KR100881627B1 - Apparatus for processing liquid fuel mixed by coal, oil and water, method of processing mixed liquid fuel and mixed liquid fuel thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 석탄 혼합 액상연료 제조장치, 이를 이용한 석탄 혼합 액상연료 제조방법 및 이에 의하여 제조된 석탄 혼합 액상연료에 관한 것으로, 석탄원석이 저장되어 공급되는 석탄공급기, 석탄공급기에서 공급되는 석탄원석을 건조기시는 건조기, 건조기에서 건조된 석탄원석을 마이크로 입자크기로 분쇄하는 분쇄기, 분쇄기에서 분쇄된 분쇄석탄을 저장하는 석탄 포집저장고, 석탄 포집저장고에서 공급되는 분쇄석탄에 물과 응집제가 30 ~ 40% 농도로 혼합된 광액을 교반시켜 분쇄석탄을 탈황 및 탈회시키는 제 1교반기, 제 1교반기에서 교반된 분쇄석탄이 이송되어 저장되는 분쇄석탄저장고, 분쇄석탄저장고에서 공급되는 분쇄석탄의 공급을 제어하는 석탄계량기를 구비하고, 폐유가 저장되어 공급되는 폐유공급기, 폐유공급기에서 공급되는 폐유에 함유된 수분을 제거하는 수분제거기, 수분제거기에서 수분이 제거된 폐유를 에스텔화 반응시키는 에스텔화 반응조, 에스텔화반응조에서 에스텔화된 정제폐유가 이송되어 저장되는 정제폐유저장조, 정제폐유저장조에서 공급되는 정제폐유의 공급을 제어하는 폐유계량기를 구비하며, 석탄계량기를 통해 공급되는 분쇄석탄과, 폐유계량기를 통해 공급되는 정제폐유에 물과 오일을 소정 중량비로 혼합하여 교반시키는 제 2교반기, 및 제 2교반기에서 교반되는 혼합물에 초음파 진동을 부여하는 초음파 처리기를 구비한다.
The present invention relates to a coal mixed liquid fuel manufacturing apparatus, a method of manufacturing a coal mixed liquid fuel using the same, and a coal mixed liquid fuel produced by the same, a coal feeder in which coal raw materials are stored and supplied, and a coal raw material supplied from a coal feeder. Is a pulverizer for crushing the dried coarse coal to a micro particle size, a coal storage for storing the pulverized coal in the pulverizer, and 30 to 40% concentration of water and flocculant in the pulverized coal supplied from the coal collection storage. A stirrer for desulfurizing and deliming pulverized coal by agitating the mixed mineral solution, a pulverized coal reservoir where the agitated pulverized coal is transferred and stored in the first stirrer, and a coal meter for controlling the supply of pulverized coal supplied from the pulverized coal reservoir And a waste oil supplier in which waste oil is stored and supplied to waste oil supplied from a waste oil supplier. A water remover to remove oiled water, an esterification reaction tank to esterify waste oil dehydrated from the water remover, a refined waste oil storage tank in which an esterified refined waste oil is transferred and stored in an esterification reaction tank, and a refined waste oil storage tank A second stirrer having a waste oil meter for controlling the supply of waste oil, and mixing and stirring water and oil in a predetermined weight ratio to the pulverized coal supplied through the coal weigher and refined waste oil supplied through the waste oil meter; An ultrasonic processor for imparting ultrasonic vibration to the mixture to be stirred in the.
Description
도 1은 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing an apparatus for producing coal mixed liquid fuel according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조방법을 나타낸 순서도이다.Figure 2 is a flow chart illustrating a method for producing coal mixed liquid fuel according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조방법에서 석탄의 처리과정을 나타낸 순서도이다. Figure 3 is a flow chart showing the process of coal in the coal mixed liquid fuel production method according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조방법에서 폐유의 처리과정을 나타낸 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing the treatment of waste oil in the coal mixed liquid fuel production method according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조방법에서 분쇄석탄과 정제폐유의 교반처리과정을 나타낸 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating a stirring process of pulverized coal and refined waste oil in a coal mixed liquid fuel production method according to the present invention.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
100 : 분쇄석탄제조부100: pulverized coal manufacturing unit
200 : 정제폐유제조부200: refined waste oil manufacturing unit
300 : 석탄액상처리부300: coal liquid processing unit
본 발명은 석탄 혼합 액상연료 제조장치, 이를 이용한 석탄 혼합 액상연료 제조방법 및 이에 의하여 제조된 석탄 혼합 액상연료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 석탄과 폐유 그리고 물을 소정 비율을 혼합하는 석탄 혼합 액상연료 제조장치, 이를 이용한 석탄 혼합 액상연료 제조방법 및 이에 의하여 제조된 석탄 혼합 액상연료에 관한 것이다. The present invention relates to a coal mixed liquid fuel manufacturing apparatus, a method of manufacturing a coal mixed liquid fuel using the same, and a coal mixed liquid fuel produced by the same, and more particularly, a coal mixed liquid fuel mixing a predetermined ratio of coal, waste oil and water. It relates to a manufacturing apparatus, a method for producing a coal mixed liquid fuel using the same, and a coal mixed liquid fuel produced thereby.
일반적으로 석탄은 분포지역과 매장량이 한정되어 있는 석유에 비하여 가채년수가 길고 세계 전역에 널리 분포되어있으므로 가격이 저렴한 이점이 있다. 그러나 석탄은 석유에 비하여 저장, 수송, 연소상의 불편성과 환경공해 문제가 따르고, 수송시 방대한 설비가 필요한 단점을 가지고 있다. In general, coal is cheaper than oil, which has a limited distribution area and reserves, and has a long depreciation year and is widely distributed throughout the world. However, compared to petroleum, coal has disadvantages of storage, transportation, combustion inconveniences and environmental pollution problems, and requires extensive equipment for transportation.
