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KR101878644B1 - 슬러리형 재료, 특히, 폐수 처리 플랜트로부터의 슬러지를 건조하기 위한 방법 및 설비 - Google Patents

슬러리형 재료, 특히, 폐수 처리 플랜트로부터의 슬러지를 건조하기 위한 방법 및 설비 Download PDF

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KR101878644B1
KR101878644B1 KR1020127015952A KR20127015952A KR101878644B1 KR 101878644 B1 KR101878644 B1 KR 101878644B1 KR 1020127015952 A KR1020127015952 A KR 1020127015952A KR 20127015952 A KR20127015952 A KR 20127015952A KR 101878644 B1 KR101878644 B1 KR 101878644B1
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KR
South Korea
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drying
loop
dryer
outlet
heat
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피에르 엠마뉴엘 파르도
Original Assignee
수에즈 앙떼흐나씨오날
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Publication date
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Publication of KR20120089753A publication Critical patent/KR20120089753A/ko
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Abstract

본 발명은 슬러리형 재료, 특히, 폐수 처리 플랜트로부터의 슬러지를 건조하기 위한 방법으로서, 두 개의 건조 스테이지, 즉, 입구 건조도(Se)를 갖는 슬러리를 수용하고 중간 건조도(Si)를 갖는 슬러지와 수증기를 출력하는, 고온 유체가 공급되는 간접식의 제1 건조 스테이지(2)로서, 상기 수증기는 유체, 특히, 물을 가열하기 위한 루프를 재가열하기 위한 응축기(8)를 향해 이송되는, 제1 건조 스테이지와, 제1 건조 스테이지로부터의 출구에서 슬러지의 스트링을 형성하는 단계(5)와, 가열 유체 루프에 의해 그 자체가 가열되는 가스에 의해 직접적으로 가열된 슬러지의 스트링을 건조하는 제2 건조 스테이지(6)로서, 최종 건조도(Sf)를 갖는 슬러리를 출력하는 제2 건조 스테이지(5)를 포함하는 슬러리형 재료의 건조 방법에 관한 것으로, 이 방법에서 중간 건조도(Si)는 측정된 입구 건조도(Se) 및 목표 출구 건조도(Sf)에 따라서 건조를 위해 사용되는 총 에너지의 최소 소비를 위해 제어되고, 제1 건조 스테이지(2)에 공급되는 고온 유체(3)의 유량, 압력 및/또는 온도가 이에 따라 조절된다.

Description

슬러리형 재료, 특히, 폐수 처리 플랜트로부터의 슬러지를 건조하기 위한 방법 및 설비 {METHOD AND FACILITY FOR DRYING SLURRY-LIKE MATERIALS, IN PARTICULAR SLUDGE FROM WASTEWATER TREATMENT PLANTS}
본 발명은 매우 낮은 열 에너지를 소비하는, 슬러리형 재료, 특히, 폐수 처리 플랜트로부터 얻어지는 슬러지의 열적 건조를 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 예비 건조된 형태에서 스파게티형 스트링의 형태가 될 수 있는, 임의의 건조 대상 슬러리 시스템의 건조를 위해 사용될 수 있다.
도시 폐수 처리 플랜트로부터 얻어지는 슬러지의 열적 건조를 위한 기술은 잘 알려져 있으며, 최종 건조도가 85% 이상인 최종 생성물을 얻을 수 있게 하는 다양한 기술들이 존재한다.
열적 건조의 주된 장애물은 이러한 건조를 위해 필요한 과도하게 높은 에너지 사용 및 이에 따른 결과적인 동작 비용이다.
이것이 특정 벨트 건조 방법에서 슬러지를 건조하기 위한 열적 건조가 저온(50 내지 90℃)의 칼로리를 회수하는 이유이며, 이런 저온의 칼로리는 폐열(dead heat)이라서 다른 프로세스(병합발전, 터빈 응축, 가열 펌프, 태양열 시스템, 바이오가스 보일러 등)에서는 사용되지 않는다. 그러나, 이 폐열은 일반적으로 슬러지를 완전히 건조시키기에는 불충분하다. 이는 상당한 에너지 소비를 초래한다.
추가적으로, 이들 저온 벨트 건조 기술들은 상류의 충분히 탈수되지 않은 슬러지를 건조시키기 위해서는 사용될 수 없으며, 그 이유는 건조기 위에 만족스럽게 스파게티의 매트를 분산시킬 수 없기 때문이다.
다른 방법에서, 열적 건조는 건조 프로세스 자체로부터의 열을 회수하지만, 이러한 루프화는 에너지의 관점에서 최적화되어있지 못하다.
현재 존재하는 건조기들은 대략 900-1000 kWh/TEE(Tonne of Evaporated Water)의 슬러지를 건조시키기 위해 필요한 에너지를 갖는다. 이들 건조기들은 일반적으로 가스인 고온 건조 유체가 건조 대상 슬러리와 직접적으로 접촉하는 직접 건조기이거나, 고온 가스 또는 액체 건조 유체가 그 열을 벽을 통해 슬러리에 전달하는 간접식일 수 있다.
슬러리의 건조도는 슬러지의 총 질량(MS+물)에 대한 건조 물질(MS)의 질량의 비율, 즉, MS/(MS+H2O)이다.
특허 EP 0 781 741 B1호는 이하를 포함하는 유형의, 슬러리형 생성물, 특히, 폐수 처리 플랜트로부터의 슬러지를 건조하는 방법을 개시하고 있다:
- 입구 건조도(Se)의 슬러지를 수용하고 중간 건조도(Si)의 슬러지를 출력하는 제1 건조 스테이지(간접 건조),
- 제1 건조 스테이지로부터의 출구에서 슬러지의 스트링을 형성하는 단계, 및
- 최종 건조도(Sf)를 갖는 생성물을 출력하는, 고온 가스에 의해 슬러지의 스트링을 직접 건조하는 제2 건조 스테이지.
이러한 유형의 건조 방법 및 슬러리의 예비 증발을 이용하는 건조기 시스템은 700-800 kWh/TEE의 에너지 소비를 달성할 수 있다. 이러한 에너지 소비는 최초에 설명한 건조기들에 비해 최적화된 것이며, 그 이유는 제1 건조 스테이지에서 사용된 에너지의 일부의 재사용이 추후 건조를 위해 제2 건조 스테이지에 투입되기 때문이다. 그러나, 특허 EP 0 781 741 B1호에 따르면, 예비 증발 출력부에서의 건조도의 조건(40-60%)과 건조기에 사용되는 온도의 조건(120℃)의 견지에서, 에너지 루프화는 최적화되어 있지 못하다.
본 발명은 저온(50-90℃)의 외부 에너지의 일정하지 않은 사용에 적응하면서, 이 방법의 최적화 및 에너지 소비의 규제에 의해 슬러지의 건조를 위한 에너지 해법을 제공하는 것을 제안한다.
따라서, 본 발명의 목적은 에너지 소비가 최소화되는, 전술된 유형의 슬러리형 생성물을 건조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 제1 건조 스테이지로부터 회수되는 열이 제2 건조 스테이지의 건조를 위해 필요하고 충분하도록 예비 증발 출구 건조도 또는 중간 건조도를 제어하는 것으로 구성된다.
