KR102237796B1 - 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 고감염성 동물 사체를 낮은 온도와 낮은 압력으로 2차 처리가 요구되지 않도록 처리하여 처리시간을 1시간 미만으로 단축시키는 연료의 제조방법을 수행하기 위한 장치를 제공하기 위한 것으로서, 반응기, 반응기에 고압 수증기를 공급하는 고압보일러, 반응기에서 발생된 배출가스에서 냄새를 제거하는 탈취장치, 동물 사체를 원활하게 공급할 수 있도록 압축시키는 압축기, 압축기로 동물 사체를 운반하는 컨베이어, 이를 자동 또는 반자동으로 운전할 수 있도록 구성되는 중앙제어반, 반응기 내로 냉각을 위한 압축공기를 공급하는 컴프레셔, 상기 장치를 장착하여 이동할 수 있도록 구비되는 이동장치를 포함하여 구성되는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 장치에 관한 것이다.

Description

고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 장치{The device for treating highly infectious animal carcasses}

본 발명은 축산 농가 및 동물 병원 등에서 발생하는 감염성 동물 사체 등과 기타 병원 등에서 발생하는 감염성 폐기물 등을 처리하는 방법에 관한 것으로서, 특히 감염성이 매우 높은 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

국내에서 제1종 법정 가축전염병으로 지정된 대표적인 고감염성 전염병으로는 구제역(Foot and mouth disease)과 조류 인플루엔자(Avian influenza)가 있다. 구제역(Foot and mouth disease)은 발굽이 2개인 소, 돼지, 염소, 사슴, 낙타 등 우제류 동물의 입과 발굽 주변에 물집이 생기는 병으로 치사율이 5∼55%에 달하는 가축의 제1종 바이러스성 법정 전염병이고, 조류 인플루엔자(Avian influenza)는 닭이나 오리에게 감염되는 바이러스성 호흡기 질환으로 조류독감(birdflu)으로도 불리고 있으며, 조류 인플루엔자는 종을 넘어 사람도 감염될 수 있는 전염병이다. 이들 구제역이나 조류 인플루엔자가 발생하면 감염된 가축은 모두 살처분하여 폐기하므로 축산농가의 피해가 막심할 뿐 아니라, 동물 및 축산물의 국제교역 제한 등 국가의 신용도가 떨어지는 등 경제적 손실도 같이 발생된다. 세계적으로 매년 이런 전염병의 발생 빈도가 높아지고 있으며 대부분은 가축 사체를 긴급하게 매몰하는 살처분 방법이 매년 증가하고 있다. 2010년 이후 전염병에 걸린 가축 살처분 비용만 4조원에 육박하는 것으로 나타났다.

선진국에서는 소각을 원칙으로 하고 있으며, 매립할 수 없는 악조건일 경우 일부 지역에서만 제한적으로 매몰을 허용할 뿐이고 일반적인 조건에서는 매몰을 금하고 있다. 하지만 우리나라에서는 대부분 매몰에 의한 살처분 방식으로 고전염성 감염 가축을 처분하고 있다.

감염된 동물 사체 매몰 시 매몰지에 병원체들(곰팡이, 세균, 바이러스, 프리온)이 오랜 기간 잔존해 있을 수도 있으며, 사후 관리 소홀에 따른 매몰지에서 유출되는 침출수에 의해 부근 토양 및 지하수의 오염, 병원성 미생물 등이 유출될 가능성이 있다. 또한, 매몰지가 포화 상태에 이르러 지방자치단체와 농가에서도 처리 방식의 개선을 요구하고 있는 실정이다.

2015년에 ‘가축 사체를 재활용할 수 있는 가축전염병’에 관한 고시가 개정되어 구제역, AI(조류 독감) 등의 전염병에 걸린 사체도 퇴비화 등으로 재활용할 수 있게 되었다. 매몰방식이 아닌 감염동물 처리방법으로는 대한민국 등록특허공보 10-2118717호의 폐사가축의 렌더링 처리법, 대한민국 공개특허공보 10-2018-0134265의 혐기성 분해(anaerobic digestion), 대한민국 등록특허공보 10-1914769의 퇴비화(composting), 대한민국 등록특허공보 10-1360524의 알칼리 가수분해(alkaline hydrolysis), 대한민국 등록특허공보 10-1450752의 젖산 발효(lactic acid fermentation) 등이 알려져 있다.

그러나, 현재까지의 감염성 폐기물의 처리 방법 및 장치에 관한 상기와 같은 종래기술들은 처리한 사체 잔존물을 퇴비나 사료 원료로 활용하는 방법에 관한 것이었으나, 농민들은 감염성 동물 사체로 제조된 사료, 퇴비, 비료를 기피하고 있는 문제점이 있는 것이어서, 이러한 종래기술들은 실용화되지 못하고 있는 실정이었다.

한편, PCT/JP2006/319269에는 “고온고압을 이용한 유기성 폐기물 처리시스템”에 관하여 개시되어 있는바, 고온, 고압으로 처리하는 유기물의 종류로 동물 사체를 언급하고는 있으나 처리시간에 대한 언급이 없으며, 반응온도와 압력이 230 ℃ 이상, 3 MPa로서 운전조건의 온도와 압력이 너무 높아 장비 제작비용이 매우 비싸고 운전비용 또한 많이 소요됨으로써 경제성이 떨어지는 것이었다. 또한 처리물을 연료로 사용한다는 언급은 있으나 연료로 사용하기 위해 처리가 끝난 처리물을 장치를 이용하여 다시 수증기를 공급하여 건조하는 등의 경제성이 떨어지는 연료 제조방법을 사용하고 있다.

또한, 아임계수 처리로 유기물 등을 처리하는 방법에 관한 일본 특허공보 4,751,977호에서는 처리장치에 고온, 고압의 수증기를 투입하여 약 230℃∼260 ℃의 온도와 약 3 MPa의 압력으로 피처리물을 처리하는 방법이 개시되어 있고, 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0090832호에는 처리장치에 고온, 고압의 수증기를 투입하여 200∼250 ℃, 1.55∼3.98 MPa에서 음식물 쓰레기와 플라스틱 혼합물을 처리하는 방법을 특징으로 하는 연료화 장치가 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허공보 제10-0572301호에는 170∼250 ℃ 전후의 포화증기로 1시간 정도 처리하는 방법이 개시되어 있으나 처리시간이 길고,　대한민국 등록특허공보 제10-1714043호의 동물 사체 처리기는 140∼160 ℃의 온도에 3.5∼5 kg/㎠의 압력으로 동물 사체를 처리하는 장치로서 낮은 압력으로 처리물을 익힌 후 파쇄기 등을 이용하여 처리물을 파쇄하는 방식이 개시되어 있다.

상기 종래기술들은, 유기물 등을 처리하기 위하여 피처리물을 높은 온도와 높은 압력으로 처리하고 있어 고온 고압을 견딜 수 있는 매우 고가의 처리장치가 요구되고 운전비용이 과도하게 높은 문제점이 있는 것일 뿐 아니라, 처리기간이 2시간 30분 이상으로 오래 걸리는 문제점이 있는 것이었다.

