 가열로(20)로 공급됨으로 고온가스량을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 이송가스를 혼합하면 고온을 갖는 연소가스의 온도를 낮춰 연소가스와 제일 먼저 접하는 가스유입구(22) 인근 부분만 급속하게 가열되어 드럼(30)의 전방 부분에 전달되는 열이 적어지는 것을 방지할 수 있다.The circulated transport gas is mixed with the combustion gas of the burner 60 and is heated by receiving the high temperature of the combustion gas, and then supplied to the heating furnace 20, thereby increasing the amount of the high temperature gas. By mixing the transfer gas in this manner, the temperature of the combustion gas having a high temperature is lowered, and only the portion near the gas inlet 22, which is first contacted with the combustion gas, is rapidly heated to prevent the heat transmitted to the front portion of the drum 30 from being reduced can do.
또한, 가열로(20)의 가스배출관(26)은 라인상에 팬이 장착되어 내부 이송압력을 조절하도록 하고, 상기 순환관(70)은 가스배출라인 중 팬을 통과한 부분에서 분기가 이루어지도록 하고, 순환관(70)의 라인상에도 팬을 추가로 설치하여 가스 이송이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.Further, the gas discharge pipe 26 of the heating furnace 20 is provided with a fan on the line for controlling the internal transfer pressure, and the circulation pipe 70 is branched from the gas discharge line through the fan And a fan is additionally provided on the line of the circulation pipe 70 so that the gas can be easily transferred.
또한, 상기 순환관(70)은 가스유입관(25)에 접선방향으로 연통시키되 일정각 하향을 갖도록 하여 가스유입관의 내벽을 따라 선회하면서 하강시켜 연소가스와의 충분한 접촉에 의한 열교환이 이루어지도록 한다.The circulation pipe 70 is connected to the gas inflow pipe 25 in a tangential direction so that the circulation pipe 70 is downwardly moved along the inner wall of the gas inflow pipe so as to have a predetermined downward angle so that heat exchange is performed by sufficient contact with the combustion gas do.
상기 가열로(20)에는 가스유입관(25)이 연통된 가열로(20)의 후단 부위의 직경을 확장하여 내부에 챔버부(24)가 형성되도록 할 수 있다.The heating furnace 20 may have a chamber portion 24 formed therein by extending the diameter of the rear end portion of the heating furnace 20 in which the gas inflow pipe 25 is communicated.
상기 챔버부(24)는 가스유입구(22)에서 급속하게 단면이 확장되어 가스유입관(25)을 통해 유동되는 연소가스와 이송가스가 확산되면서 혼합이 이뤄지도록 해 고른 온도 분포가 이뤄지도록 한다. 또한, 공급속도를 낮춰 가스유입구(22)와 근접한 드럼(30) 부분이 과도하게 가열되는 것을 방지해 드럼(30)의 전단까지 고르게 열을 전달할 수 있다.The chamber portion 24 is rapidly expanded in cross section at the gas inlet 22 so that the combustion gas flowing through the gas inlet pipe 25 and the transfer gas are diffused and mixed so that a uniform temperature distribution is achieved. In addition, the supply speed is lowered to prevent excessive heating of the portion of the drum 30 adjacent to the gas inlet 22, so that heat can be uniformly transferred to the front end of the drum 30.
상기 가열로(20)에는 온도 제어부바스켓라인(321)가 더 설치된다.The heating furnace 20 is further provided with a temperature controller basket line 321.
상기 온도 제어부바스켓라인(321)는 가열로(20)에 설치된 온도센서를 통해 가열로(20)로 공급되는 가스의 온도를 측정하여 상기 연결관바스켓라인(321)을 통해 공급되는 이송가스의 공급량을 줄여 가열로로 공급되는 가스의 온도를 증가시키고, 센싱값이 고온일 때는 이송가스의 공급량을 증가시켜 버너(60)의 이송가스의 공급량을 증가시켜 버너(60)의 연소가스 온도를 낮춰 가열로(20)로 공급되도록 함으로써 가열로(20) 내의 온도를 일정하게 공급되도록 할 수 있다.The temperature control unit basket line 321 measures the temperature of the gas supplied to the heating furnace 20 through the temperature sensor installed in the heating furnace 20 and measures the supply amount of the transporting gas supplied through the connecting pipe basket line 321 The temperature of the gas supplied to the heating furnace is increased to increase the supply amount of the transfer gas when the sensing value is high to increase the supply amount of the transfer gas of the burner 60 to lower the combustion gas temperature of the burner 60 So that the temperature in the heating furnace 20 can be constantly supplied.