본 발명에 따르면, 두 개의 건조 단계, 즉,
- 고온 유체가 공급되는 간접식 유형의 제1 건조 스테이지로서, 입구 건조도(Se)를 갖는 슬러지를 수용하고 중간 건조도(Si)를 갖는 슬러지와 수증기를 출력하며, 이 수증기는 응축기(8)에서 유체, 특히, 물을 위한 루프를 재가열(reheat)하기 위해 응축기(8)를 향해 이송되는, 제1 건조 스테이지와,
- 제1 건조 스테이지로부터의 출구에서 슬러지의 스트링을 형성하는 단계와,
- 가스에 의해 직접적으로 가열된 슬러지의 스트링을 건조하는 제2 건조 스테이지로서, 가스 자체는 가열 유체 루프에 의해 가열되고, 이 제2 건조 스테이지는 최종 건조도(Sf)를 갖는 생성물을 출력하는, 제2 건조 스테이지를
포함하는, 슬러리형 재료, 특히, 폐수 처리 플랜트로부터의 슬러지를 건조하기 위한 방법은 중간 건조도(Si)가 측정된 입구 건조도(Se) 및 목표 출구 건조도(Sf)에 따라 건조를 위해 사용되는 총 에너지의 최소 소비를 위해 제어되며, 제1 건조 스테이지에 공급되는 고온 유체의 유량, 압력 및/또는 온도가 이에 따라 조절되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 중간 건조도(Si)는 입구 건조도(Se), 목표 출구 건조도 및 파라미터들의 측정에 기초하여 최소의 총 에너지 소비를 위해 결정되며, 파라미터들은 응축기의 특정 계수(α), 제2 건조 스테이지의 특정 계수(β) 및 적용가능하다면, 자유 추가 열(Q0)을 포함한다. 중간 건조도(Si)는 응축기에 의해 제1 건조 스테이지로부터 회수된 열이 제2 건조 스테이지에서의 건조를 위해 필요하고 충분하도록 제어될 수 있다.
유리하게는, 제2 건조 스테이지의 가열을 위해 저온의, 특히, 30℃와 90℃ 사이의 열 루프가 사용되며, 이 열 루프는 응축된 스팀의 열을 그곳으로부터 회수하기 위해 폐회로에 따라 순환되며 응축기를 통과하는 액체, 특히 물과, 제2 건조 스테이지의 가스를 가열하기 위해 액체/가스 열 교환기를 포함한다.
저온의 열 루프는 제1 건조 스테이지의 열 유체 분기부와 루프 내의 액체 사이에 열 교환기를 포함할 수 있다. 저온의 열 루프는 또한 폐기 또는 저렴한 저온 에너지의 회수에 의해 루프 내이 액체를 가열하기 위한 열 교환기를 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명은 전술된 방법을 실행하기 위한 설비에 관한 것으로, 이 설비는
- 고온 유체가 공급되는 제1 건조기로서, 입구 건조도(Se)를 갖는 슬러지를 수용하고 중간 건조도(Si)를 갖는 슬러지와 수증기를 출력하며, 이 수증기는 제2 건조기를 위한 가열 유체를 응축기에서 재가열하기 위한 응축기를 향해 이송되는, 제1 건조기와,
- 제1 건조기로부터의 출구에서 슬러지의 스트링들을 형성하기 위한 장치와,
- 가스, 특히, 공기에 의해 슬러지의 스트링을 건조시키기 위한 제2 건조기로서, 이 가스는 가열 유체에 의해 응축기로부터 추출된 열에 의해 적어도 부분적으로 가열되고, 제2 건조기는 최종 건조도(Sf)를 갖는 생성물을 출력하는, 제2 건조기를 포함하고,
이 설비는 건조를 위해 사용되는 총 에너지의 소비를 최소화하기 위해 측정된 입구 건조도(Se)와 목표 출구 건조도(Sf)에 따라 중간 건조도(Si)를 제어하기 위한 수단을 포함하고, 제1 건조 스테이지에 공급되는 고온 유체의 유량, 압력 및/또는 온도가 이에 따라 조절되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이 설비는 제2 건조 스테이지의 가열을 위해 특히, 30℃와 90℃ 사이인 저온의 열 루프를 포함하고, 이 열 루프는 폐회로에 따라 순환되고 응축된 스팀의 열을 응축기로부터 회수하기 위해 응축기를 통과하는 액체, 특히 물과, 제2 건조 스테이지의 가스를 가열하기 위한 액체/가스 열 교환기를 포함한다.
유리하게는, 이 설비는 속도 조절가능 팬을 포함하고, 이 팬의 흡기부는 제1 건조기의 스팀 및 가스 출력부에 연결되고, 이 팬의 후방유동은 응축기에 연결되며, 팬의 속도는 (대략 수 mbar의) 약한 저압을 유지하도록 명령되고, 제1 건조기에서 제어된다.
제1 건조기로부터의 출구와 제2 건조기의 입구의 형성 장치(5) 사이의 슬러지의 전달은 제1 건조기로부터의 출구에서 기밀 상태를 보증하게 할 수 있는 속도 통제식 코어리스(coreless) 스크류에 의해 보증될 수 있다.
설비의 액체의 순환을 위한 저온 루프는
- 응축기의 상류의, 30 내지 80℃, 바람직하게는, 60 내지 70℃ 사이의 저온을 갖는 부분과,
- 응축기로부터의 출구의 40 내지 90℃, 바람직하게는, 70 내지 80℃ 사이의 중간 온도를 갖는 부분과,
- 무비용 또는 저비용 저온 에너지 소스, 특히, 병합발전 유닛의 모터, 가열 펌프, 목재 또는 바이오가스 보일러, 태양열 시스템 또는 다른 폐기 에너지의 소스에 의해 루프 내의 액체를 재가열하기 위한, 응축기의 하류 또는 상류의 무비용 에너지 소스와 루프 내의 액체 사이의 열 교환기와,
- 무비용 에너지 소스와 루프 내의 액체 사이의 열 교환기로부터의 출구에 있는, 40 내지 90℃, 바람직하게는 80 내지 90℃ 사이인 제2 건조기를 위한 통제된 온도로 루프 내의 액체의 재가열을 마무리하게 할 수 있는 열 유체 분기부를 구비한 열 교환기와,
- 액체와 가스 사이, 특히, 물과 공기 사이의 열 교환기로서, 루프 내의 액체가 특히 순환 팬에 의해 운동하게 되는 제2 건조기의 가스를 가열할 수 있게 하는, 열 교환기와,
- 루프 내의 물의 순환을 위한 펌프를 포함할 수 있다.
유리하게는, 이 설비는 제1 건조기로부터의 출구에서 중간 건조도(Si)의 직접적 통제를 보증하기 위해, 연산 및 명령을 위한 수단, 특히, 동작 파라미터에 기초하여 중간 건조도 설정점(Sic)을 제정하는 자동제어부를 구비하는 제1 통제 루프를 포함하는 통제부를 포함한다.
통제부는 Sic = (β+α*556)/[(β-89*α)/Sf+645*α/Se+Q0)]의 공식에 따라 중간 건조도 설정점(Sic)을 결정하도록 설계되고, 여기서,
Se는 측정된 입구 건조도(%)이고,
Sf는 최종 사전결정된 건조도(%)이고,
β는 kWh/TEE 단위의 제2 건조 스테이지(6)의 특정 계수이며,
α는 응축기(8)의 특정 계수(무차원)이고,
Q0는 kWh/TMS 단위의, 추가될 수 있는 무비용 열이다.
자동제어부는 측정된 중간 건조도에 따라 고온 유체의 유량, 압력 또는 온도를 제어하도록 밸브를 제어할 수 있고, 이 제어는 스팀 고온 유체의 경우에 고온 유체의 압력의 통제에 의해, 또는, 유기 유체 유형의 고온 유체의 경우에 유량 또는 온도의 통제에 의해(고온 유체의 저온 반환물과의 혼합에 의해) 수행된다.
