KR100696315B1 - Rdf 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생활쓰레기로부터 쓰레기 고형화연료인 RDF(Refuse Derived Fuel)를 만드는 장치에 관한 것으로, 이 장치는 생활쓰레기를 선별한 다음, 파쇄 및 분쇄 단계를 거쳐 1차로 건조시키고, 이어서 이를 2차 건조시켜 쓰레기 고형화연료인 RDF를 제조하되, 파쇄/분쇄되어 1차 건조된 쓰레기를 투입하기 위한 호퍼(10); 호퍼(10) 내부에 설치되어 호퍼로 투입된 쓰레기를 강제로 하강시키는 제1 강제이송수단(12); 호퍼(10)의 출구단에 연결되고, 호퍼에서 배출된 쓰레기를 이송시키기 위한 기다란 원통형의 수평 이송로(20); 수평이송로(20) 내부에 설치되고, 쓰레기를 강제로 운반하기 위한 제2 강제이송수단(22); 및 수평이송로(20)의 일부분을 둘러싼 원통형의 건조로(30);를 포함하고, 수평이송로(20) 내부를 강제이송수단(22)에 의해 이동하는 쓰레기가 건조로(30)에서 가열되는 열에 의해 2차로 건조된 다음 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.

Description

RDF 제조장치{Apparatus for manufacturing Refuse Derived Fuel}
도 1은 본 발명에 따른 RDF 제조장치의 전체적인 개략도;
도 2는 도 1의 장치중 건조로 부분만을 보여주는 단면도로서, 회전스크루를 2개 나란히 설치한 경우의 단면도.
본 발명은 생활쓰레기를 이용해 연료를 만드는 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 생활쓰레기로부터 쓰레기 고형화연료인 RDF(Refuse Derived Fuel)를 만드는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 폐기물에서 발생되는 쓰레기중 석탄 이상의 발열량을 가지도록 가연성을 갖는 쓰레기만을 선별하고 성형하여 필요에 따라 쉽게 운반할 수 있도록 하고, 장기간 보관할 수 있는 상태로 만든 것을 쓰레기 고형화연료인 RDF라 한다.
일반적인 RDF 제조과정은 다음과 같다.
먼저 폐기물중에서 특히 생활쓰레기를 집합한 다음 자석 등을 이용해 금속을 선별하고 남은 쓰레기를 파쇄/분쇄하고, 분쇄된 쓰레기를 건조시킨 다음 원하는 형 태로 성형하면 RDF가 제조된다. 이때 분쇄된 쓰레기의 건조에는 로타리 퀼른 건조기를 사용하는 것이 일반적이다. 또한, 성형한 다음, 경우에 따라서는 필요한 약품을 투입하는 경우도 있다.
생활쓰레기에는 대부분 음식물쓰레기가 포함되어 있다. 음식물과 같이 수분이 많은 쓰레기가 연소할 경우 발암물질인 다이옥신이 발생되기 쉽고, 이는 심각한 환경문제를 일으키기 때문에 우리나라와 같이 수분함량이 많은 음식물 쓰레기 배출량이 많은 경우 특히 문제가 된다.
다이옥신은 자연계에 한 번 생성되면 잘 분해되지 않고 안정적으로 존재하게되고, 토양이나 침전물들 속에서 축적되고 생물체내로 유입되면 수십년 혹은 수백년까지도 존재하며, 물에 잘 녹지 않아, 결국 여러 단계를 거쳐 사람의 몸 속에 축적된다. 이런 다이옥신은 쓰레기, 특히 음식물이나 PVC제제가 많이 포함된 생활쓰레기를 태울 때 제일 많이 발생된다. 이런 다이옥신은 대략 750℃ 이하의 온도에서 연소시킬 때 발생된다. 그러나, 음식물과 같이 수분이 많이 포함된 쓰레기는 보통 400~500에서 연소되고, 이런 쓰레기를 아무리 건조시킨 다음 연소시켜도 750℃ 이상의 온도로 연소시키는 것은 불가능하다.
