Environmental New Technology

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1 Environmental New Technology
마이크로웨이브와 근적외선을 이용한 슬러지 건조기술 ㈜ 태영건설 / ㈜ 제이디이엔지 보광씨디엠㈜

2 목 차 Ⅰ 기술의 개요 Ⅱ 적용 사례 Ⅲ 평가 내용 Ⅳ 결 론

3 Ⅰ. 기술의 개요 1) 기술의 현황 2) 기술의 개발 배경 3) 기술의 연혁 및 적용 사례 4) 기술의 산업재산권
5) 기술의 활용 전망 6) 기술의 원리

4 기술의 현황 기 술 명 기 술 의 개 요 운 전 대 상 시 설 개 요 기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 기술의 현황 마이크로웨이브와 근적외선을 이용한 하수슬러지 건조기술 기 술 명 기 술 의 개 요 발열특성이 다른 마이크로웨이브와 근적외선을 조합하여 하수 슬러지를 건조하는 전기식 건조기술로써 친환경적이고 에너지 이용효율(수분증발효율) 및 경제성을 제고 할 수 있는 슬러지 건조기술 운 전 대 상 시 설 개 요 시 설 구 분 : 실증시설 처 리 용 량 : 10 톤/일 처리대상물 : 강릉하수처리장 탈수슬러지 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 1 ]

5 친환경적 하수슬러지 처리기술개발 MW-NIR 슬러지 건조기술 기술의 개발배경 지속적인 하수슬러지 발생량 증가
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 기술의 개발배경 지속적인 하수슬러지 발생량 증가 친환경적 하수슬러지 처리기술개발 2007년 현재 347개소 하수처리장에서 7,631톤/일 슬러지 발생 2011년 460개소 하수처리장에서 10,259톤/일 슬러지 발생 전망 해양배출을 단계적으로 감량할 예정 2007년 현재 해양배출(68.5%), 재활용(18.5%), 소각(10.9%) 해양배출을 대신할 슬러지 처리ㆍ처분 대책 시급 MW-NIR 슬러지 건조기술 경제적이고 지속 사용 가능한 설비 보급 필요 에너지 가격 상승에 따른 슬러지 처리 비용 상승 하수처리장의 이용 가능한 에너지 활용 폐기물에너지와 같은 신ㆍ재생 에너지의 확보 시급 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 2 ]

6 기술의 연혁 및 적용 사례 기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 3 ]
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 기술의 연혁 및 적용 사례 ~07. Lab 규모 실험 및 기초 연구 ‘05 - 이론적 검토 및 기초 연구 실시 ~12. Pilot 규모 제작 및 기초 연구 - 산ㆍ학 공동연구 (신라대학교) - 특허 등록 ‘06 KG케미칼 (구.경기화학) 1기 시공 ‘07 토지공사 가용 신기술 획득 실증플랜트 설치 실시 ‘08 실증플랜트 운전 및 자체 성능평가 ‘09 환경신기술 검증 획득 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 3 ]

7 기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론
기술의 산업재산권 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 4 ]

8 마이크로웨이브와 근적외선을 이용한 건조기술
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 기술의 산업재산권 보 유 기 술 명 특 허 권 등 록 번 호 등 록 일 종 류 슬러지 건조방법 및 장치 제 호 특 허 건조시키고자 하는 피 건조물을 복수개 이상의 스크류를 회전시켜 파쇄, 교반, 이송 되도록 하고, 마그네트론과 근적외선 램프로 조사(照射)하여 수분 을 증발시키는 특허기술 인 증 명 발행기관 기 술 명 발행일자 한국토지공사 가용신기술 마이크로웨이브와 근적외선을 이용한 건조기술 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 4 ]

9 기술의 활용 전망 하.폐수처리장에서 발생되는 슬러지 감량화 각종 슬러지 처리 설비의 전처리로 활용 시멘트 연료화 및 원료화
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 기술의 활용 전망 하.폐수처리장에서 발생되는 슬러지 감량화 각종 슬러지 처리 설비의 전처리로 활용 시멘트 연료화 및 원료화 퇴비화 고형화 탄화/소각 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 5 ]

