KR100419042B1

KR100419042B1 - 폐기물을 이용한 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법

Info

Publication number: KR100419042B1
Application number: KR10-2000-0024993A
Authority: KR
Inventors: 다나카마사토시
Original assignee: 긴키 간쿄 고산 가부시키가이샤
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2004-02-19
Also published as: KR20010039596A; JP2001115173A

Abstract

본 발명은 두가지 이상의 폐기물을 조합시켜 만들어지는 것으로, 저장중에는 물과 기름이 분리되지 않고 모래 등의 고형분도 분리되지 않으며, 유동시에는 점도가 낮아져 용이하게 배관 수송, 분무 연소를 할 수 있는 시멘트 소성용 보조 연료 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다. 폐기물에 포함되어 있는 물을 변성 재료로 유지시켜 물을 유지한 변성 재료를 기름에 분산시킴으로써 물과 기름을 혼합하거나, 또는 폐기물에 포함되어 있는 기름을 변성 재료에 유지시켜 기름을 유지한 변성 재료를 물에 분산시킴으로써 물과 기름을 혼합하는 것에 의해 혼합 조성물에 틱소트로피(thixotropy)성을 부여한 시멘트 소성용 보조 연료 조성물에 의해 상기 과제를 해결할 수 있다.

Description

폐기물을 이용한 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법 {A METHOD OF PRODUCING SUPPLEMENTARY FUEL COMPOSITION, USING WASTE FOR CALCINATION OF CEMENT}

본 발명은 폐기물을 이용한 시멘트 소성용 보조 연료 조성물에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 폐기물을 원료로 하는 틱소트로피성(thixotropy)을 갖는 시멘트 소성용 보조 연료 조성물에 관한 것이다.

종래, 기름 및 물을 포함하는 폐기물의 기름과 물을 혼합하여 액상 연료로서 재이용하는 시도는 여러가지 이루어져 있고, 물 및 기름을 유화하는 방법(일본 특허 공개 평7-l66178호 공보), 물과 기름의 유화물에 폐플라스틱 미분 분말을 분산시키는 방법(일본 특허 공개 평4-332792호 공보, 일본 특허 공개 평4-363391호 공보), 물과 기름의 유화물에 폐플라스틱, 고무 찌꺼기, 나무 찌꺼기를 분산시키는 방법(일본 특허 공개 평 10-l30670호 공보) 등이 있다.

또한, 일반적으로 에멀젼의 점도를 증가시켜 유화를 안정시키는 물질이 옛부터 알려져 있고, 이러한 물질로서 글리세린, 소르비톨과 같은 저분자 화합물, 트라가칸트 고무, 아라비야 고무, 해초에서 추출한 고무질 등이 있다(「유화·가용화의 기술」, 저자 : 쯔지 센, 발행소 공학 도서, 1996년 7월 20일 제9판 발행).

상기 일본 특허 공개 평7-166178호 공보에는 액체를 보낼 때의 배관의 막힘 등의 트러블을 방지하기 위해, 25℃에 있어서의 점도가 2000 센티포이즈 이하인 저점도의 액체 연료 조성물을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 액체 연료 조성물에는 고형분을 함유시킬 수 있는데, 고형분은 분쇄하여, 예컨대 직경 1 mm 이하로 세립화하는 것이 개시되어 있다.

동일한 저점도의 액체 연료 조성물에 고체를 분산시키는 상기 일본 특허 공개 평10-l30670호 공보의 경우는 분산 고형분의 입경은 0.0001∼1 mm로 개시되어 있다.

기름을 포함하는 폐기물에는 모래나 진흙, 철녹 등과 같이, 물, 기름 등의 액체와는 대폭 비중이 다른 1 mm 보다도 입경이 큰 고체가 포함되는 경우가 많으며, 또한 발열량 증가의 목적으로 폐플라스틱이나 고무 찌꺼기 등의 고형분을 혼입하면, 물과 기름을 안정적으로 유화시킬 수 있다고 해도, 이들의 고형분이 액상 연료 조성물의 저장중에 침강 또는 부상하여 액체 연료 조성물로서 실제 설비에서의 사용에 제공할 수 없게 되는 문제가 있다.

고형분의 침강 또는 부상 속도는 액체 성분의 비중, 점도, 고형분의 비중 및 입자 지름 등으로 결정되는 것으로, 고형분의 저장중에 침강, 부상 등의 분리 현상을 막기 위해서는, 혼합한 액상 연료 조성물의 점도를 올릴 필요가 있다. 그러나 너무 점도를 올리면, 펌프에 의한 압송을 할 수 없게 되어 액상 연료 조성물로서 사용할 수 없게 된다고 하는 문제가 있다.

상기한 바와 같이, 폐기물에는 잡다하고 큰 고형분이 포함되기 때문에, 예컨대 간단한 배관 내의 믹서로 이들의 고형분을 해제하여 분쇄하면 최대 3 mm 정도의 것이 발생한다. 그것을 상기 일본 특허 공개 평 7-166l78호 공보나 상기 일본 특허 공개 평10-130670호 공보에 개시되어 있는 것과 같이 1 mm 이하로 분쇄하기 위해서는 파쇄기 또는 분쇄기가 필요해져서 비용이 상승되는 문제가 있었다. 고형분을 액상 연료 조성물중에 분산시키기 위해서는 폐기물을 물리적인 형상이나 크기로 전처리 선별하거나, 큰 고형분은 2차 폐기물로서 별도 처리하는 등의 처리가 필요해져서 번잡하고 비용이 상승되는 문제가 있었다.

