KR100297948B1 - 연료용 왕겨탄 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농가주택이나 원예농가의 농작물의 난방용으로 이용하기 위하여 제안된 연료용 왕겨탄 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 왕겨를 미세입자로 분쇄한 왕겨분말과 석분을 제거한 황토분말을 일정비율로 혼합하여 성형틀에 의해서 원형 형상으로 성형하여 이를 일정시간 송풍 건조시켜 제조하므로서 유류 연료의 대체 연료로서 사용하기 위하여 제안된 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 왕겨를 분쇄기에 의해 0.4㎜∼0.7㎜의 미쇄입자로 분쇄하고, 황토를 물이 충만된 탱크에 투입하여 석분을 제거하고 침전지에서 72시간 침지하여 황토분말을 얻는 예비공정과 ; 상기의 예비공정에서 얻은 왕겨분말과 황토분말을 부피비로 7:1∼9:1의 비율로 믹서기에 넣고 소량의 물을 첨가하여 교반하는 혼합공정과 ; 상기 혼합된 원재를 지름 40㎜ 내외의 성형기에 넣고 일정한 형상으로 제작하는 성형공정과 ; 성형된 원재에 함유되어 있는 수분은 4일정도 송풍 건조시켜 제거하는 건조공정으로 연료용 왕겨탄을 제조하는 것이다.

Description

연료용 왕겨탄 {CHAFF COAL MADE USE OF FUEL}

본 발명은 농가주택이나 원예농가의 농작물의 난방용 연료로 이용하기 위하여 제안된 연료용 왕겨탄에 관한 것으로서, 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 왕겨를 미세입자로 분쇄한 왕겨분말과 석분을 제거한 황토분말을 일정비율로 혼합하여 성형틀에 원형 형상으로 성형하여 이를 일정시간 송풍 건조시켜 제조하므로서 유류 연료의 대체 연료로서 사용하기 위하여 제안된 것이다.

일반적으로 산업용이나 난방용 등으로 사용하는 연료는 유류 및 석탄연료가 대부분을 차지하고 있으며, 이를 대체하기 위한 여러가지 연구가 끊임없이 진행되어 현재 제한된 분야에서 사용되기도 한다.

그 대표적인 것이 톱밥과 왕겨를 혼합하여 막대형(장작형)으로 성형한 장작대용으로 난로 및 화목보일러의 연료로 사용하고 사용하고 있으나, 이는 연소시 많은 연기를 발생시키고, 발열량도 낮을뿐 아니라, 연료를 인력으로 공급해야 하며, 연소과정에서 발생되는 재의 양도 많아 이를 수시로 제거하여야만 원활하게 연소를 도모할 수 있다고 하는 문제점이 내재되어 있어 현재는 생산되지 않고 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안해서 본 발명을 완성하기에 이른 것으로서, 본 발명의 목적은 벼의 정미과정에서 대량으로 폐기되는 왕겨와 황토를 주원료로 하여 고열량을 얻을 수 있는 연료용 왕겨탄을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 왕겨분말에 일정비율의 황토분말을 혼합하여 성형하므로서 원형의 고체상태로 제조할 수 있어, 보일러 등에 연료를 자동으로 공급할 수 있으며, 왕겨분말과 황토분말이 접착되어 성형되므로, 연소시 풍량에 의한 재의 외부비산을 방지할 수 있으며, 왕겨분말과 황토분말만을 이용하므로 연소된 재를 퇴비로 활용할 수 있고, 왕겨를 분말로 만듦으로 연소시 완전연소를 도모할 수 있는 연료용 왕겨탄을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 왕겨분말과 황토분말을 얻는 예비 공정과; 왕겨분말과 황토분말을 교반하는 혼합공정과; 일정한 형상으로 제작하는 성형공정과; 건조공정으로 제조되는 연료용 완겨탄에 있어서, 상기 왕겨분말의 입뎐은 0.4∼0.7㎜이고, 왕겨분말과 황토분말은 부피가 7:1∼9:1로 혼합되는 것을 특징으로 한다.이하 본 발명의 바람직한 실시예와 이로부터 얻게되는 특유의 효과에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 전체 제조과정을 예시한 공정도

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

10 : 예비공정 20 : 혼합공정30 : 성형공정 40 : 건조공정

도 1은 본 발명의 전체 제조공정을 예시한 공정도로서, 동 도면에서와 같이 본 발명은 왕겨를 분쇄기로 분쇄하여 미세입자의 왕겨분말을 얻고, 황토를 물에 일정시간 침지하여 황토분말을 얻는 예비공정(10)과, 예비공정(10)에서 얻은 왕겨분말과 황토분말을 일정비율로 혼합하는 혼합공정(20)과, 혼합공정에서 교반된 원재를 성형기로 일정한 크기의 원형 형상으로 제작하는 성형공정(30) 및 성형공정에서 얻은 성형물에 함유되어 있는 수분을 제거하기 위한 건조공정(40)으로 이루어지는 것이다.

상기의 예비공정(10)은 왕겨를 분쇄기로 분쇄하여 미세입자를 얻기위한 공정과, 황토를 물에 풀어서 석분을 제거한 후 침전시켜 황토분말을 얻는 공정으로 구분된다.