따라서 수송분야에서 석탄을 사용하기에는 이러한 문제들로 인해 사용이 적합하지 않을 수 있다. 하지만 수송분야을 제외한 산업체 및 발전소 등의 경우는 사정이 좀 다르다. 이들 분야에서 석탄 사용시 가장 문제가 되는 것은 환경문제라고 볼 수 있는데, 근래의 환경기술은 매우 급격히 발달하여 석탄 연소시의 배기가스 처리와 석유 연소시의 배기가스 처리가 별차이가 없을 정도의 수준에 이르렀다. Therefore, the use of coal in the transportation sector may not be suitable for use due to these problems. However, the situation is different in the case of industrial and power plants except transportation. The most problematic problem in coal use in these fields is environmental problem. Recently, environmental technology has developed so rapidly that there is no difference between the exhaust gas treatment during coal combustion and the exhaust gas treatment during petroleum combustion. Reached.
하지만 여전히 석탄은 고체연료로서 수송과 저장시 석유에 비하여 불편한 문제점이 있다. 이에 따라 석탄을 액화하여 석유와 같이 액화연료로 사용하는 기술이 개발되었다. 이에 대한 선행 기술로 "한국공개특허공보 제 1989-0010169 호","석탄, 물, 오일의 혼합 액상연료 및 그 제조방법"이 개시되어 있다. 상기 공개특허에서는 석탄과 물과 탄화수소계 오일을 혼합하여 액상의 석탄연료를 제조하도록 하고 있다. However, coal is still a solid fuel, which is inconvenient compared to petroleum in transportation and storage. Accordingly, a technology for liquefying coal and using it as a liquefied fuel such as petroleum was developed. As a prior art, Korean Patent Publication No. 1989-0010169 discloses a mixed liquid fuel of coal, water and oil and a method of manufacturing the same. In the published patent, coal, water, and hydrocarbon-based oil are mixed to produce a liquid coal fuel.
그러나 비록 상기 공개특허와 같이 석탄을 액상의 연료로 제조한다고 하더라도 석탄의 연소시에 남게되는 회처리의 문제는 여전히 번거로운 문제점으로 남는다. 또한 석탄에는 0.3 ~ 7%의 유황성분이 함유되어 있기 때문에 고성능의 배기가스 처리장치가 필수적으로 수행되어야 하는 문제점이 있다.However, even if the coal is produced as a liquid fuel as described in the above-described patent, the problem of ashing remaining during the combustion of coal remains a troublesome problem. In addition, since coal contains 0.3 to 7% of sulfur, there is a problem that a high performance exhaust gas treatment device must be performed.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 무연탄 또는 유연탄과 같은 석탄을 분쇄하고, 식물성오일(식용유, 폐식용유, 대두유 등)과 같은 폐유를 정제하여 분쇄석탄과 정제폐유와 물을 혼합하는 석탄 혼합 액상연료 제조장치, 이를 이용한 석탄 혼합 액상연료 제조방법 및 이에 의하여 제조된 석탄 혼합 액상연료를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, pulverized coal such as anthracite coal or bituminous coal, and refined waste oil such as vegetable oil (edible oil, waste edible oil, soybean oil, etc.) It is an object of the present invention to provide a coal mixed liquid fuel manufacturing apparatus for mixing, a method for producing a coal mixed liquid fuel using the same and a coal mixed liquid fuel produced thereby.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조장치는 석탄원석이 저장되어 공급되는 석탄공급기, 상기 석탄공급기에서 공급되는 상기 석탄원석을 건조기시는 건조기, 상기 건조기에서 건조된 상기 석탄원석을 마이크로 입자크기로 분쇄하는 분쇄기, 상기 분쇄기에서 분쇄된 분쇄석탄을 저장하는 석탄 포집저장고, 상기 석탄 포집저장고에서 공급되는 상기 분쇄석탄에 물과 응집제가 30 ~ 40% 농도로 혼합된 광액을 교반시켜 상기 분쇄석탄을 탈황 및 탈회시키는 제 1교반기, 상기 제 1교반기에서 교반된 상기 분쇄석탄이 이송되어 저장되는 분쇄석탄저장고, 상기 분쇄석탄저장고에서 공급되는 상기 분쇄석탄의 공급을 제어하는 석탄계량기를 구비하고, 폐유가 저장되어 공급되는 폐유공급기, 상기 폐유공급기에서 공급되는 상기 폐유에 함유된 수분을 제거하는 수분제거기, 상기 수분제거기에서 수분이 제거된 상기 폐유를 에스텔화 반응시키는 에스텔화 반응조, 상기 에스텔화반응조에서 에스텔화된 정제폐유가 이송되어 저장되는 정제폐유저장조, 상기 정제폐유저장조에서 공급되는 상기 정제폐유의 공급을 제어하는 폐유계량기를 구비하며, 상기 석탄계량기를 통해 공급되는 상기 분쇄석탄과, 상기 폐유계량기를 통해 공급되는 상기 정제폐유에 물과 오일을 소정 중량비로 혼합하여 교반시키는 제 2교반기 및 상기 제 2교반기에서 교반되는 혼합물에 초음파 진동을 부여하는 초음파 처리기를 구비한다.Coal mixed liquid fuel production apparatus according to the present invention for achieving the above object is a coal supplier in which the coal raw material is stored and supplied, the dryer drying the coal raw material supplied from the coal feeder, the coal dried in the dryer A grinder for crushing the raw stone to a micro-particle size, a coal collecting reservoir for storing the crushed coal pulverized in the crusher, agitated the mineral liquid mixed with 30% to 40% concentration of water and flocculant in the pulverized coal supplied from the coal collection reservoir A first stirrer for desulfurizing and deliming the pulverized coal, a pulverized coal reservoir to which the pulverized coal stirred in the first stirrer is transferred and stored, and a coal meter for controlling the supply of the pulverized coal supplied from the pulverized coal reservoir And a waste oil supplier, in which waste oil is stored and supplied, the waste oil supplied from the waste oil supplier A water remover for removing water contained in waste oil, an esterification reaction tank for esterifying the waste oil from which water is removed from the water remover, a refined waste oil storage tank in which the esterified refined waste oil is transferred and stored in the esterification reaction tank, and A waste oil meter for controlling the supply of the refined waste oil supplied from the refined waste oil storage tank, wherein water and oil are added to the pulverized coal supplied through the coal meter and the refined waste oil supplied through the waste oil meter in a predetermined weight ratio. A second stirrer to be mixed and stirred and an ultrasonic processor for applying ultrasonic vibration to the mixture stirred in the second stirrer are provided.