또한, 일반적인 에멀젼에서 사용되는 점도 조절용의 증점제도, 저분자 화합물은 물측의 비중을 크게 하고, 또한 그 독자의 친수성 때문에 유화제의 수화력은 약하게 하고, 반대로 유화물의 안정성을 손상시키는 경우가 있으며, 고분자 화합물인 트라가칸트 고무, 아라비아 고무, 해초에서 추출한 고무질은 소량이라도 점성을 올릴 수는 있지만, 반대로 그 고점성에 의해 분산 조작성이 나빠지는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 일반적인 에멀젼에서 사용되는 점도 조절용의 증점제나 유화제 등을 사용하지 않고, 2종 이상의 폐기물을 원료로 해서, 1 mm 이상의 큰 고형분이 포함되어 있어도 특별한 사전 선별 등을 하지 않고서, 폐기물에 포함되어 있는 물과 기름을 분산시켜 안정성이 높은 물과 기름의 혼합 조성물로 만든 것으로, 이 혼합 조성물은 저장중 등의 정지 상태에서는 극단적으로 점도가 높고 배관 수송, 분무 연소시 등의 유동시에는 점도가 낮아지며, 또한 이것을 반복하더라도 정지 상태에서는 극단적으로 점도가 높고 배관 수송, 분무 연소시 등의 유동시에는 점도가 낮아져 저장중인 물과 기름의 분리가 억제되는 동시에, 모래, 진흙, 녹 등의 고형분의 분리가 없고, 더욱 액체 성분과는 비중이 다른, 상기한 바와 같이 입경이 큰 폐플라스틱 분말, 나무 찌꺼기, 고무 찌꺼기나 시멘트 원료 성분 등도 침강하거나 부상하거나 하지 않는 것 같은 틱소트로피성을 가지며, 시멘트 소성용 보조 연료로서 유용한 혼합 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구한 결과, 일반적으로 사용되고 있는, 유화에 의해 폐기물의 물과 기름을 혼합하는 것이 아니라, 변성 재료(틱소트로피성 부여 물질을 포함한다)를 사용하여 폐기물에 포함되어 있는 물을 변성 재료에 유지시켜 물을 유지한 변성 재료를 기름에 교반하여 분산시키거나, 또는 폐기물에 포함되어 있는 변성 재료에 유지시켜 기름을 유지한 변성 재료를 물에 교반하여 분산시킴으로써 상기와 같은 틱소트로피성을 갖는 안정성이 높은 물과 기름의 혼합 조성물을 제조할 수 있고, 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

과제를 해결하기 위한 본 발명의 청구 범위 제1항의 발명은 폐기물에 포함되어 있는 물, 기름 및 변성 재료를 필수 성분으로서 함유하는 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법으로서, 폐기물에 포함되어 있는 물을 변성 재료에 유지시켜 물을 유지한 변성 재료를 기름에 분산시킴으로써 물과 기름을 혼합하거나, 또는 폐기물에 포함되어 있는 기름을 변성 재료에 유지시켜 기름을 유지한 변성 재료를 물에 분산시킴으로써 물과 기름을 혼합하는 것에 의해 혼합 조성물에 틱소트로피성을 부여하고, 20℃에 있어서의 점도가 1.48 전단 속도(sec^-1)의 저전단 속도의 영역에서는 약 l,000∼50,000 센티포이즈, 14.8 전단 속도(sec^-1)의 고전단 속도의 영역에 있어서는 1.48 전단 속도(sec^-1)의 영역에 있어서의 점도의 1/5 이하의 점도를 나타내고, 또한 이것을 넘는 고전단 속도의 영역에 있어서는 약 10,000 센티포이즈 이하로 하고, 0 전단 속도∼저전단 속도의 영역에서는 고점성을 나타내기 때문에 구성 성분의 침강, 부상 등에 의한 분리가 억제되며, 상기 영역을 넘는 고전단 속도의 영역에 있어서는 저점성을 나타내기 때문에 배관 수송, 분무 연소 등을 용이하게 행하도록 한 것을 특징으로 하는 폐기물을 이용한 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 청구 범위 제3항의 발명은 제1항 또는 제2항 기재의 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법에 있어서, 발열량이 3,000(kca1/kg) 이상으로, Cl 함유량이 3,000 ppm 이하로 조정된 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구 범위 제4항의 발명은 제1항 또는 제2항에 기재된 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법에 있어서, 상기 변성 재료가 조성물 전체에 대하여 1∼50 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구 범위 제5항의 발명은 제1항 또는 제2항에 기재된 시멘트 소성용 보조연료 조성물의 제조 방법에 있어서, 전체 고형분이 조성물 전체에 대하여 l∼50 중량%, 유분과 수분을 포함하는 전체 액체 성분이 조성물 전체에 대하여 99∼50 중량%인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제6항의 발명은 제3항에 기재된 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법에 있어서, 상기 변성 재료가 조성물 전체에 대하여 l∼50 중량% 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제7항의 발명은 제3항에 기재된 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법에 있어서, 전체 고형분이 조성물 전체에 대하여 l∼50 중량%, 유분과 수분을 포함하는 전체 액체 성분이 조성물 전체에 대하여 99∼50 중량%인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제8항의 발명은 제4항에 기재된 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법에 있어서, 전체 고형분이 조성물 전체에 대하여 l∼50 중량%, 유분과 수분을 포함하는 전체 액체 성분이 조성물 전체에 대하여 99∼50 중량%인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제9항의 발명은 제6항에 기재된 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법에 있어서, 전체 고형분이 조성물 전체에 대하여 l∼50 중량%, 유분과 수분을 포함하는 전체 액체 성분이 조성물 전체에 대하여 99∼50 중량%인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용하는 폐기물은 기름 및/또는 물을 함유하는 액체 성분을 포함하는 액상의 폐기물이나, 또는 기름 및/또는 물을 함유하는 액체 성분 이외에 고형분을 더 포함하는 액상의 폐기물로부터 선택되는 2종 이상의 폐기물이며, 이러한 폐기물로서는 구체적으로, 예컨대 유기성 오니(汚泥), 하수도 오니, 상수도 오니, 활성 오니, 벤토나이트 오니, 연마 오니, 무기성 오니, 배수 처리 오니, 탱크 슬러지 등의 오니, 광물계 폐유, 동물성유, 식물성유, 폐용제, 세정유, 윤활유, 압연유, 폐잉크, 폐도료, 지방산, 알콜 발효 폐액, 무기 폐산, 유기 폐산, 아미노산 폐액, 사진 현상 폐액, 탈황폐액, 기름 찌꺼기, 풀 찌꺼기 등의 동식물성 잔류물, 먼지 수집재, 폐백토, 펄프 폐액 오니 등을 예로 들 수 있다.

