KR20230134920A - 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템 - Google Patents

친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템에 관한 것으로, 고온의 열을 이용하여 스팀에 포함된 불순물을 연소시켜 제거하는 소각기와; 가스와 공기를 이용하여 고온을 열을 발생시켜 상기 소각기에 공급하는 가스 버너와; 상기 소각기에서 공급하는 스팀 및 배기가스로부터 발생된 열을 이용하여 폐수로부터 물과 기름을 분리하고, 물로부터 발생된 스팀을 상기 소각기에 제공하는 제1 열교환기와; 상기 소각기로부터 불순물이 연소된 스팀 및 배기 가스를 공급받아 정제된 물과 공기를 배출하는 연돌과; 상기 연돌로부터 공급된 공기의 온도를 상승시켜 상기 가스 버너에 제공하는 제2 열교환기를 포함하는 폐수 처리 시스템에 관한 것이다.

Description

친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템{ECO-FRIENDLY SYSTEM FOR TREATING WASTE WATER OR WASTE OIL}
본 발명은 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템에 관한 것으로서, 특히 폐수나 폐류로부터 물과 기름을 분리하여 기름은 재활용하고 물에 포함된 불순물을 제거하여 정제된 물과 공기를 제공할 수 있는 폐수 및 폐유 처리시스템에 관한 것이다.
함선이나 공장 등에는 폐수나 폐유를 처리하기 위한 장치가 구비되어 있다.
그러나, 폐유를 깨끗한 정제유로 변환하거나 폐수의 찌꺼기를 필터링하여 깨끗한 물로 변환하는 것은 쉽지 않은 일이다.
특히, 폐유 등을 처리하는 과정에서 많은 양의 미세먼지가 발생하게 되는데, 미세먼지는 또 다른 환경 오염의 주범이 되고 있다. 기존의 폐수나 폐유를 정제 처리하는 시스템은 미세먼지의 발생까지 방지하는 데에는 한계가 있다.
이에, 함선이나 공장 등에서 폐수와 폐유를 효율적으로 처리하고 미세먼지의 발생을 저감하거나 방지할 수 있는 수단이 요구된다.
등록특허공보 10-1083033 공개특허공보 10-2018-0112002
본 발명은 폐유 또는 폐수로부터 기름, 정제된 물 및 공기를 제공할 수 있는 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템에 관한 것이다.
본 발명은 고온의 열을 이용하여 스팀에 포함된 불순물을 연소시켜 제거하는 소각기와; 가스와 공기를 이용하여 고온을 열을 발생시켜 상기 소각기에 공급하는 가스 버너와; 상기 소각기에서 공급하는 스팀 및 배기가스로부터 발생된 열을 이용하여 폐수로부터 물과 기름을 분리하고, 물로부터 발생된 스팀을 상기 소각기에 제공하는 제1 열교환기와; 상기 소각기로부터 불순물이 연소된 스팀 및 배기 가스를 공급받아 정제된 물과 공기를 배출하는 연돌과; 상기 연돌로부터 공급된 공기의 온도를 상승시켜 상기 가스 버너에 제공하는 제2 열교환기를 포함하는 폐수 처리 시스템에 관한 것이다.
여기서, 소각기는 스팀관을 이용하여 상기 제1 열교환기로부터 스팀을 제공받으며, 상기 스팀관의 일측은 상기 소각기를 둘러싸는 형태로 구성되고, 상기 소각기를 둘러싼 스팀관의 일측에는 소정 간격으로 구멍이 생성되어 스팀을 상기 소각기에 공급할 수 있다.
또한, 제1 열교환기는 상기 소각기로부터 배출된 배기가스와 스팀을 상기 연돌에 공급하기 위한 복수의 배관 파이프가 내부에 구비되며, 상기 배관 파이프의 일단은 상기 연돌에 위치하고, 타단은 상기 제2 열교환기가 위치하는 밀폐된 공간에 위치할 수 있다.
또한, 연돌은 중앙 공간에 다층 구조로 구비되는 다수의 가스 배출 조절 수단과; 윗단 내부에 구비되어 물을 분사하는 스프레이;를 포함하고,
상기 가스 배출 조절 수단 각각은, 윗면과 아랫면이 개방되어 가스가 통과되도록 구성되는 원통 구조체와; 상기 원통 구조체의 아랫면 원주로부터 하방으로 경사지게 구비되는 원형 경사판 구조체로 구성할 수 있다.
