KR100930324B1 - 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법 - Google Patents

건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건설폐기물 중에 포함된 폐목재 및 기타 가연물질을 입도 및 성상별로 선별하여 연료화하기 위한 선별방법에 관한 것이다.
본 발명은 건설폐기물 중에 혼재된 폐목재 및 기타 가연물 건식선별공정으로 선별분리하여 농촌 비닐 하우스나 가정의 난방용으로 사용하기 위한 폐목재 재사용에 관한 공정으로, 기존 습식공정의 수처리로 방식에 비하여 선별 분리율이 높고, 수질 오염이 방지되며, 건조시설비 및 운영비가 대폭 절감되고, 특히 건식선별공정을 구성하는 1,2차불연물분리단계에서 기계식 회전레이크를 이용하여 및 폐목재 및 가연물질을 세밀하게 분리함으로써 폐목재의 회수율을 높여 자원의 재활용을 극대화할 수 있는 효과가 제공된다.
건설폐기물, 건식선별, 폐목재, 효율, 가연물

Description

건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법{construction waste included waste wood and other combustible selector process}
본 발명은 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 기타 가연물을 선별하여 연료화하기 위한 방법에 관한 것으로, 상세하게는 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 기타 가연물을 건식선별공정으로 처리함으로써 환경오염이 방지되고, 건조비가 절감되어 저렴한 비용으로 폐목재의 회수율을 높일 수 있도록 구성한 것이다.
일반적으로 건설 현장에서 발생되는 폐콘크리트, 폐아스콘, 폐목재, 철근류, 토사 및 이외에 재개발 현장 등에서 작업 여건상 분리 불가능한 종류 폐기물을 포함하여 국내의 건설폐기물, 건축폐기물의 발생량은 연간 수천만 톤에 이르고 있는 실정이다.
이러한 건설폐기물의 처리공정을 개략적으로 살펴보면, 수거된 건설폐기물은 1차 파쇄기로 파쇄된 후 1차 자력선별기에 의해 철재류가 분리 배출되고, 2단 진동바 스크린에 의해 1차 분리되고, 수선별과 그 후 송풍과 물을 통한 비중선별로 이물질이 분리 배출되며, 비닐, 섬유 및 폐목재류 등의 각종 쓰레기가 혼합 분리 배 출된다. 그 후 2차 파쇄 및 선택적으로 제3차 파쇄기에 의해 제2차, 선택적으로 제3차 파쇄되어 재생골재로서 입형이 마무리되며, 선별기에 의해 다양한 크기의 재생골재가 생성되는 것이다.
그러나, 이와 같은 종래 건설폐기물 선별방법은 건설폐기물에서 비닐, 섬유, 폐목재류 등이 혼합된 건설폐기물은 수선별을 거쳐 조대 폐기물 분리 및 파쇄 후 풍력이나 물탱크 수조의 부력으로 비중선별을 하고 있으나, 혼재된 폐기물 중 폐목재는 완전히 분리 작업이 되지 못하게 되었다.
이러한 처리방법은 폐목재 및 가연물이 부력에 의해 부상하면 처리하는 것으로, 처리 후 발생한 오염된 물 처리와 슬러지 처리로 후처리 비용이 많이 소요되는 문제점이 발생되었다. 또한 비닐, 섬유, 폐목재 등으로 혼합되어 분리되므로 소각이나 매립 등으로 처리할 수밖에 없었다.
그러나, 폐기물 중에 가연물은 재활용이 가능하며, 특히 폐목재는 잘 선별하여 목재 펠렛으로 가공하면 농촌 비닐하우스 및 가정 난방용으로 재활용하여 사용할 수 있으나, 이를 소각하거나 매립처리함에 따라 고유가의 현시대에 자원의 낭비를 가져오게 되었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 기타 가연물을 건식선별공정으로 간편하게 선별 및 분리 처리하여 연료화할 수 있게 함으로써 저렴한 비용과 환경오염을 방지 하면서 가연물의 회수율을 높이는데 그 목적이 있다.
