KR100919301B1 - 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법 - Google Patents

촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법

Info

Publication number
KR100919301B1
KR100919301B1 KR1020090022813A KR20090022813A KR100919301B1 KR 100919301 B1 KR100919301 B1 KR 100919301B1 KR 1020090022813 A KR1020090022813 A KR 1020090022813A KR 20090022813 A KR20090022813 A KR 20090022813A KR 100919301 B1 KR100919301 B1 KR 100919301B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
neutralization
chamber body
aggregate
stirring
Prior art date
Application number
KR1020090022813A
Other languages
English (en)
Inventor
이세현
송태협
이종찬
전찬수
진보경
심종우
Original Assignee
한국건설기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원 filed Critical 한국건설기술연구원
Application granted granted Critical
Publication of KR100919301B1 publication Critical patent/KR100919301B1/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/40Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/72Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with helices or sections of helices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/92Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00Heating arrangements
    • F26B23/04Heating arrangements using electric heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2201/00Codes relating to disintegrating devices adapted for specific materials
    • B02C2201/06Codes relating to disintegrating devices adapted for specific materials for garbage, waste or sewage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2200/00Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2200/02Biomass, e.g. waste vegetative matter, straw
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2200/00Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2200/04Garbage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20Waste processing or separation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

본 발명은 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법에 관한 것으로, 순환 골재가 안쪽에 수납되는 중성화 공간을 가지고, 일측에 순환 골재가 투입되는 투입구를 가지며, 타측에 순환 골재가 배출되는 배출구를 가지는 챔버 몸체, 상기 투입구의 일측에 배치되어 있으며, 상기 투입구를 개폐시킬 수 있는 투입 개폐체, 상기 배출구의 일측에 배치되어 있으며, 상기 배출구를 개폐시킬 수 있는 배출 개폐체, 상기 챔버 몸체에 설치되어 있으며, 상기 중성화 공간 내부에 위치한 상기 순환 골재를 교반시키는 교반 장치, 그리고 상기 챔버 몸체의 일측에 연결되어 있으며, 상기 중성화 공간 내부에 탄산 가스를 공급시키는 가스 공급 장치를 포함하며, 상기 투입 개폐체와 상기 배출 개폐체는 상기 탄산가스가 공급된 상태에서 상기 중성화 공간을 폐쇄시킬 수 있는 중성화 장치와 이를 이용한 중성화 방법을 제공하는데 있다.

