特開 2023-64017 循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023064017

(43)【公開日】2023-05-10

(54)【発明の名称】循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/13 20190101AFI20230428BHJP

   B01D 45/12 20060101ALI20230428BHJP

   B03C 3/15 20060101ALI20230428BHJP

   B03C 3/019 20060101ALI20230428BHJP

   B03C 3/02 20060101ALI20230428BHJP

   B03C 3/155 20060101ALI20230428BHJP

   B01D 50/00 20220101ALI20230428BHJP

   F26B 9/06 20060101ALI20230428BHJP

   F26B 17/04 20060101ALI20230428BHJP

【ＦＩ】

C02F11/13

B01D45/12 ZAB

B03C3/15

B03C3/019

B03C3/02 A

B03C3/155 A

B01D50/00 501A

B01D50/00 501J

B01D50/00 501Q

F26B9/06 Z

F26B17/04 Z

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021183232

(22)【出願日】2021-11-10

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-10-20

(31)【優先権主張番号】10-2021-0142843

(32)【優先日】2021-10-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】521493215

【氏名又は名称】トーヨー エンジニアリング コリア リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】ミョン－ジョン オム

(72)【発明者】

【氏名】ジン－ス パク

(72)【発明者】

【氏名】ジェ－ホ ユ

【テーマコード（参考）】

3L113

4D031

4D054

4D059

【Ｆターム（参考）】

3L113AA03

3L113AB02

3L113AC05

3L113AC64

3L113AC87

3L113BA37

3L113DA02

3L113DA14

4D031AC00

4D031DA01

4D031DA05

4D054AA01

4D054BA01

4D054BC01

4D054EA22

4D054EA24

4D054EA25

4D054EA27

4D059AA03

4D059AA07

4D059BD01

4D059BD33

4D059BJ03

4D059BJ07

4D059CA15

4D059CA16

4D059CB01

4D059CB07

(57)【要約】      （修正有）

【課題】下水スラッジまたは有機性廃棄物などを効率的に乾燥するための循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システムを提供する。
【解決手段】スラッジの水分を乾燥させて乾溜ガスを生成する乾燥機１００と、乾溜ガスに含まれる粉塵を捕執し、悪臭成分は第１脱臭炉９００に供給する遠心力集塵機３００と、水分及び悪臭成分を除去する第１脱臭炉と、脱臭ガスと乾溜ガスを熱交換を通じて加熱して乾燥機に熱源で供給する蒸気加熱機５００と、排出される脱臭ガスの超微細ほこりをフィルターで除去する濾過集塵機７００と、排気ガスを外部に排出させる煙突８００と、煙突と濾過集塵機との間に設置されて濾過集塵機から排出される排気ガスを蒸気加熱機から排出される脱臭ガスと熱交換させる予熱機６００と、第１脱臭炉の故障時に予熱機と煙突との間に構成されて排気ガスに含まれた水分及び悪臭成分を除去する第２脱臭炉４００を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スラッジの供給を受けてスラッジの水分を熱源で乾燥させて乾溜ガスを生成する乾燥機１００と、
前記乾溜ガスに含まれた粉塵を捕執して下部に排出して悪臭成分は第１脱臭炉９００に供給されるようにする遠心力集塵機３００と、
前記乾燥機１００内で発生された乾溜ガスを前記遠心力集塵機３００から供給を受けて燃消させて乾溜ガスに含まれた水分及び悪臭成分を除去する第１脱臭炉９００と、
前記第１脱臭炉９００から排出される脱臭ガスで移送ラインで分岐した循環ラインを通じて供給を受けた乾溜ガスを熱交換を通じて加熱して前記乾燥機１００に熱源で供給する蒸気加熱機５００と、
前記蒸気加熱機５００から排出される脱臭ガスの超微細ほこりをフィルターで除去する濾過集塵機７００と、
前記濾過集塵機７００から排出される排気ガスを外部に排出させる煙突８００と、
前記煙突８００と前記濾過集塵機７００との間に設置されて前記濾過集塵機７００から排出される排気ガスを前記蒸気加熱機５００から排出される脱臭ガスと熱交換させる予熱機６００と、及び
前記第１脱臭炉９００の故障時に予熱機６００と前記煙突８００との間に構成されて前記予熱機６００によって予熱された排気ガスを燃焼空気を通じて燃消させて排気ガスに含まれた水分及び悪臭成分を除去する第２脱臭炉４００を含むことを特徴とする循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システム。

【請求項2】

前記第２脱臭炉４００は、
一側から他側に行くほど徐徐に内部空間の面積が減少される桶体構造を有して他側は開口形成されて該当設置位置に水平に設置構成される脱臭炉本体４１０と、
前記脱臭炉本体４１０の一側面に構成されて前記脱臭炉本体４１０の内部空間を向けて所定温度の火炎を放射させるバーナー４２０と、
前記脱臭炉本体４１０の一側下部に構成されて前記予熱機６００から排気ガスが内部空間に流入されるようにする排気ガス入口４３０と、
前記脱臭炉本体４１０の内部空間一側に位置されて一側がバーナー４２０の燃焼空気放射部位に連通されて一側から他側に行くほど内部空間の面積が減少される桶体構造を有して他側が開口形成されて前記バーナー４２０によって放射される燃焼空気が内部空間で渦流の流れを有するようにする第１デフレクター４４０と、
前記第１デフレクター４４０の他側開口部分を一側がカバーしながら連通されて一側から他側に行くほど内部空間の面積が減少される桶体構造を有して他側が開口形成されて排気ガスが内部空間で渦流の流れを有するようにして排気ガスが燃焼空気と速かに応じて排気ガスのうちで悪臭粒子が除去されるようにする第２デフレクター４５０と、及び
前記脱臭炉本体４１０の他側に構成されて悪臭粒子と脱臭された排気ガスが前記煙突８００に流入されるようにする排気ガス出口４６０を含むことを特徴とする請求項１に記載の循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システム。

【請求項3】

前記脱臭炉本体４１０は、
耐熱鉄板で構成されて外面に耐熱用保温材(未符号)が設置されることを特徴とする請求項２に記載の循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システム。

