KR100979707B1 - 폐기물을 이용한 고체연료의 제조방법 및 그에 의해 제조된고체연료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기물을 이용한 고체연료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 폐기물처리문제를 해소할 뿐만 아니라 고갈되고 있는 비재생 연료화 자원의 부족현상을 동시에 해결할 수 있는 폐기물을 이용한 고체연료를 제공함으로써 자원의 재활용화를 꾀하여 경제적이며 친환경적인 특징이 있다.

본 발명에 따른 폐기물을 이용한 고체연료의 제조는 크게 네 단계의 공정으로 이루어지는바, 유해물질이 제거된 음식물 쓰레기를 일정크기로 분쇄한 후 고온건조시키는 단계(S1), 수거하여 유해물질을 제거한 폐지폐와 왕겨를 각각 일정크기로 분쇄하는 단계(S2), 상기의 공정으로 분쇄된 음식물쓰레기, 폐지폐, 왕겨 분쇄물과 명반 내지 규산염 광석 분말 및 아교를 배합하는 단계(S3), 배합된 분쇄물을 압축하여 후가공하는 단계(S4)로 이루어져 강도가 우수하며 친환경적인 재활용 고체연료의 제조가 이루어지는 대략적인 구성을 갖는다.

상기의 공정으로 제조된 본 발명은 음식물쓰레기, 폐지폐, 왕겨 등의 폐기물을 매립이나 소각에 의해 처리되는 기존의 방식에서 벗어나 폐기물을 재활용함으로써 기하급수적으로 증가하고 있는 폐기물과 그 처리비용에 대한 경제적인 이득을 가져다 줄뿐만 아니라, 매립 또는 소각시에 발생할 수 있는 2차 오염의 우려가 없어 친환경적인 특징이 있다.

또한, 고갈되고 있는 비재생 연료용 원자재 대신 연료의 구성물로서 음식물쓰레기, 폐지폐, 왕겨 등의 폐기물을 활용하여 대체연료로 사용될 수 있게 함으로써, 자원 활용성을 높여 보다 경제적인 연료의 공급이 이루어질 수 있도록 하는 특징이 있다.

대체연료, 폐기물, 음식물쓰레기, 폐지폐, 왕겨, 재활용

Description

폐기물을 이용한 고체연료의 제조방법 및 그에 의해 제조된 고체연료 { Manufacturing process of solid fuel using waste complexly and solid fuel }

본 발명은 폐기물을 이용한 고체연료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 폐기물처리문제를 해소할 뿐만 아니라 고갈되고 있는 비재생 연료화 자원의 부족현상을 동시에 해결할 수 있는 폐기물을 이용한 고체연료를 제공함으로써 자원의 재활용화를 꾀하여 경제적이며 친환경적인 고체연료와 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 산업 전반에 걸쳐 급속한 발달이 이루어질수록 그에 비례하여 생활폐기물 및 산업폐기물의 발생량도 기하급수적으로 증가하게 되며, 증가되는 다량의 폐기물은 매립 및 소각되고, 그 일부는 탈수 및 세척 등의 과정을 통해 사료 등으로 이용되고 있다.

폐기물 중 특히 음식물 쓰레기는 소각하여 처리하는 경우 다이옥신 등의 유해성분이 노출될 염려가 있으며, 건조하여 매립하는 경우 토양을 오염시킬 뿐만 아 니라 악취 및 각종 균이 발생될 염려가 있어 폐기물의 처리과정으로 인해 2차 오염이 발생하여 훼손된 자연을 다시 복구하여야 하는 악순환이 반복되는 문제점이 있었다.

또한, 경제규모의 확대에 따른 화폐 유통량의 급증으로 인하여 폐기되는 지폐의 발생량 또한 급증하는 추세에 있다. 그러나 이러한 폐지폐의 경우 순수한 셀룰로스 목화솜을 주성분으로 하는 것으로 일반폐지류와는 달리 탈묵이 안되어 재활용이 매우 어려우므로 모두 소각처리하여야 하는 문제점이 있었다.

상기와 같이 기하급수적으로 발생되는 폐기물은 이에 대한 완전한 처리기술의 미비와 처리시설의 부족 등으로 폐기물의 방대한 양을 처리하기에 한계가 있어 어려움을 겪고 있는 실정이다.

이에, 본 발명은 폐기물의 단편적인 처리방안이 아닌 보다 현실적인 자원의 재활용화가 가능하도록 한 대체연료로 개발함을 그 목적으로 한다.

이에 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 폐기물을 이용한 고체연료와 이의 제조방법에 관한 것으로, 유해성분을 제거하여 분쇄된 음식물쓰레기를 건조시키고, 여기에 분쇄하여 건조된 폐지폐와 첨가제를 적정비율로 혼합한 후 압착가공하여 연료로 이용가능한 성형체를 제조함으로써 자원의 재활용화를 꾀하여 경제적이며 친환경적인 대체연료를 제공함을 그 특징으로 한다.