Description

촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법 {Neutralizing Apparatus and Method of Recycled Aggregates Using Reaction of Rapid Carbonation}
본 발명은 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 골재는 콘크리트의 뼈대가 되는 재료로, 견고하고 화학적으로 안정된 것이어야하며 주로 모래와 자갈이 사용된다.
골재는 산출 상태에 따라 천연 골재와 순환 골재로 나뉜다. 천연 골재는 강에서 채취하는 자갈 및 모래 및 산 또는 바다에서 채취하는 자갈 및 모래 등이 사용된다. 산 또는 바다에서 채취하는 자갈 및 모래는 점토 및 염분 등의 불순물이 섞여 있어 씻어서 사용하거나, 화학 물질을 투입시켜 안정화한 상태로 사용된다.
순환 골재는 다양한 재료를 소성시켜 골재로 만들거나, 내구 연한이 지난 콘크리트 구조물을 해체해서 발생된 폐 콘크리트를 파쇄하여 생산된 순환 골재가 사용된다.
여기서, 순환 골재는 건설 폐기물에서 가장 많은 량을 차지하는 폐 콘크리트를 재활용할 수 있는 골재 제작 방법이다. 즉, 건설 시에 시멘트와 함께 사용되었던 골재를 재활용하여 사용하는 것으로 골재 생산 비용이 싸고, 폐기된 자원을 재활용하며, 폐 콘크리트 발생에 따른 환경 오염을 방지하기 위해서 순환 골재의 사용이 권장되고 있다.
순환 골재는 폐 콘크리트를 파쇄 및 선별하여 생산되는 것으로 도로공사용, 성토용, 콘크리트용 골재 등 다양한 용도에 사용이 가능하다. 그러나, 순환 골재에는 시멘트 미분 및 시멘트가 부착되어 있어, 시멘트가 가지는 환경 오염 물질을 그대로 가지고 있음에 따라 품질이 낫다. 즉, 순환골재는 시멘트 미분 및 시멘트가 부착된 천연골재 등의 형태로 구성되어 있어, 흡수율이 매우 높고, 밀도가 낮아 품질이 낮은 골재로 인식되어, 그 사용에 한계가 있으며, 특히 시멘트의 특징인 강 알카리성을 보유하고 있으며, 중금속을 함유하기도 한다.
강 알칼리성으로 중금속을 가질 수 있는 시멘트는 재활용 하지 않고 매립할 경우에 토양이 오염되고 강 알칼리 용출수가 발생하여 생태계에 큰 영향을 주어 환경을 심각하게 오염시킨다.
순환 골재는 시멘트 미분과 부착된 시멘트를 제거하기 위해서 여러 번 수세하거나 중화제와 같은 화학약품을 투입하여 강 알칼리를 중성화 하면서도 중금속을 줄이기 위한 기술이 개발되어 있다.
그러나, 종래 기술의 중성화 방법은 중성화되는 비율이 적어 여러 회 반복 작업을 수행함으로써, 생산 비용이 증가되고, 중화제와 같은 화학 약품이 사용하여 순환 골재 생산을 위한 이차 오염이 발생할 가능성이 있다.
따라서, 이차 오염이 발생되지 않은 청정하게 중성화시키면서도 흡수율이 낮고, 밀도가 높으며, 공정 횟수를 줄여 생산비를 절감할 수 있는 기술의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 순환 골재의 시멘트에 함유된 수산화칼슘과 이산화탄소 성분의 탄산 가스가 반응하여 중성화 되는 반응이 촉진될 수 있도록 밀폐된 상태로 교반되는 중성화 장치에 순환 골재를 투입하여 중성화 되는 공정을 촉진시켜 생산성이 증대되는 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치는 순환 골재가 안쪽에 수납되는 중성화 공간을 가지고, 일측에 순환 골재가 투입되는 투입구를 가지며, 타측에 순환 골재가 배출되는 배출구를 가지는 챔버 몸체, 상기 투입구의 일측에 배치되어 있으며, 상기 투입구를 개폐시킬 수 있는 투입 개폐체, 상기 배출구의 일측에 배치되어 있으며, 상기 배출구를 개폐시킬 수 있는 배출 개폐체, 상기 챔버 몸체에 설치되어 있으며, 상기 중성화 간 내부에 위치한 상기 순환 골재를 교반시키는 교반 장치, 그리고 상기 챔버 몸체의 일측에 연결되어 있으며, 상기 중성화 공간 내부에 탄산 가스를 공급시키는 가스 공급 장치를 포함하며, 상기 투입 개폐체와 상기 배출 개폐체는 상기 탄산 가스가 공급된 상태에서 상기 중성화 공간을 폐쇄시킬 수 있다.
또한, 상기 챔버 몸체의 내부에 배치되어 있으며, 상기 중성화 공간을 가열시키는 히터를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 가스 공급 장치는 상기 챔버 몸체의 일측에 위치하고 있으며, 상기 탄산 가스가 공급되는 가스 공급기, 상기 가스 공급기와 상기 챔버 몸체의 상기 순환 골재가 투입된 일측을 연결하고 있으며, 상기 가스 공급기에서 공급되는 상기 탄산 가스를 상기 챔버 몸체에 주입시키는 가스 주입관, 상기 가스 주입관에 연결되어 있으며, 상기 가스 주입기에서 공급되는 가스의 공급량이 조절되는 주입 밸브, 상기 챔버 몸체의 내부에 위치하고 있으며, 상기 가스 주입관에 연결되어 상기 중성화 공간으로 가스를 분사시키는 주입 노즐, 상기 챔버 몸체의 타측과 상기 가스 주입기를 연결하고 있으며, 상기 중성화 공간에 공급된 상기 탄산 가스가 회수되는 가스 회수관, 그리고 상기 가스 회수관에 연결되어 있으며, 상기 챔버 몸체에서 회수되는 상기 탄산 가스의 회수량이 조절되는 회수 밸브를 포함할 수 있으며, 상기 가스 회수관은 상기 순환 골재에 촉진 중성화 반응을 마친 상기 탄산 가스가 상기 회수 밸브로 회수되는 량이 조절되면서 상기 가스 주입기로 회수될 수 있다.
아울러, 상기 교반 장치는 상기 중성화 공간의 내부에 위치하고 있으며, 상기 순환 골재를 교반시킬 수 있는 교반체 및 상기 챔버 몸체의 일측에 배치되어 있으며, 상기 교반체를 회전시키도록 연결되어 있는 교반 모터를 포함할 수 있으며, 상기 교반체는 상기 교반 모터의 작동에 의해 회전되어 상기 중성화 공간에 투입된 상기 순환 골재를 교반시킬 수 있다.
더불어, 상기 교반체의 바깥 둘레에 배치되어 있으며, 적어도 하나 이상 돌출되어 있는 스크류 날을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 교반 장치는 상기 챔버 몸체의 내부 중앙에 위치하고 있으며, 안쪽으로 이송 공간을 가지는 교반관, 상기 이송 공간의 내부에 위치하고 있으며, 상기 이송 공간을 통해서 상기 순환 골재를 상기 중성화 공간에 내부에서 움직이도록 이송시키는 교반 스크류, 그리고 상기 챔버 몸체의 일측에 배치되어 있으며, 상기 교반 스크류를 회전시키도록 연결되어 있는 교반 모터를 포함할 수 있으며, 상기 교반 스크류는 상기 교반 모터의 작동으로 회전되어 상기 중성화 공간에 투입된 상기 순환 골재가 교반되면서 상기 교반관을 통하여 이송시켜 상기 중성화 공간의 내부에 위치한 상기 순환 골재가 순환될 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치는 순환 골재가 안쪽에 수납되는 중성화 공간을 가지고, 일측에 순환 골재가 투입되는 투입구를 가지며, 타측에 순환 골재가 배출되는 배출구를 가지는 챔버 몸체, 상기 투입구의 일측에 배치되어 있으며, 상기 투입구를 개폐시킬 수 있는 투입 개폐체, 상기 배출구의 일측에 배치되어 있으며, 상기 배출구를 개폐시킬 수 있는 배출 개폐체, 상기 챔버 몸체의 중앙에 배치되어 있으며, 상기 챔버 몸체와 함께 회전되도록 고정되어 있는 챔버 회전축, 상기 챔버 몸체의 양측에 배치되어 있으며, 중앙에 상기 챔버 회전축이 회전 지지되는 베어링이 설치되어 있는 고정 프레임, 상기 고정 프레임의 양측면에 설치되어 있으며, 상기 고정 프레임이 지지되는 지지프레임, 상기 지지 프레임의 일측에 설치되어 있으며, 상기 챔버 회전축을 회전시키도록 연결되어 있는 회전 모터, 그리고 상기 챔버 몸체의 일측에 연결되어 있으며, 상기 중성화 공간 내부에 탄산 가스를 공급시키는가스 공급 장치를 포함한다.
아울러, 상기 챔버 몸체의 내부에 배치되어 있으며, 상기 중성화 공간을 가열시키는 히터를 더 포함할 수 있다.