또한, 상기 챔버부(24)가 형성된 가열로(20)에는 가스유입구(22)에 직접 버너(60)를 설치하여 버너(60)의 고열이 챔버부(24)로 유입되고, 상기 연결관바스켓라인(321)은 챔버부(24)로 연결되어 가스혼합이 이루어지게 할 수 있다.A burner 60 is installed directly in the gas inlet 22 in the heating furnace 20 where the chamber part 24 is formed so that the high temperature of the burner 60 flows into the chamber part 24, The line 321 may be connected to the chamber portion 24 to allow gas mixing to occur.
상기 드럼(30)의 내면에는 축방향으로 길게 바스켓라인(321)이 형성된다.On the inner surface of the drum 30, a basket line 321 is formed in an axial direction.
상기 바스켓라인(321)은 방사상으로 다수 설치되어 회전 시 상기 드럼(30)의 하부에 모여있는 슬러지를 들어서 상부에서 낙하시키는 방법으로 슬러지가 굡나되도록 하여 열이 고르게 전달되도록 해 건조 및 반탄화시간이 단축되도록 한다.A number of the basket lines 321 are installed radially so that the sludge gathered at the lower portion of the drum 30 is lifted when the drum 30 is rotated to drop the sludge from the upper portion of the drum 30, .
아울러 상기 드럼(30)은 후방보다 전방이 1°에서 2° 높게 위치하도록 하여, 상기 바스켓라인(321)에 의한 교반 시 전방에서 수방으로 서서히 이동되도록 한다.In addition, the drum 30 is positioned at a position 1 ° to 2 ° higher than the rear of the drum 30, so that the drum 30 is gradually moved from the front to the rear during stirring by the basket line 321.
또한, 상기 드럼(30)의 기울기 없이 바스켓라인(321)을 축과 나란한 직선이 아닌 일정한 각도로 굴곡된 나선형으로 형성하여 상기 드럼(30) 회전 시 나선에 의해 후방으로 이동되도록 할 수 있다. 이때, 상기 바스켓라인(321)의 곡면인 1회 감기는 길이를 조절하여 상기 드럼(30) 회전 시 슬러지가 이동되는 정도를 조절할 수 있다.Further, the basket line 321 may be formed in a spiral shape bent at a predetermined angle instead of a straight line parallel to the axis without inclination of the drum 30, and may be moved backward by the spiral when the drum 30 is rotated. At this time, the length of the single turn of the basket line 321 may be adjusted to control the degree of movement of the sludge during the rotation of the drum 30.
상기 드럼(30)은 가열로(20)를 삽통하는 드럼본체(32)와, 상기 드럼본체(32)의 후단에 형성되어 직경이 축소된 드럼배출부(33)와, 상기 드럼본체(32)의 전단을 폐구하여 스크류피더(40)스크류피더(40) 하는 전단판(34)을 포함한다.The drum 30 includes a drum main body 32 through which the heating furnace 20 is inserted, a drum discharge portion 33 formed at the rear end of the drum main body 32 and reduced in diameter, And a front end plate 34 for closing the front end of the screw feeder 40 and screwing the screw feeder 40 to the screw feeder 40.
상기 드럼본체(32)는 내면에 바스켓라인(321) 이외에 다수의 핀을 돌출시켜 슬러지와의 접촉면적을 증가시켜 열전달이 더 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.The drum body 32 may have a plurality of fins protruded from the inner surface thereof in addition to the basket line 321 to increase the contact area with the sludge, thereby facilitating heat transfer.
상기 드럼배출부(33)는 상기 드럼본체(32)와 단턱이 형성되어 슬러지가 일정량 포집되어 회전하도록 할 수 있다.The drum discharge portion 33 is formed with a step with the drum body 32 so that a certain amount of sludge can be collected and rotated.
상기 전단판(34)은 중심에 스크류피더(40)가 삽통되도록 설치하는 것으로 ,상기 스크류피더(40)와의 접촉면적을 증가시키기 위해 전단판(34)의 전면 또는 후면으로 연장관을 형성하고, 상기 연장관과 스크류피더(40) 사이를 베어링베어링하여 고정된 스크류피더(40)와 회전하는 드럼(30)을 연결시킨다.An extension pipe is formed on the front surface or the rear surface of the front end plate 34 in order to increase a contact area with the screw feeder 40, And the drum 30 is connected to the fixed screw feeder 40 by a bearing bearing between the extension pipe and the screw feeder 40.