10 OUR SERVICE … Microwave
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 기술의 원리 - ① OUR SERVICE … Microwave 마이크로웨이브 란? 전자파의 일종으로 파장이 매우 짧은 전자파 의미 주파수는 약1,000MHz(메가헤르쯔) ~ 30GHz 파장은 대략 1-30cm까지의 전파를 총칭. 마이크로웨이브의 생성 방법과 효과 마이크로파에 의해서 물 분자가 1초간 약 24억5000만 회의 분자 배향에 의한 회전운동을 일으키면 분자간의 마찰열이 발생하는데 이때  발생하는 열에 의해 순간적으로 살균 작용 건조 작용 추출 작용 등을 한다.     MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 7 ]

11 OUR SERVICE … Microwave
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 기술의 원리 OUR SERVICE … Microwave 마이크로웨이브의 공업적 이용의 이점      - 열 전도에 의하지 않으므로, 내부까지 단시간에 가열 및 균등 분사 가능.     - 가열 효율이 좋음.(전력의 80% 가 열로 교환 됨)     -  목적물을 선택적으로 가열.     -  온도 제어가 가능.     -  조작 용이.     -  밀폐 가열 가능. (진공 및 분위기)     -  소음, 열기 배기가스가 발생 않음.   수분 증발 능력은 1Kw의 전력으로 한 시간에 약 1.2L의 물을 증발. 기존 열풍 건조 시스템 보다 30 배 뛰어난 능력 보유. MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 7 ]

12 기술의 원리 근적외선이란 ? 햇빛이나 발열체로부터 방출되는 빛을 스펙트럼으로 분산시킬 때
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 기술의 원리 OUR SERVICE … NIR (근 적외선: Near Infra Red) 햇빛이나 발열체로부터 방출되는 빛을 스펙트럼으로 분산시킬 때 적색 스펙트럼 끝 보다 바깥 쪽의 것을 적외선이라 하며 가운데 파장이 가장 짧은 것을 근적외선이라 함. 근적외선이란 ? MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 7 ]

13 근적외선(NIR: Near Infra-Red)의 응용 분야
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 기술의 원리 근적외선(NIR: Near Infra-Red)의 응용 분야 공기층을 투과 하는 단파장 특성 열에너지의 손실 최소화 급속 건조 능력 액체 왁스 점착코팅 분말 슬러지 폐수 마이크로웨이브:초음파 적용 사업장 - 건조와 살균이 필요한 모든 사업장 근 적 외 선 발 열 체 건조상태 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 7 ]

14 기술의 원리 마이크로웨이브와 근적외선 조합을 이용한 슬러지 건조 기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 기술의 원리 마이크로웨이브와 근적외선 조합을 이용한 슬러지 건조 마이크로웨이브의 용적가열 특성으로 슬러지 내부 수분을 증발시킴에 따라 증발된 수분 압력으로 슬러지에 틈(Crack)이 생기고 수증기는 틈을 통해 배출되며, 일부의 수증기는 슬러지 표면과의 온도차로 표면수로 전환 마이크로웨이브 단독 건조시 문제되는 표면수의 가열에 효율적인 근적외선을 적용하여 슬러지 입자 주위를 감싸는 수분을 제거함으로써 상호 보완적으로 이루어지는 효율적인 슬러지 건조 근적외선을 접목함으로써 운전초기 가열에 빠르게 기여하며, 고온의 열평형 상태에서 일정한 분위기를 유지시키는데 큰 역할을 하여 배기에 따른 온도저하를 방지해 줌 a 방식 항목 마이크로파 근적외선 가열대상 유전체 다양 가열부위 내부 표면 침투깊이 깊다 얕다 함수율과의 관계 함수율이 20~50% 일 때 효과 극대화 함수율이 클수록 흡수율이 증가 b c a. 내부수 b. 표면부착수 c. 모관결합수 d. 간극수 d MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 7 ]

