WO2021167158A1 - 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템 - Google Patents

열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템 Download PDF

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WO2021167158A1
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disk
sludge
dryer
coupled
drying device
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김기환
홍동욱
김경현
박재람
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(주)진에너텍
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Definitions

  • the present invention relates to a sludge fueling system including a thermal drying device.
  • a thermal drying device performs drying of sludge through an optimal drying efficiency, and through this, increases fuel production efficiency to treat a large amount of sludge, and generate renewable energy through sludge treatment.
  • It relates to a sludge fueling system comprising a thermal drying device to enable production.
  • Sludge means wastewater treated sewage and contains a large amount of water and organic and inorganic substances. These sludges are composed of more than 80% moisture and solids remaining after sewage treatment, so various processes must be performed for post-treatment.
  • sludge is classified as waste and waste treatment methods such as landfill and incineration must be applied.
  • waste treatment methods such as landfill and incineration
  • a post-treatment process to remove moisture must be performed for landfilling and incineration.
  • a representative of various conventional methods for drying sludge is a method of mixing sludge with other materials.
  • this mixing method has a problem in that the mixing ratio with the added material is lowered due to the agglomeration of the sludge.
  • even if the sludge and the added material are well mixed there is a problem of separation during the drying process.
  • a heating method is used for drying, a large amount of energy is consumed while drying efficiency is very low.
  • An object of the present invention is to perform drying of sludge through optimal drying efficiency, and thereby increase fuel production efficiency to process a large amount of sludge and include a thermal drying device that enables the production of renewable energy through sludge treatment To provide a sludge fuel conversion system.
  • Another object of the present invention is to increase the contact area with the heat supplier to improve thermal efficiency during drying, and to minimize dust generation while maintaining the mixed state of sludge and additives in the drying process. It is to provide a sludge fueling system comprising a device.
  • a sludge fueling system including a thermal drying device comprises: a mixer for producing a primary mixture by mixing sludge and additives; a first dryer for primary drying the primary mixture supplied from the mixer to a first moisture content; a second dryer connected to a pipe to which a fluid heated by a heating device is supplied, and drying the first mixture of the first moisture content by heat transferred by the fluid to produce a dry mixture of a second moisture content; and a molding machine for producing a solid body by press-molding the dry mixture, wherein the first dryer or the second dryer includes: a drum formed long in a longitudinal direction parallel to the ground; a support frame coupled to both ends in the longitudinal direction to support the drum; a shaft passing through the support frame and the drum, coupled to the support frame in the longitudinal direction, and provided as a pipe having an inner space; and a thermal drying device comprising one or more disks coupled to the shaft.
  • the sludge fuel conversion system including the thermal drying device according to the present invention performs drying of sludge through optimum drying efficiency, and through this, increases fuel production efficiency to treat a large amount of sludge and to produce renewable energy through sludge treatment. make it possible
  • the sludge fuel conversion system including the thermal drying device according to the present invention improves the thermal efficiency during drying by increasing the contact area with the heat supply, and minimizes the generation of dust while maintaining the mixed state of the sludge and the additive during the drying process. thing becomes possible
  • FIG. 1 is an exemplary view schematically showing the configuration of a sludge fuel conversion system including a thermal drying apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic side projection view of a thermal dryer according to the present invention.
  • FIG 3 is an exemplary view showing the structure of the inner disk assembly in more detail.
  • Figure 4 is an exemplary view showing the form of the disk viewed from the side.
  • Fig. 5 is a perspective view showing a partial cross-section of the disk
  • 6 and 7 are exemplary views showing another example of a disk.
  • FIGS. 8 to 10 are flowcharts illustrating an algorithm of a control method according to the present invention.
  • a sludge fuel conversion system including a thermal drying apparatus is configured to include a mixer 10 , a first dryer 20 , a second dryer 40 , and a molding machine 60 .
  • the sludge fuel conversion system including the thermal drying apparatus according to the present invention is configured to further include a dust collector 70 , a purifier 80 , and a dust collection pipe 90 .
  • a dust collector 70 a dust collector 70 , a purifier 80 , and a dust collection pipe 90 .
  • FIG. 1 and the following drawings only the components necessary for explaining the invention are described, and devices such as a hopper for storage, a boiler for heating, a steam pipe, an air pump, and a hoist may be additionally configured when the actual system is built. have.
  • omitted components are matters that can be easily selected and applied by those skilled in the art, and do not mean that components not described are unnecessary components.
  • the mixer 10 mixes the sludge 1 and the additive 5 to produce a primary mixture.
  • the additive means an additive used for the purpose of controlling the moisture of the sludge 1, improving drying efficiency, increasing the amount of heat, and increasing the moldability.
  • These additives 5 may be materials such as dried sawdust, husk residue, grain processing by-products, and dried sludge, but the present invention is not limited thereto. Assume that it is sawdust and proceed with the explanation.
  • the mixer 10 kneads or kneads the sludge 1 and the additive 5 to produce a primary mixture.
  • the additive (5) such as sawdust
  • simply stirring the sludge (1) and the additive (1) due to the agglomeration of the sludge (1) and the floating phenomenon due to the small density of the additive (5) (5) mixing is not smooth. Therefore, in the mixer 10, the particles of the sludge 1 and the additive 5 are in contact with each other as much as possible, and the agglomeration of the sludge 1 is eliminated to achieve mixing.
  • the mixing rate and mixing uniformity of the primary mixture are increased, and the size of the mixed particles is small and uniformly formed. Through this, the mixer 10 primarily lowers the moisture content of the sludge 1 .
  • the mixer 10 may be provided with a mixing means in the form of agitating the mixture inside the container.
  • the mixing means may be one in which a screw-shaped blade is continuously formed on the shaft, or a plurality of paddles may be formed.
  • the additive 5 may be in a dry state having a moisture content of 10% or more and 15% or less, and may be prepared in a particle size of 5 mm or less.
  • the sludge 1 may have a moisture content of 75% or more and 85% or less.
  • the moisture content suggested in the present invention is adjusted close to the numerical value presented in the actual process, and may not have an accurately designated numerical value. However, it is preferable that the numerical values presented in the present invention be understood as numerical values capable of deriving an optimal result.
  • the first dryer 20 receives the primary mixture generated by the mixer 10 and proceeds with drying.
  • a drying process is performed to lower the moisture content of the primary mixture to the first moisture content.
  • the first dryer 20 may dry the primary mixture by various methods to obtain a primary moisture content. For example, it may be dried by the heat of burning fuel such as gas or petroleum, and may be dried using natural light. Alternatively, the organic material in the primary mixture may be reacted with microorganisms or oxygen to be dried by heat decomposed or oxidized at this time.
  • the thermal dryer of the present invention as the first dryer 20 , and it is also possible to configure both the first dryer 20 and the second dryer 40 as thermal dryers.
  • the first dryer 20 is configured as a bio-drying device for drying by microorganisms
  • the second dryer 40 is configured as a thermal dryer. do it with
  • the first dryer 20 supplies oxygen (O 2 ) in the air to the inside of the dryer to induce the metabolism of aerobic microorganisms, and organic matter is converted into carbon dioxide (CO 2 ), water (H 2 O) and ammonia by the metabolic action.
  • the first mixture is dried by using the metabolic heat generated when it is decomposed. Through this, the first dryer 20 dries so that the moisture content of about 75% to 85% becomes the first moisture content of 35% or more and 40% or less.
  • the first moisture content is experimentally calculated, and may vary depending on the scale and drying efficiency of the first dryer 20 .
  • the first moisture content is set to 40% or more, a decrease in efficiency and an increase in drying period may occur in the drying process by the second dryer 40 . That is, the consumption of fuel used for drying by heating of the second dryer 40 may be increased.
  • the first moisture content is set to less than 35%, the size of the first dryer 20 is increased or the time the primary mixture stays in the first dryer 20 is increased, so that the drying efficiency is reduced. That is, according to the adjustment of the first moisture content, economic efficiency due to an increase in fuel consumption for drying or an increase in cost for manufacturing and operation of the dryer or an increase in residence time in the first dryer 20 may cause a decrease in efficiency. Therefore, the first moisture content is a matter to be adjusted according to the configuration of the dryer in the fuel conversion system, and does not necessarily have to be defined as a moisture content of 35% or more and 40% or less.
  • the second drier 40 dries the primary mixture supplied from the first drier 20 to a second moisture content, which is a moisture content that can be molded into fuel, by secondary drying, thereby generating a dry mixture.
  • the second dryer 40 is provided with a heat transfer means for heating and drying the primary mixture therein.
  • the second dryer 40 prevents the primary mixture from being separated into the sludge 1 and the additive 5 during the heating process to maintain a mixed state, and increases the contact rate between the heat transfer means and the mixture.
  • a stirring means for stirring the mixture is provided so as to
  • the second dryer 40 uses a method of indirect heating by a heat source to prevent carbonization or oxidation in the process of drying the primary mixture of the first moisture content and to increase heat utilization efficiency. To this end, the second dryer 40 passes the heating medium supplied through the pipe 98 from the heating device 99 such as a boiler or heater into the second dryer 40 to heat and dry the mixture. In addition, the second dryer 40 is configured to include a discharging means for discharging the moisture and mixture dust in the dryer generated by heating and drying to the outside.
  • the second dryer 40 dries the primary mixture to produce a dry mixture having a second moisture content, and supplies the dry mixture to the molding machine 60 . It is also possible to configure the second dryer 40 to be continuous input and continuous discharge like the first dryer 20 . However, in the case of a continuous input and continuous discharge method, the drying efficiency may be reduced due to an increase in the size of the second dryer 40 and an increase in the amount of fuel used. Therefore, the second dryer 40 may be operated in such a way that it performs drying of a predetermined set capacity unit in consideration of efficiency, discharges all of the dry mixture, and then receives the primary mixture again. However, the drying method of the set capacity unit is more advantageous for drying, and the continuous input and continuous discharge methods cannot be used, and thus the present invention is not limited thereto.
  • an intermediate storage tank (not shown) in which the primary mixture discharged from the first dryer 20 is primarily stored may be provided between the first dryer 20 and the second dryer 40 .
  • the molding machine 60 produces solid fuel by press-molding the dry mixture supplied from the second dryer 40 .
  • the solid fuel produced may be pellet fuel.
  • the molding machine 60 may be an injection molding machine for pressure molding, and may include an injection tool, a pressing unit for pressing the dry mixture to the injection tool, and a supply unit for supplying the dry mixture between the pressing unit and the injection mold. .
  • Such a molding machine 60 may produce fuel by pressing the dry mixture in the form of compressed coal, which is one large mass, in addition to pellets, which are small-sized lumps.
  • the dust collector 70 is provided to collect the sludge dust generated in the process of processing the sludge (1).
  • the dust collector 70 may be configured in a cyclone method using rotation and gravity.
  • the dust collector 70 is connected to the dust collecting pipe 90 connected to each device, and serves to collect the dust collected through the dust collecting pipe 90 and store it in the storage unit so that it can be re-inserted.
  • the dust collector 70 includes a supply unit receiving air mixed with dust, a dust collecting unit collecting dust, a first discharge unit discharging the dust collected by the dust collecting unit to the storage unit, and a second discharge unit discharging the air from which the dust is removed. It may consist of parts. This second outlet may be connected to the purifier 80 .
  • the purifier 80 is provided to remove fine particles contained in the air discharged from the dust collector 70 .
  • the purifier 80 may be configured to include a filter for adsorption and filtering of fine powder.
  • the purifier 80 discharges the air discharged from the dust collector 70 through the filter, and through this, the fine powder not collected by the dust collector 70 is removed to discharge the purified air.
  • FIG. 2 is a schematic side projection view illustrating the thermal dryer according to the present invention
  • FIG. 3 is an exemplary view showing the structure of the inner disk assembly in more detail
  • FIG. 4 is an exemplary view showing the disk viewed from the side
  • FIG. 5 is a perspective view showing a partial cross-section of the disk.
  • the thermal dryer according to the present invention is configured to include a drum 43, a disk assembly 50 provided inside the drum 43, and steam supply means 48: 48a, 48b. .
