KR100527832B1

KR100527832B1 - 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거방법 및 그장치

Info

Publication number: KR100527832B1
Application number: KR1020050046396A
Authority: KR
Inventors: 임대빈; 임충빈; 임명순
Original assignee: 주식회사 그린환경
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2005-11-15
Also published as: WO2006129921A1

Abstract

본 발명은 세척수에 탄산가스를 공급하여 알카리성 세척수를 중성화하여, 순환골재의 석회성분을 제거하는데 사용할 수 있도록 하는 것으로,

더욱 상세하게는 순환골재(습식생산방식, 건식생산방식)의 석회성분을 제거하기 위하여 세척수에 탄산가스를 공급하여 세척수인 재활용수의 PH를 중성화하여 순환골재에서 석회성분을 제거하는 동시에 탄산가스를 제공하는 보일러를 통하여 가연성 폐기물 등을 무공해로 소각하며, 온수를 공급하여 동절기에 효과적으로 사용할 수 있도록 하는 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거방법 및 그 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 상기 순환골재를 공급하는 과정과; 폐목 및 가연성 폐기물 등을 소각하는 보일러에서 발생하는 탄산가스를 흡입하여 물탱크에 공급하는 과정과; 물탱크에 공급되는 탄산가스를 다수의 산기관에서 분사하여 강한 알카리성 세척수인 재활용수를 중성화시키는 과정과; 중성화된 세척수인 재활용수를 물 분사장치에 공급하여 공급되는 순환골재에 분사시키는 과정을 반복하여 석회성분이 제거된 순환골재가 얻어짐을 특징으로 하는 것이다.

Description

탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거방법 및 그 장치{A lime element clearing method of revival aggregate make use of carbonic acid gas and that equpment}

본 발명은 세척수에 탄산가스를 공급하여 알카리성 세척수를 중성화하여 순환골재의 석회성분을 제거하는데 사용할 수 있도록 하는 것으로,

더욱 상세하게는 순환골재(습식생산방식, 건식생산방식)의 석회성분을 제거하기 위하여 세척수에 탄산가스를 공급하여 세척수인 재활용수의 PH를 중성화하여 순환골재에서 석회성분을 제거하는 동시에, 탄산가스를 제공하는 보일러를 통하여 가연성 폐기물 등을 무공해로 소각하며, 온수를 공급하여 동절기에 효과적으로 사용할 수 있도록 하는 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 순환골재는 재생골재라고도 불리며 건축 폐기물이나 폐 콘크리트를 파쇄하고 선별하여 재사용할 수 있도록 제조된 골재는 말하는 것이다.

시멘트 원료는 석회석과 점토이며, 석회석과 점토를 무게비 4:1로 혼합해서 미분쇄하고 약 1400℃로 소성해서 얻어진다.

주성분은 산화석회이다.

콘크리트는 토목·건축 재료로서 잔골재, 굵은골재 등의 골재와 시멘트 및 물을 혼합하여 무기물질인 고체화된 것을 말한다.

콘크리트의 시멘트는 물과 반응하여 산화석회가 수산화석회를 생성하기 때문에 강한 알칼리성(pH 12～13)을 나타낸다.

폐 콘크리트를 파쇄 후에 입도 분리를 통하여 순환골재를 생산하는데, 순환골재의 주성분은 콘크리트의 주성분인 골재와 수산화석회와 같으므로, 우량 골재의 조건인 밀도, 흡수율 등이 만족하지 못하기 때문에 순환골재의 용도에 제약이 많아 구조용 골재로 사용되지 못하고 주로 성토용 등 저가의 원료로 사용되고 있다.

폐 콘크리트의 주성분 중에 골재에 부착된 수산화석회를 효과적으로 제거하기만 한다면 천연골재와 유사한 용도인 구조용 골재로 사용할 수 있게 된다.

천연골재와 유사한 용도로 사용할 수 있다면 순환골재의 이용범위는 크게 확대될 것이고, 매립 등으로 인한 매립지 부족난 해소, 환경오염원의 원천적 제거가 가능하며, 궁극적으로 국내 부족한 골재자원의 확대효과와 부가가치 창출 효과가 기대된다.

