KR100926264B1

KR100926264B1 - 폐수 슬러지와 발전소의 소각재를 이용한 시멘트 부원료 제조방법

Info

Publication number: KR100926264B1
Application number: KR1020090030746A
Authority: KR
Inventors: 손병갑
Original assignee: (주) 선일인바텍; 이철민
Priority date: 2009-04-09
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2009-11-13

Abstract

본 발명은 하수, 폐수 처리장에서 발생하는 슬러지와 열병합발전소나 화력발전소에서 발생하는 소각재나 플라이 애쉬를 일정비율로 혼합 및 건분화하여 시멘트 부원료로 사용할 수 있도록 한 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 애쉬 저장조와 슬러지 저장탱크에 보관하는 저장공정과, 링블로워와 슬러지 이송펌프를 이용한 공급공정과, 혼합기를 이용하여 애쉬와 슬러지를 혼합하면서 가열하여 함수율을 낮추어 주는 혼합 및 가열공정과, 수직이송장치를 이용하여 저장사이로에 공급하는 이송보관공정과, 이송보관공정 중에 탈취제를 공급하는 탈취공정과 사이로에 보관된 혼합물을 반출하는 반출공정 등으로 이루어짐을 특징으로 한다.

폐수 슬러지. 플라이 애쉬, 시멘트 부원료, 함수율, 열매유

Description

폐수 슬러지와 발전소의 소각재를 이용한 시멘트 부원료 제조방법{Cement secondary material manufacture method that use wastewater sludge and cinder of power plant}

본 발명은 하수, 폐수 처리장에서 발생하는 슬러지와 열병합발전소나 화력발전소에서 발생하는 소각재나 플라이 애쉬(FLY ASH; 이하 '애쉬'로 통칭함)를 일정비율로 혼합 및 건분화하여 시멘트 부원료로 사용할 수 있도록 한 제조방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 시멘트는 석회석과 점토가 주원료이지만 그 외에도 다양한 물질로 된 부원료가 포함되어 시멘트가 제조된다.

종래에도 여러 가지 폐기물을 이용하여 시멘트 부원료로 사용할 수 있도록 한 시도가 있었으나, 문제는 적절한 재료의 선택과 혼합비 그리고 함수율을 적절한 수준으로 만드는 것이 어려웠고, 특히 함수율을 시멘트 원료로 사용되기 위한 적절한 비율로 낮추기 위해 가열 또는 건조하는 공정이 매우 비효율적이어서 폐기물을 이용한 시멘트 원료의 제조는 활성화되지 못하였으며, 따라서 슬러지나 애쉬 등과 같은 폐기물의 재활용률이 향상되지 못하였고 좀 더 효율적으로 시멘트 부원료로 사용할 수 있도록 하는 기술의 개발도 지지부진한 상태인 것이다.

또한, 폐기물의 경우는 상당한 악취의 발생이 문제가 되는데, 종래에는 이러한 악취에 대한 대처방법이 적절하지 못하여 시멘트를 제조하는 원료로 공급될 경우 매우 처리가 어려운 단점이 있었다.

상기 문제점과 필요성에 의해 안출된 본 발명은 하수, 폐수 처리장에서 발생하는 슬러지와 열병합발전소나 화력발전소에서 발생하는 소각재나 플라이 애쉬를 선택하여 적절한 비율로 혼합하고, 아울러 효율적인 방법에 의해 적절한 함수율을 가지도록 하면서 악취를 제거하는 등의 수단을 포함하여 개발된 것으로, 시멘트 원료로 매우 유용하게 사용할 수 있는 혼합물을 제공을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 애쉬 저장조와 슬러지 저장탱크에 보관하는 저장공정과, 링블로워와 슬러지 이송펌프를 이용한 공급공정과, 혼합기를 이용하여 애쉬와 슬러지를 혼합하면서 가열하여 함수율을 낮추어 주는 혼합 및 가열공정과, 수직이송장치를 이용하여 저장사이로에 공급하는 이송보관공정과, 이송보관공정 중에 탈취제를 공급하는 탈취공정과 사이로에 보관된 혼합물을 반출하는 반출공정 등으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면 적절한 수준의 함수율을 가진 혼합물을 용이하게 제공할 수 있게 되는 것으로서, 애쉬와 슬러지와 같은 폐기물을 효율적으로 재활용할 수 있어서, 재활용률의 향상에 의한 환경의 보호와 처리 비용을 크게 절감하여 폐기물을 발생하는 생산현장에서 큰 이득이 되며, 시멘트를 제조하는 생산공정에서는 적절한 함수율을 가진 혼합물을 시멘트 부원료를 편리하게 사용할 수 있게 되어 별도의 건조나 가열이 불필요하므로 생산 공정과 비용을 절감하고, 시멘트의 품질을 크게 향상시키게 되는 등 여러모로 매우 유익한 발명이라 할 수 있는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 구성 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 제조공정을 도시한 전체 공정도, 도 2는 본 발명의 가열공정부를 도시한 상세도, 도 3은 본 발명의 탈취공정부를 도시한 상세도이다.