【請求項4】

前記第１デフレクター４４０には、
内部空間に前記排気ガス入口４３０を通じて前記脱臭炉本体４１０内部空間に流入される排気ガスが流入されるようにするための排気ガス流入孔４４１が所定の面積で多数個が打孔形成されることを特徴とする請求項２に記載の循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システム。

【請求項5】

前記第１デフレクター４４０と前記第２デフレクター４５０は、
内周面に排気ガスと燃焼空気が渦流移動されるようにする過流板(図示せず)が形成されることを特徴とする請求項２に記載の循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システム。

【請求項6】

前記遠心力集塵機３００は、
遠心力を利用して吸入された乾溜ガス中の粉塵を分離する循環ラインの第１遠心力集塵機３１０と排気ラインの第２遠心力集塵機３２０と、及び
遠心力を利用して吸入された乾溜ガス中の粉塵を分離しながら高電圧を印加して電気集塵を遂行する第３電気遠心力集塵機３３０を含むことを特徴とする請求項２に記載の循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システム。

【請求項7】

前記第１脱臭炉９００と前記第２脱臭炉４００のうちで少なくとも何れか１ヶ所には、
内部に尿素を噴射する尿素噴射手段(ＵＲＥＡ)が連結されることを特徴とする請求項２に記載の循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システムに関するものであり、より詳細には、下水スラッジまたは有機性廃棄物などを最小限のエネルギーで効率的に乾燥するための循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

上水、工業用水、産業用廃水、下水及び糞尿の水処里過程で発生するスラッジ(sludge)の量が増えることによって、これを処理するための処理場の規模と数が増加しているし、これらの処理場で発生するスラッジの量も共に増加している。

【0003】

特に、政府がその間に下水処理場の新・増設、下水管渠整備、総リン処理施設設置などを絶えずに推進して下水スラッジの発生量が絶えずに増加したし、また、下水道普及率の増加計画によって今後とも下水スラッジは続いて増加するものとして予想される。

【0004】

ところで、下水スラッジは９５～９８％の水分が含有された液状の形態で発生されるため取り扱いが困るので、通常スラッジを砂濾過、フィルタープレス、遠心脱水機などで処理して比較的水分が少ないケーキ状で作った後、大部分埋め立てるか、または燃料化、固化、焼却、熱分解などのような多様な方法でリサイクル処理している。

【0005】

しかし、スラッジ内に存在する多量の水分は、埋立時重量及び嵩の増加による埋立費用増加と深刻な環境汚染をもたらして、漸次的に環境規制法の強化と環境意識強化などの社会的な雰囲気で海洋投入及び単純埋立が難しくなることによってスラッジの減量化処理が必要な実情である。

【0006】

スラッジの減量化処理のための方法として、従来にはボイラーを利用してスチームを発生させて高温のスチームでスラッジを間接加熱してスラッジ内の水分を減らして、湿度が増加された高温の空気を冷却して凝縮して凝縮された廃水を外部に排出することを繰り返すスラッジ乾燥装置が使用されて来た。

【0007】

しかし、このような構造のボイラーを利用した間接式スラッジ乾燥装置は、湿度を減らすために脱臭されない高温の空気を外部に排出するため乾燥装置周りの環境に悪臭が発生され、外部に排出される空気の熱量によってボイラーに投入される燃料量の増加を誘発させてエネルギーを効率的に使用することができない問題点があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、下水または有機性廃棄物などで発生するスラッジを最小限のエネルギーで効率的に乾燥して乾燥過程で発生する凝縮水、粉塵及び悪臭を除去して大気汚染物質を最小化してスラッジ乾燥施設の周辺環境を保護して請願発生も予防することができる循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システムを提供することにある。

【0009】

また、本発明の目的は下水または有機性廃棄物などで発生するスラッジの悪臭を除去する脱臭炉をキャスタブルや耐火材なしに耐熱鉄板で製作して既存の垂直タイプから水平タイプに構造を変更して早い昇温を通じた脱臭効率向上と併せて設置面積と製作費用を最小化することができる循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明によれば、スラッジの供給を受けてスラッジの水分を熱源で乾燥させて乾溜ガスを生成する乾燥機と、前記乾溜ガスに含まれる粉塵を捕執して下部に排出して悪臭成分は第１脱臭炉に供給されるようにする遠心力集塵機と、乾燥機内で発生された乾溜ガスを遠心力集塵機から供給を受けて燃消させて乾溜ガスに含まれた水分及び悪臭成分を除去する第１脱臭炉と、第１脱臭炉から排出される脱臭ガスで前記移送ラインから分岐した循環ラインを通じて供給を受けた乾溜ガスを熱交換を通じて加熱して乾燥機に熱源で供給する蒸気加熱機と、蒸気加熱機から排出される脱臭ガスの超微細ほこりをフィルターから除去する濾過集塵機と、濾過集塵機から排出される排気ガスを外部に排出させる煙突と、煙突と濾過集塵機との間に設置されて燃焼空気で使用される煙突からの悪臭を含んだ空気を濾過集塵機から排出されるガスと熱交換させる予熱機と、及び予熱機と煙突との間に構成されて第１脱臭炉の故障時に第１脱臭炉で燃焼されることができなかった予熱機からの排気ガスを燃消させて排気ガスに含まれた水分及び悪臭成分を除去する第２脱臭炉を含む循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システムが提供される。