그동안 국내, 외에서 개발 및 시행되고 있는 기술들을 살펴보면, 국내에서는 파쇄 후 입도 분리를 통하여 순환골재를 생산하고 있으며, 이러한 기술은 대량생산이 가능하다는 장점이 있으나 시멘트의 수산화석회 제거가 효과적으로 이루어지지 않아 구조물용 골재로서의 사용이 곤란한 문제점이 있었다.

또한, 시멘트의 수산화석회를 제거하기 위하여 순환골재가 생산되는 과정에서 세척수를 공급하여 세척하는 방법을 사용하고 있으나, 세척수를 사용한 후 버리는 것이 아니고, 물탱크에 다시 모아 재사용하는 것이므로 물에 석회성분이 많이 포함되어 있는 강한 알칼리성이므로 세척의 횟수를 늘리는 경우에도 수산화석회의 제거가 용이하지 못하였으며, 따라서 세척수를 사용한 후에 다시 사용하지 않고 새로운 세척수를 사용하는 경우에는 비용의 소모가 너무 커서 적용이 어려운 결점이 있었다.

미국 및 일본 등의 외국에서는 폐 콘크리트에 300℃의 열을 가한 후 골재에 물리적인 충격을 가하여 골재를 생산하는 방법, 밀봉된 수조에 골재를 채운 후 진공, 감압을 통하여 재생골재 내부로 수분을 완전히 침투시킨 후 콘크리트용 골재로 사용하는 방법, 회전식 드럼에 골재를 투입하여 드럼을 회전시켜 골재 표면에 부착된 몰타르를 제거하는 방법, 파쇄된 골재를 수조에 침전시키고 하부에서 공기방울을 대량으로 불어 넣어 몰타르와 골재의 밀도차이를 이용하여 분리하는 방법 등 다양한 방법이 개발 및 시도되고 있다.

본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 습식생산방식 또는 건식생산방식으로 생산되는 순환골재를 생산하면서 폐목 및 가연성 폐기물 등을 소각할 때 발생하는 탄산가스를 세척수에 분산시켜 강한 알칼리성인 세척수를 중성화시켜 순환골재에 공급함으로써 석회성분을 제거하여 구조물용 골재로 재활용할 수 있는 천연 모래화 또는 순환골재를 생산함을 목적으로 한다.

본 발명은 폐목 및 가연성 폐기물 등을 소각시키면서 공해가 전혀 발생하지 않도록 함을 목적으로 한다.

본 발명은 소각시킬 때 발생하는 열원을 이용하여 물을 온수화시켜 겨울철에 물탱크의 물이 얼지 않도록 공급하여 동절기에도 용이하게 작업할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

본 발명은 보일러(10)를 설치하여 폐목 및 가연성 폐기물 등을 공급하여 태울 수 있도록 하며, 물을 순환시켜 발생하는 온수를 온수관(11, 12)에 공급할 수 있도록 한다.

상기 보일러(10)에서 발생하는 탄산가스는 하나 또는 다수의 탄산가스 흡입구(21)를 통하여 탄산가스 공급기(20)에 포집된 후 분배기(22)를 통하여 각각의 밸브(23)에서 배관(24)으로 분기되어 공급되도록 한다.

배관(24)으로 분기되어 공급되는 탄산가스는 물탱크(30)의 내부에 설치된 다수의 산기관(31)을 통하여 분사시키게 되므로 물탱크(30)에 저장된 세척수인 재활용수 중성화하는 것이다.

상기 물탱크(30)에 저장된 세척수인 재활용수는 순환골재를 세척한 후 수집된 물로 세척수에는 수산화석회가 물 1ℓ당 1.5g이 녹아 있기 때문에 강한 알칼리성(pH 12～13)을 나타내므로, 산기관(31)을 통하여 탄산가스를 분사시키므로 수산화석회와 탄산가스가 반응하여 불용성인 탄산석회가 생성된다. 따라서 세척수는 강한 알카리성 세척수에서 중성 세척수로 변환한다. 아래의 수학식 1, 2와 같이 표시 할 수 있는 것이다.

C + O2 →CO2

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

세척수인 재활용수가 보관되는 물탱크(30)에 설치되는 산기관(31)은 1개가 약 1미터 정도의 범위를 분사시킬 수 있으므로 본 발명에서는 22개를 설치하였다.