본 발명의 과제 해결 수단은, 건설폐기물을 반입장으로 운반하여 투입호퍼 내부로 투입하게 되는 건설폐기물반입 및 투입공정; 투입된 건설폐기물을 1차로 100mm이하로 파쇄하고, 1차로 철재류를 선별하며, 20mm이하의 불연물(토사)를 제거하기 위한 전처리선별공정; 상기 전처리선별공정에서 건설폐기물 중 50mm이상을 공급받아 처리하게 되는 1건식선별공정과; 50mm이하의 건설폐기물을 처리하는 2건식선별공정으로 이루어진 건식선별공정; 및 상기 건식선별공정으로부터 폐목재와 가연물을 공급받아 압축공기와 건식용 진동피더 및 광학선별기를 이용하여 최종 분리선별하기 위한 폐목재선별공정으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 건설폐기물 중에 혼재된 폐목재 및 기타 가연물을 건식선별공정으로 선별분리하여 농촌 비닐 하우스나 가정의 난방용으로 사용하기 위한 가연물 재사용에 관한 공정으로, 기존 습식공정의 수처리로 방식에 비하여 선별 분리율이 높고, 수질 오염이 방지되며, 건조시설비 및 운영비가 대폭 절감된다. 특히 건식선별공정을 구성하는 1,2차불연물분리단계에서 기계식 회전레이크를 이용하여 폐목재 및 가연물을 세밀하게 분리함으로써 폐목재 및 가연물의 회수율을 높여 자원의 재활용을 극대화할 수 있는 효과가 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하 면 다음과 같다.
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법은 건설현장 등에서 발생되는 건설폐기물을 포크 레인 및 덤프 트럭 등으로 폐기물 반입장으로 운반하여 투입호퍼 내부로 투입하게 되는 건설폐기 물반입 및 투입공정; 투입된 건설폐기물을 1차로 100mm이하로 파쇄하고, 1차로 철재류를 선별하며, 20mm이하의 불연물(토사)을 제거하기 위한 전처리선별공정; 전처리선별공정에서 50mm이상 및 이하의 건설폐기물을 각각 공급받아 가연물과 불연물을 분리 선별하기 위한 건식선별공정; 상기 건식선별공정에서 폐목재와 가연물을 공급받아 압축공기와 건식용 진동피더 및 광학선별기를 이용하여 폐목재와 기타 가연물을 최종 분리 선별하기 위한 폐목재선별공정으로 이루어진다.
상기 전처리선별공정은 투입된 건설폐기물을 회전하는 2축의 롤로 이루어진 1차 파쇄기를 이용하여 목재류 및 콘크리트 등의 건설폐기물을 100mm 이하로 파쇄하기 위한 1차파쇄단계와; 1차로 파쇄된 건설폐기물에 포함된 철재류를 선별하여 진동 스크린의 고장요인을 제거하기 위한 1차철재류선별단계와; 1차 파쇄된 100mm의 건설폐기물을 건식공정으로 적정부하로 분배하고 20mm 이하 2단 진동바 스크린으로써 불연물(토사)을 제거하기 위한 1차스크린단계로 이루어진다.
상기 건식선별공정은 전처리선별공정에서 건설폐기물 중 50mm이상을 공급받아 처리하게 되는 1건식선별공정과; 50mm이하의 건설폐기물을 처리하는 2건식선별공정으로 이루어진다.