또한, 상기 종래기술들은, 동물 사체를 처리하기 위하여 온도와 압력이 낮은 경우 2차 처리를 해야 하는 문제점이 있는 것일 뿐 아니라, 처리기간이 3시간 에 달할 정도로 오래 걸리는 문제점이 있는 것이었다.

[문헌 1] PCT/JP2006/319269 [문헌 2] 일본 특허공보 4751977 [문헌３] 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0090832 [문헌４] 대한민국 등록특허공보 제10-0572301 [문헌 5] 대한민국 등록특허공보 제10-1714043

[문헌 1] Yoshida et al., 2003, "아임계수처리에 의한 육골분의 무해화와 자원화"일본, 화학공학회, 36회 추계대회연구발표, I1A02 [문헌 2] 한국연구재단, 2014, "환경친화적 가축 사체처리 시스템 구축 전략에 관한 연구"보고서 [문헌 3] 배다은, 2016, "수열 탄화를 통한 바이오메스의 고형연료화", 건국대학교 석사학위 논문

본 발명은, 위에서 본 종래기술들의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 첫째, 전염병에 감염되거나 전염병으로 폐사한 고감염성 동물 사체 등의 피처리물을 사료, 비료의 용도가 아닌 화력발전소나 화목보일러 등의 연료로 이용할 수 있도록 하는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

둘째, 또한 본 발명은, 유기물 등을 처리하기 위하여 종래기술들에 비하여 상대적으로 낮은 온도와 낮은 압력에 의하여 처리함으로써 고가의 처리장치가 요구되지 않는 것일 뿐 아니라, 처리기간을 1시간에 못 미치는 수준으로 크게 단축시킬 수 있는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

셋째, 그리고 본 발명은, 낮은 온도와 낮은 압력에 의하여 고감염성 동물 사체를 처리하면서도 2차 처리가 요구되지 않을 뿐 아니라, 처리기간을 1시간에 못 미치는 수준으로 크게 단축시킬 수 있는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

넷째, 또한 본 발명은, 고감염성 동물 사체 등의 피처리물을 처리하기 위하여 투입할 때 발생하는 파쇄 또는 분쇄된 피처리물과 조직들, 혈액 및 병원체가 비산되어 새로운 감염원이 되어 2차 감염시키는 것을 방지시킬 수 있는 안전하고 간편하며 신속하면서도 대량으로 고감염성 동물 사체를 처리할 수 있는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 위에서 설명한 발명의 목적, 즉 고감염성 동물 사체를 낮은 온도와 낮은 압력으로 2차 처리가 요구되지 않도록 처리하여 처리시간을 1시간미만으로 단축시키는 연료의 제조방법을 제공하기 위한 목적을 달성하기 위하여 아래와 같은 구성을 구비하는 것이다.

본 발명에 따른 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치는, 반응기와 반응기에 고압 수증기를 공급하는 보일러와 반응기, 반응기에서 발생된 내부가스를 제거하는 탈취장치, 피처리물을 원활하게 공급할 수 있도록 압축하는 압축기, 압축기에 피처리물을 운반하는 컨베이어와 이를 자동 또는 반자동으로 운전할 수 있도록 구상된 중앙제어반, 반응기 내로 압축공기를 공급하는 컴프레셔, 상기 장치를 이동할 수 있도록 하는 이동장치를 포함하여 구성된다.

그리고, 반응기에는 피처리물이 잘 섞이도록 해 주는 교반기와 교반기를 구동하는 구동모터(114), 구동모터의 속도를 조절하는 감속기가 부착되고 교반기는 중앙제어반에 의하여 속도와 회전방향이 조절된다.

또한, 반응기는 내부탱크와 외부탱크로 구분되며, 외부탱크는 내부탱크의 상부에는 온도와 압력을 높이기 위해 보일러에서 발생한 수증기를 공급하고 차단하기 위한 수증기 공급밸브가 장착되고 하부에는 외부탱크에서 발생한 응축수를 자동으로 배출하는 응측수 배출밸브가 장착된다. 또한 외부탱크는 온도 유지를 위해 보온재로 덥혀 있다. 피처리물의 수열탄화공정이 끝나고 내부탱크의 신속한 냉각을 위하여 외부탱크 상부에는 냉각수를 공급하는 냉각수 공급밸브와 하부에는 냉각수 배출밸브가 장착된다. 외부탱크는 탱크 지지 철구조물로 고정되어 있다.

한편, 반응기에는 피처리물을 투입하는 투입구와 투입구 개폐장치, 탄화된 피처리물을 배출하는 배출구와 배출구 개폐장치, 스팀의 공급을 조절하는 스팀 개폐밸브, 온도를 인식하는 온도계, 압력을 인식하는 압력계, 압축공기를 공급하는 압축공기 개폐밸브, 안전장치로서 안전변이 장착되어 있다. 또한, 반응기 상부에는 내부에서 발생된 가스를 외부로 배출하는 가스배출장치와 가스배출장치에 부착된 가스배출밸브가 장착되어 있다. 가스배출장치를 통해 배출된 배출가스는 탈취장취로 이송되어 탈취공정을 거쳐 외부로 방출된다. 또한 투입구 상부에는 피처리물이 원활하게 투입구에 공급될 수 있도록 피처리물을 압축하는 압축장치와 압축장치에 피처리물을 공급하는 켄베이어가 연결되어 있다. 그리고 상기 장치들은 이동수단인 트레레일러식 트럭위에 장착될 수 있다.

그리고, 위와 같은 본 발명의 장치는, 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치인바, 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법은 아래와 같다.

즉, 본 발명의 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법은, 컨베이어에 의하여 이송된 고감염성 동물 사체를 압축기로 공급하는 단계, 압축기의 압축롤러에 의하여 압축된 고감염성 동물 사체를 투입구를 통하여 내부탱크로 공급하는 단계, 고압보일러에 의하여 생성된 포화수증기를 외부탱크의 내부에 공급하여 내부탱크를 가열하는 단계, 공급된 고감염성 동물 사체를 교반기에 의하여 교반하면서, 고압보일러에 의하여 생성된 포화수증기가 가열장치에 의하여 가열된 과열포화수증기를 내부탱크에 직접 분사하여 동물 사체를 수열탄화시키는 단계, 외부탱크에 냉각수를 공급하여 내부탱크를 냉각시키면서, 내부탱크의 가스 배출밸브를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크에 공급하여 내부탱크를 냉각시키는 단계, 상기 냉각시키는 단계에서 배출되는 배기가스를 탈취장치로 탈취시킨 후 배기가스를 배출시키는 단계, 배출구 개폐장치를 개방하여 수열탄화된 고감염성 동물 사체를 배출구로 배출하는 단계로 이루어지는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 그 구성으로 하는 것이다.

