KR100818750B1

KR100818750B1 - 폐석탄회 탈수장치의 선별기

Info

Publication number: KR100818750B1
Application number: KR1020070028705A
Authority: KR
Inventors: 김중원
Original assignee: 김중원
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-04-02

Abstract

본 발명은 폐석탄회 탈수장치의 선별기에 관한 것으로서, 폐석탄회가 준설선으로부터 유입될 때에 유속을 감속시켜 내구성을 향상시킴과 더불어 다층으로 선별하여 폐석탄회의 하중에 의한 파손을 방지할 수 있게 구성한 폐석탄회 탈수장치의 선별기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐석탄회 탈수장치의 선별기는 폐석탄회와 물이 일측에서 유입되어 타측으로 배출되는 경로 중간에 격벽들이 교번되게 설치되어 상기 폐석탄회와 물의 유속을 감속시키는 선별탱크와, 기울어진 상태로 높은 쪽의 단부가 상기 선별탱크의 배출구 아래에 위치하며 상기 선별탱크에서 배출된 상기 폐석탄회를 복수의 스크린에 의해 크기별로 선별하고 선별크기 미만의 폐석탄회와 물은 배출하는 선별부를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

폐석탄회, 탈수장치, 선별기, 스크린, 진동모터, 선별탱크

Description

폐석탄회 탈수장치의 선별기{Sorting Device of Bottom Ash Dehydration Apparatus}

도 1은 종래의 기술에 따른 폐석탄회 탈수장치를 나타낸 개략도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 선별기를 구비한 폐석탄회 탈수장치를 나타낸 개략도이고,

도 3은 도 2에 선별기의 선별탱크를 나타낸 평단면도이고,

도 4는 도 3에 도시된 선별기의 선별탱크를 나타낸 정단면도이다.

도 5는 도 2에 도시된 선별기의 선별부를 나타낸 평면도이고,

도 6a는 도 5에 도시된 선별부의 정면도이며,

도 6b는 도 6a에 도시된 선별부의 정단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 흡입부 3 : 분급이송부

100 : 선별기 110 : 선별탱크

117 : 격벽 120 : 선별부

121, 122, 123 : 스크린 틀

131, 132, 133 : 스크린

140 : 프레임 143 : 진동모터

147 : 코일스프링 150 : 살수기

160 : 베이스 170 : 컨베이어

본 발명은 폐석탄회 탈수장치의 선별기에 관한 것으로서, 특히, 폐석탄회가 준설선으로부터 유입될 때에 유속을 감속시켜 내구성을 향상시킴과 더불어 다층으로 선별하여 폐석탄회의 하중에 의한 파손을 방지할 수 있게 구성한 것이다.

석탄회는 화력발전소에서 석탄(유연탄, 무연탄)을 연료로 사용하고 남은 재(ash) 형태의 부산물이다. 이러한 석탄회는 통상적으로 플라이애시(Fly Ash)와 버텀 애시(Bottom Ash)로 구분되며, 버텀 애시를 통상적으로 '폐석탄회'라 한다.

현재 플라이애시는 재활용기술에 대한 연구개발이 활발히 진행되어 플라이애시를 콘크리트에 이용함으로써, 콘크리트의 성능 개선과 동시에 산업부산물을 효율적으로 재활용하고 있는 반면, 버텀 애시는 입자의 크기와 분포가 일정하지 않고 품질이 좋지 않아 바다에 방파제를 구축한 후 전량 매립하고 있다.

버텀 애시의 해안 매립량은 점차 증가하여 2010년에는 그 매립량이 약 600톤을 넘어설 것으로 예상된다.

이와 같이 막대한 양의 버텀 애시를 재활용하지 않고 계속 매립할 경우에, 매립장이 고갈되고, 발생하는 폐석탄회를 처리하지 못할 경우에 화력발전소의 존립 을 어렵게 만들 정도로 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 또한 해안에 매립된 버텀 애시는 해저층을 변화시킴으로써, 해류가 변화하거나 환경이 바뀌어서 해양 생태계에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.

