KR20240054959A - 슬러지 소각 시스템 및 슬러지 소각 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 과제는 열 교환기 유로의 폐색이나 침식을 일으키기 어려운 슬러지 소각 시스템 및 슬러지 소각 방법을 제공하는 것에 있다.
[해결 수단] 상기 과제는 순환로를 흐르는 순환 가스와, 제1 탈수 슬러지를 순환 가스의 열로 건조시켜, 건조 슬러지로 만드는 건조기와, 건조 슬러지와 순환 가스를 분리하는 분리기와, 외부로부터 공급되는 공기를, 슬러지를 소각하여 발생한 고온의 소각 배기 가스와 열 교환하여, 예열 공기로 만드는 공기 예열기와, 순환 가스를, 상기 예열 공기와 열 교환하고 가열하여, 고온 순환 가스로 만드는 순환 가스 가열기를 구비하고, 상기 순환 가스는 상기 건조기로부터 건조 슬러지와 함께 배출되고, 상기 분리기를 경유하여, 상기 순환 가스 가열기에 도달하여 가열되며, 상기 건조기에 재차 공급되어 순환하는 것이며, 상기 건조기는 제1 탈수 슬러지를 건조시키면서 분쇄하여, 분립상 건조 슬러지로 만드는 것인 것을 특징으로 하는, 슬러지 소각 시스템 및 슬러지 소각 방법에 의해 해결된다.

Description

슬러지 소각 시스템 및 슬러지 소각 방법

하수 사업에서 통상적으로 이루어지는 하수 처리 방식은 사람들의 생활이나 사업장에서 발생한 하수를 하수관에 집수하여, 하수 종말 처리장 등에서 활성 슬러지에 의해 처리하는 방식을 채택하고 있다. 이 방식에서는, 생 슬러지나 잉여 슬러지 등의 하수 슬러지가 발생하여, 이 하수 슬러지를 처리하기 위하여, 소각 시설이 마련되어 있다. 소각 시설에서는, 각종 소각 시스템 및 소각 방법에 의해 하수 슬러지 처리를 하고 있다.

특허문헌 1은 슬러지 소각 시스템에 관한 기술을 개시하고, 해결 과제를, 슬러지 건조 시에 발생하는 가스로부터 소정의 물질을 제거하는 제거 수단으로부터 다른 설비에 건조 배기 가스를 공급하기 위한 공급 수단으로 타르가 부착되어, 건조 배기 가스 공급이 정체되는 것을 억제하는 것으로 하였다. 특허문헌 1은 해결 수단의 한 요소로 건조기를 도시하였으나, 이 건조기는 건조용 열 교환기로부터 열원을 얻는 것이며, 이 열원은 소각로에서 발생한 소각 배기 가스에서 기인하는 것으로 되어 있다.

일본 공개특허공보 특개2014-074538호

그러나, 해당 열 교환기 형태에서는, 소각 배기 가스가 해당 열 교환기 내의 유로를 통과하기 때문에, 소각 배기 가스중에 포함되는 더스트나 타르가 문제가 된다. 더스트나 타르는 열 교환기 내의 유로에 부착·퇴적되면, 폐색이나 침식을 일으킬 우려가 있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 열 교환기 유로의 폐색이나 침식을 일으키기 어려운 슬러지 소각 시스템 및 슬러지 소각 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단의 한 양태는 다음에 도시하는 것이다.

(제1 양태)

슬러지를 소각하는 슬러지 소각 시스템에 있어서,

순환로를 흐르는 순환 가스와,

제1 탈수 슬러지를 순환 가스의 열로 건조시켜, 건조 슬러지로 만드는 건조기와,

건조 슬러지와 순환 가스를 분리하는 분리기와,

외부로부터 공급되는 공기를, 슬러지를 소각하여 발생한 고온의 소각 배기 가스와 열 교환하여, 예열 공기로 만드는 공기 예열기와,

순환 가스를, 상기 예열 공기와 열 교환하고 가열하여, 고온 순환 가스로 만드는 순환 가스 가열기를 구비하고,

상기 순환 가스는 상기 건조기로부터 건조 슬러지와 함께 배출되고, 상기 분리기를 경유하여, 상기 순환 가스 가열기에 도달하여 가열되며, 상기 건조기에 재차 공급되어 순환하는 것이며,

상기 건조기는 제1 탈수 슬러지를 건조시키면서 분쇄하여, 분립상(粉粒狀) 건조 슬러지로 만드는 것인,

것을 특징으로 하는 슬러지 소각 시스템.

특허문헌 1에 개시된 종래형 슬러지 소각 시스템에서는, 건조기에 공급하는 순환 가스는 소각 배기 가스와의 열 교환에 의해 열원을 얻는 것이다. 반면에, 본 발명의 양태에서는, 순환 가스는 순환 가스 가열기로부터 열원을 얻는 것으로 되어 있다. 순환 가스 가열기는 깨끗한 공기인 예열 공기가 흐르는 유로와, 순환 가스가 흐르는 유로를 가지며, 이들 유로간에 열 교환이 이루어져, 예열 공기가 흐르는 유로에 더스트나 타르가 흘러 들어가지 않기 때문에, 더스트나 타르에서 기인하는 유로의 폐색이나 침식 등이 발생하기 어려운 것으로 되어 있다.

또한, 예열 공기가 외부로부터 공급되는 것으로 되어 있어, 예열에 이용하는 열원을, 소각 배기 가스가 흐르는 공기 예열기로부터 얻기 때문에, 외부 공기의 공급량을 증감할 수 있는 구성을 부가함으로써, 순환 가스의 온도나 유량을 슬러지 소각 시스템의 가동 상황에 따라 유연하게 조절할 수 있다.

(제2 양태)

상기 건조기는

원고리형으로 연장되는 파이프와, 상기 파이프 내에 제1 탈수 슬러지가 도입되는 슬러지 도입부와, 상기 파이프 내에 고온 순환 가스가 공급되는 가스 공급부와, 건조 슬러지를 포함한 순환 가스가 상기 파이프로부터 배출되는 가스 배출부를 구비하고,

상기 가스 공급부로부터 공급된 고온 순환 가스가 상기 파이프 내를 고속으로 순환하여, 상기 슬러지 도입부로부터 도입된 제1 탈수 슬러지와 충돌하도록 구성된 것인,

제1 양태의 슬러지 소각 시스템.

제1 탈수 슬러지의 처리 방법으로는, 일례로 함수율을 소각로에 투입 가능한 농도로까지 저하시키고, 그 후, 소각로에서 소각시키는 방법을 들 수 있다. 본 양태의 건조기는 고온 순환 가스가 파이프 내를 고속으로 순환하여, 제1 탈수 슬러지와 계속 충돌하기 때문에, 제1 탈수 슬러지가 분쇄되어, 분립상 건조 슬러지가 된다. 분립상 건조 슬러지는 순환 가스에 포함되면서, 가스 배출부로부터 배출된다.

(제3 양태)

상기 건조기에서 발생한 건조 슬러지가 순환 가스와 함께 상기 분리기까지 수송되는,

제1 양태의 슬러지 소각 시스템.

건조 슬러지를 소각로까지 수송하는 수법은 여러 가지를 생각할 수 있지만, 본 양태에서는, 건조 슬러지가 순환 가스와 함께 수송되기 때문에, 별도 수송하는 설비나 기기를 마련할 필요가 없이, 간편하게 건조 슬러지 수송이 가능하다.

(제4 양태)

백연(白煙) 방지용 팬으로부터 공급되는 급기(給氣) 가스를, 상기 공기 예열기를 통과한 소각 배기 가스와 열 교환하여, 고온 급기 가스로 만드는 백연 방지 예열기와,

상기 순환 가스로부터 추기(抽氣)된 추기 가스를, 상기 고온 급기 가스와 열 교환하여, 고온 추기 가스로 만드는 추기 가스 가열기를 구비하고,

상기 추기 가스는 상기 분리기와 순환 가스 가열기가 접속된 순환로로부터 추기하여 감습된 것이며,

상기 고온 추기 가스가 슬러지를 소각하는 소각로에 공급되는 것인,

제1 양태의 슬러지 소각 시스템.