이 설비는 고온 유체와 저온 루프 내의 액체 사이의 교환기에 공급되는 열(Q3)의 양을 제어하는 통제 루프로 구성된 통제부를 포함할 수 있다.
고온 유체와 저온 루프 내의 액체 사이의 교환기에 공급되는 열(Q3)의 양을 제어하는 통제 루프는 제2 통제 루프를 구성할 수 있다. 설비의 통제는 제1 통제 루프를 우회(또는 바이패스)함으로써 전적으로 이 제2 루프에 기초하여 보증될 수 있다.
고온 유체와 저온 루프 내의 액체 사이의 열의 교환기는 제어 설정점으로서 교환기로부터의 출구에서 루프 내의 액체의 온도를 가질 수 있으며, 이 온도는 제2 건조기의 가스와 고온 유체 사이의 교환기의 효율적 동작을 가능하게 하고, 제2 건조기의 에너지 요건이 균형화되는 것을 보증하게 할 수 있다.
이 설비는 통제 루프를 포함할 수 있으며, 이 통제 루프에 따라 교환기에 공급되는 열(Q3)이 교환기의 입구 및 출구에서의 온도 및 유량의 측정에 의거하여 측정되게 되고, 열(Q3)이 0에 근접하지만 0은 아닌 특정 설정점보다 큰 경우, 항상 통제 범위를 갖게 되는 것을 보증하기 위해, 통제부는 제1 통제 루프의 출구 신호를 변경하여 제1 건조기에 공급되는 열이 적응되게 한다.
교환기 및 응축기가 최적의 조건들에 있게 하기 위해, 설비의 통제부는 교환기로부터의 출구에서의 물 루프의 온도를 설정점으로서 사용하는 제3 통제 루프를 포함할 수 있다. 제3 통제 루프는 슬러지 공급 펌프에서 측정된 슬러지의 유량에 따른 설정점에 대해 정의되는 설정점 온도를 사용하도록 설계되는 것이 바람직하며, 저온 루프의 액체와 제2 건조기의 가스 사이의 교환기로부터의 출구에서의 온도가 증가할 때, 루프의 순환 펌프의 유량은 구성요소를 위해 수용가능한 범위로 감소한다.
본 발명에 따라서, 저온의 열 루프가 제2 건조 스테이지의 가열을 위해 사용된다. 이 루프는 제2 건조기의 가열을 위한 폐기 또는 저렴한 저온 에너지의 회수를 가능하게 한다. 제1 건조 스테이지로부터의 출구의 건조도는 이 폐기 또는 저렴한 에너지로부터 회수된 에너지에 따라 적응된다.
또한, 건조기 기술들은 건조기 내부에 슬러지의 소성 페이즈(plastic phase)(45 내지 65% 건조도)가 발생하는 것을 피하기 위해 또는 건조 기술과 호환적이도록 상류의 슬러지를 준비하기 위해 슬러지의 재순환을 포함하는 경우가 많다.
본 발명은 슬러지의 재순환을 사용하지 않으며, 따라서, 시스템의 더 큰 활용성을 달성할 수 있게 한다.
따라서, 기존 기술에 비교할 때, 본 발명의 주제인 방법에 의해 제공되는 장점은 이하를 포함한다.
- 1000 또는 700 내지 800 kWh/TEE 대신, 400 내지 600 kWh/TEE의 모든 기존 기술보다 낮은 에너지 소비,
- 가용한 무비용 또는 저비용, 저온 또는 중온 에너지에 기초한 에너지 루프의 최적화에 의한, 이런 소비의 추가적 감소 가능성,
- 스파게티 형성 기술, 즉, 스트링으로의 성형을 관련 슬러지에 적응시킴으로써 임의의 유형의 슬러지에 대한 활용성, 및
- 슬러지의 재순환을 위한 방법을 사용하지 않음.
상술한 구현예에 추가로, 본 발명은 소정 수의 다른 구현예를 포함하며, 이들은 첨부된 도면을 참조로 설명된 예시적 실시예에 관련하여 이하에서 명확히 설명될 것이며, 이러한 실시예들은 어떠한 방식으로도 본 발명을 한정하지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 이행하는 설비의 도면이다.
도 2는 설비를 위한 상보적 장치의 도면이다.
도 3은 X 축 상에 도시된 제1 건조 스테이지로부터의 출구에서의 ℃단위의 비응축물의 온도에 따른, Y 축 상에 도시되고 %단위로 표시되어 있는 제1 건조 스테이지에서 사용되는 열에 대한 회수되는 열의 비율의 변동을 예시하는 도면이다.
도면 중 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 설비는 펌프(1)에 의해 보증되는 일반적으로 16% 내지 30% 사이의 건조도를 갖는 슬러리형 슬러지의 공급부를 포함한다는 것을 알 수 있다. 슬러지는 밀봉식으로 간접 유형의 제1 건조기(2)에 도입된다. 이 건조기는 예로서, 얇은 층 유형으로 이루어지거나 디스크들 또는 블레이드들을 구비할 수 있다. 그러나, 디스크를 갖는 건조기가 바람직하다.
이 간접 건조기(2)는 고온 유체 회로(3)에 의해 가열되며, 그 입구 및 출구 온도, 유량 및 압력이 제어된다. 이 프로세스에서, 건조기(2)에 공급되는 에너지(Q1)의 양이 제어된다. 고온 유체(3)는 예로서, 스팀 또는 유기 유체, 특히 오일일 수 있으며, 비제한적인 예로서, 그 온도는 180℃와 210℃ 사이일 수 있다.
또한, 간접 건조기(2)는 규칙적으로 분포된 압력의 측정을 위한 수단(미도시)과, 건조기의 중량의 측정을 위한 수단(미도시)을 구비한다. 이 건조기의 기밀성은 공기 흡입이 최소화되도록 제조된다. 또한, 추가적 열적 최적화를 위해, 이 건조기는 적절히 단열될 수 있다.
간접 건조기(2)로부터의 출구에서, 원통형 튜브 내에 수용되어 있는 스크류(4)에 의해 슬러지가 이송되고, 따라서, 이 건조기로부터의 출구에서의 건조기의 공기 흡입의 감소를 가능하게 한다. 스크류(4)는 특히, 코어리스 스크류로 구성된다. 스크류의 온도는 물 가열 네트워크에 의해 유지될 수 있다.
스크류로부터의 출구에서, 슬러지는 스파게티 생성기라고도 알려져 있는 스트링으로의 형성을 위한 장치(5)로 전달되며, 이는 슬러지를 캘리브레이팅된 구멍 내로 밀어 넣음으로써 벨트 건조기(6)의 벨트(6a, 6b) 상에 스파게티 또는 스트링의 매트를 생성할 수 있게 한다.
벨트 건조기(6)는 이 건조기의 비 소비(specific consumption)를 최적화하기 위해 하나 이상의 스테이지를 가질 수 있다.
팬(7)은 제어된 약한 저압을 유지하기 위해 건조기(2) 내의 압력을 제어할 수 있게 한다. 이러한 점은 필수적이며, 그 이유는 먼저, 건조기(2)가 과도한 압력을 받지 않아서 어떠한 냄새도 탈출할 수 없게 할 수 있으며, 추가적으로, 건조기(2)가 과도하게 낮은 압력을 받지 않아서 조립체의 열적 균형의 현저한 변화를 유발하게 되는 팬 추출 회로(7) 내로의 임의의 공기의 흡입을 방지할 수 있기 때문이다.