이와 같은 문제점을 극복하기 위해서, 최근에는 버텀 애시를 산업적으로 재활용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

폐석탄회는 그 특성이 모래와 비슷하여 모래의 대체재료로 사용될 수 있으나, 문제점은 폐석탄회가 미분에서부터 자갈크기의 입자가 혼재되어 있기 때문에 모래의 대체재료로 사용하기 위해서는 입자의 크기별로 분급하여야 하며, 바닷물에 매립된 폐석탄회는 분급과정에서 제염과정을 반드시 거쳐야 한다.

도면에서, 도 1은 종래의 기술에 따른 폐석탄회 탈수장치를 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 폐석탄회 탈수장치는 매립지에서 바닷물과 함께 폐석탄회를 흡입하는 흡입부(1)와, 물과 함께 흡입된 폐석탄회의 입자크기에 따라 선별하는 선별기(2)와, 스크루모터에 연결된 이송스크루가 회전하면서 상기 선별된 폐석탄회를 상부로 이송하면서 물을 뿌려 폐석탄회의 염분을 제거하는 분급이송부(3) 및 상기 분급이송부(3)에서 배출된 폐석탄회를 세척 및 탈수하는 탈수장치(10)를 포함한다.

한편 선별기(2)는 흡입부(1)를 통해 유입된 폐석탄회를 선별한다. 폐석탄회를 선별하기 위해 선별기에는 2mm의 스크린이 장착되며, 흡입부를 통해 유입된 폐석탄회는 상기 스크린으로 떨어져 2mm미만의 폐석탄회는 스크린 아래로 배출되고, 2mm 이상의 폐석탄회는 스크린에 걸려 분급이송부로 이송된다.

이와 같이 구성된 선별기에 있어서, 한 장의 스크린으로 재사용할 폐석탄회와 사용하지 못하는 폐석탄회를 분리하다보면, 한 장의 스크린으로 선별함으로써, 선별 기능이 떨어져 재사용할 폐석탄회에 사용하지 못할 폐석탄회가 포함되어 선별된 폐석탄회의 품질을 저하시킨다는 단점이 있다.

또한, 한 장의 스크린에 많은 양의 폐석탄회가 쏟아져 선별됨으로써, 스크린이 쉽게 파손된다는 단점이 있다. 특히, 스크린의 선별입자 크기가 작을 경우에는 스크린을 구성하는 와이어의 직경이 얇아 스크린의 두께 또한 얇게 된다. 이와 같이 얇은 2mm의 스크린에 많은 양의 폐석탄회가 쏟아질 경우에 그 하중에 의해 스크린이 터지는 사고가 발생할 수 있다.

이와 같은 사고를 예방하기 위해 폐석탄회의 흡입량을 줄여야 하며, 그럼으로써 생산성이 떨어진다는 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 재사용이 가능한 폐석탄회만을 선별하여 탈수하도록 다단으로 스크린을 설치하여 구성한 폐석탄회 탈수장치의 선별기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 폐석탄회 탈수장치의 선별기는 다단의 스크린으로 흡입된 폐석탄회를 분할하여 선별하기 때문에, 각 스크린에 가해지는 하중이 분할되어 내구성을 향상시킬 수 있게 구성한 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 선별탱크의 타측에는 길이 중간이 절곡된 배출관이 장착되어 상기 선별탱크에서 배출된 상기 폐석탄회와 물이 상기 배출관의 내측면에 부딪힌 후에 아래에 위치한 상기 선별부로 배출된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 선별부는, 스크린이 각각 고정되며 소정의 간격으로 떨어져 상하로 위치하는 복수의 스크린 틀과, 상기 스크린 틀들의 측면을 감싸 고정하는 프레임을 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 프레임에는 코일스프링의 일단이 고정되고, 상기 프레임이 안착되는 베이스에 상기 코일스프링의 타단이 고정되며, 상기 프레임에 진동모터가 장착된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 프레임의 상부에는 살수기가 장착되어 상기 스크린으로 물을 살수한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복수의 스크린 중에서 상대적으로 구멍이 큰 스크린이 구멍이 작은 스크린의 상부에 위치한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 선별기는 3장의 스크린과 상기 스크린이 각각 고정된 3개의 스크린 틀을 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 3장의 스크린 중에서 상부에 위치한 스크린에는 8mm의 구멍이 형성되고, 중간에 위치한 스크린에는 4.5mm의 구멍이 형성되며, 하부에 위치한 스크린에는 2mm의 구멍이 형성된다.