나아가, 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법의 공정을 단계 별로 더욱 구체적으로 설명하면, 본 발명의 “(1) 컨베이어에 의하여 이송된 고감염성 동물 사체를 압축기로 공급하는 단계”는 운반된 고감염성 동물 사체를 컨베이어에 의하여 신속하게 압축기로 공급하는 단계에 관한 것이다.

그리고, 본 발명의 “(2) 압축기의 압축롤러에 의하여 압축된 고감염성 동물 사체를 투입구를 통하여 내부탱크로 공급하는 단계”는, 종래기술과 차별화된 본 발명의 특징적인 구성 중 하나로서, 압축기의 압축롤러들에 의하여 고감염성 동물 사체가 파쇄 또는 분쇄되지 않으면서도 연속되는 압축롤러가 아래로 당김으로써 신속하게 공급될 뿐 아니라 투입구에 인접한 압축롤러가 투입구의 직경보다 작게 구성됨으로써 투입구의 직경보다 작게 압축된 고감염성 동물 사체가 신속하게 내부 탱크로 들어가게 되는 것이다. 이러한 이유로 고감염성 동물 사체가 파쇄 또는 분쇄되지 아니하여 병원체가 비산되어 새로운 감염원이 되지 않으면서도 고감염성 동물 사체를 신속하게 공급하는 현저한 효과를 나타내는 것이다.

종래기술에 따른 처리방법에 따르면, 파쇄기 또는 분쇄기를 통하여 파쇄 또는 분쇄된 후 투입구를 통하여 반응기로 공급되는 처리방법인 경우에는, 파쇄 또는 분쇄되는 과정에서 고감염성인 동물 사체로부터 병원체가 비산되어 새로운 감염의 원인이 발생되는 단점이 있었고, 파쇄 또는 분쇄되지 아니한 상태로 투입구를 통하여 반응기로 공급되는 처리방법인 경우에는 인력으로 투입구를 통하여 고감염성 동물 사체의 공급이 수행됨으로 인하여 사람들이 고감염성 동물 사체와 접촉하는 단점이 있었을 뿐 아니라 인력으로 공급함으로 인하여 공급 속도가 매우 늦어지는 단점이 있었던 것인데, 본 발명의 “(2) 압축기의 압축롤러에 의하여 압축된 고감염성 동물 사체를 투입구를 통하여 내부탱크로 공급하는 단계”에 의하여 종래기술의 단점이 해결된 것이다.

또한, 본 발명의 “(3) 고압보일러에 의하여 생성된 포화수증기를 외부탱크의 내부에 공급하여 내부탱크를 가열하는 단계”는, 온도 230∼249 ℃ 압력 2.85∼4.06 MPa의 포화수증기를 생성시킬 수 있는 용량의 고압 보일러에 의하여 생성된 포화수증기를 20 내지 30분 외부탱크에 공급하여 내부탱크의 온도가 150~200℃, 압력이 0.45~1.59 MPa이 되도록 내부탱크를 가열하는 단계인 것으로서, 이렇게 외부탱크의 내부에 고압 보일러에 의하여 생성된 포화수증기를 20 내지 30분 공급하여 포화수증기에 의하여 내부탱크가 가열되게 하여 온도가 150~200℃, 압력이 0.45~1.59 MPa에 도달하게 한 후에 후술하는 “(4) 수열탄화시키는 단계”가 진행되도록 함으로써 내부탱크에 응축수가 발생하지 않게 되어 “(4) 수열탄화시키는 단계”가 20 내지 30분으로 매우 빠르면서도 효율적으로 진행되는 효과를 나타내는 것이다. 여기서, 내부탱크의 온도가 160~180 ℃, 압력이 0.63~1.0 MPa이 되도록 내부탱크를 가열하는 것이 더욱 바람직한 것이다.

또한, 본 발명의 “(4) 공급된 고감염성 동물 사체를 교반기에 의하여 교반하면서, 고압보일러에 의하여 생성된 포화수증기가 가열장치에 의하여 가열된 과열포화수증기를 내부탱크에 직접 분사하여 동물 사체를 수열탄화시키는 단계”는, 내부탱크에 공급된 고감염성 동물 사체를 교반기에 의하여 교반하면서, 고압보일러에 의하여 생성된 포화수증기가 가열장치에 의하여 가열되어 온도 190~249 ℃, 압력 1.28~4.06 MPa인 과열포화수증기를 내부탱크에 직접 분사하여 동물 사체를 온도 160~240 ℃, 압력 0.63~3.41 MPa의 상태에서 20 내지 30분 수열탄화시키는 단계인 것이다.

이때, 온도 200~240 ℃, 압력 1.59~3.41 MPa인 과열포화수증기를 내부탱크에 직접 분사하여 동물 사체를 온도 180~230 ℃, 압력 1.02~2.85 MPa의 상태에서 수열탄화시키는 것이 더욱 바람직한 것이며, 온도 210~230 ℃ 압력 1.95~2.85 MPa인 과열포화수증기를 내부탱크에 직접 분사하여 동물 사체를 온도 190~220 ℃, 압력 1.28~2.37 MPa의 상태에서 수열탄화시키는 것이 가장 바람직한 것이다. 이러한 온도와 압력은 종래기술에 비하여 크게 낮은 것이므로, 이러한 이유로 에너지가 크게 절감되고, 처리 시간이 종래기술의 1시간 내지 1시간 30분에 비하여 20분으로 크게 단축되며, 종래기술에 비하여 수열탄화되어 생성된 연료의 탄화도가 크게 향상되어 열량이 6,100 KJ/kg에 달하게 되어 종래기술에 의하여 생성된 연료의 열량 4,600 KJ/kg 대비 133% 증가된 현저한 효과를 나타내는 것이다.

또한, 본 발명의 “(5) 외부탱크에 냉각수를 공급하여 내부탱크를 냉각시키면서, 내부탱크의 가스 배출밸브를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크에 공급하여 내부탱크를 냉각시키는 단계”는, "(a)냉각수에 의하여 냉각시킴과 동시에 (b)내부탱크의 가스 배출밸브를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크에 공급하여 내부탱크를 냉각시키는 두 가지 냉각방법”을 동시에 수행함으로써 냉각을 고도로 효율화 시킨 공정이다.

본 발명은 두 가지 냉각시키는 단계를 채택함으로써 상기 전 단계인 “(4) 수열탄화시키는 단계”에서 고열 및 고압 상태인 내부탱크로 및 생성된 연료(수열탄화가 끝난 고감염성 동물 사체)를 신속하게 냉각시킬 수 있게 되어 아래에서 설명하는 “(6) 상기 냉각시키는 단계에서 배출되는 배기가스를 탈취장치로 탈취시킨 후 배기가스를 배출시키는 단계”및 “(7) 배출구 개폐장치를 개방하여 수열탄화된 고감염성 동물 사체를 배출구로 배출하는 단계”를 신속하게 수행할 수 있게 되어 전체 처리공정을 크게 단축시킬 수 있는 현저한 효과를 나타내는 것이다.