상기 물탱크(30)에서 중성화된 세척수인 재활용수는 물 공급관(32)을 통하여 분사 세척장치(40)와 혼합 세척장치(60)에 공급되어 순환골재의 석회성분을 제거하는 것이다.

상기 분사 세척장치(40)는 순환골재 생산장치(50)에서 생산된 순환골재가 공급벨트(47)를 통하여 공급되도록 한다.

공급벨트(47)를 통하여 공급되는 순환골재는 본체(49)의 내부에 벨트형태로 메쉬(42)가 설치되어 회전되면서 공급된다.

메쉬(42)에 순환골재가 공급되면 물 공급관(32)에는 다수의 분기관(43)이 연결되고 이 분기관(43)에 연결구(44)를 통하여 하측으로 일정한 간격에 다수의 분사구(46)가 설치되어 있어서 메쉬(42)로 공급되는 순환골재를 향하여 세척수인 재활용수를 분사시키는 물 분사장치(41)가 설치된다.

물 분사장치(41)의 분사구(46)를 통하여 공급되는 세척수인 재활용수는 물탱크(30)에서 중성화된 상태와 탄산가스를 포함한 세척수로 공급되므로 석회성분을 제거할 수 있는 것이다.

상기 분사 세척장치(40)를 통과하면서 석회성분이 제거된 순환골재는 하측의 혼합 세척장치(60)에 공급되는 것으로,

혼합 세척장치(60)는 공급장치(61)가 설치되어 순환골재를 호퍼(62)에 공급한 후 탱크(64)로 공급한다.

탱크(64)에는 세척수인 재활용수가 공급되어 있으며 회전축(63)에 설치된 다수의 교반날개(65)를 통하여 세척수인 재활용수에 잠긴 상태로 교반되면서 순환골재 중에 포함된 석회성분이 제거되는 것이다.

본 발명은 분사 세척장치(40)와 혼합 세척장치(60)를 연속 설치하여 순환골재를 공급하거나, 독립되게 설치하여 세척수인 재활용수를 공급하여 순환골재에 포함된 석회성분을 제거하여 천연 골재(모래)화가 가능하게 하여 구조물용(콘크리트) 골재로 사용할 수 있도록 한 것이다.

상기 보일러(10)는 폐목 및 가연성 폐기물 등을 공급하여 소각시키게 되며, 이때 발생하는 탄산가스를 물탱크(30)에 공급하여 산기관(31)에서 공급하므로 가연성 폐기물의 소각 시에 발생하는 공해의 발생 원인인 아황산가스, 염소가스, 다이옥신 등은 석회성분과 반응하여 공해물질을 방출하지 않으므로서 공해가 전혀 발생하지 않는다. 순환골재 생산 시에 사용되는 응집제를 현저하게 절약할 수 있는 것이다.

또한, 습식 시스템의 경우에는 동절기에 세척수가 얼기 때문에, 동절기에 가동시에는 온수가 필요하므로 보일러(10)에서 발생되는 온수를 온수관(11, 12)을 통하여 공급하므로 습식 시스템의 단점을 해결할 수 있는 것이다.

본 발명은 탄산가스 발생하는 것으로, 폐목이나 가연성 폐기물 등이 없는 경우에는 유류, 가스 등을 활용할 수 있는 것이며, 탄산석회 슬러지는 필터프레스를 이용하여 오니를 회수할 수 있다.

본 발명은 습식생산방식 또는 건식생산방식으로 생산되는 순환골재를 공급하면서 폐목 및 가연성 폐기물 등을 소각할 때 발생하는 탄산가스를 세척수인 재활용수에 분산시켜 강한 알칼리성 세척수를 중성화시켜 순환골재에 공급함으로써 석회성분을 제거하여, 재활용할 수 있는 천연 모래화 또는 순환골재를 생산하여 콘크리트용 골재에 적합한 골재를 생산 할 수 있도록 한다.

본 발명은 폐목 및 가연성 폐기물 등을 소각시키면서 발생하는 탄산가스를 물탱크에 공급하므로 소각시키면서 생기는 아황산가스, 염소가스, 다이옥신 등이 세척수에 녹아 있는 수산화석회와 반응하여 무공해물질로 되어 공해가 전혀 발생하지 않도록 하는 것이다.