순환 가스의 일부를 추기하는 것은 프로세스상 필요하지만, 종래부터 그 처리(구체적으로는 악취나 타르 제거)에는 어려움이 따른다. 본 형태에서는, 감습된 추기 가스를 고온 급기 가스와 열 교환하여, 고온 추기 가스로 만듬으로써, 추기 가스 배관에 대한 타르의 부착·고체화가 억제되는 것으로 되어 있다. 또한, 소각로에 추기 가스를 공급하는 구성으로 하였기 때문에, 순환로 내의 슬러지 악취의 저감화를 도모할 수 있다.

(제5 양태)

슬러지를 소각하는 소각로와,

슬러지를 상기 소각로에 투입하는 슬러지 투입기를 구비하고,

상기 분리기에서 분리된 건조 슬러지가 상기 슬러지 투입기에 배출되며,

상기 슬러지 투입기가 상기 건조 슬러지와 제1 탈수 슬러지를 상기 소각로에 투입하는 것인,

제1 양태의 슬러지 소각 시스템.

소각로에 투입되는 슬러지가 제1 탈수 슬러지 뿐이면, 제1 탈수 슬러지의 함수율이나 투입량에 따라서는, 로(爐) 내의 슬러지 연소가 불안정해진다. 본 양태라면, 제1 탈수 슬러지 외에, 건조 슬러지가 소각로에 투입되기 때문에, 소각되는 슬러지 전체의 함수율이 떨어져, 슬러지 연소의 안정화를 도모할 수 있다.

(제6 양태)

추가로 제2 탈수 슬러지가 상기 소각로에 투입되는 것인,

제5 양태의 슬러지 소각 시스템.

제1 탈수 슬러지와 건조 슬러지를 단일 투입 라인으로부터 소각로에 투입하면, 로 내에서 분진 폭발이 유발될 우려가 있다. 본 양태에서는, 제2 탈수 슬러지를 추가적으로 소각로에 투입하는 것으로 되어 있기 때문에, 분진 폭발이 억제된다.

(제7 양태)

슬러지를 소각하는 소각로를 구비하고,

상기 예열 공기는 그 일부가 상기 순환 가스 가열기를 통과하여, 상기 소각로에 공급되고, 잔부가 상기 순환 가스 가열기를 통과하지 않고, 상기 소각로에 공급되는 것인,

제1 양태의 슬러지 소각 시스템.

소각로나 이를 포함하는 슬러지 소각 설비의 가동 상황에 따라, 순환로를 흐르는 순환 가스의 유량은 변동된다. 순환 가스 가열기는 순환 가스의 유량이 적을 때, 예열 공기가 정량적으로 유로에 계속 흐르면, 소위 공(空)운전 상태가 되어, 마모나 파손의 요인이 될 수 있다. 본 형태라면, 예열 공기의 잔부가 순환 가스 가열기에 유입되지 않기 때문에, 순환 가스 가열기가 공운전 상태가 되기 어려운 것으로 되어 있다.

(제8 양태)

상기 건조기에 공급되는 순환 가스의 온도를 측정하여 측정 온도를 얻어, 해당 측정 온도에 근거하여, 상기 건조기에 공급되는 순환 가스의 목표 온도를 연산하고, 상기 순환 가스의 온도가 상기 목표 온도에 근접하도록, 상기 외부로부터 공급되는 공기의 유량을 증감하는 제어를 실시하는 제어 장치를 갖는,

제1 양태의 슬러지 소각 시스템.

본 양태의 제어 장치가 구비되어 있으면, 건조기에 공급되는 순환 가스의 온도가 소정의 온도로 수렴되어, 제설비가 조기에 손상되거나 마모되거나 하기 어려우며, 러닝 코스트도 저렴하게 억제할 수 있다.

(제9 양태)

건조 슬러지를 상기 건조기에 도입하지 않는,

제2 양태의 슬러지 소각 시스템.

제1 탈수 슬러지를 건조시키는 경우, 종래의 건조기라면, 유기분 농도나 함수율에 따라서는 건조되기 어렵거나 또는 건조되기까지 많은 시간을 요하는 경우가 있기 때문에, 건조 슬러지를 제1 탈수 슬러지에 섞어 혼합물로서 건조 처리를 실시하였다. 반면, 제2 양태의 건조기라면, 제1 탈수 슬러지에 건조 슬러지를 섞지 않아도, 제1 탈수 슬러지를 단독으로 건조기에 도입함으로써 건조·분립화가 용이해지는 것을 발명자들은 알고 있다. 이 메커니즘은 분명하지는 않지만, 아마도 고온의 순환 가스가 피처리물인 제1 탈수 슬러지에 연속적으로 고속으로 충돌하는 것에 의한 것이라고 생각된다.

(제10 양태)

슬러지를 소각하는 슬러지 소각 방법에 있어서,

순환 가스가 순환로를 흐르는 순환 단계와,

건조기에서, 제1 탈수 슬러지를 순환 가스의 열로 건조시켜, 건조 슬러지로 만드는 건조 단계와,

분리기에서, 건조 슬러지와 순환 가스를 분리하는 분리 단계와,

순환 가스 가열기에서, 외부로부터 공급되는 공기를, 슬러지를 소각하여 발생한 고온의 소각 배기 가스와 열 교환하여, 예열 공기로 만드는 예열 공기 취득 단계와,

순환 가스를, 상기 예열 공기와 열 교환하고 가열하여, 고온 순환 가스로 만드는 고온 순환 가스 취득 단계를 구비하고,

상기 순환 가스는 상기 건조기로부터 건조 슬러지와 함께 배출되고, 상기 분리기를 경유하여, 상기 순환 가스 가열기에 도달하여 가열되며, 상기 건조기에 재차 공급되어 순환하는 것이며,

상기 건조 단계는 제1 탈수 슬러지를 건조시키면서 분쇄하여, 분립상 건조 슬러지로 만드는 것인,

것을 특징으로 하는 슬러지 소각 방법.

제1 양태와 동일한 작용 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에 따르면, 열 교환기 유로의 폐색이나 침식을 일으키기 어려운 슬러지 소각 시스템 및 슬러지 소각 방법이 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태를 도시하는 도면이다.
도 2는 건조기의 상세를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태를 도시하는 도면이다.

<제1 실시형태>

다음으로, 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다. 또한, 본 실시형태는 본 발명의 일례이다. 본 발명의 범위는 본 실시형태의 범위에 한정되지 않는다.

본 형태의 슬러지 소각 시스템은 순환로(G1, G2, G3, G4, G5)를 흐르는 순환 가스와, 제1 탈수 슬러지(5)를 순환 가스의 열로 건조시켜, 건조 슬러지로 만드는 건조기(100)와, 건조 슬러지와 순환 가스를 분리하는 분리기(10)와, 외부로부터 공급되는 공기를, 슬러지를 소각하여 발생한 고온의 소각 배기 가스와 열 교환하여, 예열 공기로 만드는 공기 예열기(40)와, 순환 가스를, 상기 예열 공기와 열 교환하고 가열하여, 고온 순환 가스로 만드는 순환 가스 가열기(30)를 구비하고, 상기 순환 가스는 상기 건조기(100)로부터 건조 슬러지와 함께 배출되고, 상기 분리기(10)를 경유하여, 상기 순환 가스 가열기(30)에 도달하여 가열되며, 상기 건조기(100)에 재차 공급되어 순환하는 것이며, 상기 건조기(100)는 제1 탈수 슬러지를 건조시키면서 분쇄하여, 분립상 건조 슬러지로 만드는 것인 것을 특징으로 한다. 이하, 도 1을 참조하면서, 본건 발명의 일 실시형태를 설명한다.

또한, 이하에 도시하는 댐퍼(V1∼V7) 각각은 각각이 설치되어 있는 배관에 흐르는 가스나 공기의 유량을 증감하는 개폐 기능이 구비된다.

