초록 ▼

본 발명은 돈분, 계분, 우분과 같은 축산폐기물과 음식물찌꺼기와 같은 유기성폐기물을 유기질 퇴비의 원료로 처리하기 위한 장치로서 유기성폐기물이 고속발효건조 되는 과정에서 발생하는 악취를 포함하는 수증기는 백금촉매 리엑타를 이용하여 300∼320℃ 의 온도에서 저온연소 시켜 탈취처리 하며 백금촉매 리엑타에서 악취 및 가스가 연소 하면서 발생하는 산화반응열까지 추가되어 많은 열에너지를 포함하고 있는 배기가스의 열에너지를 단계별로 회수하여 재활용 할 수 있는 에너지리싸이클 시스템을 구성하므로 열역학적으로 매우 우수한 성능을 나타낼 수 있

본 발명은 돈분, 계분, 우분과 같은 축산폐기물과 음식물찌꺼기와 같은 유기성폐기물을 유기질 퇴비의 원료로 처리하기 위한 장치로서 유기성폐기물이 고속발효건조 되는 과정에서 발생하는 악취를 포함하는 수증기는 백금촉매 리엑타를 이용하여 300∼320℃ 의 온도에서 저온연소 시켜 탈취처리 하며 백금촉매 리엑타에서 악취 및 가스가 연소 하면서 발생하는 산화반응열까지 추가되어 많은 열에너지를 포함하고 있는 배기가스의 열에너지를 단계별로 회수하여 재활용 할 수 있는 에너지리싸이클 시스템을 구성하므로 열역학적으로 매우 우수한 성능을 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 처리장치를 제공할 수 있으며 본 발명을 확대 응용하여 도축폐기물이나 고농도의 오, 폐수 및 하수슬러지를 처리하기 위한 시스템에 적용 할 경우 저비용의 탁월한 성능을 나타낼 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 처리장치인 "이알에스고속발효건조시스템"에 관한 것이다.

대표청구항 ▼

유기성폐기물을 친환경퇴비 원료로 전환시키려고 고속으로 발효건조시키는데 있어서 발효건조기 처리조(08)의 내부물질이 적정레벨을 유지하면서 고온 호기성 발효미생물이 활성화 되어 증식하기 위한 환경을 유지하기 위해 처리조의 내부에는 물질을 전, 후, 좌, 우로 교반 시킬 수 있는 리본타입의 교반기(13)가 설치되어 있고 2중자켓(32)에서는 내부 물질에 포함된 수분의 증발잠열로 필요한 열에너지를 공급하기 위한 투윈구조의 처리조로 구성되어 있는「용기수단 」고속발효건조기의 처리조(08)에서 발생하는 악취와 가스를 포함하는 포화수증기(31)를

유기성폐기물을 친환경퇴비 원료로 전환시키려고 고속으로 발효건조시키는데 있어서 발효건조기 처리조(08)의 내부물질이 적정레벨을 유지하면서 고온 호기성 발효미생물이 활성화 되어 증식하기 위한 환경을 유지하기 위해 처리조의 내부에는 물질을 전, 후, 좌, 우로 교반 시킬 수 있는 리본타입의 교반기(13)가 설치되어 있고 2중자켓(32)에서는 내부 물질에 포함된 수분의 증발잠열로 필요한 열에너지를 공급하기 위한 투윈구조의 처리조로 구성되어 있는「용기수단 」고속발효건조기의 처리조(08)에서 발생하는 악취와 가스를 포함하는 포화수증기(31)를 에너지리싸이클리엑타시스템 유니트(06)의 촉매리엑터(30)에서 촉매연소 시켜 탈취한 후 320℃ 이상의 촉매리엑터 출구가스(28)가 가지고 있는 열에너지를 리싸이클 시켜 촉매연소 예열에너지로 재활용할 수 있도록 구성된 「1단계 에너지리싸이클시스템 」1단계 에너지리싸이클 후 에너지리싸이클리엑터시스템 유니트(이하 "이알에스 유니트"라 칭함)에서 배출되는 과열증기 상태의 가스(35)를 고속발효건조기의 2중자켓(20)에 공급하여 처리조(08)내 물질의 수분을 기화시키기 위한 증발잠열로 공급할 수 있도록 구성된「2단계 에너지리싸이클시스템 」2단계 에너지리싸이클 후 고속발효건조기의 2중자켓(20)에서 배출되는 포화상태의 습공기(42)의 잔열을 회수하여 처리조 급기(67)를 예열할 수 있도록 구성된 「3단계 에너지리싸이클시스템 」처리조 내부의 호기성 발효와 촉매리엑터의 촉매연소를 위해 공급되는 급기를 악취가 많이 발생하는 유기성폐기물의 1차저장 호퍼나 축분저장탱크의 상단부(82)로부터 유입하므로 주변의 악취까지 같이 처리하도록 구성하는 「탈취 수단」그리고 모든 기능이 전자동으로 제어되는「자동제어시스템」으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 1항에 있어서 상기 