  • the drum 43 forms a space for drying the primary mixture, and heat supply means for drying the primary mixture and means for mixing the primary mixture are provided.
  • the drum 43 is formed in the shape of a long cylindrical pipe in one direction.
  • this direction will be defined as the longitudinal direction (L).
  • L the longitudinal direction
  • an inlet 44 is provided at one end of the drum 43 in the longitudinal direction (L)
  • an outlet 45 is provided at the other end, so that the input of the primary mixture and the discharge of the dry mixture are made.
  • an inputter 41 for introducing the primary mixture into the drum 43 is connected to the inlet 44
  • an ejector 42 for supplying the dry mixture to the molding machine 60 is connected to the outlet 45 .
  • an exhaust port 46 through which the dust and moisture are discharged is provided on the upper portion of the drum 43 by being connected to the dust collecting pipe 90 .
  • the exhaust port 46 is formed in the protruding space when the protruding space is provided as described above.
  • Support frames (47: 47a, 47b) are provided at both ends of the drum (43) in the longitudinal direction.
  • the support frame 47 fixes and supports the drum 43 on the ground.
  • the support frame 47 is coupled to the shaft 51 to support the disk assembly 50 .
  • the support frame 47 is coupled to the shaft 51 by a bearing means so that the shaft 51 is rotatable.
  • both ends of the shaft 51 are coupled to the support frame 47 through the support frame 47 .
  • a disk assembly 50 for heating and mixing the primary mixture is provided inside the drum 43, and a steam supply means 48 for rotating the disk assembly 50 and supplying the heated fluid is provided on the outside. do.
  • the steam supply means 48 supplies a heated fluid for heating the primary mixture inside the drum 43 .
  • the heated fluid is high-temperature steam, and the description will proceed.
  • the present invention is not limited thereto, and the present invention is not limited only by suggesting that a high-temperature liquid such as heated water or oil may be used.
  • the pipe 98 includes a supply pipe for supplying steam to the shaft 51 and a recovery pipe for recovering the steam that has passed through the shaft 51 .
  • a steam inlet 48a and a steam outlet 48b are provided at both ends of the drum 43 in the longitudinal direction.
  • the steam inlet 48a and the steam outlet 48b connect the rotating shaft 51 and the fixed pipe 98, so that steam supplied from the pipe 98 passes through the shaft 51 again through the pipe 98.
  • the pipe 98 and the shaft 51 are connected to be recovered through the To this end, the steam inlet 48a and the steam outlet 48b are respectively coupled to both ends of the shaft 51 exposed through the support frame 47 . Since this type of connection method uses a structure and confidentiality maintenance method through known techniques, a detailed description thereof will be omitted for the present invention.
  • the disk assembly 50 is installed on the drum 43, and the primary mixture is heated and dried by steam supplied from the outside.
  • the disk assembly 50 includes a shaft 51 , a disk 52 , a paddle 53 , and a mixing blade 57 installed inside the drum 43 .
  • a pulley 49 or a gear connected to a driving device (not shown) such as a motor for rotation of the shaft 51 is provided at one end of the shaft 51 .
  • the shaft 51 is installed inside the drum 43 and is coupled to the disk 52 , transmits thermal energy supplied in the form of steam to the disk 52 , and rotates by external power to rotate the disk 52 .
  • the shaft 51 is formed in the shape of a hollow cylindrical pipe, and both ends pass through the drum 43 and the support frame 47 and are coupled to the support frame 47 .
  • both ends of the shaft 51 are connected to the steam inlet 48a and the steam outlet 48b relaying the connection with the pipe 98 .
  • a plurality of disks 52 are coupled to the shaft 51 at predetermined intervals.
  • a distribution hole 91 is formed in the shaft 51 at a portion to which the disk 52 is coupled.
  • a plurality of distribution holes 97 may be formed per one disk 52 .
  • the distribution hole 91 is provided for the distribution of steam in the inner space 96 of the disk 52 .
  • the shaft 51 directly transfers heat by the steam to the disk 52 by conduction, and also directly introduces steam into the disk 52 through the steam distribution hole 97 to generate as much heat as possible. to be transferred to the tea mixture.
  • the disk 52 is coupled to the shaft 51 and directly contacts and heats the primary mixture. In addition, the disk 52 rotates in synchronization with the rotation of the shaft 51 to rotate the mixing paddle 53 and the mixing blade 57 to re-mix and crush the primary mixture, and in the longitudinal direction ( L) to be transferred.
  • the disk 52 is composed of a disk body 54 and a disk wing 55 .
  • the disk body 54 has a space formed therein, and the disk wings 55 are formed or coupled along the circumference.
  • the disk body 54 is formed of a pair of disks, and portions coupled to the shaft 51 are spaced apart from each other at a predetermined interval so that each disk is coupled to the shaft 51 .
  • the other ends of the disk are joined to each other so that the cross-sectional shape of the half of the disk body 54 becomes a triangle. Steam supplied from the shaft 51 is injected into the inner space 96 of the disk body 54 through the steam distribution hole 97 .
  • the disk wing 55 is coupled along the edge of the disk body 54 and is formed in a plate-shaped ring shape.
  • the disk wing 55 receives heat from the disk body 54 to expand the contact area.
  • a plurality of transfer holes 56 for transferring the primary mixture are formed in the disk wing 55 at regular intervals. Specifically, the distance between the outer boundary of the disk wing 55 and the inner surface of the drum 43 is determined to the extent that the disk 52 does not cause friction with the inner surface of the drum 43 . In this case, the primary mixture between the neighboring disks 52 cannot move. Therefore, a plurality of transport holes 56 are formed in the disk wing 55 so that the primary mixture can move to an adjacent space when the primary mixture is mixed by the self-weight of the primary mixture, mixing paddles, and mixing blades.
  • the mixing paddle 53 and the mixing blade 57 are coupled to the disk wing 55 .
  • the mixing paddle 53 is coupled to the disk 52 and serves to stir the primary mixture between the neighboring disks 52 .
  • the mixing paddles 53 are connected to both sides of the neighboring disks 52 .
  • These mixing paddles 53 are coupled between the neighboring disks 52 so that the surface is arranged parallel to the diameter of the disk 52 .
  • One or more mixing paddles 53 are installed on a pair of disks 52 , and when a plurality of mixing paddles 53 are installed, they are installed to be spaced apart from each other at predetermined intervals.
  • the adjacent mixing paddles 53 are also arranged to be spaced apart from each other by a predetermined angle. That is, as shown in FIG.
  • the mixing paddle coupled between the first disk and the second disk and the mixing paddle coupled between the second disk and the third disk are spaced apart from each other.
  • the neighboring mixing paddles 53 are arranged to form a right angle when viewed at 90 degrees, that is, when the disk 52 is viewed from one end of the shaft 51 .
  • these angles can be changed, and the present invention is not limited by the drawings.
  • the end of the mixing paddle 53 protrudes from the outer periphery of the disk wing 55 and is coupled to the disk 52 so as to be closer to the inner surface of the drum 43 .
  • the primary mixture adhering to the inner surface of the drum 43 can be scraped off, and the primary mixture moves through the gap between the disk 52 and the inner surface of the drum 43 to move the space between the disks 52 .
  • the length of the mixing paddle 53 that is, the length of the portion in contact with the disk 52, is formed to be narrower than the width of the wing 55, which is advantageous in terms of convenience of installation and manufacturing. However, it is also possible to extend to the disk body 54 part.
  • One or more mixing blades 57 are coupled to the edge of the disk.
  • the mixing blade 57 serves to scrape and mix the primary mixture between the disk 52 and the inner surface of the drum 43, crushing the aggregated primary mixture and pushing it into the space between the disks.
  • the mixing blade 57 may be composed of a blade 58 and a breaker 59 .
  • the blade 58 is formed in a plate shape, and is coupled to the edge of the disk 52 . At this time, the blade 58 is coupled to the disk 52 so that the surface of the blade 58 intersects in a direction perpendicular to the surface of the disk 52 . Then, a breaker 59 is formed on the surface in the rotation direction.
  • the breaker 59 is formed to protrude from the surface of the blade 58, and is formed at an angle. Through this, the primary mixture that is agglomerated or adhered to the inner surface of the drum can be crushed and separated from the inner surface of the drum. In addition, one or more breaker 59 may be formed in the mixing paddle 53 .
  • the mixing blade 57 may be coupled to the edge of the disc wing 55 , or may be coupled to the disc body 54 in which the disc wing 55 is omitted instead of the disc wing 55 . Also, like the mixing paddle 53 , the mixing blade 57 may be misaligned so that the coupling positions between adjacent disks are different.
  • FIGS. 6 and 7 show another example of a disk.
  • the disk 52 receives heat through steam supplied through the shaft 51 and serves to heat the mixture inside the drum 43 .
  • the surface of the shaft 51 may also serve to heat the mixture in contact with the mixture, but the contact frequency is small and the contact area is small even if the contact frequency is low, so that the thermal efficiency is lowered. Therefore, the disk 52 is used to increase the contact area to improve thermal efficiency.
  • irregularities 96 may be formed on the surface of the disk 52 .
  • These irregularities 96 may be formed by making the surface convex as exemplarily shown in FIGS. 6 and 7 , and for this purpose, the surface area due to the irregularities without increasing the weight by pressing the plate-shaped disk to form the irregularities 96 . can increase
  • the radial unevenness 96a around the shaft 51 and the unevenness 96b in the form of concentric circles with respect to the shaft 51 may be formed.
  • the unevenness may be provided in various forms, such as forming the unevenness 96 in a box or polygonal shape on the surface.
  • concavo-convex 96 for the same purpose as a blade by forming a shape in which the height of the rotation direction is higher and the height of the continuous portion is gradually lowered.
  • convex portions such as hemispheres in the form of embossing.
  • the control method of the thermal drying system of the present invention can be suitably used in a thermal drying system to which an indirect drying method using steam as a heating medium and a gas discharge method by suction are applied.
  • the drying performance is optimized by adjusting the temperature and gas intake amount (gas discharge amount) of the steam supplied to the drying device according to the control command of the control means.
  • for drying control of the thermal drying system it may be configured as an automatic control system for steam supply temperature and gas emission, and may be configured as an accessory system included in the thermal drying system.
  • a series of devices performing a control function will be referred to as an "automatic control system” or "steam supply temperature and gas emission automatic control system”.
  • the water vapor generated by evaporation of the moisture held by the organic sludge is discharged to the outside of the drying device together with the air introduced from the outside, completing the drying process. Therefore, not only the rapid evaporation of water but also the smooth discharge of the evaporated water (water vapor) is a major factor in drying, and by observing the internal pressure of the dryer, the degree of discharge of gas including water vapor can be grasped.
  • the drying performance is optimized by using both the exhaust gas temperature and the internal pressure of the dryer as indicators of control.
  • the automatic control system included in the thermal drying system according to the present invention is applied to a thermal drying device or system configured to increase the contact area with a heat supply body to improve thermal efficiency during drying, thereby measuring the temperature of the exhaust gas. After controlling the steam temperature, the drying performance can be optimized by controlling the gas discharge by measuring the pressure inside the drying device.
  • the automatic control system is a thermal drying device in which a thermal drying process is performed while organic sludge and a heating medium (or steam) are supplied and discharged, and a first indicator capable of measuring the first indicator in the thermal drying process It includes a measuring means, a first indicator measuring means capable of measuring a second indicator in the thermal drying process, and a control means for automatically controlling the temperature and gas discharge amount of steam supplied to the thermal drying apparatus.
  • a thermal drying device in which a thermal drying process is performed while organic sludge and a heating medium (or steam) are supplied and discharged
  • a first indicator capable of measuring the first indicator in the thermal drying process
  • a control means for automatically controlling the temperature and gas discharge amount of steam supplied to the thermal drying apparatus.
  • the side to which the organic sludge is supplied is defined as the upstream side
  • the side where the dried sludge is discharged is defined as the downstream side.
  • the thermal drying device refers to the second dryer 40 , but when the first dryer 20 constitutes the thermal dryer, the first dryer 20 is also included.