또한, 연돌은 하부에 소정 양의 물을 외부로 배출하는 물 배출부를 포함하며, 상기 물 배출부는 임계 높이로 일정한 양의 물이 저장된 상태이고, 상기 스프레이로부터 분사된 물이 추가되어 임계 높이를 초과하게 되면 소정 양의 물이 외부로 배출되도록 구성할 수 있다.
본 발명은 소각기에서 발생된 배기가스 및 스팀을 이용하여 폐수로부터 물과 기름을 분리하여 기름을 재활용할 수 있고, 물은 스팀으로 변환하여 스팀에 포함된 불순물은 소각기에서 소각할 수 있다. 또한, 스팀과 소각 과정에서 발생된 배기 가스는 연돌에서 정화하여 정화된 공기 및 물을 외부로 방출할 수 있어 환경 오염을 방지할 수 있다. 또한, 연돌에서 생성된 정화된 공기는 가스 버너에 공급하여 가스 버너에 공급되는 연료를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템의 제1 열교환기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템의 소각기에 스팀을 공급하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템의 연돌을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템의 가스 배출 조절판을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면과 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템의 제1 열교환기를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템의 소각기에 스팀을 공급하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템의 연돌을 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템의 가스 배출 조절판을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 친환경 폐수 또는 폐유 처리시스템(이하, 폐수 처리 시스템)은 소각기(160), 가스 버너(165), 제1 열교환기(180), 제2 열교환기(185), 원심분리기(195) 및 연돌(100)을 포함한다.
이하에서는 폐수에 대해 설명하지만, 폐유도 동일 또는 유사한 방법으로 적용 가능하다.
소각기(160)는 폐수로부터 발생된 스팀에 포함된 불순물을 연소시켜 제거하기 위한 것으로, 800~1,600℃의 고온에서 연소할 수 있다. 제1 열교환기(180)에서 발생된 스팀은 스팀관(155)을 통해 소각기(160)에 공급된다. 이때, 스팀관(155)의 일측(300)은 소각기(160)를 둘러싸는 형태로 구성할 수 있으며, 소각기(160)를 둘러싼 스팀관(155)의 일측(300)에는 소정 간격으로 구멍이 생성되어 360도 방향으로 스팀을 소각기(160)에 공급할 수 있다.
또한, 소각기(160)는 내측이 내화 벽돌로 구성되고 외측은 스테인리스 등으로 구성할 수 있으며, 내측과 외측의 둘레를 따라 소정 간격으로 구멍이 생성되어 스팀관(155)으로부터 발생된 스팀이 소각기(160) 내부인 연소실(310)로 공급되도록 할 수 있다. 이때, 소각기(160)의 내측과 외측에 형성된 구멍은 스팀관(155)의 일측(300)에 형성된 구멍과 동일한 위치에 형성하는 것이 바람직하다.
가스 버너(165)는 LNG(Liquefied Natural Gas) 및 고온의 공기를 이용하여 소각기(160)의 연소실에 열을 공급한다. LNG는 가스 조절 밸브(175)를 이용하여 가스 버너(165)에 공급되는 가스가 조절되며, 고온의 공기는 공기 조절 밸브(170)를 이용하여 조절할 수 있다.
제1 열교환기(180)는 폐수 탱크(200)로부터 공급된 폐수로부터 물과 기름을 분리하고, 소각기(160)에서 연소되어 발생된 스팀과 배기가스를 연돌(100)에 공급하기 위한 것이다. 제1 열교환기(180) 내부에는 소각기(160)로부터 배출된 배기가스와 스팀을 연돌(100)에 공급하기 위한 복수의 배관 파이프(190)가 구비되며, 배관 파이프(190)의 일단은 연돌(100)에 위치하고, 타단은 제2 열교환기(185)가 위치하는 밀폐된 공간에 위치할 수 있다.
폐수 탱크(200)로부터 공급된 폐수는 제1 열교환기(180) 내부에 저장된다. 이때, 제1 열교환기는 복수의 영역으로 구분할 수 있으며, 일 영역에 폐수가 공급되면 폐수가 공급된 영역으로부터 타 영역으로 폐수가 이동할 수 있도록 구성할 수 있다. 배관 파이프(190)에 배기가스 및 스팀이 공급되면 열이 제1 열교환기(180) 내부에 전달되어 저장된 폐수의 온도가 상승하게 되고 물과 기름으로 분리될 수 있다.