이들 액상 폐기물의 기름으로서는, 탄화수소류, 알콜류, 페놀류, 알데히드류, 케톤류, 에테르류, 지방산류, 유지, 에스테르류 등의 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.

본 발명에서 사용하는 변성 재료는 일반적으로 틱소트로피성 부여 물질로서 알려져 있는 물질을 포함하는 것으로, 구체적으로 예컨대, 유기성 미분말, 무기성 미분말, 불소사규소운모, 몬모리나이트, 산화제2철, 오산화바나듐, 백토류, 셀룰로오스, 실리카 분말, 탄산마그네슘, 화이트 카본, 스멕타이트, 벤토나이트, 카본 블랙, 금속 비누, 산화폴리에틸렌왁스, 고급 알콜, 납류 등을 예로 들 수 있다.

상기 본 발명에서 사용하는 폐기물중에는 이들의 변성 재료 1종 또는 2종 이상을 미리 포함하는 폐기물이 있는데, 변성 재료를 미리 포함하는 폐기물은 본 발명에 있어서 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 폐기물에 포함되어 있는 물을 유지한 변성 재료를 미리 포함하는 것 같은 폐기물이나 폐기물에 포함되어 있는 기름을 유지한 변성 재료를 미리 포함하는 것 같은 폐기물은 본 발명에 있어서 보다 바람직하게 사용할 수 있다.

이러한 변성 재료를 미리 포함하는 폐기물로서는, 예컨대 먼지 수집재, 폐백토, 상수도 오니, 하수도 오니, 펄프 폐액 오니, 벤토나이트 오니 등을 예로 들 수있다.

본 발명에 있어서는 폐기물의 물과 기름을 분산시켜 안정성이 높은 물과 기름의 혼합 조성물을 얻기 위해서, 그리고 저장중 등의 정지 상태에서는 극단적으로 점도가 높고, 배관 수송, 분무 연소시 등의 유동시에는 점도가 낮아지며, 또한 이것을 반복하더라도 정지 상태에서는 다시 극단적으로 점도가 높아지고, 배관 수송, 분무 연소시 등의 유동시에는 점도가 낮아지는 것 같은 소위 틱소트로피성을 혼합 조성물 전체에 대하여 부여하기 위해서, 폐기물에 포함되어 있는 물을 유지한 변성 재료를 기름에 분산시키거나, 또는 폐기물에 포함되어 있는 기름을 유지한 변성 재료를 물에 분산시키는 것이 중요하다.

상기 변성 재료는 물 또는 기름과 혼합하면, 다수의 변성 재료(다수의 변성 재료 입자 또는 다수의 변성 재료 분자)가 3차원적으로 물 또는 기름을 둘러싸서 구속한다. 그 결과, 물 또는 기름은 변성 재료에 포획되어 변성 재료와 물 또는 기름은 상온에서 교반 혼합하지 않는 정지 상태에서는 비유동적으로 3차원적인 구조를 가진 혼합 조성물이 된다.

본 발명에서는 다수의 변성 재료로 물 또는 기름을 둘러싸서 구속하는 것을 변성 재료가 물 또는 기름을 유지한다고 말한다.