  • the first indicator measuring means is a means capable of measuring the first indicator in the thermal drying process.
  • the first indicator includes exhaust gas temperature information, and an exhaust port 46 provided in the thermal drying device for discharging moisture generated therein. ) can be provided. Preferably, it is good to measure the exhaust gas temperature at the exhaust port provided on the upper part, lower part, or side part of the middle part of the drum 43 .
  • the organic sludge input to the thermal drying device needs to be controlled to an appropriate temperature because a lot of energy is consumed to increase the steam supply temperature indefinitely, although the moisture evaporation rate increases as the temperature of the supplied steam increases. Therefore, by measuring the temperature of the exhaust gas as a first indicator, the drying conditions of the thermal drying device are controlled.
  • the second indicator measuring means is a means capable of measuring the second indicator in the thermal drying process.
  • the second indicator includes pressure information and is provided in the thermal drying device to the exhaust port 46 for discharging moisture generated therein. can be provided. Preferably, it is good to measure the internal pressure at the exhaust port 46 provided on the upper part of the drum stop.
  • the first indicator measuring means, the second indicator measuring means and the control means, and the connection relationship between the control means and the control target device are omitted from the drawings.
  • the configuration of the thermal dryer among the first and second dryers can be changed by a user's selection, and accordingly, the connection relationship between the means for supplying the thermal fluid and the dryer can be changed. It is omitted in order to clearly express only the features.
  • a specific installation example of a configuration omitted from the drawings is described, and the object controlled by the control means is specified, so that those skilled in the art can clearly understand it even if it is not shown in the drawings.
  • Drying efficiency is improved when the evaporated moisture (water vapor) is smoothly discharged as well as the moisture evaporation rate, but if the gas discharge is increased, the drying performance may be rather reduced because the inflow of outside air, which is significantly lower in temperature than the inside of the drying device, increases. Accordingly, the drying conditions of the thermal drying device are controlled by measuring the pressure inside the device as a second indicator.
  • the present invention induces optimization of drying performance by using the temperature and internal pressure of the exhaust gas as common indicators of control, going beyond the conventional method of controlling the thermal drying process by controlling only the residence time of the organic sludge. Since the required amount of outside air inflow and the amount of water vapor generated differ depending on the operating conditions and conditions of the drying device, it is impossible to determine the smoothness of gas discharge and prevent gas leakage to the outside of the dryer only by observing the exhaust gas temperature. Therefore, the drying performance by repeating the routine including the primary control according to the temperature change and the secondary control according to the pressure change after using the exhaust gas temperature (or internal temperature) and internal pressure as common indicators to control the thermal drying process can be optimized.
  • the control means is a means for automatically controlling the temperature of steam supplied through the steam supply means and automatically controlling the amount of gas generated inside the device. By controlling (maintaining or changing) the temperature and pressure inside the thermal drying device, it is maintained within a certain range, and the dry state (moisture content) of the discharged organic sludge is maintained at a certain level.
  • the control method in the control means is a method of controlling the temperature of the steam supplied in the process of thermal drying while the organic sludge is supplied to the upstream side of the thermal drying device and transferred to the downstream side, and the amount of gas (water vapor) generated by evaporation of moisture.
  • the current exhaust gas temperature (T t ) measured is between the upper and lower exhaust gas temperature limits (T UL ) and lower limits (T LL ) after the start of the dryer operation (t s ), which is considered to start steam supply and gas discharge. It follows the algorithm of changing the steam temperature so that the steam temperature can be changed, and the gas discharge amount so that the additionally measured current internal pressure (P t ) can indicate between the internal pressure upper limit value (P UL ) and the lower limit value (P LL ).
  • the steam temperature is changed within the range of the upper limit of the steam supply temperature (ST UL ) and the lower limit (ST LL ).
  • the current steam supply temperature set value ( ST t ) increases or decreases by the specified steam supply temperature change amount (dST).
  • the gas emissions in the emissions upper limits (F UL) and lower limit value (F LL) range sikimyeo change in, when to present changing the emissions, based on the internal pressure (P t) of a gas discharge Setting value (F t) Increases or decreases by the specified amount of change in gas emission (dF).
  • control method includes a setting step (S100) of setting input variables for the control means; An initial operation step (S200) of supplying steam to the thermal drying apparatus according to an initial set value and discharging the generated gas; A first control step (S300) of adjusting the steam supply temperature according to the exhaust gas temperature measured by the first indicator measuring means; and a second control step (S400) of adjusting the gas emission according to the internal pressure measured by the second indicator measuring means after a predetermined time has elapsed after supplying steam at the temperature controlled in the first control step.
  • control method in the control means repeats a routine including the first control step and the second control step after a set change value application time has elapsed after discharging gas to the gas discharge amount controlled in the second control step
  • the organic sludge continuously input is dried and then discharged continuously.
  • a control method algorithm according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. 8 to 10 .
  • FIGS. 8 to 10 are flowcharts illustrating an algorithm of a control method according to the present invention.
  • the setting step (S100) is a setting step of setting input variables for the control means, and the input variables are the lower exhaust gas temperature limit (T LL ), the upper exhaust gas temperature limit (T UL ), the lower internal pressure limit (P LL ), and the internal Pressure upper limit (P UL ), steam supply temperature lower limit (ST LL ), steam supply temperature upper limit (ST UL ), gas discharge lower limit (F LL ), gas discharge upper limit (F UL ), initial steam supply temperature setpoint (ST i) ), initial gas emission set value (F i ), manual operation application time (t m ), change value application time (dt), steam supply temperature change according to exhaust gas temperature (dST), gas emission change amount according to internal pressure ( dF).
  • the input variables are the lower exhaust gas temperature limit (T LL ), the upper exhaust gas temperature limit (T UL ), the lower internal pressure limit (P LL ), and the internal Pressure upper limit (P UL ), steam supply temperature lower limit (ST LL ), steam supply temperature upper limit (ST
  • Comprising the steps of start-up step (S200) is supplied to the steam according to the default setting in the thermal drying unit, and discharging the gas, initially according to the initial steam supply temperature set value (ST i) and the initial gas emissions set values (F i)
  • input (record) the initial operation start time (t s ) and set the initial steam supply temperature set value (ST i ) and initial gas discharge set value (F i ) to the current steam supply temperature (ST t ) and current Enter (record) as gas discharge (F t ).
  • the steam supply temperature or gas discharge is not changed regardless of the current exhaust gas temperature (T t ) or the current internal pressure (P t ), and the initial operation is the set manual operation application time (t m) ) is maintained for
  • first control means to a control step (S300) is a steam supply temperature before the current time point (t a) the input (the current time) and, before the input steam supply temperature change in the current point in time (t a) and starts start-up
  • the difference value of the time point (t s ) is calculated, and at the point when the difference value becomes larger than the set manual operation application time (t m ) (the current time point (t a ) before the change in the steam supply temperature), by the first indicator measuring means Enter the measured current exhaust gas temperature (T t ).
  • the control means changes the steam supply temperature according to the second routine enter the transfer current time (t a), and calculating the difference of the emission change (or maintained) after the present point in time (t b) and (t a) emissions changes before the current time point according to the first routine, and the difference
  • the current exhaust gas temperature ( T t ) measured by the first indicator measuring means is input.
  • the first control step (S300) is a step of determining whether the steam supply temperature has changed by measuring the current exhaust gas temperature (T t ) at regular time intervals (dt), and the current exhaust gas measured by the first indicator measuring means It is calculated whether the temperature (T t ) is within or out of the range of the exhaust gas temperature lower limit (T LL ) and the upper limit (T UL ), and determines whether to control the steam supply temperature according to the calculation result.
  • the current steam supply temperature (ST t ) (in the case of initial operation, the initial steam supply temperature set value (ST i )) is maintained (S310).
  • the steam supply temperature reduction control is a new current steam supply temperature (ST t ) obtained by subtracting the steam supply temperature change amount (dST) according to the exhaust gas temperature from the initial steam supply temperature set value (ST i ) or the current steam supply temperature (ST t ) ) and supply steam at the corresponding temperature. That is, after the steam supply temperature is lowered by the amount of change in the steam supply temperature (dST) according to the exhaust gas temperature, the change in the second indicator (in this case, the internal pressure) of the thermal drying process is observed.
  • ST t new current steam supply temperature obtained by subtracting the steam supply temperature change amount (dST) according to the exhaust gas temperature from the initial steam supply temperature set value (ST i ) or the current steam supply temperature (ST t ) ) and supply steam at the corresponding temperature. That is, after the steam supply temperature is lowered by the amount of change in the steam supply temperature (dST) according to the exhaust gas temperature, the change in the second indicator (in this case, the internal pressure) of the thermal drying process is observed.
  • the air supply increase step (S330) is the initial steam supply temperature set value (ST i ) or the current steam supply temperature (ST t ) plus a new current steam supply temperature (dST) by adding the steam supply temperature change amount (dST) according to the exhaust gas temperature ( ST t ) is calculated and steam of the corresponding temperature is supplied. That is, the steam supply temperature change amount (dST) according to the exhaust gas temperature is set in advance, and once the steam supply temperature is increased by the steam supply temperature change amount (dST) according to the set exhaust gas temperature, the second indicator of the thermal drying process ( In this case, the change in internal pressure) was observed.
  • a predetermined time (dt/2) has elapsed from the point at which it is determined whether the steam supply temperature has changed by measuring the current exhaust gas temperature (T t ) in the immediately preceding first control step (S300). From the time point, the current internal pressure (P t ) is checked at regular time intervals (dt) to determine whether the gas emission has changed, and the current internal pressure (P t ) measured by the second indicator measuring means is the internal pressure lower limit ( P LL ) and the internal pressure upper limit (P UL ) is calculated whether it is within or out of the range, and it is determined whether to control the gas emission according to the calculation result.
  • the control means first inputs the current time point (t b ) after the change (or maintenance) of the steam supply temperature in the immediately preceding first control step.
  • the difference between the current time point (t b ) after the steam supply temperature change (or maintenance) and the current time point (t a ) before the gas emission change is calculated, and the difference value becomes greater than the preset change value application time (dt) In (current time point (t b ) after steam supply temperature change), input the current time point (ta a) before new gas emission change.
  • the comparison target of the current time (t a ) before the change in the steam supply temperature is the initial operation start time (t s ), and the comparison target of the current time (t b ) after the change in the steam supply temperature is the gas emission
  • the present time point before the change (ta a ) the current time point (t a , t b ) is recorded in two types because the objects of comparison are different.
  • the minimum time (dt) to which the changed steam temperature or the changed gas emission is applied is set in advance, and once the set change value is applied for the time (dt), the change value increased or decreased by the preset amount of change (dST or dF) is made to be applied.
  • Control means inputs the current internal pressure (P t) as measured by the change in the new emissions before the current time point (t a), said second indicator measuring means. Thereafter, the same process as the process after the above-described first operation step is repeated while performing the calculation on the input current internal pressure P t .
  • the current internal pressure (P t ) measured by the second indicator measuring means falls within the range of the internal pressure lower limit value (P LL ) and the internal pressure upper limit value (P UL ) or range. It calculates whether or not it deviates from , and adjusts the gas emission again according to the result of the calculation.
  • the second control step (S400) is a step of increasing, decreasing or maintaining the gas emission by the inhaler according to the calculated result.
  • a control ( S430 ) of reducing the gas emission may be performed.
  • the gas discharge is increased ( S420 ). Specifically, increased emissions control is now in gas emissions (F t) plus the change in gas emissions (dF) in accordance with the internal pressure calculating a new current emissions (F t) and discharging the gas at a rate corresponding to this. That is, after increasing the amount of gas emission by the amount of change (dF) according to the preset internal pressure, the change in the internal index (in this case, the exhaust gas temperature) of the thermal drying apparatus is observed.
  • the gas discharge is reduced ( S430 ).
  • the gas emissions reduction control operation is a new current emissions (F t) obtained by subtracting the emission amount of change (dF) in accordance with the internal pressure in the current emission (F t) and discharging the gas at a rate corresponding to this.