본 발명을 따른 폐기물을 이용한 고체연료의 제조는 크게 네 단계의 공정으로 이루어지는 바, 유해물질이 제거된 음식물 쓰레기를 일정크기로 분쇄한 후 고온건조시키는 단계(S1), 수거하여 유해물질을 제거한 폐지폐와 왕겨를 각각 일정크기로 분쇄하는 단계(S2), 상기의 공정으로 분쇄된 음식물쓰레기, 폐지폐, 왕겨 분쇄 물과 명반 내지 규산염 광석 분말 및 아교를 배합하는 단계(S3), 배합된 분쇄물을 압축하여 후가공하는 단계(S4)로 이루어져 강도가 우수하며 친환경적인 재활용 고체연료의 제조가 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 폐기물을 이용한 고체연료는 음식물쓰레기 50중량%, 폐지폐 33.5중량%, 왕겨 15중량%, 명반 또는 규산염 광석 분말 0.5중량%, 아교 1.0 중량% 를 배합 및 압축하여 조개탄의 형태로 성형된다.

상기의 공정으로 제조된 본 발명은 음식물쓰레기, 폐지폐, 왕겨 등의 폐기물을 매립이나 소각에 의해 처리되는 기존의 방식에서 벗어나 폐기물을 재활용함으로써 기하급수적으로 증가하고 있는 폐기물의 처리비용에 대한 경제적인 이득을 가져다 줄 수 있는 있으며, 매립 또는 소각시에 발생할 수 있는 2차 오염의 우려가 없어 친환경적인 특징이 있다.

또한, 고갈되고 있는 비재생 연료용 원자재 대신 연료의 구성물로서 음식물쓰레기, 폐화폐, 왕겨 등의 폐기물을 활용하여 대체연료로 사용될 수 있게 함으로써, 자원 활용성을 높여 보다 경제적인 연료의 공급이 이루어질 수 있도록 하는 특징이 있다.

본 발명은 폐기물을 이용한 고체연료와 이의 제조방법에 관한 것으로, 유해성분을 제거하여 분쇄된 음식물쓰레기를 건조시키고, 여기에 분쇄하여 건조된 폐지폐와 첨가제를 적정비율로 혼합한 후 압착가공하여 연료로 이용가능한 성형체를 제조함으로써 자원의 재활용화를 꾀하여 경제적이며 친환경적인 대체연료를 제공함을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따른 폐기물을 이용한 고체연료의 제조는 크게 네 단계의 공정으로 이루어지는바, 유해물질이 제거된 음식물 쓰레기를 일정크기로 분쇄한 후 고온건조시키는 단계(S1), 수거하여 유해물질을 제거한 폐지폐와 왕겨를 각각 일정크기로 분쇄하는 단계(S2), 상기의 공정으로 분쇄된 음식물쓰레기, 폐지폐, 왕겨 분쇄물과 명반 내지 규산염 광석 분말 및 아교를 배합하는 단계(S3), 배합된 분쇄물을 압축하여 후가공하는 단계(S4)로 이루어져 강도가 우수하며 친환경적인 재활용 고체연료의 제조가 이루어지는 대략적인 구성을 갖는다.

본 발명에 따른 폐기물을 이용한 고체연료는 음식물쓰레기 50중량%, 폐지폐 33.5중량%, 왕겨 15중량%, 광물질 0.5중량%, 아교 1.0중량%를 혼합 및 성형하여 일정크기로 형성된다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 고체연료를 제조하는 과정을 도시한 공정도이고, 도 2는 본 발명의 따라 제조된 고체연료를 도시한 사시도를 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명은 네 단계의 공정으로 제조되는바,

우선 제1공정은 음식물쓰레기를 분쇄한 후 건조하는 단계로서, 먼저 음식물쓰레기를 수거하여 수분함량이 5 ~ 10%가 되도록 건조한 후, 유해물질을 선별해낸다.

그런 후, 선별된 음식물 쓰레기는 분쇄기로 분쇄한 후 건조시켜 준비해둔다.

여기서, 음식물 쓰레기의 분쇄는 입도가 60 ~ 80 메시(mesh)가 되도록 조분쇄하는 것이 바람직하며, 130℃ ~ 150℃의 고온에서 건조시켜 살균효과가 이루어지도록 함이 바람직하다.

다음으로, 제 2공정은 폐지폐와 왕겨를 각각 선별한 후 분쇄하는 단계로, 우선 폐지폐는 순수한 셀룰로스 목화솜을 주성분으로 하는 섬유질이어서 점착력이 좋을 뿐 아니라 인장강도, 내절도 등이 강하여 분쇄된 혼합물을 고형으로 성형되기에 용이하도록 하며, 고형체로 형성될 성형물이 강한 내구성을 유지할 수 있도록 한다.

