KR100582603B1 - solid-fuel preparation method using food sludge - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 음식물 슬러지를 이용한 고체연료 제조방법에 관한 것으로서, 음식물 쓰레기를 수거하여 건조시킨 후 발효하여 선별함에 의해 얻어지는 음식물 슬러지를 이용하는 고체연료 제조방법에 있어서, 폐지 및 목재 쓰레기를 파쇄하여 지분을 얻는 한편 숯가루와 풀을 얻는 재료 준비단계와, 상기 음식물 슬러지에 상기 지분과 숯가루와 풀을 투입하여 혼합하는 혼합단계와, 상기 음식물 슬러지와 지분과 숯가루와 풀이 혼합된 혼합물을 소정 크기의 고체연료로 압축성형하는 성형단계와, 성형된 고체연료를 건조하는 건조단계로 이루어지므로, 제조과정 중의 악취의 발생을 줄이고 재의 처리 및 배출이 용이할 뿐만 아니라 고정적인 발열량으로 쉽게 연소되는 고체연료를 얻을 수 있다.The present invention relates to a solid fuel manufacturing method using food sludge, and in the solid fuel manufacturing method using a food sludge obtained by collecting and drying food waste, followed by fermentation and sorting. While preparing a material to obtain charcoal and grass, and a mixing step of mixing the stake and charcoal and grass into the food sludge and mixing, and a mixture of the food sludge and stake, charcoal and grass of a predetermined size It consists of a molding step of compression molding into solid fuel and a drying step of drying the molded solid fuel, which reduces the occurrence of odor during the manufacturing process, facilitates the treatment and discharge of ash, as well as the solid fuel which is easily burned with a fixed calorific value. You can get it.
Description
도1은 본 발명에 사용되는 음식물 슬러지의 제조공정도,1 is a manufacturing process of the food sludge used in the present invention,
도2는 본 발명에 의한 고체연료 제조방법의 제조공정도이다.2 is a manufacturing process chart of a solid fuel production method according to the present invention.
본 발명은 음식물 슬러지를 이용한 고체연료 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음식물 슬러지에 폐지, 목재류 쓰레기 및 숯가루를 혼합하여 고체연료를 제조함으로써 재의 배출을 용이하게 하고 연소시 고정적인 열량을 얻을 수 있는 음식물 슬러지를 이용한 고체연료의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing solid fuel using food sludge, and more particularly, by mixing waste paper, wood waste and charcoal with food sludge to prepare a solid fuel to facilitate the discharge of ash and to obtain a fixed calorific value during combustion. It relates to a method for producing a solid fuel using food sludge that can be.
음식물 쓰레기를 처리하는 방법으로는, 소각로에서 소각처리하는 방법, 일정부지에 매립시켜 자연적으로 발효 처리시키는 방법, 및 사료나 퇴비 등으로 재활용하는 방법이 있다.As a method of treating food waste, there are a method of incineration in an incinerator, a method of landfilling on a predetermined site and fermentation naturally, and a method of recycling food or compost.
음식물 쓰레기를 소각하는 경우에는, 가연성 쓰레기 소각장 및 대형 소각장 의 건설기간이 많이 걸리고 소각으로 인한 다이옥신(dioxin) 등 유해물질 및 악취발생으로 주민에게 피해를 주게 되고, 음식물 쓰레기를 소각하기 위해 경유 등 고 가의 기름을 사용함으로써 음식물 쓰레기 처리 비용이 많이 들므로 거의 사용하지 않고 있다. In the case of incineration of food waste, the construction of combustible waste incinerators and large incinerators takes a lot of time, and it causes damage to residents due to the generation of toxic substances such as dioxin and odors caused by incineration. The use of household oil costs a lot of food waste, so it is rarely used.
현재 우리나라 음식물 쓰레기의 대부분은 매립하고 있으며, 사료나 퇴비로 재활용하는 경우는 극히 적은 실정이다. 그러나, 음식물 쓰레기를 매립할 경우에는, 음식물 쓰레기로부터 침출수가 발생하여 토양이 오염되고, 지반이 침하되는 현상이 일어나며, 매립장의 확보도 힘들므로 바람직하지 못한 처리 방법이다.Currently, most of our food waste is landfilled, and very few of them are recycled as feed or compost. However, in the case of landfilling of food waste, leachate is generated from food waste, soil is contaminated, ground subsidence occurs, and landfill is also difficult to secure, which is an undesirable treatment method.