  • the control means checks the current internal pressure (P t ) through the second control step and when a predetermined time (dt/2) has elapsed from the time when it is determined whether the gas emission has changed, the current exhaust gas temperature (T t ) is measured again and steam It returns to the process of determining whether the supply temperature has changed.
  • a new routine is performed by repeating the operation of inputting the current time point ( t a ) before the new steam supply temperature change. That is, the input and then input the current discharge (T t) gas temperature measured by the primary first control step as with new steam supply temperature before the current time point (t a) in the routine, said first indicator measuring means The above-described process is repeated while performing the calculation on the current exhaust gas temperature (T t ).
  • the position at which the exhaust gas temperature is measured for control according to the present invention is provided with the first indicator measuring means at the exhaust port for discharging the moisture generated inside the thermal drying device, and the value measured at the position is measured at the current exhaust gas temperature (T t ) is used.
  • the position for measuring the internal pressure may be variously set.
  • one second indicator measuring means when one second indicator measuring means is provided, it can be installed at any position inside the thermal drying means and the value measured at that position can be used as the current internal pressure (P t ), but preferably, the thermal drying device It is installed at the exhaust port that discharges the moisture generated inside and it is recommended to use the measured value at the location as the current internal pressure (P t ).
  • a plurality of second indicator measuring means it may be installed at any position of the dryer configured in the thermal drying device, and in this case, the average value of the values measured at each position can be used as the current internal pressure (P t ). have.
  • the steam supply temperature that can be used particularly suitable for the thermal drying process and an automatic gas emission control system.
  • the sludge fueling system including the thermal drying apparatus according to the present invention performs drying of the sludge through an optimal drying efficiency, thereby increasing the fuel production efficiency, thereby enabling the treatment of a large amount of sludge.
  • the sludge fuel conversion system according to the present invention reduces the sludge treatment cost and enables rapid fuel production, thereby enabling the production and use of renewable energy using the sludge.

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Abstract

본 발명은 최적의 건조 효율을 통해 슬러지의 건조를 수행하고, 이를 통해 연료 생산 효율을 증가시켜 다량의 슬러지 처리와, 슬러지 처리를 통한 재생 에너지의 생산이 가능하도록 한 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템에 관한 것이다.

Description

열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템
발명은 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템에 관한 것으로 특히, 최적의 건조 효율을 통해 슬러지의 건조를 수행하고, 이를 통해 연료 생산 효율을 증가시켜 다량의 슬러지 처리와, 슬러지 처리를 통한 재생 에너지의 생산이 가능하도록 한 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템에 관한 것이다.
슬러지는 하수를 처리한 찌꺼기를 의미하며, 다량의 수분과 유기 및 무기물질을 포함한다. 이러한 슬러지는 80% 이상의 수분과 하수처리 후 남은 고형물로 구성되어 후처리를 위해 다양한 공정을 진행해야 한다.
특히, 슬러지는 폐기물로 구분되어 매립 및 소각과 같은 폐기물 처리 방법을 적용해야 한다. 하지만, 슬러지의 높은 함수율로 인해 매립 및 소각을 위해서는 수분을 제거하는 후처리 공정이 반드시 진행되어야 한다.
또한, 수분이 제거되었다 하더라도 슬러지에 포함된 고형물의 97% 이상이 유기물로 구성되고, 정화과정에서 사용된 염소(Cl)로 인해 생성된 염소화물이 잔류하게 된다. 이로 인해 매립 또는 소각과 같은 방법을 사용해야 한다. 소각의 경우 낮은 온도에서 연소시키는 경우 유독화합물이 발생한다. 그리고, 매립시 유독화합물과 유기물질로 인해 토양 오염, 독성 침출수 생성 및 악취 발생과 같은 문제가 생긴다.
이러한 문제들로 인해 슬러지를 처리할 적합한 방법이 필요한 상황이다. 이러한 방법 중의 하나가 슬러지 연료화이며, 이를 위해 슬러지의 수분을 효율적으로 제거하기 위한 방법들이 모색되고 있다.
그러나, 슬러지의 경우 고형물의 뭉침 현상과 미세입자로 구성되는 고형물의 특징으로 인해 종래의 건조방법이 모두 실패하거나, 성공하더라도 경제성이 낮아 슬러지의 연료화가 실현되지 못하고 있다. 슬러지 건조를 위해 종래의 다양한 방법들 중 대표적인 것이 슬러지와 다른 물질을 혼합하는 방법이다. 그러나, 이 혼합 방법은 슬러지의 뭉침 현상으로 인해 첨가된 물질과의 혼합율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 슬러지와 첨가된 물질을 잘 혼합한다 하더라도, 건조과정에서 분리되는 문제점이 발생한다. 아울러, 건조를 위해 가열방법을 사용하는 경우 많은 양의 에너지가 소모되는 반면에 건조 효율은 매우 낮은 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 최적의 건조 효율을 통해 슬러지의 건조를 수행하고, 이를 통해 연료 생산 효율을 증가시켜 다량의 슬러지 처리와, 슬러지 처리를 통한 재생 에너지의 생산이 가능하도록 한 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 열 공급체와의 접촉면적을 증대시켜 건조시의 열 효율을 향상시키고, 건조 과정에서 슬러지와 첨가제의 혼합 상태는 유지하면서도 분진 발생을 최소화하는 것이 가능하도록 한 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템은 슬러지와 첨가제를 혼합하여 1차 혼합물을 생산하는 혼합기; 상기 혼합기로부터 공급되는 1차 혼합물을 제1함수율이 되도록 1차 건조하는 제1건조기; 가열장치에 의해 가열된 유체가 공급되는 배관과 연결되고, 상기 제1함수율의 상기 1차 혼합물을 상기 유체에 의해 전달되는 열에 의해 건조하여 제2함수율의 건조 혼합물을 생산하는 제2건조기; 및 상기 건조 혼합물을 가압 성형하여 고형체를 생산하는 성형기;를 포함하여 구성되고, 상기 제1건조기 또는 상기 제2건조기는 지면과 수평인 길이방향으로 길게 형성되는 드럼; 상기 드럼을 지지하기 위해 길이방향 양단에 결합되는 지지프레임; 상기 지지프레임 및 상기 드럼을 관통하여 상기 길이방향으로 상기 지지프레임에 결합되고 내부공간을 가지는 파이프로 마련되는 샤프트; 및 상기 샤프트에 결합되는 하나 이상의 디스크를 포함하여 구성되는 ㅇ것을 특징으로 하는 열적 건조 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템은 최적의 건조 효율을 통해 슬러지의 건조를 수행하고, 이를 통해 연료 생산 효율을 증가시켜 다량의 슬러지 처리와, 슬러지 처리를 통한 재생 에너지의 생산을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템은 열 공급체와의 접촉면적을 증대시켜 건조시의 열 효율을 향상시키고, 건조 과정에서 슬러지와 첨가제의 혼합 상태는 유지하면서도 분진 발생을 최소화하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 따른 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 열적 건조기를 간략히 도시한 측면 투영 예시도.
도 3은 내부의 디스크 조립체의 구조를 좀 더 상세히 도시한 예시도.
도 4는 디스크를 측면에서 바라본 형태를 도시한 예시도.
도 5는 디스크의 부분 단면을 도시한 사시도.
도 6과 도 7은 디스크의 다른 예를 도시한 예시도.
도 8 내지 10은 본 발명에 따른 제어방법의 알고리즘을 도시한 순서도.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템은 혼합기(10), 제1건조기(20), 제2건조기(40) 및 성형기(60)를 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명에 따른 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템은 집진기(70), 정화기(80) 및 집진배관(90)을 더 포함하여 구성된다. 여기서, 도 1 및 이하의 도면에서는 발명을 설명함에 있어서 필요한 구성만을 기재한 것으로 실제 시스템 구축시 저장을 위한 호퍼, 가열을 위한 보일러, 스팀 배관, 공기 펌프, 호이스트와 같은 장치들이 추가로 구성될 수 있다. 다만, 생략된 구성은 당업자에 의해 용이하게 선택 적용할 수 있는 사항들로, 기재되지 않은 구성이 불필요한 구성임을 의미하는 것은 아니다.
혼합기(10)는 슬러지(1)와 첨가제(5)를 혼합하여 1차 혼합물을 생성한다. 여기서, 첨가제는 슬러지(1)의 수분 조절, 건조 효율 향상, 열량 증가, 성형성 증가와 같은 목적으로 사용되는 부가물을 의미한다. 이러한 첨가제(5)는 건조된 톱밥, 꺼피 찌꺼기, 곡물 가공 부산물, 건조된 슬러지와 같은 물질일 수 있으나, 이들로써만 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 첨가제(5)가 톱밥인 것으로 가정하여 설명을 진행하기로 한다.
혼합기(10)는 슬러지(1)와 첨가제(5)를 치대거나 반죽하여 1차 혼합물을 생성한다. 일반적으로 고 함수율 슬러지(1)와 톱밥과 같은 첨가제(5)를 혼합하는 경우 단순하게 교반하면 슬러지(1)의 뭉침현상, 첨가제(5)의 작은 밀도로 인한 부유현상으로 슬러지(1)와 첨가제(5)의 혼합이 원활하지 않게 된다. 때문에 혼합기(10)는 슬러지(1)와 첨가제(5)의 입자가 최대한 접촉하고, 슬러지(1)의 뭉침을 해소하여 혼합이 이루어지게 한다. 이 혼합기에 의해 1차 혼합물의 혼합율과 혼합균일도가 높아지게 되며, 혼합된 입자의 크기가 작고 고르게 형성된다. 이를 통해, 혼합기(10)는 슬리지(1)의 함수율을 1차적으로 낮추게 된다.
이를 위해, 혼합기(10)는 용기 내부에 혼합물을 뒤섞으며 치댈 수 있는 형태의 혼합수단을 구비할 수 있다. 혼합수단은 구체적으로 스크류 형태의 날이 축에 연속적으로 형성된 것일 수도 있고, 패들이 복수로 구성된 것일 수도 있다.
또한, 첨가제(5)는 함수율이 10%이상 15% 이하인 건조상태의 것으로 입자의 크기가 5mm 이하로 제조된 것일 수 있다. 그리고, 슬러지(1)는 함수율 75%이상 85% 이하인 것일 수 있다. 여기서, 본 발명에서 제시되는 함수율은 실제 공정에서 제시된 수치에 가깝게 조정된 것으로 정확하게 지정 수치를 갖는 것은 아닐 수 있다. 단지, 본 발명에서 제시된 수치들은 최적의 결과를 도출할 수 있는 수치로 이해되는 것이 바람직하다.
제1건조기(20)는 혼합기(10)에 의해 생성되는 1차 혼합물을 공급받아 건조를 진행한다. 이 제1건조기(20)는 1차 혼합물의 함수율을 제1함수율로 낮추기 위한 건조과정이 진행된다. 이 제1건조기(20)는 다양한 방식에 의해 1차 혼합물을 건조하여 1차 함수율이 되게 할 수 있다. 일례로, 가스, 석유와 같은 연료를 연소한 열에 의해 건조되도록 할 수 있고, 자연광을 이용하여 건조할 수도 있다. 또는 1차 혼합물 내의 유기물을 미생물 또는 산소와 반응시켜, 이때 분해 또는 산화되는 열에 의해 건조가 되도록 할 수도 있다. 또한, 본 발명의 열적 건조기를 제1건조기(20)로 사용하는 것도 가능하며, 제1건조기(20)와 제2건조기(40)를 모두 열적 건조기로 구성하는 것도 가능하다. 다만, 본 발명에서는 제1건조기(20)는 미생물에 의해 건조를 진행하는 바이오 드라잉(Bio-Drying) 장치로 구성되고, 제2건조기(40)가 열적건조기로 구성된 것으로 가정하여 설명을 진행하기로 한다.
