소각장 폐열을 활용한 농업폐기물 열풍 건조장치 개발 - 송대빈; 임기현; 정대홍; Dae-Bin Song; Ki-Hyeon Lim; Dae-Hong Jung (농업생명과학연구, 2019)
본 연구에서는 단순 폐기 되는 농업폐기물(토마토, 고추, 파프리카)을 고형연료로 재활용하기 위한 열 풍건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 500 kg/hr인 쓰레기소각장 폐열을 열원으로 사용하는 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농산물 시장에서 구입 한 남해산 시금치를 실험원료로 사용하였다. 열교환기에서 스팀 열교환에 의해 가열된 건조공기를 열풍 으로 사용하여 절단 원료 투입량(126, 250, 300 kg), 원료교반여부(수동 교반, 수동 비교반), 건조방식 (건조물 정치, 건조물 이송), 건조시간(0.25, 0.5, 0.6 hr)에 따른 건조특성을 파악하였다. 투입 원료의 함수율은 85.65%로 측정되었으며, 소각장 공급 스팀에 의해 열교환기에서 가열된 건조공기온도는 건조 기에 투입된 실험원료의 퇴적고에 따른 압력저항에 의해 다소 차이를 보였으며 약 108 내지 144℃로 측정되었다. 동일 건조방식, 투입량, 건조시간, 건조공기온도에서 상하층간 원료를 교반하는 하는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 약 2배 정도의 높은 건조속도를 보였다. 각 실험에서 건조용량은 약 500 kg/hr으로 나타났다. 국내 농산물 건조기 157개의 농업실용화재단 검사성적서를 기준으로 투입 에너지에 대한 건조 소요에너지 비를 나타내는 건조효율을 비교한 결과 국내 농산물 건조기 57.76%, 개발 된 농업폐기물 건조기 33.46%로 기존 농산물 건조기에 비해 낮게 나타났다. 개발된 농업폐기물 건조기는 건조시간이 1시간 이내로 건조시간이 짧으며, 건조 중 많은 풍량이 손실되어 건조효율이 저하된 것으로 판단되었다. 소각장 폐열을 직접 건조열원으로 사용하는 경우 건조공기온도는 최저 160℃ 이상으로 예상 되는 바 건조용량이 크게 향상될 것으로 예측된다. To manufacturing of solid fuel by reuse of the wastes, the drying unit which have 500 kg/hr of drying capacity was developed and experimentally evaluate the performance. The spinach grown in Nam-hae island were used for the experiments and investigated of the heated-air drying characteristics as the inlet amount of raw materials, raw material stirring status, conveying type and drying time. The drying air heated by the energy derived from the steam which is supplied from the incineration plant. The moisture contents of raw materials were measured 85.65%. The inlet flow rate of drying air made a difference as the depth of the raw materials loaded on the drying unit and temperature has showed 108~144℃. The drying speed of the mixed drying more than doubled as that of non mixed drying under the same drying type, inlet amount, drying time and drying air temperature. In each experiment, the drying capacity have showed over 500 kg/hr. A drying efficiency of the ratio of drying consumption energy to input energy was 33.46%, lower than the average of 57.76% for the 157 conventional dryers. Because developed dryer must have a drying time of less than one hour, it is considered that the dry efficiency has been reduced due to the loss of wind volume during drying. If waste heat from incineration plant is used as a direct heat source, the dry air temperature is expected to be at least 160°C, greatly improving the drying capacity.