상기 1건식선별공정은 50~100mm의 가연물 사이에 강선의 회전레이크를 이용하여 폐목재류를 제외한 가연물을 선별하기 위한 1차가연물분리단계와; 1차로 파쇄된 건설폐기물을 2축의 롤로 이루어진 2차 파쇄기를 이용하여 50mm이하로 2차로 파쇄하기 위한 2차파쇄단계와; 2차로 파쇄된 건설폐기물에 포함된 철재류를 선별하기 위한 2차철재류선별단계와; 2차 파쇄된 50mm이하 건설폐기물 중 20mm이하의 불연물(토사)을 트렘멜 스크린으로써 제거하기 위한 불연물제거단계와; 20mm이하 불연물(토사) 분리 후 엉켜져 있는 폐기물 층을 분리하기 위한 층분리단계와; 강선의 회전 레이크를 사용하여 20~50mm의 불연물 사이에서 폐목재류와 가연물을 선별하기 위한 2차가연물분리단계로 구성된다.
상기 불연물제거단계는 원통형으로 이루어진 트롬멜 스크린을 회전하여 50mm이하 건설폐기물에서 20mm이하의 불연물(토사)을 제거하기 위한 것으로, 내부에는 내부러버비터가 구비되고, 외부에는 외부브러쉬가 구비되어 함수율이 높은 건설폐기물 선별시 스크린의 눈 막힘을 최소화게 된다.
상기 층분리단계는 불연물제거단계에서 20mm이하의 토사를 분리 후 엉켜져 있는 폐기물 층을 분리하도록 구성된다.
상기 1,2차가연물분리단계는 불연성물질과 가연성물질을 투입하는 단계와; 투입된 불연성물질과 가연성물질 중 가연성물질을 회전레이크와 진동컨베이로 불연물을 튀기고 가연물을 선별하기 위한 선별단계와; 2단의 수평컨베이어로 가연물과 불연물을 분리배출 하는 배출단계로 이루어진다.
이때 1,2차가연물분리단계에서 사용되는 회전레이크는 스프링 강 또는 플라 스틱 재질로 유연하며 길이 및 간격조정 가능하고, 선택적으로 가연물과 불연물 분리선별하게 되고, 폐기물 성상에 따라 타입 및 구조를 변경하여 2단계에 걸친 가연물과 불연물 분리 레이크 교체 등 유지보수가 용이하며, 밀폐형으로 외부 분진 및 환경오염발생 없이 없고, 고효율 선별이 가능하고 회수율 및 순도가 높아 고형연료(RDF) 품질향상 기대된다.
이러한 회전레이크는 도 6에 도시된 바와 같이 제1,2,3,4차회전레이크로 나누고, 제1 및 제2차회전레이크로서는 중량의 가연물을 선별하고, 제3차는 작은 가연물 제4차는 미세 가연물을 분리 선별하도록 구별하여 사용하게 된다.
즉, 제1,2차회전레이크는 제1차가연물분리단계에서 사용되고, 제3,4차회전레이크는 2차가연물분리단계에서 사용된다.
상기 2건식선별공정은 50mm이하의 건설폐기물을 공급받아 건설폐기물 중 가연물 분리장치에서 가연물을 분리 선별하기 위한 가연물선별단계와; 건설폐기물 중 불연물을 풍력장치, 송풍기, 집진기로 분리 선별하기 위한 물연물선별단계로 이루어진다.
상기 폐목재선별공정은 건식선별공정으로부터 공급되는 폐목재류와 가연물을 진동피더로써 펼쳐 일정하게 투입하게 되고, 펼쳐진 폐목재류와 가연물을 근적외선 분광기술을 이용한 광학선별기로써 분리선별하게 된다.
이와 같이 선별된 폐목재는 목재 필렛 등으로 재가공하거나 화목으로 직접사용이 가능하여 농촌 비닐하우스 및 가정용 난방으로 재활용하여 사용하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 건설폐기물에 포함된 폐목재 선별시스템에 대한 동작상태를 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에서 같이, 건설현장 등에서 발생되는 건설폐기물을 포크 레인 및 덤프 트럭 등으로 건설 폐기물 반입장으로 운반하여 투입호퍼 내부로 투입하게 된다.(건설폐기물 반입 및 투입공정)
그 다음으로 전처리선별공정을 구성하는 1차파쇄단계에서는 투입된 건설폐기물을 회전하는 2축의 롤로 이루어진 1차 파쇄기를 이용하여 목재류 및 콘크리트 등의 건설폐기물(조대폐기물)을 100mm 이하로 파쇄하게 된다.