이 제1건조기(20)는 공기 중의 산소(O2)를 건조기 내부에 공급하여 호기성 미생물의 대사 작용을 유도하고, 대사 작용에 의해 유기물이 이산화탄소(CO2), 물(H2O) 및 암모니아로 분해될 때 발생되는 대사열을 이용하여 1차 혼합물이 건조되게 한다. 이를 통해, 제1건조기(20)는 75% 내지 85% 정도의 함수율을 제1함수율인 35% 이상 40% 이하의 함수율이 되도록 건조하게 된다. 여기서, 제1함수율은 실험적으로 산출되는 것으로, 제1건조기(20)의 규모, 건조효율에 따라 달라질 수 있다.
이 제1함수율이 40% 이상으로 설정되는 경우 제2건조기(40)에 의한 건조 과정에서 효율 저하, 건조기간 증가가 발생될 수 있다. 즉, 제2건조기(40)의 가열건조를 위해 사용되는 연료의 소비가 증대될 수 있다. 또한, 제1함수율이 35% 미만으로 설정되는 경우 제1건조기(20)의 크기가 증대되거나, 1차 혼합물이 제1건조기(20)에서 체류하는 시간이 증가되어 건조효율이 저하된다. 즉, 제1함수율의 조정에 따라 건조를 위한 연료 소비 또는 건조기의 제작 및 운영을 위한 비용 증가에 따른 경제성 저하 또는 제1건조기(20)에서의 체류시간 증가에 따라 효율저하가 발생될 수 있다. 때문에, 제1함수율은 연료화 시스템에서의 건조기 구성에 따라 조절되어야 하는 사항으로 반드시 35% 이상 40% 이하의 함수율로 규정되어야 하는 것은 아니다.
제2건조기(40)는 제1건조기(20)로부터 공급되는 1차 혼합물을 2차 건조하여 연료로 성형가능한 함수율인 제2함수율이 되도록 건조하여, 건조혼합물을 생성한다. 이를 위해, 제2건조기(40)는 내부에는 1차 혼합물을 가열 건조하기 위한 열전달수단이 마련된다. 또한, 제2건조기(40)는 가열 과정에서 1차 혼합물이 슬러지(1)와 첨가제(5)로 분리되는 것을 방지하여 혼합상태를 유지하도록 함과 아울러, 열전달 수단과 혼합물의 접촉률을 증가시킬 수 있도록 혼합물을 교반하기 위한 교반수단이 마련된다.
이 제2건조기(40)는 제1함수율의 1차 혼합물이 건조되는 과정에서 탄화 또는 산화되는 것을 방지하고 열 이용효율을 증가시키기 위해 열원에 의한 간접가열을 방법을 이용한다. 이를 위해 제2건조기(40)는 보일러 또는 가열기와 같은 가열장치(99)로부터 배관(98)을 통해 공급되는 열매체를 제2건조기(40) 내부로 통과시켜 혼합물을 가열 건조하게 된다. 또한, 제2건조기(40)는 가열 건조에 의해 발생되는 건조기 내부의 수분과 혼합물 분진을 외부로 배출하기 위한 배출수단을 포함하여 구성된다.
이 제2건조기(40)는 1차 혼합물이 건조시켜 제2함수율의 건조 혼합물을 생성하고, 건조 혼합물을 성형기(60)에 공급한다. 이러한 제2건조기(40)는 제1건조기(20)와 같이 연속투입 및 연속배출이 되도록 구성하는 것도 가능하다. 하지만, 연속투입 및 연속배출 방식으로 구성하는 경우 제2건조기(40)의 크기 증대, 연료 사용량 증가로 건조효율이 저하될 수 있다. 때문에, 제2건조기(40)는 효율을 고려하여 미리 정해진 설정 용량 단위의 건조를 수행하고, 건조 혼합물을 모두 배출하는 뒤 다시 1차 혼합물을 공급받는 방식으로 운영되도록 할 수 있다. 다만, 설정 용량 단위의 건조 방식이 건조에 더 유리할 뿐, 연속투입 및 연속배출 방식을 이용할 수 없는 것은 아니며, 이로써 본 발명을 제한 하는 것 또한 아니다.
이를 위해, 제1건조기(20)와 제2건조기(40) 사이에는 제1건조기(20)에서 배출된 1차 혼합물이 1차적으로 보관되는 중간 저장조(미도시)가 마련될 수 있다.
성형기(60)는 제2건조기(40)로부터 공급되는 건조혼합물을 가압성형하여 고형연료를 생산한다. 이때, 생산되는 고형연료는 펠릿연료일 수 있다. 이러한 성형기(60)는 가압성형을 위한 사출성형기일 수 있으며, 사출툴, 사출툴에 건조혼합물을 가압하는 가압부 및 가압부와 사출틀 사이에 건조혼합물을 공급하는 공급부를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 성형기(60)는 건조혼합물을 작은 크기의 덩어리인 펠릿(pellet) 외에도 하나의 큰 덩어리인 압축탄 형태로 가압하여 연료를 생산할 수도 있다.
집진기(70)는 슬러지(1)의 가공 처리 과정에서 발생되는 슬러지 분진을 집진하기 위해 마련된다. 이를 위해 집진기(70)는 회전과 중력을 이용하는 싸이클론 방식으로 구성될 수 있다. 이러한 집진기(70)는 각 장치와 연결되는 집진배관(90)과 연결되어, 집진배관(90)을 통해 수집되는 분진을 집진하여 재투입이 가능하도록 저장부에 보관하는 역할을한다. 이를 위해 집진기(70)는 분진이 섞인 공기를 공급받는 공급부와 분진을 포집하는 집진부, 집진부에 의해 포집된 분진을 저장부에 배출하는 제1배출부와 분진이 제거된 공기를 배출하는 제2배출부를 포함하여 구성될 수 있다. 이 제2배출부는 정화기(80)와 연결될 수 잇다.
정화기(80)는 집진기(70)에서 배출된 공기에 포함된 미분을 제거하기 위해 마련된다. 이를 위해 정화기(80)는 미분의 흡착 및 거름을 위한 필터를 포함하여 구성될 수 있다. 이 정화기(80)는 집진기(70)에서 배출된 공기를 필터를 통과시켜 배출하고, 이를 통해 집진기(70)에 의해 포집되지 않은 미분을 제거하여 정화된 공기를 배출하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 열적 건조기를 간략히 도시한 측면 투영 예시도이고, 도 3은 내부의 디스크 조립체의 구조를 좀 더 상세히 도시한 예시도이다. 그리고 도 4는 디스크를 측면에서 바라본 형태를 도시한 예시도이며, 도 5는 디스크의 부분 단면을 도시한 사시도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 열적 건조기는 드럼(43), 드럼 (43) 내부에 마련되는 디스크 조립체(50) 및 스팀 공급 수단(48: 48a, 48b)을 포함하여 구성된다.
드럼(43)은 1차 혼합물의 건조를 위한 공간을 형성하고, 1차 혼합물의 건조를 위한 열 공급 수단과 1차 혼합물의 혼합을 위한 수단이 마련된다. 구체적으로 드럼(43)은 일방향으로 긴 원통 파이프 형상으로 형성된다. 이하에서는 이 방향을 길이방향(L)으로 정의하기로 한다. 여기서 원통 파이프 형상으로 형성되나 상부에는 분진 및 습기의 포집을 위해 길이방향을 따라 일정한 폭과 높이로 돌출된 공간이 마련될 수 있다. 아울러, 드럼(43)의 길이방향(L) 일측 종단에는 투입구(44)가 마련되고, 타측 종단에는 배출구(45)가 마련되어 1차 혼합물의 투입 및 건조 혼합물의 배출이 이루어진다. 이를 위해 투입구(44)에는 1차 혼합물을 드럼(43) 내부에 투입하는 투입기(41)가 연결되고, 배출구(45)에는 건조 혼합물을 성형기(60)에 공급하기 위한 배출기(42)가 연결된다.
아울러, 투입구(44) 및 배출구(45)와 별도로 드럼(43) 상부에는 집진배관(90)과 연결되어 분진 및 습기가 배출되는 배기구(46)가 마련된다. 이 배기구(46)는 전술한 바와 같이 돌출된 공간이 마련되는 경우 돌출된 공간에 형성된다.
드럼(43)의 길이방향 양측 종단에는 지지프레임(47: 47a,47b)이 마련된다. 지지프레임(47)은 드럼(43)을 지면에 고정 및 지지한다. 또한, 지지프레임(47)은 샤프트(51)와 결합되어 디스크 조립체(50)를 지지한다. 이때 지지프레임(47)은 샤프트(51)가 회전 가능하도록 베어링 수단에 의해 샤프트(51)와 결합된다. 아울러, 지지프레임(47)에는 샤프트(51)의 양단이 지지프레임(47)을 관통하여 결합된다.
이러한 드럼(43) 내부에는 1차 혼합물의 가열 및 혼합을 위한 디스크 조립체(50)가 마련되고, 외부에는 디스크 조립체(50)의 회전 및 가열된 유체의 공급을 위한 스팀 공급 수단(48)이 마련된다.
스팀 공급 수단(48)은 드럼(43) 내부의 1차 혼합물을 가열하기 위한 가열된 유체를 공급한다. 이하에서 가열된 유체는 고온의 수증기인 것으로 가정하고 설명을 진행하기로 한다. 하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 가열된 물 또는 오일과 같은 고온의 액체를 이용할 수도 있는 것으로 제시된 바에 의해서만 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
스팀은 가열장치(99)에서 생성되어 배관(98)을 통해 공급된다. 여기서, 배관(98)은 스팀을 샤프트(51)에 공급하는 공급배관과 샤프트(51)를 통과한 스팀을 회수하는 회수배관을 포함한다. 이러한 스팀을 디스크 조립체(50)에 마련되는 샤프트(51)에 공급하기 위해 드럼(43)의 길이방향 양측 종단에는 스팀 주입구(48a)와 스팀 배출구(48b)가 마련된다. 스팀 주입구(48a)와 스팀 배출구(48b)는 회전하는 샤프트(51)와 고정된 배관(98)을 연결하여, 배관(98)으로부터 공급되는 스팀이 샤프트(51)를 거쳐 다시 배관(98)을 통해 회수되도록 배관(98)과 샤프트(51)를 연결한다. 이를 위해, 스팀 주입구(48a)와 스팀 배출구(48b)는 지지프레임(47)을 관통하여 노출된 샤프트(51)의 양측 종단에 각각 결합된다. 이러한 형태의 연결방법은 공지의 기술을 통해 구조 및 기밀 유지 방법이 이용되고 있으므로 본 발명에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
디스크 조립체(50)는 드럼(43)에 설치되어, 외부로부터 공급되는 스팀에 의해 1차 혼합물을 가열하여 건조한다. 이를 위해 디스크 조립체(50)는 드럼(43) 내부에 설치되는 샤프트(51), 디스크(52), 패들(53) 및 혼합 블레이드(57)를 포함하여 구성된다. 또한, 샤프트(51)의 회전을 위해 모터와 같은 구동장치(미도시)와 연결되는 풀리(49) 또는 기어가 샤프트(51)의 일측 종단에 마련된다.
샤프트(51)는 드럼(43) 내부에 설치되어 디스크(52)와 결합되고, 스팀 형태로 공급되는 열에너지를 디스크(52)에 전달함과 아울러, 외부 동력에 의해 회전하여 디스크(52)를 회전시킨다. 이를 위해 샤프트(51)는 속이 빈 원통 파이프 형상으로 형성되고, 양측 종단이 드럼(43) 및 지지프레임(47)을 관통하여 지지프레임(47)에 결합된다. 아울러, 샤프트(51)의 양측 종단에는 배관(98)과의 연결을 중계하는 스팀 주입구(48a) 및 스팀 배출구(48b)가 연결된다. 이 샤프트(51)에는 미리 정해진 간격으로 복수의 디스크(52)가 결합된다. 아울러, 샤프트(51)에는 디스크(52)가 결합되는 부분에 유통홀(91)이 형성된다. 유통홀(97)은 디스크(52) 하나 당 복수로 형성될 수 있다. 유통홀(91)은 디스크(52)의 내부공간(96)에 스팀의 유통을 위해 마련된다. 이를 통해 샤프트(51)는 스팀에 의한 열을 전도에 의해 디스크(52)에 직접 전달함과 아울러, 스팀 유통홀(97)을 통해 스팀을 직접 디스크(52) 내부에 유입시켜 가급적 많은 열이 1차 혼합물에 전달되게 한다.
