초록 ▼

최종목표
- 20톤/일 건조기에 적용할 열효율 향상 및 건조로 배출가스 처리시스템 개발
- 100톤/일 급 실증 규모 대형화 설계기술 확보
- 기존 건조기 대비 건조 열효율 30 이상 향상
- 30일 장기 연속운전을 통한 신뢰성 및 내구성 확보

개발내용 및 결과
가) 연구개발내용
- 고효율 예열시스템 건조기 적용기술 개발
- 건조 배출가스 최소화 운전기술 개발
- 20톤/일 규모 파일럿 플랜트 설계 및 시험
- 100톤/일 급 기본 Scale-Up 설계기술 개발

최종목표
- 20톤/일 건조기에 적용할 열효율 향상 및 건조로 배출가스 처리시스템 개발
- 100톤/일 급 실증 규모 대형화 설계기술 확보
- 기존 건조기 대비 건조 열효율 30 이상 향상
- 30일 장기 연속운전을 통한 신뢰성 및 내구성 확보

개발내용 및 결과
가) 연구개발내용
- 고효율 예열시스템 건조기 적용기술 개발
- 건조 배출가스 최소화 운전기술 개발
- 20톤/일 규모 파일럿 플랜트 설계 및 시험
- 100톤/일 급 기본 Scale-Up 설계기술 개발
나) 제품, 공정에 대한 주요 연구내용
- 슬러지 예열기 개발
- 건조 배출가스 응축기 개발
- 건조 배출가스 응축수 기액 분리기 개발

다) 성과 설명
〇 개요
* 기존기술
-건조 배출가스 단순 방출
증발에 소요되는 열량의 1.3~1.4 배의 열량을 건조에 소비
* 개발기술
-건조 배출가스 폐열 회수
배출가스 폐열을 이용 슬러지를 비등점 이상으로 예열 후 투입 하므로 건조기내 소요열량을 기존의 70% 수준으로 감소
〇 폐열회수
*기존기술 : 0%
*개발기술 ： 30%
〇 에너지 소비량
* 기존기술
소비 열량: 850 ~ 990 kcal/kgH₂O
스팀 소비량: 1.7 ~ 2.0 kg/kgH₂O
* 개발기술
소비 열량: 600 kcal/kgH20 스팀 소비량: 1.2 kg/kgH₂O
배출가스 폐열 회수를 통해 소비열량 600 kcal/kgH₂O 달성가능

〇 제품용량
최소 10톤/일에서 부터 최대 150톤/일 까지 용량별 총 8개 모델로 구성, 소형부터 대용량 처리까지 수요처 요구 만족.
(10톤/일, 20톤/일, 40톤/일, 60톤/일, 80톤/일, 100톤/일, 125톤/일, 150톤/일)

개발기술의 특징·장점
- 최초로 건조 배출가스의 폐열을 활용하여 건조 전 슬러지를 예열함으로써 기존 건조시스템의 효율을 30% 이상 개선.
- 기술 및 제품의 국산화율 100% 달성 가능
- 에너지 다소비 설비인 슬러지 건조기의 효율 향상을 통하여 국내는 물론 해외 수출 가능성이 높음

기대효과(기술적 및 경제적 효과)
* 기술적 측면
- 슬러지 건조기의 에너지 소비를 기존의 70% 이하로 절감
- 건조기 배출가스의 환경오염물질 제거기술 및 관련 시스템 확보
- 건조기의 건조특성 향상
* 환경적 측면
- 폐기물의 에너지화 및 CO₂ 배출량 감축효과 발생
*경제적•산업적 측면
- 슬러지 건조기의 에너지 소비를 최소화함으로서 운전비용 절감
- 건조시스템의 수출에 의한 관련 산업발전에 기여

적용분야
-도시지역 하수처리장에서 발생하는 하수 슬러지의 건조

(출처 : 보고서 초록 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 목차 ... 6
• 표목차 ... 9
• 그림목차 ... 10
• 제1장 서론 ... 12
• 제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 12
• 제2절 연구개발의 국내외 현황 ... 14
• 1. 세계적 수준 ... 14
• 2. 국내수준 ... 14
• 제3절 연구개발 대상 기술의 차별성 ... 14
• 제2장 연구개발의 목표 및 내용 ... 18
• 가. 연구의 최종목표 ... 18
• 나. 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 ... 18
• 다. 연도별 추진체계 ... 19
• 1) 연도별 추진체계 ... 19
• 2) 연구개발의 추진전략 ... 21
• 제3장 연구개발 결과 및 활용계획 ... 23
• 제1절 연구개발 결과 및 토의 ... 23
• 1. 하수슬러지 예열기 실험(1톤/일) ... 23
• 가. 열전달계수 ... 23
• 나. 실험 방법 및 결과 ... 26
• 2. 하수슬러지 예열기-건조로 (1톤/일) ... 35
• 1) 예비실험 (tube-side: 물) ... 36
• 2) 하수 슬러지 실험 ... 40
• 3) 건조로-예열기 집적시스템 ... 44
• 4) 20 ton/day 예열기 설계 ... 49
• 5) 예열기 도입에 따른 건조시스템 에너지효율 향상 ... 52
• 3. 하수슬러지 예열기-건조로 (20톤/일) ... 55
• 가. 공정설명 ... 55
• 나. 실험결과 ... 59
• 다. 실험결과 고찰 ... 72
• 라. 경제성 분석 ... 80
• 마. 결론 ... 85
• 제2절 연구개발 결과 요약 ... 88
• (1) 예비실험, 실험실 규모, 1 톤/일 예열기에서 물 및 하수슬러지 열전달실험(1단계) ... 88
• (2) 1단계 예비실험자료 근거 1톤/일 예열기 설계제작 및 열전달실험(2단계-1차년도) ... 88
• (3) 1톤/일 예열기 건조로와 집적실험(2단계-2차년도) ... 88
• (4) 2단계 실험자료 근거 20 톤/일 양산건조로에 예열기 설계제작 및 실험(3단계-1차년도) ... 88
• 제3절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 89
• 제4절 연도별 연구성과(논문·특허 등) ... 90
• 제5절 관련분야의 기술발전 기여도 ... 91
• 제6절 연구개발 결과의 활용계획 ... 92
• 1. 사업화 실적 및 계획 ... 92
• 2. 사후보고 확약사항 ... 93
• 부록 ... 94
• 모노펌프 압력에 대한 사양 ... 132
• 학술지발표 1) 한국에너지공학회2008.10 ... 133
• 학술지발표 2) 한국화학공학회2008.10 ... 139
• 학술지발표 3) 한국화학공학회2009.04 ... 142
• 끝페이지 ... 145