이러한 점을 감안하여, 음식물 쓰레기를 이용하여 연료를 제조하여 사용함으로써 재활용하는 기술이 한국 특허공개번호 제2000-56385호, 제2000-12514호, 제2001-112130호, 제2002-23357호로 개시되어 있다.In view of this, techniques for manufacturing and recycling fuel using food waste are disclosed in Korean Patent Publication Nos. 2000-56385, 2000-12514, 2001-112130, and 2002-23357. have.
상기 특허공개번호 제2000-56385호는, 폐오일을 열매체로 하여 음식물 찌꺼기에 포함된 수분을 제거하고, 원심분리기를 이용하여 탈유하여 고형연료로 제조하는 기술이다. 그리고, 상기 특허공개번호 제2000-12514호는, 음식물 쓰레기 중의 이물질을 제거한 후, 파쇄 및 탈수한 다음, 부패방지제를 투입하고 건조 및 압축성형하여 고형연료로 제조하는 기술이다. 또한, 특허공개번호 제2001-112130호는, 음식물 쓰레기 중의 이물질을 제거한 후, 탈수 및 분쇄한 다음, 발생된 물을 정화시킨 후, 부재료를 첨가하여 성형한 다음 건조시킨 후, 기름을 분사 코팅하여 연료화하는 기술이다. 또한, 특허공개번호 제2002-23357호는, 음식물 쓰레기를 탈수 및 분쇄한 다음, 목탄 또는 석탄을 혼합하고 점성이 있는 기름 또는 전분을 투입하여 쉽게 접착되게 하여 압축 성형하여 고체연료화하는 기술이다. The patent publication No. 2000-56385 is a technique for removing the water contained in the food waste by using the waste oil as a heat medium, and deoiled using a centrifuge to produce a solid fuel. In addition, the Patent Publication No. 2000-12514 is a technique for removing the foreign matter in the food waste, crushed and dehydrated, and then added to the anti-corruption agent to dry and compression molding to produce a solid fuel. In addition, Korean Patent Publication No. 2001-112130 discloses that after removing foreign substances in food waste, dehydrating and pulverizing, purifying the generated water, forming by adding subsidiary materials, drying, and then spray coating oil. It is a technology to fuel. In addition, Patent Publication No. 2002-23357 is a technique for dehydrating and pulverizing food waste, and then mixed with charcoal or coal, and by adding viscous oil or starch to easily bond, compression molding to solid fuel.
그런데, 종래 음식물 쓰레기를 이용한 연료의 제조방법에 의하면, 음식물 쓰레기를 선별 및 파쇄하는 과정에서 발생하는 악취로 인해 처리작업이 용이하지 못하며, 제조된 연료의 내부에 포함된 식물성 섬유 및 기름이 함께 타면서 생성된 재가 딱딱하게 굳어져 타고난 재가 공기의 유입을 방해하여 쉽게 연소하지 못할 뿐만 아니라 재의 처리 및 배출이 용이하지 못하고, 음식물 쓰레기의 착화점이 높아 계속적으로 고정적인 발열량을 얻을 수 없으므로, 고체연료로서 부적합하다는 문제점이 있었다. By the way, according to the conventional method for producing fuel using food waste, due to the odor generated in the process of sorting and crushing food waste is not easy to process, and the vegetable fiber and oil contained in the fuel is burned together As the produced ash hardens and hardens the inflow of air due to the inflow of air, it is not easy to process and discharge ash, and the ignition point of food waste is high, so it is not possible to continuously obtain a constant calorific value. There was a problem of inadequacy.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 제조과정 중의 악취의 발생을 줄이고 재의 처리 및 배출이 용이할 뿐만 아니라 고정적인 발열량으로 쉽게 연소되는 음식물 슬러지를 이용한 고체연료 제조방법을 제공하는 데 있다. Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to reduce the occurrence of odor during the manufacturing process, easy to process and discharge ash, as well as producing solid fuel using food sludge which is easily burned with a fixed calorific value To provide a way.