상기 제 1교반기에서 분리된 맥석물(脈石物)이 분리되어 저장되는 침전 회수고, 상기 침전 회수고에서 분리된 응집제를 상기 침전 회수고에서 회수하여 정제시키는 정제기를 더 구비하며, 상기 정제기에서 정제된 상기 응집제를 상기 제 2교반기로 공급한다.And further comprising a purifier for separating and storing the gangue material separated from the first stirrer, and for purifying and refining the flocculant separated from the sedimentation bin in the sedimentation bin. The purified flocculant is fed to the second stirrer.
상기 분쇄기는 상기 석탄원석을 약 0.3~0.8mm 정도의 입자 크기로 분쇄시키는 제 1분쇄기와, 상기 제 1분쇄기에서 분쇄된 석탄원석을 약 3~8㎛ 정도의 마이크 로 입자 크기로 분쇄시키는 제 2분쇄기를 구비한다.The pulverizer is a first crusher to crush the coal ore to a particle size of about 0.3 ~ 0.8mm, and a second pulverizing coal ore crushed by the first crusher to a particle size of about 3 ~ 8㎛ A grinder is provided.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조방법은, 석탄을 마이크로 입자상태로 분쇄하고, 분쇄된 분쇄석탄을 탈황, 탈회처리하여 분쇄석탄을 일정량 공급하는 석탄처리단계, 폐유에 포함된 수분을 제거하고, 수분이 제거된 폐유를 에스텔화 반응을 통해 [OH]기를 부여하여 정제폐유를 일정량 공급하는 폐유처리단계, 공급되는 상기 분쇄석탄과, 상기 정제폐유를 교반하고 초음파 처리를 통해 안정화 시켜 석탄 혼합 액상연료를 제조하는 석탄 혼합 액상연료제조단계를 포함한다.Coal mixed liquid fuel production method according to the present invention for achieving the above object, the coal processing step of supplying a predetermined amount of pulverized coal by pulverizing coal in a micro-particle state, desulfurized, deliming the pulverized pulverized coal, Waste oil treatment step of removing the water contained in the water, and the waste oil from which the water is removed by giving an [OH] group through an esterification reaction to supply a predetermined amount of refined waste oil, stirring the pulverized coal and the refined waste oil, and ultrasonic treatment Stabilizing through to produce a coal-mixed liquid fuel includes a coal-mixed liquid fuel manufacturing step.
상기 석탄처리단계는, 공급되는 석탄원석을 약 0.3~0.8mm 정도의 입자 크기로 분쇄시키는 제 1분쇄단계, 분쇄된 상기 석탄원석을 약 3~8㎛ 정도의 마이크로 입자 크기로 분쇄시켜 분쇄석탄을 형성하는 제 2분쇄단계, 분쇄된 분쇄석탄을 물과 응집제를 추가 교반하여 탈황 및 탈회 처리하는 교반단계를 포함한다.In the coal treatment step, the first grinding step of grinding the supplied coal ore to a particle size of about 0.3 ~ 0.8mm, the pulverized coal ore is pulverized into a micro particle size of about 3 ~ 8㎛ The second grinding step to form, and the pulverized pulverized coal comprising a stirring step of further desulfurization and deliming treatment by further stirring water and flocculant.
상기 폐유처리단계는, 공급되는 폐유에 포함된 수분을 제거하는 수분제거단계, 수분이 제거된 폐유를 에스텔화 반응 처리하여 [OH]기를 부여하는 에스텔화 반응단계를 포함한다.The waste oil treatment step includes a water removal step of removing water contained in the supplied waste oil, and an esterification reaction step of giving an [OH] group by treating the waste oil from which water is removed with an esterification reaction.
상기 석탄 혼합 액상연료제조단계는, 상기 분쇄석탄 30~50 중량비와, 상기 폐유 10~30 중량비와, 물 5~15 중량비와, 오일 20~40 중량비를 혼합하여 교반 한 후 소정주파수의 초음파를 조사한다.In the coal-mixed liquid fuel manufacturing step, the mixture is stirred by mixing 30 to 50 weight ratio of the pulverized coal, 10 to 30 weight ratio of the waste oil, 5 to 15 weight ratio of water, and 20 to 40 weight ratio of oil, and then irradiating ultrasonic waves at a predetermined frequency. do.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료는 3~8㎛의 입자 크기로 분쇄된 분쇄석탄과, 물 그리고 응집제를 첨가한 광액을 교반하여 추출 한 탈회된 석탄 30~50 중량비와, 물 5~15 중량비와, 오일 20~40 중량비와 에스탈화 반응에 의해 [OH]기가 포함된 폐유 10~30 중량비를 혼합하여 교반 한 후 소정주파수의 초음파를 조사하여 얻어진다.Coal mixed liquid fuel according to the present invention for achieving the above object is 30 to 50 weight ratio of demineralized coal extracted by agitating the pulverized coal and water and the mineral liquid added with a flocculant to a particle size of 3 ~ 8㎛ , By mixing 5 to 15 weight ratio of water, 20 to 40 weight ratio of oil and 10 to 30 weight ratio of the waste oil containing the [OH] group by the esthalation reaction, and then obtained by irradiating ultrasonic waves of a predetermined frequency.