15 기술의 원리 슬러지 건조기의 상호비교 MW-NIR 건조기 비 교 항 목 DISK 건조기 직접적으로 대상물에 조사 건조
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 기술의 원리 슬러지 건조기의 상호비교 MW-NIR 건조기 비 교 항 목 DISK 건조기 직접적으로 대상물에 조사 건조 건 조 원 리 전도 가열식 간접 열 건조 평균 75% (2배) 에너지 효율 평균 45% 전후 전기에너지만 사용 원자력발전 지속증설로 안정적 가격 기대 사용 에너지 화석연료 등을 사용 스팀을 발생 시키므로 환경오염 물질 발생 10% 이하 가능 건조 함수율 한계 <함수율 80% 기준> 40% 이하 불가능 전 산업분야 가능 (기존 불가능한 대상물질도 건조가능) 건조 대상물질 탈수 CAKE 및 음식물 잔반 등 불용출 용출실험 용출 무 취 (MW-NIR의 열분해 효과로 악취 제거) 건조 후 냄새 악 취 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 7 ]

16 기술의 원리 MW-NIR 연속식 건조플랜트는 스크류 컨베이어 Type 기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 기술의 원리 스크류 컨베이어 Type 난분해성 유기물의 분자고리를 끊고 내부 깊숙이 침투 MW-NIR 연속식 건조플랜트는 높은 건조효율 및 열 효율 달성 비열, 가열 공정의 단축화 및 근적외선과의 Synergy효과 극대화 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 7 ]

17 2. 적용 사례 1) 정수. 하수 슬러지 2) 산업체 원료 및 폐기물 3) 피혁폐수 슬러지 4) 슬러지 처리 및 처분
5) 처리공정도 6) 시설의 구성 (강릉하수처리장) 7) 시설 전경 (동영상)

18 하수 및 정수 슬러지 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 8 ] 기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 하수 및 정수 슬러지 [건조 성상 샘플] 구 분 주요 내용 비 고 환경법규 2011년 해양투기 전면금지 환경부 방침 재활용 적극 유도 현 상황 하수 슬러지 70% 해양투기 2005년 기준 처리비용 30,000 ~ 50,000/ton 60,000~ 100,000 /ton 소각 처리 시 당사 처리비 30,000 / ton 건조열원: 전력 Kw/h 당 60원 재활용 정수 슬러지 -> 퇴비화 하수 슬러지 -> 복토재 재활용 시장 형성단계 정수슬러지 하수슬러지 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 8 ]

19 산업체 원료 및 폐기물 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 8 ] 기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 산업체 원료 및 폐기물 [건조 성상 샘플] 구 분 주요 내용 비 고 적용분야 화학·섬유·전자 식품공업 등 건조공정 수요처 장점 폐기물 타 산업원료로 가공 경제적·환경적 이익 현 상황 마이크로웨이브와 근적외선 단독사용 또는 병렬사용 MW-NIR 시스템은 단일 챔버 내 연속 반응조 구축 적용 례 황산철·산화티타늄 (GS 코스모 화학) 폐수침전제 약품원료 등 밀 배아박· 밀기울 (CJ 양산,영등포) 사료 및 시리얼 원료 황산제이철 – 칠수염 분리 CJ 밀배아박 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 8 ]

20 피혁 폐수 슬러지 농축슬러지 탈수 슬러지 건조 슬러지 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 8 ]
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 피혁 폐수 슬러지 농축슬러지 탈수 슬러지 건조 슬러지 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 8 ]

21 슬러지 처리 및 처분 기술 함수율 슬러지 감소량 화학슬러지 잉여슬러지 농 축 탈 수 전 처리 처 리 처 분 · 매립 · 건조
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 슬러지 처리 및 처분 화학슬러지 잉여슬러지 농 축 탈 수 전 처리 처 리 처 분 중력식 기계식 Belt-Press Filter-Press 소각 탄화 용융 재활용 해양투기 기술 · 매립 · 건조 함수율 98% 80% 40% 10%이하 슬러지 감소량 5,000kg (1000) 500kg (100) 167kg (33.4) - - (건조물 100kg 기준) : 기존 공정 : 개선 후 공정 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 8 ]