물론 상기 포집조(50)도 일측에 연장관을 형성하고, 상기 연장관에 드럼배출부(33)의 단부가 내입되도록 한 다음 연장관과 드럼배출부(33) 사이를 베어링으로 연결하여 일체화시킬 수 있다.Of course, the collecting tank (50) may also be formed as an extension pipe, and the end of the drum discharge portion (33) may be inserted into the extension pipe, and then the extension pipe and the drum discharge portion (33) may be connected together by bearings.
아울러 드럼(30)에서는 단턱이 형성된 부분의 드럼본체(32)에 포집된 슬러지를 드럼배출부(33)로 상향 이동시켜 포집조(50)로 배출시키기 위해서 나선스크래퍼(35)가 더 설치될 수 있다.In addition, in the drum 30, a spiral scraper 35 may be installed to move the sludge collected in the drum body 32 of the stepped portion upward to the drum discharge portion 33 and discharge the collected sludge to the collection tank 50 have.
상기 나선스크래퍼(35)는 상기 드럼배출부(33)의 내면에서 드럼배출부(33)와 인접한 드럼본체(32) 후방까지 연결되도록 방사상으로 다수 형성된 띠 형태로, 드럼(30)의 회전방향으로 굴곡된다. 이와 같이 나선스크래퍼(35)가 회전방향으로 굴곡이 이루어지면 회전에 의해 드럼본체(32)에 있는 슬러지가 나선스크래퍼(35)에 의해 드럼본체(32)의 내면을 따라 상부로 이동하면서 후방인 드럼배출부(33) 방향으로 이동하면서 낙하되어 최종적으로는 드럼본체(32)의 슬러지가 드럼배출부(33)로 이동되어 포집조(50)로 배출된다.The spiral scrapers 35 are formed in the form of a plurality of radially formed ribs so as to extend from the inner surface of the drum discharge portion 33 to the rear of the drum body 32 adjacent to the drum discharge portion 33, It is bent. When the spiral scraper 35 is bent in the rotational direction, the sludge in the drum body 32 is rotated by the spiral scraper 35 upward along the inner surface of the drum body 32, The sludge of the drum main body 32 is finally transferred to the drum discharge portion 33 and is discharged to the collection tank 50. [
이와 같이 구성된 열분해 반탄화장치(10)는 버너(60)에서 고온의 연소가스를 가스유입구(22)를 통해 가열로(20) 내부로 공급하고, 연소가스는 가열로(20) 내에서 드럼(30)의 나선배플(31)에 안내되어 드럼(30) 외면을 선회하면서 가스배출구(21)를 통해 배출되고 선회하는 과정에서 열교환이 이루어져 드럼(30)을 고온을 가열시킨다.The pyrolysis half-charger 10 configured as described above supplies the high temperature combustion gas from the burner 60 to the inside of the heating furnace 20 through the gas inlet 22 and the combustion gas is introduced into the drum 20 The drum 30 is guided by the helical baffle 31 of the drum 30 and is discharged through the gas outlet 21 while circling the outer surface of the drum 30. Heat exchange is performed to heat the drum 30 at a high temperature.
이때 스크류피더(40)에 의해 슬러지를 드럼(0의 전단부를 통해 니부로 공급하면 드럼(30)은 회전하면서 슬러지를 후방으로 이동시킨다.At this time, when the sludge is supplied to the nip portion through the front end portion of the drum 0 by the screw feeder 40, the drum 30 rotates and moves the sludge backward.
슬러지는 이동과정에서 고열을 전달받아 건조 및 열분해가 이루어져 열분해가스를 생성시키고 부산물로 촤(char)를 생산한다.The sludge receives high heat in the process of transportation and is dried and pyrolyzed to produce pyrolysis gas and produce char as a by-product.
생산된 열분해가스와 촤(char)는 드럼(30) 후단을 통해 포집조(50)로 이송되고, 포집조(50)에서는 중량체인 촤(char)는 포집하고 열분해가스는 상부를 통해 외부로 이송시켜 슬러지로부터 열분해가스와 촤(char)를 수취한다.The produced pyrolysis gas and char are transferred to the trapping tank 50 through the rear end of the drum 30. In the trapping tank 50, the char of the weight chain is collected and the pyrolysis gas is transported to the outside And receives pyrolysis gas and char from the sludge.