【0011】

ここで、第２脱臭炉は、一側から他側に行くほど徐徐に内部空間の面積が減少される桶体構造を有して他側は開口形成されて該当設置位置に水平に設置構成される脱臭炉本体と、脱臭炉本体の一側面に構成されて脱臭炉本体の内部空間を向けて所定温度の火炎を放射させるバーナーと、脱臭炉本体の一側下部に構成されて予熱機から排気ガスが内部空間に流入されるようにする排気ガス入口と、脱臭炉本体の内部空間一側に位置されて一側がバーナーの燃焼空気放射部位に連通されて一側から他側に行くほど内部空間の面積が減少される桶体構造を有して他側が開口形成されてバーナーによって放射される燃焼空気が内部空間で渦流の流れを有するようにする第１デフレクターと、第１デフレクターの他側開口部分を一側がカバーしながら連通されて一側から他側に行くほど内部空間の面積が減少される桶体構造を有して他側が開口形成されて排気ガスが内部空間で渦流の流れを有するようにして排気ガスが燃焼空気と速かに応じて排気ガスのうちで悪臭粒子が除去されるようにする第２デフレクターと、及び脱臭炉本体の他側に構成されて悪臭粒子が脱臭された排気ガスが第１脱臭炉も煙突に流入されるようにする排気ガス出口を含むことが望ましい。

【0012】

また、脱臭炉本体は、耐熱鉄板で構成されて外面に耐熱用保温材(未符号)が設置されることが望ましい。

【0013】

また、第１デフレクターには、内部空間に排気ガス入口を通じて脱臭炉本体内部空間に流入される排気ガスが脱臭炉本体内部に温度偏重なしに流入されるようにするための排気ガス流入孔が所定の面積で多数個が打孔形成されることが望ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、下水または有機性廃棄物などで発生するスラッジを最小限のエネルギーで効率的に乾燥して乾燥過程で発生する凝縮水、粉塵及び悪臭を除去して大気汚染物質を最小化してスラッジ乾燥施設周辺環境を保護して請願発生も予防することができる。

【0015】

また、第１脱臭炉の停止時下水または有機性廃棄物などで発生するスラッジの悪臭を除去する第２脱臭炉をキャスタブルや耐火材なしに耐熱鉄板で製作して第１脱臭炉の垂直タイプから水平タイプに構造を変更して早い昇温を通じた脱臭効率向上と設置面積と製作費用を最小化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施例による循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システムを示した構成図である。

【図2】図１の乾燥機を示した図面である。

【図3】図１の蒸気加熱機を示した図面である。

【図4】図１の第２脱臭炉を示した図面である。

【図5】図１の特殊型煙突部分を示した図面である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施例を添付された図面を参照して詳細に説明することにする。

【0018】

本発明の循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システムは、スラッジ乾燥を遂行し、スラッジ乾燥時発生する乾溜ガスは粉塵及び悪臭除去を遂行して排気ガスから排出し、乾溜ガスのうちで一部は悪臭除去のために脱臭炉から排出される脱臭ガスと熱交換してスラッジ乾燥のための熱源で供給し、スラッジ搬入場、スラッジ貯蔵槽及び乾燥機などの悪臭は捕執して排気ガスと１、２次熱交換して脱臭炉の燃焼空気で供給し、スラッジ乾燥時発生する熱は回収してスラッジ予熱手段で使用できるようにする。

【0019】

図１乃至図５に示されたように、本発明の循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システムは、乾燥機１００、第１脱臭炉９００、蒸気加熱機５００、排気送風機２２０、循環送風機２４０及び第２脱臭炉４００などを含む。

【0020】

また、本発明の循環蒸気再加熱乾燥システムは、遠心力集塵機３００、予熱機６００、濾過集塵機７００及び特殊型煙突８００などをさらに含む。

【0021】

乾燥機１００は、スラッジの供給を受けてスラッジの水分を熱源で乾燥させてスラッジ乾燥物を形成する装置として、８０％以上の水分を有するスラッジを１０％以下の水分を有するスラッジで乾燥させ、略４５０℃の過熱蒸気を熱源で供給を受けてスラッジを乾燥して高い熱効率でスラッジ乾燥物の水分を除去する。

【0022】

ここで、スラッジはスラッジ搬入場１０に流入された後スラッジ貯蔵槽２０に貯蔵されて供給管３０を通じて乾燥機１００に供給され、供給管３０と乾燥機１００との間に設置される投入コンベヤー４０、５０を通じて乾燥機１００内に連続的に計量して定量供給されることができる。

【0023】

乾燥機１００は、多段複熱パドル式乾燥構造になって直接蒸気乾燥方式でスラッジを乾燥することができる。

【0024】

このために、乾燥機１００は、スラッジを収容する内部空間１１１、内部空間１１１に複数の区画壁１１３によって連続区画される複数の乾燥室及び複数の乾燥室にスラッジの移送と乾燥のために設置されるパドル式移送装置１１５などを含む。

【0025】

パドル式移送装置１１５はパドルスクリュー形状になってスラッジを一側から反対側の他側に移送する過程でパドルスクリューが回転しながらスラッジを撹拌移送するので、連続で乾燥が進行されて効率的な乾燥が遂行される。

【0026】

例えば、図２に示されたように、乾燥機１００は下部から上部に７段の乾燥室が図示されているが略８０％の水分を含んだスラッジを略１０％の水分を含むスラッジで乾燥しようとすれば、下部から上部に９段の乾燥室が具備されることが効率的であることがある。９段乾燥室は下部から１段、２段…８段、９段で名付けて、最上部段が９段になって、最下部段が１段になる。

【0027】

この場合、複数の乾燥室のうちで９～４段の乾燥室に具備されるパドル式移送装置１１５のパドル角度をスラッジの前進方向に小さく置いて(略１０°)多くの量のスラッジをすくい上げて熱風との接触時間及び面積をふやして乾燥が早く進行するようにできる。

【0028】

また、複数の乾燥室のうちで５段、６段はスラッジが乾燥されて水分が略５５％～４５％になれば、スラッジどうし団結してグルーゾーン現象が発生するので、他の段より回転数を早くしてグルーゾーン現象が解消されることができるように早くスラッジを解碎する。

【0029】

したがって、９段乾燥室を有する乾燥機を適用する場合、５段、６段だけに可変速駆動機(ＶＶＶＦ)を設置することもできる。

【0030】

複数の乾燥室のうちで下部１、２段の乾燥室に具備されるパドル式移送装置１１５はパドルまたはスクリューが低速回転しながらスラッジを移送するようにして粉塵発生を最小化する。