폐지폐는 유해물질을 선별하여 섬유재만으로 구성되도록 하며, 폐지폐의 분쇄는 후술하는 혼합공정이 원활하게 이루어지도록 하기 위해 음식물 쓰레기의 분쇄 물과 상응되는 크기로 분쇄하여 둔다.

한편, 왕겨는 벼를 도정할 시 발생되는 벼의 겉겨로 수거시 반입될 수 있는 유해물질 등을 제거한 후 후술하는 혼합공정을 위해 상기의 음식물쓰레기 및 폐지폐의 분쇄물과 상응되는 입자로 분쇄하여 둔다.

왕겨는 섬유소가 다량 함유되어 있고, 고회분(7~9%)과 고규석(20%)이 함유되어 있어 탄성에 강하고, 부식에 강한 특성이 있을 뿐 아니라 발열성이 좋아 최근에는 보온재료로도 많이 사용되고 있어 본 발명의 실시에 따른 연료의 화력을 향상시키는 역할을 하게 된다.

다음으로는 상기의 공정으로 마련된 음식물쓰레기와 폐지폐 및 왕겨의 분쇄물을 첨가제와 혼합하는 공정으로, 폐기물의 항균 및 원활한 배합을 위하여 명반

(백반) 내지 수용성 규산염 광석 분말과 아교 등의 첨작제를 소량 첨가하게 된다.

상기의 명반 및 규산염 광물은 항균력이 뛰어나 상기의 분쇄물에 잔존할 우려가 있는 유해성분을 희석시키는 역할을 하며, 아교를 첨가함으로써 각각의 분쇄물 배합을 위한 점착력을 획득하여 고형물로 성형될 수 있게 된다.

그런 후, 상기의 공정으로 마련된 배합물을 압축하여 일정의 형태가 나타나도록 고형물로 가공하게 되며, 고형물의 형태는 다이아몬드 형상을 가지는 조개탄의 형태로 가공한 후 중앙부를 천공함으로 그 성형이 완료되는 것이 화력을 높이는 데 가장 바람직한 형태이다.

상기의 공정으로 성형된 고형물은 마지막으로 세척 후 건조하여 양생시키면 고체연료로의 발현이 이루어져, 화력발전 혹은 난방용으로 사용되게 된다.

이와 같은 공정으로 이루어지는 본 발명에 있어서, 가장 큰 특징은 고체연료의 구성물로서 음식물쓰레기, 폐화폐, 왕겨 등을 사용한 것이며, 특히 고갈되고 있는 통상의 연료용 불재생 원자재 대신 폐기물을 사용토록 함으로서 자원활용성을 높여 경제적이며, 친환경적인 고체연료 발현이 이루어지도록 구성된다.

도 1은 본 발명의 공정순서도

도 2는 본 발명에 의해 제작된 고체연료의 사시도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10: 고체연료 11: 통공

Claims (3)

1. 음식물쓰레기와 폐기된 지폐를 주원료로 하여 제조되는 고체연료의 제조방법에 있어서,

   수분함량이 5 내지 10%가 되게 건조시킨 후 유해물질을 제거한 음식물 쓰레기를 60 내지 80 메쉬의 입자로 분쇄한 후 130 ~ 150℃에서 고온 건조시키는 단계(S1);

   폐기된 지폐와 왕겨를 수거하여 유해물질을 제거한 후 60 내지 80 메쉬의 입자로 각각 분쇄하는 단계(S2);

   분쇄하여 건조시킨 음식물쓰레기 분쇄물 50중량%과, 폐지폐 분쇄물 33.5중량%, 왕겨 분쇄물 15중량%에 명반 내지 규산염 중 어느 하나로 이루어진 광석 분말 0.5중량%, 아교 1.0중량%를 배합하는 단계(S3);

   상기 배합된 분쇄물을 중앙부가 천공된 조개탄 형태로 압축 성형하여 후가공하는 단계(S4)를 포함하여 이루어지는 음식물쓰레기와 폐기된 지폐를 이용한 고체연료의 제조방법.
2. 음식물쓰레기와 폐기된 지폐를 주원료로 하는 고체연료에 있어서,

   60 내지 80 메쉬의 입자로 분쇄된 음식물 쓰레기 50중량% 과, 60 내지 80 메쉬의 입자로 분쇄된 폐지폐 분쇄물 33.5중량%, 60 내지 80 메쉬의 입자로 분쇄된 왕겨 분쇄물 15중량%, 명반 내지 규산염 중 어느 하나로 이루어진 광석 분말 0.5중량%, 아교 1.0중량%가 배합되어 압축가공된 조개탄 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 음식물쓰레기와 폐기된 지폐를 이용한 고체연료.
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