폐기물에 포함되어 있는 물을 유지한 변성 재료를 기름에 분산시키거나, 또는 폐기물에 포함되어 있는 기름을 유지한 변성 재료를 물에 분산시킴으로써, 혼합 조성물에 틱소트로피성을 부여할 수 있고, 물과 기름을 안정되게 혼합할 수 있는 동시에 비교적 입자 지름이 큰 고형물의 침강 또는 부상을 방지할 수 있다.

폐기물에 포함되어 있는 물을 유지한 변성 재료를 기름에 분산시키거나, 또는 폐기물에 포함되어 있는 기름을 유지한 변성 재료를 물에 분산시키는 것에 의해 혼합 조성물에 틱소트로피성이 부여되는 이유는 명확하지 않지만, 폐기물에 포함되어 있는 물 또는 기름을 유지한 변성 재료가 기름 또는 물의 분산매 중에서, 정지 상태에서는 3차원적 메쉬 응집 구조를 형성하여 점도가 상승하고, 교반 혼합하면 이 3차원적 메쉬 응집 구조가 깨지기 때문에 점도가 감소하기 때문이라고 생각된다.

폐기물에 포함되어 있는 물 또는 기름을 유지한 변성 재료를 기름 또는 물의 분산매중에 분산시킨 경우, 변성 재료가 물 또는 기름을 포획한 당초의 3차원적인 구조가 정확히 유지될 필요는 없고, 당초의 3차원적인 구조에 기초하는 3차원적 메쉬 응집 구조를 분산매중에서 구성할 수 있으면 된다.

또한, 폐기물에 포함되어 있는 물 또는 기름을 유지한 변성 재료를 기름 또는 물의 분산매중에 분산시킨 경우, 변성 재료가 유지한 물 또는 기름이 또 다른 물 또는 기름을 흡수하는 것에 의해 당초의 3차원적인 구조를 변화시키더라도, 당초의 3차원적인 구조에 기초하는 3차원적 메쉬 응집 구조를 분산매중에서 구성할 수 있으면 된다.

상기 변성 재료의 종류 및 배합량은 변성 재료가 물 또는 기름을 유지하는 양에 의존하지만, 혼합 조성물에 대하여 상기한 것 같은 틱소트로피성을 부여할 수 있도록 설정하는 것이 중요하다.

상기 변성 재료 배합량의 구체예로서는 본 발명의 액상 시멘트 연소용 보조 연료 조성물의 조성물 전체에 대하여 1∼50 중량%, 바람직하게는 2∼30 중량%, 더욱 바람직하게는 5∼20 중량% 포함되는 예를 들 수 있다. 1 중량% 미만에서는 변성 재료의 종류나 변성 특성, 유지하는 물 또는 기름의 양에도 의존하나, 혼합 조성물에 틱소트로피성을 부여할 수 없을 우려도 있고, 또한 50 중량%를 넘으면 고전 단속도 영역에서의 점도가 l0,000 센티포이즈를 넘을 우려가 있어 배관 압송 등이 곤란해진다.

본 발명의 액상 시멘트 소성용 보조 연료 조성물에 포함되는 각 성분의 함유량에 대한 구체예로서, 전체 고형분이 액체 성분도 포함시킨 조성물 전체에 대하여 l∼50 중량%, 바람직하게는 10∼40 중량%, 더욱 바람직하게는, 10∼30 중량%가 되도록 조정한 예를 들 수 있다. 전체 고형분이 50 중량%를 넘으면 고전단 속도의 영역에서의 점도가 올라가서 배관 수송이 곤란하게 될 우려가 있다. 하한치를 1 중량%로 한 것은 혼합 조성물에 틱소트로피성을 부여하기 위함이다.

또한, 액상으로 가역적 틱소트로피성을 발현된 본 발명의 시멘트 소성용 보조 연료 조성물에, 필요에 따라서 다른 고형분을 더 추가하여도 틱소트로피성이 유지된다.

본 발명의 가역적 틱소트로피성을 갖는 시멘트 연소용 보조 연료 조성물에 발열량 증가제 또는 발열량 조절제로서 필요에 따라 첨가할 수 있는 다른 고형분으로서는 고형 폐플라스틱 분말 또는 파쇄물, 나무 찌꺼기 분말 또는 파쇄물, 고무 찌꺼기 분말 또는 파쇄물, 섬유 찌꺼기, 휴지 분말 또는 파쇄물 등의 고형물을 예로 들 수 있다.

본 발명의 가역적 틱소트로피성을 갖는 시멘트 연소용 보조 연료 조성물에 시멘트 원료 성분을 포함하는 고형분을 추가할 수 있다. 시멘트 원료 성분을 포함하는 고형분으로서는 도자기 찌꺼기, 시멘트 제품 찌꺼기, 벽돌 찌꺼기, 용광로 슬래그, 회전로 슬래그, 전기로 슬래그, 샌드 블러스트 폐사 등의 칼슘, 알루미늄, 규소 등을 포함하는 고형분을 예로 들 수 있다. 이들 시멘트 원료 성분을 포함하는 고형 폐기물은 최대 3 mm의 입경이 되도록 분쇄하여 추가하는 것이 바람직하다.