상기 응집제는 등유(kelosene), 디젤 오일(diesel oil), BC 오일, DMU-101 중에서 선택된 어느 하나이다.The flocculant is any one selected from kerosene, diesel oil, BC oil and DMU-101.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조장치, 이를 이용한 석탄 혼합 액상연료 제조방법 및 이에 의하여 제조된 석탄 혼합 액상연료를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a coal mixed liquid fuel production apparatus, a coal mixed liquid fuel production method using the same and the coal mixed liquid fuel produced thereby.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.In the following description of the present invention, the terms defined are defined in consideration of functions in the present invention, and should not be understood as a meaning of limiting the technical components of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing an apparatus for producing coal mixed liquid fuel according to the present invention.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조장치는, 석탄을 건조시켜 마이크로입자 상태로 분쇄하고, 탈황 및 탈회 처리를 통해 분쇄석탄을 제조하는 분쇄석탄제조부(100)와, 폐유의 수분을 제거하여 정제하고 정제된 폐유를 에스텔화처리하여 정제폐유를 제조하는 정제폐유제조부(200)와, 분쇄석탄제조부(100)에서 제조된 분쇄석탄과 정제폐유제조부(200)에서 제조되는 정제폐유를 교반하고 초음파처리를 통해 안정화시켜 혼합하는 석탄액상처리부(300)를 구비한다. As shown in the coal mixed liquid fuel manufacturing apparatus according to the present invention, the coal-pulverized
상기 분쇄석탄제조부(100)는 석탄공급기(110), 건조기(120), 제 1분쇄기, 제 2분쇄기, 석탄 포집저장고(150), 제 1교반기(160)를 구비한다.The pulverized
석탄공급기(110)는 석탄의 원석이 저장되어 공급되는 것으로, 무연탄 또는 유연탄의 석탄원석이 저장되며, 외부에서 석탄원석을 투입하기 위한 호퍼(hopper)와, 저장된 석탄원석을 외부로 이송시키기 위한 컨베이어벨트를 더 구비할 수 있다.
건조기(120)는 석탄원석에 포함된 수분을 제거하기 위한 것으로, 석탄원석에 포함된 수분을 제거함으로써 제 1, 2분쇄기(130, 140)에서의 분쇄공정시 분쇄효율을 향상시키고, 제 1교반기(160)에서 추가되는 응집제에 대한 반응성을 향상시킨다.
제 1분쇄기(130)는 건조기(120)에서 건조된 석탄을 0.3~0.8mm의 입자 크기로 분쇄하기 위한 것으로, 죠크라셔(Jaw crasher), 롤크라셔(Roll crasher) 또는 롤밀러(Roller mill)와 같은 분쇄기로 구비될 수 있다. 이러한 제 1분쇄기(130)에 의해 석탄원석이 1차 분쇄된다. The
제 2분쇄기(140)는 제 1분쇄기(130)에서 분쇄된 석탄을 마이크로 크기(약 3~8㎛)의 입자로 분쇄하기 위한 것으로 에어 클래스파이어 밀(Air classifier mill), 에어 제트 밀(Air jet mill)과 같은 마이크로 분쇄기로 마련될 수 있다. 이러한 제 2분쇄기(140)에 의해 석탄이 2차 분쇄된다. 이러한, 제 2분쇄기(140)에는 석탄의 분쇄시 발생되는 분진을 제거하기 위한 별도의 방진 설비가 더 마련될 수 있다. The
석탄 포집저장고(150)는, 제 2분쇄기(140)에서 마이크로 단위로 분쇄된 석탄을 저장하기 위한 것으로, 제 2분쇄기(140)에서 마이크로 단위로 분쇄된 석탄의 입 자를 기류 안정화를 통해 낙하시켜 분쇄석탄을 저장한다. 이러한 석탄 포집저장고(150)에는 분쇄석탄의 포집시 발생되는 분진을 제거하기 위한 별도의 방진 설비가 더 마련될 수 있으며 방진설비의 경우 분진 상태의 석탄을 다시 석탄 포집저장고로 회수하도록 설치될 수 있다.The
제 1교반기(160)는 분쇄석탄의 탈황 및 탈회를 수행하기 위한 것으로, 미세 분쇄상태의 분쇄석탄과 분쇄석탄과 별도로 제공된 물 그리고 오일 계열의 응집제가 투입되도록 마련되며, 투입되는 분쇄석탄, 물 그리고 오일이 혼합된 광액을 교반시시킴으로써 석탄의 탈황, 탈회 처리를 수행한다. The
여기서 혼합된 광액의 분쇄석탄 농도는 30 ~ 35% 가 되도록 한다. 그리고 제 1교반기(160)의 교반 조건은 먼저 물을 투입하여 1,000rpm ~ 2,000rpm, 적절하게는 1,500rpm 내외의 교반속도로 3 ~ 5분간 교반하도록 하고, 다시 응집제를 투입하여 1,000rpm ~ 2,000rpm, 적절하게는 1,500rpm 내외의 교반속도로 3 ~ 5분간 교반하도록 하고, 석탄입자와 맥석물(脈石物)의 분리를 위하여 이후 10 ~ 15분 사이의 시간동안 방치하도록 한 후 탈회된 석탄과 맥석물의 분리를 수행한다. 또한 맥석물과 분리된 탈회된 석탄을 다시 세척하여 잔여 맥석물을 추가 제거하도록 할 수 있다.Here, the concentration of crushed coal in the mixed mineral liquid is 30 to 35%. And the stirring condition of the
이와 같이 제 1교반기(160)에 의한 교반으로 석탄의 탈황, 탈회가 이루어진다. 즉 미립상태의 분쇄석탄 입자들은 물 그리고 응집제와의 교반으로 응집력이 약한 플록(floc) 상태로 응집되어 석탄입자의 표면이 보다 강한 소수성을 띄게된다.Thus, desulfurization and deliming of coal are performed by stirring by the
이에 따라 석탄입자들과 물이 서로 큰 반발력이 발생하도록 함으로써 응집된 석탄 입자들만을 광액의 상단으로 모이게 함으로써 맥석물과 석탄을 분리할 수 있다.Accordingly, by allowing coal particles and water to generate a large repulsive force, coal particles and coal can be separated by collecting only coal particles that are aggregated to the upper end of the mineral liquid.