22 처리공정도 슬러지 처리 슬러지 처분 1차 화학처리 2차 생물학처리 3차 화학처리 원수 방류 농 축 농 축 탈 수 탈 수 건 조
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 처리공정도 1차 화학처리 2차 생물학처리 3차 화학처리 원수 방류 농 축 농 축 슬러지 처리 탈 수 탈 수 건 조 슬러지 처분 해양 투기 직매립 / 재활용 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 8 ]

23 Flow Chart 시설의 구성 (강릉하수처리장) 1차 건조기 2차 건조기 원심탈수기 탈수슬러지 이송콘베이어 슬러지 저장조
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 시설의 구성 (강릉하수처리장) Flow Chart 원심탈수기 기존설비 탈수슬러지 이송콘베이어 신설설비 슬러지 저장조 슬러지 공급설비 1차 건조기 흡입 송풍기 외기 2차 건조기 배기가스 응축기 건조 슬러지 배 기 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 8 ]

24 시설의 구성 (강릉하수처리장) 원심 탈수기 슬러지 공급설비 배기가스 처리설비 건 조 기 탈수슬러지 이송 설비
기술의 개요 / 적용사례 / 자체 평가 내용 / 결 론 시설의 구성 (강릉하수처리장) 원심탈수기 슬러지 이송장치 저장조 슬러지 공급펌프 건조기 원심 탈수기 탈수슬러지 이송 설비 ① 기존 탈수슬러지 라인에서 방향 전환장치를 이용하여 건조기 저장조로 이송하는 설비 ② 탈수슬러지 이송 콘베이어 용량 : 2.5ton/hr 탈수슬러지 방향 이송장치 슬러지 공급설비 ① 슬러지 공급펌프 : 모노펌프식 - 용량 : 0.65 ㎥/hr ② 슬러지 저장조 : 사각 박스형 - 용량 : 12(10) ㎥ 슬러지 저장조 배기가스 처리설비 ① 배기가스 응축기 : 수직원통 자립형 ② 용량 : 840N㎥/hr 현장 조작반 건 조 기 MW-NIR 건조기 ① 연속식 건조 ② 용량 : 0.42ton/hr ③ 규격 : W1,000×L5,000×H800 ④ 1차 및 2차 건조 건조물 배출 건조물 처리 배기가스 처리 설비 조작반 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 9 ]

25 3. 평가 내용 1) 운 전 조 건 2) 건조기의 성능 3) 건조물의 특성 4) 물질수지도 5) 기술의 우수성 6) 경 제 성
3. 평가 내용 1) 운 전 조 건 2) 건조기의 성능 3) 건조물의 특성 4) 물질수지도 5) 기술의 우수성 6) 경 제 성 7) 시설의 안전성 8) 시설의 편의성 9) 배기가스의 환경성

26 ` 운전조건 건조기의 운전상태 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 17 ] 기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 운전조건 운전인자 운전조건 영향을 받는 인자 슬러지 투입부하 슬러지 공급유량 : 407∼460kg/hr -건조슬러지 함수율 슬러지 체류시간 60min ~ 120min (평균 90min) -스크류 컨베이어 속도 조절 -처리량 건조온도 각 단별 150∼350℃ -MW/NIR 에너지 투입량 조절 -증발속도 배출가스 유량 16.13∼16.72m3/min -댐퍼 조절 -증발효율 세정수 pH 및 공급유량 pH : 7.6∼8.3 유량 : 2.41∼7.52ton/hr -대기오염물질 농도 건조기의 운전상태 구 분 건조기 내부온도(℃) 함수율 변화 (투입%→건조%) 슬러지온도(℃) 배출 가스 온도(℃) 대기 온도(℃) 상대 습도(%) 비고 1단 입구 출구 2단 투입 평 가 318 296 193 80.95 → 35.24 26 80 127 51 KTL 측정 평균 주) KTL : 한국산업기술시험원 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 17 ]

27 ` 건조기의 성능 감 량 율 평균 함수율 80.95%인 426.7kg/hr 하수슬러지를 투입하여,
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 건조기의 성능 감 량 율 평균 함수율 80.95%인 426.7kg/hr 하수슬러지를 투입하여, 평균 312.1kg/hr의 수분을 증발시켜, 함수율 35.24%인 94.4kg/hr의 건조슬러지를   생산하였으며, 평균 77.9%가 감량 됨. 426.7 시 간 당 처 리 량 감량율 : 77.9% 94.4 (Kg/hr) MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 18 ]