이상과 같이하여 얻어진 본 발명의 틱소트로피성을 갖는 시멘트 연소용 보조 연료 조성물은 시바우라 시스템(주)제품인 단일 통형 회전 점도계(형식 VS-A)를 이용하고, 20℃에 있어서 회전수 6회전/분(l.48 전단 속도(sec^-1))에서의 점도가 1,000∼50,000 센티포이즈, 바람직하게는 1,000∼30,000 센티포이즈, 더욱 바람직하게는 1,000∼20,000 센티포이즈이며, 또한 회전수 60 회전/분(14.8 전단 속도(sec^-1))에서의 점도가 6회전/분에서의 점도의 l/5 이하가 되도록 조정하는 것이 바람직하다.

1,000 센티포이즈 미만이면, 폐기물 혼합물의 저장중에 고형분의 침강 또는 부상 분리가 발생할 우려가 있고, 또한 50,000 센티포이즈를 넘으면 60 회전에서의 점도가 10,000 센티포이즈 이상이 되어 배관 압송이나 분무 연소 등이 곤란해진다.

더욱이 본 발명의 가역적 틱소트로피성을 갖는 시멘트 연소용 보조 연료 조성물을 사용하기 위해서는 분무시의 안정 연소가 필요하고, 확산 화염 연소의 안정화를 위해 발열량을 3,000 kca1/kg 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 가역적 틱소트로피성을 갖는 시멘트 연소용 보조 연료 조성물 사용시에 로체(爐體)나 연소기의 고온 부식을 막기 위해서는, 염화 수소의 발생을 억제할 필요가 있고, 그것을 위해서는 염소 함유량은 3000 ppm 이하로 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 가역적 틱소트로피성을 갖는 시멘트 연소용 보조 연료 조성물을 제조하는 방법의 일례를 설명한다.

우선 변성 재료와 폐기물에 포함되어 있는 물을 혼합하여 변성 재료를 분산시켜서 폐기물에 포함되어 있는 물을 변성 재료에 유지시킨 후, 폐기물에 포함되어 있는 물을 유지한 변성 재료 적량을 기름에 분산시키거나, 또는 변성 재료와 폐기물에 포함되어 있는 기름을 혼합하여 변성 재료를 분산시켜서 폐기물에 포함되어 있는 기름을 변성 재료에 유지시킨 후, 폐기물에 포함되어 있는 기름을 유지한 변성 재료 적량을 물에 분산시킬 때, 혼합 조성물의 전단응력에 대한 외관 점도를 연속적으로 검지할 수 있는 것 같은 혼합 교반기를 이용한다.

그리고, 이 혼합 교반기로 교반 혼합 조작중에 혼합 조성물의 외관 점도를 검지하여, 혼합 조성물이 0 전단 속도∼저전단 속도의 영역에서는 고점성을 나타내기 때문에 함유 성분의 침강, 부상 등에 의한 분리가 억제되고, 상기 영역을 넘는 고전단 속도의 영역에 있어서는 저점성을 나타내기 때문에 배관 수송, 분무 연소 등을 용이하게 행할 수 있는 것 같은 틱소트로피성을 갖도록, 폐기물에 포함되어 있는 물 또는 기름을 유지한 변성 재료의 배합량을 제어하여 혼합한다.

혼합 조성물의 틱소트로피성이 유지되는 범위에 있어서 변성 재료 이외에 고형 폐플라스틱 분말같은 발열량 증가제 또는 발열량 조절제나, 도자기 찌꺼기나 시멘트 제품 찌꺼기 등의 시멘트 원료 성분을 포함하는 고형분이 폐기물에 포함되어 있어도 괜찮다.

상기한 실시 형태에서는 변성 재료를 물 또는 기름을 포함하는 폐기물에 혼합하여 폐기물에 포함되어 있는 물 또는 기름을 유지한 변성 재료를 만드는 예를 나타내었으나, 상수도 오니, 하수도 오니, 펄프 폐액 오니, 벤토나이트 오니 등과 같이 미리 변성 재료가 폐기물에 포함되어 있는 물 또는 기름을 유지하고 있는 폐기물을 이용하는 경우는 변성 재료를 분산시켜 폐기물에 포함되어 있는 물 또는 기름을 유지한 변성 재료를 만드는 공정을 생략할 수 있다.

또한, 물을 유지한 변성 재료(예컨대 하수도 오니)를 함수(含水) 폐유 등 물과 기름이 혼합된 폐기물에 추가하여 교반 혼합할 때, 폐유에 포함되어 있었던 물은 그 친화성 때문에 물을 유지한 변성 재료에 흡수 유지되지만, 일부는 흡수 유지되지 않고서 교반에 의해 기름중에 분산되어 소위 W/O 에멀젼이 되는 경우도 있다. 또한 함수 폐유중의 물이 미리 안정된 에멀젼의 상태로 혼입되어 있는 경우도 있다. 이러한 경우에는 폐유중에 물을 유지한 변성 재료와 에멀젼의 분산질인 물이 공존하지만, 조성물에 틱소트로피성이 발휘되고 있는 한, 조성물의 모든 물이 변성 재료에 의해 유지되어 있을 필요는 없다.

기름을 유지한 변성 재료를 기름을 포함한 물(함유 폐수:含油廢水)에 추가하여 교반 혼합하는 경우도 마찬가지이다.