여기서, 사용되는 오일 계열의 응집제는 등유(kelosene), 디젤 오일(diesel oil), B-C 오일, 한국자원연구소에서 개발한 포수제(collector)인 "DMU-101"를 선택하여 사용할 수 있다. Here, the oil-based flocculant used may be selected by using kerosene, diesel oil, B-C oil, "DMU-101" which is a collector developed by the Korea Institute of Resources.
그리고 맥석물과 탈회된 석탄의 분리는 제 1교반기(160)의 하부에 별도의 배출밸브(미도시)를 설치하여 분리할 수 있다. 즉 탈회된 분쇄석탄은 제 1교반기(160)의 상부에 부유하고, 맥석물은 하부에 가라앉아 있게 된다. 따라서 배출밸브를 제어함으로써 맥석물을 분리할 수 있다.In addition, the separation of the gangue water and the demineralized coal may be separated by installing a separate discharge valve (not shown) at the bottom of the
한편, 탈회된 분쇄석탄은 분쇄석탄 저장고(180)로 이송되어 임시 저장된다. 분쇄석탄 저장고(180)로 이송될 때에는 원통 형태의 케이스 내부에 장착된 오우거(auger)와 같은 자동 이송장치에 의해 이송될 수 있다.Meanwhile, the demineralized crushed coal is transferred to the crushed
그리고, 분쇄석탄 저장고(180)의 하부에는 분쇄석탄 저장고(180)에 임시저장된 분쇄석탄의 공급량을 제어하기 위한 석탄 계량기(190)가 마련된다. 이러한 석탄 계량기(190)에 의해 분쇄석탄 저장고(180)에 저장된 분쇄석탄이 후술할 석탄액상처리부(300)의 제 2교반기(310)로 공급된다. In addition, a
상기 정제폐유제조부(200)는, 폐유 공급기(210), 수분제거기(220), 에스텔화 반응조(230), 정제폐유 저장조(280), 폐유 계량기(290)를 구비한다. The refined waste
폐유 공급기(210)는, 폐유가 저장되어 공급되는 것으로, 폐유를 공급하기 위한 공급관로를 더 구비한다. 여기서 폐유는 각종 산업시설 및 가정에서 배출되는 폐유 및 폐식용유가 사용될 수 있다.The
여기서, 폐식용유는 유탕면 공장에서 나오는 최종 슬러지 형태의 폐식용유, 식용유를 제조할 때 나오는 슬러지 형태의 폐식용유, 비누공장에서 배출되는 슬러지 형태의 폐식용유, 각종 튀김이나 튀김닭에서 나오는 슬러지 형태의 폐식용유 등을 포함할 수 있다.Here, the waste cooking oil is the final sludge type oil from the yumtang noodle factory, the sludge type oil from the production of cooking oil, the sludge type oil from the soap factory, sludge type from various fried or fried chicken Waste cooking oil and the like.
이때 폐유는 각종차량 및 선박에서 배출되는 엔진 폐유, 기어 오일 폐유, 정유공장의 원유슬러지 폐유 등을 포함할 수 있다. 이러한, 폐유는 전처리에 의해 불순물을 제거하여 사용하고, 일예로 필터 프레스를 이용하여 불순물을 제거하여 사용한다. In this case, the waste oil may include engine waste oil, gear oil waste oil, crude oil sludge waste oil, etc. discharged from various vehicles and ships. Such waste oil is used by removing impurities by pretreatment, and using impurities, for example, by using a filter press.
수분제거기(220)는, 폐유에 포함된 수분을 제거하기 위한 것으로, 공급되는 폐유를 약 80~100℃로 가열하고, 50~80rpm으로 약 10~30분간 회전시켜 수분을 제거한다. The
에스텔화 반응조는(230), 수분이 제거된 폐유에 [OH]기를 부여하여 이후 혼합될 분쇄석탄의 인화점을 내리게 하기 위한 것으로, 폐유 20-80%에 메틸알콜(CH3OH) 또는 에틸알콜(C2H5OH)등의 알카리성 조연제를 5~10%를 넣어 40~60rpm의 혼합회전익으로 50℃이하에서 10-30분간 혼합하여 에스텔화 반응체가된 정제폐유를 제조한다. 이때 폐유의 양이 많을 경우에는 폐유를 30℃-100℃로 가열하여 제조하도록 한다. The esterification reactor (230) is to give [OH] to the waste oil from which water is removed to lower the flash point of the pulverized coal to be mixed. The waste oil is 20-80% of methyl alcohol (CH 3 OH) or ethyl alcohol ( 5-10% of an alkaline supporting agent such as C 2 H 5 OH) is added and mixed for 10-30 minutes at 50 ° C. or less with a mixing rotor blade of 40-60 rpm to prepare a refined waste oil which has become an esterification reactant. At this time, if the amount of waste oil is large to prepare the waste oil by heating to 30 ℃ -100 ℃.