상기의 왕겨는 농촌의 정미소에서 벼를 정미하는 과정에서 대량으로 발생되는 것으로서, 왕겨를 그대로 사용할 경우 부피가 많으며, 입자간의 접착력이 떨어져서 고체상태로 접착할 수 없고, 또한 완전연소를 도모할 수 없기 때문에, 이를 미세한 입자로 가공할 필요성이 있는 것으로, 상기 왕겨나 톱밥을 미세입자로 분쇄하기 위해서는 공지의분쇄기를 사용하여 분쇄하며, 이를 0.4∼0.7㎜의 망으로 배출시켜 미세분말로 만들게 된다.

그리고 황토분말은 자연환경에서 채취한 양질의 황토를 물이 충만된 탱크에 투입하여 물에 섞어 풀으면 석분은 아래로 가라앉고, 물에 풀어진 황토분말이 높이 1.5m의 침전지로 보내어 72시간정도 침전시켜 석분을 제거한 황토분말을 얻게 되는 것이다.

상기의 왕겨를 미세한 입자로 분쇄하는 이유는 부피를 줄여 밀도를 높이고, 입자간의 접착력을 증대시켜 고체화할 수 있으며, 최적의 연소조건으로 완전연소를 도모하여 최대의 열량을 얻기 위함이고, 황토분말은 일정한 접착력을 가지고 있으므로, 왕겨분말 입자간의 접착이 가능하여 연료를 고체화하기 위하여 필수 불가결한 요소이며, 연소시 서서히 연소되므로 화력조절이 용이하고, 왕겨분말과 접착되어 성형되므로 풍량에 의한 재의 비산을 방지할 수 있으며, 연소된 재를 퇴비로 활용하기 위하여는 가장 이상적인 재료인 것이다.

상기와 같이 예비공정(10)에서 얻은 원재인 왕겨분말과 황토분말은 제품의 강도와 완전연소에 이상적인 비율로 교반기에 투입하여 교반하는 혼합공정(20)을 거치게 되는 것이다.

상기 교반기에 투입하는 왕겨분말의 비율은 부피비로 7:1∼9:1의 비율로 공급하고, 이에 소량의 물을 첨가하여 일정시간 반죽하게 되면, 왕겨분말과 황토분말이 이상적으로 혼합되는 것이다.

이어서 혼합공정(20)에서 혼합된 원재는, 직경 40㎜정도의 성형틀이 대략 200∼300개 정도로 마련되어 있는 성형기에 공급하여 상부에서 또 다른 성형틀로서 압압하여 원형 형상의 성형물을 완성하는 성형공정(30)을 거치게 되는 것이다.

성형공정에서 40㎜ 정도의 직경을 갖는 원형 형상으로 성형하는 것은 보일러의 상부에 구비되어 있는 호퍼에서 연료를 자동으로 연소실로 낙하를 유도할 수 있고, 탄의 급속연소 및 플링커의 생성을 방지하며, 표면에서부터 시작되어 내부로 서서히진행하도록 하여 탄의 완전연소를 도모하기 위함이다.

또한 상기 성형 공정(30)에 의해서 원형 형상으로 제조된 성형물에는 일정량의 수분이 함유되어 있으므로, 이의 수분을 제거하기 위한 건조공정(40)을 거치게 되는 바, 이는 통풍이 원활한 건조실에서 건조판을 20개 정도 적재하여 풍량이 건조판에 관통하는 방법으로 4일 정도 송풍 건조시키게되면, 성형물에 함유되어 있는 수분이 완전 증발되어 고체의 연료가 완성되는 것이다.

상기와 같이 제조된 연료는 일정한 강도를 유지하고 있으므로 운반과정에서 쉽게 파손되는 일이 없을 뿐만이 아니라, 경량이므로 이의 취급이 매우 용이하다.

본 발명은 완제품에 대한 열량을 기존의 고체연료와 비교하여 대체연료로서 적합한가의 여부에 대하여, 한국 화학시험 연구원에 의뢰하여 실험한 결과, 하기의 표에서와 같이 본 발명에서 발생되는 열량이 매우 우수함을 알 수 있다.

상기의 실험치에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 열량은 기존에 사용되고 있는 고체연료와 비교할 때 열량에 있어서 매우 우수하며, 연소가스에 의한 위험성 및 대기오염이 극히 적으며, 연소된 재는 퇴비로 활용할 수 있으며, 소량의 풍량으로 연소가 이루어져 연도를 통한 열의 손실이 적어 보일러의 열효율을 최대한 높일 수 있으므로 대체연료로서 광범위하게 사용할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 정미소에서 대량으로 폐기되는 왕겨를 분쇄하여 이에 소량의 황토분말을 혼합하여 고체연료로 제조하므로서, 발열량이 우수하며, 또한, 제품이 경량이므로 운반 등이 용이하고, 더욱이 기름대신 숙박업소나 농가주택, 원예농가의 난방 보일러의 연료 등으로 사용할 수 있으므로 유류의 수입대체 효과가 크고, 연소된 재는 퇴비로 사용할 수 있도록 제조함으로서, 화학비료 사용으로 인하여 산성으로 변한 농경지를 복원시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 왕겨분말과 황토분말을 얻는 예비공정과; 왕겨분말과 황토분말을 교반하는 혼합공정과; 일정한 형상으로 제작하는 성형공정과; 건조공정으로 제조되는 연료용 왕겨탄에 있어서,

   상기 왕겨분말의 입경은 0.4∼0.7㎜이고, 왕겨분말과 황토분말은 부피비 7:1∼9:1로 혼합되는 것을 특징으로 하는 연료용 왕겨탄.