【0031】

乾燥機１００はスラッジ投入口１１７と乾燥物排出口１１９を具備する。スラッジ投入口１１７はスラッジ投入のために複数の乾燥室のうちで最上端に位置する乾燥室と連結されるように形成されて複数で設置されることができる。乾燥物排出口１１９はスラッジ乾燥物の排出のために複数の乾燥室のうちで最下端に位置する。

【0032】

乾燥機１００はスラッジを乾燥させるための熱源流入口１２１と、スラッジを乾燥させながら発生される乾溜ガスを排出するための乾溜ガス排出口１２３を具備する。

【0033】

熱源流入口１２１は複数の乾燥室のうちで最上端乾燥室に設置されることができるし、状況によってすぐ下の乾燥室と連結されるように形成されることができる。

【0034】

乾燥室は各段別水分蒸発で乾燥を進行して４５０℃で１２０℃に維持して最下段乾燥室は含水率１０％以下スラッジ乾燥物を排出する。

【0035】

乾燥機１００は火災感知器１３１と窒素ガスパージ部１３３を具備する。

【0036】

火災感知器１３１は乾燥機１００内部に設置されて火災を感知する。窒素ガスパージ部１３３は火災感知器１３１が作動すれば、乾燥機１００内部に窒素ガスをパージするか、または消火水を撒水して火災を押えるようにする。

【0037】

火災感知器１３１は最下段乾燥室に具備されて排出される内部の火炎を感知できるようにする。窒素ガスパージ部１３３は各段別乾燥室に設置されることもできてスラッジの移送方向を考慮して乾溜ガス排出口１２３と反対側位置で乾溜ガス排出口１２３方向に窒素ガスをパージすることができるように設置されることができる。

【0038】

火災感知器１３１が作動すれば火災発生と判断する。

【0039】

火災発生時乾燥機１００内部に窒素ガスをパージすれば、内部空間１１１が不活性ガスである窒素ガスで満たされて酸素が乾溜ガス排出口１２３などで押し寄せながら火災が押えられることができる。

【0040】

また、少しの過乾燥と設定温度以上時消火水を撒水することができるように消火水撒水装置も設置されることができる。

【0041】

乾燥物排出口１１９にダブルフラップバルブ１２５が設置される。ダブルフラップバルブ１２５はスラッジ乾燥物排出時酸素を遮断しながら排出させるためのものである。

【0042】

ダブルフラップバルブ１２５に排出コンベヤー１２７が連結される。排出コンベヤー１２７はダブルフラップバルブ１２５から排出されるスラッジ乾燥物を受けて冷却させながら排出させることができるようになる。

【0043】

これに、乾燥機１００で乾燥されながら発生する蒸発水分は水分がたくさん蒸発すればするほどダクト内の酸素を第１脱臭炉９００に押し出してダクトは低酸素状態で運転されて火災の危険性が減少されることができる。

【0044】

一方、乾溜ガスを第１脱臭炉９００に移送するための移送ライン２１０を含む。

【0045】

移送ライン２１０には遠心力集塵機３００が設置され、遠心力集塵機３００は乾溜ガスに含まれる粉塵を捕執して下部に排出する。

【0046】

遠心力集塵機３００は移送ライン２１０に複数個が設置されることができる。

【0047】

遠心力集塵機３００は遠心力を利用して吸入された乾溜ガス中の粉塵を分離する循環ラインの第１遠心力集塵機３１０と排気ラインの第２遠心力集塵機３２０及び遠心力を利用して吸入された乾溜ガス中の粉塵を分離しながら高電圧を印加して電気集塵を遂行する第３電気遠心力集塵機３３０を含むことができる。

【0048】

第１遠心力集塵機３１０、第２遠心力集塵機３２０及び第３電気遠心力集塵機３３０は乾溜ガスが第１遠心力集塵機３１０を通過した後第３電気遠心力集塵機３３０と第２遠心力集塵機３２０を順次に通過するか、または粉塵濃度によって二つのうちで一つを選択的に通過できるように連結される。

【0049】

第２遠心力集塵機３２０と第３電気遠心力集塵機３３０はそれぞれ上部出口部分に遠心力集塵機を通過する乾溜ガスに含まれた粉塵濃度を測定するための粉塵濃度感知部が具備され、粉塵濃度感知部で測定された粉塵濃度によって第２遠心力集塵機３２０と第３電気遠心力集塵機３３０の乾溜ガス通過如何が制御されることができる。

【0050】

第１遠心力集塵機３１０を通過する乾溜ガスに含まれた粉塵濃度が設定値以上なら第１遠心力集塵機３１０を通過した乾溜ガスが第２遠心力集塵機３２０と第３電気遠心力集塵機３３０を順次に通過するようにする。

【0051】

ここで、粉塵濃度感知部は乾溜ガスが排出される遠心力集塵機の上部出口部分にレーザービームを照射して粉塵圧力を感知するレーザー感知器であることができる。

【0052】

第１遠心力集塵機３１０は遠心力を利用して吸入された乾溜ガス中の粉塵を下部に分離するサイクロン（登録商標）を含む。

【0053】

第３電気遠心力集塵機３３０はサイクロンを利用した第１遠心力集塵機３１０と第２遠心力集塵機３２０の微細粒子を濾し出す電気遠心力集塵機を一つで製作したものである。

【0054】

第１遠心力集塵機３１０と第２遠心力集塵機３２０は遠心力を利用して吸入された乾溜ガス中の粉塵を下部に分離するサイクロンと、高電圧利用してサイクロン内部で微細粒子を付着するための電気集塵極を含む。

【0055】

第３電気遠心力集塵機３３０は電気集塵極の両側に放電極を配置して放電極に直流電圧を加えれば、電気集塵極との間に不平等電界が形成されて陰イオン電荷を帯びたガス分子が+極の電気集塵極に移動して粉塵が電気集塵極に付着されるようにする構成を有する。

【0056】

ここで、電気集塵極は外面に沿って複数個の突起が形成され、突起は末端にいくほど尖ったように形成されて微細粒子付着を容易にして、電気集塵極の表面積を広げて微細粒子付着を容易にすることが望ましい。