즉, 종래기술의 냉각시키는 단계는 외부탱크에 냉각수를 공급하여 내부탱크를 냉각시키는 단순한 한 가지 단계만을 구비하고 있는 것이어서, 냉각 처리 시간이 1시간 30분 내지 2시간 소요되는 것인데 비하여, 본 발명의 냉각시키는 단계는 “(a) 냉각수에 의하여 냉각시킴과 동시에 (b)내부탱크의 가스 배출밸브를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크에 공급하여 내부탱크를 냉각시키는 두 가지 냉각방법”을 동시에 채택함으로써 냉각 처리 시간이 20분 내지 30분으로 크게 단축되어 냉각 처리 시간을 3 내지 6배 단축시키는 현저한 효과를 나타내는 것이다.

여기서, 상기 “(5) 냉각시키는 단계”는 외부탱크에 냉각수를 공급하여 내부탱크를 냉각시키면서, 내부탱크의 가스 배출밸브를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크에 20 내지 30분 공급하여 내부탱크를 온도 80~120 ℃, 압력 0.05~0.28 MPa로 냉각시키는 것이 더욱 바람직한 것이며, 내부탱크를 온도 80~120 ℃, 압력 0.05~0.28 MPa로 냉각시키는 것이 가장 바람직한 것이다.

또한, 본 발명의 “(6) 상기 냉각시키는 단계에서 배출되는 배기가스를 탈취장치로 탈취시킨 후 배기가스를 배출시키는 단계”는, 전 단계에서 설명한 것과 같이 내부탱크의 가스 배출밸브를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크에 20 내지 30분 공급하여 배출되는 것이어서 종래기술이 자체 압력에 따라 배기가스가 배출되는 것에 비하여 배출에 소요되는 시간이 크게 단축되는 현저한 효과를 나타내는 것이며, 본 발명은 배기가스를 탈취장치로 탈취시킨 후 배출시키는 것이라는 점에서도 현저한 효과를 나타내는 것이다.

마지막으로, 본 발명의 “(7) 배출구 개폐장치를 개방하여 수열탄화된 고감염성 동물 사체를 배출구로 배출시키는 단계”는, 공지의 배출시키는 단계와 동일한 것이다.

본 발명은, 첫째, 전염병에 감염되거나 전염병으로 폐사한 고감염성 동물 사체 등의 피처리물을 사료, 비료의 용도가 아닌 화력발전소나 화목보일러 등의 연료로 이용할 수 있도록 하는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 효과를 나타내는 것이다.

둘째, 또한 본 발명은, 유기물 등을 처리하기 위하여 종래기술들에 비하여 상대적으로 낮은 온도와 낮은 압력에 의하여 처리함으로써 고가의 처리장치가 요구되지 않는 것일 뿐 아니라, 처리기간을 1시간에 못 미치는 수준으로 크게 단축시킬 수 있는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 효과를 나타내는 것이다.

셋째, 그리고 본 발명은, 낮은 온도와 낮은 압력에 의하여 고감염성 동물 사체를 처리하면서도 2차 처리가 요구되지 않을 뿐 아니라, 처리기간을 1시간에 못 미치는 수준으로 크게 단축시킬 수 있는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 효과를 나타내는 것이다.

넷째, 또한 본 발명은, 고감염성 동물 사체 등의 피처리물을 처리하기 위하여 투입할 때 발생하는 파쇄 또는 분쇄된 피처리물과 조직들, 혈액 및 병원체가 비산되어 새로운 감염원이 되어 2차 감염시키는 것을 방지시킬 수 있는 안전하고 간편하며 신속하면서도 대량으로 고감염성 동물 사체를 처리할 수 있는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 효과를 나타내는 것이다.

본 발명의 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법은 전염병에 감염된 동물이나 사체를 밀폐가 가능한 반응기에 투입하고 고온고압의 포화수증기를 이용하여 짧은 시간에 사체를 수열탄화하므로 악취 발생이 거의 없으며, 다이옥신 등과 같은 대기오염물질의 발생을 최소화하는 동시에 완벽하게 멸균처리가 가능하고 피처리물은 연료로 재활용할 수 있어 환경을 오염시키지 않는 완벽한 처리가 가능한 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 효과를 나타내는 것이다.

또한 본 발명은 이동식으로 구성되어 있어 차량에 적재하여 신속하게 현장으로 이동하여 전염병에 감염된 동물이나 사체를 짧은 시간에 완벽하게 처리하여 연료로 전환시킬 수 있으며, 전염병이 발생되지 않는 시기에는 병원에서 발생하는 감염성이 높은 의료폐기물과 폐목재, 폐지 같은 바이오매스, 유기성 폐기물, 폐플라스틱, 생활쓰레기, 하수 슬러지, 축산뷴뇨, 음식물쓰레기 등과 같은 가연성 물질 등의 처리에도 사용될 수 있는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 효과를 나타내는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치를 자동차에 설치한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 반응기의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 압축기의 단면도(500A) 및 평면도(500B)이다.

본 발명의 구성 및 작용에 대하여 도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치를 이동장치(800)인 자동차에 설치한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치의 반응기(100)의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치의 압축기(500)의 단면도 및 평면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치에 관하여 도면을 참조하여 설명하면, 반응기(100)와 반응기에 고압 수증기를 공급하는 보일러(200)와 반응기(100), 반응기(100)에서 발생된 내부가스를 제거하는 탈취장치(300), 피처리물을 원활하게 공급할 수 있도록 압축하는 압축기(500), 압축기(500)에 피처리물을 운반하는 컨베이어(600)와 이를 자동 또는 반자동으로 운전할 수 있도록 구상된 중앙제어반(400), 반응기 내로 압축공기를 공급하는 컴프레셔(700)상기 장치를 이동할 수 있도록 하는 이동장치(800)를 포함하여 구성된다.

그리고, 반응기(100)에는 피처리물이 잘 섞이도록 해 주는 교반기(103)와 교반기(103)를 구동하는 구동모터(114), 구동모터(114)의 속도를 조절하는 감속기(115)가 부착되고 교반기(103)는 중앙제어반(400)에 의하여 속도와 회전방향이 조절된다.

또한, 반응기(100)는 내부탱크(102)와 외부탱크(101)로 구분되며, 외부탱크(101)는 내부탱크(102)의 상부에는 온도와 압력을 높이기 위해 보일러(200)에서 발생한 수증기를 공급하고 차단하기 위한 수증기 공급밸브(110)가 장착되고 하부에는 외부탱크(101)에서 발생한 응축수를 자동으로 배출하는 응측수 배출밸브(111)가 장착된다. 또한 외부탱크(101)는 온도 유지를 위해 보온재로 덥혀 있다. 피처리물의 수열탄화공정이 끝나고 내부탱크(102)의 신속한 냉각을 위하여 외부탱크(101) 상부에는 냉각수를 공급하는 냉각수 공급밸브(110)와 하부에는 냉각수 배출밸브(113)가 장착된다. 외부탱크(101)는 탱크 지지 철구조물(121)로 고정되어 있다.