폐수로부터 물과 기름이 분리되면, 기름은 원심분리기(195)를 이용하여 정제유, 물, 고체 상태의 불순물로 분리될 수 있으며, 고체 상태의 불순물은 소각 처리하고, 정제유는 재활용할 수 있으며, 물은 폐수 탱크(200)에 저장하여 계속해서 이용할 수 있다. 이때, 원심분리기(195)는 6,000 rpm 이상으로 진행하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 열교환기(180) 내부의 온도가 고온에 이르면 스팀이 발생하게 되며, 발생된 스팀은 스팀관(155)을 통해 소각기(160)에 공급되어 스팀에 포함된 불순물이 소각기(160)에서 소각된다. 제1 열교환기(180)는 압력 게이지(145)를 이용하여 내부의 압력을 확인할 수 있으며, 스팀 조절 밸브(150)를 이용하여 소각기(160)에 공급되는 스팀을 조절할 수 있다.
제2 열교환기(185)는 연돌(100)에서 공급된 공기의 온도를 상승시켜 가스 버너(165)에 공급하며, 효과적인 공기 공급을 위해 공기흡입팬(173)을 이용할 수 있다. 또한, 제2 열교환기(185)는 소각기와 제1 열교환기(180) 사이에 위치한 밀폐된 공간에 위치할 수 있다. 밀폐된 공간에는 제1 열교환기(180)에 구비되는 배관 파이프(190)의 타단이 위치하여 소각기(160)에서 배기 가스 및 스팀이 밀폐된 공간에 배출되면 제1 열교환기(180)에 구비된 배관 파이프(190)에 배기 가스 및 스팀이 공급되도록 할 수 있다.
연돌(100)은 제1 열교환기(180)로부터 배기 가스 및 스팀이 공급되면 배기 가스 및 스팀에 포함된 미세먼지 등 불순물을 제거하여 정제된 맑은 공기를 외부로 배출하거나, 정제된 물을 모래/활성탄 등으로 구성된 필터를 통해 필터링한 후 방류 탱크(135)에 공급하여 방류할 수 있다. 또한, 연돌(100)에 공급된 스팀으로부터 발생된 공기는 공기관(140)을 통해 제2 열교환기(185)에 공급될 수 있다.
연돌(100)의 구조를 살펴보면, 연돌(100)은 상부면 하우징(105), 측면 하우징(120), 다공판(107), 스프레이(110), 가스 배출 조절 수단(117), 커버(115) 및 물 배출부(125)를 포함하여 구성된다.
상부면 하우징(105)은 측방향으로 수증기를 배출하도록 구성할 수 있으며, 측면 하우징(120)은 원통 형상으로 구성할 수 있다.
다공판(107)은 측면 하우징(120)의 상단에 구비되며 수증기가 통과되도록 구성할 수 있으며, 스프레이(110)는 측면 하우징(120)의 상단에 구비되어 방류 탱크(135)로부터 공급된 물을 분사하도록 구성할 수 있다. 이때, 연돌(100)은 약품통(미도시)을 더 구비하고 약품 공급 펌프(미도시)를 이용하여 약품통에 저장된 불순물 제거 촉매를 스프레이(110)에 공급하여 분사하도록 구성할 수 있다.
가스 배출 조절 수단(117)은 측면 하우징(120)의 중앙 공간에 다수 개가 다층 구조로 구성될 수 있다. 가스 배출 조절 수단(117)은 도 5에 도시된 바와같이 원통 구조체(500)와 원형 경사판 구조체(510)로 구성될 수 있다. 도 5에서 (A)는 가스 배출 조절 수단(117)의 측단면도이며, (B)는 평면도이다. 원통 구조체(500)는 윗면과 아랫면이 개방되어 가스가 통과되도록 구성될 수 있다. 원형 경사판 구조체(510)는 원통 구조체(500)의 아랫면 원주로부터 하방으로 경사지게 구비될 수 있으며, 경사 각도는 최소한 15도 이상 하방으로 기울어지도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 가스 배출 조절 수단(117)을 다층 구조로 구성하는 경우 위로 갈수록 각 가스 배출 조절 수단(117)의 원통 구조체(500)의 지름이 줄어들도록 구성할 수 있다. 이는 무거운 가스는 제일 먼저 하층 구조에서 포집되어 원형 경사판 구조체에 막혀 아랫 방향으로 가라앉게되어 가스의 상승 유입을 저지하고 무거운 가스를 주변으로 퍼지게 하여 하강시키게 된다. 가스 배출 조절 수단(117)은 많을수록 좋으며, 결국 제일 윗단에서는 맑은 공기만 남게되어 외부로 방출할 수 있다.
