KR101041055B1 - A method for refused plastics fuel of sludge with melting by products obtained by thermoplastic macromolecular compounds - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법은 원슬러지의 입경이 균일화되도록 전처리된 슬러지를 제조하는 슬러지 전처리 공정, 열가소성 고분자 화합물에 포함된 이물질을 제거하고 파쇄 또는 분쇄하는 열가소성 고분자 화합물 전처리 공정, 상기 전처리된 열가소성 고분자 화합물을 용융조에 투입한 후 가열시켜 고온의 액상 물질로 제조하는 용융공정, 그리고 상기 전처리된 슬러지와 상기 고온의 액상 물질을 반응시켜 슬러지 고형연료를 생산하는 슬러지 연료화 공정을 포함한다. 이에 의해 각종 슬러지와 열가소성 고분자 화합물의 재활용율을 높이고 슬러지 고형연료로 활용이 가능한 효과가 있다.The present invention relates to a sludge fuelization method using molten byproducts of thermoplastic polymer compounds. Sludge fuelization method using the molten by-product of the thermoplastic polymer compound according to an embodiment of the present invention, a sludge pretreatment process for preparing pretreated sludge so that the particle size of the raw sludge is uniform, removing foreign matter contained in the thermoplastic polymer compound and crushing or pulverizing A thermoplastic polymer compound pretreatment step, a pre-treatment of the thermoplastic polymer compound is added to the melting tank and heated to produce a high temperature liquid material, and the sludge solid fuel is produced by reacting the pretreated sludge and the high temperature liquid material A sludge fuelization process is included. As a result, it is possible to increase the recycling rate of various sludges and thermoplastic polymer compounds and to utilize them as sludge solid fuels.
열가소성, 고분자 화합물, 슬러지, 액상 물질, 배가스, 고형연료, Thermoplastics, polymer compounds, sludge, liquid materials, flue gases, solid fuels,
Description
본 발명은 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수슬러지, 음식물 슬러지, 축산분뇨 슬러지의 유기성 슬러지 등 각종 슬러지와 열가소성 고분자 화합물을 이용하여 슬러지를 연료화 하는 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sludge fuelization method using molten by-products of a thermoplastic polymer compound, and more particularly, a thermoplastic polymer for fueling sludge using various sludges and thermoplastic polymer compounds such as sewage sludge, food sludge, and organic sludge of livestock waste sludge. A method of sludge fueling using molten byproducts of a compound.
국내 하수슬러지의 발생량은 2005년말 기준으로 2,557,374톤/년으로 국내 하수슬러지의 발생량 및 처리 실태는 아래 표 1과 같다.Domestic sewage sludge production amounted to 2,557,374 tons / year as of the end of 2005. Domestic sewage sludge generation and treatment status are shown in Table 1 below.
2005년 말 기준에 의하면 연간 256만톤의 하수슬러지가 발생되었으며, 이중 78% 정도가 해양배출, 1.7% 정도가 육상매립되었다. 그러나 2012년부터 해양배출이 금지됨으로써 소각보다도 환경친화적인 대안이 필요한 실정이다.As of the end of 2005, about 256 million tons of sewage sludge were generated annually, of which 78% were marine discharges and 1.7% were landfilled. However, since marine discharges have been banned since 2012, an environment-friendly alternative to incineration is needed.
현재 하수슬러지의 처리방법으로는 크게 4가지로 나뉘며, 이때 지불되는 처리비용은 아래 표 2와 같다.At present, the sewage sludge treatment method is largely divided into four types, and the treatment costs paid are shown in Table 2 below.
표 2와 같이 연간 하수슬러지의 처리비용이 막대하게 소요되고 있음을 알 수 있다.As shown in Table 2, it can be seen that the annual cost of treating sewage sludge is enormous.
기존의 슬러지 건조는 열풍을 이용하여 건조하는 방식이 주를 이루고 있으며 건조에 소요되는 에너지 비용으로 인해 현장적용이 어려운 실정이다. 또한 건조 후 발생하는 슬러지는 함수율이 20 내지 40% 근방으로 매립 또는 재활용 등의 2차적인 처리가 행해져야 한다.Conventional sludge drying is mainly done by using hot air, and it is difficult to apply the site due to the energy cost required for drying. In addition, the sludge generated after drying should be subjected to secondary treatment such as landfilling or recycling at a water content of around 20 to 40%.
현재 유기성 슬러지를 에너지로 생산할 수 있는 기술개발이 이루어지고 있으나, 유온탈수 건조사료화는 기름을 열매체로 이용하여 감압하(기름의 열화를 막기 위해)에서 고온을 유지하여 수분을 6%이하로 빠른 시간 내에 건조하고, 건조된 원료에 기름을 제거하기 위하여 원심분리기나 압출프레스를 거쳐 탈유하고, 이를 분쇄·선별하여 사료로 활용하는 등 한정되어 있다. 그러나 종래기술인 유온건조 방식은 건조된 슬러지는 외부에 폐유가 묻어 있어 보관 및 다른 지역으로의 이송에 어려움이 있다.Currently, technology development is being developed to produce organic sludge as energy, but oil-on-water dehydration drying feed uses oil as a heat medium to maintain high temperature under reduced pressure (to prevent deterioration of oil) so that moisture is less than 6%. In order to remove oil from the dried raw material, the dried raw material is de-oiled through a centrifugal separator or an extrusion press, and the like is used as a feed by pulverizing and selecting it. However, in the prior art oil temperature drying method, the dried sludge is difficult to store and transfer to other areas because waste oil is on the outside.