한편, 반응기(100)에는 피처리물을 투입하는 투입구(105)와 투입구 개폐장치(104), 탄화된 피처리물을 배출하는 배출구(106)와 배출구 개폐장치(107), 스팀의 공급을 조절하는 스팀 개폐밸브(116), 온도를 인식하는 온도계(117), 압력을 인식하는 압력계(120), 압축공기를 공급하는 압축공기 개폐밸브(118), 안전장치로서 안전변(119)이 장착되어 있다. 또한, 반응기(100) 상부에는 내부에서 발생된 가스를 외부로 배출하는 가스배출장치(108)와 가스배출장치(108)에 부착된 가스배출밸브(109)가 장착되어 있다. 가스배출장치(108)를 통해 배출된 배출가스는 탈취장취(300)로 이송되어 탈취공정을 거쳐 외부로 방출된다. 또한 투입구(105) 상부에는 피처리물이 원활하게 투입구(105)에 공급될 수 있도록 피처리물을 압축하는 압축장치(500)와 압축장치(500)에 피처리물을 공급하는 켄베이어(600)가 연결되어 있다. 그리고 상기 장치들은 이동수단(800)인 트레레일러식 트럭위에 장착될 수 있다.

본 발명에 따른 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치의 작동에 관하여 설명하면 아래와 같다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 피처리물을 수용하는 반응기(100)에는 반응기 외부탱크(101)가 설치되고 스팀과 냉각수를 공급하는 스팀 개폐밸브(110)와 응축수 배출밸브(111), 냉각수를 공급하는 냉각수 공급밸브(112)와 냉각수 배출밸브(113)로 구성되며 보일러(200)로부터 수증기를 공급받아 내부 온도가 150℃ 이상이 될 때까지 스팀을 공급받을 수 있는 구조로 구성되어 있는바, 외부탱크(101)를 가열하여 내부탱크(102) 온도가 150℃ 이상으로 가열되면 내부탱크(102)로 투입구(105)를 통하여 피처리물을 투입한다. 피처리물 투입을 용이하게 하기 위하여 투입구(105) 상단에는 이동식의 압축장치(500)와 압축장치(500)에 연결된 컨베이어(600)가 연결되어 있고 이 장치들을 이용하여 피처리물을 반응기(100)로 이송한다. 피처리물이 반응기(100)의 내부탱크(102)로 이송이 시작되면 내부탱크(102) 내부에 설치된 교반기(103)를 20rpm∼50rpm 정도로 회전시키면서 투입되는 피처리물이 잘 교반되도록 한다. 피처리물의 수분 함량이 높을 경우 탄화물의 수분함량이 높아 건조공정을 설치해야 하는 문제점이 발생될 수 있으므로 왕겨, 톱밥등을 이용하여 피처리물의 수분함량을 조절한다.

압축기(500)는 압축기(500)의 구동축을 지지하고 압축롤러의 파손을 막아 주는 압축기 본체(510)에 압축롤러를 회전시키는 4개의 구동축과 각 구동축과 결합하여 회전하는 제1압축롤러(520), 제2압축롤러(530), 제3압축롤러(540) 및 제4압축롤러(550)로 구성되는데 각각 4개씩으로 구성된다. 닭이나 소형의 피처리물은 압축기(500) 하부를 통과할 수 있지만 성체 돼지와 소 같은 대형 동물은 투입구(105)를 통과할 수 없어 압축해야 한다. 성체 동물을 단번에 압축하기는 어려우므로 압축기(500)의 압축롤러의 크기를 조절하여 낙하하는 피처리물을 순차적으로 압축할 수 있도록 압축롤러의 크기를 제1압축롤러(520)가 가장 크게 구성하고, 그리고 제2압축롤러(530)를 제1압축롤러에 비하여 작게 구성하며, 제3압축롤러(540)를 투입구(105)에 비하여 작게 구성함으로써 피처리물이 투입구(105)로 원활하게 통과할 수 있도록 구성한다. 여기서, 압축롤러의 단계는 제1 내지 제4 압축롤러(520, 530, 540, 550)의 4단계로 예시하였으며 제1 내지 제4 단계별 압축롤러의 개수는 각각 4개씩으로 구성한다.

피처리물 투입이 완료되면 투입구(105)를 투입구 개폐장치(104)를 이용하여 밀폐하고 보일러(200)로부터 발생된 3 MPa 압력의 과열 포화 수증기를 스팀 개폐밸브(116)를 통하여 내부탱크(102)에 투입한다. 내부탱크(102)의 온도가 190℃ 이상이고 내부 압력이 1.5MPa 이상이 되면 수증기 공급을 중단한다. 외부탱크(101)에 수증기 공급을 중단하여도 반응기(100)는 보온재로 보온이 되므로 온도나 압력 손실이 발생되지 않아 지속적으로 온도와 압력이 상승하여 최종적으로 포화수증기 공급을 중단하여도 온도는 220℃까지, 압력은 2.3MPa까지 상승한다. 스팀 개폐밸브(116)를 잠그고 온도가 220℃까지 또는 압력이 2.3MPa까지 소요되는 시간은 약 10분 정도 소요된다. 온도 및 압력의 조절은 중앙제어반(300)으로 자동 제어한다. 이러한 조건으로 장치를 운전할 경우 운전비가 절감되어 경제적 운영이 가능한 특성을 가진다.

내부탱크(102)에 고온고압의 포화 수증기의 공급하여 피처리물을 수열탄화하는 공정에서 내부탱크(102)를 교반기(103)로 교반을 계속하여 피처리물이 충분히 균질화되어 반응이 진행되도록 교반기(103)를 정방향과 역방향으로 조절하면서 회전을 계속한다. 피처리물은 온도와 압력이 설정치까지 도달한 후 20분 이내에 과열포화수증기에 의해 피처리물은 충분히 탄화가 진행된다. 고온고압의 과열포화수증기는 유기물을 가수분해하는 성질을 가지고 있으므로 수열탄화공정만으로도 암모니아, 이산화황 등의 유해가스 제거는 물론 다이옥신 등의 유해가스 생성도 억제된다. 수열탄화가 완료되면 냉각수 공급밸브(112)를 열어 외부탱크(101)에 냉각수를 공급하여 냉각하는 동시에 컴프레셔(700)로 압축공기를 발생시켜 공기 투입구를 통해 약 0.4MPa 정도의 압축공기를 내부탱크(102)로 공급하여 압축공기가 단열팽창되도록 함으로써 내부탱크(102) 온도가 더 빨리 떨어지도록 하여 내부탱크(102)의 온도가 120℃ 정도 및 압력이 0.4MPa 정도가 될 때까지 냉각시킨다. 120℃ 이하로 냉각하면 내부탱크(102)에 응축수가 발생하여 수열탄화물의 수분함량이 높아져 피처리물을 배출한 후 건조공정을 거쳐야 하는 번거로움이 있고, 압력이 너무 낮으면 배출가스가 탈취장치를 통과하여 대기로 방출할 수 없다. 냉각이 완료되면 내부탱크(102)에 있는 가스를 가스배출장치(108)에 부착된 가스 배출밸브(109)를 열어 가스를 배관을 통하여 탈취장치(300)로 이송시킨다.