따라서, 건조기(2)의 기밀성은 입구에서 뿐만 아니라 건조기의 검사 플랩에서의 완전한 기밀성에 의해 제어된다. 동시에, 이하에 의해 건조기의 출구의 기밀성이 보증된다:
- 슬러지로 충전되어 있는 부분인 건조기의 하부 부분(2a)의 슬러지의 출구.
- 이 하부 부분 내의 속도 통제식 코어리스 스크류(4)의 존재. 이 스크류(4)는 건조기 내의 슬러지의 양이 항상 기밀성을 보증하기에 충분한 것을 보증할 수 있게 한다. 이 스크류는 건조기(2)의 중량에 의해 통제된다.
- 전용 팬(15)에 의해, 스파게티 생성기(5)에서, 스크류로부터의 출구에서의 이 스크류(4)의 저압에 대한 노출.
마지막으로, 기밀성은 팬(7)에 의한 건조기(2) 내의 압력의 제어된 유지에 의해 보증된다. 건조기(2)의 고위 단부 부분에 덕트에 의해 연결되는 팬(7)은 공기, 수증기 및 비응축물을 흡입하여 이들을 덕트에 의해 응축기(8)로 이송한다. 팬(7)에서의 공기의 유량은 (건조기(2)로부터 출력된 수증기의 응축에 의해 생성되고 응축기(8)로 이송되는) 진공이 건조기 내에서 제어되지 않은 방식의 흡입이 발생시키지 않게 하는 상태로 제어된다.
팬(7)에 의해 흡입된 증기는 수증기와 소정 량의 비응축물을 포함하며, 이 비응축물의 양은 슬러지의 양 및 기밀성에 의존하지만, 이 비응축물의 양은 기밀성이 잘 제어된 상태에서 일반적으로 중량이 10% 미만이다. 이들 비응축물은 슬러지의 성분의 일부의 증발 및 매우 낮은 공기 흡입으로부터 얻어진다.
이들 증기는 그후 물 응축기(8)를 통과하고, 이 물 응축기에는 에너지 회수를 위한 기초를 형성하는 저온의 열 루프(B1)의 물이 순환하고 있다.
저온 루프(B1)는 이하의 부분들에 의해 구성된다:
- 응축기(8)의 상류의 30 내지 80℃ 사이, 바람직하게는, 60 내지 70℃ 사이의 저온을 갖는 부분(B1.1).
- 응축기(8)로부터의 출구에서 40 내지 90℃ 사이, 바람직하게는 70 내지 80℃ 사이의 평균 온도를 갖는 부분(B1.2).
- 응축기로부터의 출구에서, 물은 병합발전 유닛의 모터, 가열 펌프, 바이오가스 또는 목재 보일러, 태양열 시스템 또는 임의의 다른 폐기 또는 저렴한 에너지 소스 같은 "무비용" 저온 에너지 소스에 의해 교환기(9) 내에서 추가로 재가열될 수 있다. 이 무비용 열의 소스에 관련한 온도 영역에 따라서, 이 소스는 응축기(8)의 상류 또는 하류에 위치될 수 있다는 것을 주의하여야 한다.
- 교환기(9)로부터의 출구에서, 유체(3) 공급 덕트의 분기부에 의해 이송되는 고온 유체(3)를 위한 교환기(10)는 벨트 건조기(6)를 위해 통제되는 40 내지 90℃ 사이, 바람직하게는 80 내지 90℃ 사이의 온도까지의 루프의 재가열을 완료할 수 있게 한다.
- 이 가열된 물은 그후 물-공기 교환기(11)에 의해 순환 팬(12)에 의해 운동하게 되는 저온 건조기(6)의 공기를 가열할 수 있게 한다.
- 루프(B1) 내의 물의 순환을 위한, 특히, 교환기(11)로부터의 출구에 있는 펌프(P2).
팬(12)의 흡입부는 덕트에 의해 건조기(6)의 내부 체적에 연결되고, 후방유동은 덕트에 의해 가열 대상 가스를 위한 교환기(11)의 입구에 연결된다. 재가열된 가스를 위한 교환기(11)로부터의 출구는 건조기(6)의 내부 체적에 연결된다.
그 흡입부가 벨트 건조기(6)의 내부 체적에 덕트에 의해 연결되고 그 후방유동이 덕트에 의해 물 응축기(14)의 입구에 연결되는 순환 팬(13)은 건조기(6) 내에 수용되어 있는 습기를 이 응축기(14)에 의해 제거할 수 있게 한다. 응축기(14)로부터 출력되는 공기는 덕트에 의해 벨트 건조기(6)로 회귀된다.
Q0에 흡수될 수 있는 "무비용" 가열의 다른 소스는 순환 팬 회로(13)(도 2 참조)의 일부 상의 가열 펌프(C1)에 의해 구성될 수 있다. 가열 펌프(C1)는 증발기(16) 내에서 액체 상태에 도달할 때 열의 흡수에 의해 기화되고 그후 압축기(18) 내에서 압축되고, 응축기(17) 내에서 열을 방출함으로써 액체로 복귀되고, 그후, 증발기(16)로 회귀되기 이전에 감압 밸브(19)에서 팽창되게 되는 특정 유체를 위한 회로를 포함한다. 건조기(6)로부터 출력되는 고온 다습 공기는 증발기(16)에 의해 구성되는 열 교환기를 통과한다. 고온 공기로부터의 수증기는 증발기(16)에 의해 응축되고, 이는 응축 에너지를 회수한다. 응축수는 덕트(16a)를 통해 배출된다. 응축된 수증기가 없는 증발기(16)로부터 출력되는 저온 공기는 그후 응축기(17)의 열 교환기에서 재가열되고, 건조기 내로 재주입된다. 응축기(17)로 재주입되는 에너지는 Q1에 흡수될 수 있으며, 따라서, 설비의 동작을 위한 포괄적 시스템에서 고려되어야만 한다.
동작의 예
무비용 에너지가 없는 경우
이는 어떠한 무비용 에너지 또는 폐열도 교환기(9)에 공급되지 않을 때의 경우이다. Q0는 0이다.
펌프(1)에 의해 펌핑된 슬러지는 이하의 특성을 갖는다:
건조도 20%, MV 레벨(MV = 휘발성 물질): 60%, 온도 12℃, 유량 6245 kg/h(킬로그램/시간).
제1 건조기(2)에서 36.5%의 건조도로 이 슬러지를 건조하기 위한 에너지 파워는 고온 유체(3)로부터 2495 kW를 필요로 하며, 팬(7)을 통한 증기의 유량은 비응축물의 290 kg/h를 포함하여 3195 kg/h이다. 이들 증기의 온도는 100℃이다.
응축기(8)로부터의 출구에서, 비응축물 및 증기는 80℃의 온도를 가지며, 수증기의 잔여량은 164 kg/h이고, 교환된 파워는 1575 kW이다.
물 루프 측부(B1) 상에서, 응축기(8) 이전의 물 루프의 입구(B.1.1)에서, 온도는 72℃이고, 응축기(8)로부터의 출구에서, 물 루프의 온도는 86℃이고, 유량은 96.8 tonnes/h이다.
교환기(9)에 의해 어떠한 가열도 제공되지 않는 것으로 고려된다. 루프 내의 물은 그후 교환기(10)에서 88.74℃로 가열된다. 에너지 소비는 318 kW이다.