다음은 본 발명의 가역적 틱소트로피성을 갖는 시멘트 연소용 보조 연료 조성물을 제조하기 위한 바람직한 예를 설명한다.

분산매가 되는 물 및/또는 기름을 포함하는 원료(1)(제1 폐기물)을, 예컨대 독립 2축식의 가역 가변속 교반 혼합기에 투입하고, 계속해서 폐기물에 포함되어 있는 물 또는 기름을 유지한 변성 재료를 포함하는 원료(2)(제2 폐기물)를 공급하면서 교반하고, 서서히 회전을 변화시키면서 원료(2)가 원료(1)에 분산되어 가는 상태를 감시하여 소정의 회전수로 목표로 하는 점성을 얻을 수 있도록 원료(2)의 투입량을 제어한다.

혼합기내에 있는 혼합 조성물의 점도는 교반 스프링이 받는 응력, 즉 축동력을 측정하면 얻어진다. 교반 혼합기가 2축인 것은 혼합기내의 점성이 균일하게 되어 있는지의 판정에도 이용하지만, 주된 목적은 역회전, 변속 조작에 의해 제품의 점도 특성을 단시간에 측정할 수 있기 때문이다. 점도 특성이 조속히 결정되면, 제조시간의 단축뿐만이 아니라, 발열량의 조정을 위한 제3 원료(제3 폐기물)의 공급량의 결정에도 도움이 된다.

본 발명에서 사용하는 교반 혼합기는 상기한 독립 2축식의 가역 가변속 교반 혼합기에 한정되는 것이 아니라, 혼합조내의 유체의 점도 특성을 조속하고도 정확하게 파악할 수 있는 교반 혼합기이면 사용 가능하다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 한 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

표 1에, 다음에 설명하는 실시예 1∼5에서 사용한 각종의 폐기물No.1∼No.12의 폐기물명, 유분 함유량(중량%), 수분 함유량(중량%), 고형분 함유량(중량%), 저위 발열량(Kcal/kg), 변성 재료명, 변성 재료 함유량(중량%), 염소 함유량(ppm)을 나타낸다.

실시예 1

표 1에 나타낸 하수도 오니[변성 재료(유기성 미분말)이 물을 유지하고 있는 폐기물] 300 g, 함유 폐수 150 g, 폐유 300 g, 그리고 고형의 발열량 증강재로서 폐폴리프로필렌 분말(최대 입경 3 mm)을 독립 2축식의 가역 가변속 교반 혼합기에 넣어 교반 혼합 조작중에 혼합 조성물의 외관 점도를 측정하면서 3분간 혼합함으로써, 함유 폐수중의 수분은 하수도 오니에 흡수되어 하수도 오니와 함께 기름중에 분산되고 폐폴리프로필렌 분말도 기름중에 분산되어 균일한 혼합 조성물로 이루어지는 본 발명의 시멘트 소성용 보조 연료 조성물을 얻었다.

이렇게 얻은 본 발명의 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 물리 화학적 성질은 다음과 같았다.

저위 발열량 5,700 kca1/Kg

염소 함유량 1,100 ppm

점도 (사용 점도계, 시바우라 시스템(주)제품인 단일 통형 회전점도계,

형식 VS-A, 측정 온도 20℃)

6회전/분 6,200 센티포이즈

60회전/분 980 센티포이즈

본 발명의 시멘트 소성용 보조 연료 조성물을 7일간 정치시켰지만, 유분, 수분, 고형분의 분리는 일어나지 않았다.

7일간 정치시킨 본 발명의 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 점도를 같은 방법으로 측정한 결과 다음과 같았고, 틱소트로피성을 갖고 있었다.

점도(20℃)

6회전/분 6,500 센티포이즈

60회전/분 1,050 센티포이즈

본 발명의 시멘트 소성용 보조 연료 조성물을 시멘트 화로에서 보조 연료로서 사용했지만, 저장중, 수송시 등에 각 성분의 침강, 부상 등이 발생하지 않았고, 배관 수송이나 연소 등을 용이하게 행할 수 있었다.

실시예 2

표 1에 나타낸 무기 오니[변성 재료(무기성 미분말)이 물을 유지하고 있는 폐기물] 300 g과 탱크 슬러지 200 g을 실시예 1에서 이용한 것과 동일 교반 혼합기에 투입하여 실시예 1과 같은 방법으로 3분간 혼합함으로써, 탱크 슬러지중의 수분은 무기 진흙에 흡수되고 탱크 슬러지중의 유분은 무기 오니 중에 분산되었다. 또한 표 1에 나타낸 폐유 300 g 및 회전로 슬래그 파쇄물 200 g을 추가해 교반함으로써, 탱크 슬러지중의 유분이 폐유와 하나로 합쳐져서 무기 오니 및 회전로 슬래그 파쇄물이 유분에 분산된 균일한 혼합 조성물로 이루어지는 본 발명의 시멘트 소성용 보조 연료 조성물을 얻었다.