이러한 상태에서 1차철재류선별단계에서는 1차로 파쇄된 건설폐기물에 포함된 자력선별기로써 철재류를 1차로 선별하여 진동 스크린의 고장요인을 제거하게 한 다음, 1차스크린단계에서는 1차로 파쇄된 100mm의 건설폐기물을 2단 진동바 스크린으로써 20mm이하로 불연물(토사)을 제거하게 된다.
이와 같이 1차로 100mm로 파쇄되고, 20mm이하의 불연물(토사)이 선별된 건설폐기물을, 50mm이상은 건식선별공정을 구성하는 1건식선별공정으로 공급되고, 50mm이하는 2건식선별공정으로 공급되어 선별된다.
먼저, 50mm이상이 공급되는 1건식선별공정에 대해 도 2 및 도 4를 참조하여 설명하면, 1차가연물분리단계에서는 50~100mm의 가연물 사이에 강선의 회전레이크를 이용하여 폐목재류를 제외한 가연물을 선별하게 된다.
그 다음으로는 2차파쇄단계에서는 2축의 롤로 이루어진 2차 파쇄기를 이용하여 50mm이하로 2차로 파쇄한 다음, 2차철재류선별단계에서 2차로 파쇄된 건설폐기물에 포함된 철재류를 선별하게 된다.
이러한 상태에서 불연물제거단계에서는 2차 파쇄된 50mm이하 건설폐기물 중 20mm이하의 불연물(토사)을 회전하는 트렘멜 스크린을 통과시켜 불연물을 처리하게 된다. 이때, 불연물제거단계에서는 원통형의 트렘멜 스크린이 회전하여 50mm이하 건설폐기물에서 20mm이하의 불연물(토사)을 제거하게 되는데, 이러한 트렘멜 스크린의 내부에는 내부러버비터가 구비되고, 외부에는 외부브러쉬가 구비되어 함수율이 높은 건설폐기물 선별시 스크린의 눈 막힘을 최소화게 된다.
한편, 층분리단계에서는 20mm이하 불연물(토사) 분리 후 엉켜져 있는 폐기물 층을 분리하게 된다.
이와 같이 2차로 50mm로 파쇄되고, 20mm이하의 불연물(토사)이 제거된 건설폐기물을, 2차가연물분리단계에서는 20~50mm의 불연물 사이에서 강선의 회전레이크를 이용하여 폐목재류와 가연물을 선별하게 된다.
한편, 1,2차가연물분리단계의 회전레이크는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1,2,3,4차회전레이크로 나누어지고, 제1 및 제2차회전레이크로서는 중량의 가연물을 선별하고, 제3차는 작은 가연물 제4차는 미세 가연물을 분리 선별하도록 구별하여 사용하게 되어, 1,2차가연물분리단계에서는 가연물과 폐목재를 크기에 적절하게 선별 분리할 수 있게 된다.
그 다음으로 폐목재선별공정에서는 2차가연물분리단계로부터 공급되는 폐목재류와 가연물을 진동피더로써 균일하게 펼쳐 투입하게 되고, 펼쳐진 폐목재류와 가연물을 근적외선 분광기술을 이용한 광학선별기로써 폐목재와 가연물을 분리선별하게 된다.
그리고, 도 1 및 도 2에서와 같이, 50mm이하의 건설폐기물이 공급되는 2건식선별공정에 대하여 개략적으로 설명하면, 50mm이하의 건설폐기물을 공급받아 건설폐기물 중 가연물 분리장치에서 가연물을 분리 선별하게 되고, 가연물이 분리 선별된 건설폐기물 중 불연물을 흡입식 풍력장치의 흡입력과, 송풍기를 거쳐 집진기로 공급된 다음, 폐목재선별공정으로 공급되어 폐목재와 가연물로 분리 선별된다.