*저장공정

본 발명은 애쉬와 슬러지를 공급하기 위해 확보된 재료를 저장하는 공정으로서, 일측에 애쉬 저장조(10)를 구성하고, 또한 슬러지 저장탱크(20)를 구비하여 반입된 애쉬와 슬러지를 저장토록 한다.

*공급공정

상기 애쉬 저장조(10)의 하단에는 링블로워(11)를 이용하여 저장된 애쉬가 공급관(12)으로 배출되게 하고, 슬러지 저장탱크(20)의 하부에는 이송펌프(21)를 설치하여 슬러지를 공급관(22)으로 배출되게 하였다.

상기 공급관(12)(22)은 이후 설명할 애쉬와 슬러지를 혼합하기 위한 혼합기(30)로 동시에 연결된다.

슬러지와 애쉬의 공급비율은 중량을 기준으로 슬러지 90% 내지 50%로 하고 애쉬는 10% 내지 50% 정도로 한다.

통상 슬러지는 80%를 초과하는 함수율을 갖는 것이 일반적이고 상기와 같이 함수율이 매우 낮은 애쉬를 혼합하여 70% 이하의 함수율을 얻게 된다.

*혼합공정

혼합기(30)는 일측에 투입구(31)가 있고 반대 측에 배출구(32)가 있는 관체(33)의 내부에 스크류(34)가 회전하여 투입구(31)를 통해 동시에 공급되는 애쉬와 슬러지가 혼합되면서 이송하여 배출구(32)로 배출되도록 하였다.

*가열공정

이러한 혼합과정에서 함수율의 조절을 위하여 건조수단이 구비되는데, 혼합기의 일측에 열매체 가열장치(40)를 구비하고 상기 스크류(34)를 내부가 비어 있는 관체형으로 구성한 다음 열매유를 열매공급관(35)을 통하여 스크류(34)의 내부 끝단부 까지 공급하고, 공급된 열매유가 스크류(34)의 내부를 가열한 다음 다시 입구로 배출되어 열매체 가열장치(40)를 순환하는 과정을 거치도록 구성한 것이다.

열매유를 회전하는 스크류(34)의 내부에 공급하기 위하여 로터리방식 조인트(36)가 구성됨은 당연한 것이다.

상기에서 가열에 의해 건조된 혼합물은 60% 이하의 함수율을 갖는다.

*이송 및 보관공정

혼합기(30)를 통과하여 혼합된 애쉬와 슬러지는 수직이송장치(50)와 분배이송장치(60)를 통하여 여러 개로 구분된 저장사이로(70)에 공급이 이루어져 저장사이로(70)에 보관된다.

*탈취공정

상기 분배이송장치(60)에 의해 혼합물이 저장사이로(70)에 분산되어 이송하는 공정에서 탈취를 위한 탈취액을 공급하여 주는 수단이 구비된다. 즉 저장사이로(70)에 분산하여 공급하기 위한 분배이송장치(60) 주변에 탈취액 탱크(80)를 설치하고 정량펌프(81)를 통하여 탈취액이 분배이송장치에 공급되는 혼합물과 동시에 공급되도록 하여줌으로써 혼합물에 탈취액이 혼합된 상태로 저장사이로(70)에 저장됨으로 인해 혼합물이 갖던 악취가 제거된 상태로 반출이 될 수 있는 것이다.

저장된 혼합물을 일정량씩 배출하여 시멘트 공장으로 반출되어 시멘트 부원료로 사용되게 된다.

도면 중 미설명된 부호 23은 슬러지 배출기, 24는 슬러지 이송 컨베이어이다.

이러한 구성으로 된 본 발명에 대하여 그 작용을 공정순서에 의해 살펴본다.

먼저, 반입된 애쉬를 애쉬 저장조(10)에 저장하고 반입된 슬러지는 슬러지 저장탱크(20)에 저장한다.

저장된 애쉬와 슬러지는 각각 링블로워(11)와 이송펌프(21)에 의해 공급관(13)(23)을 통해 혼합기(30)로 공급된다.

혼합기(30)에서 스크류(34)에 의해 애쉬와 슬러지가 혼합되면서 압송이 이루어져 수직이송장치(50)로 공급되는데, 상기 혼합기(30)를 통과하는 과정에서 가열로 인한 수분을 증발시켜 함수율을 조절하게 된다.