또, 생활쓰레기에는 대부분 PVC나 비닐 등이 포함되어 있는데, 이런 화학물질은 열을 받으면 늘어나면서 다른 물질과 결합하여 엉겨붙게 되고, 이 경우 쓰레기 내부의 공기순환을 차단시키므로 연소에 방해가 된다. 이를 방지하기 위해 쓰레기에 포함된 비닐 등의 화학물질을 파쇄하고 혼합한 다음 1차로 가열한 다음 건조시키면 늘어났던 비닐이 다시 축소되므로 전술한 문제점이 없어지고, 이를 다시 재 연소하여도 비닐이 늘어나는 문제는 생기지 않는다.
본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 종래와 같이 1차로 가열된 상태로 RDF 제조를 끝내는 것이 아니라, 2차 가열 건조시켜 연소온도가 높아 다이옥신 발생을 억제하는 RDF를 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 치밀도가 높아 연소시간과 연소효율이 높은 RDF를 제조하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적 달성을 위해, 본 발명에 따른 RDF 제조장치는 생활쓰레기를 선별한 다음, 파쇄 및 분쇄 단계를 거쳐 1차로 건조시키고, 이어서 이를 2차 건조시켜 쓰레기 고형화연료인 RDF를 제조하되,
상기 파쇄/분쇄되어 1차 건조된 쓰레기를 투입하기 위한 호퍼(10);
상기 호퍼(10) 내부에 설치되어 호퍼로 투입된 쓰레기를 강제로 하강시키는 제1 강제이송수단(12);
상기 호퍼(10)의 출구단에 연결되고, 호퍼에서 배출된 쓰레기를 이송시키기 위한 기다란 원통형의 수평 이송로(20);
상기 수평이송로(20) 내부에 설치되고, 쓰레기를 강제로 운반하기 위한 제2 강제이송수단(22);
상기 수평이송로(20)의 일부분을 둘러싼 원통형의 건조로(30);
상기 건조로(30) 내부에서 수평이송로(20) 밑에 배치되고, 건조열을 발생시 키도록 연소되는 연료(F)를 받쳐주는 로스톨(40); 및
상기 로스톨(40) 밑에 수평으로 배치되어, 로스톨 위에서 연소된 연료(F)의 연소에 의해 생성되어 로스톨을 통해 하강한 재(44)를 강제로 이송시키기 위한 회전식 이송스크루(42);를 포함하고,를 포함하고,
수평이송로(20) 내부를 강제이송수단(22)에 의해 이동하는 쓰레기가 건조로(30)에서 가열되는 열에 의해 2차로 건조된 다음 외부로 배출시킨다.
이와 같이 구성된 본 발명의 RDF 제조장치에 있어서, 상기 제1, 제2 강제이송수단(12,22)은 회전 스크류가 바람직하고, 특히 제2 회전스크류(22)의 피치(P)는 입구로부터 출구를 향해 가면서 점점 작아지는 것이 더 바람직하다.
또, 본 발명에 있어서, 제2 회전스크류(22)를 2개 나란히 배치할 수도 있다.
또, 본 발명에 있어서, 수평이송로(20)의 출구단에 소형 원이 다수개 뚫린 원형의 배출판(28)을 설치하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 RDF 제조장치의 전체적인 개략도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 RDF 제조장치는 크게 호퍼(12), 수평이송로(20) 및 건조로(30)로 이루어진다.