본 발명에 의한 음식물 슬러지를 이용한 고체연료 제조방법은, 음식물 쓰레기를 수거하여 건조시킨 후 발효하여 선별함에 의해 얻어지는 음식물 슬러지를 이용하는 고체연료 제조방법에 있어서, 폐지 및 목재 쓰레기를 파쇄하여 지분을 얻는 한편 숯가루와 풀을 얻는 재료 준비단계와, 상기 음식물 슬러지에 상기 지분과 숯가루와 풀을 투입하여 혼합하는 혼합단계와, 상기 음식물 슬러지와 지분과 숯가루와 풀이 혼합된 혼합물을 소정 크기의 고체연료로 압축성형하는 성형단계와, 성형된 고체연료를 건조하는 건조단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The solid fuel manufacturing method using the food sludge according to the present invention is a solid fuel manufacturing method using the food sludge obtained by collecting and drying the food waste and then fermenting and sorting the waste paper and wood waste to obtain a stake while A material preparation step of obtaining charcoal powder and grass, a mixing step of mixing the stake and charcoal powder and grass into the food sludge, and a mixture of the food sludge, stake and charcoal powder and grass, the solid fuel having a predetermined size It is characterized by consisting of a molding step of compression molding with a drying step, and drying the molded solid fuel.
본 발명에 의한 음식물 슬러지를 이용한 고체연료의 제조방법은, 음식물 쓰 레기를 수거하여 건조시킨 후 발효하여 선별함에 의해 얻어지는 음식물 슬러지를 이용하는 고체연료 제조방법에 있어서, 폐지 및 목재 쓰레기를 파쇄하여 지분을 얻는 한편 숯가루를 얻는 재료 준비단계와, 상기 음식물 슬러지에 상기 지분과 숯가루를 투입하여 혼합하는 혼합단계와, 상기 음식물 슬러지와 지분과 숯가루가 혼합된 혼합물을 건조하여 고체가루 연료를 얻는 건조단계로 이루어질 수도 있다.The method for producing a solid fuel using food sludge according to the present invention is a method for producing a solid fuel using food sludge obtained by collecting and drying food waste, followed by fermentation and sorting. While preparing a material to obtain charcoal powder, a mixing step of adding the stake and charcoal powder to the food sludge and mixing, and drying the food sludge and the stake and charcoal mixture mixed to dry to obtain a solid powder fuel It may also consist of steps.
상기 재료 준비단계에서 지분은 폐지 및 목재 쓰레기를 사방 1.5 ~ 2.5mm의 크기로 파쇄함에 의해 얻어지는 것이 바람직하다.In the material preparation step, the equity is preferably obtained by crushing waste paper and wood waste in the size of 1.5 ~ 2.5mm everywhere.
상기 재료 준비단계에서 숯가루는 참나무를 태워 만든 검탄가루인 것이 바람직하다.Charcoal powder in the material preparation step is preferably gum charcoal made by burning oak.
상기 재료 준비단계에서 풀은 물 200ℓ±20ℓ에 순도70% 이상의 가성소다 20kg ±3kg을 희석시킨 후 공업용 밀가루 80kg ±10kg을 서서히 투입하면서 교반하여 제조된 것이 바람직하다. In the material preparation step, the paste is preferably prepared by diluting 20 kg ± 3 kg of caustic soda at a purity of 70% or more in 200 L ± 20 L of water, and then slowly adding 80 kg ± 10 kg of industrial flour.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 음식물 쓰레기를 수거하여 건조시킨 후 발효하여 선별함에 의해 얻어지는 음식물 슬러지를 이용한다. 이러한 음식물 슬러지는 한국 특허공개번호 제1997-68863호에 개시한 방법 등으로 제조되는데, 도1에 처리순서도를 개략적으로 나타낸 바와 같이, 음식물 쓰레기가 반입되면(S1), 1차로 저장투입 호퍼에 저장하고(S2), 버켓 또는 스크류 콘베이어를 통해 연동식 건조 발효기에 이동시켜 1차 및 2차로 건조한 다음 발효시킨 후(S3, S4, S5), 발효된 음식물 슬러지는 선별기를 통해 굵은 쓰레기를 선별하고 난 다음(S6), 나머지 음식물 슬러지를 저장호퍼에 저장 한다(S7).The present invention utilizes the food sludge obtained by collecting and drying the food waste, fermentation and sorting. Such food sludge is manufactured by the method disclosed in Korean Patent Publication No. 1997-68863, etc., as shown in the flow chart of FIG. 1, when food waste is introduced (S1), it is first stored in a storage input hopper. (S2), the bucket or screw conveyor is transferred to a peristaltic dry fermenter and dried first and second, and then fermented (S3, S4, S5), and the fermented food sludge sorts the coarse waste through a sorter. Next (S6), the remaining food sludge is stored in the storage hopper (S7).