시스템 밖으로부터 반입된 제1 탈수 슬러지(5)는 정량 피더(80)에 투입되고, 적량이 꺼내져, 슬러지 배관(6)을 흘러, 슬러지 투입기(19)에 도입되며, 소각로(20)에 투입된다. 또한, 특별 슬러지 배관(6)을 마련하지 않아도, 제1 탈수 슬러지는 직접 슬러지 투입기(19)(또는 소각로(20))에 도입되는 구성으로 할 수 있다. 정량 피더(80)는 배출부가 2개 구비되는 것을 예시할 수 있으며, 첫번째 배출부가 슬러지 투입기(19)로 연장되는 슬러지 배관(6)에 접속되는 것이고, 두번째 배출부가 호퍼(90)로 연장되는 슬러지 배관(7)에 접속되는 것이다. 제1 탈수 슬러지(5)는 정량 피더(80)로부터 소각로(20)와 건조기(100)에 각각 도입된다. 또한, 제1 탈수 슬러지(5)는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 하수 처리장에서 발생한 생 슬러지나 잉여 슬러지 등의 혼합물이 탈수 처리된 것으로 이루어지고, 함수율이 40∼85%인 것을 말한다.

자세한 것은 후술하겠지만, 슬러지 배관(6)에는 슬러지 배관(6) 내를 흐르는 제1 탈수 슬러지의 유량을 측정하는 유량 센서(F1)를 마련하고, 해당 유량 센서(F1)의 측정치 데이터를 연산 장치(110)가 수신하는 구성을 구축하면 좋다.

슬러지 투입기(19)는 슬러지 투입기(19)에 도입된 슬러지를 소각로(20)의 슬러지 투입부(21)에 투입하는 장치이며, 예를 들면, 슬러지를 자연류하나 벨트 컨베이어, 정량 피더 등으로 슬러지 투입부(21)까지 반송하는 것이다. 반송하는 슬러지로는, 제1 탈수 슬러지(5), 건조 슬러지 등을 예시할 수 있다.

(소각로)

슬러지 투입기(19)에 의해 반송된 슬러지는 슬러지 투입부(21)로부터 소각로(20)내에 투입된다. 소각로(20)는 투입된 슬러지를 소각하는 설비이다. 소각로(20)는 특별히 한정되지 않지만, 유동 소각로나 순환 유동로, 스토커로 등을 예시할 수 있으며, 특히, 과급식 유동 소각로가 바람직하다. 과급식 유동 소각로는 예를 들면, 슬러지를 가압 유동상로에 공급하여 연소시키고, 유동 소각로로부터 배출되는 소각 배기 가스에 의해 과급기를 회전 구동함으로써 압축 공기를 생성하고, 이 압축 공기를 유동 소각로에 공급하여 연소를 촉진시키는 것이다. 또한, 유동 소각로는 유동 매체로서 소정의 입경을 갖는 유동 모래 등의 고체 입자가 로 내의 하부에 충전된 연소로이며, 로 내에 공급되는 연소 공기에 의해 유동층의 유동 상태를 유지하면서, 슬러지 투입부(21)로부터 투입되는 슬러지 및 필요에 따라 공급되는 보조 연료를 연소시키는 것이다. 측벽의 하부에는, 유동 소각로의 내부에 충전된 입경 약 400∼600㎛의 유동 모래를 가열하는 보조 연료 연소 장치(미도시)가 배치되고, 보조 연료 연소 장치의 상측 근방 부위에는, 시동 시에 유동 모래를 가열하는 시동용 버너(미도시)가 배치되고, 시동용 버너의 상측 부위에 슬러지 투입부(21)가 마련되어 있다. 또한, 유동 소각로의 아래쪽에는, 로 내에 연소에 필요한 산소와 유동층의 유동 상태를 유지하기 위한 운동 에너지를 주는 예열 공기를 공급하는 공기 공급관(22)이 설치된다. 이 공기 공급관(22)은 복수의 뚫린 구멍을 갖는 배관을 복수 배열한 분산관이나 판 모양 철판 등에 복수의 개구를 마련한 분산판 등을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 후술하는 추기 가스 가열기(70)를 통과한 고온 추기 가스를 공기 공급관(22)으로부터 로 내에 공급하도록 할 수 있다. 이 경우, 고온 추기 가스는 예를 들면, 추기 가스 가열기(70)와 공기 공급관(22)을 접속하는 추기 가스 배관(G8)을 통하여 로 내에 공급된다. 또한, 소각 배기 가스란, 슬러지를 연소시켰을 때에 발생하는 연소 가스 또는 연소 가스와 수증기가 혼합된 가스를 말한다.

(공기 예열기)

소각로(20)에서 발생한 소각 배기 가스는 800∼900℃에서 소각로(20)로부터 배출되고, 소각로(20)의 배기 가스 배출부와 공기 예열기(40)를 접속하는 소각 배기 가스 배관(39)을 흘러, 공기 예열기(40)에 유입된다. 공기 예열기(40)는 소각 배기 가스가 흐르는 유로와, 외부로부터 공급되는 공기가 흐르는 유로를 가지며, 양 유로간에 간접적으로 열 교환이 이루어지는 것으로 되어 있다. 공기 예열기(40)에 이용하는 열 교환 방식으로는 특별히 한정되지 않지만, 튜브식이 좋으며, 예를 들면, 이중 관식, 쉘 앤 튜브식, 스파이럴식을 이용할 수 있다. 외부로부터 공급되는 공기는 블로어(B2)에 의해 실온하나 외기온하에 있는 외기로부터 공급되고, 블로어(B2)와 공기 예열기(40)에서 외부로부터 공급되는 공기가 흐르는 유로의 기단을 접속하는 공기 배관(A1)을 흘러, 공기 예열기(40)에 흘러 들어간다. 해당 공기 배관(A1)에는 공기의 공급량을 조절하기 위한 댐퍼(V2)를 구비할 수 있다. 외부로부터 공급되는 공기는 공기 예열기(40)에서 예열되고, 80∼700℃의 예열 공기로서 공기 예열기(40)로부터 유출되며, 순환 가스 가열기(30)와 공기 예열기(40)를 접속하는 공기 배관(A2)을 흘러, 순환 가스 가열기(30)에 흘러 들어간다.

(백연 방지 예열기)

공기 예열기(40)로부터 550∼700℃에서 배출된 소각 배기 가스는 백연 방지 예열기(50)와 공기 예열기(40)를 접속하는 소각 배기 가스 배관(49)을 흘러, 백연 방지 예열기(50)에 유입된다. 백연 방지 예열기(50)는 소각 처리 시설의 굴뚝으로부터 배출된 소각 배기 가스가 대기중에서 확산하는 과정에서 발생하는, 소각 배기 가스중에 포함되는 수증기의 응축, 가시화를 방지하기 위한 것이다. 백연 방지 예열기(50)는 백연 방지 예열기(50)에 외부로부터 공급되는 공기인 급기 가스가 흐르는 유로와, 소각 배기 가스가 흐르는 유로를 구비하고, 양 유로간에 간접적으로 열 교환이 이루어지는 열 교환기의 일종이다. 공기 예열기(40)에 이용하는 열 교환 방식으로는 특별히 한정되지 않지만, 튜브식이 좋으며, 예를 들면, 이중 관식, 쉘 앤 튜브식, 스파이럴식을 이용할 수 있다. 급기 가스는 실온하나 외기온하의 외기를 백연 방지 예열기(50)에 보내는 팬(「백연 방지용 팬(B3)」이라고도 함.)에 의해, 백연 방지용 팬(B3)과, 백연 방지 예열기(50)에서 급기 가스가 흐르는 유로의 기단을 접속하는 공기 배관(A7)을 흘러, 백연 방지 예열기(50)에 유입된다. 급기 가스는 백연 방지 예열기(50)를 통과함과 동시에, 소각 배기 가스와 열 교환하여, 열을 얻고, 200∼400℃의 고온 급기 가스가 되어, 백연 방지 예열기(50)로부터 유출된다. 고온 급기 가스는 백연 방지 예열기(50)와 추기 가스 가열기(70)를 접속하는 공기 배관(A8)을 흘러, 추기 가스 가열기(70)에 유입된다.

반면에, 백연 방지 예열기(50)를 통과함과 동시에, 200∼600℃로 감온(냉각)된 소각 배기 가스는 소각 배기 가스 배관(59)을 흘러, 소각 배기 가스의 처리 설비(120)로 보내진다.