28 수 증 기 마이크로웨이브 수분 1KG + 근적외선 건조기의 성능 782.8 kcal``` 수 분 증 발 효 율
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 건조기의 성능 수 분 증 발 효 율 유입슬러지 온도 26℃에서 필요증발열량 629kcal/kg 수 증 기 629kcal/kg 782.8kcal/kg = 80.4% 수분 1KG 마이크로웨이브 + 근적외선 782.8 kcal``` 구 분 투입슬러지량 (kg/hr) 수분증발량 사용 전력량(kWh/hr) 건조기 환산열량 (kcal/hr) 수분증발 효율(%) 전체시설 평 균 426.7 312.1 284.1 295.3 244,326 80.4 주) KTL 평가, 1Kw = 860Kcal, 수분증발열량 = 건조기환산열량 / 수분증발량 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 19 ]

29 건조기의 성능 폐기물 처리시설 소각의 성능평가방법에 의거 72시간 연속운전 실시
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 건조기의 성능 폐기물 처리시설 소각의 성능평가방법에 의거 72시간 연속운전 실시 연속운전 중 일정한 성능을 유지하면서 기계적, 전기적 충격이 발생하지 않음 평균증발량은 목표증발량 kg/hr 이상인 312.1kg/hr 측정 됨 구 분 운전결과 가동시간 72시간 연속 투 입 량 10.24톤/일 건조기 전력사용량 284.1kw/hr 평균증발량 312.1kg/hr MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 21 ]

30 건조물의 특성 건조 전ㆍ후 형태 변화 77.9% 감량 <투입슬러지> <건조슬러지>
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 건조물의 특성 건조 전ㆍ후 형태 변화 <투입슬러지> <건조슬러지> 77.9% 감량 구 분 투입량 (Kg/h) 온도 (℃) 수분 (wt%) 가연분 회분 고위발열량(kcal/kg) 저위발열량(kcal/kg) 건조고형분 C H O N S CL 투 입 426.7 26 80.95 12.95 6.10 4,033 194 37.3 8.37 21.68 6.81 ND 1.45 건 조 94.4 80 35.24 39.77 24.99 4,018 2,185 37.7 6.18 21.14 6.88 0.61 주) KTL 평가 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 22 ]

31 물질수지도 투입전력 = 284.1 kw/h 수분증발효율 = 80.4% 감량율 = 77.9% 증발량 수분량(kg/h) 312.1
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 물질수지도 증발량 수분량(kg/h) 312.1 고형분(kg/h) 20.2 계 332.3 주) KTL 평가 탈수 슬러지 수분량(kg/h) 345.4 투입량(kg/h) 426.7 함수율(%) 80.95 건조 슬러지 수분량(kg/h) 33.3 발생량(kg/h) 94.4 함수율(%) 35.24 투입전력 = kw/h 수분증발효율 = 80.4% 감량율 = 77.9% MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 23 ]

32 기술의 우수성 마이크로웨이브 및 근적외선을 조합한 전기식 건조기술로써 수분 1kg
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 기술의 우수성 마이크로웨이브 및 근적외선을 조합한 전기식 건조기술로써 수분 1kg 증발 시 필요한 증발에너지량은 평균 782.8kcal로 에너지 효율이 우수한 기술 유사기술과 증발효율 비교 증발 효율 증가 80.4% 구 분 A사 B사 C사 신청기술 증발효율(%) 41 74.3 70.7 80.4 수분증발열량 (Kcal/수분kg) 1,533 847 890 782.8 사용에너지 전기+경유 LNG 경유 (스팀) 전기 74.3% 70.7% 41% 열풍 + 마이크로파 열풍식 열매체식 근적외선 + 마이크로파 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 15 ]