디스크(52)는 샤프트(51)에 결합되고, 1차 혼합물과 직접 접촉하여 이를 가열한다. 또한, 디스크(52)는 샤프트(51)의 회전에 의해 동조하여 회전함으로써 혼합패들(53)과 혼합블레이드(57)를 회전시켜 1차 혼합물의 재혼합 및 파쇄가 이루어지게 하고, 길이방향(L)으로 이송되게 한다.
이러한 디스크(52)는 디스크바디(54)와 디스크 윙(55)으로 구성된다.
디스크바디(54)는 내부에 공간이 형성되고, 둘레를 따라 디스크 윙(55)이 형성되거나 결합된다. 구체적으로 디스크 바디(54)는 한 쌍의 디스크로 형성되며, 샤프트(51)와 결합되는 부분은 미리 정해진 간격으로 이격되어 각각의 디스크가 샤프트(51)에 결합된다. 그리고, 디스크의 타단 종단은 서로 접합되어 디스크 바디(54) 절반의 단면 형상이 삼각형이 되도록 구성된다. 이 디스크 바디(54)의 내부공간(96)에는 스팀유통홀(97)에 의해 샤프트(51)로부터 공급되는 스팀이 주입된다.
디스크 윙(55)은 디스크바디(54)의 가장자리를 따라 결합되며, 판상의 링 형상으로 형성된다. 이 디스크 윙(55)은 디스크바디(54)로부터 열을 전달받아 접촉면적을 넓히는 역할을 한다. 또한, 디스크 윙(55)에는 1차 혼합물의 이송을 위한 다수의 이송홀(56)이 일정한 간격으로 형성된다. 구체적으로 디스크(52)는 드럼(43)의 내부면과 마찰이 발생하지 않는 정도로 디스크 윙(55)의 외측 경계와 드럼(43) 내면의 간격이 결정된다. 이 경우 이웃하는 디스크(52) 사이의 1차 혼합물이 이동을 할 수 없게 된다. 때문에, 1차 혼합물의 자중, 혼합패들의 혼합, 혼합 블레이드에 의한 혼합시 이웃한 공간으로 1차 혼합물이 이동할 수 있게 디스크 윙(55)에 다수의 이송홀(56)이 형성된다.
한편, 디스크 윙(55)에는 혼합패들(53)과 혼합블레이드(57)가 결합된다.
혼합패들(53)은 디스크(52)에 결합되어 이웃하는 디스크(52)들의 사이에 있는 1차 혼합물을 뒤섞는 역할을 한다. 이를 위해 혼합패들(53)은 이웃하는 디스크(52) 양쪽에 연결된다. 이러한 혼합패들(53)은 면이 디스크(52)의 지름과 나란하게 배치되록 이웃하는 디스크(52)들 사이에 결합된다. 이 혼합패들(53)은 한 쌍의 디스크(52)에 한 개 이상 설치되며, 복수로 설치되는 경우 미리 정해진 간격으로 이격되어 설치된다. 또한, 이웃하는 혼합패들(53)도 서로 미리 정해진 각도만큼 떨어지도록 배치된다. 즉, 도 3에서와 같이 첫 번째 디스크와 두 번째 디스크 사이에 결합되는 혼합패들과 두 번째 디스크와 세 번째 디스크 사이에 결합되는 혼합패들은 서로 이격된다. 본 발명에서는 이웃하는 혼합패들(53)이 90도 즉, 샤프트(51)의 일측 종단에서 디스크(52)를 바라봤을 때 직각을 이루도록 배치된 예가 도시되어 있다. 그러나, 이러한 각도는 변경 가능하며, 도시된 바에 의해서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
한편, 혼합패들(53)의 종단은 디스크 윙(55)의 외주연보다 돌출되어 드럼(43)의 내면에 더 근접하도록 디스크(52)에 결합된다. 이를 통해 드럼(43) 내면에 부착되는 1차 혼합물을 긁어 낼 수 있게 함과 아울러, 디스크(52)와 드럼(43) 내면 사이의 틈을 통해 1차 혼합물이 디스크(52) 사이의 공간을 이동할 수 있게 마련된다. 이러한 혼합패들(53)의 길이 즉, 디스크(52)와 접촉하는 부분의 길이는 윙(55)의 폭보다 좁게 형성되는 것이 설치의 편의성, 제조의 편의성 측면에서 유리하다. 하지만, 디스크 바디(54) 부분까지 신장되도록 하는 것도 가능하다.
혼합블레이드(57)는 디스크의 가장 자리에 하나 이상 결합된다. 이 혼합블레이드(57)는 디스크(52)와 드럼(43) 내면 사이의 1차 혼합물을 긁어 내면서 혼합함과 아울러, 뭉쳐있는 1차 혼합물 덩어리를 파쇄하여 디스크 사이의 공간으로 밀어내는 역할을 한다. 이를 위해 혼합블레이드(57)는 블레이드(58)와 브레이커(59)로 구성될 수 있다.
블레이드(58)는 판상으로 형성되고, 디스크(52) 가장자리에 결합된다. 이때, 블레이드(58)는 디스크(52) 면에 수직인 방향으로 블레이드(58) 면이 교차하도록 디스크(52)에 결합된다. 그리고, 회전방향측 표면에 브레이커(59)가 형성된다.
브레이커(59)는 블레이드(58) 면에 돌출되어 형성되며, 각지게 형성된다. 이를 통해 뭉쳐 있거나 드럼 내면에 부착되어 있는 1차 혼합물을 파쇄하여 드럼 내면으로부터 분리시킬 수 있다. 아울러, 이 브레이커(59)는 혼합패들(53)에도 하나 이상 형성될 수 있다.
이러한 혼합블레이드(57)는 디스크 윙(55)의 가장자리에 결합될 수도 있고, 디스크 윙(55)이 생략된 디스크 바디(54)에 디스크 윙(55)을 대신하여 결합될 수도 있다. 또한, 혼합블레이드(57)도 혼합패들(53)과 마찬가지로 이웃하는 디스크 간의 결합위치가 달라지도록 어긋나게 결합될 수 있다.
한편, 도 6과 도 7은 디스크의 다른 예를 도시한 것이다.
도 6 및 도7을 참조하면, 디스크(52)는 샤프트(51)를 통해 공급되는 스팀을 통해 열을 공급받아 드럼(43) 내부의 혼합물을 가열하는 역할을 한다. 이때 샤프트(51)의 표면도 혼합물과 접촉하여 가열하는 역할을 할 수 있으나, 접촉빈도가 적고 접촉하더라도 접촉면적이 작아 열효율이 저하된다. 때문에 디스크(52)는 이러한 접촉면적을 넓혀 열효율을 향상시키기 위해 사용된다.
이러한 열효율은 접촉면적과 직결된다. 때문에 디스크(52)의 표면적을 늘려 혼합물과 디스크의 접촉기회를 증가시키는 방법이 요구된다. 이를 위해, 디스크(52) 표면에는 요철(96: 96a, 96b)이 형성될 수 있다. 이러한 요철(96)은 도 6 및 7에 예시적으로 도시된 바와 같이 표면을 볼록하게 하여 형성될 수 있으며, 이를 위해 판상의 디스크를 가압하여 요철(96)을 형성함으로써 무게 증가없이 요철에 의한 표면적을 증가시킬 수 있다.
일례로 도 6 및 도 7에서와 같이 샤프트(51)를 중심으로 방사상의 요철(96a)와 샤프트(51)에 대해 동심원 형태의 요철(96b)를 형성할 수 있다. 이외에도 표면에 박스, 다각형 형상으로 요철(96)을 형성하는 등 다양한 형태로 요철을 마련할 수 있다.
특히, 회전 방향의 높이가 더 높고 이어지는 부분의 높이가 점점 낮아지는 형태로 형성하여 요철(96)을 블레이드와 같은 용도로 사용하는 것도 가능하다. 이외에도 엠보싱 형태로 반구와 같은 볼록부를 다수 형성하는 것도 가능하다.
이하에서는 본 발명의 열적건조시스템을 이용하여 효율적인 건조를 수행하기 위한 제어과정에 대해 설명을 진행하기로 한다.
본 발명의 열적건조시스템의 제어방법은 스팀을 열매체로 활용하는 간접 건조 방식 및 흡입에 의한 가스 배출방식이 적용된 열적 건조 시스템에 적합하게 이용될 수 있다. 제어수단의 제어명령에 따라 건조 장치로 공급하는 스팀의 온도 및 가스 흡입량(가스 배출량)을 조절하여 건조 성능을 최적화한다. 이를 위해 열적건조시스템의 건조 제어를 위해 스팀 공급온도 및 가스 배출량 자동제어 시스템으로 구성될 수 있으며, 열적건조시스템에 포함되는 부속시스템으로 구성될 수 있다. 이하에서는 제어기능을 수행하는 일련의 장치를 "자동제어 시스템" 또는 "스팀 공급온도 및 가스 배출량 자동제어 시스템"으로 지칭하기로 한다.
본 발명에 따른 자동제어 시스템이 적용되는 열적 건조 공정에서의 단독 또는 주요 건조 열원이 되는 스팀의 공급온도가 높을수록 유기성 슬러지에 전달되는 열 에너지양이 크며, 열적 건조 장치에서의 배출가스 온도를 관찰함으로써 유기성 슬러지가 보유한 수분의 증발 정도를 파악할 수 있다.
스팀의 공급온도가 높을수록 배출가스 온도가 상승함과 동시에 수분 증발속도가 증가한다. 그러나 스팀의 공급온도는 스팀 생산설비의 스펙에 의해 한정되며, 고온의 스팀 생산에는 더 많은 화석연료 또는 전력이 소비되어야 하므로, 스팀 공급온도의 적정 제어가 요구된다.
유기성 슬러지가 보유한 수분이 증발하여 발생한 수증기는 외부에서 유입된 공기와 함께 건조 장치 외부로 배출되는 것으로 건조 공정이 완료된다. 따라서 수분의 신속한 증발뿐만 아니라 증발된 수분(수증기)의 원활한 배출 역시 건조의 주요한 요소이며, 건조기 내부 압력을 관찰함으로써 수증기를 포함한 가스의 배출 정도를 파악할 수 있다.
가스배출량이 많을수록 건조기 내부 압력은 낮아지고 가스의 배출은 원활해지지만, 건조 장치 내부보다 현저히 온도가 낮은 외기의 유입량이 증가하여 냉각효과에 의해 건조성능이 감소될 수 있으므로, 가스배출량의 적정 제어 또한 요구된다.
또한 건조 장치의 운영조건 및 상태에 따라 외기 유입요구량, 수증기 발생량 등이 상이하므로, 가스배출량의 관찰만을 통해서는 가스 배출의 원활함 정도를 파악하고 건조기 외부로의 가스 누출을 방지할 수 없다. 따라서 본 발명에서는 배출가스 온도와 건조기 내부 압력 모두를 제어의 지표로 활용함으로써 건조 성능을 최적화한다.
본 발명에 따른 열적건조 시스템에 포함되는 자동제어 시스템은 열 공급체와의 접촉면적을 증대시켜 건조시의 열 효율을 향상시키도록 구성된 열적 건조 장치 또는 시스템에 적용함으로써, 배출가스의 온도를 측정하여 스팀온도를 조절하는 제어 후 건조 장치 내부의 압력을 측정하여 가스 배출량을 조절하는 제어를 통해 건조 성능을 최적화할 수 있다.
본 발명에 따른 자동 제어시스템은 더욱 구체적으로 유기성 슬러지 및 열매체(또는 스팀)가 공급 및 배출되면서 열적 건조 공정이 수행되는 열적 건조 장치, 열적 건조 공정에 있어서 제1지표를 측정할 수 있는 제1지표 측정수단, 열적 건조 공정에 있어서 제2지표를 측정할 수 있는 제1지표 측정수단 및 열적 건조 장치에 공급되는 스팀의 온도 및 가스 배출량을 자동으로 제어하는 제어수단을 포함한다. 편의상 유기성 슬러지가 공급되는 측을 상류측, 건조된 슬러지가 배출되는 측을 하류측이라고 정의한다.