아래에서, 본 발명에 따른 폐석탄회 탈수장치의 선별기의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 선별기를 구비한 폐석탄회 탈수장치를 나타낸 개략도이고, 도 3은 도 2에 선별기의 선별탱크를 나타낸 평단면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 선별기의 선별탱크를 나타낸 정단면도이다. 그리고 도 5는 도 2에 도시된 선별기의 선별부를 나타낸 평면도이고, 도 6a는 도 5에 도시된 선별부의 정면도이며, 도 6b는 도 6a에 도시된 선별부의 정단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 폐석탄회 탈수장치는 매립지에서 바닷물과 함께 폐석탄회를 흡입하는 흡입부(1)와, 물과 함께 흡입된 폐석탄회를 입자크기에 따라 선별하는 선별기(100)와, 스크루모터에 연결된 이송스크루가 회전하면서 상기 선별된 폐석탄회를 상부로 이송하면서 물을 뿌려 폐석탄회의 염분을 제거하는 분급이송부(3) 및 상기 분급이송부(3)에서 배출된 폐석탄회를 세척 및 탈수하는 탈수장치(10)를 포함하며, 탈수장치(10)에서 탈수된 폐석탄회는 컨베이어(4)를 통해 야적장(5)으로 이송되어 야적된다.

아래에서는 상기 폐석탄회 탈수장치의 선별기에 대해 설명한다.

선별기(100)는 준설선에서 연장된 흡입호스(111)를 통해 흡입된 폐석탄회(101)를 받는 선별탱크(110)와, 선별탱크(110)에서 배출된 폐석탄회(101)를 입자 크기 별로 선별하는 선별부(120)를 포함한다.

선별탱크(110)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 선별탱크(110)의 일측에 흡입호스(111)가 연결되고, 타측에는 배출관(113)이 형성되어 배출관(113)을 통해 수직 하향으로 폐석탄회와 함께 바닷물이 토출된다.

그리고 선별탱크(110)의 내부에는 다수 장의 격벽(117)이 설치되는데, 다수 장의 격벽(117)은 선별탱크(110)의 일측에서 타측으로 폐석탄회 및 바닷물이 이동하는 방향에 대해 수직방향으로 선별탱크(110)의 양 측벽에 각각 고정된다. 이때 격벽(117)들은 마주하는 측벽에 교번하여 고정됨으로써, 선별탱크(110)의 일측 즉 흡입호스(111)를 통해 선별탱크(110) 내부로 유입된 폐석탄회와 바닷물은 격벽(117)에 부딪히면서 유속이 낮아진다.

이와 같이 유속이 낮아진 상태로, 폐석탄회와 바닷물은 선별탱크(110)의 타측 배출관(113)을 통해 수직 하향으로 배출되어 선별부(120)로 유입된다.

한편, 배출관(113)은 절곡된 형태로서, 상단은 선별탱크(110)의 타측에 배출구(115)에 연장되고, 하단은 하부에 위치한 선별부(120)에 대응하여 위치한다. 따라서 배출구(115)를 통해 배출된 바닷물과 폐석탄회는 유속에 의해 배출관(113)의 절곡된 안쪽면에 부딪혀 유속이 감속된 후에 선별부(120)로 쏟아진다.