(추기 가스 가열기)

백연 방지 예열기(50)를 통과한 고온 급기 가스는 추기 가스 가열기(70)와 백연 방지 예열기(50)를 접속하는 공기 배관(A8)을 흘러, 추기 가스 가열기(70)에 유입된다. 추기 가스 가열기(70)는 순환로로부터 추기된 추기 가스를 고온 급기 가스와 열 교환하여, 고온 추기 가스를 얻는 것이다. 공기 배관(A8)에 추기 가스 가열기(70)에 흘리는 고온 급기 가스의 유량을 조절하기 위한 댐퍼(V6)를 마련할 수 있다. 추기 가스 가열기(70)는 고온 급기 가스가 흐르는 유로와, 추기 가스가 흐르는 유로를 가지며, 양 유로간에 간접적으로 열 교환이 이루어지는 것으로 되어 있다. 또한, 추기 가스는 순환 가스의 일부이며, 순환로로부터 추기된 것이다.

순환로를 흐르는 순환 가스는 타르나 악취를 포함하며, 이것들을 제거할 목적으로, 순환 가스 일부를 추기하면 좋다. 추기 가스는 소각로(20)로 유도하여 소각 처리되므로, 수분을 줄인 것(즉, 감습된 추기 가스)이 소각에 적합하다. 또한, 추기 가스는 추기 가스 가열기(70)에서 고온 급기 가스와 열 교환하여 가열되는 편이 바람직하기 때문에, 순환로 중 분리기(10)부터 순환 가스 가열기(30)까지의 구간으로부터 추기된 것이 좋다. 해당 구간의 순환 가스이면, 건조 슬러지가 제거되어 있고, 상대적으로 저온이기 때문에, 적합한 추기 가스를 추기할 수 있다는 메리트가 있다.

순환로로부터 추기된 추기 가스는 추기 가스 가열기(70)와 순환로를 접속하는 추기 가스 배관(G6, G7)을 흘러, 추기 가스 가열기(70)에 유입된다. 추기 가스 가열기(70)에 유입되는 추기 가스는 감습되어 있는 편이 좋기 때문에, 예를 들면, 추기 가스 배관(G6, G7) 사이에 추기 가스를 감습하기 위한 콘덴서(60)를 개재시켜 두면 좋다.

고온 추기 가스는 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 120∼210℃에서 추기 가스 가열기(70)로부터 유출되어, 추기 가스 가열기(70)부터 소각로(20)까지 연장되는 추기 가스 배관(G8)을 흘러, 소각로(20)에 보내지며, 공기 연료로서 슬러지와 함께 소각된다. 추기 가스 가열기(70)로부터 유출된 추기 가스가 350℃ 미만이면, 추기 가스에 포함되는 타르가 액화하여, 배관에 고착되어 폐색을 일으킬 우려가 있다. 그 때문에, 추기 가스의 온도를 높여 둠으로써, 타르의 액화가 억제된다. 또한, 추기 가스는 타르나 악취가 있어, 제설비에 악영향을 초래하지만, 소각 처리함으로써 이것들에 의한 악영향을 가능한 한 배제할 수 있다.

고온 급기 가스는 고온 급기 가스가 흐르는 유로를 흐름과 동시에, 추기 가스에 의해 열을 빼앗겨, 150∼500℃에서 추기 가스 가열기(70)로부터 유출되어, 추기 가스 가열기(70)와 굴뚝(130)을 접속하는 공기 배관(A9)을 흘러 굴뚝(130)으로 유도된다.

추기 가스 가열기(70)는 추기 가스의 유입량이 적은 경우에 고온 급기 가스가 계속 유입되면 고열이 되어, 소위 공운전 상태가 된다. 이것을 회피하기 위하여, 공기 배관(A8)으로부터 공기 배관(A9)으로 고온 급기 가스를 빠져나가게 하는 바이패스 공기 배관(A10)과, 바이패스 공기 배관(A10)에 설치하는 댐퍼(V7)를 마련할 수 있다. 바이패스 공기 배관(A10)은 공기 배관(A8) 중, 댐퍼(V6)보다 상류 측 위치에 마련하면 좋다. 바이패스 공기 배관(A10)을 마련함으로써, 백연 방지 예열기(50)에 흘리는 급기 가스량을 충분한 것으로 만들면서, 고온 급기 가스의 일부를 공기 배관(A9)으로 빠져나가게 하면서, 잔부를 추기 가스 가열기(70)에 공급할 수 있다. 그렇게 함으로써, 추기 가스 가열기(70)에 흐르는 추기 가스의 유량에 대응시켜, 추기 가스 가열기(70)에 유입시키는 고온 급기 가스 유량을 조절할 수 있게 된다.

또한, 추기란, 순환로를 흐르는 순환 가스의 일부를 추출하는 것을 말한다.

(순환 가스 가열기)

공기 예열기(40)에서 소각 배기 가스로부터의 열 교환에 의해 예열되어 얻어진 예열 공기는 공기 예열기(40)로부터 유출되며, 200∼700℃에서, 순환 가스 가열기(30)와 공기 예열기(40)를 접속하는 공기 배관(A2, A3)을 흘러, 순환 가스 가열기(30)에 유입된다. 순환 가스 가열기(30)는 순환 가스가 흐르는 유로와, 예열 공기가 흐르는 유로를 가지며, 양 유로간에 간접적으로 열 교환이 이루어지는 것으로 되어 있다. 순환 가스 가열기(30)에 이용하는 열 교환 방식으로는, 특별히 한정되지 않지만, 튜브식이 좋으며, 예를 들면, 이중 관식, 쉘 앤 튜브식, 스파이럴식 열 교환기를 이용할 수 있으며, 그 중에서도 쉘 앤 튜브식 열 교환기가 적합하다. 쉘 앤 튜브식 열 교환기를 이용한 경우, 순환 가스는 더스트를 포함하므로, 더스트가 퇴적되기 어려운 전열 튜브에 흘리고, 예열 공기는 쉘에 흘리는 것이 바람직하다. 또한, 공기 배관(A2)과 공기 배관(A3)은 연결되어 일체로 되어 있으며, 양 배관 사이에서 예열 공기가 연속하여 흐르도록 구성되어 있다.

공기 배관(A2, A3)에는 댐퍼(V1)를 마련하면 좋다. 댐퍼(V1)에 의한 개폐 조작으로 예열 공기의 유량을 증감시킬 수 있으며, 순환 가스 가열기(30)에서 순환 가스가 얻는 열량을 조절 가능하여, 순환 가스의 온도 관리가 가능해진다.

또한, 공기 배관(A2, A3)으로부터 분기시켜, 소각로(20)의 공기 공급관(22)에 예열 공기를 흘리는 공기 배관(A4)을 마련할 수 있다. 분기 개소는 공기 배관(A2, A3)에서 댐퍼(V1)의 설치 위치보다 상류 측으로 하면 좋다. 그리고, 공기 배관(A4)에는 예열 공기의 유량을 조절 가능한 댐퍼(V3)를 마련할 수 있다. 이 구성으로 함으로써, 예열 공기가, 그 일부가 상기 순환 가스 가열기를 통과하여, 상기 소각로에 공급되고, 잔부가 상기 순환 가스 가열기를 통과하지 않고, 상기 소각로에 공급되는 것으로 할 수 있다.

순환 가스 가열기(30)로부터 유출된 예열 공기는 소각로(20)(공기 공급관(22)가 구비되는 경우에는 공기 공급관(22))와 순환 가스 가열기(30)를 접속하는 공기 배관(A5)을 흘러, 소각로(20)에 흘러 들어간다.

본 실시형태의 순환 가스 가열기(30)는 깨끗한 공기인 예열 공기가 흐르는 유로와, 순환 가스가 흐르는 유로를 가지며, 이들 유로간에 열 교환이 이루어진다. 예열 공기는 슬러지 소각 시스템의 외부로부터 공급된 공기가 예열된 것이기 때문에, 물론 더스트나 타르가 포함되지 않고, 깨끗한 것이다. 따라서, 예열 공기가 흐르는 유로는 더스트나 타르가 흘러 들어가지 않기 때문에, 더스트나 타르에서 기인하는 유로의 폐색이나 침식 등이 발생하기 어려운 것으로 되어 있다.