이와 같이 선별된 폐목재 및 가연물은 농촌 비닐하우스 및 가정용 난방 등 기타 용도로 재활용하여 사용하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 그 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법을 전체적으로 도시한 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법의 전체적인 처리 공정도.
도 3은 본 발명에 따른 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법의 반입 및 투입공정과 전처리선별공정을 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법의 건식선별공정을 도시한 구성도.
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 건식선별공정의 1,2차 가연물분리장치를 구성하는 회전레이크의 구성도.
도 7a,7b,7c는 도 4의 1,2차 가연물분리장치의 공정도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법을 구성하는 건식선별공정의 트롬멜스크린을 도시한 구성도.
도 10은 본 발명에 따른 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법을 구성하는 폐목재선별공정의 구성을 도시한 구성도.

Claims (5)

  1. 건설폐기물을 반입장으로 운반하여 투입호퍼 내부로 투입하게 되는 건설폐기물반입 및 투입공정;
    투입된 건설폐기물을 1차로 100mm이하로 파쇄하고, 1차로 철재류를 선별하며, 20mm이하의 불연물(토사)을 제거하기 위한 전처리선별공정;
    상기 전처리선별공정에서 건설폐기물 중 50mm이상을 공급받아 처리하게 되는 1건식선별공정과; 50mm이하의 건설폐기물을 처리하는 2건식선별공정으로 이루어진 건식선별공정; 및
    상기 건식선별공정으로부터 폐목재와 가연물을 공급받아 압축공기와 건식용 진동피더 및 광학선별기를 이용하여 최종 분리선별하기 위한 폐목재선별공정;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1건식선별공정은
    공급된 50~100mm의 건설폐기물의 가연물 사이에 강선의 회전레이크를 이용하여 폐목재류를 제외한 가연물을 선별하기 위한 1차가연물분리단계와;
    1차로 파쇄된 건설폐기물을 2축의 롤로 이루어진 2차 파쇄기를 이용하여 50mm이하로 2차로 파쇄하기 위한 2차파쇄단계와;
    2차로 파쇄된 건설폐기물에 포함된 철재류를 선별하기 위한 2차철재류선별단 계와;
    2차 파쇄된 50mm이하 건설폐기물 중 20mm이하의 불연물(토사)을 트렘멜스크린으로써 제거하기 위한 불연물제거단계와;
    20mm이하 불연물(토사) 분리 후 엉켜져 있는 폐기물 층을 분리하기 위한 층분리단계와; 강선의 회전 레이크를 사용하여 20~50mm의 불연물 사이에서 폐목재류와 가연물을 선별하기 위한 2차가연물분리단계로 구성된 것을 특징으로 하는 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2건식선별공정은
    50mm이하의 건설폐기물을 공급받아 건설폐기물 중 가연물 분리장치에서 가연물을 분리 선별하기 위한 가연물선별단계와;
    상기 건설폐기물 중 불연물을 풍력장치, 송풍기, 집진기로 분리 선별하기 위한 불연물선별단계로 구성된 것을 특징으로 하는 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 불연물제거단계는 원통형으로 이루어진 스크린의 내부에 내부러버비터가 구비되고, 외부에 외부브러쉬가 구비되어 함수율이 높은 건설폐기물 선별시 스크린의 눈 막힘을 최소화게 되는 것을 특징으로 하는 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 1,2차가연물분리단계는 불연성물질과 가연성물질을 투입하는 단계와;
    투입된 불연성물질과 가연성물질 중 가연성물질을 회전레이크와 진동컨베이로 불연물을 튀기고 가연물을 선별하기 위한 선별단계와;
    2단의 수평컨베이어로 가연물과 불연물을 분리배출 하는 배출단계로 구성된 것을 특징으로 하는 건설폐기물에 포함된 폐목재 및 가연물의 입도·성상별 선별방법.
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