팬(12)의 공기 회로에 공급되는 열은 1826 kW의 파워를 공기 회로에 제공하면서 루프 내의 물의 온도를 72℃로 감소시킬 수 있게 한다. 이 칼로리 파워는 872 kWh/TEE의 비율로 벨트 건조기(6) 내의 물을 90%의 건조도까지 증발시킬 수 있게 한다.
시스템에 의해 소비되는 총 파워는 4997 kg/h의 증발된 물의 양에 대하여 2495 + 318 = 2813 kW이다. 따라서, 비 소비는 563 kWh/TEE이다.
무비용 에너지가 있는 경우
이는 무비용 에너지 또는 폐열이 교환기(9)에 공급될 때의 경우이다. 이때, Q0는 양의 값이다.
예로서, 병합발전 모터로부터의 무비용 에너지의 경우를 고려하면, 이는 열 루프 내의 물을 교환기(9)에서 80℃까지 가열함으로써 1000 열 kW를 공급할 수 있게 한다.
펌프(1)에 의해 펌핑된 슬러지는 이하의 특성을 갖는다:
건조도 20%, MV 레벨(MV = 휘발성 물질): 60%, 온도 12℃, 유량 6245 kg/h(킬로그램/시간), 제1 건조 스테이지 또는 제1 건조기(2)에서 33%의 건조도까지 슬러지를 건조시키기 위해 필요한 에너지 파워는 2184 kW이다.
팬(7)에 의해 흡입된 증기는 2650 kg/h이며, 이 중 241 kg/h가 비응축물이다.
응축기(8)로부터의 출구에서, 증기는 78℃의 온도를 가지며, 물 회로(B1)에 공급되는 파워는 1353 kW이고, 이는 145.4 tonnes/h의 70℃로부터 78℃까지의 온도 증가를 나타낸다.
병합발전 모터의 교환기(9)는 물을 78℃로부터 83.9℃까지 가열할 수 있게 한다. 유체(3)를 위한 열 교환기(10)는 44 kW의 소비로 물을 83.9℃로부터 84.1℃까지 재가열할 수 있게 한다.
공기에 공급되는 파워는 2329 kW이며, 이는 900 kWh/TEE의 비 소비로 슬러지를 90% 건조도까지 건조시킬 수 있게 한다.
이때, 무비용 에너지를 배제한 소비는 4997 kg/h의 증발된 물에 대하여 2184 + 44 = 2228 kW이며, 즉, 비 소비는 445kWh/TEE이다.
다른 용례
이 저온 건조 방법 및 대응 설비는 자갈 또는 스파게티 생성을 방해할 수 있는 과도하게 많은 양의 섬유 및 밧줄(tow)을 제거할 수 있게 하는 그 사전준비가 이루어진 임의의 유형의 슬러리형 생성물에 적용될 수 있다.
적용가능한 바이오매스 펄프 생성물은 목재, 식품 처리 생성물 또는 동물 가공(transformation) 생성물일 수 있다.
통제
이제, 매우 낮은 열 에너지 소비를 달성할 수 있게 하기 위해 특히 폐수 처리 플랜트로부터 얻어진 슬러지를 위한 열적 건조 설비 및 방법의 통제를 고찰한다.
통제는 사전 건조된 형태의 스파게티 형태로 만들어질 수 있는, 건조 대상 슬러리를 위한 임의의 시스템의 건조 설비 및 임의의 방법을 위해 사용될 수 있다.
먼저, 설비의 다양한 구성요소 사이의 관계의 이론적 관점으로부터의 정의가 이루어진다.
도 3을 참조하면, 물 루프(B1)의 온도의 변동에 대한 응축기(8)의 반응과, 이에 따른 그 냉각 용량이 고려된다.
팬(7)에 의해 출력된 1000 kg/h의 증기와, 이들 증기가 100℃로 입력되고 10% 비응축물로 구성된다는 것을 고려하여, X 축 상에 도시된 비응축물의 출력 온도에 따른 건조기(2) 내에서 사용된 열의 %로서 표현된 응축기(8)에서 회수되는 에너지의 양이 도 3에 예시되어 있다.
본 발명의 원리 중 하나인, 팬(7)으로부터 얻어진 증기 내의 비응축물의 레벨이 제어되는 경우, 83℃를 초과하지 않는 한 에너지의 양은 비응축물의 출력 온도 레벨에 매우 미소하게 의존하지 않는다: 83℃의 출력 = 70%, 70℃의 출력 = 74%, 30℃의 출력 = 78%.
추가적으로, 증기/물 응축기가 포함되기 때문에, 교환 계수는 매우 양호하며, 증기의 온도는 무엇보다도 저온 루프(B1)의 물 회로의 흡입 온도에 의존한다.
고려되는 온도 범위에서, 계수 α로 표현되는 출력은 72%(α=72%=72.0)이며, 비응축물의 출력 온도의 낮은 변동이 있더라도 매우 일정하다.
이하의 부분은 본 발명에 따른 통제의 수학적 기초를 설명한다.
이하가 적용된다:
Se: 1에서의 슬러지의 입구 건조도
Si: 건조기(2)로부터의 출구 및 스크류(4)의 입구에서의 중간 건조도
Sf: 벨트 건조기(6)로부터의 출구에서 최종 건조도.
펌프(1)의 입구에서 1 톤(1000 kg)의 건조물질이 고려된다. 제1 건조 스테이지(2)에서 증발되는 물의 양은 (1/Se - 1/Si)이다.
이 증발을 위해 필요한 열(Q1)의 양은
- 슬러지의 조성에 미소하게 의존함, [MS(건조 물질), MV(휘발성 물질)]
- 슬러지의 입구 온도 및 입구 건조도(Se)에 대해 평균적으로 의존함,
- 증발 대상 물의 양 및 이에 따른 인자(1/Se - 1/Si)에 크게 의존함.
사실, 증발에 추가로, 슬러지의 가열이 수행되어야만 한다.
이러한 열(Q1)의 양은 이하의 이론적 공식에 의해 비교적 정확하게 표현될 수 있다.
Q1(Se, Si) = k(1/Se-1/Si)(1+0.16[Si(1-Se)/(Si-Se)]
Q1은 kWh 단위이고,
Se 및 Si는 % 단위이고,
k는 상술한 단위를 갖는 556과 같은 상수이다.
이론적 공식에서, 슬러지의 조성에 대한 의존성은 제거되었으며, 그 이유는 이것이 단지 두 번째 차수 이내로 영향을 주기 때문이며, 이것이 이 공식이 대략 5% 이내의 정확도로 유효한 이유이다.
제2 건조(6)를 위해 필요한 열은 아래와 같이 근사화된다:
Q2(Sf, Si) = β*(1/Si - 1/Sf)
Q2는 kWh 단위이고,
Si 및 Se는 % 단위이고,
β는 kWh/TEE 단위이다.
파라미터 β는 선택된 벨트 건조 기술에 따른, kWh/TEE 단위의 제2 건조기(6) 내의 물의 증발의 비열에 여기에는 열 루프의 열 손실이 통합되어 있다. 벨트 건조기(6) 스테이지에 진입할 때 슬러지가 고온이기 때문에, β는 [600-900] kWh/TEE 정도의 크기를 갖는다.
응축기(8)로부터 회수될 수 있는 열은 아래와 같이 정의된다.
αQ1, 여기서, α는 전술한 바와 같이 대략 0.72이다.
교환기(9)에 공급되는 무비용 열은 Q0와 같다.
고온 유체(3)에 의해 벨트 건조기(6)에 공급되는 열은 다음과 같다: Q3 = Max(Q2-αQ1 = Q0; 0).