33 경제성 시 설 비 총시설비 : 900 백만원 – 탈수슬러지 10톤/일 기준 - 토목, 건축공사 : 본 설비 제외 분
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 경제성 시 설 비 총시설비 : 900 백만원 – 탈수슬러지 10톤/일 기준 - 토목, 건축공사 : 본 설비 제외 분 - 1차 전기 공사 제외 건조시설 시설비 : 탈수 슬러지 톤당 0.4~0.8억원 (목표 건조 함수율에 따라 상이함) 품 명 단위 수량 공사비 (백만원) 비 고 건 조 기 Set 1 380 시설면적 : 80m2 투입설비 120 방지설비 150 전기, 계장 200 기계 기초 및 바닥보강 50 계 900 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 24 ]

34 경제성 유 지 비 건조물을 시멘트원료 및 보조연료로 유상처리 기준
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 경제성 유 지 비 건조물을 시멘트원료 및 보조연료로 유상처리 기준 슬러지 톤당 처리비 64,144원이며 그 중 전력비는 45,679원이 소요 경유를 이용한 열풍건조시설일 경우는 연료비(경유)만 톤당 116,053원이 소요 항 목 비용(천원) 비 고 연간 전력비 155,762 동력(295.3kwh) x 단가(66원/kwh) x 운전시간(24시간/일) x 333일/년 연간 건조물처리비 29,304 발생량(2.2t/일) x 단가(40,000원/t) x 333일/년(운반비 포함) 연간 운영비용 185,066 연간 운영비(333일 가동기준) 톤당 처리비(원/톤) 54,272 연간 처리량 3,410t/년 (10.24t/일 x 333일) 슬러지 처리량 : 10.24톤/일 (426.7kg/h) 연 가동일수 : 8,000시간 (333일 x 24h) 슬러지 함수율 : 입구 평균 80.95%, 출구 평균 35.24% 열원 : 마이크로웨이브 및 근적외선(전기에너지) 건조기 공급열량 : 평균 244,326 kcal/h 전력사용량 : 295.3kwh(설비전체) MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 25 ]

35 시설의 안정성 기계구조의 안전성 운전, 정지시 온도변화에 따른 샤프트와 케이싱의 길이변화를 고려하여 구조 계획
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 시설의 안정성 기계구조의 안전성 운전, 정지시 온도변화에 따른 샤프트와 케이싱의 길이변화를 고려하여 구조 계획 ANSYS WORK-BEN 유한 요소 해석 프로그램으로 검토시 케이싱과 축의 신장 편차량이 5.34mm로 해석 현장 측정 결과 열간시 약 4~5mm 신장되었고, 냉간시 원상 회복되는 것으로 측정 횡방향 신장량 최대 37.5mm 발생 [mm] 케이싱과 축의 신축 편차량 : – = 5.34mm 주) 건국대학교 산학협력단 분석자료 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 27 ]

36 MW-NIR 하수슬러지 건조기 시설의 안정성 P5 47℃ P6 38℃ P4 48℃ P2 50℃ P3 38℃ P1 41℃
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 시설의 안정성 열 안전성(건조기 표면 온도)   적외선 표면온도계로 총 6지점에서 실시 표면온도는  ‘폐기물처리시설의 세부검사방법에 관한 규정(환경부 고시 제 호) 소각시설 외부표면온도 허용범위인 80℃ 이하로 유지 P5 47℃ P6 38℃ P4 48℃ MW-NIR 하수슬러지 건조기 P2 50℃ P3 38℃ P1 41℃ 표면 온도 측정 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 28 ]

37 시설의 편의성 기동 및 정지의 편의성 운전제어 및 유지관리 편의성 작업의 편의성 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 29 ]
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 시설의 편의성 - PLC에 의한 자동 정지 및 가동 기능 - 자동 또는 수동 운전 기능 기동 및 정지의 편의성 - 투입슬러지량 및 최적 체류시간 원격제어 기능 - 건조기 내 온도 조절 기능 - 소모품 교체가 용이한 단순 구조 운전제어 및 유지관리 편의성 - 기기 이력 및 데이터 모니터링 기능 - 투시창을 통한 건조상태 직접감시 기능 작업의 편의성 전체공정 감시화면 감시반 건조기 및 MCC 판넬 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 29 ]