「용기수단」은 처리조 내부물질의 적정용량과 적정 함수율을 유지하기 위하여 본 출원인의 제0325886호 특허기술중 전극식 함수율센서를 이용하여 상위레벨센서(53)에서 배출컨베이어(05)를 작동시키고 하위레벨센서(54)에서 배출컨베이어를 정지 시키며 처리물질은 매시간당 하루 적정 처리량의 1/24 분량만 자동투입 하도록 구성하므로 정상 가동 시 처리조 내부 물질의 환경을 함수율 50 ∼ 60％ , 온도 65 ∼ 75℃ , 처리조 내 물질의 레벨을 조용량의 50 ∼ 70％ 로 유지하므로 고온 호기성 발효미생물이 활성화되어 증식하기 위한 최적의 환경을 유지하면서 가동되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 1항에 있어서 상기 투윈구조의 처리조는 고속발효건조기의 처리조 내부 물질(65)에 수분의 증발잠열을 공급하기 위한 수단으로 2중자켓(20)의 내부를 2등분 한 다음 폐열을 회수하여 처리조 내부로 공급하는 구조로 구성되는 에너지리싸이클 열교환부(36)와 가동 초기 예열을 위한 가열 에너지와 정상 가동 시 폐열회수 만으로 부족한 열에너지를 공급하기 위한 보조가열을 목적으로 하는 열매체 가열부(37)를 병행 가동하므로 최소한의 열에너지만으로 최적의 환경을 유지하면서 가동되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 1항에 있어서 상기「1단계 에너지리싸이클시스템」은 "이알에스고속발효건조시스템"이 정상적으로 가동하는 중 처리조예서 발생하는 악취와 가스를 포함하는 포화수증기(21)를 "이알에스 유니트"의 촉매 리엑터(30)에서 저온 연소시켜 산화처리 하고자 할 때 완전 연소를 위한 적정온도인 300 ∼ 320℃ 로 예열해야 할 필요가 있으며 외부의 열에너지 공급이 없이 자체 폐열을 리싸이클 시켜 예열에너지를 얻기 위한 수단으로 320℃ 이상의 과열증기 상태인 촉매리엑터 출구가스(28)가 가지고 있는 열에너지를 판형열교환기(27, 26, 25, 24, 23)를 이용하여 리싸이클 시켜 주므로 65 ∼ 75℃ 이었던 처리조 발생 포화수증기(21)를 270 ∼ 280℃ 로 예열하기 위한 열에너지로 사용하며 촉매리엑터의 적정연소 온도인 300 ∼ 320℃ 로 예열하기 위한 열에너지는 20 ∼ 40℃ 추가 가열시키기 위한 열에너지만 전기가열기(29)를 이용 공급하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 4항에 있어서 상기 "이알에스 유니트"는 고속발효건조기 처리조(08)의 상단부 배기쳄버(56)에서 고압송풍기(09)에 의해 흡입쳄버(22)에 공급되는 65∼75℃인 포화수증기(31)와 320℃ 이상인 촉매리엑터 출구 과열증기(28)가 상호 대향류로 통과 하면서 단계적으로 열교환이 되므로 저온측 입구공기(31)는 판형열교환기(23, 24, 25, 26, 27)를 통과 할 때 마다 65∼75℃ ⇒ 110∼120℃ ⇒ 150∼160℃ ⇒ 190∼200℃ ⇒ 230∼240℃ ⇒ 270∼280℃ 로 가열이 되고 고온측 출구공기(28)는 판형열교환기(27, 26, 25, 24, 23)를 통과할 때 마다 320℃ ⇒ 280∼290℃ ⇒ 240∼250℃ ⇒ 200∼210℃ ⇒ 160∼170℃ ⇒ 120∼130℃로 냉각이 되는 것과 같이 흡입쳄버(22)에 공급되는 악취 및 가스와 같은 상변화성 물질을 포함하는 공기의 입구온도, 풍량 및 풍속에 따라 동일한 비율로 단계별 에너지리싸이클 되는것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 5항에 있어서 상기 판형열교환기(23, 24, 25, 26, 27)는 "이알에스유니트"의 흡입쳄버(22)에 유입되는 악취 및 가스와 같은 상변화성 물질을 포함하는 공기를 전기가열기(29) 입구 온도인 270∼280℃까지 예열하기 위하여 320℃ 이상인 촉매리엑터 출구 과열증기(28)의 열에너지를 리싸이클 시킬 때 흡입쳄버의 입구온도, 풍량 및 풍속에 따라 판형 열교환기를 3단∼8단으로 직열조립 하거나 2단∼4단으로 직열조립한 유니트를 다시 직열조립 하거나 병열조립 하므로 필요한 온도의 ΔT를 얻을 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 