Q3은 교환기(10)를 통해 고온 유체(3)에 의해 제공된 열이다.
제공되는 총 열은 Q2-αQ1-Q0 > 0이면 Qg=Q1+Q3=Q1+Q2-αQ1-Q0이고, Q2-αQ1-Q0 ≤ 0일 때 Q1이다.
이는 Q2-αQ1-Q0 >0이면 Qg(Si) = 556(1-α)*(1/Se-1/Si)(1+0.16[Si(1-Se)/(Si-Se)]*1.03 + 850((1/Si-1/Sf))-Q0이고, 후속하여 Qg(Si) = 556(1/Se-1/Si)(1+0.16[Si(1-Se)/(Si-Se)]이다.
목적은 Si의 이 함수를 최소화하는 것이다. 이 함수는 Q2-αQ1-Q0 > 0이면 Si의 감소 함수이며, 그 후에는 Si의 증가 함수이다.
이 함수의 최소치는 제1 건조 스테이지(2)의 열 모두가 제2 건조 스테이지(6)를 가열하기 위해 필요하고 충분할 때 얻어진다. 따라서, Q2=αQ1+Q0일 때이다.
이 함수는 이하의 방정식 [A]에 따라 풀 수 있다.
[A] Si = (β+α*556)/[(β-89*α)/Sf+645*α/Se+Q0),
따라서, 벨트 건조기(6)를 위해 사용되는 기술에 의존하는 β,
비응축물의 출구 온도에 따라 매우 안정적인 α,
고정된 Sf, 및
고정되고, MS(건조 물질)의 1 톤을 위해 공급될 수 있는 에너지의 양으로 감소된 Q0를 알게 되면, Se의 함수로서 최적의 건조도(Si)를 결정할 수 있다.
수치 적용례:
β = 850
α = 0.72
Sf = 90%
Q0 = 0
Se = 20%
Si = 39.1%
통제의 설명
본 발명에 따라서, 두 개의 스테이지의 건조에 관하여 내부에서 소비되는 열의 최소화는 저온의 열 루프(B1)(40 내지 90℃)를 가열하기 위한 스팀의 응축에 의한 제1 건조 스테이지(2)로부터 고온 에너지의 회수에 의해 얻어지며, 이는 자체적으로 제2 건조 스테이지(6)를 가열할 수 있게 한다. 본 발명은 추가적으로 다른 설비로부터의 폐열(열 Q0)을 회수하기 위한 교환기(9)의 설치를 통제시 고려할 수 있게 한다.
본 발명에 따라서, 중간 건조도(Si)는 측정된 입구 건조도(Se)와 목표 출구 건조도(Sf)에 따라 제어된다.
따라서, 이 설비 및 방법의 통제의 원리는 건조도 측정치(Se) 및 통제 파라미터(Sf, β, α 및 Q0)에 기초하여, 출구 건조도 설정점(Si)를 정립하는 것이다. 중간 건조도 측정치(Si)는 건조기(2)로부터의 출구에서 건조도 센서(20)에 의해 보증된다.
다른 통제는 제1 통제 루프에 의해 보증되는 제1 조정을 완성 및 확인할 수 있게 한다.
설비는 복수의 통제 루프를 포함한다.
제1 통제 루프의 목적은 건조기(2)로부터의 출구에서 중간 건조도(Si)의 직접 통제이다. 특히 전술된 공식 [A]와, 상이한 측정 센서에 의해 제공되는 양들 및 파라미터들의 값들에 기초하여 중간 건조도 설정점(Sic)을 정립하기 위해 연산 및 제어 수단, 특히, 자동제어부(M)가 제공된다.
자동제어부(M)는 센서(20)에 의해 측정된 중간 건조도(Si)에 따라서 고온 유체의 유량, 압력 또는 온도를 위해 제어 밸브(21)를 제어한다. 이러한 제어는 스팀 고온 유체의 경우에 고온 유체의 유량의 통제에 의해, 또는, 유기 유체 유형의 고온 유체의 경우에, 유량 또는 온도(고온 유체의 저온 회귀물과의 혼합에 의해)의 통제에 의해 수행될 수 있다.
설비의 반응 시간이 길기 때문에, 제어는 이들 반응 시간에 따라 수행된다.
제2 통제 루프는 저온 루프(B1)의 물에 고온 유체(3)에 의해 교환기(10)에서 공급되는 열(Q3)의 양을 제어한다. 사실, 이 열(Q3)의 양이 음이 되지 않고 0일 때 최적의 에너지가 얻어진다는 것을 이미 설명하였다.
이 교환기(10)의 목적은 자동제어부(M)에 데이터를 전송하는 센서(22)에 의해 측정된 교환기(10)로부터의 출구에서의 물 루프의 온도를 제어하는 것이다. 이 온도는 교환기(11)의 효율적 동작을 가능하게 하고, 저온 건조기(6)의 에너지 요건이 잘 균형화되는 것을 보증할 수 있게 한다.
교환기(10)로부터의 출구에서의 온도가 도달되지 않는 경우, 이는 교환기(11)로부터 취해진 열이 응축기(8)에 의해 공급되는 것보다 크고, 따라서, 최적의 에너지가 더 이상 얻어지지 않기 때문이다.
따라서, 교환기(10)에 공급되는 열(Q3)이 센서(23e) 세트에 의한 교환기(10)의 입구에서의, 그리고, 센서(23s) 세트에 의한 교환기(10)로부터의 출구에서의 온도 및 유량의 측정에 의해 측정되고, 이 센서들은 측정된 값을 전송하기 위해 자동제어부(M)에 연결되어 있다.
열(Q3)이 0에 근접하지만 0은 아닌 특정 설정점보다 큰 경우, 항상 통제 범위를 갖도록 하기 위해, 제2 통제 루프는 전술된 제1 통제 루프로부터의 출력을 변경하여 제1 건조기(2)에 공급되는 열이 적응되게 한다.
또한, 제1 통제 루프를 우회(또는 바이패스)함으로써 제2 통제 루프에 의해서만 설비 및 시스템을 통제하는 것도 가능하다.
마지막으로, 교환기(11) 및 응축기(8)를 위한 최적의 조건이 되게 하기 위해, 제3 통제 루프는 온도 값의 전송을 위해 자동제어부에 연결되어 있는 센서(24)에 의해 측정된 교환기(11)로부터의 출구에서의 물 루프의 온도를 설정점으로서 사용한다. 이 온도는 펌프(1)에서 측정된 슬러지의 유량에 의존하는 설정점에 대해 정의된다.
교환기(11)로부터의 출구에서의 온도가 증가하는 경우, 루프의 순환 펌프(P2)의 유량은 장비에서 허용가능한 범위로 감소된다.
이 3중 루프는 자동 안정형이다. 사실, 벨트 건조기(6) 내의 열을 감소시킬 필요가 있는 경우, 교환기(11)로부터의 출구에서의 온도가 증가하고, 순환 펌프의 유량이 교환기(11, 8)에서 감소할 것이다. 응축기(8)에서, 루프(B1) 내의 물을 위한 응축기(8)의 출구와 입구 사이의 온도차(△T)는 증가하고, 교환기(10)의 입구에서의 온도가 증가하며, 이는 고온 유체(3)에 의해 교환기(10)에 공급될 필요가 있는 열의 양을 설정점 값 미만으로 감소시킨다.