【0057】

第１遠心力集塵機３１０は３０マイクロメートル以上のみ捕執して除去可能で３０マイクロメートル未満の微細粒子捕執は難しい。したがって、乾溜ガスに含まれた３０マイクロメートル未満の微細粒子除去のために第３電気遠心力集塵機３３０をさらに含む。

【0058】

遠心力集塵機３００を通過した乾溜ガスが移送される移送ライン２１０で分岐される循環ライン２３０をさらに含む。循環ライン２３０は脱臭炉で凝縮水発生なしに乾燥された水分蒸発量の乾溜ガスだけ燃消させるようにして残り乾溜ガスはエネルギー回収のために循環させるためのものである。

【0059】

移送ライン２１０には排気送風機２２０が設置される。排気送風機２２０は乾燥機１００後段圧力によって自動ダンパ２２１で制御されて遠心力集塵機３００を通過した乾溜ガスを第１脱臭炉９００に供給する。

【0060】

循環ライン２３０には循環送風機２４０が設置される。循環送風機２４０は排気送風機２２０の自動ダンパから排出された乾溜ガスを除いた残りの移送ライン２１０の乾溜ガスを熱交換のために蒸気加熱機５００に供給する。

【0061】

例えば、排気送風機と循環送風機の風量調整を通じて遠心力集塵機３００を通過した乾溜ガスの１６．７％(または、略１８％)が脱臭炉に供給され、残り８３．３％(または、略８２％)が循環ラインを通じて蒸気加熱機に供給されることができる。この場合、排気送風機風量と循環送風機風量は割合的に制御されることができる。

【0062】

排気送風機２２０は水分が蒸発された程度だけ乾溜ガスを効率的に第１脱臭炉９００に供給する。これは微細粒子(微粒子異物)の除去された水分が含まれた乾溜ガスの一部を第１脱臭炉９００で燃焼空気で燃消させて高温酸化して凝縮水発生なしに脱臭されるようにする。

【0063】

誘引送風機７２０は第１脱臭炉９００内の圧力信号を受けて自動ダンパで一定でエネルギー効率的な排気を遂行することで、第１脱臭炉９００内の圧力を一定に維持して脱臭効果を最大化する。

【0064】

第１脱臭炉９００は、乾燥機１００内で発生された乾溜ガスを移送ライン２１０を通じて供給を受けて燃消させて乾溜ガスに含まれた水分及び悪臭成分を除去する。乾溜ガスは第１脱臭炉９００で略８００～８５０℃で高温酸化処理されて乾溜ガスに含まれた水分及び悪臭成分が除去される。

【0065】

ここで、第１脱臭炉９００には内部に尿素水や尿素粉末などを噴射する尿素噴射手段(ＵＲＥＡ)が構成されて尿素またはＮＨ３を利用して乾溜ガスのうちでＮＯｘ還元反応がなされるようにして乾溜ガスのうちで微細粉塵の金属類と有機物が還元処理されるようにすることが望ましい。

【0066】

したがって、第１脱臭炉９００から排出される脱臭ガスは水分及び悪臭成分が大部分除去された状態を有する。

【0067】

第１脱臭炉９００から排出される脱臭ガスは蒸気加熱機５００に流入される。

【0068】

蒸気加熱機５００は高温の脱臭ガスと循環ライン２３０を通じて供給を受けた低温の乾溜ガスと熱交換する。

【0069】

蒸気加熱機５００は第１脱臭炉９００から排出される高温の脱臭ガス(略８５０℃)で循環ライン２３０を通じて供給を受けた低温の乾溜ガス(略１４０℃)を熱交換を通じて乾溜ガスを略４５０℃で加熱する。

【0070】

蒸気加熱機５００で熱交換された乾溜ガスは乾燥機１００に熱源で供給される。

【0071】

乾燥機１００から排出される乾溜ガス(循環蒸気)を第１脱臭炉９００から排出される脱臭ガスと熱交換して乾燥機１００に熱源で供給することによってスラッジ乾燥のためのエネルギー使用が最小化される。

【0072】

ここで、乾溜ガスが供給される低温の循環ライン２３０と加熱された乾溜ガスが乾燥機１００に供給される高温の循環ライン２６０は連結管２５０を通じて連結されて一部の低温乾溜ガスが再加熱された高温の乾溜ガスに直接供給される構造で乾燥機１００の供給温度変化ができるようにできる。

【0073】

また、脱臭ガスは粉塵及び悪臭が除去されたガスであるので、蒸気加熱機５００内の熱交換パイプ詰まりが防止されて蒸気加熱機の寿命を延長させて熱交換効率を高める。

【0074】

本発明によれば、蒸気加熱機５００から排出される脱臭ガスの超微細ほこりをフィルターで除去する濾過集塵機７００をさらに含む。

【0075】

濾過集塵機７００は蒸気加熱機５００から排出される脱臭ガスから超微細ほこりを除去して排出するためのものである。フィルターは濾過材や濾過布が該当することができるし、脱臭ガスが濾過材や濾過布を通過しながら脱臭ガスに含まれた超微細ほこりが濾過される。

【0076】

濾過集塵機７００から排出される排気ガスは煙突８００を通じて外部に排出される。濾過集塵機７００は煙突８００と排出ライン７１０に連結される。

【0077】

ここで、煙突８００に排気ガスが流入されるようにして、排出ライン７１０には排気ガスを円滑に排出するための誘引送風機７２０が具備される。

【0078】

ここで、誘引送風機７２０は、後述された予熱機６００側に位置された排出ライン７１０に連結構成されて第２脱臭炉４００から排出される高温の排気ガスによって損傷されることを抑制することができる。

【0079】

濾過集塵機７００から排出される排気ガスが煙突８００を通過する時煙突保温材内部に二重管を設置し、スラッジ搬入場１０、スラッジ貯蔵槽２０、乾燥機１００などで捕執された悪臭ガスが煙突８００上部から下部に回転循環しながら通過されるようにして悪臭ガスを加熱し、加熱された悪臭ガスを第１脱臭炉９００に燃焼空気で供給する。