그리고, 도2에 나타낸 바와 같이, 폐지 및 목재쓰레기를 수집하여(S11) 사방 2mm의 크기로 파쇄하여 지분을 얻는 한편(S12, S13), 숯가루와 풀을 제조하여 준비한다(S14, S15). As shown in FIG. 2, waste paper and wood waste are collected (S11) and shredded to a size of 2 mm square to obtain a stake (S12, S13), and charcoal powder and grass are prepared and prepared (S14, S15). .
상기 지분은 파쇄기에서 얻게 되는데, 폐지 및 목재 쓰레기는 깊이 5mm정도의 홈과 세로로 2mm의 홈을 가진 한쌍의 롤러 사이를 통과하면서 절단된 후, 이어서 깊이 5mm 정도의 홈과 가로로 2mm의 홈을 가진 한쌍의 롤러 사이를 통과하면서 절단되어 사방 2mm의 크기로 된 입자로 된다.The stake is obtained from a crusher, where waste paper and wood waste are cut through a pair of rollers having a depth of 5 mm and a groove of 2 mm in length, and then a groove of 5 mm in depth and a groove of 2 mm in width. It passes through a pair of excitation rollers and is cut into particles having a size of 2 mm square.
상기 숯가루는 검탄가루를 사용하는데, 흙으로 된 가마에 참나무를 투입하고 불을 지핀 후, 계속 태워 가며 온도가 약 700℃ 정도일 때 불을 멎게 하고 숯가마의 입구와 굴뚝을 막고 숯가마 안에서 소화시켜 냉각함에 의해 얻어지는 숯나무의 껍질을 제거하는 과정과 이를 상품화하기 위해 절단하는 과정에서 생긴 부스러기를 수거하여 사용한다. The charcoal powder uses gum charcoal, and the oak is put into the earthen kiln and the fire is fired.Then, the fire is burned continuously. Debris from the process of removing the bark of the charcoal obtained by the process and cutting to commercialize it is collected and used.
상기 풀은 물 1드럼(200ℓ)에 순도70% 이상의 가성소다 1포(20kg)을 희석하여 교반기로 완전히 교반시킨 후, 공업용 밀가루 4포(80kg)를 서서히 투입하면서 교반하면 접착력이 강력한 풀로 변하게 되는데, 이를 사용한다.The pool is diluted with one scoop (20kg) of caustic soda with a purity of 70% or more in 1 drum (200ℓ) of water, and then thoroughly stirred with a stirrer. , Use it.
그리고, 상기 음식물 슬러지에 상기 지분과 숯가루와 풀을 투입하여 혼합하게 되는데, 음식물 슬러지 50 ~ 60 중량%에 상기 지분 30~40중량%와 숯가루 5 ~10 중량% 및 적당량의 풀을 투입하여 혼합하게 된다(S16). 혼합된 재료는 호퍼에 저장된 상태로 유지되는데(S17), 적절한 양씩 배출시켜 성형기에 이송시켜(S18), 구멍 이 있는 연탄 형태등의 형태로 압축성형시킨 다음(S19), 건조기에 이동시켜 건조시켜(S20), 완성시킨 다음 저장하거나(S21) 바로 출하시키게 된다(S21). In addition, the stake and the charcoal and grass are added to the food sludge, and the mixture is mixed, and the food sludge is added to 50 to 60% by weight of the stake 30 to 40% by weight and charcoal powder 5 to 10% by weight and the appropriate amount of grass. It is mixed (S16). The mixed material is kept in the hopper (S17), and discharged by an appropriate amount to be transferred to the molding machine (S18), compression molded into the form of briquettes with holes (S19), and then moved to the dryer to dry (S20), it is completed and then stored (S21) or immediately shipped (S21).
한편, 혼합단계에서 풀을 혼합하지 않고, 상기 음식물 슬러지에 상기 지분과 숯가루를 투입하여 혼합한 후, 상기 음식물 슬러지와 지분과 숯가루가 혼합된 혼합물을 외기에서 적당하게 말린 후 고체가루 연료를 얻어 제품으로 출하시킬 수도 있다.On the other hand, after mixing the mixture and the charcoal powder in the food sludge without mixing the pool in the mixing step, after drying the mixture of the food sludge and stake and charcoal in the outside air in a solid powder fuel It can also be obtained and shipped as a product.