본 발명의 열분해 반탄화장치를 이용한 반탄화방법은, 버너(60)의 연소가스를 가열로(20)로 공급하여 드럼(30)의 외면에 형성된 나선배플9)을 따라 나선으로 이동하면서 드럼(30)을 가열시키는 제1단계와, 스크류피더(40)에 의해 슬러지인 연료를 가열된 드럼(30)의 전단으로 연속 공급하는 제2단계와, 상기 드럼(30)의 회전에 의해 연료가 상기 드럼(30)의 전방에서 후방으로 이동하면서 열을 전달받아 건조 및 열분해에 의해 반탄화가 이루어지는 제3단계와, 반탄화에 의해 생성된 열분해가스와 부산물인 촤(char)를 포집조(50)로 배출하여 촤(char)는 하부로 포집하고 열분해가스를 상부로 배출하여 포집하는 제4단계를 포함한다.The method of semi-carbonization using the pyrolytic half-carburizing apparatus of the present invention is a method in which the combustion gas of the burner 60 is supplied to the heating furnace 20 so as to be supplied to the drum 30 while moving along the spiral baffle 9 formed on the outer surface of the drum 30 A second step of continuously supplying the fuel, which is sludge by the screw feeder 40, to the front end of the heated drum 30 by continuously rotating the drum 30, A third step in which heat is transferred from the front to the rear of the drum 30 to be semi-carbonized by drying and pyrolysis; and a third step in which the pyrolysis gas produced by the semi-carbonization and the by- And a fourth step in which the char is collected to the lower part and the pyrolysis gas is discharged to the upper part and collected.
제4단계 이후, 상기 드럼(30)과 열교환이 완료되어 가열로(20)의 가스배출구(21)로 배출되는 가스를 일부 순환시켜 가스유입관(25)으로 재공급해 이송가스로 사용하는 제5단계와, 이송가스와 버너(60)의 연ㅇ소가스가 혼합된 다음 드럼(30)과 열교환이 이루어지도록 하는 제6단계가 더 이뤄진다.After the fourth step, the heat exchange with the drum 30 is completed and the gas discharged to the gas outlet 21 of the heating furnace 20 is partially circulated and re-supplied to the gas inlet pipe 25, And a sixth step in which the transfer gas and the combustion gas of the burner 60 are mixed and then heat exchange with the drum 30 is performed.
제6단계 이후, 가스유입구(22) 부분의 온도를 측정하여 이송가스의 혼합정도를 조절하여 드럼(30) 내부 온도를 조절하는 제7단계가 이뤄진다.After the sixth step, a seventh step is performed to adjust the temperature of the drum 30 by adjusting the mixing degree of the transfer gas by measuring the temperature of the gas inlet 22.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims .
이상과 같이, 본 발명에 따른 슬러지용 열분해 반탄화장치 및 방법은, 특히, 고함수 슬러지의 효율적인 수분제거 및 폐기물을 이용한 가연성 연료 산업에 적합하다.As described above, the pyrolytic carbonization apparatus and method for sludge according to the present invention are particularly suitable for the efficient water removal of high-function sludge and the combustible fuel industry using waste.