더불어, 상기 챔버 몸체의 안쪽 둘레 면에서 상기 중성화 공간의 중앙 방향으로 돌출되어 있는 적어도 하나의 걸림 날개를 더 구비할 수 있으며, 상기 걸림 날개는 상기 챔버 몸체의 회전 시에 상기 순환 골재가 걸리도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 가스 공급 장치는 상기 챔버 몸체의 일측에 위치하고 있으며, 상기 탄산 가스가 공급되는 가스 공급기, 상기 챔버 몸체의 내부에 위치하고 있으며, 상기 고정 프레임에 연접되어 있는 적어도 하나의 주입 노즐, 상기 고정 프레임의 일측에 삽입되어 있으며, 상기 주입 노즐과 상기 가스 공급기를 연결시키는 가스 주입관, 상기 가스 주입관에 연결되어 있으며, 상기 가스 주입기에서 공급되는 가스의 공급량이 조절되는 주입 밸브, 상기 고정 프레임의 타측에 삽입되어 있으며, 상기 주입 노즐과 상기 가스 공급기를 연결시키는 가스 회수관, 그리고 상기 가스 회수관에 연결되어 있으며, 상기 챔버 몸체에서 회수되는 상기 탄산 가스의 회수량이 조절되는 회수 밸브를 포함할 수 있으며, 상기 주입 밸브와 상기 회수 밸브는 상기 주입 노즐에 각각 연결되어 있는 상기 가스 주입관과 상기 가스 회수관을 개폐시켜 상기 탄산 가스를 선택적으로 주입 및 회수 시킬 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 방법은 순환 골재를 챔버 몸체의 투입구로 투입하는 단계, 상기 순환 골재가 상기 챔버 몸체에 투입된 상태에서 상기 챔버 몸체를 폐쇄하는 단계, 폐쇄된 상기 챔버 몸체의 내부에 탄산 가스를 주입하는 단계, 상기 탄산 가스가 주입된 상기 챔버 몸체의 내부에서 상기 순환 골재를 교반하면서 상기 탄산 가스와 반응하여 중성화 하는 단계, 그리고 상기 챔버 몸체의 내부에 상기 탄산 가스를 회수하고, 상기 챔버 몸체의 내부에 상기 순환 골재를 배출하는 단계를 포함한다.
더불어, 상기 중성화 하는 단계에서 상기 챔버 몸체에는 히터가 구비되어 있으며, 상기 히터의 가동으로 상기 순환 골재의 중성화가 촉진되는 온도로 가열시키고, 그 가열 온도를 유지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 교반 장치가 설치되어 있으며, 내부에 이산화 탄소가 탄산 가스 형태로 기 설정된 압력으로 공급되는 챔버 몸체에 순환 골재가 투입되어 기 설정된 압력을 가지는 챔버 몸체의 내부에서 교반되면서 중성화 작업이 수행됨으로써, 순환 골재의 중성화 반응이 촉진되어 중성화 작업의 시간을 단축시키는 장점이 있다.
또한, 순환 골재는 이산화 탄소와 반응하여 중성화되는 것으로, 온난화 현상을 일으키는 이산화 탄소를 탄산 칼슘의 형태로 순환 골재에 저장시킬 수 있음으로써, 이산화탄소의 활용도가 확대되고, 이산화탄소가 저장에 의해 저감시킬 수 있음에 따라 환경을 개선시킬 수 있는 이점이 있다.
그리고, 순환 골재의 수산화 칼슘이 이산화 탄소가 반응하여 중성 물질인 탄산 칼슘과 물이 생성됨으로써, 강알칼리성의 순환 골재를 중성화 하면서도 공해 물질이 생성되지 않는 장점이 있다.
아울러, 순환 골재에 촉진 탄산화 반응에 의해 생성되는 탄산 칼슘은 수산화 칼슘과 비교하여 큰 부피를 가지고 있음에 따라, 수산화 칼슘이 이산화 탄소에 반응에 의해 탄산 칼슘으로 대체되면 부피가 팽창되면서 순환 골재에 형성된 공극을 폐쇄시킴으로써, 순환 골재의 밀도가 증대되고, 순환 골재 내부에 중금속 물질이 외부로 유출되는 것이 방지됨에 따라 환경 오염물질이 유출되지 않으면서 밀도 증대로 인해 품질이 향상되는 이점이 있다.
더불어, 순환 골재가 투입되어 중성화 하는 챔버의 내부에는 탄산화가 촉진되는 최적의 온도로 가열하여 유지하는 가열 장치가 설치되어 있음에 따라 탄산화를 촉진 시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치의 사용 상태를 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치를 나타내는 사시도.
도 4는 도 3의 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치의 사용 상태를 나타내는 개략도.
도 5은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치를 나타내는 사시도.
도 6은 도 5의 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치의 사용 상태를 나타내는 정면 개략도.
도 7은 도 5의 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치의 사용 상태를 나타내는 측면 개략도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 방법을 나타내는 공정도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 중성화 장치 110 : 챔버
111 : 챔버 몸체 112 : 중성화 공간
113 : 투입구 114 : 투입 개폐체
115 : 배출구 116 : 배출 개폐체
117 : 히터 118 : 걸림 날개
120 : 교반 장치 121 : 교반 봉
122 : 스크류날 123 : 교반 모터
124 : 교반관 125 : 이송 공간
126 : 교반 스크류 130 : 챔버 회전부
131 : 챔버 회전축 132 : 고정 프레임
133 : 베어링 134 : 지지 프레임
135 : 회전 모터 136 : 통공
140 : 가스 공급 장치 141 : 가스 공급기
142 : 가스 주입관 143 : 주입 노즐
144 : 주입 밸브 145 : 가스 회수관
146 : 회수 밸브
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 제1 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치는 도 1 및 도 2를 참고하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치의 사용 상태를 나타내는 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면 본 발명의 제1 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치(100)는 챔버(110), 교반 장치(120), 그리고 가스 공급 장치(140)를 포함한다.
챔버(110)는 순환 골재(1)가 중성화 되는 챔버 몸체(111), 투입 개폐체(114), 배출 개폐체(116), 그리고 히터(117)가 포함된다. 챔버 몸체(111)는 내부에 순환 골재(1)가 수납되는 중성화 공간(112)을 가지고 있다. 챔버 몸체(111)의 일측에는 순환 골재(1)가 투입되는 투입구(113)가 형성되어 있다. 챔버 몸체(111)의 타측에는 순환 골재(1)가 배출되는 배출구(115)를 가지고 있다. 챔버 몸체(111)는 순환 골재(1)가 투입구(113)로 투입되어 중성화 공간(112)에 수납된다. 수납된 순환 골재(1)는 중성화 공간(112)에서 중성화 된다. 중성화 된 후에 순환 골재(1)는 배출구(115)를 통해서 챔버 몸체(111)에서 배출된다.
여기서, 본 명세서에서의 챔버(110)는 직사각형 형태로 수평 방향으로 순환 골재(1)가 공급 및 배출될 수 있는 형태를 가지고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이다. 즉, 챔버(110)는 순환 골재(1)가 투입 및 배출될수 있고, 내부에 공간을 가지는 있다면 통상의 모든 형태가 포함된다. 따라서, 챔버(110)는 원통형, 정사면체 등의 형상이 적용될 수 있으며, 수직, 수평, 경사 방향으로 순환 골재(1)가 공급 및 배출될 수 있는 형태가 사용될 수 있다.
투입 개폐체(114)는 투입구(113)의 일측에 배치되어 있으며, 투입구(113)를 개폐시킬 수 있다. 투입 개폐체(114)는 순환 골재(1)의 투입 시에 투입구(113)를 개방시킨다. 개방된 투입구(113)로 순환 골재(1)가 투입된다. 순환 골재(1)의 투입을 마친 투입구(113)는 투입 개폐체(114)로 폐쇄된다. 투입 개폐체(114)는 외부의 불순물의 유입과 외부 공기의 유입을 방지시킨다. 또한, 투입 개폐체(114)는 투입구(113)를 폐쇄시켜 챔버 몸체(111)에 주입되는 탄산 가스의 압력을 유지시킬 수 있도록 한다.