1항에 있어서 상기 「2단계 에너지리싸이클시스템」은 "이알에스유니트" (06)의 배출챔버(32)로부터 배출되는 120∼130℃ 인 과열증기(35)를 고압송풍기(15)를 이용하여 처리조 2중자켓(20)의 에너지리싸이클 열교환부(36)에 공급하여 처리조 내부에 증발잠열로 필요한 열에너지를 공급하기 위한 것으로서 열교환부 2중자켓 내통(39)의 표면에는 열전달효율을 높여주기 위한 목적으로 전열 휜(38)을 밀착 접합시켜 전열면적을 크게 확대할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 7항에 있어서 상기 전열 휜(38)은 0.6 ∼ 1.2t 두께를 갖는 스텐레스 철판으로 제작 하였으며 처리용량, 풍량 및 풍속에 따라 전열 휜의 플레이트면 형태를 평면플레이트 혹은 요철 형태의 엠보싱 플레이트로 하며 전열 휜의 간격(피치)은 3mm∼10mm 로 구성하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 7항에 있어서 상기 에너지리싸이클 열교환부(36)는 칸막이(40)에 의해 4단, 5단 혹은 6단으로 나누어 주었으며 열교환부의 입구(58)를 통해 공급되는 고온의 수증기가 최상단의 코일부(68)를 통과하게 되면 쳄버(41)를 통하여 다음단의 코일부(69, 70, 71)로 왕복하면서 전열효과를 낼 수 있도록 하였으며 마지막 코일부(71)를 통과한 후 배출구(63)을 통하여 배기되는 동안 포함하고 있던 열에너지를 처리조 내부물질의 증발잠열로 빼앗기면서 점차 응축이 되어 습포화증기와 응축수가 혼합된 상태로 배출이 되며 가지고 있던 열에너지를 처리조 내부 물질의 포화온도에 해당하는 열에너지까지 전달하면서 순환하는 구조로 되어있는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 7항에 있어서 상기 전열 휜(38)은 계단식(64)으로 접합하여 열교환부 양쪽 끝의 순환공기가 터닝 되는 부분을 V형 챔버(41)형태로 형성하므로 포화 수증기(59, 60, 61, 62)의 흐름이 원활하게 유턴되는 구조로 구성하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 1항에 있어서 상기「3단계 에너지리싸이클시스템」은 2단계 에너지리싸이클 후 처리조 자켓 에너지리싸이클 열교환부의 배출구(63)를 통해 배출되는 포화습증기(42)를 기수분리기(14)를 통과하여 배기(43) 시키면서 열에너지를 회수한 다음 공기예열기(12)를 통해 급기 되는 외기를 예열하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 11항에 있어서 상기 기수분리기는 처리조 자켓 에너지리싸이클 열교환부의 배출구(63)를 통해 배출되는 포화습증기(42)가 기수분리기 하단부의 흡입챔버(72)로 유입되어 중간에 있는 스텐레스 열교환 코일을(16) 통과한 다음 상단부의 챔버(73)과 배기구(43)를 통해 배출되도록 구성되어 있으며 상부햇더(74)로부터 왕복 순환하면서 하부햇더(75)로 흐르는 구조의 열교환코일 내부의 열매체와 상호 대향류로 교차 하면서 포화습증기(42)의 열에너지가 열매체에 전달되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 11항에 있어서 상기 공기예열기는 급기(67)를 예열하기 위한 장치이며 호기성 발효와 촉매연소를 위해 필요한 공기를 급기 할 때 낮은 온도의 외기를 예열 하여 주므로 처리효율을 높여주기 위한 것으로서 급기덕트(44)를 통해 공급되는 외기(46)는 공기예열기(12) 로 유입되어 열교환 코일(17)을 통과 하게 되는데 내측햇더(76)로부터 왕복 순환하면서 입구측햇더(77)로 흐르는 구조의 열교환코일 내부의 열매체와 상호 대향류로 교차 하면서 가열이 되어 급기구(66)를 통해 급기(67)되도록 구성되어 있으며 이때 필요한 열에너지는 외부 열에너지의 공급이 없이 배기되는 가스(43)로부터 회수한 폐열을 이용하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 11항에 있어서 상기 기수분리기의 열교환코일(14)과 공기예열기의 열교환코일(12)은 순환펌프(19)와 