이와 같이 바닷물과 폐석탄회는 선별탱크(110)의 격벽(117)과 배출관(113)의 안쪽면에 부딪히면서 유속이 낮아지고 유속이 낮아진 상태로 선별부(120)로 유입되 기 때문에, 선별부(120)가 바닷물과 폐석탄회의 유속에 의해 파손되는 것을 방지한다.

한편, 도 5 내지 도 6b에 도시된 바와 같이, 선별부(120)는 3장의 스크린(131, 132, 133)이 상하로 소정의 간격을 두고 적층된 상태로서, 선별부(120)는 분급이송부(3)를 향해 하향으로 경사져 위치한다.

보다 구체적으로 선별부(120)는 배출관(113)을 통해 쏟아지는 바닷물과 폐석탄회를 받는 상부 스크린 틀(121), 그 아래 위치한 중간 스크린 틀(122), 그리고 그 아래 위치한 하부 스크린 틀(123)과, 상기 스크린 틀(121, 122, 123)들의 측면을 감싸며 하부 스크린 틀(123)을 통과한 폐석탄회 및 바닷물을 배수하는 배수구(141)가 형성된 프레임(140)과, 상기 프레임(140)의 상부에 위치하여 상부 스크린 틀(121)로 물을 뿌려 제염하는 살수기(150)를 포함한다.

그리고 이와 같은 프레임(140)은 지면에 고정된 베이스(160)에 안착되고, 프레임(140)의 외측에는 진동모터(143)가 장착되며, 프레임(140) 측면 밖으로 돌출된 고정편(145)과 베이스(160)의 사이에는 코일스프링(147)이 위치하여 진동모터(143)에서 발생한 진동을 완충시킨다.

아래에서는 이와 같은 선별부에 대해 구체적으로 설명한다.

도 5 내지 도 6b에 도시된 바와 같이, 상부 스크린 틀(121)과 중간 스크린 틀(122) 및 하부 스크린 틀(123)에는 앞에서 설명한 3장의 스크린(131, 132, 133)이 각각 위치한다. 보다 구체적으로 상부 스크린 틀(121)에 고정된 스크린(131)은 8mm의 구멍이 형성되고, 중간 스크린 틀(122)에 고정된 스크린(132)은 4.5mm의 구 멍이 형성되며, 하부 스크린 틀(123)에 고정된 스크린(133)은 2mm의 구멍이 형성된다. 여기에서 8mm 스크린(131)은 철(Fe)의 재질이고, 4.5mm 스크린(132) 및 2mm 스크린(133)은 스테인리스 강의 재질이다.

이와 같은 3개의 스크린 틀(121, 122, 123)은 소정의 간격을 두고 적층된 형태로서, 3개의 스크린 틀(121, 122, 123)의 둘레를 프레임(140)이 감싸 고정한다. 상기 프레임(140)의 바닥에는 배수구(141)가 형성되어 2mm 스크린(133)을 통과한 바닷물 및 폐석탄회를 배수구(141)를 통해 프레임(140) 밖으로 배수하며, 배수구(141)에는 드레인 관이 연결되어 배출된 폐석탄회를 모으던지 아니면 바다에 침수시킨다.

한편, 프레임(140)은 소정의 기울기로 하향으로 낮게 경사져 위치한다. 따라서 프레임(140)에 장착된 스크린(131, 132, 133) 또한 하향으로 낮게 경사져 위치하며, 상부에 쏟아진 폐석탄회는 하향으로 이동해 내려가면서 선별된다.

이와 같이 폐석탄회가 하향으로 원활하게 이동하도록 하기 위해서, 프레임(140)에는 진동모터(143)가 장착된다. 진동모터(143)가 작동하여 프레임(140)을 진동시키면 진동에 의해 폐석탄회는 하향으로 이동해 내려간다.