(순환로)

순환로(G1, G2, G3, G4, G5)는 순환 가스가 흐르는 유로이며, 건조기(100)와 분리기(10)가 접속된 유로(G4)와, 분리기(10)와 순환 가스 가열기(30)가 접속된 유로(G5, G1, G2)와, 순환 가스 가열기(30)와 건조기(100)가 접속된 유로(G3)를 갖는 것이다. 순환로에는, 순환 가스가 흐르도록 블로어(B1)를 마련할 수 있다. 블로어(B1)의 설치 개소로는, 순환 가스가 고온이 아니라, 건조 슬러지를 가능한 한 포함하지 않는 유로가 좋으며, 예를 들면, 분리기(10)와 순환 가스 가열기(30)를 접속하는 유로(G5, G1, G2)가 바람직하다. 또한, 유로(G5), 유로(G1), 유로(G2)는 각각 순환 가스가 흐르도록 연결되어 있다.

순환 가스는 추기에 의해 그 유량 일부가 감소하여, 그 만큼을 보충하기 위하여 외기를 도입하도록 구성하면 좋다. 예를 들면, 유로(G5, G1, G2) 중 블로어(B1)의 설치 위치보다 상류 측에 외기 도입관(G9)을 연결하고, 외기가 외기 도입관(G9)을 흘러, 순환로에 도입되도록 구성한다.

유로(G5, G1, G2)에는, 추기된 추기 가스가 추기 가스 가열기(70)에 흐르도록 추기 가스 배관(G6)을 마련할 수 있다. 유로(G5, G1, G2)에서 추기 가스 배관(G6)의 접속 개소는 특별히 한정되지 않으며, 외기 도입관(G9)보다 상류 측에 접속할 수 있고, 블로어(B1)보다 하류 측에 접속할 수 있다.

추기 가스 배관(G6)에는 댐퍼(V5)를 마련할 수 있다. 댐퍼(V5)를 개폐시킴으로써, 추기 가스 가열기(70)를 흐르는 고온 급기 가스의 유량에 대응시켜, 추기 가스의 유량을 조절할 수 있어 바람직하다.

(순환 가스)

순환 가스의 구체적인 흐름을 이하에 설명한다. 또한, 이하에 도시하는 순환 가스의 온도는 일례이다. 외기 도입관(G9)으로부터 도입된 외기는 순환 가스로서 유로(G5, G1, G2)를 흘러, 순환 가스 가열기(30)를 통과하고, 열을 얻어, 300∼500℃에서 순환 가스 가열기(30)로부터 유출된다. 유출된 순환 가스(고온 순환 가스)는 유로(G3)를 흘러, 건조기(100)에 유입된다.

순환 가스는 건조기(100)에서 발생한 건조 슬러지를 포함하며, 건조기(100)에서 100∼400℃에서 유출되고, 유로(G4)를 흘러, 분리기(10)에 유입된다.

분리기(10)에 유입된 순환 가스는 분리기(10)에서 건조 슬러지가 분리되어, 잔분이 100∼400℃에서 유출되고, 다시 유로(G5, G1, G2)에 도달하여, 순환한다.

순환 가스는 순환로에 설치된 블로어(B1)에 의해 유량 조절을 할 수 있으며, 적어도 건조 슬러지가 순환로에 퇴적되지 않을 정도의 유량으로 순환하고 있으면 좋다.

유로(G2)에는 순환 가스 유량을 조절하기 위한 댐퍼(V4)를 마련할 수 있다.

(건조기)

건조기(100)는 호퍼(90)로부터 투입된 제1 탈수 슬러지와, 순환로로부터 유입된 고온 순환 가스를 접촉시켜, 제1 탈수 슬러지를 건조시키면서 분쇄하여, 분립상 건조 슬러지로 만든다.

이 건조기(100)로는, (1) 분무 건조기, 기류 건조기, 유동층 건조기, 회전 건조기 등과 같이, 고온 순환 가스중에 제1 탈수 슬러지를 분산시켜 건조시키는 형태인 것, (2) 통기 밴드 건조기, 터널 건조기(병행류 밴드 건조기), 분출류 건조기 등과 같이, 제1 탈수 슬러지를 정치한 상태인 채 이송하고, 그 이송 과정에서 제1 탈수 슬러지에 고온 순환 가스를 접촉시켜 건조시키는 형태인 것, (3) 교반 건조기 등과 같이, 제1 탈수 슬러지를 기계적으로 교반하면서, 그 제1 탈수 슬러지에 고온 순환 가스를 접촉시켜 건조시키는 형태인 것을 예시할 수 있다.

상기 기류 건조기에도 여러 가지 종류가 있지만, 제1 탈수 슬러지를 해쇄하지 않고 투입하는 해쇄기 없는 기류 건조기를 채택할 수 있다.

도 1, 도 2에는 건조기(100)로서 기류 건조기를 도시하였다. 이 기류 건조기는 원고리형으로 연장되는 파이프(100B)와, 상기 파이프(100B) 내에 제1 탈수 슬러지가 도입되는 슬러지 도입부(100E)와, 상기 파이프(100B) 내에 고온 순환 가스가 공급되는 가스 공급부(100A)와, 건조 슬러지를 포함한 순환 가스가 상기 파이프(100B)로부터 배출되는 가스 배출부(100F)를 구비하고, 상기 가스 공급부(100A)로부터 공급된 고온 순환 가스가 상기 파이프(100B) 내를 고속으로 순환하여, 상기 슬러지 도입부(100E)로부터 도입된 제1 탈수 슬러지와 충돌하도록 구성된 것이다. 이 파이프(100B)는 가스 공급부(100A)와 연결하여 수평으로 연장되는 파이프 부위(100Ba)와, 상기 파이프 부위(100Ba)로부터 위쪽으로 만곡하면서 연장되는 파이프 부위(100Bb)와, 상기 파이프 부위(100Bb)로부터 되돌아가는 방향(파이프 부위(100Ba)와 평행이 되는 방향)으로 만곡하여 연장되는 파이프 부위(100Bc)와, 상기 파이프 부위(100Bc)로부터 아래쪽으로 만곡하여 연장되는 파이프 부위(100Bd)가 된다. 또한, 파이프 부위(100Bd)에는 가스 공급부(100A)의 선단부(100D)와 접합하고, 가스 공급부(100A)를 흐르는 고온 순환 가스 공급을 받는 선단부(100C)가 마련되어 있다. 또한, 슬러지 도입부(100E)가 파이프(100B), 특히, 파이프 부위(100Ba)에 마련되며, 가스 배출부(100F)가 파이프(100B)에 각각 구비된다.

고온 순환 가스는 유로(G3)를 통하여 가스 공급부(100A)에 공급된다. 슬러지 배관(4)을 통하여 슬러지 도입부(100E)로부터 파이프(100B) 내에 도입된 제1 탈수 슬러지는 파이프 부위(100Ba) 내를 순환하는 고온 순환 가스중에 도입되어, 고온 순환 가스와 연속적으로 충돌하고, 파이프(100B) 내에서 불어날라와, 분산·건조되어, 분립상 건조 슬러지가 된다. 이 때, 제1 탈수 슬러지의 큰 슬러지 입자에 고온·고속의 순환 가스가 충돌함으로써, 복수의 작은 슬러지 입자로 갈라져, 그 내부에 포함되어 있던 수분이 급속하게 증발한다.

어느 정도 이하의 입도까지 분산·건조된 분립상 슬러지 입자는 가스 배출부(100F)로부터 순환 가스의 흐름 중에 포함되면서, 기류 건조기의 외부에 건조 슬러지로서 배출된다. 반면에, 분산·건조 정도가 충분하지 않아, 비교적 입도가 큰 슬러지 입자는 가스 배출부(100F)로부터 배출되지 않고, 충분히 분산·건조되기까지 반복 파이프(100B) 내를 순환한다. 따라서, 기류 건조기는 충분히 분산·건조된 분립상 건조 슬러지를 주로 배출한다. 자세히는, 고온 순환 가스는 가스 공급부(100A)로부터 파이프(100B)에 공급되어, 슬러지 입자와 함께 파이프 부위(100Ba), 파이프 부위(100Bb), 파이프 부위(100Bc), 파이프 부위(100Bd), 파이프 부위(100Ba)와 순환하면서, 그 일부가 가스 배출부(100F)로부터 건조기(100) 밖으로 배출된다. 반면, 배기되지 않은 고온 순환 가스는 새롭게 가스 공급부(100A)로부터 보내온 고온 순환 가스와 합류하여 섞이고, 파이프 부위(100Ba), 파이프 부위(100Bb), 파이프 부위(100Bc), 파이프 부위(100Bd)와 흘러, 그 일부가 가스 배출부(100F)로부터 건조기(100) 밖으로 배기된다. 이상과 같이, 고온 순환 가스 일부는 가스 배출부(100F)로부터 배출되고, 잔부의 고온 순환 가스는 파이프(100B) 내를 순환하게 된다. 이와 같이, 새롭게 투입된 제1 탈수 슬러지와 파이프(100B) 내를 순환하는 제1 탈수 슬러지는 관 내에서 혼합되어, 순환을 거쳐서 건조되어 분쇄된다.