여기서, 본 명세서에서의 투입 개폐체(114)는 투입구(113)를 막을 수 있는 판 형태로형성되어 있다. 이는 설명의 편의를 위한 것이다. 즉, 투입 개폐체(114)는 투입구(113)를 개폐시킬 수 있는 통상의 모든 수단이 포함된다. 따라서, 투입 개폐체(114)는 개폐 밸브, 개폐 뚜껑, 그리고 개폐 커버 등의 투입구(113)를 개폐시키는 통상의 수단이 모두 포함될 수 있다.
배출 개폐체(116)는 배출구(115)의 일측에 배치되어 있으며, 배출구(115)를 개폐시킬 수 있다. 배출 개폐체(116)는 순환 골재(1)의 투입과 중성화 공정 시에 폐쇄된다. 배출 개폐체(116)는 순환 골재(1) 투입 시에 배출구(115)를 폐쇄시켜 투입된 순환 골재(1)가 배출구(115)를 통해서배출되는 것이 방지된다. 또한, 투입구(113)와 배출구(115)는 중성화 과정에서 배출 개폐체(116)와 투입 개폐체(114)로 폐쇄되어 내부에 공급된 탄산 가스의 유출을 막고 기 설정된 압력을 유지시킬 수 있도록 챔버 몸체(111)를 폐쇄시킨다. 순환 골재(1)의 중성화 공정을 마친 후에 순환 골재(1)가 배출되도록 배출 개폐체(116)가 작동되어 배출구(115)를 개방시킨다. 개방된 배출구(115)를 통해서 중성화 과정을 마친 순환 골재(1)가 배출된다.
여기서, 본 명세서에서의 배출 개폐체(116)는 배출구(115)를 막을 수 있는 판 형태로형성되어 있다. 이는 설명의 편의를 위한 것이다. 즉, 배출 개폐체(116)는 배출구(115)를 개폐시킬 수 있는 통상의 모든 수단이 포함된다. 따라서, 배출 개폐체(116)는 개폐 밸브, 개폐 뚜껑, 그리고 개폐 커버 등이 사용될 수 있다.
히터(117)는 챔버 몸체(111)의 내부에 설치되어 있다. 히터(117)는 중성화 공간(112)의 내부에 위치하고 있으며, 중성화 공간(112)의 내부를 가열시킨다. 히터(117)는 밀폐된 챔버 몸체(111)의 내부를 중성화에 적합한 온도가 되도록 가열시킨다. 또한, 히터(117)는 중성화 과정에서 적합한 온도가 유지될 수 있도록 가동된다. 따라서, 챔버 몸체(111)의 내부에 설치된 히터(117)는 순환 골재(1)의 중성화 과정에서 최적의 온도를 유지시켜 중성화가 촉진될 수 있도록 한다.
교반 장치(120)는 챔버 몸체(111)의 내부에 투입된 순환 골재(1)를 교반시키는 교반체(121) 및 교반 모터(123)를 포함한다. 교반체(121)는 챔버 몸체(111)의 순환 골재(1)가 투입되는 내부에 위치하고 있다. 교반체(121)는 회전에 의해 수납된 순환 골재(1)를 교반시킨다. 순환 골재(1)는 중성화 과정에서 교반체(121)의 회전에 의해 교반되고, 교반 후에는 교반체(121)의 회전에 의해 배출구(115) 측으로 배출된다. 이때, 교반체(121)는 순환 골재(1)의 교반과 동시에 파쇄되는 작용도 동시에 수행될 수 있다. 교반체(121)의 바깥 둘레에는 적어도 하나 이상의 스크류날(122)이 형성될 수 있다. 스크류날(122)은 교반되는 순환 골재(1)에 접촉하여 교반 효율을 증대시킬 수 있다.
여기서, 본 명세서에서 교반체(121)는 선택적으로 스크류날(122)을 사용하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이다. 교반체(121)는 순환 골재를 교반시킬 수 있는 통상의 모든 교반 수단이 포함될 수 있다. 따라서, 교반체(121)는 스크류, 타격봉, 그리고 프로펠러 형태의 교반 수단 등이 사용될 수 있다.
교반 모터(123)는 챔버 몸체(111)의 일측에 설치되어 있으며, 교반체(121)와 연결되어 있다. 교반 모터(123)를 작동시키면 챔버 몸체(111)의 내부에 위치한 교반체(121)가 회전된다. 교반체(121)가 회전되어 순환 골재(1)를 교반시킨다. 즉, 순환 골재(1)가 중성화 공간(112)에 수납되어 폐쇄된 상태에서 교반 모터(123)가 작동되어 교반체(121)를 회전시키고, 교반체(121)의 회전에 의해 순환 골재(1)가 교반된다. 교반을 마치면 배출 개폐체(116)로 배출구(115)를 개방시킨 상태로 교반 모터(123)의 작동에 의해 교반체(121)를 회전시켜 배출구(115)로 순환 골재(1)를 배출시킬 수 있다.
가스 공급 장치(140)는 탄산 가스가 공급되는 가스 공급기(141), 가스 주입관(142), 주입 노즐(143), 주입 밸브(144), 가스 회수관(145), 그리고 회수 밸브(146)가 포함된다. 가스 공급기(141)는 챔버 몸체(111)의 일측에 위치하고 있으며, 내부에 탄산 가스가 저장되어 있다. 가스 공급기(141)는 내부에 저장된 탄산 가스를 챔버 몸체(111)로 공급시킨다.
여기서, 가스 공급기(141)는 탄산 가스를 저장하는 장치와 탄산 가스를 발생시키는 장치가 모두 포함될 수 있다. 즉, 가스 공급기(141)는 통상에 탄산 가스를 공급시킬 수 있는 모든 장치가 포함된다.
가스 주입관(142)은 일측이 가스 공급기(141)에 연결되어 있고, 타측이 챔버 몸체(111)의 하부에 연결되어 있다. 가스 주입관(142)은 가스 공급기(141)와 챔버 몸체(111)를 연결시키고 있다. 가스 주입관(142)은 가스 공급기(141)의 탄산 가스를 챔버 몸체(111)의 하부로 공급시킨다.
주입 노즐(143)은 챔버 몸체(111)의 내부에 위치하고 있으며, 가스 주입관(142)에 연결되어 있다. 주입 노즐(143)은 가스 주입관(142)과 연결되도록 중성화 공간(112)의 하부에 위치하고 있다. 가스 공급기(141)에서 공급된 탄산 가스는 가스 주입관(142)을 거쳐서 주입 노즐(143)로 공급된다. 탄산 가스는 주입 노즐(143)을 통해서 확산되어 중성화 공간(112) 전체로 공급된다.
주입 밸브(144)는 가스 주입관(142)에 연결되어 있다. 주입 밸브(144)는 가스 주입관(142)에 탄산 가스가 주입되는 위치에 연결 설치되어 있다. 주입 밸브(144)는 가스 주입관(142)을 통해서 주입되는 탄산 가스의 공급량을 조절한다. 공급량이 조절된 탄산 가스는 가스 주입관(142)을 통해서 주입 노즐(143)로 중성화 공간(112)에 주입된다.
가스 회수관(145)은 일측이 챔버 몸체(111)의 상부에 연결되어 있고, 타측이 가스 공급기(141)에 연결되어 있다. 가스 회수관(145)은 중성화 공간(112) 내부에 공급된 탄산 가스가 회수되어 가스 공급기(141)로 회수된다. 가스 회수관(145)은 챔버 몸체(111)의 내부에 탄산 가스와 순환 골재(1)가 반응하여 중성화 작업을 마친 후에 남아있는 탄산 가스가 가스 공급기(141)로 회수된다.
회수 밸브(146)는 가스 회수관(145)에 연결되어 있다. 회수 밸브(146)는 가스 회수관(145)에 연결되어 탄산 가스의 회수량이 조절된다. 챔버 몸체(111)의 내부에 수납된 순환 골재(1)의 중성화 작업을 마친 후에 남은 탄산 가스는 회수 밸브(146)의 개방에 의해 가스 회수관(145)을 통해서 가스 공급기(141)로 회수된다.
따라서, 가스 공급기(141)에서 공급되는 탄산 가스는 챔버 몸체(111)에 내부에 기 설정된 압력이 되도록 주입 밸브(144)를 작동시켜 가스 주입관(142)을 통해서 공급되고, 중성화 과정을 마친 후에 회수 밸브(146)를 작동시켜 가스 회수관(145)을 통해서 가스 공급기(141)로 회수된다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치(100)는 도 3 및 도 4를 참고하여 살펴본다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치의 사용 상태를 나타내는 개략도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치(100)는 챔버(110), 교반 장치(120), 그리고 가스 공급 장치(140)를 포함한다. 여기서, 챔버(110) 및 가스 공급 장치(140)와 교반 장치(120)의 일부 구성은 도 1 및 도 2에 나타낸 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치(100)와 실질적으로 동일함으로써, 그 설명을 생략하도록 한다.