한편, 경사진 프레임(140)의 하단 쪽에는 컨베이어(170)가 8mm 스크린(131) 아래에 위치한다. 따라서 8mm 스크린(131)을 통과하지 못한 폐석탄회 즉 8mm이상의 크기를 갖는 폐석탄회는 컨베이어(170)에 떨어져 이송된다.

그리고 컨베이어(170)의 아래에는 분급이송부(3)가 위치하여 2mm와 4.5mm의 스크린(132, 133)을 따라 내려온 폐석탄회를 받는다.

한편, 2mm 스크린(133)과 8mm 스크린(131)의 사이에 4.5mm 스크린(132)이 위치한 이유는 8mm 스크린(131)을 통과한 8mm 미만의 폐석탄회는 그 양이 많아 4.5mm 스크린(132)이 없을 경우에 그 하중이 2mm 스크린(133)에 가해진다. 이에 대해 2mm 스크린(133)은 스테인리스 강의 재질이나 그 두께가 얇아 하중을 지지하기에 어려움이 있다. 이를 극복하기 위해 4.5mm 스크린(132)을 8mm 스크린(131)과 2mm 스크린(133)의 사이에 위치하여 2mm 스크린(133)에 가해질 수 있는 하중을 분산한다.

한편, 프레임(140)은 지면에 고정된 베이스(160)에 안착된다. 그리고 프레임(140)의 측면에 고정된 고정편(145)과 베이스(160)의 사이에는 코일스프링(147)이 위치한다. 따라서 진동모터(143)가 작동하여 프레임(140)을 진동시키더라도 그 진동이 코일스프링(147)에 의해 완충되어 선별기(100)의 파손을 방지한다.

한편, 베이스(160)에는 프레임(140) 상부로 연장된 살수기(150)의 살수파이프(151)가 위치하며, 살수파이프(151)에는 8mm 스크린(131)으로 물을 분사하는 노즐(153)이 다수 개 설치된다.

그리고 베이스(160)에는 작업자가 안전하게 이동할 수 있게 안전난간(161)이 형성된다.

아래에서는 이와 같이 구성된 폐석탄회 탈수장치의 선별기의 작동관계에 대해 설명한다.

흡입호스(111)를 통해 선별탱크(110)의 일측으로 유입된 폐석탄회와 바닷물은 선별탱크의 타측으로 유동하면서 선별탱크(110) 내부에 고정된 격벽(117)에 부딪혀 유속이 감소된다. 유속이 감소된 상태로 선별탱크(110)의 타측에 장착된 배출 관(113)을 통해 배출되는데, 이때 바닷물과 폐석탄회는 배출관(113)의 안쪽면과 부딪혀 감속된 상태로 선별기(100)로 떨어진다.

바닷물과 폐석탄회는 선별기(100)의 8mm 스크린(131)으로 떨어지고, 선별기(100)의 진동모터(143)에서 발생한 진동에 의해 폐석탄회는 8mm 스크린(131)의 경사면을 따라 아래로 내려간다. 이와 같이 폐석탄회가 아래로 내려가면서 8mm미만의 폐석탄회는 바닷물과 함께 아래의 4.5mm 스크린(132)으로 떨어지고, 4.5mm 스크린(132)에서도 4.5mm미만의 폐석탄회만 아래의 2mm 스크린(133)으로 떨어진다. 2mm 스크린(133)으로 떨어진 폐석탄회 또한 진동에 의해 아래로 내려가면서 2mm 미만의 폐석탄회는 바닷물과 함께 아래로 떨어진다. 2mm 스크린(133)을 통과한 폐석탄회는 프레임(140)의 배수구(141)를 통해 배출된다.

한편, 프레임(140)의 상부에 위치한 노즐(153)에서는 물이 지속적으로 분출되면서, 폐석탄회에 포함된 염을 제거한다.