배관(18)을 통해 연결되어 있고 그 내부에는 부동액과 증류수가 50 : 50의 비율로 혼합된 열매체가 채워져서 순환펌프(19)에 의하여 순환되고 있으며 기수분리기(14)의 내부에 있는 열교환코일(16)을 통과하여 배기 되는 배출가스(42)로부터 열에너지를 회수하면서 순환되는 열매체는 공기예열기(12) 의 열교환코일(16)에 공급되어 급기(67)를 예열하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 1항에 있어서 상기「탈취 수단」은 이알에스 고속발효건조시스템이 정상적으로 가동될 때 호기성 발효와 촉매연소를 위하여 필요한 급기를 하면서 주변의 탈취를 동시에 하기 위한 목적으로 악취가 많이 발생하는 호퍼나 축산분뇨 저장탱크(04)의 상단부로부터 공기예열기(12)를 통하여 처리조 급기구(66)에 연결되는 급기 덕트(44)를 연결한 다음 호퍼나 저장탱크 상단부의 악취가 많은 공기(45)를 급기로 사용 하므로 저장탱크(04)에는 신선한 외부공기(46)가 공급되는 구조이므로 악취 발생부의 탈취까지 동시에 해결 하게 되는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 1항에 있어서 상기「자동제어시스템」은 발효건조기를 가동시키면 예열이 완료되고 각부의 시스템이 정상으로 유지되면서 가동되며 처리조에 유기성폐기물을 투입하고 발효 건조된 처리부산물을 배출하는 모든 운전 과정이 자동으로 제어되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 16항에 있어서 상기 자동투입 제어수단은 매시간당 정하여진 일정량이 정량투입 되도록 타이머에 의해 투입장치의 가동시간을 조정하므로 투입량을 제어하도록 기본 설정되어 있는데 정량투입 되는 폐기물의 함수율이 기준치보다 낮은 경우 처리조 내부 물질의 함수율이 점차 낮아지게 되는데 일정 함수율 이하가 되면 함수율센서(55)에 의하여 자동으로 일정시간 추가 투입 되도록 병행 구성 되어있으며 만일 폐기물의 저장조에 물질이 없어 투입장치가 가동하지 않는 경우에는 함수율센서(55)에 의하여 과열되어 있는 처리조의 내부를 30분간 냉각 시킨 후 자동으로 시스템을 정지 시키는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.제 16항에 있어서 상기 자동배출 제어수단은 매일 정하여진 시간에 정하여진 일정량이 정량배출 되도록 타이머에 의해 배출장치의 가동시간을 조정하므로 배출량을 제어하도록 기본 설정되어 있는데 투입량과 투입되는 폐기물의 함수율 변화에 따라 처리조의 레벨에 변화가 있을 수 있으므로 처리조 내부의 구조를 자동배출 시에는 배출컨베이어가 아무리 오랜 시간 가동되더라도 일정레벨 이하는 배출되지 않도록 구성되어 있으며 또한 상위 레벨센서(53)와 하위 레벨센서(54)에 의하여 타이머에 의한 배출과 병행하여 처리조 내부 물질의 레벨을 항상 적정상태로 유지 할 수 있도록 되어있는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속발효건조시스템.본 발명의 또다른 효과를 얻기 위하여 에너지리싸이클리엑타시스템을 탈취시스템에 적용하는 경우 "이알에스고속발효건조시스템"에 사용하는 일반적인 "이알에스 유니트"(78)의 상단부에 또다른 에너지리싸이클 유니트(67)를 2층 구조로 구성하면 탈취전용 "이알에스 유니트"를 완성하게 되며 악취 발생 장소(81) 로부터 인입되는 악취를 포함하는 공기(53)를 촉매연소 탈취한 후 에너지리싸이클 시킨 다음 배기휀(79)에 의하여 배출(54) 하며 실내에 필요한 급기(56)는 외부의 신선한 공기 (55)를 열교환기에서 예열시킨 후 급기휀(80)에 의하여 공급하는 것을 특징으로하는 탈취전용 "이알에스 유니트"제 19항에 있어서 상기 에너지리싸이클 유니트는 흡입쳄버(22)에 공급되는 악취 및 가스와 같은 상변화성 물질을 포함하는 공기의 입구온도, 풍량 및 풍속과 악취 발생장소(81)의 온도 및 환경에 따라 하단부 열교환기 유니트와 상단부 열교환기 유니트의 열교환기 수량 및 배치를 조정 하므로서 악취 발생 환경과 처리목적에 따라 적절하게 응용할 수 있는 것을 특징으로 하는 탈취전용 "이알에스 유니트"