여기서, 전술한 바와 같이 열적 건조 장치는 제2건조기(40)를 의미하지만, 제1건조기(20)가 열적건조기를 구성되는 경우 제1건조기(20)도 포함된다.
제1지표 측정수단은 열적 건조 공정에 있어서 제1지표를 측정할 수 있는 수단으로서, 제1지표는 배출가스 온도 정보를 포함하며, 열적 건조 장치에 구비되어 내부에서 발생한 습기를 배출하는 배기구(46)에 구비될 수 있다. 바람직하게는 드럼(43) 중단의 상부, 하부 또는 측면부에 구비된 배기구에서 배출가스 온도를 측정하는 것이 좋다.
열적 건조 장치에 투입되는 유기성 슬러지는 공급되는 스팀의 온도가 높을수록 수분 증발 속도가 증가하지만 스팀의 공급온도를 무한정 높이기에는 많은 에너지가 소비되어야 하므로 적정한 온도로 제어될 필요가 있다. 따라서, 제1지표로서 배출가스의 온도를 측정하여 열적 건조 장치의 건조 조건을 제어한다.
제2지표 측정수단은 열적 건조 공정에 있어서 제2지표를 측정할 수 있는 수단으로서, 제2지표는 압력정보를 포함하며, 열적 건조 장치에 구비되어 내부에서 발생한 습기를 배출하는 배기구(46)에 구비될 수 있다. 바람직하게는 드럼 중단의 상부에 구비된 배기구(46)에서 내부 압력을 측정하는 것이 좋다.
여기서, 이러한 제1지표 측정수단, 제2지표 측정수단 및 제어수단, 제어수단과 제어대상 장치의 연결관계는 도면에 생략되어 있다. 이는 전술한 바와 같이 제1건조기와 제2건조기 중 열적건조기의 구성이 사용자 선택에 의해 변경될 수 있기 때문이며, 이에 따라 열 유체를 공급하는 수단과 건조기의 연결관계가 변형될 수 있기 때문에 도면이 기술적 특징만을 명확히 표현하도록 하기 위해 생략된다. 다만, 도면에서 생략된 구성의 구체적인 설치예를 기재하고, 제어수단에 의해 제어되는 대상이 특정되어 당업자가 도면에 표시되지 않더라도 명확히 이해할 수 있음이 자명하다.
수분 증발 속도뿐만 아니라 증발된 수분(수증기)이 원활하게 배출되어야 건조 효율이 향상되지만 가스 배출량이 증가하면 건조 장치 내부보다 온도가 현저히 낮은 외기의 유입량이 증가하기 때문에 건조 성능이 오히려 감소할 수 있다. 따라서, 제2지표로서 장치 내부의 압력을 측정하여 열적 건조 장치의 건조 조건을 제어한다.
본 발명은 기존에 유기성 슬러지의 체류시간만을 조절하여 열적 건조 공정을 제어하는 방식에서 나아가 배출가스의 온도 및 내부 압력을 제어의 공동 지표로 활용함으로써 건조성능의 최적화를 유도한다. 건조 장치의 운영조건 및 상태에 따라 외기 유입요구량, 수증기 발생량 등이 상이하므로, 배출가스 온도의 관찰만을 통해서는 가스 배출의 원활함 정도르 파악하고 건조기 외부로의 가스 누출을 방지할 수 없다. 따라서, 열적 건조 공정의 제어에 배출가스 온도(또는 내부 온도)와 내부 압력을 공동지표로 활용, 즉 온도 변화에 따른 1차 제어 후 압력 변화에 따른 2차 제어를 포함하는 루틴을 반복함으로써 건조성능을 최적화할 수 있다.
제어수단은 스팀 공급 수단을 통해 공급되는 스팀의 온도를 자동으로 제어하고, 장치 내부에서 발생한 가스의 배출량을 자동으로 제어하는 수단으로서, 상기 지표 측정수단으로부터 측정 데이터를 송신 받아 스팀 공급온도 및 가스 배출량을 제어(유지 또는 변경)함으로써, 열적 건조 장치의 내부의 온도 및 압력이 일정 범위 내에서 유지되도록 하고, 배출되는 유기성 슬러지의 건조상태(함수율)를 일정 수준으로 유지되도록 한다.
제어수단에서의 제어방법은 유기성 슬러지가 열적 건조 장치의 상류측으로 공급되어 하류측으로 이송되면서 열적 건조되는 과정에서 공급되는 스팀의 온도 및 수분 증발에 의해 발생하는 가스(수증기)의 배출량을 제어하는 방법으로서, 스팀 공급 및 가스 배출을 시작하는 것으로 간주하는 건조기 가동 시작 시점(ts) 이후, 측정되는 현재 배출가스 온도(Tt)가 배출가스 온도 상한치(TUL)와 하한치(TLL) 사이를 지시할 수 있도록 스팀 온도를 변경시키고, 추가적으로 측정되는 현재 내부 압력(Pt)이 내부 압력 상한치(PUL)와 하한치(PLL) 사이를 지시할 수 있도록 가스 배출량을 변화시키는 알고리즘을 따른다.
이 때, 스팀 온도는 스팀 공급온도 상한치(STUL)와 하한치(STLL) 범위 내에서 변화시키며, 현재 배출가스 온도(Tt)를 기준으로 스팀 온도를 변화시킬 때는 현재의 스팀 공급온도 설정값(STt)에서 지정된 스팀 공급온도 변화량(dST)만큼 증가시키거나 감소시킨다. 또한 가스 배출량은 가스 배출량 상한치(FUL)와 하한치(FLL) 범위 내에서 변화시키며, 현재 내부 압력(Pt)을 기준으로 가스 배출량을 변화시킬 때는 현재의 가스 배출량 설정값(Ft)에서 지정된 가스 배출량 변화량(dF)만큼 증가시키거나 감소시킨다.
구체적으로 본 발명에 따른 제어방법은 제어수단에 대하여 입력변수들을 설정하는 설정단계(S100); 열적 건조 장치에 초기 설정값에 따라 스팀을 공급하고 발생하는 가스를 배출하는 초기가동단계(S200); 제1 지표 측정수단에 의해 측정된 배출가스 온도에 따라 스팀 공급온도를 조절하는 제1 제어단계(S300); 상기 제1 제어단계에서 제어된 온도로 스팀을 공급한 후 일정시간 경과 후 제2 지표 측정수단에 의해 측정된 내부 압력에 따라 가스 배출량을 조절하는 제2 제어단계(S400);를 포함한다.
또한 제어수단에서의 제어방법은 상기 제2 제어단계에서 제어된 가스 배출량으로 가스를 배출한 후 설정된 변경값 적용시간 경과 후 제1 제어단계 및 상기 제2 제어단계를 포함하는 루틴(routine)을 반복하여 연속적으로 투입되는 유기성 슬러지를 건조시킨 후 연속적으로 배출한다. 본 발명의 일실시예에 따른 제어방법 알고리즘을 도 8 내지 10에 나타내었다.
도 8 내지 10은 본 발명에 따른 제어방법의 알고리즘을 도시한 순서도이다.
설정단계(S100)는 제어수단에 대하여 입력변수들을 설정하는 설정단계로서, 입력변수로는 배출가스 온도 하한치(TLL), 배출가스 온도 상한치(TUL), 내부 압력 하한치(PLL), 내부 압력 상한치(PUL), 스팀 공급온도 하한치(STLL), 스팀 공급온도 상한치(STUL), 가스 배출량 하한치(FLL), 가스 배출량 상한치(FUL), 초기 스팀 공급온도 설정값(STi), 초기 가스 배출량 설정값(Fi), 수동운전 적용시간(tm), 변화값 적용시간(dt), 배출가스 온도에 따른 스팀 공급온도 변화량(dST), 내부 압력에 따른 가스 배출량 변화량(dF)을 포함한다.
초기가동단계(S200)는 열적 건조 장치에 초기 설정값에 따라 스팀을 공급하고 가스를 배출하는 단계로서, 초기 스팀 공급온도 설정값(STi) 및 초기 가스 배출량 설정값(Fi)에 따라 초기 가동함과 동시에 초기 가동 시작시점(ts)을 입력(기록)하고, 초기 스팀 공급온도 설정값(STi) 및 초기 가스 배출량 설정값(Fi)을 현재 스팀 공급온도(STt) 및 현재 가스 배출량(Ft)으로 입력(기록)한다.
최초 건조기 가동이 시작된 이후 일정 시간 동안에는 현재 배출가스 온도(Tt) 또는 현재 내부 압력(Pt)과 관계없이 스팀 공급온도 또는 가스 배출량을 변화시키지 않으며, 초기 가동은 설정된 수동운전 적용시간(tm)동안 유지된다.
제1 제어단계(S300)를 위하여 먼저 제어수단은 스팀 공급온도 변화이전 현재시점(ta)(현재의 시간)을 입력하고, 입력된 스팀 공급온도 변화이전 현재시점(ta)과 초기 가동 시작시점(ts)의 차이값을 계산하고, 차이값이 설정된 수동운전 적용시간(tm)보다 크게 된 시점(스팀 공급온도 변화이전 현재시점(ta))에서, 제1 지표 측정수단에 의해 측정된 현재 배출가스 온도(Tt)를 입력한다.
초기가동단계 직후에 이루어지는 제1 제어단계 및 제2 제어단계를 1차 루틴이라 하였을 때, 1차 루틴 이후 2차 루틴에 따른 제1 제어단계의 경우 제어수단은 2차 루틴에 따른 스팀 공급온도 변화이전 현재시점(ta)을 입력하고, 1차 루틴에 따른 가스 배출량 변화(또는 유지) 이후 현재시점(tb)과 가스 배출량 변화이전 현재시점(ta)의 차이값을 계산하고, 차이값이 미리 설정된 변화값 적용시간(dt)보다 크게 된 시점(가스 배출량 변화이후 현재시점(tb))에서, 제1 지표 측정수단에 의해 측정된 현재 배출가스 온도(Tt)를 입력한다.
제1 제어단계(S300)는 일정한 시간 간격(dt) 마다 현재 배출가스 온도(Tt)를 측정하여 스팀 공급온도의 변화 여부를 판단하는 단계로서, 제1 지표 측정수단에 의해 측정된 현재 배출가스 온도(Tt)가 배출가스 온도 하한치(TLL) 및 상한치(TUL)의 범위 내에 속하는지 또는 범위를 벗어나는지 여부를 연산하고, 연산 결과에 따라 스팀 공급온도 조절 여부를 판단한다.
더욱 구체적으로 측정된 현재 배출가스 온도(Tt)가 설정된 배출가스 온도 하한치(TLL) 및 상한치(TUL)의 범위 내에 속하는 것으로 연산된 경우, 이는 공기공급량과 내부온도가 균형을 이루었음을 의미하므로, 현재 스팀 공급온도(STt)(초기 가동의 경우에는 초기 스팀 공급온도 설정값(STi))를 유지한다(S310).
측정된 현재 배출가스 온도(Tt)가 설정된 배출가스 온도 상한치(TUL)보다 높은 것으로 연산된 경우, 직전의 스팀 공급온도(STt)에서 설정된 스팀 공급온도 변화량(dST)만큼 스팀 공급온도를 감소시킨다(S320).
구체적으로 스팀 공급온도 감소제어는 초기 스팀 공급온도 설정값(STi) 또는 현재 스팀 공급온도(STt)에 배출가스 온도에 따른 스팀 공급온도 변화량(dST)을 뺀 새로운 현재 스팀 공급온도(STt)을 연산하고 이에 해당하는 온도의 스팀을 공급한다. 즉, 배출가스 온도에 따른 스팀 공급온도 변화량(dST) 만큼 스팀 공급온도를 낮춘 후, 열적 건조 공정의 제2 지표(이 경우 내부 압력)의 변화를 살피도록 한 것이다.