커버(115)는 다층 구조로 구비되는 복수의 가스 배출 조절 수단(117)의 윗단에 구비될 수 있으며, 원뿔 형상으로 구성될 수 있다.
물 배출부(125)는 연돌(100)의 하부에 구비되며 소정 양의 물을 외부로 배출한다. 물 배출부(125)에는 임계 높이로 일정한 양의 물이 저장된 상태이며, 스프레이(110)로부터 물 또는 불순물 제거 촉매 등이 분사되면 스팀 및 배기 가스와 물 또는 불순물 제거 촉매 등이 접촉하게 되어 물 배출부(125)에 추가로 물이 공급된다. 분사된 물이 추가되어 물 배출부(125)에 저장된 물이 임계 높이를 초과하게 되면 소정 양의 물이 외부로 배출된다. 배출된 물은 필터를 거쳐 방류 탱크(135)로 공급될 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 연돌
105: 상부면 하우징
107: 다공판
110: 스프레이
115: 커버
117: 가스 배출 조절 수단
120: 측면 하우징
125: 물 배출부
130: 필터
135: 방류 탱크
140: 공기관
145: 압력게이지
150: 스팀 조절 밸브
155: 스팀관
160: 소각기
165: 가스 버너
170: 공기 조절 밸브
175: 가스 조절 밸브
180: 제1 열교환기
185: 제2 열교환기
190: 배관 파이프
195: 원심분리기
200: 폐수 탱크

Claims (5)

  1. 폐수 처리 시스템에 있어서,
    고온의 열을 이용하여 스팀에 포함된 불순물을 연소시켜 제거하는 소각기와;
    가스와 공기를 이용하여 고온을 열을 발생시켜 상기 소각기에 공급하는 가스 버너와;
    상기 소각기에서 공급하는 스팀 및 배기가스로부터 발생된 열을 이용하여 폐수로부터 물과 기름을 분리하고, 물로부터 발생된 스팀을 상기 소각기에 제공하는 제1 열교환기와;
    상기 소각기로부터 불순물이 연소된 스팀 및 배기 가스를 공급받아 정제된 물과 공기를 배출하는 연돌과;
    상기 연돌로부터 공급된 공기의 온도를 상승시켜 상기 가스 버너에 제공하는 제2 열교환기를 포함하는 폐수 처리 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 소각기는 스팀관을 이용하여 상기 제1 열교환기로부터 스팀을 제공받으며,
    상기 스팀관의 일측은 상기 소각기를 둘러싸는 형태로 구성되고, 상기 소각기를 둘러싼 스팀관의 일측에는 소정 간격으로 구멍이 생성되어 스팀을 상기 소각기에 공급하는 폐수 처리 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 열교환기는 상기 소각기로부터 배출된 배기가스와 스팀을 상기 연돌에 공급하기 위한 복수의 배관 파이프가 내부에 구비되며, 상기 배관 파이프의 일단은 상기 연돌에 위치하고, 타단은 상기 제2 열교환기가 위치하는 밀폐된 공간에 위치하는 폐수 처리 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 연돌은 중앙 공간에 다층 구조로 구비되는 다수의 가스 배출 조절 수단과;
    윗단 내부에 구비되어 물을 분사하는 스프레이;를 포함하고,
    상기 가스 배출 조절 수단 각각은,
    윗면과 아랫면이 개방되어 가스가 통과되도록 구성되는 원통 구조체와;
    상기 원통 구조체의 아랫면 원주로부터 하방으로 경사지게 구비되는 원형 경사판 구조체로 구성되는 폐수 처리 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 연돌은 하부에 소정 양의 물을 외부로 배출하는 물 배출부를 포함하며,
    상기 물 배출부는 임계 높이로 일정한 양의 물이 저장된 상태이고, 상기 스프레이로부터 분사된 물이 추가되어 임계 높이를 초과하게 되면 소정 양의 물이 외부로 배출되는 폐수 처리 시스템.
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