10: 열분해 반탄화장치 20: 가열로
21: 가스배출구 22: 가스유입구
23: 캐스타블 24: 챔버부
25: 가스유입관 26: 가스배출관
30: 드럼 31: 나선배플
321: 바스켓라인 32: 드럼본체
33: 드럼배출부 34: 전단판
35: 나선스크래퍼 40: 스크류피더
50: 포집조 60: 버너
70: 순환관 90: 연결관
10: pyrolysis half-charger 20: heating furnace
21: gas outlet 22: gas inlet
23: Castable 24: Chamber part
25: gas inlet pipe 26: gas outlet pipe
30: drum 31: spiral baffle
321: basket line 32: drum body
33: drum discharge portion 34: front plate
35: helical scraper 40: screw feeder
50: collection tank 60: burner
70: Circulation tube 90: Connector

Claims (11)

  1. 전방에 가스배출관이 형성되고 후방에 가스유입관이 형성되어 내부로 고온가스를 유동시키고 외면에는 캐스타블이 형성된 가열로;
    상기 가스유입관에 설치되어 연소가스를 공급하는 버너;
    상기 가열로에 축설되어 상기 가열로로부터 열을 전달받고 양단은 외부로 표출되며 회전롤에 의해 회전이 이루어지는 드럼;
    상기 드럼의 전단에 설치되어 슬러지를 연속공급하며 상기 드럼 내측으로 불활성 가스(N2) 또는 배기가스를 주입하는 스크류피더;
    상기 드럼의 후단에 설치되어 열분해반응으로 생산된 열분해가스와 부산물인 촤를 분리하는 포집조;를 포함하되,
    상기 가열로에 설치되어 냉각되는 공기량을 제어하는 냉각 공기 제어부와,
    상기 가열로에 설치되어 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함하며,
    상기 포집조와 상기 가스유입관에는 연결관이 설치되며, 상기 연결관은 슬러지 건조 후 배기가스를 상기 가스유입관으로 투입하여 소각처리하는 것을 특징으로 하는 슬러지용 열분해 반탄화장치.
    A heating furnace in which a gas discharge pipe is formed at a front side and a gas inlet pipe is formed at a rear side to flow a hot gas into the inside and a castable is formed at an outer side;
    A burner installed in the gas inlet pipe to supply a combustion gas;
    A drum that receives heat from the heating furnace, is circulated in the heating furnace, and both ends of the drum are exposed to the outside and rotated by a rotating roll;
    A screw feeder provided at a front end of the drum for continuously supplying sludge and injecting an inert gas (N 2 ) or an exhaust gas into the drum;
    And a collecting tank installed at the rear end of the drum for separating the pyrolysis gas produced by the pyrolysis reaction and the by-product,
    A cooling air control unit installed in the heating furnace and controlling the amount of air to be cooled;
    And a temperature control unit installed in the heating furnace and controlling the temperature,
    Wherein a connection pipe is installed in the collecting tank and the gas inflow pipe and the exhaust pipe is put into the gas inflow pipe after the sludge is dried to incinerate the sludge.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스배출관과 상기 스크류호퍼 사이에는 열교환기가 더 설치되며,
    상기 열교환기에 의해 상기 가스배출관에서 배출된 배기가스로 산화제를 가열하거나 상기 스크류호퍼 내의 슬러지를 예열하는 것을 특징으로 하는 슬러지용 열분해 반탄화장치.
    The method according to claim 1,
    A heat exchanger is further provided between the gas discharge pipe and the screw hopper,
    Wherein the oxidizer is heated by the exhaust gas discharged from the gas discharge pipe by the heat exchanger or the sludge in the screw hopper is preheated.
  3. 청구항 2에 있어서,
    일단이 상기 가스배출관과 연통 설치되고, 타단이 상기 가스유입관과 연통 설치되어, 상기 배기가스 중 일부를 상기 가스유입관으로 공급하여 이송가스로 사용하도록 하는 순환관이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 슬러지용 열분해 반탄화장치.
    The method of claim 2,
    And one end of the exhaust gas is provided in communication with the gas discharge pipe and the other end is provided in communication with the gas inlet pipe so that a part of the exhaust gas is supplied to the gas inlet pipe to be used as a transfer gas. Pyrolysis semi - carbonizer for sludge.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가스유입관을 통해 유입되는 상기 버너의 연소가스와 이송가스가 혼합되도록 상기 가열로의 후방 일부의 직경을 확장하여 내부에 챔버부가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 슬러지용 열분해 반탄화장치.
    The method of claim 3,
    Wherein a diameter of a rear part of the heating furnace is enlarged so that a chamber part is formed inside the furnace so that a combustion gas of the burner flowing through the gas inflow pipe and a transfer gas are mixed.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 드럼의 내면에는 축방향으로 길게 형성된 바스켓라인이 방사상으로 다수 설치되어 회전에 의해 슬러지가 혼합되어 후방으로 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 슬러지용 열분해 반탄화장치.
    The method of claim 4,
    Wherein a plurality of basket lines formed long in the axial direction are installed radially on the inner surface of the drum so that the sludge is mixed by rotation to move backward.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 드럼은 후방보다 전방이 1°에서 2° 높게 위치한 것을 특징으로 하는 슬러지용 열분해 반탄화장치.