반대로 측정된 현재 배출가스 온도(Tt)가 배출가스 온도 하한치(TLL)보다 낮은 것으로 연산된 경우, 현재 스팀 공급온도(STt)에서 배출가스 온도에 따른 스팀 공급온도 변화량(dST)만큼 스팀 공급온도를 증가시킨다(S330).
구체적으로 공기공급 증가단계(S330)는 초기 스팀 공급온도 설정값(STi) 또는 현재 스팀 공급온도(STt)에 배출가스 온도에 따른 스팀 공급온도 변화량(dST)을 더한 새로운 현재 스팀 공급온도(STt)을 연산하고 이에 해당하는 온도의 스팀을 공급한다. 즉, 배출가스 온도에 따른 스팀 공급온도 변화량(dST)을 미리 설정해두고, 일단 그 설정된 배출가스 온도에 따른 스팀 공급온도 변화량(dST) 만큼 스팀 공급온도를 높인 후, 열적 건조 공정의 제2 지표(이 경우 내부 압력)의 변화를 살피도록 한 것이다.
다음으로 제2 제어단계(S400)는 직전의 제1 제어단계(S300)에서 현재 배출가스 온도(Tt)를 측정하여 스팀 공급온도의 변화 여부를 판단한 시점으로부터 일정 시간(dt/2)이 지난 시점부터는 일정한 시간 간격(dt)마다 현재 내부 압력(Pt)를 확인하여 가스 배출량 변화 여부를 판단하는 단계로서, 제2 지표 측정수단에 의해 측정된 현재 내부 압력(Pt)이 내부 압력 하한치(PLL) 및 내부 압력 상한치(PUL)의 범위 내에 속하는지 또는 범위를 벗어나는지 여부를 연산하고, 연산 결과에 따라 가스 배출량 조절 여부를 판단한다.
제2 제어단계(S400)를 위하여 먼저 제어수단은 직전의 제1 제어단계에서 스팀 공급온도 변화(또는 유지) 이후 현재시점(tb)을 입력한다. 또한 스팀 공급온도 변화(또는 유지) 이후 현재시점(tb)과 가스 배출량 변화이전 현재시점(ta)의 차이값을 계산하고, 차이값이 미리 설정된 변화값 적용시간(dt)보다 크게 된 시점(스팀 공급온도 변화이후 현재시점(tb))에서, 새로운 가스 배출량 변화이전 현재시점(ta)을 입력한다.
본 발명에 의한 건조방법에서는, 스팀 공급온도 변화이전 현재시점(ta)의 비교대상은 초기 가동 시작시점(ts)이고, 스팀 공급온도 변화이후 현재시점(tb)의 비교대상은 가스 배출량 변화이전 현재시점(ta)으로서, 상호 비교대상이 다르기 때문에 현재시점(ta, tb)을 2종류로 기록한다.
즉, 변화된 스팀 온도 또는 변화된 가스 배출량이 적용되는 최소시간(dt)을 미리 설정해두고, 일단 그 설정된 변화값 적용시간(dt) 동안은 미리 설정된 변화량(dST 또는 dF)만큼 증대 또는 감소된 변화값이 적용되도록 한 것이다.
제어수단은 상기 새로운 가스 배출량 변화이전 현재시점(ta)에서, 제2 지표 측정수단에 의해 측정된 현재 내부 압력(Pt)를 입력한다. 이후, 위 입력된 현재 내부 압력(Pt)를 대상으로 연산을 수행하면서 상술한 제1 연산단계 이후의 과정과 동일한 과정을 반복한다.
구체적으로 상기 제2 제어단계(S400)에서 제2 지표 측정수단에 의해 측정된 현재 내부 압력(Pt)이 내부 압력 하한치(PLL) 및 내부 압력 상한치(PUL)의 범위 내에 속하는지 또는 범위를 벗어나는지 여부를 연산하고, 연산 결과에 따라 다시 가스 배출량을 조절한다.
상기 제2 제어단계(S400)는 상기 연산된 결과에 따라 흡입기에 의한 가스 배출량을 증가, 감소 또는 유지시키는 단계로서, 가스 배출량을 유지하는 제어(S410), 가스 배출량을 증가시키는 제어(S420) 또는 가스 배출량을 감소시키는 제어(S430)가 수행될 수 있다.
더욱 구체적으로 상기 제2 제어단계(S400)에서 현재 내부 압력(Pt)이 설정된 내부 압력 하한치(PLL) 및 내부 압력 상한치(PUL)의 범위 내에 속하는 것으로 연산된 경우, 현재 가스 배출량(Ft)을 유지한다(S410).
상기 제2 제어단계(S400)에서 현재 내부 압력(Pt)이 설정된 내부 압력 상한치(PUL)보다 높은 것으로 연산된 경우, 가스 배출량을 증가시킨다(S420). 구체적으로 가스 배출량 증가제어는 현재 가스 배출량(Ft)에 내부 압력에 따른 가스 배출량 변화량(dF)을 더한 새로운 현재 가스 배출량(Ft)을 연산하고 이에 해당하는 속도로 가스를 배출한다. 즉, 미리 설정된 내부 압력에 따른 가스 배출량 변화량(dF) 만큼 가스 배출량을 증대한 후, 열적 건조 장치의 내부 지표(이 경우 배출가스 온도)의 변화를 살피도록 한 것이다.
반대로 상기 제2 제어단계(S400)에서 현재 내부 압력(Pt)이 설정된 내부 압력 하한치(PLL)보다 낮은 것으로 연산된 경우, 가스 배출량을 감소시킨다(S430). 구체적으로 가스 배출량 감소제어는 현재 가스 배출량(Ft)에 내부 압력에 따른 가스 배출량 변화량(dF)을 뺀 새로운 현재 가스 배출량(Ft)을 연산하고 이에 해당하는 속도로 가스를 배출한다. 즉, 내부 압력에 따른 가스 배출량 변화량(dF)을 미리 설정해두고, 일단 그 설정된 변화량(dF)만큼만 가스 배출량을 감소시킨 후, 열적 건조 장치의 내부 지표(이 경우 배출가스 온도)의 변화를 살피도록 한 것이다.
제어수단은 제2 제어단계를 통하여 현재 내부 압력(Pt)를 확인하여 가스 배출량 변화 여부를 판단한 시점으로부터 일정 시간(dt/2)이 지나면, 다시 현재 배출가스 온도(Tt)를 측정하여 스팀 공급온도의 변화 여부를 판단하는 과정으로 되돌아간다.
더욱 구체적으로 가스 배출량 변화이후 현재시점(tb)과 가스 배출량 변화이전 현재시점(ta)의 차이값을 계산하고, 차이값이 변화값 적용시간(dt)보다 크게 된 가스 배출량 변화이후 현재시점(tb)에서, 새로운 스팀 공급온도 변화이전 현재시점(ta)을 입력하는 동작을 반복함으로써 새로운 루틴을 수행한다. 즉, 1차 루틴에서의 제1 제어단계와 마찬가지로 새로운 스팀 공급온도 변화이전 현재시점(ta)에서, 제1 지표 측정수단에 의해 측정된 현재 배출가스 온도(Tt)를 입력한 후 입력된 현재 배출가스 온도(Tt)를 대상으로 연산을 수행하면서 상술한 과정을 반복한다.
본 발명에 따른 제어를 위하여 배출가스 온도를 측정하는 위치는 상기 제1 지표 측정수단을 열적 건조 장치의 내부에서 발생한 습기를 배출하는 배기구에 구비하여 해당 위치에서 측정된 값을 현재 배출가스 온도(Tt)로 사용한다.
내부 압력 측정하는 위치는 다양하게 설정될 수 있다. 먼저, 제2 지표 측정수단이 1개 구비되는 경우 열적 건조 수단의 내부의 어느 위치에나 설치되어 해당 위치에서 측정된 값을 현재 내부 압력(Pt)로 사용할 수 있으나 바람직하게는 상기 열적 건조 장치의 내부에서 발생한 습기를 배출하는 배기구에 설치되어 해당 위치에서 측정된 값을 현재 내부 압력(Pt)으로 사용하는 것이 좋다.
제2 지표 측정수단이 다수개 구비되는 경우에도 열적 건조 장치에 구성되는 건조기의 어느 위치에나 설치될 수 있으며, 이때에는 각각의 위치에서 측정된 값의 평균값을 현재 내부 압력(Pt)으로 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 제어방법을 통해 유기성 슬러지를 건조하는 과정에서 스팀 공급온도 및 가스 배출량을 조절하여 수분을 효율적으로 제거할 수 있는 자동제어 시스템으로서, 특히 열적 건조 공정에 적합하게 사용될 수 있는 스팀 공급온도 및 가스 배출량 자동제어 시스템을 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
본 발명에 따른 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템은 최적의 건조 효율을 통해 슬러지의 건조를 수행하고, 이를 통해 연료 생산 효율을 증가시켜 다량의 슬러지 처리를 가능하게 한다. 이를 통해 본 발명에 따른 슬러지 연료화 시스템은 슬러지 처리 비용을 절감하고, 빠른 연료 생산이 가능하게 하여 슬러지를 이용한 재생 에너지의 생산 및 이용을 가능하게 한다.

Claims (10)

  1. 슬러지와 첨가제를 혼합하여 1차 혼합물을 생산하는 혼합기;
    상기 혼합기로부터 공급되는 1차 혼합물을 제1함수율이 되도록 1차 건조하는 제1건조기;
    가열장치에 의해 가열된 유체가 공급되는 배관과 연결되고, 상기 제1함수율의 상기 1차 혼합물을 상기 유체에 의해 전달되는 열에 의해 건조하여 제2함수율의 건조 혼합물을 생산하는 제2건조기; 및
    상기 건조 혼합물을 가압 성형하여 고형체를 생산하는 성형기;를 포함하여 구성되고,
    상기 제1건조기 또는 상기 제2건조기는
    지면과 수평인 길이방향으로 길게 형성되는 드럼; 상기 드럼을 지지하기 위해 길이방향 양단에 결합되는 지지프레임; 상기 지지프레임 및 상기 드럼을 관통하여 상기 길이방향으로 상기 지지프레임에 결합되고 내부공간을 가지는 파이프로 마련되는 샤프트; 및 상기 샤프트에 결합되는 하나 이상의 디스크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1건조기는
    상기 1차 혼합물에 포함된 유기물의 산화 또는 미생물 분해시 발생되는 열에 의해 상기 1차 혼합물을 가열하는 바이오 드라잉 장치인 것을 특징으로 하는 슬러지 연료화 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배관은 공급배관과 회수배관을 구비하고,
    상기 공급배관과 상기 회수배관은 상기 샤프트의 양측 종단에 상기 샤프트가 회전 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 열적 건조장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스크는
    상기 샤프트에 미리 정해진 간격으로 복수로 결합되는 것을 특징으로 하는 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 디스크는
    쌍으로 구성되고 링 형상의 원판으로 형성되어 내주연이 상기 샤프트의 외면에 이격되어 결합되고, 외측 가장자리가 서로 결합되어 내부에 공간을 형성하는 디스크 바디; 및
    링 형상의 원판으로 형성되고, 상기 디스크 바디의 외측 가장자리에 결합되는 디스크 윙;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 디스크 윙에는 복수의 이송홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 디스크는
    서로 이웃하는 두 디스크를 연결하는 혼합패들을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 혼합패들의 일측 종단은
    상기 디스크의 외측 가장자리에 비해 상기 드럼 내면에 가깝게 돌출되는 것을 특징으로 하는 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템.
  9. 제 5 항에 있어서
    상기 디스크는
    상기 디스크 윙을 대신하여 상기 디스크 바디에 결합되거나, 상기 디스크 윙에 결합되는 혼합 블레이드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 혼합 블레이드는
    상기 디스크면과 직교하게 구성되며 상기 디스크의 외측 가장자리에서 돌출되게 결합되는 블레이드; 및
    상기 블레이드의 회전 방향의 면에 돌출되게 결합되는 브레이커;를 포함하여 구성되는 거을 특징으로 하는 열적 건조 장치를 포함하는 슬러지 연료화 시스템.
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