교반 장치(120)는 챔버 몸체(111)의 내부에 설치되어 있는 교반관(124), 교반 스크류(126), 그리고 교반 모터(123)를 포함한다. 교반관(124)은 챔버 몸체(111)의 내부에 설치되어 있으며, 내부에 이송 공간(125)을 가진다. 교반관(124)은 중성화 공간(112)을 가로질러 설치되어 있으며, 양측이 챔버 몸체(111)와 떨어져 있다. 즉, 교반관(124)은 양측에 떨어진 간격으로 순환 골재(1)가 투입 및 배출 될 수 있다. 교반관(124)은 떨어진 일측에 순환 골재(1)가 유입되고, 떨어진 타측으로 순환 골재(1)가 배출됨으로써, 중성화 공간(112)의 내부에 순환 골재(1)가 순환될 수 있도록 한다.
교반 스크류(126)는 이송 공간(125)의 내부에 설치되어 있다. 교반 스크류(126)는 이송 공간(125)의 내부에서 회전된다. 교반 스크류(126)는 일측으로 유입되는 순환 골재(1)를 이송 공간(125)을 통해서 타측으로 이송시킨다. 교반 스크류(126)의 작동에 의해 중성화 공간(112)의 내부에 투입된 순환 골재(1)가 순환되면서 교반시킨다. 또한, 교반 스크류(126)는 이송 공간(125)의 내부에 이송되는 순환 골재(1)를 파쇄시킬 수 있다.
교반 모터(123)는 챔버 몸체(111)의 일측에 설치되어 있으며, 교반 스크류(126)와 연결되어 있다. 교반 모터(123)는 이송 공간(125)에 위치한 교반 스크류(126)를 회전시킨다. 교반 모터(123)는 작동의 의해 교반 스크류(126)를 회전시켜 순환 골재(1)를 중성화 공간(112)의 내부에서 교반시킨다.
그리고, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치는 도 5 내재 도 7을 참고하여 살펴본다.
도 5은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치를 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5의 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치의 사용 상태를 나타내는 정면 개략도이며, 도 7은 도 5의 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치의 사용 상태를 나타내는 측면 개략도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치(100)는 챔버(110), 챔버 회전부(130), 그리고 가스 공급 장치(140)를 포함한다. 여기서, 챔버(110) 및 가스 공급 장치(140)의 일부 구성은 실질적으로 동일함에 따라 그 설명을 생략하도록 한다.
챔버 몸체(111)의 내부에는 걸림 날개(118)가 더 구비될 수 있다. 걸림 날개(118)는 챔버 몸체(111)의 내부에 설치되어 있으며, 중성화 공간(112)의 중앙을 향해서 적어도 하나 이상으로 돌출되어 있다. 걸림 날개(118)는 챔버 몸체(111)의 안쪽 둘레에서 중앙 방향으로 돌출되어 있다. 걸림 날개(118)는 중성화 공간(112)에 투입된 순환 골재(1)에 접촉된다.
챔버 회전부(130)는 챔버 몸체(111)의 중앙에 고정되어 있는 챔버 회전축(131), 고정 프레임(132), 지지 프레임(134), 그리고 회전 모터(135)를 포함한다. 챔버 회전축(131)은 챔버 몸체(111)의 중앙에 삽입되어 있으며, 챔버 몸체(111)에 고정되어 있다. 챔버 회전축(131)은 챔버 몸체(111)의 중앙을 관통하여 양측으로 돌출되어 있다. 챔버 회전축(131)은 챔버 몸체(111)와 함께 회전될 수 있도록 고정되어 있다.
고정 프레임(132)은 챔버 회전축(131)의 양측에 삽입되어 있다. 고정 프레임(132)과 챔버 회전축(131) 사이에는 베어링(133)이 설치되어 있다. 베어링(133)은 회전되는 챔버 회전축(131)이 지지되어 있으며, 챔버 회전축(131)을 지지하면서도 고정 프레임(132)이 고정 상태가 유지되도록 설치되어 있다.
지지 프레임(134)은 고정 프레임(132)의 양측면에 고정되어 있으며, 지면에 안착될 수 있도록 지지하고 있다. 지지 프레임(134)은 고정 프레임(132)의 양측 바깥면에 설치되어 있으며, 챔버 회전축(131)이 고정되는 통공(136)을 가지고 있다. 지지 프레임(134)은 챔버(110)와 챔버(110)에 고정된 챔버 회전축(131), 그리고 고정 프레임(132)이 지지되어 있다.
회전 모터(135)는 지지 프레임(134)의 일측에 배치되어 있으며, 챔버 회전축(131)과 연결되어 있다. 회전 모터(135)가 작동되면 연결된 챔버 회전축(131)을 회전시킨다. 챔버 회전축(131)이 회전되면 고정된 챔버 몸체(111)가 함께 회전된다. 챔버 몸체(111)가 회전되면 중성화 공간(112)의 내부에 투입된 순환 골재(1)가 교반되면서 회전시킨다. 중성화 공간(112)에는 적어도 하나 이상의 걸림 날개(118)가 돌출되어 있음에 따라 챔버 몸체(111)가 회전되면서 걸림 날개(118)가 순환 골재(1)가 걸려서 교반 효율이 증대된다.
주입 노즐(143)은 중성화 공간(112)의 내부에 위치하고 있으며, 고정 프레임(132)의 연접된 위치에 설치되어 있다. 가스 주입관(142)은 고정 프레임(132)의 내부에 삽입되어 있으며, 챔버 몸체(111)가 정지된 상태에서 일측이 주입 노즐(143)에 연결된다. 가스 주입관(142)의 타측은 가스 공급기(141)에 연결되어 있다. 가스 공급기(141)에서 주입되는 탄산 가스는 챔버 몸체(111)가 정지된 상태에서 주입 밸브(144)의 작동에 의해 가스 주입관(142)을 통해서 주입 노즐(143)로 확산되면서 중성화 공간(112)에 공급된다.
가스 회수관(145)은 고정 프레임(132)의 내부에 삽입되어 있으며, 챔버 몸체(111)가 정지된 상태에서 일측이 주입 노즐(143)에 연결된다. 가스 회수관(145)의 타측은 가스 공급기(141)에 연결되어 있다. 챔버 몸체(111)의 내부에 사용된 탄산 가스는 회수 밸브(146)의 작동에 의해 가스 회수관(145)을 통해서 가스 공급기(141)로 회수된다.
따라서, 챔버 몸체(111)에는 순환 골재(1)의 투입 후에 밀폐된 상태로 가스 주입관(142)을 통해서 탄산 가스가 주입된다. 탄산 가스는 가스 주입관(142)을 통해서 주입 노즐(143)로 챔버 몸체(111) 내부에 주입된다. 탄산 가스가 공급된 챔버 몸체(111)는 회전 모터(135)의 작동에 의해 회전되면서 내부의 순환 골재(1)가 교반된다. 챔버 몸체(111)가 회전되면 내부에 돌출된 걸림 날개(118)와 순환 골재(1)가 상호 접촉되면서 교반의 효율이 증대된다. 순환 골재(1)의 중성화 공정이 끝나면 챔버 몸체(111)의 회전이 중지된다. 회전이 중지되면 주입 노즐(143)은 가스 회수관(145)에 연결된다. 회수 밸브(146)를 작동시키면 가스 회수관(145)을 통해서 가스 공급기(141)로 탄산 가스가 회수된다. 탄산 가스 회수 후에 배출구(115)를 개방하여 순환 골재(1)를 배출시켜 중성화를 마친다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 방법은 도 7을 참고하여 살펴본다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 방법을 나타내는 공정도이다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 방법은 순환 골재 투입 단계(S1), 챔버 몸체 폐쇄 단계(S2), 탄산 가스 주입 단계(S3), 중성화 단계(S4), 그리고 순환 골재 배출 단계(S5)를 포함한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 방법은 설명의 편의를 위해서 도 1 및 도 2에 나타낸 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치(100)를 사용하여 중성화 하는 방법이 개시된다.