【0080】

煙突８００に設置した二重管は煙突移送管８１０である。

【0081】

煙突移送管８１０は煙突の外周面を囲む二重管形状になってスラッジ搬入場１０、スラッジ貯蔵槽２０、乾燥機１００周辺などで捕執された悪臭ガスを煙突の上部から下部に移送させながら煙突８００を通過する排気ガスの熱で１次加熱する。

【0082】

煙突移送管８１０は悪臭ガスが煙突８００の上部から下部に回転循環して加熱されるように内部が螺旋形状になる。煙突移送管８１０は悪臭ガス入口８１１が煙突の上部側に位置して悪臭ガスの出口８１３が煙突８００の下部側に位置して悪臭ガスが煙突８００を通過する排気ガスの熱によってより効率的に加熱されるようにする。

【0083】

一方、本発明によれば、煙突８００と濾過集塵機７００との間には予熱機６００がさらに設置される。

【0084】

予熱機６００は悪臭ガス移送ライン８２０を通じて煙突移送管８１０と連結される。

【0085】

予熱機６００は煙突移送管８１０を通過しながら１次加熱された悪臭ガスを蒸気加熱機５００から排出される脱臭ガスと熱交換を通じて２次加熱して第１脱臭炉９００または第２脱臭炉４００に２次加熱された悪臭ガスを燃焼空気で供給する。

【0086】

これに、前記捕執した悪臭ガスは排気ガスと１、２次熱交換した後第１脱臭炉９００または第２脱臭炉４００の燃焼空気で供給されるので脱臭で燃焼エネルギーを最大で節略することができる。

【0087】

一方、本発明によれば、予熱機６００と煙突８００との間に第２脱臭炉４００が構成されて予熱機６００によって予熱された排気ガスを燃焼空気を通じて燃消させて排気ガスに含まれた悪臭成分を除去する。

【0088】

第２脱臭炉４００は、一側から他側に行くほど徐徐に内部空間の面積が減少される桶体構造を有して他側は、開口形成されて該当設置位置に水平に設置構成される脱臭炉本体４１０、脱臭炉本体４１０の一側面に構成されて脱臭炉本体４１０の内部空間を向けて所定温度の火炎を放射させるバーナー４２０、脱臭炉本体４１０の一側下部に構成されて予熱機６００から排気ガスが内部空間に流入されるようにする排気ガス入口４３０、脱臭炉本体４１０の内部空間一側に位置されて一側がバーナー４２０の火炎放射部位に連通されて一側から他側に行くほど内部空間の面積が減少される桶体構造を有して他側が開口形成されてバーナー４２０によって放射される火炎、すなわち、燃焼空気が内部空間で渦流の流れを有するようにする第１デフレクター４４０、第１デフレクター４４０の他側開口部分を一側がカバーしながら連通されて一側から他側に行くほど内部空間の面積が減少される桶体構造を有して他側が開口形成されて排気ガスが内部空間で渦流の流れを有するようにして排気ガスが燃焼空気と速かに反応して排気ガスのうちで悪臭粒子が除去されるようにする第２デフレクター４５０及び脱臭炉本体４１０の他側に構成されて悪臭粒子が脱臭された排気ガスが煙突８００に流入されるようにする排気ガス出口４６０などを含む。

【0089】

ここで、脱臭炉本体４１０は、耐熱鉄板だけで構成されることができるし、外面に耐熱用保温材(未符号)が簡単に設置されることを通じて、脱臭炉本体４１０の内部に不定形のキャスタブル耐火材や保温材を施工することに比べて、非専門家も簡単に脱臭炉本体４１０を施工するようにできる。

【0090】

また、第１デフレクター４４０には内部空間に排気ガス入口４３０を通じて脱臭炉本体４１０内部空間に流入される排気ガスが分散流入されるようにするための排気ガス流入孔４４１が所定の面積で多数個が打孔形成されて第２デフレクター４５０の内部空間のみで排気ガスと燃焼空気が応じながら脱臭がなされるようにすることに比べて高い脱臭効果を提供することができる。

【0091】

また、第１デフレクター４４０と第２デフレクター４５０は、内周面に排気ガスと燃焼空気が渦流移動されるようにする過流板(図示せず)が形成されて排気ガスと燃焼空気の混合が極大化されるようにして脱臭効果を向上させることが望ましい。

【0092】

ここで、第２脱臭炉４００には内部に尿素水や尿素粉末などを噴射する尿素噴射手段(ＵＲＥＡ)が構成されて尿素またはＮＨ３を利用して排気ガスのうちでＮＯｘ還元反応がなされるようにして排気ガスのうちで微細粉塵の金属類と有機物が還元処理されるようにすることが望ましい。

【0093】

したがって、第２脱臭炉４００によれば、脱臭炉本体４１０の内部に一側から他側に行くほど体積が細くなる複数個の第１デフレクター４４０と第２デフレクター４５０が設置構成されることで、燃焼空気と排気ガスが渦流の流れを通じて相互間混合しながら脱臭がなされる構造を提供することで、第２脱臭炉４００が大きくない体積を有しても脱臭効率を極大化させることができるし、これに、第２脱臭炉４００が垂直に設置されないで、水平に設置されるようにして設置と維持補修を簡単にして設置空間も節略することができる。

【0094】

一方、スラッジ乾燥設備内のＶＯＣｓと悪臭除去において、流入される悪臭ガスまたは排気ガスの酸化温度までの迅速な昇温及び維持が非常に重要で悪臭粒子脱臭を要するスラッジ乾燥設備の悪臭ガスまたは排気ガスは水蒸気が大部分を占めているし、水蒸気はガスに比べて熱伝導率、比熱、熱伝逹係数が非常に大きいために悪臭ガスや排気ガスが投入される部分の温度は急激に下がるようになって、脱臭炉内の温度偏重を持って来て昇温のための脱臭炉の内部容積が非常に大きくなるようになる。

【0095】

これに、第２脱臭炉４００によれば、排気ガスを複数の排気ガス入口４３０を通じて水平に設置される脱臭炉本体４１０の内部空間に投入して脱臭炉本体４１０が垂直するように設置されることに比べて温度分布を一定に維持して昇温のための内容積を減らしてＶＯＣｓ及び脱臭ガスの迅速な昇温と酸化を安定的になされるようにできる。