기류 건조기 운전에 있어서는, 기류 건조기의 가스 공급부(100A)를 흐르는 고온 순환 가스의 유속을 20m/s 이상, 60m/s 이하로 하고, 파이프(100B) 내의 유속을 15m/s 이상, 45m/s 이하로 하는 것이 바람직하다. 가스 공급부(100A)나 파이프(100B)의 유속이 상기 값보다 낮은 경우에는, 기류 건조기 내에서 슬러지 입자가 순환하기 어려워, 건조 처리나 순환기 밖으로의 배출에 지장을 초래할 우려가 있다. 또한, 상기 파이프(100B) 내의 유속은 슬러지 입자가 원활하게 순환하기 때문에, 15m/s 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

특히, 가스 공급부(100A)의 유속을 파이프(100B)의 유속보다 빠르게 하는 것이 바람직하다. 속도차를 둠으로써, 순환하는 슬러지 입자에 새롭게 공급된 고온 순환 가스가 연속적으로 충돌하기 때문에, 슬러지 입자의 분산이 촉진된다.

또한, 건조기(100) 내를 순환하는 고온 순환 가스는 바람직하게는 300∼500℃, 보다 바람직하게는 350∼450℃, 더욱 바람직하게는 400℃로 하면 좋다. 고온 순환 가스 온도가 이 범위보다 낮은 경우에는, 건조에 많은 시간을 쓰게 된다. 반면, 해당 온도가 이 범위보다 높게 설정하는 메리트는 적어, 고온으로 하기 위하여 많은 에너지가 소비되는 반면, 시설 운영 비용 대비 효과가 줄어버리는 디메리트가 있다.

또한, 상기에 도시한 기류 건조기 이외의 것으로, 보조 기구류의 용량이 커짐과 함께, 정기적인 유지보수나 해쇄기의 교환이 필요해지지만, 해쇄기 부착 기류 건조기를 마련해도, 상기 기류 건조기와 같은 효과를 얻을 수 있다.

건조기(100)로부터 유출된 건조 슬러지를 포함한 순환 가스는 건조기(100) 내에서 제1 탈수 슬러지의 건조화에 열을 빼앗겨, 100∼400℃가 된다. 건조기(100)에서 발생한 건조 슬러지는 분리기(10)에 수송되지만, 예를 들면, 순환 가스와 함께 분리기(10)까지 수송되는 것으로 하면, 수송을 위하여 별도 기기를 구비하지 않아도 되어 바람직하다. 건조 슬러지를 포함한 순환 가스는 건조기(100)의 가스 배출부(100F)와, 분리기(10)에서 순환 가스의 유입부를 접속하는 유로(G4)를 흘러, 분리기(10)에 공급된다.

건조기(100)로부터 배출된 건조 슬러지는 함수율이 1∼40%로 되어 있다.

(분리기)

분리기(10)는 유로(G4)로부터 공급된 건조 슬러지가 포함되는 순환 가스를 기체 고체 분리하여, 건조 슬러지를 제거하고, 잔분을 유로(G5)에 배출하는 것이다. 분리기(10)는 건조 슬러지가 포함된 순환 가스를 공급받는 슬러지 공급부와, 분리된 건조 슬러지를 배출하는 슬러지 배출부(11)와, 순환 가스 중 건조 슬러지가 분리된 잔분이 유로(G5)에 배출되는 가스 배출부를 구비하고, 분리된 건조 슬러지가 분리기(10)로부터, 예를 들면, 슬러지 투입기(19)에 배출된다. 분리된 건조 슬러지는 슬러지 배출부(11)로부터 자연 낙하하여, 슬러지 투입기(19)에 공급될 수 있고, 슬러지 배출부(11)와 슬러지 투입기(19)를 접속하는 슬러지 배관(3)을 마련하여, 해당 슬러지 배관(3)을 통하여 슬러지 투입기(19)에 공급될 수 있다.

분리기(10)의 예로는, 중력에 의해 집진을 실시하는 중력 침강실, 관성에 의해 집진을 실시하는 미스트 세퍼레이터, 원심력에 의해 집진을 실시하는 사이클론, 세정에 의해 집진을 실시하는 벤츄리 스크러버, 거름천으로 집진을 실시하는 버그 필터, 충전층에 의해 집진을 실시하는 이동 입자층 에어 필터, 전기에 의해 집진을 실시하는 전기 집진기 등을 들 수 있다.

분리기(10)는 슬러지 투입기(19) 바로 위에 마련되며, 분리된 건조 슬러지가 해당 분리기(10)의 슬러지 배출부(11)로부터 상기 슬러지 투입기(19)로 배출되는 것으로 할 수 있다. 건조 슬러지는 중량이 가볍고, 또, 강한 슬러지 냄새를 수반하므로, 반송 경로가 장거리이면 비산하고, 또, 주위에 슬러지 냄새를 감돌게 한다. 그래서, 건조 슬러지가 분리기의 슬러지 배출부 바로 아래에 있는 슬러지 투입기에 배출되는 형태로 하면, 신속하게 소각로에 투입되기 때문에, 건조 슬러지의 비산이나 그 냄새 발산을 극히 억제할 수 있다.

(제1 탈수 슬러지)

제1 탈수 슬러지(5)는 정량 피더(80)에 일시적으로 저류되며, 그 적량이 호퍼(90)와 정량 피더(80)를 접속하는 슬러지 배관(7)을 흘러, 호퍼(90)에 유입되어 저장된다. 호퍼(90)에 저류된 슬러지는 건조기(100)의 슬러지 도입부(100E)와 호퍼(90)를 접속하는 슬러지 배관(4)을 흘러, 건조기(100)에 도입된다.

호퍼(90)는 제1 탈수 슬러지를 받아들이는 것 외에, 분리기(10)에서 분리된 건조 슬러지를 받아들일 수 있다. 분리기(10)에서 분리된 건조 슬러지는 수동으로 호퍼(90)에 수송하여 투입할 수 있고, 호퍼(90)와 분리기(10)를 접속하는 슬러지 배관(9)을 마련하여, 해당 슬러지 배관(9)에 흘려서 호퍼(90)에 투입할 수 있다. 이로써, 호퍼(90) 내에서 제1 탈수 슬러지와 건조 슬러지가 혼합된다. 제1 탈수 슬러지는 유기분 농도나 함수율에 따라서는, 건조되기 어렵거나 또는 건조되기까지 많은 시간을 요하는 경우가 있다. 제1 탈수 슬러지와 건조 슬러지의 혼합물이 건조기(100)에 도입됨으로써, 혼합물은 건조가 촉진되어, 분쇄되기 쉬워진다.

(제어)

본 형태의 슬러지 소각 시스템의 가동을 제어하기 위하여, 연산 장치(110)를 이용한 제어 장치를 마련할 수 있다. 해당 제어를 실시하기 위하여, 슬러지 소각 시스템에 온도 센서와 유량 센서를 각 곳에 마련한다. 이하에 상세하게 기재한다.

온도 센서에 대해서는, 일례로서, 소각 배기 가스 배관(39)을 흐르는 소각 배기 가스의 온도를 측정하는 온도 센서(T1), 소각로(20)의 로 내 온도를 측정하는 온도 센서(T2), 유로(G1, G2)를 흐르는 순환 가스의 온도를 측정하는 온도 센서(T3), 유로(G4)를 흐르는 순환 가스의 온도를 측정하는 온도 센서(T4), 유로(G3)를 흐르는 고온 순환 가스의 온도를 측정하는 온도 센서(T5)를 각각 마련할 수 있다.