38 9) 배기가스의 환경성 배기가스 측정 슬러지 건조 시 발생되는 배기가스는
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 9) 배기가스의 환경성 배기가스 측정 슬러지 건조 시 발생되는 배기가스는 배기가스응축기를 통과하여 배기(응축, 탈취, 세정기능) 배출가스의 법적 기준 준수 항 목 건조기 배기가스 최종 배기가스 법적 기준치 1차 2차 평균 NH3 (ppm) 2.71 0.07 0.08 100 Dust (mg/Sm3) 4.1 2.6 2.0 2.45 HCl (ppm) N.D. 0.00 6 SOx (ppm) 500 CO (ppm) 3.0 1.0 1.00 200 H2S (ppm) 9.0 1.907 0.188 1.05 10 * N.D. = Not Detected MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 30 ]

39 4. 결 론 1) 평가 결론 2) 기대 및 효과

40 평가 결론 건조능력 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 33 ] 기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 구 분
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 평가 결론 건조능력 구 분 설계기준치 KTL(3회 평균) 자체평가(33회) 투입 슬러지 투입량 (kg/h) 417.0 426.7 417.7 수분량 (kg/h) 333.6 345.4 339.1 함수율(%) 80.00 80.95 81.17 건조 슬러지 발생량 (kg/h) 119.1 94.4 116.1 35.7 33.3 37.6 30.00 35.24 32.33 증발량 (kg/h) 297.9 312.1 301.6 감량율 (%) 71.4 77.9 72.3 건조기투입전력(kwh) 298.0 284.1 282.2 공급환산열량 (kcal/h) 256,280 244,326 242,692 수분증발열량 (kcal/kg) 860.3 782.8 804.7 수분증발효율(%) 73.1 80.4 82.17 1) 이론증발열량 = 629Kcal/수분kg 2) 수분증발효율 = 이론증발열량 / 증발열량 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 33 ]

41 평가 결론 경제성 안전성 편의성 환경성 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 34 ]
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 평가 결론 경제성 건설비 : 약 0.9억원/톤(10톤/일 기준, 토목, 건축제외) - 건설비(토,건 제외) 1.0억원/톤 이하로 경제성이 있음 유지비 : 64,144원/톤 - 경유 이용 시설과 비교시 매우 저렴 안전성 전 자 파 : 61v/m 이하로 BS EN 50366, 2003 기준치 만족 기계 구조 : 열간시 약 4~5mm 신축, 냉간시 원상 회복되며, 기계 구조적 문제 없음 열 안전성 : 소각시설 외부표면온도 허용범위인 80℃ 이하로 유지 편의성 PLC에 의한 기동 및 정지 체류시간 및 온도의 원격제어 기기 이력 및 데이터 모니터링 기능 자동 또는 수동 운전 기능 소모품 교체가 용이한 기계 구조 투입량 원격 제어 환경성 배기가스 : 배출가스의 법적 기준치 준수 악 취 : 건조기 가동 전ㆍ후 측정 결과, 기준치 이하로 평가 기계소음 : 본체로부터 1m 거리에서 측정한 결과 평균 75.8dB로 80dB 이하로 평가 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 34 ]

42 MW-NIR 하수슬러지 건조기술 기대 및 효과 환경적 기대효과 기술적 파급효과 경제적 파급효과
기술의 개요 / 적용사례 / 평가 내용 / 결 론 기대 및 효과 MW-NIR 하수슬러지 건조기술 환경적 기대효과 기술적 파급효과 경제적 파급효과 경제적이며 콤팩트한 슬러지 감량화 기술 확보 슬러지의 해양배출 등의 처분 방법에서 재활용으로 환경부하 감소 슬러지 건조에 대한 마이크로파 와 근적외선의 국내ㆍ외 최초 적용 평균 80% 함수율의 탈수슬러지를 10~60%의 목표 함수율로 감량 화석연료가 아닌 상대적으로 저렴하고 친환경적인 전기에너지 를 사용하는 기술 설치 및 유지·관리가 용이하고 비용절감이 가능 MW-NIR 하수슬러지 건조 기술 [ 35 ]

43 감사합니다. The END !!! 기술 및 영업 문의 - ㈜ 제이디이엔지 : 전무이사 송호인 011-9299-2828
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