저위 발열량 3,700 kcal/Kg

염소 함유량 700 ppm

점도 (사용점도계, 시바우라 시스템(주)제품인 단일 통형 회전 점도계,

형식 VS-A, 측정 온도 20℃)

6회전/분 5,300 센티포이즈

60회전/분 780 센티포이즈

점도(20℃)

6회전/분 5,500 센티포이즈

60회전/분 850 센티포이즈

실시예 3

실시예 1에서 사용한 것과 같은 교반 혼합기에 표 1에 나타낸 폐백토[변성 재료(백토)를 포함하는 폐기물] 150 g과 폐수 300 g을 투입하고, 실시예 1과 같은 방법으로 3분간 혼합하여 폐수를 폐백토내에 유지시킨 후, 표 1에 나타낸 폐유 300 g과 폐용제 250 g를 추가하여 3분간 더 혼합함으로써, 폐수를 유지한 폐백토가 폐유 및 폐용매의 혼합물에 분산된 균일한 혼합 조성물로 이루어지는 본 발명의 시멘트 소성용 보조 연료 조성물을 얻었다.

저위 발열량 4,500 kcal/Kg

염소 함유량 780 ppm

점도 (사용 점도계, 시바우라 시스템(주)제품인 단일 통형 회전 점도계,

형식 VS-A, 측정 온도 20℃)

6회전/분 2,200 센티포이즈

60회전/분 320 센티포이즈

7일간 정치시킨 본 발명의 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 점도를 동일한 방법으로 측정한 결과 다음과 같았고, 틱소트로피성을 갖고 있었다.

점도(20℃)

6회전/분 2,400 센티포이즈

60회전/분 350 센티포이즈

실시예 4

실시예 1에서 사용한 것과 같은 교반 혼합기에 표 1에 나타낸 EP 재[변성 재료(탄소 분말)을 포함하는 폐기물] 50 g과 폐유 450 g을 투입하여 3분간 혼합하고 폐유를 EP 재에 유지한 후, 실시예 1과 같은 방법으로 표 1에 나타낸 함유 폐수 500 g에 추가하여 3분간 더 혼합함으로써, EP 재에 의해 유지된 폐유는 함유 폐수중의 유분을 흡수하고, 함유 폐수중의 수분에 분산되어 균일한 혼합 조성물로 이루어지는 본 발명의 시멘트 소성용 보조 연료 조성물을 얻었다.

저위 발열량 5,400 kca1/Kg

염소 함유량 560 ppm

형식 VS-A, 측정 온도 20℃)

6회전/분 8,200 센티포이즈

60회전/분 940 센티포이즈

점도(20℃)

6회전/분 5,800 센티포이즈

60회전/분 610 센티포이즈

실시예 5

표 1에 나타낸 벤토나이트 오니[변성 재료(벤토나이트)가 물을 유지하고 있는 폐기물] 100 g, 무기 오니[변성 재료(무기성 미분말)이 물을 유지하고 있는 폐기물] 200 g, 탱크 슬러지 500 g, 그리고 함유 폐수 200 g을 실시예 1에서 사용했던 것과 동일한 교반 혼합기에 투입하고, 실시예 1과 같은 방법으로 3분간 혼합함으로써, 탱크 슬러지 및 함유 폐수중의 수분은 벤토나이트 오니 및 무기 오니에 흡수 유지되고 상호 용해된 탱크 슬러지 및 함유 폐수중의 유분에 분산되어 균일한혼합 조성물로 이루어지는 본 발명의 시멘트 소성용 보조 연료 조성물을 얻었다.

저위 발열량 3,200 kca1/Kg

염소 함유량 1,600 ppm

형식 VS-A, 측정 온도 20℃)

6회전/분 9,200 센티포이즈

60회전/분 1,520 센티포이즈

점도(20℃)

6회전/분 9,800 센티포이즈

60회전/분 1,550 센티포이즈

본 발명은 폐기물에 포함되어 있는 물, 기름, 및 변성 재료를 필수 성분으로서 함유하는 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법으로서, 폐기물에 포함되어 있는 물을 변성 재료에 유지시켜 물을 유지한 변성 재료를 기름에 분산시키거나, 또는 폐기물에 포함되어 있는 변성 재료에 유지시켜 기름을 유지한 변성 재료를 물에 분산시킴으로써, 물과 기름을 혼합하는 것에 의해 혼합 조성물에 틱소트로피성을 부여하고, 20℃에 있어서의 점도가 1.48 전단 속도(sec^-1)의 저전단 속도의 영역에서는 약 l,000∼50,000 센티포이즈, 14.8 전단 속도(sec^-1)의 고전단 속도의 영역에 있어서는 1.48 전단 속도(sec^-1)의 영역에 있어서의 점도의 1/5 이하의 점도를 나타내고, 또한 이것을 넘는 고전단 속도의 영역에 있어서는 약 10,000 센티포이즈 이하로 하고, 0 전단 속도∼저전단 속도의 영역에서는 고점성을 나타내기 때문에 구성 성분의 침강, 부상 등에 의한 분리가 억제되고, 상기 영역을 넘는 고전단 속도의 영역에 있어서는 저점성을 나타내기 때문에 배관 수송, 분무 연소 등을 용이하게 행할 수 있다.