먼저, 상기 순환 골재 투입 단계(S1)는 챔버 몸체(111)의 내부에 순환 골재(1)를 투입하는 단계이다. 폐 건물이나 폐 콘크리트에 파쇄 시 수거되는 순환 골재(1)는 내부에 중금속과 시멘트가 포함되어 있다. 시멘트의 주성분은 이산화규소(SiO2)와 산화 칼슘(CaO)으로 이루어져 있다. 콘크리트 구조물은 시멘트를 물과 골재가 함께 혼합되어 시공된다. 시멘트의 성분 중에 산화 칼슘(CaO)은 물(H2O)과 함께 반응하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 된다. 수산화 칼슘(Ca(OH)2)은 pH가 12∼13의 강 알칼리성 물질로써, 순환 골재(1)의 재 활용하기 위해서 도로 기층용, 노상용 복토용 등에 사용되도록 토양에 매몰시키게 되면 생물이 생장할 수 없도록 토양을 강 알칼리화 하여 환경을 오염시킨다. 특히, 순환 골재(1)의 내부에는 중금속 성분이 포함되어 있다. 따라서, 순환 골재(1)는 토양을 오염시키는 강 알칼리성의 수산화 칼슘과 중금속이 내포되어 있다.
상술한 바와 같이, 강알칼리성의 수산화칼슘과 중금속이 포함된 순환 골재(1)는 챔버 몸체(111)의 개방된 투입구(113)로 투입된다.
상기 챔버 몸체 폐쇄 단계(S2)는 순환 골재(1)의 투입을 마친 챔버 몸체(111)를 외부의 공기가 내부로 유입되지 않고, 내부의탄산 가스가 누출되지 않고 압력을 유지하도록 폐쇄시키는 단계이다. 챔버 몸체(111)의 일측에 위치한 투입구(113)가 폐쇄되도록 투입 개폐체(114)를 작동시킨다. 챔버 몸체(111)의 타측에 위치한 배출구(115)가 폐쇄되도록 배출 개폐체(116)를 작동시킨다. 이렇게, 투입구(113)과 배출구(115)를 투입 개폐체(114)와 배출 개폐체(116)로 폐쇄시켜 외부의 공기가 유입되지 않도록 차단한다. 또한, 중성화 공간(112)에 탄산 가스가 공급되어 기 설정된 압력을 유지할 수 있도록 폐쇄된다.
상기 탄산 가스 주입 단계(S3)는 폐쇄된 챔버 몸체(111)의 내부에 위치한 중성화 공간(112)으로 탄산 가스를 주입하는 단계이다. 가스 공급기(141)의 탄산 가스는 주입 밸브(144)를 작동하여 가스 주입관(142)을 통해서 주입 노즐(143)로 주입된다. 주입된 탄산 가스는 주입 노즐(143)을 통해서 중성화 공간(112)의 내부에 주입된다.
상기 중성화 단계(S4)는 탄산 가스가 주입된 중성화 공간(112)의 내부에서 순환 골재(1)가 교반하는 상태에서 중성화 됨으로써, 탄산 가스와 순환 골재(1)의 접촉에 의한 중성화 과정을 촉진시켜 촉진 중성화에 따라 순환 골재(1)를 중성화 하는 단계이다. 이렇게, 순환 골재(1)에 탄산 가스를 주입하게 되면 중성화 반응이 일어난다. 즉, 순환 골재(1)에 포함되어 있는 수산화 칼슘(Ca(OH)2)은 하기의 화학식 1 과 같이, 탄산 가스의 이산화탄소(CO2)와 반응하여 중성물질인 탄산칼슘(CaCO3)과 물(H2O)로 변환된다.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
탄산 칼슘(calcium carbonate)은 칼슘의 탄산염으로 대리석, 방해석, 선석(霰石), 석회석, 백악, 빙주석(氷洲石), 조개껍질, 달걀껍질, 산호 등으로서 산출된다. 시멘트의 주원료, 산화칼슘의 원료, 제철, 건축재료 등의 각종 중화제(中和劑)로 사용된다. 즉, 탄산 칼슘은 중화제로 사용될 정도로 중성화 된 물질임으로써, 강 알칼리의 수산화 칼슘이 탄산 칼슘으로 변환되면서 pH가 낮아진다.
또한, 수산화칼슘(Ca(OH)2)는 분자량이 33, 비중이 2.24로 부피비가 33이다. 이와 비교하여 탄산 칼슘(CaCO3)는 분자량이 100, 비중이 2.71로 부피비가 36.9이다. 따라서, 수산화칼슘이 중성화에 따라 탄산 칼슘으로 변환되면 부피가 약 12% 팽창한다.
즉, 수산화 칼슘과 탄산 가스의 중성화 반응에 의해 생성되는 탄산 칼슘은 수산화 칼슘에 비해서 부피가 큼에 따라 수산화칼슘이 탄산 칼슘으로 변환되면서 부피가 팽창된다. 부피가 팽창된 탄산 칼슘은 순환 골재(1)에 형성되어 있는 공극을 막는다. 즉, 순환 골재(1)의 형성되어 있는 공극은 탄산 칼슘의 부피 팽창에 의해 막아진다. 공극이 막힌 순환 골재(1)는 밀도가 증대되고, 순환 골재(1)의 내부에 남아 있는 중금속 물질이 외부로 유출되는 것을 막는다. 따라서, 밀도가 증대되어 순환 골재(1)의 품질이 좋아지고, 중금속 물질이 외부로 유출되지 않아 환경 오염도 줄일 수 있다.
또한, 탄산 가스가 주입되어 순환 골재(1)의 내부에 위치한 스크류날(122)이 바깥 둘레에 형성된 교반체(121)를 회전시키도록 교반 모터(123)를 작동시킨다. 교반 모터(123)가 작동되면 교반체(121)가 회전되면서 순환 골재(1)를 교반시킨다. 순환 골재(1)가 교반되면서 탄산 가스의 접촉되는 면이 증대되고, 순환 골재(1)의 전체 면이 탄산 가스에 노출되어 중성화 반응이 촉진된다.
상기 교반 장치(120)는 본 명세서의 제1 실시예를 적용하고 있다. 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 순환 골재(1)를 교반할 수 있는 모든 장치가 포함될 수 있다. 따라서, 순환 골재(1)를 중성화 하기 위해 교반되는 장치가 변형 및 개량된 형태를 가지고 있어도 본 명세서의 권리 범위에 속하는 것은 당업자에게 자명하다.
그리고, 중성화 단계(S4)에서는 챔버 몸체(111)의 내부에 설치되어 있는 히터(117)를 작동하여 중성화가 촉진될 수 있는 온도로 가열시킬 수 있다. 중성화가 촉진되는 온도가 되도록 히터(117)를 가동시키고, 촉진 온도에 도달하면 그 온도를 유지시키기 위해서 히터(117)가 작동된다.
상기 순환 골재 배출 단계(S5)는 중성화 단계(S4)를 마치면 챔버 몸체(111)의 내부에 주입된 탄산 가스를 회수하고, 회수가 마치면 배출 개폐체(116)를 작동시켜 배출구(115)를 개방하고, 개방된 배출구(115)를 통해서 순환 골재(1)가 배출된다. 배출된 순환 골재(1)는 pH는 7.5~10의 중성화된 골재가 된다.
중성화 공간(112)은 중성화 단계(S4)를 마치면 회수 밸브(146)를 작동하여 가스 회수관(145)을 통해서 가스 공급기(141)로 회수한다. 탄산 가스가 회수되면 중성화 공간(112)의 내부 압력이 저하된다. 즉, 중성화 공간(112)의 압력이 저하되면서 그 압력의 탄산 가스는 가스 회수관(145)을 통해서 가스 공급기(141)로 회수된다. 탄산 가스의 회수를 마치면 배출 개폐체(116)를 작동하여 배출구(115)가 개방된다. 개방된 배출구(115)를 통해서 순환 골재(1)가 배출되어 중성화 작업을 마친다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 방법은 도 1 및 도 2에 나타낸 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치를 사용하여 중성화 하는 방법이 개시되어 있다. 이는 설명의 편의를 위한 것이다. 즉, 제1 내지 제3의 실시예에 따른 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치가 사용될 수 있다. 또한, 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 방법에 적용되는 통상의 장치가 모두 사용될 수 있다. 따라서, 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 방법에 따라서 하나의 장치를 사용하거나, 여러 장치를 복합적으로 결합하여도 동일한 목적을 달성하기 위한 동일한 작용효과를 가지고 있으면 본 명세서의 권리 범위에 속하는 것은 당업자에게 자명하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (12)