유량 센서에 대해서는, 일례로서, 후술하는 슬러지 배관(6)을 흐르는 제1 탈수 슬러지의 유량을 측정하는 유량 센서(F1), 슬러지 배관(7)을 흐르는 제1 탈수 슬러지의 유량을 측정하는 유량 센서(F2), 유로(G1, G2)를 흐르는 순환 가스의 유량을 측정하는 유량 센서(F3)를 각각 마련할 수 있다.

온도 센서(T1∼T5) 각각의 측정 온도 데이터 및 유량 센서(F1∼F3) 각각의 측정 유량 데이터는 유선 또는 무선으로 연산 장치(110)에 송신된다. 연산 장치(110)는 수신한 측정 온도의 각 데이터 및 측정 유량의 각 데이터의 입력치를 바탕으로, 미리 구비된 연산식을 이용하여, 댐퍼(V1∼V7) 각각의 개방도의 출력치를 연산한다. 연산 장치(110)는 해당 출력치를 댐퍼(V1∼V7)에 송신한다. 댐퍼(V1∼V7)는 각각 구비된 엑추에이터가 작동하여, 지금까지의 개방도를, 수신한 해당 출력치의 개방도가 되도록 밸브를 열거나 또는 닫아서 유량을 변경한다. 연산식은 특별히 한정되지 않지만, 과거 측정 온도 데이터와 측정 유량 데이터, 개방도 데이터로부터 예를 들면, 최소 이승법 제어, PI 제어, PDI 제어, 뉴럴 네트워크 제어, 수동 입력에 의한 수법으로 구축할 수 있다.

제어 장치로는, 예를 들면, 건조기(100)에 공급되는 순환 가스의 온도를 측정하여 측정 온도를 얻어, 해당 측정 온도에 근거하여, 상기 건조기(100)에 공급되는 순환 가스의 목표 온도를 연산하고, 상기 순환 가스의 온도가 목표 온도에 근접하도록, 외부로부터 공급되는 공기의 유량을 증감하는 제어를 실시하는 것을 들 수 있다. 여기서, 외부로부터 공급되는 공기의 유량을 증감하는 제어란, 예를 들면, 댐퍼(V2)가 특정 개방도(실제 개방도) 상태에서 슬러지 소각 시스템이 가동하고 있는 경우, 상기 측정 온도를 입력치로서, 미리 구비된 연산식에 입력하여 댐퍼(V2)의 목표 개방도를 출력치로서 얻고, 출력치로서 얻어진 목표 개방도에 댐퍼(V2)의 실제 개방도를 근접시킴으로써, 외부로부터 공급되는 공기의 유량이 증감하는 제어인 것을 말한다. 이 제어에 의해, 순환 가스 가열기(30)에 흘러 들어가는 예열 공기의 유량이 증감함과 동시에, 열 교환을 받는 순환 가스의 온도가 상승 또는 강하하게 된다.

또한, 다른 제어 장치로는, 예를 들면, 유로(G2)를 흐르는 순환 가스의 유량을 측정하여 측정 유량을 얻어, 해당 측정 유량에 근거하여 유로(G2)를 흐르는 순환 가스의 목표 유량을 연산하고, 상기 순환 가스의 유량이 목표 유량에 근접하도록, 순환 가스의 유량을 증감하는 제어를 실시하는 것을 들 수 있다. 여기서, 순환 가스의 유량을 증감하는 제어란, 예를 들면, 댐퍼(V5)가 특정 개방도(실제 개방도) 상태로 슬러지 소각 시스템이 가동하고 있는 경우, 상기 측정 유량을 입력치로서, 미리 구비된 연산식에 입력하여 댐퍼(V5)의 목표 개방도를 출력치로서 얻고, 출력치로서 얻어진 목표 개방도에 댐퍼(V5)의 실제 개방도를 근접시킴으로써, 순환 가스 유량이 증감하는 제어인 것을 말한다. 이 제어에 의해, 순환 가스 가열기(30)를 통과하는 순환 가스의 유량이 증감함과 동시에, 건조기(100)에 흘러 들어가는 순환 가스의 온도가 상승 또는 강하하게 된다.

또한, 온도 센서(T1∼T5) 각각의 측정 온도의 데이터 및 유량 센서(F1∼F3) 각각의 측정 유량 데이터에 근거하여, 건조기(100)에 대한 제1 탈수 슬러지의 목표 도입량 및 소각로(20)에 대한 제1 탈수 슬러지의 목표 투입량이 연산되어, 목표 도입량 및 목표 투입량이 되도록, 정량 피더(80)에서의 탈수 슬러지의 배출량이 제어되는 장치로 할 수 있다.

<제2 실시형태>

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명하였으나, 도 3에 도시하는 바와 같이, 해당 실시형태를 기본으로 하면서 다음의 제2 실시형태, 구체적으로는, 상기 제2 양태의 슬러지 소각 시스템에 건조 슬러지를 상기 건조기에 도입하지 않는 것이라는 특징을 부가한 슬러지 소각 시스템도 바람직한 양태이다. 도 3은 도 1에 기재되는 슬러지 배관(9)을 마련하지 않은 시스템도로 되어 있다. 종래의 건조기에서는, 제1 탈수 슬러지와 함께 건조 슬러지도 도입하였지만, 본 형태의 특징 있는 건조기는 고온 순환 가스가 건조기 내를 순환하여, 건조 슬러지를 적극적으로 도입하지 않아도, 제1 탈수 슬러지가 용이하게 건조되는 구성으로 되어 있다. 따라서, 건조 슬러지를 건조기에 유도하는 배관 등을 마련하지 않아도 되며, 슬러지 소각 시스템 전체의 형태가 콤팩트해진다는 메리트가 있다.

<제3 실시형태>

또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 다음의 제3 실시형태도 바람직하다. 구체적으로는, 제1 양태의 슬러지 소각 시스템에, 추가로 슬러지를 소각하는 소각로(20)를 구비하고, 제1 탈수 슬러지와 더불어, 추가로 제2 탈수 슬러지가 상기 소각로(20)에 도입되는 슬러지 소각 시스템이다.

시스템 밖으로부터 반입된 제2 탈수 슬러지(1)는 슬러지 호퍼(140)에 투입된다. 슬러지 호퍼(140)에는 슬러지 배출부가 마련되며, 슬러지 배출부와 슬러지 투입기(19)가 슬러지 배관(2)으로 접속되어 있다. 슬러지 배출부로부터 배출된 제2 탈수 슬러지(1)가 슬러지 배관(2)을 통하여 슬러지 투입기(19)에 흘러 들어간다.

이 형태에 있어서, 슬러지 투입기(19)에서 반송되는 슬러지로는, 제1 탈수 슬러지(5), 제2 탈수 슬러지, 건조 슬러지 등을 예시할 수 있다. 제2 탈수 슬러지(1)와 제1 탈수 슬러지(5)는 모두 탈수 슬러지이며, 별체로서 소각로(20)에 투입된다. 제2 탈수 슬러지(1)는 그 전량이 소각로(20)에 투입되는 것이다. 제1 탈수 슬러지(5)뿐인 소각에서는, 제1 탈수 슬러지(5)의 성상, 유기분 농도나 함수율에 따라서는, 소각로(20)에 의한 자연이 불안정해지는 경우가 있으며, 건조 슬러지와 더불어, 제2 탈수 슬러지를 도입함으로써, 소각로(20)가 안정적으로 계속 타게 된다.

이상에 도시하는 제1 실시형태∼제3 실시형태에 근거하여, 다음 양태의 슬러지 소각 시스템도 바람직한 형태이다. 예를 들면, 백연 방지용 팬(B3)으로부터 공급되는 급기 가스를, 상기 공기 예열기(40)를 통과한 소각 배기 가스와 열 교환하여, 고온 급기 가스로 만드는 백연 방지 예열기(50)와, 상기 순환 가스로부터 추기된 추기 가스를, 상기 고온 급기 가스와 열 교환하여, 고온 추기 가스로 만드는 추기 가스 가열기(70)를 구비하고, 상기 추기 가스는 상기 분리기(10)와 순환 가스 가열기(30)가 접속된 순환로(G5, G1, G2)로부터 추기하여 감습된 것이며, 상기 고온 추기 가스가 슬러지를 소각하는 소각로(20)에 공급되는 것인 슬러지 소각 시스템으로 할 수 있다. 이 슬러지 소각 시스템이라면, 추기 가스 배관에 대한 타르의 부착·고체화가 억제되어, 바람직하다. 또한, 소각로(20)에 추기 가스를 공급하는 구성으로 함으로써, 순환로 내의 슬러지 악취의 저감화를 도모할 수 있다.