이와 같이 제조된 고체연료는 숯이 탈 때 순간 발열량이 7000 ~ 8000 Cal/g으로 순간 점화로 인한 지속연소에 도움을 주고 종이 쓰레기는 4000 ~ 5000 KCal/kg의 발열량과 200 ~ 270 ℃ 의 낮은 발화점으로 연소를 지속적으로 가능하게 한다. The solid fuel produced as above helps the continuous combustion by instantaneous ignition with charcoal burning of 7000 ~ 8000 Cal / g, and paper wastes with calorific value of 4000 ~ 5000 KCal / kg and low ignition point of 200 ~ 270 ℃. To enable continuous combustion.
한편, 음식물 슬러지는 특성상 지방질이 11% 이상이 되어 지방질이 연소되면서 타고 남은 재가 굳어져 계속적인 발열량을 유지하게 어렵게 하고 굳어진 재가 딱딱하게 되어 송풍구를 막아 공기의 유입을 막음은 물론 재가 밑으로 배출되지 않는 문제를 야기시키는데, 이러한 문제는 본 발명에 포함된 종이 및 목재쓰레기에 의한 재와 숯에 의한 재가 음식물 슬러지에 의한 재를 부드럽게 하고 분산시켜 재의 배출을 용이하게 하며 공기의 유입을 막지 않게 하므로 해결된다. On the other hand, food sludge becomes more than 11% fat due to its characteristics, and as the fat burns, the remaining ash hardens, making it difficult to maintain a continuous calorific value, and the hardened ash hardens to block the air vents, preventing air from flowing out and the ash flowing down. This problem is solved because the ashes by paper and wood waste and ashes by charcoal included in the present invention soften and disperse ashes by food sludge, thereby facilitating the discharge of ashes and preventing the inflow of air. do.
즉, 종이, 목재쓰레기 및 숯은 음식물 슬러지와 함께 타면서 음식물 슬러지 사이 사이에 골고루 분포되어 딱딱하게 굳어지는 음식물 슬러지의 재의 크기를 작게 하고 부드럽게 하여 재의 배출을 용이하게 하고 고체연료가 계속적으로 쉽게 타게 하는 것이다.In other words, paper, wood waste, and charcoal are burned with food sludge and distributed evenly among food sludge, making the size and softening of the solidified food sludge smaller and softening, which facilitates the discharge of ash and makes solid fuel continuously burn easily. It is.
그리고, 음식물 슬러지를 그대로 태울 때 함수율이 16%이고 발열량이 4640 KCal/kg이며, 본 발명의 고체연료로 제조하여 태울 때 함수율이 11%이고 발열량이 4680 KCal/kg이 된다. 이는 일반탄의 발열량이 3500 ~ 7000 KCal/kg이고 보통 연료로 사용하는 탄의 발열량이 4500 KCal/kg인 것을 감안하면 음식물 슬러지를 이용한 고체연료는 경제적이고 친환경적인 연료임을 알 수 있다.And, when the food sludge is burned as it is, the moisture content is 16% and the calorific value is 4640 KCal / kg, and when produced and burned with the solid fuel of the present invention, the moisture content is 11% and the calorific value is 4680 KCal / kg. Since the calorific value of coal is 3500 ~ 7000 KCal / kg and the calorific value of coal used as a fuel is 4500 KCal / kg, it can be seen that solid fuel using food sludge is an economical and environmentally friendly fuel.
또한, 본 발명에 의한 고체연료의 타고 남은 재는 유해성분이 없고 염도가 음식물 슬러지일 때 보다 0.9%이상 줄어들어(음식물 슬러리 염도 3.91%, 음식물 슬러지 소각후 염도 2.80%), 쓰레기 매립장의 복토제로 활용할 수 있다.In addition, the ash remaining of the solid fuel according to the present invention has no harmful components and the salinity is reduced by more than 0.9% than when the food sludge (food slurry salinity 3.91%, salinity 2.80% after incineration of food sludge), it can be used as a soil cover of landfills .
본 발명에 의한 음식물 슬러지를 이용한 고체연료 제조방법에 의하면, 제조과정 중의 악취의 발생을 줄이고 재의 처리 및 배출이 용이할 뿐만 아니라 고정적인 발열량으로 쉽게 연소되는 고체연료를 얻을 수 있다.According to the solid fuel production method using the food sludge according to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of odor during the manufacturing process, easy to process and discharge ash, and to obtain a solid fuel that is easily burned with a fixed calorific value.
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Payment date: 20090407 Year of fee payment: 4 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |