KR100311723B1 - 폐쓰레기를이용한숯의제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐쓰레기를 이용한 숯의 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로써, 폐쓰레기를 소각시켜 적절하게 탄화시킴으로써 일반적으로 사용되는 목재숯의 대용으로 재활용할 수 있을 뿐만 아니라, 소각시 폐가스의 대기 방출을 방지하여 2차 오염을 크게 줄일 수 있고 연소시 발생하는 가연가스의 일부를 소각열원의 일부로 피드백시켜 연소원으로 활용함으로써 소각에 필요한 연료를 절감할 할 수 있도록한 폐쓰레기를 이용한 숯의 제조방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폐쓰레기를 평균크기 1cm이하로 세절한 다음 건조시키는 제 1공정과,
상기 제 1공정으로부터 세절 및 건조된 폐쓰레기를 연소통부재에 충진한 후 그 상부에 통기성세라믹으로된 누름부재를 재치한 상태에서 가열장치로부터 열을 인가하여 탄화시키되, 가열과정에서 발생되는 수증기 및 가연성 연소가스를 연소통부재의 외부로 인출한 후 기액 분리장치를 이용하여 가연성연소가스는 가열장치로 분사시키고 수증기는 액화시켜 제거하는 제 3공정과,
상기 제 3공정에서 탄화가 완료된 폐쓰레기 숯을 연소통부재로부터 분리하여 선별한 후 원하는 크기로 절단시키는 제 4공정을 포함함을 특징으로 하는 폐쓰레기를 이용한 숯의 제조방법 및 그 장치를 제공한다.

Description

폐쓰레기를 이용한 숯의 제조장치(An apparatus for the producing charcoal using waste)
본 발명은 폐쓰레기를 이용한 숯의 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 매립이나 소각 처리되는 폐쓰레기를 적정한 온도에서 탄화시켜 기존 목재숯의 대용으로 재활용하여 사용할 수 있도록 한 폐쓰레기를 이용한 숯의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.
근래에 이르러 급속한 산업 발달과 더불어 생활 수준이 크게 향상됨에 따라 산업쓰레기 및 생활 쓰레기를 포함하는 각종 폐기물의 발생량이 기하급수적으로 증가하는 추세에 있으며, 이와같이 대량으로 발생하는 폐기물은 대부분 매립에 의존하고 있는 실정이다.
그러나, 상기한 바와 같이 대량으로 매립된 폐기물은 수십년에 걸친 분해기간을 필요로 함으로써 장기간이 경과한 후 분해가 완료되어 안정화될 때까지 환경오염원으로써의 위험성을 상시 내포하고 있으며, 특히 상기의 매립폐기물 자체에 함유된 수분 또는 빗물 등의 유입으로 인하여 매립장으로부터 유출되는 침출수는 인근 토양 및 하천을 오염시키는 주원인으로 작용하고 있다.
이러한 문제점을 고려하여 상기한 바의 폐기물을 소각처리하거나 발효에의하여 비료등으로 재활용하고자 하는 방법이 이용되고 있으나, 일반적으로 쓰레기의 함량물의 조성은 하기한 표 1에 나타난 바와 같이 음식물 쓰레기와 합성수지재 또는 난연성재료가 혼합 조성되어 있으므로, 발효에 의한 비료화 방법의 경우 적용가능한 쓰레기의 종류가 음식물쓰레기에 국한될 수 밖에 없으므로 처리전 선별과정이 필요하고 시설투자비용을 대비할 때 경제성이 떨어져 폐기물 발생량의 일부에만 적용될 수 밖에 없는 문제점을 지니고 있었다.
음식물(%) 종이(%) 목재(%) 플라스틱(%) 고무(%) 가죽(%) 섬유(%) 비닐(%) 금속(%) 비금속(%) 유리(%) 세라믹(%)
56.74 18.75 0.95 2.47 0.10 0.15 1.29 14.21 1.64 0.72 2.53 0.45
또한, 소각처리에 의한 방법의 경우 쓰레기 내에 포함된 합성수지재 등에 의해 소각시 발생하는 유독가스로 인하여 2차적인 대기오염물질이 발생하게 될 뿐만 아니라 그 소각시 연료비용이 매우 고가이고 재활용성을 전혀 고려할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 음식물, 천연가죽 또는 목재 등의 천연섬유재를 다량 함유하고 있는 폐쓰레기를 적절하게 소각시킴으로 탄화시켜 일반적으로 사용되는 목재숯의 대용으로 재활용할 수 있을 뿐만 아니라, 소각시 폐가스의 대기 방출을 방지하여 2차 오염을 크게 줄일 수 있고 연소시 발생하는 가연가스의 일부를 소각열원의 일부로 피드백시켜 연소원으로 활용함으로써 소각에 필요한 연료를 절감할 할 수 있도록한 폐쓰레기를 이용한 숯의 제조방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1에 나타난 본 발명 숯 제조장치의 분해 사시도
도 2a의 본 발명 숯 제조장치의 연소전 사용상태도
도 2b의 본 발명 숯 제조장치의 연소후 사용상태도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 숯 제조장치 2: 베이스판
3: 체결수단 4: 연소통부재
41,42,43,44 : 연소가스토출관 5: 누름부재
51: 통기공 52: 지지판
53: 통기성세라믹 6: 기액분리기
61: 가연성가스토출관 62: 액체토출관
63: 연소가스수집관
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하부에 베이스판(2)이 체결수단(3)에 의하여 착탈 가능하도록 구성되어 있으며 일측에는 다수의 연소가스 토출관(41)(42)(43)(44)이 단차지도록 관통되게 구성되어 있는 연소통부재(4)와 상기 연소통부재(4)의 내부로 밀착 삽입될 수 있도록 형성되어 있으며 하부면에 통기공(51)이 형성된 지지판(52)과, 상기 지지판(52)의 상부에 충진구성된 통기성 세라믹(53)으로 이루어진 누름부재(5)와, 상부 일측에 상기 각각의 연소가스 토출관(41)(42)(43)(44)과 연결된 연소가스 수집관(63) 및 가열장치(F)의 화염부에 연결되는 가연성 가스 토출관(61)이 구성되어 있으며 하부 일측에는 액체토출관(62)이 구성된 기액분리기(6)를 포함함을 특징으로 하는 폐쓰레기를 이용한 숯의 제조장치를 제공함으로서 달성될 수 있다.
상기한 바의 구성을 갖는 본 발명의 폐쓰레기를 이용한 숯의 제조장치의 작용상태를 도1 및 도2a, 도2b를 통하여 살펴보면 다음과 같다.
도1은 본 발명 숯 제조장치의 분해사시도이고, 도2a는 본발명 숯 제조장치의 연소전 상태도, 도2b는 본 발명 숯 제조장치의 연소후 사용상태도로서 베이스판(2)에 클램프 등의 체결수단(3)으로 착탈 가능하도록 체결된 연소통부재(4)의 내부에 세절 및 건조시킨 폐쓰레기(W)를 충진한 후 폐쓰레기(W)의 상면에 누룸부재(5)를 재치한 상태로 가열하게 되면 이때 발생하는 수증기 및 가연성가스로 된 연소가스는 상부로부터 증발되어 일부는 누룸부재의 지지판(52)에 형성된 통기공(51)을 통하여 통기성 세라믹(53)을 통과하게 되어 흡착 및 여과된 상태로 외부로 유출되며, 대부분은 연소통부재(4)의 일측 상부로부터 단차를 이루도록 구성된 연소가스 토출관(41)(42)(43)(44)으로 배출됨과 동시에 연소가스 수집관(63)을 통과하여 기액분리기(6)로 인입된 후, 수증기는 냉각 및 응결되어 액체토출관(62)으로 유출되고 남어지 가연성가스는 가연성 가스 토출관(61)을 통하여 가열장치(F)의 화염부로 분사된 후 연소된다.
상기에서 설명한 장치를 이용하여 폐쓰레기를 이용한 숯을 제조하는 방법은 폐쓰레기를 평균크기 1cm이하로 세절한 다음 건조시키는 제 1공정과, 상기 제1공정으로 부터 세절 및 건조된 폐쓰레기를 연소통 부재에 충진한 후 그 상부에 통기성 세라믹으로 된 누룸부재를 재치한 상태에서 가열장치로 부터 열을 인가하여 탄화시키되, 가열과정에서 발생되는 수증기 및 가연성 연소가스를 연소통 부재의 외부로 인출한 후 기액분리장치를 이용하여 가연성 연소가스는 가열장치로 분사시키고 수증기는 액화시켜 제거하는 제3공정과, 상기 제3공정에서 탄화가 완료된 폐쓰레기 숯을 연소통 부재로부터 선별한 후 원하는 크기로 절단시키는 제4공정에 의하여 진행된다.