또한, 이상에 도시하는 실시형태를 이용하여 실시하는 슬러지 소각 방법으로는, 다음에 도시하는 것을 예시할 수 있다.

슬러지를 소각하는 슬러지 소각 방법은,

(1) 순환 가스가 순환로(G1, G2, G3, G4, G5)를 흐르는 순환 단계와,

(2) 건조기(100)에서, 제1 탈수 슬러지(5)를 순환 가스의 열로 건조시켜, 건조 슬러지로 만드는 건조 단계와,

(3) 분리기(10)에서, 건조 슬러지와 순환 가스를 분리하는 분리 단계와,

(4) 순환 가스 가열기(30)에서, 외부로부터 공급되는 공기를, 슬러지를 소각하여 발생한 고온의 소각 배기 가스와 열 교환하여, 예열 공기로 만드는 예열 공기 취득 단계와,

(5) 순환 가스를, 상기 예열 공기와 열 교환하고 가열하여, 고온 순환 가스로 만드는 고온 순환 가스 취득 단계를 구비하고,

상기 순환 가스는, 상기 건조기(100)로부터 건조 슬러지와 함께 배출되고, 상기 분리기(10)를 경유하여, 상기 순환 가스 가열기(30)에 도달하여 가열되며, 상기 건조기(100)에 재차 공급되어 순환하는 것이며, 상기 건조 단계는 제1 탈수 슬러지를 건조시키면서 분쇄하여, 분립상 건조 슬러지로 만드는 것인 것을 특징으로 한다.

(기타)

분립상 건조 슬러지란, 엄밀하게 정의하기는 어렵지만, 예를 들면, 유속 20m/초의 공기를 배관에 흘렸을 때에, 해당 공기의 흐름과 함께 원활하게 흐르게 되는 정도의 크기의 건조 슬러지를 말한다.

도면 내에 기재된 주요 선에 대해서, 순환 가스 및 추기 가스가 흐르는 배관은 실선으로, 소각 배기 가스가 흐르는 배관은 굵은 실선으로, 제1 탈수 슬러지·건조 슬러지·제2 탈수 슬러지가 흐르는 배관은 일점쇄선으로, 외부로부터 공급되는 공기·예열 공기·급기 가스·고온 급기 가스가 흐르는 배관은 파선으로, 온도 센서·유량 센서·댐퍼와 연산 장치와의 송수신망은 점선으로 각각 도시하였다.

본 발명은 슬러지 소각 시스템 및 슬러지 소각 방법으로서 이용 가능하다.

1　제2 탈수 슬러지
5　제1 탈수 슬러지
10　분리기
30　순환 가스 가열기
40　공기 예열기
100　건조기
G1　순환로
G2　순환로
G3　순환로
G4　순환로
G5　순환로

Claims (10)

1. 슬러지를 소각하는 슬러지 소각 시스템에 있어서,
   순환로를 흐르는 순환 가스와,
   제1 탈수 슬러지를 순환 가스의 열로 건조시켜 건조 슬러지로 만드는 건조기와,
   건조 슬러지와 순환 가스를 분리하는 분리기와,
   외부로부터 공급되는 공기를, 슬러지를 소각하여 발생한 고온의 소각 배기 가스와 열 교환하여 예열 공기로 만드는 공기 예열기와,
   순환 가스를, 상기 예열 공기와 열 교환하고 가열하여, 고온 순환 가스로 만드는 순환 가스 가열기를 구비하고,
   상기 순환 가스는, 상기 건조기로부터 건조 슬러지와 함께 배출되고, 상기 분리기를 경유하여, 상기 순환 가스 가열기에 도달하여 가열되며, 상기 건조기에 재차 공급되어 순환하며,
   상기 건조기는, 제1 탈수 슬러지를 건조시키면서 분쇄하여 분립상 건조 슬러지로 만드는,
   것을 특징으로 하는 슬러지 소각 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 건조기는
   원고리형으로 연장되는 파이프와, 상기 파이프 내에 제1 탈수 슬러지가 도입되는 슬러지 도입부와, 상기 파이프 내에 고온 순환 가스가 공급되는 가스 공급부와, 건조 슬러지를 포함한 순환 가스가 상기 파이프로부터 배출되는 가스 배출부를 구비하고,
   상기 가스 공급부로부터 공급된 고온 순환 가스가, 상기 파이프 내를 고속으로 순환하여, 상기 슬러지 도입부로부터 도입된 제1 탈수 슬러지와 충돌하도록 구성된,
   슬러지 소각 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 건조기에서 발생한 건조 슬러지가 순환 가스와 함께 상기 분리기까지 수송되는,
   슬러지 소각 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   백연 방지용 팬으로부터 공급되는 급기 가스를, 상기 공기 예열기를 통과한 소각 배기 가스와 열 교환하여 고온 급기 가스로 만드는 백연 방지 예열기와,
   상기 순환 가스로부터 추기된 추기 가스를, 상기 고온 급기 가스와 열 교환하여, 고온 추기 가스로 만드는 추기 가스 가열기를 구비하고,
   상기 추기 가스는, 상기 분리기와 순환 가스 가열기가 접속된 순환로로부터 추기하여 감습되며,
   상기 고온 추기 가스가 슬러지를 소각하는 소각로에 공급되는,
   슬러지 소각 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   슬러지를 소각하는 소각로와,
   슬러지를 상기 소각로에 투입하는 슬러지 투입기를 구비하고,
   상기 분리기에서 분리된 건조 슬러지가 상기 슬러지 투입기에 배출되며,
   상기 슬러지 투입기가 상기 건조 슬러지와 제1 탈수 슬러지를 상기 소각로에 투입하는,
   슬러지 소각 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   추가로 제2 탈수 슬러지가 상기 소각로에 투입되는,
   슬러지 소각 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   슬러지를 소각하는 소각로를 구비하고,
   상기 예열 공기는, 그 일부가 상기 순환 가스 가열기를 통과하여 상기 소각로에 공급되고, 잔부가 상기 순환 가스 가열기를 통과하지 않고 상기 소각로에 공급되는,
   슬러지 소각 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 건조기에 공급되는 순환 가스의 온도를 측정하여 측정 온도를 얻어, 해당 측정 온도에 근거하여, 상기 건조기에 공급되는 순환 가스의 목표 온도를 연산하고, 상기 순환 가스의 온도가 상기 목표 온도에 근접하도록, 상기 외부로부터 공급되는 공기의 유량을 증감하는 제어를 실시하는 제어 장치를 갖는,
   슬러지 소각 시스템.
9. 제2항에 있어서,
   건조 슬러지를 상기 건조기에 도입하지 않는,
   슬러지 소각 시스템.
10. 슬러지를 소각하는 슬러지 소각 방법에 있어서,
    순환 가스가 순환로를 흐르는 순환 단계와,
    건조기에서, 제1 탈수 슬러지를 순환 가스의 열로 건조시켜, 건조 슬러지로 만드는 건조 단계와,
    분리기에서, 건조 슬러지와 순환 가스를 분리하는 분리 단계와,
    순환 가스 가열기에서, 외부로부터 공급되는 공기를, 슬러지를 소각하여 발생한 고온의 소각 배기 가스와 열 교환하여, 예열 공기로 만드는 예열 공기 취득 단계와,
    순환 가스를, 상기 예열 공기와 열 교환하고 가열하여, 고온 순환 가스로 만드는 고온 순환 가스 취득 단계를 구비하고,
    상기 순환 가스는 상기 건조기로부터 건조 슬러지와 함께 배출되고, 상기 분리기를 경유하여, 상기 순환 가스 가열기에 도달하여 가열되며, 상기 건조기에 재차 공급되어 순환하는 것이며,
    상기 건조 단계는 제1 탈수 슬러지를 건조시키면서 분쇄하여 분립상 건조 슬러지로 만드는,
    것을 특징으로 하는 슬러지 소각 방법.