전술한 바와 같이, 생활쓰레기는 일정 장소에 집하된 다음 금속 등을 걸러내는 선별작업을 거쳐서, 파쇄 및 분쇄 단계를 통과한 뒤, 로터리퀼른 건조로 등을 통해 열을 가하면서 건조된다. 종래에는 이와 같은 건조를 거친 다음 바로 원하는 형태로 RDF를 성형하였지만, 이 경우 치밀도가 떨어져 연소효율이 저하됨은 물론 다이옥신 발생을 억제할 만큼 높은 연소열을 발생시키지도 못하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명에서는 이처럼 1차로 건조된 쓰레기를 2차로 건조시켜 쓰레기 고형화연료인 RDF를 제조한다. 1차로 건조가 완료된 쓰레기는 스크루 컨베이어(C)에 의해 투입구인 호퍼(10)로 쏟아져내린다. 호퍼(10)의 하단부에는 수평이송로(20)가 연결되어 있어서, 쓰레기는 호퍼를 통해 수평이송로로 주입된다. 호퍼에 투입된 쓰레기는 잘게 분쇄된 상태이므로 무게가 크게 나가지 않는다. 따라서, 중력에 의해 낙하하도록 하면 쓰레기가 가벼워서, 그리고 수평이송로로부터 전달된 열에 의한 공기팽창으로 인해 쓰레기가 제대로 호퍼로부터 수평이송로로 배출되지 않는다. 이때문에, 호퍼(10) 내부에 쓰레기를 강제로 하강시키기 위한 강제이송수단(12)을 설치하는 것이 바람직하다. 이런 강제이송수단에는 기계식 스크루와 유압이송장치가 있지만, 기계식 스크루가 바람직하다. 스크루의 직경은 가급적 허용오차 범위내에서 호퍼의 내면에 일치하도록 하는 것이 바람직하다.
수평이송로(20)는 호퍼(10)의 출구단에 연결되어 호퍼에서 배출된 쓰레기를 받아들이는 것으로서, 이를 통해 쓰레기가 운반된다. 수평이송로(20)는 원통형이 바람직하다. 또한, 쓰레기의 운반을 위해 수평이송로(20) 내부에 제2 강제이송수단(22)이 설치된다. 이 강제이송수단(22)은 유압장치도 가능하지만, 회전스크루 방식의 장치가 바람직하다. 이런 회전스크루(22)도 마찬가지로 그 직경은 허용오차 범위내에서 수평이송로(20)의 내경보다 약간 작은 것이 바람직하고, 스크루 사이의 간격인 피치(P)는 입구단부터 출구단까지 동일해도 되지만, 출구단쪽으로 이송되는 쓰레기의 밀도를 높여 치밀한 RDF를 만들기 위해서는 출구단으로 갈수록 피치가 점 점 작아지는 것이 바람직하다.
수평이송로(20)의 전체나 일부분을 원통형의 건조로(30)로 둘러싼다. 이 건조로(30)는 내부의 수평이송로에 열을 가하여 쓰레기를 고형화하기 위한 것으로서, 일반 소각로와 마찬가지로 굴뚝이 달리고, 내부에 버너와 재받이 등이 갖추어져 있는데, 이에 대한 기술은 당분야에 널리 알려진 것이므로 더이상의 자세한 설명은 생략한다. 물론, 쓰레기의 고형화 과정을 살펴볼 수 있도록 건조로(30)에 창이나 문을 설치하는 것도 가능하다. 수평이송로(20)를 지나는 쓰레기는 건조로(30)를 통과하면서 2차로 가열되면서 건조되어 고형화되어 RDF로 되어 배출된다.
이와 같은 2차 가열을 위해 건조로(30) 내부의 수평이송로(20) 아래에는 열을 생성하기 위한 연료(F)를 받쳐주기 위한 로스톨(40)을 수평으로 설치한다. 연료로는 어느 것도 가능하지만, 본 발명에 따른 장치에 의해 제조된 RDF를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 이와 같은 연료(F)의 연소에 의해 열이 생기면서 수평이송로(20)를 통해 이송되는 파쇄쓰레기가 2차로 가열되면서 건조되게 된다. 연료(F)가 연소되고 생긴 재(44)는 로스톨(40)의 틈새를 통해 아래로 낙하하여 로스톨 밑에 싸이게 된다. 이렇게 싸인 재를 제때에 처리하지 않으면, 연료(F)의 연소를 위한 공기의 공급이 이루어지지 않으므로, 재(44)를 외부로 배출시키기 위한 회전식 이송스크루(44)를 로스톨(40) 밑에 설치하는 것이 바람직하다. 물론, 연료(F)의 연소를 위해 송풍기 등의 공기공급장치를 로스톨 밑에 연결하는 것은 당연하므로, 자세한 설명은 생략한다.