  1. 순환 골재가 안쪽에 수납되는 중성화 공간을 가지고, 일측에 순환 골재가 투입되는 투입구를 가지며, 타측에 순환 골재가 배출되는 배출구를 가지는 챔버 몸체,
    상기 투입구의 일측에 배치되어 있으며, 상기 투입구를 개폐시킬 수 있는 투입 개폐체,
    상기 배출구의 일측에 배치되어 있으며, 상기 배출구를 개폐시킬 수 있는 배출 개폐체,
    상기 챔버 몸체에 설치되어 있으며, 상기 중성화 간 내부에 위치한 상기 순환 골재를 교반시키는 교반 장치, 그리고
    상기 챔버 몸체의 일측에 연결되어 있으며, 상기 중성화 공간 내부에 탄산 가스를 공급시키는 가스 공급 장치
    를 포함하며,
    상기 투입 개폐체와 상기 배출 개폐체는 상기 탄산 가스가 공급된 상태에서 상기 중성화 공간을 폐쇄시킬 수 있고,
    상기 교반 장치는,
    상기 챔버 몸체의 내부 중앙에 위치하고 있으며, 안쪽으로 이송 공간을 가지는 교반관,
    상기 이송 공간의 내부에 위치하고 있으며, 상기 이송 공간을 통해서 상기 순환 골재를 상기 중성화 공간에 내부에서 움직이도록 이송시키는 교반 스크류, 그리고
    상기 챔버 몸체의 일측에 배치되어 있으며, 상기 교반 스크류를 회전시키도록 연결되어 있는 교반 모터
    를 포함하며,
    상기 교반 스크류는 상기 교반 모터의 작동으로 회전되어 상기 중성화 공간에 투입된 상기 순환 골재가 교반되면서 상기 교반관을 통하여 이송시켜 상기 중성화 공간의 내부에 위치한 상기 순환 골재가 순환될 수 있는
    촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 몸체의 내부에 배치되어 있으며, 상기 중성화 공간을 가열시키는 히터를 더 포함하는 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급 장치는
    상기 챔버 몸체의 일측에 위치하고 있으며, 상기 탄산 가스가 공급되는 가스 공급기,
    상기 가스 공급기와 상기 챔버 몸체의 상기 순환 골재가 투입된 일측을 연결하고 있으며, 상기 가스 공급기에서 공급되는 상기 탄산 가스를 상기 챔버 몸체에 주입시키는 가스 주입관,
    상기 가스 주입관에 연결되어 있으며, 상기 가스 주입기에서 공급되는 가스의 공급량이 조절되는 주입 밸브,
    상기 챔버 몸체의 내부에 위치하고 있으며, 상기 가스 주입관에 연결되어 상기 중성화 공간으로 가스를 분사시키는 주입 노즐,
    상기 챔버 몸체의 타측과 상기 가스 주입기를 연결하고 있으며, 상기 중성화 공간에 공급된 상기 탄산 가스가 회수되는 가스 회수관, 그리고
    상기 가스 회수관에 연결되어 있으며, 상기 챔버 몸체에서 회수되는 상기 탄산 가스의 회수량이 조절되는 회수 밸브
    를 포함하며,
    상기 가스 회수관은 상기 순환 골재에 촉진 중성화 반응을 마친 상기 탄산 가스가 상기 회수 밸브로 회수되는 량이 조절되면서 상기 가스 주입기로 회수될 수 있는
    촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020090022813A 2009-01-21 2009-03-17 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법 KR100919301B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090005254 2009-01-21
KR20090005254 2009-01-21