탈취장치(300)는 각각 알칼리 성분과 산성성분이 담긴 두 개의 탱크로 구성되어 있다. 탈취가스 중화제로서는 산성 성분은 황산, 인산, 염산 등의 강산과 구연산 등과 같은 각종 유기산을 사용할 수 있으며, 염기성 성분으로는 가성소다, 가성가리 등의 강염기와 소다, 생석회 등을 사용할 수 있다. 이송된 휘발성 가스는 두 종류의 중화물질이 주성분인 탈취장치(300)에서 완전히 탈취된다. 탈취장치(300)를 거치면서 탈취된 가스성분은 대기로 방출된다.

배기가스가 탈취장치(300)를 통해 완전히 대기로 방출되고 온도가 80℃ 이하가 되면 교반기(103)를 배출이 가능한 정방향으로 회전시키면서 배출구 개폐장치(107)를 이용하여 배출구(106)를 개방하고 수열탄화된 피처리물을 내부탱크(102)로부터 배출한다. 배출된 탄화물은 적당한 용기에 담는다.

상기 동작을 하는 이동식 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 장치는 신속한 이동을 위하여 트레일러 등이 구비된 트럭에 장착한다. 본 발명에 의한 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법은 투입에서 배출까지 걸리는 처리시간이 1시간 정도로 매우 짧아 2시간 30분 내지 4시간 이 소요되는 종래기술의 장치에 비해 처리능력이 우수함을 알 수 있다.

이러한 동작을 하는 전염병 감염동물 연료화 방법 및 이동식 연료 제조장치는 조류 독감이나 구제역이 발생한 지역으로 신속하게 이동하여 단시간에 고감염성 동물 사체를 연료화 할 수 있다는 장점을 가질 뿐 아니라, 전염병이 발생하지 않는 시기에는 병원성 폐기물, 폐프라스틱, 생활쓰레기 등과 같은 폐기물 처리에도 활용할 수 있는 것이다.

본 발명에 의한 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 장치를 이용하면 재활용이 어려운 폐기물을 처리하여 연료화할 수 있으므로, 쓰레기 분별수거 방식의 개선에도 크게 기여할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의한 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 장치는 음식물 쓰레기, 하수 슬러지, 축분 등 축산폐기물, 폐목재, 폐지 등 유기성 폐기물도 탄화하여 연료화가 가능하므로 매립이나 소각에 의존하고 있는 방법의 대안이 될 수 있는 것이다.

본 발명은, 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치인바, 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법에 관하여 설명하면, 아래와 같다.

즉, 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법은, (1) 컨베이어(600)에 의하여 이송된 고감염성 동물 사체를 압축기(500)로 공급하는 단계; (2) 압축기(500)의 압축롤러들(제1압축롤러(520), 제2압축롤러(530), 제3압축롤러(540), 제4압축롤러(550))에 의하여 압축된 고감염성 동물 사체를 투입구(105)를 통하여 내부탱크(102)로 공급하는 단계; (3) 고압보일러(200)에 의하여 생성된 포화수증기를 외부탱크(101)의 내부에 공급하여 내부탱크(102)를 가열하는 단계; (4) 공급된 고감염성 동물 사체를 교반기(103)에 의하여 교반하면서, 고압보일러(200)에 의하여 생성된 포화수증기가 가열장치에 의하여 가열된 과열포화수증기를 내부탱크(102)에 직접 분사하여 동물 사체를 수열탄화시키는 단계; (5) 외부탱크(101)에 냉각수를 공급하여 내부탱크(102)를 냉각시키면서, 내부탱크(102)의 가스 배출밸브(109)를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔(700)에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크(102)에 공급하여 내부탱크(102)를 냉각시키는 단계; (6) 상기 냉각시키는 단계에서 배출되는 배기가스를 탈취장치(300)로 탈취시킨 후 배기가스를 배출시키는 단계; (7) 배출구(106) 개폐장치를 개방하여 수열탄화된 고감염성 동물 사체를 배출구(106)로 배출하는 단계;로 이루어지는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법에 관한 것이다.

고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법의 공정 단계를 더욱 구체적으로 설명하면, 본 발명의 “(1) 컨베이어(600)에 의하여 이송된 고감염성 동물 사체를 압축기(500)로 공급하는 단계”는 운반된 고감염성 동물 사체를 컨베이어(600)에 의하여 신속하게 압축기(500)로 공급하는 단계에 관한 것이다.

그리고, 본 발명의 “(2) 압축기(500)의 압축롤러들(제1압축롤러(520), 제2압축롤러(530), 제3압축롤러(540), 제4압축롤러(550))에 의하여 압축된 고감염성 동물 사체를 투입구(105)를 통하여 내부탱크(102)로 공급하는 단계”는, 종래기술과 차별화된 본 발명의 특징적인 구성 중 하나로서, 압축기(500)의 압축롤러들(제1압축롤러(520), 제2압축롤러(530), 제3압축롤러(540), 제4압축롤러(550))에 의하여 고감염성 동물 사체가 파쇄 또는 분쇄되지 않으면서도 연속되는 압축롤러들(제1압축롤러(520), 제2압축롤러(530), 제3압축롤러(540), 제4압축롤러(550))이 아래로 당김으로써 신속하게 공급될 뿐 아니라 투입구(105)에 인접한 압축롤러들(제1압축롤러(520), 제2압축롤러(530), 제3압축롤러(540), 제4압축롤러(550))이 투입구(105)의 직경보다 작게 구성됨으로써 투입구(105)의 직경보다 작게 압축된 고감염성 동물 사체가 신속하게 내부 탱크로 들어가게 되는 것이다. 이러한 이유로 고감염성 동물 사체가 파쇄 또는 분쇄되지 아니하여 파쇄 또는 분쇄된 조직들, 혈액 및 병원체가 비산되어 새로운 감염원이 되지 않으면서도 고감염성 동물 사체를 신속하게 공급하는 현저한 효과를 나타내는 것이다.

종래기술에 따른 처리방법에 따르면 파쇄기 또는 분쇄기를 통하여 파쇄 또는 분쇄된 후 투입구(105)를 통하여 반응기(100)로 공급되는 처리방법인 경우에는, 파쇄 또는 분쇄되는 과정에서 고감염성인 동물 사체로부터 파쇄 또는 분쇄된 조직들, 혈액 및 병원체가 비산되어 새로운 감염원이 되어 2차 감염의 원인이 발생되는 단점이 있었고, 파쇄 또는 분쇄되지 아니한 상태로 투입구(105)를 통하여 반응기(100)로 공급되는 처리방법인 경우에는 인력으로 투입구(105)를 통하여 고감염성 동물 사체의 공급이 수행됨으로 인하여 사람들이 고감염성 동물 사체와 접촉하는 단점이 있었을 뿐 아니라 인력으로 공급함으로 인하여 공급 속도가 매우 늦어지는 단점이 있었던 것이다.

또한, 본 발명의 “(3) 고압보일러(200)에 의하여 생성된 포화수증기를 외부탱크(101)의 내부에 공급하여 내부탱크(102)를 가열하는 단계”는, 온도 230∼249 ℃ 압력 2.85∼4.06 MPa의 포화수증기를 생성시킬 수 있는 용량의 고압 고압보일러(200)에 의하여 생성된 포화수증기를 20 내지 30분 외부탱크(101)에 공급하여 내부탱크(102)의 온도가 150~200℃, 압력이 0.45~1.59 MPa이 되도록 내부탱크(102)를 가열하는 단계인 것으로서, 이렇게 외부탱크(101)의 내부에 고압 고압보일러(200)에 의하여 생성된 포화수증기를 20 내지 30분 공급하여 포화수증기에 의하여 내부탱크(102)가 가열되게 하여 온도가 150~200℃, 압력이 0.45~1.59 MPa에 도달하게 한 후에 후술하는 “(4) 수열탄화시키는 단계”가 진행되도록 함으로써 외부탱크(101) 및 내부탱크(102)에 응축수가 발생하지 않게 되어 “(4) 수열탄화시키는 단계”가 20 내지 30분으로 매우 빠르면서도 효율적으로 진행되는 효과를 나타내는 것이다.

이때, 상기 “(3) 내부탱크(102)를 가열하는 단계”는 내부탱크(102)의 온도가 160~180 ℃, 압력이 0.63~1.0 MPa이 되도록 내부탱크(102)를 가열하는 단계인 것이 더욱 바람직한 것이다.

또한, 본 발명의 “(4) 공급된 고감염성 동물 사체를 교반기(103)에 의하여 교반하면서, 고압보일러(200)에 의하여 생성된 포화수증기가 가열장치에 의하여 가열된 과열포화수증기를 내부탱크(102)에 직접 분사하여 동물 사체를 수열탄화시키는 단계”는, 내부탱크(102)에 공급된 고감염성 동물 사체를 교반기(103)에 의하여 교반하면서, 고압보일러(200)에 의하여 생성된 포화수증기가 가열장치에 의하여 가열되어 온도 190~249 ℃, 압력 1.28~4.06 MPa인 과열포화수증기를 내부탱크(102)에 직접 분사하여 동물 사체를 온도 160~240 ℃, 압력 0.63~3.41 MPa의 상태에서 20 내지 30분 수열탄화시키는 단계인 것이다.

이때, 온도 200~240 ℃, 압력 1.59~ 3.41 MPa인 과열포화수증기를 내부탱크(102)에 직접 분사하여 동물 사체를 온도 180~230 ℃, 압력 1.02~2.85 MPa의 상태에서 수열탄화시키는 것이 더욱 바람직한 것이며, 온도 210~230 ℃ 압력 1.95~2.85 MPa인 과열포화수증기를 내부탱크(102)에 직접 분사하여 동물 사체를 온도 190~220 ℃, 압력 1.28~2.37 MPa의 상태에서 수열탄화시키는 것이 가장 바람직한 것이다. 이러한 온도와 압력은 종래기술에 비하여 크게 낮은 것인데, 이러한 이유로 에너지가 크게 절감되며, 처리 시간이 종래기술의 1시간 내지 1시간 30분에 비하여 20분으로 크게 단축되어 처리 시간을 3 내지 4.5배 단축시키는 현저한 효과를 나타내는 것일 뿐 아니라, 종래기술에 비하여 수열탄화되어 생성된 연료의 탄화도가 크게 향상되어 열량이 6,100 KJ/kg에 달하게 되어 종래기술에 의하여 생성된 연료의 열량 4,600 KJ/kg 대비 133% 증가된 현저한 효과를 나타내는 것이다.

또한, 본 발명의 “(5) 외부탱크(101)에 냉각수를 공급하여 내부탱크(102)를 냉각시키면서, 내부탱크(102)의 가스 배출밸브(109)를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔(700)에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크(102)에 공급하여 내부탱크(102)를 냉각시키는 단계”는, “(a)냉각수에 의하여 냉각시킴과 동시에 (b)내부탱크(102)의 가스 배출밸브(109)를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔(700)에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크(102)에 공급하여 내부탱크(102)를 냉각시키는 두 가지 냉각방법”을 동시에 수행함으로써 냉각을 고도로 효율화 시킨 공정이다.

본 발명은 두 가지 냉각시키는 단계를 채택함으로써 상기 전 단계인 “(4) 수열탄화시키는 단계”에서 고열 및 고압 상태인 내부탱크(102)로 및 생성된 연료(수열탄화가 끝난 고감염성 동물 사체)를 신속하게 냉각시킬 수 있게 되어 아래에서 설명하는 “(6) 상기 냉각시키는 단계에서 배출되는 배기가스를 탈취장치(300)로 탈취시킨 후 배기가스를 배출시키는 단계”및 “(7) 배출구(106) 개폐장치를 개방하여 수열탄화된 고감염성 동물 사체를 배출구(106)로 배출하는 단계”를 신속하게 수행할 수 있게 되어 전체 처리공정을 크게 단축시킬 수 있는 현저한 효과를 나타내는 것이다.

즉, 종래기술의 냉각시키는 단계는 외부탱크(101)에 냉각수를 공급하여 내부탱크(102)를 냉각시키는 단순한 한 가지 단계만을 구비하고 있는 것이어서, 냉각 처리 시간이 1시간 30분 내지 2시간 소요되는 것인데 비하여, 본 발명의 냉각시키는 단계는 “(a)냉각수에 의하여 냉각시킴과 동시에 (b)내부탱크(102)의 가스 배출밸브(109)를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔(700)에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크(102)에 공급하여 내부탱크(102)를 냉각시키는 두 가지 냉각방법”을 동시에 채택함으로써 냉각 처리 시간이 20분 내지 30분으로 크게 단축되어 냉각 처리 시간을 3 내지 6배 단축시키는 현저한 효과를 나타내는 것이다.

여기서, 상기 “(5) 냉각시키는 단계”는 외부탱크(101)에 냉각수를 공급하여 내부탱크(102)를 냉각시키면서, 내부탱크(102)의 가스 배출밸브(109)를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔(700)에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크(102)에 20 내지 30분 공급하여 내부탱크(102)를 온도 80~120 ℃, 압력 0.05~0.28 MPa로 냉각시키는 것이 더욱 바람직한 것이며, 내부탱크(102)를 온도 80~120 ℃, 압력 0.05~0.28 MPa로 냉각시키는 것이 가장 바람직한 것이다.