한편, 수평이송로(30)의 출구단에서 배출되는 RDF의 밀도를 더욱 치밀하게 하기 위해, 출구단의 형태를 끝으로 갈수록 단면적이 좁아지는 테이퍼 형태로 하는 것이 바람직하다. 또, 수평이송로(20)의 출구단에 원형 배출판(28)을 설치하되, 이 배출판에는 소형 원을 다수개 관통 형성하여, 이들 소형 원을 통해 기다란 원형 막대기 형태로 RDF를 배출하는 것이 바람직하다. 이런 형태로 배출된 RDF를 필요에 따라 적당한 길이로 절단하면, 용도에 맞는 연료인 RDF가 형성된다.
도 2는 본 발명의 다른 예의 정면 단면도로서, 건조로(30) 내부의 수평이송로(20)를 보여준다.
이 실시예에서는, 수평이송로(20) 내부에 회전스크루(22)를 2개 배치한다. 물론 이 회전스크루의 피치도 출구단을 향하면서 점점 작아지도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 회전스크루(22)를 2개 배치하면, 쓰레기의 운반효율을 훨씬 높일 수 있다.
이와 같이 제조된 RDF는 추가적인 2차 건조과정을 거치게 되어, 기존의 RDF에 비해 연소온도가 750℃ 이상으로 훨씬 높아서, 연소효율이 향상됨은 물론, 다이옥신 배출도 억제할 수 있다. 또한, 원형 봉 형태를 갖는 RDF를 적당한 길이로 절단하여 사용할 수 있으므로, 본 발명의 RDF 제조장치의 건조로(30)의 연료로 사용될 수 있음은 물론, 발전기는 물론 난방연료로 다양하게 사용될 수 있다.
또, 본 발명에 의해 제조된 RDF는 종래에 비해 그 조직이나 밀도가 훨씬 치밀하게 제조되므로, 종래의 RDF에 비해 연소효율이 훨씬 높다.

Claims (5)

  1. 생활쓰레기를 선별한 다음, 파쇄 및 분쇄 단계를 거쳐 1차로 건조시키고, 이어서 이를 2차 건조시켜 쓰레기 고형화연료인 RDF를 제조하는 장치에 있어서:
    상기 파쇄/분쇄되어 1차 건조된 쓰레기를 투입하기 위한 호퍼(10);
    상기 호퍼(10) 내부에 설치되어 호퍼로 투입된 쓰레기를 강제로 하강시키는 제1 강제이송수단(12);
    상기 호퍼(10)의 출구단에 연결되고, 호퍼에서 배출된 쓰레기를 이송시키기 위한 기다란 원통형의 수평 이송로(20);
    상기 수평이송로(20) 내부에 설치되고, 쓰레기를 강제로 운반하기 위한 제2 강제이송수단(22);
    상기 수평이송로(20)의 일부분을 둘러싼 원통형의 건조로(30);
    상기 건조로(30) 내부에서 수평이송로(20) 밑에 배치되고, 건조열을 발생시키도록 연소되는 연료(F)를 받쳐주는 로스톨(40); 및
    상기 로스톨(40) 밑에 수평으로 배치되어, 로스톨 위에서 연소된 연료(F)의 연소에 의해 생성되어 로스톨을 통해 하강한 재(44)를 강제로 이송시키기 위한 회전식 이송스크루(42);를 포함하고,
    수평이송로(20) 내부를 강제이송수단(22)에 의해 이동하는 쓰레기가 건조로(30)에서 가열되는 열에 의해 2차로 건조된 다음 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 RDF 제조장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 강제이송수단(12,22)이 회전 스크류인 것을 특징으로 하는 RDF 제조장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 회전스크류(22)의 피치(P)가 입구로부터 출구를 향해 가면서 점점 작아지는 것을 특징으로 하는 RDF 제조장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 회전스크류(22)가 2개 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 RDF 제조장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 수평이송로(20)의 출구단에 소형 원이 다수개 뚫린 원형의 배출판(28)이 설치된 것을 특징으로 하는 RDF 제조장치.
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