【0096】

以下、本発明の循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システムの作用に対して説明することにする。

【0097】

本発明の循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システムはスラッジ乾燥を遂行し、スラッジ乾燥時に発生する乾溜ガスは粉塵及び悪臭除去を遂行して排気ガスから排出する。

【0098】

スラッジ乾燥は乾燥機１００に定量供給されるスラッジが多段式乾燥機１００内の最上端乾燥室から最下段乾燥室に移送される過程で熱源(循環蒸気を再加熱した略４５０℃の加熱蒸気)によって乾燥される。この過程でスラッジの移送と乾燥のためのパドル式移送装置１１５がスラッジを撹拌しながら移送して連続乾燥を遂行して乾燥機１００内にスラッジの熱源との接触時間が増大されるので、スラッジの乾燥がより効率的になされることができる。

【0099】

乾燥機１００に供給されるスラッジは水分が略８０％であり、乾燥機１００で乾燥されて排出されるスラッジ乾燥物は水分が略１０％以下である。乾燥機１００から排出されるスラッジ乾燥物の水分調節は可能である。

【0100】

乾燥機１００は密閉構造になって悪臭拡散が防止されて粉塵捕執が容易である。スラッジ乾燥物はダブルフラップバルブ１２５を通じて排出コンベヤー１２７に排出されて排出コンベヤー１２７で冷却されながら排出される。排出されたスラッジ乾燥物は水分が除去された状態であるので、運搬が容易で悪臭が発生しない。

【0101】

乾燥機１００は火災発生時に乾燥機１００内部に窒素ガスをパージして内部空間１１１が不活性ガスである窒素ガスで満たされて酸素が乾溜ガス排出口１２３などで押し出されるようになるので、火災発生が防止される。

【0102】

また、下段乾燥物の過乾燥及び部分的火災発生時に撒水装置を通じて水分調節及び部分的火災を調節することができる。

【0103】

一方、乾燥機１００でスラッジを乾燥する過程で発生する乾溜ガスは乾溜ガス排出口１２３を通じて排出された後、乾溜ガス排出口１２３と連結された移送ライン２１０を通じて第１遠心力集塵機３１０や第２遠心力集塵機３２０及び第３電気遠心力集塵機３３０または第２遠心力集塵機３２０を通過しながら乾溜ガスに含まれる粉塵が除去される。

【0104】

乾溜ガスは第１遠心力集塵機３１０を通過しながら３０マイクロメートル以上の粉塵が除去されて第２遠心力集塵機３２０と第３電気遠心力集塵機３３０または第２遠心力集塵機３２０を通過しながら３０マイクロメートル未満の微細粒子が除去されることができる。

【0105】

この過程で第１遠心力集塵機３１０の粉塵濃度感知部３１１、３２１で測定された粉塵濃度によって第２遠心力集塵機３２０と第３電気遠心力集塵機３３０の乾溜ガス通過如何が制御されることができる。

【0106】

例えば、第１遠心力集塵機３１０を通過した乾溜ガスに含まれた粉塵濃度が設定値以上なら、乾溜ガスが第１遠心力集塵機３１０を通過した後第３電気遠心力集塵機３３０を通過するようにできる。

【0107】

遠心力集塵機３００を通過しながら粉塵及び微細粒子が除去された乾溜ガスは凝縮水(廃水発生)なしに脱臭することができる乾燥機水分蒸発量程度だけ第１脱臭炉９００に供給され、残りは再加熱のために蒸気加熱機５００に供給される。

【0108】

第１脱臭炉９００に供給される乾溜ガスと蒸気加熱機５００に供給される乾溜ガスの割合は、第１脱臭炉９００と連結された移送ライン２１０に設置される排気送風機２２０と蒸気加熱機５００と連結された循環ライン２３０に設置される循環送風機２４０の風量調節で遂行される。

【0109】

遠心力集塵機３００を通過した乾溜ガスの１６．７％(または略１８％)が第１脱臭炉９００で制御供給され、残り８３．３％(または略８２％)が循環ライン２３０を通じて蒸気加熱機５００に供給されることができる。

【0110】

第１脱臭炉９００に供給された乾溜ガスは燃焼空気で燃消させて悪臭及び水分を除去する。第１脱臭炉９００の温度は８００～８５０℃で維持して悪臭及び水分除去が容易であるようにする。

【0111】

第１脱臭炉９００で悪臭及び水分が除去された乾溜ガス、すなわち脱臭ガスは第１脱臭炉９００から排出された後、熱回収のための蒸気加熱機５００、濾過集塵機７００及び予熱機６００を順次に通過しながら超微細粒子が除去される。

【0112】

予熱機６００を通過した排気ガスは誘引送風機７２０及び煙突８００を通じて外部に排出され、非常運転時には第２脱臭炉４００に供給され、脱臭炉本体４１０の内部に一側から他側に行くほど体積が細くなりながら設置される第１デフレクター４４０と第２デフレクター４５０によって燃焼空気と排気ガスの流れが遅延された状態で相互間混合されて脱臭がなされる。

【0113】

第２脱臭炉４００によって脱臭がなされた排気ガスは誘引送風機７２０及び煙突８００を通じて外部に排出される。

【0114】

煙突８００を通じて最終排出される排気ガスは、遠心力集塵機３００を通過しながら粉塵及び微細粒子が除去され、第１脱臭炉９００を通過しながら水分と悪臭が１次除去され、濾過集塵機７００を通過しながら超微細粒子が除去された後、第２脱臭炉４００を通過しながら悪臭が除去された状態であるので、大気汚染を最小化する。

【0115】

また、濾過集塵機７００後段には微細ほこり以外に有害物質を除去するために湿式スクラバーを設置することもできる。

【0116】

第１脱臭炉９００から排出される脱臭ガス(気体)は、略８５０℃で高温であるので、循環ライン２３０を通じて蒸気加熱機５００に供給された乾溜ガス(蒸気)の再加熱に利用する。