즉, 폐기물에 포함되어 있는 물, 기름, 물 및 기름을 3차원적으로 유지하는 것이 가능한 변성 재료를 필수 성분으로 하여 두가지 이상의 폐기물을 조합시켜서, 변성 재료에 유지한 물을 기름에 분산시키거나, 또는 변성 재료에 유지한 기름을 물에 분산시켜, 물과 기름을 혼합하는 것에 의해 혼합 조성물에 상기와 같은 틱소트로피성이 부여된다.본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 가역적 틱소트로피성을 갖는 시멘트 소성용 보조 연료 조성물은 교반, 배관 수송 등과 같이, 혼합 조성물에 응력을 가하면 점도가 급격히 저하되어 용이하게 압송, 분무 연소가 가능하고, 또한 정치시키면 점도가 상승하여 유분과 수분의 분리가 방지되고 또한 폐기물에 포함되어 있는 모래, 진흙, 철녹 등의 고형분의 침강이 방지된다. 탱크 사이의 대체 등의 송액시에는 저점도로, 탱크에 정치시키면 다시 고점도로 가역적으로 되돌아갈 수 있다. 더욱 폐플라스틱 분말, 나무 찌꺼기, 고무 찌꺼기 등과 같은 물 및 기름과 비중이 다른 가연성 분말을 혼입하여 고형분에 의한 발열량의 증가, 조정이 용이하게 행해진다.

본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 가역적 틱소트로피성을 갖는 시멘트 소성용 보조 연료 조성물은 칼슘, 알루미늄, 규소 등의 시멘트의 원료로 이루어지는 성분을 포함하는 고형 폐기물을 최대 3 mm의 입경으로 혼합 조성물중에 포함할 수 있고, 시멘트 보조 연료로서 적합하며, 게다가 특별한 사전 선별 등을 할 필요가 없어져서 경제성이 향상된다.

본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 시멘트 소성용 보조 연료 조성물은 실제의 교반, 배관 수송 등에 있어서 응력을 가하면 점도가 급격히 저하되어 용이하게 압송, 분무 연소를 할 수 있고, 또한 정치시 또는 저전단 속도의 영역에서는 점도가 상승하여 유분과 수분의 분리를 방지 가능할 수 있으며, 폐기물에 포함되어 있는 모래, 진흙, 철녹 등의 고형분의 침강을 보다 막을 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 시멘트 소성용 보조 연료 조성물은 안정된 분무 연소를 할 수 있고, 또한 로체나 연소기의 고온 부식을 방지할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 시멘트 소성용 보조 연료 조성물은 실제의 교반, 배관 수송 등에 있어서 응력을 가하면 점도가 급격히 저하되어 용이하게 압송, 분무 연소를 할 수 있고, 또한 정치시 또는 저전단 속도의 영역에서는 점도가 상승하여 유분과 수분의 분리를 방지할 수 있으며, 폐기물에 포함되어 있는 모래, 진흙, 녹 등의 고형분의 침강을 보다 막을 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 시멘트 소성용 보조 연료 조성물은 일반적인 액상의 폐기물을 사용할 수 있고, 게다가 일반적인 배관 수송을 용이하게 행할 수 있다.

Claims

폐기물에 포함되어 있는 물, 기름 및 변성 재료를 필수 성분으로서 함유하는 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법으로서,

폐기물에 포함되어 있는 물을 변성 재료에 유지시켜 물을 유지한 변성 재료를 기름에 분산시킴으로써 물과 기름을 혼합하거나, 또는 폐기물에 포함되어 있는 기름을 변성 재료에 유지시켜 기름을 유지한 변성 재료를 물에 분산시킴으로써 물과 기름을 혼합하는 것에 의해 혼합 조성물에 틱소트로피성을 부여하고,

20℃에 있어서의 점도가 1.48 전단 속도(sec^-1)의 저전단 속도의 영역에서는 약 l,000∼50,000 센티포이즈, 14.8 전단 속도(sec^-1)의 고전단 속도의 영역에 있어서는 1.48 전단 속도(sec^-1)의 영역에 있어서의 점도의 1/5 이하의 점도를 나타내고, 또한 이것을 넘는 고전단 속도의 영역에 있어서는 약 10,000 센티포이즈 이하로 하고,

0 전단 속도∼저전단 속도의 영역에서는 고점성을 나타내기 때문에 구성 성분의 침강, 부상 등에 의한 분리가 억제되며, 상기 영역을 넘는 고전단 속도의 영역에 있어서는 저점성을 나타내기 때문에 배관 수송, 분무 연소 등을 용이하게 행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는, 폐기물을 이용한 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법.
삭제
제1항에 있어서, 발열량이 3,000 (kca1/kg) 이상으로, Cl 함유량이 3,000 ppm 이하로 조정된 것을 특징으로 하는 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 변성 재료가 조성물 전체에 대하여 l∼50 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법.
제1항 또는 제3항에 있어서, 전체 고형분이 조성물 전체에 대하여 l∼50 중량%, 유분과 수분을 포함하는 전체 액체 성분이 조성물 전체에 대하여 99∼50 중량%인 것을 특징으로 하는 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법.
삭제
삭제
제4항에 있어서, 전체 고형분이 조성물 전체에 대하여 l∼50 중량%, 유분과 수분을 포함하는 전체 액체 성분이 조성물 전체에 대하여 99∼50 중량%인 것을 특징으로 하는 시멘트 소성용 보조 연료 조성물의 제조 방법.
삭제