즉, 스크류(34)의 내부로 공급되고 열매체 가열장치(40)를 순환하는 열매유에 의해 혼합물이 압송됨과 동시에 가열이 이루어지므로 압축된 상태로 이송하는 혼합물의 중간에서 직접적인 가열이 이루어지는 것이고, 이로 인하여 별도의 가열이나 건조공정을 거칠 필요없이 혼합과 동시에 신속하고 효율적으로 함수율이 저하되는 것이며, 스크류(34)의 배출 쪽에 가열된 열매유가 공급되고 점차 입구 쪽으로 이송하여 배출되므로 혼합물은 점차 높은 온도가 되다가 배출 직전의 혼합물에 가장 높은 온도를 가하므로 배출과 동시에 수증기가 배출되면서 함수율이 효과적으로 저하된다.

결국 상기 혼합기를 통과한 후의 혼합물의 함수율을 60% 이하가 되도록 한다.

수직이송장치(50)에 의해 상승한 혼합물은 분배이송장치(60)를 통하여 각 저장사이로(70)에 분배되어 보관되는데, 혼합물이 상기 수직이송장치(50)를 통과하여 분배이송장치에 공급되는 과정에서 탈취액 탱크(80) 내의 탈취액이 정량펌프(81)에 의해 균일한 량이 혼합물에 공급된다.

따라서 탈취액이 골고루 혼합된 상태의 혼합물이 저장사이로(70) 내에 공급 및 보관이 되는 것이고 저장사이로(70) 내에서 탈취가 완전히 이루어진 다음 시멘트 부원료로 반출이 이루어지는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 제조공정을 도시한 전체 공정도

도 2는 본 발명의 가열공정부를 도시한 상세도

도 3은 본 발명의 탈취공정부를 도시한 상세도
도 4는 도 2의 부분 확대도

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

10: 애쉬 저장조 11: 링블로워

12: 공급관

20: 슬러지 저장조 21: 이송펌프

22: 공급관

30: 혼합기 31: 투입구

32: 배출구 33: 관체

34: 스크류 35: 열매 공급관

36: 로터리방식 조인트

40: 열매체 가열장치

50: 수직이송장치

60: 분배이송장치

70: 저장사이로

80: 탈취액탱크

81: 정량펌프

Claims

애쉬와 슬러지를 공급하기 위해 확보된 재료를 저장하는 공정으로서, 일측에 애쉬 저장조(10)를 구성하고, 또한 슬러지 저장탱크(20)를 구비하여 반입된 애쉬와 슬러지를 저장토록 하는 저장공정;

상기 애쉬 저장조(10)에 저장된 애쉬가 공급관(12)으로 배출되게 하고, 슬러지 저장탱크(20)에 저장된 슬러지를 공급관(22)으로 배출되게 한 후, 애쉬와 슬러지를 혼합하기 위한 혼합기(30)로 동시에 연결하며, 슬러지와 애쉬의 공급비율은 중량을 기준으로 슬러지 90% 내지 50%로 하고 애쉬는 10% 내지 50%인 공급공정;

혼합기(30)는 일측에 투입구(31)가 있고 반대 측에 배출구(32)가 있는 관체(33)의 내부에 스크류(34)가 회전하여 투입구(31)를 통해 동시에 공급되는 애쉬와 슬러지가 혼합되면서 이송하여 배출구(32)로 배출되도록 하는 혼합공정;

상기 혼합기(30)의 일측에 열매체 가열장치(40)를 구비하고 상기 스크류(34)를 내부가 비어 있는 관체형으로 구성한 다음 열매유를 열매공급관(35)을 통하여 스크류(34)의 내부에 끝단부까지 공급하고 공급된 열매유가 스크류의 내부를 가열한 다음 다시 입구로 배출되어 열매체 가열장치(40)를 순환하는 과정을 거치도록 구성함으로써 혼합물이 60% 이하의 함수율을 갖도록 하는 가열공정;

혼합기(30)를 통과하여 혼합된 애쉬와 슬러지는 수직이송장치(50)와 분배이송장치(60)를 통하여 여러 개로 구분된 저장사이로(70)에 공급이 이루어져 저장사이로(70)에 보관되는 이송 및 보관공정;

상기 혼합물이 저장사이로(70)에 분산되어 이송하는 공정에서 분배이송장치(60) 주변에 탈취액 탱크(80)를 설치하고 정량펌프(81)를 통하여 탈취액이 분배이송장치에 공급되는 혼합물과 동시에 공급되도록 하여줌으로써 혼합물에 탈취액이 혼합된 상태로 저장사이로(70)에 저장되도록 하는 탈취공정;

저장된 혼합물을 일정량씩 배출하여 시멘트 공장으로 반출하는 반출공정;

순서로 이루어짐을 특징으로 하는 폐수 슬러지와 발전소의 소각재를 이용한 시멘트 부원료 제조방법.
삭제
삭제