이러한 에스텔화 반응조(230)에 의해 에스텔화 되는 폐유는 석탄의 인화점을 낮추게 함과 동시에 유동성이 증가되어 BC-oil의 이송온도 60℃보다 낮은 50℃의 온도에서도 이동성이 양호하다. The waste oil esterified by the
정제폐유 저장조(280)는, 에스텔화 반응조(230)에서 에스텔화 된 폐유를 저장하는 것이다. 이러한 정제폐유 저장조(280)에는 정제폐유 저장조(280)에 임시 저장된 정제폐유의 공급량을 제어하기 위한 폐유 계량기(290)가 마련된다. 이러한 폐유 계량기(290)에 의해 정제폐유 저장조(280)에 저장된 폐유가 후술할 석탄액상처리부(300)의 제 2교반기(310)로 공급된다. The refined waste oil storage tank 280 stores the waste oil esterified in the
상기 석탄액상처리부(300)는, 분쇄석탄제조부(100)에서 공급되는 분쇄석탄과 정제폐유제조부(200)에서 공급되는 정제폐유를 혼합하여 석탄 혼합 액상연료를 제조하기 위한 것으로, 분쇄석탄과 정제폐유를 혼합하기 위한 제 2교반기(310)와, 제 2교반기(310)에서 혼합된 석탄 혼합 액상연료를 저장하는 혼합연료 저장고(340)를 구비한다.The coal
여기서 제 2교반기(310)는, 분쇄석탄제조부(100)의 석탄계량기를 통해 공급되는 분쇄석탄과, 정제폐유제조부(200)의 폐유 계량기(290)를 통해 공급되는 정제폐유를 소정의 비율로 교반하여 혼합하는 것이다. Wherein the
이러한 제 2교반기(310)에는 석탄 혼합 액상연료를 제조하기 위하여 분쇄석탄과 정제폐유 이외에 물과 오일이 추가적으로 공급되며 상술한 제 1교반기(160)에 비하여 상대적으로 저속인 50~70rpm의 회전으로 공급된 분쇄석탄과 정제폐유 그리고 물을 교반하여 액상으로 변화시킨다. The
이러한, 제 2교반기(310)는 석탄입자와 물이 갖고 있는 고유한 표면장력을 제거하여 평형을 유지시키기 위하여 10,000 ~ 20,000Hz의 초음파진동을 제공하는 초음파 처리기(320)를 구비하며, 초음파 처리기(320)에서 제공되는 진동에 의해 분쇄석탄과 정제폐유의 혼합 상태가 안정화된다. The
이때 혼합물은 분쇄석탄 30 ~ 60 중량비와, 정제폐유 10 ~ 30 중량비와 물 5~ 15 중량비와, 오일 20 ~ 40 중량비로 혼합된다. 또한 이때 사용되는 오일은 벙커-C 유가 사용될 수 있고, 또는 경유 및 등유도 사용될 수 있다. At this time, the mixture is mixed with 30 to 60 weight ratio of crushed coal, 10 to 30 weight ratio of refined waste oil, 5 to 15 weight ratio of water, and 20 to 40 weight ratio of oil. In this case, the oil used may be bunker-C oil, or diesel and kerosene may also be used.
혼합연료 저장고(340)는 제 2교반기(310)에 의해 적정한 수준으로 슬러리화 된 석탄 혼합 액상연료가 저장되는 것으로, 제 2교반기(310)와 연통되는 별도의 이송관로(미도시)를 구비하며, 이송관로에는 이송되는 석탄 혼합 액상연료를 정제하는 필터(미도시)가 더 마련될 수 있다. The
한편. 제 2교반기(310)로 공급되는 오일은 제 1교반기(160)에서 사용되었던 오일 응집제를 재활용하여 사용할 수 있다. 이를 위해서 제 1교반기(160)에는 분리된 맥반물이 회수되는 침전 회수고(170)가 연결될 수 있다. 이러한 침전 회수고(170)는 소정시간 이상 맥반물을 저장함으로써 탈회된 성분이 가라앉고, 오일과 물 성분이 그 상부에 부유한다. 따라서 상부에 부유한 오일 성분을 추출한 후 추출된 오일 성분으로부터 부유 이물질을 제거한 후 제 2교반기(310)로 공급하도록 할 수 있다. Meanwhile. The oil supplied to the
이에 따라, 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조장치의 작동을 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 이하에서 언급되는 각각의 요소들은 상술한 설명과 도 1을 참조하여 이해하여야 한다.Accordingly, the operation of the coal-mixed liquid fuel production apparatus according to the present invention will be described in detail through the embodiment. Each of the elements mentioned below should be understood with reference to the above description and FIG. 1.
도 2는 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조방법을 나타낸 순서도이다.Figure 2 is a flow chart illustrating a method for producing coal mixed liquid fuel according to the present invention.
먼저 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조장치를 설명하기에 앞서 석탄의 분쇄과정과 폐유의 정제과정은 동시에 이루어질 수 있는 것이다. 이에 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 석탄의 분쇄과정을 먼저 설명하고 폐유의 정제과정을 나중에 설명하도록 한다. 하지만 이는 본 발명의 진행 과정을 제한하는 것은 아니다. First, prior to explaining the coal-mixed liquid fuel manufacturing apparatus according to the present invention, the pulverization process of coal and the purification process of waste oil can be made at the same time. In the present invention, for the convenience of explanation, the process of pulverizing coal will be described first, and the process of purifying waste oil will be described later. However, this does not limit the progress of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조장치는 석탄공급기(110)에 저장된 석탄을 건조하고, 건조된 석탄을 소정의 입자 상태로 분쇄하고 분쇄된 석탄을 포집하여 물과 오일응집제를 이용하여 교반하여 분쇄석탄을 제조한다(단계 S100). As shown in FIG. 2, the coal mixed liquid fuel manufacturing apparatus according to the present invention dries coal stored in the
여기서, 석탄의 분쇄 처리과정을 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조방법에서 석탄의 처리과정을 나타낸 순서도이다. Here, the coal grinding process will be described in detail with reference to FIG. 3. Figure 3 is a flow chart showing the process of coal in the coal mixed liquid fuel production method according to the present invention.