본 발명의 장치에 의한 상기의 제조과정에서는 우선 수거된 폐쓰레기의 가열시 탄화를 촉진시키기 위하여 우선 폐쓰레기를 가급적 잘게 분쇄시켜야 하는데 이때 분쇄크기가 1cm를 초과하게 되면 불균일한 탄화현상이 이루어질 수 있으며 최종적으로 탄화가 완료된 숯의 입자간 접착력이 저하됨으로서 절단시 원형 유지력이 크게 감소되는 문제점이 발생한다.
상기한 바의 세절된 폐쓰레기를 건조시키게 되는데, 이때 수분을 가급적 완전히 제거하는 것이 바람직하나, 침출액이 발생하지 않을 정도면 충분하다.
이상 설명한 바와 세절 및 건조의 전처리공정을 완료한 폐쓰레기를 연소통에 충진한 후 그 상부에 통기성 세라믹으로된 누룸부재를 재치한 상태에서 가열장치에 의하여 가열하게 되는데, 이때 발생하는 연소가스는 대부분 외부의 기액분리장치로 포집되어 수증기는 액화된 후 제거되며, 수증기를 제외한 가연성가스는 가열장치의 화염부로 분사되어 연소됨으로 필요 열량에 대비한 연료를 크게 절감할 수 있을 뿐만 아니라 유독성가스의 외부 유출을 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.
또한 가열과정에서 폐쓰레기의 상부에 재치되는 통기성 세라믹은 중량체로서 작용하여 폐쓰레기가 가열 및 연소되는 과정에서 일정한 하중을 지속적으로 인가함으로서 궁극적으로 숯조직의 치밀화를 꾀할 수 있는 것인데, 이때 상기한 통기성 세라믹 누룸부재의 중량은 폐쓰레기 전체중량 대비로 0.8 내지 1.2중량부 : 10중량부의 비율로 함이 바람직하며, 누룸부재의 중량이 1.2중량부를 초과할 경우 증기압이 증가하여 기액분리기로 인입되는 연소가스의 단위 시간당 부피가 급격하게 증가함으로서 연소가스가 액체로 분리되는 효율이 크게 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한 상기의 누룸부재는 흡착효과가 우수한 효과를 나타내는 통기성 세라믹재로 되어 있어 상부로 유출되는 유해한 연소가스가 여과될 수 있는 것이다.
상기한 제 과정의 가열공정을 거쳐 완전하게 탄화된 상태의 폐쓰레기 숯을 연소통 부재로 부터 분리하여 적당한 크기로 절단하면 되는 것이다.
이상 설명한 바와 마찬 가지로 본 발명은 음식물, 천연가죽 또는 목재 등의 천연섬유재를 다량 함유하고 있는 폐쓰레기를 적절하게 소각시킴으로 탄화시켜 일반적으로 사용되는 목재숯의 대용으로 재활용할 수 있을 뿐만 아니라, 소각시 폐가스의 대기 방출을 방지하여 2차 오염을 크게 줄일 수 있고 연소시 발생하는 가연가스의 일부를 소각열원의 일부로 피드백시켜 연소원으로 활용함으로써 소각에 필요한 연료를 절감할 할 수 있도록한 폐쓰레기를 이용한 숯의 제조방법 및 그 장치를 제공하는 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

  1. 하부에 베이스판(2)이 체결수단(3)에 의하여 착탈 가능하도록 구성되어 있으며 일측에는 다수의 연소가스 토출관(41)(42)(43)(44)이 단차지도록 관통되게 구성되어 있는 연소통부재(4)와 상기 연소통부재(4)의 내부로 밀착 삽입될 수 있도록 형성되어 있으며 하부면에 통기공(51)이 형성된 지지판(52)과, 상기 지지판(52)의 상부에 충진구성된 통기성 세라믹(53)으로 이루어진 누름부재(5)와, 상부 일측에 상기 각각의 연소가스 토출관(41)(42)(43)(44)과 연결된 연소가스 수집관(63) 및 가열장치(F)의 화염부에 연결되는 가연성 가스 토출관(61)이 구성되어 있으며 하부 일측에는 액체토출관(62)이 구성된 기액분리기(6)를 포함함을 특징으로 하는 폐쓰레기를 이용한 숯의 제조장치.
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