또한, 본 발명의 “(6) 상기 냉각시키는 단계에서 배출되는 배기가스를 탈취장치(300)로 탈취시킨 후 배기가스를 배출시키는 단계”는, 전 단계에서 설명한 것과 같이 내부탱크(102)의 가스 배출밸브(109)를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔(700)에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크(102)에 20 내지 30분 공급하여 배출되는 것이어서 종래기술이 자체 압력에 따라 배기가스가 배출되는 것에 비하여 배출에 소요되는 시간이 크게 단축되는 현저한 효과를 나타내는 것이며, 본 발명은 배기가스를 탈취장치(300)로 탈취시킨 후 배출시키는 것이라는 점에서도 현저한 효과를 나타내는 것이다.

마지막으로, 본 발명의 “(7) 배출구 개폐장치(107)를 개방하여 수열탄화된 고감염성 동물 사체를 배출구(106)로 배출시키는 단계”는, 공지의 배출시키는 단계와 동일한 것이다.

100 반응기
101 외부탱크
102 내부탱크
103 교반기
104 투입구 개폐장치
105 투입구
106 배출구
107 배출구 개폐장치
108 가스배출장치
109 가스 배출밸브
110 수증기 공급밸브
111 응축수 배출밸브
112 냉각수 공급밸브
113 냉각수 배출밸브
114 구동모터
115 감속기
116 스팀 개폐밸브
117 온도계
118 압축공기 개폐밸브
119 안전변
120 압력계
121 탱크 지지 철구조물
200 보일러
300 탈취장치
400 중앙제어반
500 압축기
510 압축기 본체
520 제1압축롤러
530 제2압축롤러
540 제3압축롤러
550 제4압축롤러
600 컨베이어
700 컴프레셔
800 이동장치

Claims (2)

1. (1) 컨베이어에 의하여 이송된 고감염성 동물 사체를 압축기로 공급하는 단계; (2) 압축기의 압축롤러에 의하여 압축된 고감염성 동물 사체를 투입구를 통하여 내부탱크로 공급하는 단계; (3) 온도 230∼249 ℃ 압력 2.85∼4.06 MPa의 포화수증기를 생성시킬 수 있는 용량의 고압 보일러에 의하여 생성된 포화수증기를 20 내지 30분 외부탱크의 내부에 공급하여 내부탱크의 온도가 160~180 ℃, 압력이 0.63~1.0 MPa이 되도록 내부탱크를 가열하는 단계; (4) 공급된 고감염성 동물 사체를 교반기에 의하여 교반하면서, 고압보일러에 의하여 생성된 포화수증기가 가열장치에 의하여 가열되어 온도 210~230 ℃ 압력 1.95~2.85 MPa인 과열포화수증기를 내부탱크에 직접 분사하여 동물 사체를 온도 190~220 ℃, 압력 1.28~2.37 MPa의 상태에서 20 내지 30분 수열탄화시키는 단계; (5) 외부탱크에 냉각수를 공급하여 내부탱크를 냉각시키면서, 내부탱크의 가스 배출밸브를 열어 배기가스를 배출시키며 컴프레셔에 의하여 압축된 압축공기를 내부탱크에 20 내지 30분 공급하여 내부탱크를 온도 90~100 ℃, 압력 0.07~0.1 MPa로 냉각시키는 단계; (6) 상기 냉각시키는 단계에서 배출되는 배기가스를 탈취장치로 탈취시킨 후 배기가스를 배출시키는 단계; (7) 배출구 개폐장치를 개방하여 수열탄화된 고감염성 동물 사체를 배출구로 배출시키는 단계;로 이루어지는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치로서,
   반응기(100), 반응기에 고압 수증기를 공급하는 고압보일러(200), 반응기에서 발생된 배출가스에서 냄새를 제거하는 탈취장치(300), 동물 사체를 원활하게 공급할 수 있도록 압축시키는 압축기(500), 압축기로 동물 사체를 운반하는 컨베이어(600), 이를 자동 또는 반자동으로 운전할 수 있도록 구성되는 중앙제어반(400), 반응기 내로 냉각을 위한 압축공기를 공급하는 컴프레셔(700), 상기 장치를 장착하여 이동할 수 있도록 구비되는 이동장치(800)를 포함하여 구성되고,
   상기 반응기는 외부탱크(101)의 내부에 내부탱크(102)가 구비되고, 반응기의 상부 일측에는 동물 사체를 투입하는 투입구(105)와 투입구 개폐장치(104)가 구비되고, 반응기의 타측 하부에 탄화된 연료를 배출하는 배출구(106)와 배출구 개폐장치(107)가 구비되고, 반응기의 상부 중앙부에 스팀의 공급을 조절하는 스팀 개폐밸브(116), 내부에서 발생된 가스를 외부로 배출하는 가스배출장치(108)와 가스배출밸브(109), 온도를 인식하는 온도계(117), 압력을 인식하는 압력계(120), 압축공기를 공급하는 압축공기 개폐밸브(118), 안전장치로서 안전변(119)이 장착되고,
   상기 반응기의 내부에는 동물 사체를 잘 섞고 이동시킬 수 있도록 하는 교반기(103)가 장착되고, 반응기의 외부 일측에 교반기를 구동하는 구동모터(114), 구동모터의 속도를 조절하는 감속기(115)가 부착되고, 교반기는 중앙제어반(400)에 의하여 속도와 회전방향이 조절되도록 구비되고,
   상기 외부탱크의 상부 타측부에 온도와 압력을 높이기 위해 고압보일러에서 발생한 수증기를 공급하기 위한 수증기 공급밸브(110)가 장착되고, 하부 일측에는 외부탱크의 내부에서 발생한 응축수를 자동으로 배출하기 위한 응측수 배출밸브(111)가 장착되어 구비되고,
   상기 외부탱크의 상부 타측부에는 수열탄화공정이 끝나고 내부탱크의 신속한 냉각을 위하여 냉각수를 공급하는 냉각수 공급밸브(110)와 하부 일측에는 냉각수 배출밸브(113)가 장착되고, 외부탱크는 탱크 지지 철구조물(121)로 고정되도록 구성되고, 가스배출장치(108)를 통해 배출된 배출가스는 탈취장취(300)로 이송되어 탈취공정을 거쳐 외부로 방출되도록 구성되는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 압축기(500)는 압축기 본체(510)와 제1압축롤러(520), 제2압축롤러(530), 제3압축롤러(540) 및 제4압축롤러(550)를 포함하여 구성되고, 제1압축롤러, 제2압축롤러, 제3압축롤러, 제4압축롤러는 각각 4개씩 구비되며, 제1압축롤러로부터 제4압축롤러에 이르기까지 롤러축의 길이가 점점 짧아지도록 형성되어 4개의 제4압축롤러에 의하여 형성되는 직사각형의 내면은 투입구(105)의 원형상에 내접하는 크기로 구성되는 것을 특징으로 하는 고감염성 동물 사체를 처리하여 연료를 제조하는 장치.

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