먼저, 분쇄석탄저장고(180)에 저장된 석탄을 일정량으로 공급을 시작한다(단계 S110). 이후 공급되는 석탄이 건조기(120)를 통과하면서 석탄에 함유된 수분이 제거된다(단계 S120). 이와 같이 석탄원석에 포함된 수분이 제거됨으로써 이후의 분쇄 공정에서 그 효율이 향상될 수 있으며, 교반 공정시 추가되는 물과 응집제와의 반응성이 높아지게 된다. First, start supplying the coal stored in the crushed
이에 건조기(120)에서 수분이 제거된 석탄은 제 1분쇄기(130)와 제 2분쇄기(140)에 의해 분쇄공정이 진행된다(단계 S130). 이때 제 1분쇄기(130)에 의해 약 0.3~0.8mm 정도의 입자 크기로 분쇄되며, 0.5mm 이하의 입자크기로 분쇄되는 것이 바람직하다. 그리고 제 1분쇄기(130)에 분쇄된 석탄입자는 제 2분쇄기(140)에 의해 약 3~8㎛ 정도의 마이크로 크기의 입자로 분쇄되며, 5㎛ 이하의 입자크기로 분쇄되는 것이 바람직하다.Accordingly, the coal from which the moisture is removed from the
이후, 제 1, 2분쇄기(130, 140)에 의해 마이크로 크기의 입자 상태로 분쇄된 석탄입자들은 석탄 포집저장고(150)에 포집되어 저장된다(단계 S140). 이러한 석탄 포집저장고(150)는, 제 2분쇄기(140)에서 분쇄된 석탄의 입자를 기류 안정화를 통해 낙하시켜 분쇄석탄을 저장한다. Thereafter, the coal particles pulverized into micro-sized particles by the first and
이후, 석탄포집저장고(150)에 저장된 분쇄석탄은 제 1교반기(160)로 이동되어 분쇄석탄의 탈황 및 탈회공정이 수행된다(단계 S150). 이때 분쇄석탄과 별도로 물과, 오일 계열의 응집제가 투입되어 교반된다. Thereafter, the pulverized coal stored in the
이때 교반 조건은 먼저 물을 투입하여 1,000rpm ~ 2,000rpm, 적절하게는 1,500rpm 내외의 교반속도로 3 ~ 5분간 교반하도록 하고, 다시 응집제를 투입하여 1,000rpm ~ 2,000rpm, 적절하게는 1,500rpm 내외의 교반속도로 3 ~ 5분간 교반한다. At this time, the stirring conditions are first put water to 1,000rpm ~ 2,000rpm, suitably stirred for 3 to 5 minutes at a stirring speed of about 1,500rpm, and again by adding a flocculant 1,000rpm ~ 2,000rpm, suitably around 1,500rpm Stir for 3 to 5 minutes at a stirring speed of.
추가적으로, 석탄입자와 맥석물(脈石物)의 분리공정을 수행할 수도 있다. 맥석물 분리공정은 탈황 및 탈회공정 이후 약 10 ~ 15분 사이의 시간동안 방치시킨 후 맥석물의 분리를 수행한다.In addition, it is also possible to perform a separation process of coal particles and gangue (脈 石 物). The gangue separation process is left for about 10 to 15 minutes after the desulfurization and deliming process to perform gangue separation.
이와 같이 탈황 및 탈회된 분쇄석탄은 분쇄석탄 저장고(180)로 이송되어 임시 저장된다(단계 S160). 이후 분쇄석탄 저장고(180)에 임시저장된 분쇄석탄은 석 탄 계량기(190)에 의해 석탄액상처리부(300)의 제 2교반기(310)로 공급된다.The desulfurized and delimed crushed coal is transferred to the pulverized
한편, 상술한 바와 같이 분쇄석탄의 제조공정과 동일시간(또는 순차적으로)에 폐유의 정제 처리과정이 진행된다. 폐유의 정제 처리과정은 공급되는 폐유에 포함된 수분을 제거하고 수분이 제거된 폐유를 에스텔화 반응을 통해 [OH]기를 부여하여 인화점을 낮추도록 한다(단계 S200).Meanwhile, as described above, the process of refining the waste oil proceeds at the same time (or sequentially) as in the manufacturing process of the pulverized coal. The purification process of the waste oil is to remove the water contained in the waste oil to be supplied and to give a [OH] group through the esterification reaction to remove the waste oil to reduce the flash point (step S200).
여기서, 폐유의 정제처리과정을 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조방법에서 폐유의 처리과정을 나타낸 순서도이다.Here, the purification process of the waste oil will be described in detail with reference to FIG. 4. Figure 4 is a flow chart showing the treatment of waste oil in the coal mixed liquid fuel production method according to the present invention.
먼저, 폐유저장고에 저장된 폐유를 일정량 공급하기 시작한다(단계 S 210). 이에 수분제거기에서 공급되는 폐유에 포함된 수분을 제거하고(단계 S220), 수분이 제거된 폐유를 에스텔화 반응조에 넣어 폐유에 [OH]기를 부여한다(단계 S230).First, a certain amount of waste oil stored in the waste oil reservoir is started to be supplied (step S 210). This removes the water contained in the waste oil supplied from the water remover (step S220), and puts the waste oil from which the water is removed into an esterification tank to give [OH] to the waste oil (step S230).