이 경우, 자동제어부(M)는 건조기(2)의 밸브(21)에 건조기(2) 내의 고온 유체(3)의 유량을 감소시라는 명령을 전송하고, 이는 중간 건조도(Si)를 감소시키며, 벨트 컨베이어 상에서의 증발에 대한 요구를 증가시키고, 이는 교환기(11)로부터의 출구에서의 온도를 재균형화할 것이다.
추가적으로, 교환기(11)로부터의 출구에서의 온도 설정점은 센서(25)에 의해 자동제어부(M)에 공급되는 펌프(1)의 유량에 대하여 규정된다.
사실, 중간 건조도(Si)가 제1 통제 루프에 의해 통제됨으로써 펌프(1)의 유량이 감소하는 경우, 제2 건조기(6)의 절대 열량은 감소한다. 따라서, 교환기(11)에서의 교환도 감소되고, 입구 온도가 고정되는 경우, 출구 온도가 증가한다. 따라서, 냉각이 증가되도록 유량 설정점을 감소시킬 필요가 있다.
본 발명은 설명 및/또는 예시한 예시적 실시예에 한정되지 않으며, 첨부 청구범위의 범주 내에서 이루어지는 모든 변형을 포함한다는 것을 인지하여야 한다.
1: 펌프 2: 건조기
3: 고온 유체 4: 스크류
6: 제2 건조기 11: 열 교환기
21: 밸브

Claims (34)

  1. 슬러리형 재료를 건조하기 위한 방법으로서, 두 개의 건조 스테이지들, 즉,
    - 고온 유체가 공급되는 간접식의 제1 건조 스테이지(2)로서, 입구 건조도(Se)를 갖는 슬러지를 수용하고 중간 건조도(Si)를 갖는 슬러지와, 수증기를 출력하고, 상기 수증기는 가열 유체를 위한 루프를 응축기에서 재가열하기 위하여 응축기(8)를 향해 이송되는, 상기 제1 건조 스테이지와,
    - 상기 제1 건조 스테이지로부터의 출구에서 슬러지의 스트링을 형성하는 단계(5)와,
    - 가열 유체 루프에 의해 그 자체가 가열되는 가스에 의해 직접적으로 가열되는 슬러지의 스트링을 건조하는 제2 건조 스테이지(6)로서, 출구 건조도(Sf)를 갖는 생성물을 출력하는, 상기 제2 건조 스테이지(6)를 포함하는 슬러리형 재료의 건조 방법에 있어서,
    상기 중간 건조도(Si)는 측정된 입구 건조도(Se) 및 목표 출구 건조도(Sf)에 따라서 건조를 위해 사용되는 총 에너지의 최소 소비를 위해 제어되고, 상기 제1 건조 스테이지(2)에 공급되는 고온 유체(3)의 유량, 압력 및/또는 온도가 이에 따라 조절되며,
    상기 중간 건조도(Si)는 상기 입구 건조도(Se)의 측정치, 목표 출구 건조도(Sf) 및 상기 응축기(8)의 특정 계수(α), 상기 제2 건조 스테이지(6)의 특정 계수(β) 및 적용 가능한 부가되는 자유열(Q0)을 포함하는 파라미터들에 기초하여 최소 총 에너지 소비를 위해 결정되고,
    상기 중간 건조도의 설정점은 Sic = (β+α*556)/[(β-89*α)/Sf+645*α/Se+Q0)]의 공식에 따라 결정되고, 여기서,
    Se는 측정된 입구 건조도(%)이고,
    Sf는 사전결정된 출구 건조도(%)이고,
    β는 kWh/TEE 단위의 제2 건조 스테이지(6)의 특정 계수이며,
    α는 응축기(8)의 특정 계수이고,
    Q0는 kWh/TMS 단위의, 추가될 수 있는 자유열인 것을 특징으로 하는 슬러리형 재료의 건조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러리형 재료들은 폐수 처리 플랜트로부터의 슬러지를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리형 재료의 건조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가열 유체는 물인 것을 특징으로 하는 슬러리형 재료의 건조 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 중간 건조도(Si)는 상기 응축기(8)에 의해 상기 제1 건조 스테이지로부터 회수된 열이 상기 제2 건조 스테이지(6)의 건조를 위해 필요하고 충분하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 슬러리형 재료의 건조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 저온의 열 루프(B1)가 상기 제2 건조 스테이지(6)의 가열을 위해 사용되고, 액체를 포함하고, 상기 액체는 폐회로에 따라 순환되고, 응축된 스팀의 열을 응축기로부터 회수하기 위해 상기 응축기(8)를 통과하고 또한 상기 제2 건조 스테이지(6)의 가스를 가열하기 위해 액체/가스 열 교환기(11)를 통과하는 것을 특징으로 하는 슬러리형 재료의 건조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 저온은 30℃와 90℃ 사이인 것을 특징으로 하는 슬러리형 재료의 건조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 액체는 물인 것을 특징으로 하는 슬러리형 재료의 건조 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 저온의 열 루프(B1)는 상기 저온의 열 루프(B1) 내의 액체와 상기 제1 건조 스테이지(2)의 고온 유체 분기부(3) 사이에 교환기(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리형 재료의 건조 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 저온의 열 루프(B1)는 폐기 또는 저렴한 저온 에너지의 회수에 의해 상기 저온의 열 루프(B1) 내의 액체를 가열하기 위한 열 교환기(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리형 재료의 건조 방법.
  11. 제 1 항에 따른 방법을 실행하기 위한 설비로서,
    - 고온 유체가 공급되는 제1 건조기(2)로서, 입구 건조도(Se)를 갖는 슬러지를 수용하고 중간 건조도(Si)를 갖는 슬러지와 수증기를 출력하며, 상기 수증기는 제2 건조기(6)를 위한 가열 유체를 응축기에서 재가열하기 위하여 상기 응축기(8)를 향해 이송되는, 상기 제1 건조기(2)와,
    - 상기 제1 건조기(2)로부터의 출구에서 슬러지의 스트링을 형성하기 위한 장치(5)와,
    - 상기 가열 유체에 의해 상기 응축기(8)로부터 추출된 열에 의해 적어도 부분적으로 가열되는 가스에 의해 슬러지의 스트링을 건조하기 위한 제2 건조기(6)로서, 출구 건조도(Sf)를 갖는 생성물을 출력하는, 상기 제2 건조기(6)를 포함하는 설비에 있어서,
    상기 설비는 건조를 위해 사용되는 총 에너지의 최소 소비를 위해, 측정된 입구 건조도(Se) 및 목표 출구 건조도(Sf)에 따라 중간 건조도(Si)를 제어하기 위한 수단(M, 21)을 포함하고, 상기 제1 건조 스테이지(2)에 공급되는 고온 유체(3)의 유량, 압력 및/또는 온도는 이에 따라 조절되며,
    상기 중간 건조도(Si)는 상기 입구 건조도(Se)의 측정치, 목표 출구 건조도(Sf) 및 상기 응축기(8)의 특정 계수(α), 상기 제2 건조 스테이지(6)의 특정 계수(β) 및 적용 가능한 부가되는 자유열(Q0)을 포함하는 파라미터들에 기초하여 최소 총 에너지 소비를 위해 결정되고,
    상기 설비는 속도 조절가능 팬(7)을 더 포함하고, 상기 팬의 흡입부는 상기 제1 건조기(2)의 스팀 및 가스 출력부에 연결되고, 상기 팬의 후방 유동은 상기 응축기(8)에 연결되며, 상기 팬의 속도는 수 mbar의 약한 저압을 유지하도록 명령되어 상기 제1 건조기(2) 내에서 제어되는 것을 특징으로 하는 설비.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 가스는 공기인 것을 특징으로 하는 설비.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 제2 건조 스테이지(6)의 가열을 위한 저온의 열 루프(B1)를 포함하고, 상기 저온의 열 루프(B1)는 액체를 포함하며, 상기 액체는 폐회로에 따라 순환되고, 응축된 스팀의 열을 응축기로부터 회수하기 위해 상기 응축기(8)를 통과하고 또한 상기 제2 건조 스테이지(6)의 상기 가스를 가열하기 위해 액체/가스 열 교환기(11)를 통과하는 것을 특징으로 하는 설비.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 저온은 30℃와 90℃ 사이인 것을 특징으로 하는 설비.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 액체는 물인 것을 특징으로 하는 설비.