본 발명은 소각시킬 때 발생하는 열원을 이용하여 물을 온수화시켜 겨울철에 물탱크의 물이 얼지 않도록 공급하여 동절기에도 습식 시스템에 용이하게 적용할 수 있는 것이다.

본 발명은 순환골재 생산 시스템의 응집제를 현저히 절약하고, 유기물로 인한 거품 제거효과가 탁월한 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태도

도 2 는 본 발명의 보일러와 물탱크의 탄산가스 공급상태를 나타낸 평면도

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 평면도

도 4 는 본 발명의 물 분사장치에 대한 정면도

도 5 는 본 발명의 혼합 세척장치에 대한 평면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 보일러 11, 12 : 온수관

20 : 탄산가스 공급기 21 : 탄산가스 흡입구

22 : 분배기 23 : 밸브

24 : 배관 30 : 물탱크

31 : 산기관 32 : 물 공급관

40 : 분사 세척장치 41 : 물 분사장치

42 : 메쉬 43 : 분기관

44 : 연결구 45 : 공급관

46 : 분사구 49 : 본체

50 : 순환골재 생산장치 60 : 혼합 세척장치

Claims

폐 콘크리트를 투입하여 파쇄하고 선별하여 입도 별로 순환골재를 생산함에 있어서,

상기 순환골재를 공급하는 과정과;

폐목 및 가연성 폐기물 등을 소각하는 보일러에서 발생하는 탄산가스를 흡입하여 물탱크에 공급하는 과정과;

물탱크에 공급되는 탄산가스를 다수의 산기관에서 분사하여 강한 알카리성 재활용수를 중성화시키는 과정과;

중성화된 재활용수를 물 분사장치에 공급하여 공급되는 순환골재에 분사시키는 과정을 반복하여 석회성분이 제거된 순환골재가 얻어짐을 특징으로 하는 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거방법.
폐 콘크리트를 투입하여 파쇄하고 선별하여 입도 별로 순환골재를 생산함에 있어서,

폐목 및 가연성 폐기물 등을 소각하는 보일러에서 발생하는 탄산가스를 탄산가스 흡입구로 흡입하여 공급하는 탄산가스 공급기와;

상기 탄산가스 공급기에 연결된 배관을 통하여 탄산가스를 다수의 산기관에서 분사하여 강한 알카리성 재활용수를 중성화시키는 물탱크와;

상기 물탱크의 중성화된 재활용수를 물 공급관으로 공급하며, 물 공급관(32)에는 다수의 분기관이 연결되고 이 분기관에 연결된 공급관의 하측에 설치된 분사구에서 재활용수가 분사되는 물 분사장치와;

상기 물 분사장치가 설치되며 메쉬에 공급되는 순환골재에 재활용수를 분사시키는 과정을 반복하여 석회성분이 제거된 순환골재가 제공되는 분사 세척장치가 설치됨을 특징으로 하는 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거장치.
제2항에 있어서, 보일러는 온수관이 연결되어 온수를 물탱크와 분사 세척장치 및 혼합 세척장치에 공급하여 동절기에도 사용됨을 특징으로 하는 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거장치.
제2항에 있어서, 탄산가스 공급기는 탄산가스 흡입구가 보일러와 연결되고 분배기에서 밸브를 통하여 다수의 배관으로 분기관에 공급하여 물탱크의 내부에서 탄산가스가 분기됨을 특징으로 하는 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거장치.
제2항에 있어서, 물 분사장치는 물 공급관에 연결된 다수의 분기관에서 연결구를 통하여 공급관이 하측으로 돌출되고 이 공급관의 선단에 분사구를 설치하여 순환골재에 재활용수를 분사하여 석회성분이 제거됨을 특징으로 하는 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거장치.
제2항에 있어서, 분사 세척장치에는 다수의 물 분사장치가 연결되며 일측으로 공급장치와 탱크의 내부에 회전축에 다수의 교반날개가 연결되어 순환골재를 연속 세척함을 특징으로 하는 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거장치.
제 2항에 있어서, 탄산가스를 발생하게 하는 보일러(소각로)에서 발생하는 공해물질을 석회성분으로 인하여 공해물질을 해소함을 특징으로 하는 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거장치.