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090054563A Division KR20100085814A (ko) 2009-06-18 2009-06-18 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100919301B1 true KR100919301B1 (ko) 2009-10-01

Family

ID=41571891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090022813A KR100919301B1 (ko) 2009-01-21 2009-03-17 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100919301B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101237775B1 (ko) * 2010-04-21 2013-02-28 박봉찬 순환골재의 페하 저감방법 및 그 장치
KR101269904B1 (ko) 2011-08-30 2013-06-04 한국건설기술연구원 순환골재의 이물질 제거 및 알카리 저감장치
KR101294091B1 (ko) * 2011-08-11 2013-08-08 한국건설기술연구원 건설폐토석의 이물질 선별제거장치 및 이를 이용한 건설폐토석의 안정화 처리방법
KR102621622B1 (ko) * 2022-11-24 2024-01-05 한일시멘트 주식회사 Co2 주입장치가 구비된 이동식 사일로 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05238792A (ja) * 1992-02-28 1993-09-17 Sumitomo Cement Co Ltd 再生骨材の製造方法および再生骨材
KR20070024193A (ko) * 2005-08-26 2007-03-02 주식회사 그린환경 액화 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거 방법과장치 및 그에 의해 생산된 순환골재
KR100750689B1 (ko) * 2006-08-17 2007-08-22 장용식 슬래그 중화 장치 및 슬래그 중화 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05238792A (ja) * 1992-02-28 1993-09-17 Sumitomo Cement Co Ltd 再生骨材の製造方法および再生骨材
KR20070024193A (ko) * 2005-08-26 2007-03-02 주식회사 그린환경 액화 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거 방법과장치 및 그에 의해 생산된 순환골재
KR100750689B1 (ko) * 2006-08-17 2007-08-22 장용식 슬래그 중화 장치 및 슬래그 중화 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101237775B1 (ko) * 2010-04-21 2013-02-28 박봉찬 순환골재의 페하 저감방법 및 그 장치
KR101294091B1 (ko) * 2011-08-11 2013-08-08 한국건설기술연구원 건설폐토석의 이물질 선별제거장치 및 이를 이용한 건설폐토석의 안정화 처리방법
KR101269904B1 (ko) 2011-08-30 2013-06-04 한국건설기술연구원 순환골재의 이물질 제거 및 알카리 저감장치
KR102621622B1 (ko) * 2022-11-24 2024-01-05 한일시멘트 주식회사 Co2 주입장치가 구비된 이동식 사일로 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100919301B1 (ko) 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법
KR100527832B1 (ko) 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거방법 및 그장치
US20230406768A1 (en) Carbonation of concrete products
KR100714771B1 (ko) 액화 탄산가스를 이용한 순환골재의 석회성분 제거 방법과장치 및 그에 의해 생산된 순환골재
CN211415699U (zh) 一种再生混凝土生产混合配比装置
KR101038537B1 (ko) 연약지반 개량용 심층혼합처리장치 및 이를 이용한 심층혼합처리방법
KR101704672B1 (ko) 상향류 회전식 슬러지 저감장치
KR100919302B1 (ko) 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법
KR100973825B1 (ko) 중성화 촉진제 및 회수식 탄산수를 이용한 중성화 촉진 성능을 가진 이산화탄소 가스에 의한 순환골재의 중성화 장치
KR20100085814A (ko) 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법
Al-Tabbaa et al. Part I: Binders and Technologies—Basic Principles
KR20100085815A (ko) 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법
KR100919303B1 (ko) 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법
KR20100085816A (ko) 촉진 중성화 반응을 이용한 순환 골재의 중성화 장치 및 방법
KR101556673B1 (ko) 순환골재의 수소 이온 농도 저감 장치
JP2018103071A (ja) 再生土製造システムおよび再生土製造方法
KR102232235B1 (ko) 불연성 폐기물 재활용 처리장치
KR20240072959A (ko) 순환 골재의 품질 개선을 위한 건식 이산화탄소 처리 장치, 처리 시스템 및 처리 방법
CN207872339U (zh) 粉煤灰制浆机
JPH11315554A (ja) 発生土処理装置及び処理方法
JP2003206166A (ja) 骨材再生方法及び装置
KR102621622B1 (ko) Co2 주입장치가 구비된 이동식 사일로 장치
CN219359837U (zh) 一种沥青废粉基绿色胶凝材料混凝土搅拌装置
KR20200005101A (ko) 배합토를 포함하는 그라우트재 제조 및 시공 시스템
JP3692377B2 (ja) 真砂土及び建設残土により建設汚泥を中和し再生土木資材を得るリサイクル方法とその装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120924

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130924

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140828

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150902

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160922

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170901

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180903

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200309

Year of fee payment: 11