【0117】

また、略８５０℃の高温脱臭ガスが蒸気加熱機５００を通過しながら略１４０℃である低温乾溜ガスと熱交換されて乾溜ガスを略４５０℃で加熱されるようにして、蒸気加熱機５００を通過しながら略４５０℃で再加熱された乾溜ガスは乾燥機１００にスラッジ乾燥のための熱源で供給されるので、エネルギーを効率的に処理することができるようにする。

【0118】

また、スラッジ搬入場１０、スラッジ貯蔵槽２０、乾燥機１００などで発生する悪臭ガスを捕執して脱臭ガス及び排気ガスと１、２次熱交換して第１脱臭炉９００の燃焼空気で供給する。

【0119】

蒸気加熱機５００を通過した脱臭ガスは略１８０℃で高温であるので、第１脱臭炉９００または第２脱臭炉４００に供給される燃焼空気の再加熱に利用する。第１脱臭炉９００または第２脱臭炉４００に供給される燃焼空気はスラッジ搬入場１０、スラッジ貯蔵槽２０、乾燥機１００でダクトなどを利用して捕執した悪臭ガスを利用する。

【0120】

スラッジ搬入場１０、スラッジ貯蔵槽２０、乾燥機１００で捕執した悪臭ガスは煙突８００に形成した煙突移送管８１０を上部から下部に通過しながら略１４０℃である排気ガスと熱交換によって１次加熱されて、予熱機６００を通過しながら略１８０℃である脱臭ガスと熱交換によって２次加熱された後第１脱臭炉９００に燃焼空気で供給される。

【0121】

第１脱臭炉９００に供給される悪臭ガスが排気ガス、脱臭ガスによって略４５０℃の高温で加熱された後供給されるので、第１脱臭炉９００に燃焼のために使用される燃料(例:ＬＮＧガス)の使用量を減らすことができてエネルギー効率を増大させることができる。

【0122】

下の表１は本発明の実施例による乾燥機にスラッジを供給して乾燥させたスラッジ乾燥物の発熱量及び成分を試験評価したものである。

【0123】

【表1】

【0124】

[試験機関：(株)ウェンイル化学＆環境]
表１によれば、スラッジ乾燥物は発熱量が３，５７０ｋｃａｌで高くて、水分が６．４４ｗｔ％で低くて燃料で使用可能であり、塩素、硫黄分、水銀、カドミウム、鉛、砒素など含量が微量であるか、または不検出されて燃料で使用時環境汚染を最小化することができることを分かる。

【0125】

前述した本発明は多段乾燥機を利用してスラッジを効率的に乾燥し、乾燥時に循環乾溜ガスが循環されてダクト内の酸素を脱臭炉に排出して運転するに適当な酸素濃度を維持し、乾燥機には火災感知器が設置されて火災危険が感知されれば、自動的に窒素ガスをパージして火災を防止することができる。

【0126】

また、乾燥機で乾燥されたスラッジ乾燥物はダブルフラップベルブによって酸素が遮られて排出コンベヤーを通じて排出される過程で冷却されるので、火災危険で安全に冷却排出することができる。

【0127】

また、乾燥機から排出される乾溜ガスは第１遠心力集塵機と第２遠心力集塵機を通過して大粒子粉塵及び微細粒子粉塵が除去された後蒸気加熱機を通過するので、蒸気加熱機内部の汚染度を低めて蒸気加熱機の熱交換効率を高めることができる。

【0128】

また、第１遠心力集塵機と第２遠心力集塵機出口に粉塵濃度感知部を設置して粉塵濃度及び第１遠心力集塵機の粒度分離、性能確認、詰まりなどを感知することができて遠心力集塵機の詰まりをあらかじめ防止することができるし、遠心力集塵機を効率的に利用することができる。

【0129】

また、乾燥機で発生された低温の乾溜ガスを乾燥機後段圧力の指示を受けて自動ダンパで排気送風機を制御して水分が蒸発された程度だけ乾溜ガスを効率的に脱臭炉に移動するので、脱臭炉で凝縮水が発生しない。

【0130】

また、乾溜ガスに含まれた悪臭及び水分は脱臭炉ですべて除去されて濾過集塵機を通過しながら超微細ほこりが除去された後排気ガスで排出されるので、悪臭が発生しないで環境汚染を誘発しない。

【0131】

また、第１脱臭炉から排出される脱臭ガスで余剰乾溜ガスを蒸気加熱機で熱交換して乾燥機熱源で循環供給するので、乾燥機エネルギー効率を最適化することができる。
また、蒸気加熱機を通過した脱臭ガス、煙突を通過する排気ガスで悪臭ガスを１次、２次熱交換して加熱した後、脱臭炉に燃焼空気で供給するので、脱臭炉のエネルギー効率も最適化することができる。

【0132】

また、非常運転時にも予熱機の後段に構成される第２脱臭炉を通じて最終的に脱臭を実施することで、第１脱臭炉が停止した状態でも排気ガスによる大気汚染を最小化することができる。

【0133】

前述した循環蒸気再加熱スラッジ乾燥システムは閉鎖循環されるシステムであるので、高い熱効率を維持することができるし、悪臭と凝縮水発生がないし、運転が容易で維持管理費が安い利点がある。

【0134】

以上添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者は本発明の技術的思想や必須な特徴を脱しない範囲内でいろいろに置き換え、変形及び変更が可能であるので、他の具体的な形態で実施されることができるということを理解することができるであろう。それで、以上で記述した実施例らはすべての面で例示的なものであり、限定的ではないものとして理解しなければならない。

【符号の説明】

【0135】

１０ スラッジ搬入場
２０ スラッジ貯蔵槽
３０ 供給管
４０、５０ 投入コンベヤー
１００ 乾燥機
２２０ 排気送風機
２４０ 循環送風機
３００ 遠心力集塵機
４００ 第２脱臭炉
５００ 蒸気加熱機
６００ 予熱機
７００ 濾過集塵機
８００ 型煙突
９００ 第１脱臭炉

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】