  16. 삭제
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 건조기(2)의 출구와 상기 제2 건조기(6)의 입구의 형성 장치(5) 사이의 슬러지의 전달은 상기 제1 건조기(2)로부터의 출구에서 기밀성을 보증할 수 있게 하는 속도 통제식 코어리스 스크류(4)에 의해 보증되는 것을 특징으로 하는 설비.
  18. 제 13 항에 있어서, 액체의 순환을 위한 상기 저온의 열 루프(B1)는
    - 상기 응축기(8)의 상류의 30 내지 80℃ 사이의 저온을 갖는 부분(B1.1)과,
    - 상기 응축기(8)로부터의 출구의 40 내지 90℃ 사이의 중간 온도를 갖는 부분(B1.2)과,
    - 무비용 또는 저비용 저온 에너지 소스에 의해 상기 저온의 열 루프(B1) 내의 액체를 재가열하기 위한, 상기 응축기(8)의 하류 또는 상류의, 무비용 에너지 소스와 상기 저온의 열 루프(B1) 내의 액체 사이의 열 교환기(9)와,
    - 무비용 에너지 소스와 상기 저온의 열 루프(B1) 내의 액체 사이의 열 교환기(9)로부터의 출구에 있는, 상기 제2 건조기를 위한 40 내지 90℃ 사이인, 통제된 온도로 상기 저온의 열 루프(B1) 내의 액체의 재가열을 마무리하게 할 수 있는 고온 유체 분기부(3)를 구비한 열 교환기(10)와,
    - 액체와 가스 사이의 열 교환기(11)로서, 상기 저온의 열 루프(B1) 내의 액체가 운동하게 되는 상기 제2 건조기(6)의 가스를 가열할 수 있게 하는, 열 교환기(11)와,
    - 상기 저온의 열 루프(B1) 내의 액체의 순환을 위한 펌프(P2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 설비.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 저온은 60 내지 70℃ 사이인 것을 특징으로 하는 설비.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 중간 온도는 70 내지 80℃ 사이인 것을 특징으로 하는 설비.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 에너지 소스는 병합발전 유닛의 모터, 가열 펌프, 목재 또는 바이오가스 보일러, 태양열 시스템 또는 다른 폐기 에너지의 소스인 것을 특징으로 하는 설비.
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 통제된 온도는 80 내지 90℃ 사이인 것을 특징으로 하는 설비.
  23. 제 18 항에 있어서, 상기 액체는 물이고 상기 가스는 공기인 것을 특징으로 하는 설비.
  24. 제 18 항에 있어서, 상기 가스는 순환 팬(12)에 의해 운동하게 되는 것을 특징으로 하는 설비.
  25. 제 11 항에 있어서, 통제부를 포함하고,
    상기 통제부는 상기 제1 건조기(2)로부터의 출구에서 중간 건조도(Si)의 직접 통제를 보증하기 위한 제1 통제 루프를 포함하고, 상기 제1 통제 루프는 동작 파라미터들에 기초하여 중간 건조도 설정점(Sic)을 확립하는 연산 및 명령을 위한 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 설비.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 연산 및 명령을 위한 수단은 자동제어부(M)인 것을 특징으로 하는 설비.
  27. 삭제
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 자동제어부(M)는 측정된 중간 건조도에 따라 상기 고온 유체(3)의 유량, 압력 또는 온도를 제어하도록 밸브(21)를 제어하고, 이 제어는 스팀 고온 유체의 경우에는 고온 유체의 압력의 통제에 의해서, 또는, 유기 유체 유형의 고온 유체의 경우에는 고온 유체의 저온 반환물과의 혼합에 의한 유량 또는 온도의 통제에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 설비.
  29. 제 13 항에 있어서, 상기 고온 유체와 상기 저온의 열 루프(B1) 내의 액체 사이의 교환기(10)에 공급되는 열(Q3)의 양을 제어하는 통제 루프로 이루어지는 통제부를 포함하는 것을 특징으로 하는 설비.
  30. 제 13 항에 있어서, 통제부를 포함하고,
    상기 통제부는: 상기 제1 건조기(2)로부터의 출구에서 중간 건조도(Si)의 직접 통제를 보증하기 위한 제1 통제 루프로써, 동작 파라미터들에 기초하여 중간 건조도 설정점(Sic)을 확립하는 연산 및 명령을 위한 수단을 가지는, 상기 제 1 통제 루프;
    상기 고온 유체와 저온 루프(B1) 내의 액체 사이의 교환기(10)에 공급되는 열의 양(Q3)을 제어하는 제2 통제 루프;를 포함하고,
    상기 설비의 통제는 전적으로 상기 제2 통제 루프에 기초하여 제1 통제 루프를 우회 또는 바이패스함으로써 보증될 수 있 것을 특징으로 하는 설비.
  31. 제 29 항에 있어서, 상기 고온 유체와 상기 저온의 열 루프(B1) 내의 액체 사이의 열 교환기(10)는 제어 설정점으로서 상기 교환기(10)로부터의 출구에서 상기 저온의 열 루프(B1) 내의 액체의 온도를 가지며, 이 온도는 상기 제2 건조기(6)의 가스와 고온 유체 사이의 교환기(11)의 효율적 동작을 가능하게 하고, 상기 제2 건조기(6)의 에너지 요건이 균형화되는 것을 보증하게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  32. 제 30 항에 있어서, 통제 루프를 포함하며, 상기 통제 루프에 따라 상기 교환기(10)에 공급되는 열(Q3)이 상기 교환기(10)의 입구 및 출구에서의 온도 및 유량의 측정에 의거하여 측정되고, 열(Q3)이 0에 근접하지만 0은 아닌 특정 설정점보다 큰 경우, 항상 통제 범위를 갖게 하기 위해, 상기 통제부는 상기 제1 통제 루프의 출구 신호를 변경하여 상기 제1 건조기(2)에 공급되는 열이 적응되게 하는 것을 특징으로 하는 설비.
  33. 제 30 항에 있어서, 상기 교환기(11) 및 상기 응축기(8)가 최적의 조건들에 있게 하기 위해, 상기 통제부는 교환기(11)로부터의 출구에서의 상기 저온의 열 루프의 온도를 설정점으로서 사용하는 제3 통제 루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 설비.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 제3 통제 루프는 슬러지 공급 펌프(1)에서 측정된 슬러지의 유량에 따른 설정점에 대해 정의되는 설정점 온도를 사용하도록 설계되고, 상기 저온의 열 루프(B1)의 액체와 상기 제2 건조기(6)의 가스 사이의 상기 교환기(11)로부터의 출구에서의 온도가 증가할 때, 상기 저온의 열 루프(B1)의 순환 펌프(P2)의 유량은 구성요소들을 위해 수용가능한 범위로 감소하는 것을 특징으로 하는 설비.
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