이와 같이 각 스크린(131, 132, 133)의 경사면을 따라 아래로 이동하는 폐석탄회는 선별기의 하단에 위치한 컨베이어(170)와 분급이송부(3)로 떨어져 야적장(5)으로 이송되거나 제염처리된다.

한편, 앞에서 설명한 스크린은 선별하고자 하는 폐석탄회의 크기에 따라 교체 가능하며, 상부에 위치한 스크린의 구멍 크기가 하부에 위치한 스크린의 구멍 크기보다 커야 한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 폐석탄회 탈수장치의 선별기는 바 다에서 채취된 폐석탄회를 분급이송부로 이송하여 탈수하기 이전에 재사용 가능한 크기의 폐석탄회를 선별함으로써, 탈수과정에서 소요되는 물의 양을 절감할 수 있고, 폐석탄회의 선별에 따라 제염처리할 폐석탄회의 물량이 작아짐으로 제염효과가 우수하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 폐석탄회 탈수장치의 선별기는 선별크기를 다양하게 하여 크기에 따라 다른 경로로 폐석탄회를 이송할 수 있다.

또한, 본 발명의 폐석탄회 탈수장치의 선별기는 스크린이 받는 하중을 고려하여 중간 스크린을 설치함으로서, 선별기의 내구성을 향상시킨다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 폐석탄회 탈수장치의 선별기는 폐석탄회와 바닷물이 선별부로 유입되기 이전에 유속을 감속시킴으로써, 선별부의 내구성을 향상시킨다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 폐석탄회 탈수장치의 선별기에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims

폐석탄회와 물이 일측에서 유입되어 타측으로 배출되는 경로 중간에 격벽들이 교번되게 설치되어 상기 폐석탄회와 물의 유속을 감속시키는 선별탱크와,

기울어진 상태로 높은 쪽의 단부가 상기 선별탱크의 배출구 아래에 위치하며 상기 선별탱크에서 배출된 상기 폐석탄회를 복수의 스크린에 의해 크기별로 선별하고 선별크기 미만의 폐석탄회와 물은 배출하는 선별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐석탄회 탈수장치의 선별기.
제1항에 있어서,

상기 선별탱크의 타측에는 길이 중간이 절곡된 배출관이 장착되어 상기 선별탱크에서 배출된 상기 폐석탄회와 물이 상기 배출관의 내측면에 부딪힌 후에 아래에 위치한 상기 선별부로 배출되는 것을 특징으로 하는 폐석탄회 탈수장치의 선별기.
제1항에 있어서,

상기 선별부는,

스크린이 각각 고정되며 소정의 간격으로 떨어져 상하로 위치하는 복수의 스크린 틀과, 상기 스크린 틀들의 측면을 감싸 고정하는 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐석탄회 탈수장치의 선별기.
제3항에 있어서,

상기 프레임에는 코일스프링의 일단이 고정되고, 상기 프레임이 안착되는 베이스에 상기 코일스프링의 타단이 고정되며, 상기 프레임에 진동모터가 장착된 것을 특징으로 하는 폐석탄회 탈수장치의 선별기.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 프레임의 상부에는 살수기가 장착되어 상기 스크린으로 물을 살수하는 것을 특징으로 하는 폐석탄회 탈수장치의 선별기.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 복수의 스크린 중에서 상대적으로 구멍이 큰 스크린이 구멍이 작은 스크린의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 폐석탄회 탈수장치의 선별기.
제6항에 있어서,

상기 선별기는 3장의 스크린과 상기 스크린이 각각 고정된 3개의 스크린 틀을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐석탄회 탈수장치의 선별기.
제7항에 있어서,

상기 3장의 스크린 중에서 상부에 위치한 스크린에는 8mm의 구멍이 형성되 고, 중간에 위치한 스크린에는 4.5mm의 구멍이 형성되며, 하부에 위치한 스크린에는 2mm의 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 폐석탄회 탈수장치의 선별기.