여기서, 에스텔화 반응조는(230)에서는, 폐유 20-80%에 메틸알콜(CH3OH) 또는 에틸알콜(C2H5OH)등의 알카리성 조연제를 5~10%를 넣어 40~60rpm의 혼합회전익으로 50℃이하에서 10-30분간 혼합하여 에스텔화 반응체가된 정제폐유를 제조한다.Here, in the
이러한 에스텔화 반응조(230)에 의해 에스텔화 되는 폐유는 분쇄석탄과의 교반시 분쇄석탄의 인화점을 낮추게 함과 동시에 유동성이 증가되어 BC-oil의 이송온도 60℃보다 낮은 50℃의 온도에서도 이동성이 양호하게 된다. The waste oil esterified by the
이후, 에스텔화 반응조(230)에서 에스텔화 된 폐유를 정제폐유 저장조(280)에 저장한다(단계 S240). 그리고, 정제폐유 저장조(280)에 저장된 폐유는 폐유 계 량기(290)에 의해 석탄액상처리부(300)로 공급된다. Then, the waste oil esterified in the
한편, 상술한 바와 같은 공정에 의해 각각 공급되는 분쇄석탄과 정제폐유는 별도의 초음파 처리에 의한 교반공정을 통해 안정화되어 석탄 혼합 액상연료로 전환된다(단계 S300).On the other hand, the pulverized coal and refined waste oil respectively supplied by the process as described above is stabilized through a stirring process by a separate ultrasonic treatment is converted to coal mixed liquid fuel (step S300).
이하, 분쇄석탄과 정제폐유의 교반처리과정 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. 도 5는 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조방법에서 분쇄석탄과 정제폐유의 교반처리과정을 나타낸 순서도이다. Hereinafter, the stirring process of the pulverized coal and refined waste oil will be described in detail with reference to FIG. 5. 5 is a flowchart illustrating a stirring process of pulverized coal and refined waste oil in a coal mixed liquid fuel production method according to the present invention.
여기서, 공급되는 분쇄석탄과, 정제폐유는 제 2교반기(310)에 의해 소정 비율로 교반되어 혼합된다(단계 S310). 이때 분쇄석탄과 정제폐유 이외에 물과 오일이 추가적으로 공급되며 10,000 ~ 20,000Hz의 초음파진동에 의해 교반되는 분쇄석탄과 정제폐유의 혼합 상태가 안정화된다. 이때 혼합물은 분쇄석탄 30 ~ 60 중량비와, 정제폐유 10 ~ 30 중량비와 물 5~ 15 중량비와, 오일 20 ~ 40 중량비로 혼합된다.Here, the pulverized coal supplied and the refined waste oil are stirred and mixed at a predetermined ratio by the second stirrer 310 (step S310). At this time, water and oil are additionally supplied in addition to the pulverized coal and refined waste oil, and the mixed state of the pulverized coal and refined waste oil is stabilized by ultrasonic vibration of 10,000-20,000 Hz. At this time, the mixture is mixed with 30 to 60 weight ratio of crushed coal, 10 to 30 weight ratio of refined waste oil, 5 to 15 weight ratio of water, and 20 to 40 weight ratio of oil.
한편 제 2교반기(310)에 의해 적정한 수준으로 슬러리화 된 석탄 혼합 액상연료는 혼합연료저장고에 저장됨으로써 석탄 혼합 액상연료의 제조가 완료된다. Meanwhile, the coal mixed liquid fuel slurried to an appropriate level by the
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although described in detail with respect to preferred embodiments of the present invention as described above, those of ordinary skill in the art, without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims Various modifications may be made to the invention. Therefore, changes in the future embodiments of the present invention will not be able to escape the technology of the present invention.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 석탄 혼합 액상연료 제조장치, 이를 이용한 석탄 혼합 액상연료 제조방법 및 이에 의하여 제조된 석탄 혼합 액상연료에 따르면, 종래의 연료로 사용을 위한 석탄의 운반시 발생하는 분진 등에 의한 공해문제를 해소할 수 있고, 무연탄을 사용가능하도록 함으로써 국내에 매장된 무연탄의 효과적인 사용이 가능하여 석유 의존성을 줄일 수 있고, 또한 액상이기 때문에 저장성 또한 용이하다. 그리고 연소시 회 성분의 발생을 감소시킴으로써 연소후 처리 및 공해문제를 줄일 수 있고, 석탄에 비하여 이산화 탄소의 발생이 적은 효과가 있고, 기존의 벙커-C유에 비하여 향상된 경제적 효과도 있다.As described above, according to the coal-mixed liquid fuel manufacturing apparatus according to the present invention, the coal-mixed liquid fuel manufacturing method using the same and the coal-mixed liquid fuel produced thereby, generated during the transport of coal for use as a conventional fuel Pollution problems caused by dust, etc. can be solved, and by making anthracite available, it is possible to effectively use anthracite coal stored in Korea, thereby reducing the dependence on petroleum, and also being easy to store because it is liquid. In addition, by reducing the generation of ash during combustion, it is possible to reduce the post-combustion treatment and pollution problems, there is less effect of the generation of carbon dioxide than coal, there is also an improved economic effect compared to the existing bunker-C oil.
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JP2002241773A (en) * | 2001-02-13 | 2002-08-28 | Watanabe Fumiko | Method for forming water-oil mixed liquid obtained by mixing water with fossil fuel, fish oil, vegetable oil, alcohols, or the like into fuel, and method for producing the same |
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Publication number | Publication date |
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KR20080105885A (en) | 2008-12-04 |
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