    The method of claim 5,
    Wherein the drum is located at a position 1 ° to 2 ° higher than the rear of the drum.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 드럼의 내면에는 나선으로 형성된 바스켓라인이 방사상으로 다수 설치되어 회전에 의해 슬러지가 혼합되어 후방으로 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 슬러지용 열분해 반탄화장치.
    The method of claim 4,
    Wherein a plurality of spiral basket lines are radially provided on the inner surface of the drum so that the sludge is mixed by rotation to move backward.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 드럼은, 상기 가열로를 삽통하는 드럼본체와,
    상기 드럼본체의 후단에 형성되어 직경이 축소된 드럼배출부와,
    상기 드럼본체의 전단을 폐구하여 스크류피터가 연통되도록 하는 전단판과,
    상기 드럼배출부의 내면에서 상기 드럼배출부와 인접한 상기 드럼본체 후방까지 연결되도록 방사상으로 다수 형성된 띠 형태로, 상기 드럼의 회전방향으로 굴곡되어 회전에 의해 상기 드럼본체의 슬러지를 상기 드럼배출부로 이동시키는 나선스크래퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지용 열분해 반탄화장치.
    The method according to claim 1,
    The drum includes a drum body through which the heating furnace is inserted,
    A drum discharge portion formed at a rear end of the drum body and having a reduced diameter;
    A front end plate for closing the front end of the drum body to allow the screw pillar to communicate with the front end plate,
    The drum discharge unit being connected to the drum discharge unit and to the rear side of the drum body, the drum discharge unit being formed with a plurality of radially formed strips, the drum discharge unit being bent in a direction of rotation of the drum to move the sludge of the drum body to the drum discharge unit Characterized in that the pyrolysis half-carbonization apparatus for sludge comprises a spiral scraper.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 의한 반탄화장치를 이용한 슬러지 열분해 반탄화방법에 있어서,
    버너의 연소가스를 가열로로 공급하여 드럼의 외면을 따라 이동하면서 드럼을 가열시키는 제1단계와,
    스크류피더에 의해 슬러지인 연료를 가열된 드럼의 전단으로 연속공급하는 제2단계와,
    드럼의 회전에 의해 연료가 드럼 전방에서 후방으로 이동하면서 열을 전달받아 건조 및 열분해에 의해 반탄화가 이루어지는 제3단계와,
    반탄화에 의해 생성된 열분해가스와 부산물인 촤를 포집조로 배출하여 촤는 하부로 포집하고 열분해가스를 상부로 배출하여 포집하는 제4단계를 포함하는 슬러지 열분해 반탄화방법.
    A sludge pyrolysis semi-carbonization method using a semi-carbonization apparatus according to any one of claims 1 to 8,
    A first step of supplying the combustion gas of the burner to the heating furnace to heat the drum while moving along the outer surface of the drum,
    A second step of continuously supplying fuel, which is sludge, to the front end of a heated drum by a screw feeder,
    A third step in which fuel is transferred from the front side to the rear side of the drum by rotation of the drum and heat is transferred to the drum to perform semi-carbonization by drying and pyrolysis;
    And a fourth step of discharging pyrolysis gas and byproduct produced by the semi-carbonization to a collection tank, collecting the collected pyrolysis gas to a lower part, and discharging pyrolysis gas to an upper part and collecting the collected pyrolysis gas.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 드럼과 열교환 되어 상기 가열로의 가스배출관으로 배출된 가스를 일부 순환시켜 상기 가스유입관을 통해 재공급해 이송가스로 사용하는 제5단계와,
    이송가스와 버너의 연소가스가 혼합된 다음 드럼과 열교환하도록 하는 제6단계를 더 포함하는 슬러지 열분해 반탄화방법.
    The method of claim 9,
    A fifth step of circulating a part of the gas discharged from the gas discharge pipe of the heating furnace by heat exchange with the drum and re-supplying the gas through the gas inlet pipe to use as a transfer gas;
    Further comprising a sixth step of mixing the transfer gas and the combustion gas of the burner and then performing heat exchange with the drum.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가스유입관의 온도를 측정하여 이송가스의 혼합정도를 조절하여 드럼 내부 온도를 조절하는 제7단계를 더 포함하는 슬러지 열분해 반탄화방법.
    The method of claim 10,
    And adjusting a temperature of the gas inlet pipe to adjust a mixing degree of the transfer gas to adjust a temperature inside the drum.
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