한편, 고분자 화합물은 타이어, 접착제, 비누, PVC, 나일론, 합성고무, 액정모니터, 플라스틱 등 우리 일상생활에서 널리 사용되고 있다. 특히 열가소성 고분자 화합물은 Meanwhile, polymer compounds are widely used in our daily lives such as tires, adhesives, soaps, PVC, nylon, synthetic rubber, liquid crystal monitors, and plastics. Especially thermoplastic polymer compounds
우리나라는 미국, 일본, 독일에 이어 세계 제4위의 열가소성 고분자 화합물 생산국으로서 전 세계 열가소성 고분자 화합물 생산량의 6% 정도인 약 1,000만톤/년 정도를 생산하고 있으며, 2004년도를 기준으로 국내 가연성 폐기물의 발생 총량인 2,900만톤/년의 14%에 해당하는 연간 약 400만톤 정도의 열가소성 고분자 화합물이 발생되고 있다.Korea is the fourth largest producer of thermoplastic polymers in the world after the United States, Japan, and Germany, producing about 10 million tons / year, about 6% of the world's production of thermoplastic polymers. About 4 million tons of thermoplastic polymer compounds are generated annually, which is 14% of the total amount of 29 million tons / year generated.
국내의 열가소성 고분자 화합물의 발생량은 매년 평균적으로 6.5%의 비율로 증가하여 2010년에는 약 570만톤의 열가소성 고분자 화합물이 발생될 것으로 전망되는 추세이며, 발생원별로는 사업장에서 폐기물로 배출되는 열가소성 고분자 화합물의 발생 증가율이 8.1%로 가장 높게 나타났다.The amount of thermoplastic polymer compound produced in Korea increases at an average rate of 6.5% every year, and it is expected that about 5.7 million tons of thermoplastic polymer compound will be generated in 2010. The increase rate was the highest at 8.1%.
또한, 농촌에서는 원예작물 재배용으로 사용되는 폐비닐이 매년 10만톤 정도 발생하고 있고 처리되지 못한 폐비닐의 적체량이 100만톤 이상 되는 것으로 알려져 있다. 또한 연근해에 투기되는 PE, PP, EPS, 합성섬유 등의 폐어구류가 매년 4만톤 정도이고, 이미 투기된 합성수지계의 폐어구류는 약 200만톤에 이르는 것으로 알려졌다.In rural areas, about 100,000 tons of waste vinyl is used to grow horticultural crops each year, and the amount of untreated waste vinyl is known to be over 1 million tons. In addition, waste fishes such as PE, PP, EPS, synthetic fibers, etc. dumped in offshore waters are estimated to be about 40,000 tons per year.
국내의 열가소성 고분자 화합물의 처리현황을 살펴보면 2004년도를 기준으로 열가소성 고분자 화합물의 발생량인 393만톤 중에서 121만톤이 재활용되어 재활용율이 30.9%로 집계되었으며, 이 수치는 OECD 국가에 비하여 상대적으로 낮은 수준이다.In 2004, 1.3 million tons of recycled thermoplastic polymers were recycled out of the 3.93 million tons of thermoplastic polymers, and the recycling rate was 30.9%. This figure is relatively low compared to OECD countries. .
현재까지 개발된 열가소성 고분자 화합물의 재활용 기술은 크게 재생 원료화(Material Recycle), 소각하여 열가소성 고분자 화합물이 가지고 있는 열에너지를 회수하는 열적 재활용(Thermal Recycle or Energy Recycle), 화학적 처리를 통하여 원료물질이나 액체 및 고체연료로 전환시키는 화학적 재활용(Chemical Recycle)의 3가지로 분류할 수 있다. The recycling technology of thermoplastic polymer compound developed until now is largely recycled raw material, thermal recycling or incineration to recover thermal energy of thermoplastic polymer compound, and raw material or liquid through chemical treatment. And chemical recycle converting into solid fuel.
따라서, 현재 매립, 해양배출되고 있는 생활, 산업, 축산 잉여 부산물인 슬러지와 열가소성 고분자 화합물의 대체 에너지화를 위한 기술개발이 시급한 현실이다.Therefore, there is an urgent need to develop technologies for alternative energy conversion of sludge and thermoplastic polymer compounds, which are by-products of landfilling, ocean discharge, and surplus by-products.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 현재 매립, 소각, 해양배출되고 있는 각종 슬러지와 열가소성 고분자 화합물의 재활용율을 동시에 높일 수 있는 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a sludge fueling method using melt by-products of thermoplastic polymer compounds which can simultaneously increase the recycling rate of various sludges and thermoplastic polymer compounds that are currently landfilled, incinerated, and discharged from the ocean.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 슬러지 건조에 소요되는 에너지 비용을 최소화하기 위해 열가소성 고분자 화합물의 용융시 발생하는 배가스를 이용하여 슬러지를 건조하는 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법을 제공하는데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a sludge fuelization method using the molten by-product of the thermoplastic polymer compound to dry the sludge by using the exhaust gas generated during the melting of the thermoplastic polymer compound in order to minimize the energy cost of the sludge drying. have.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problem of the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이러한 기술적 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법은 원슬러지의 입경이 균일화되도록 전처리된 슬러지를 제조하는 슬러지 전처리 공정, 열가소성 고분자 화합물에 포함된 이물질을 제거하고 파쇄 또는 분쇄하는 열가소성 고분자 화합물 전처리 공정, 상기 전처리된 열가소성 고분자 화합물을 용융조에 투입한 후 가열시켜 고온의 액상 물질로 제조하는 용융공정, 그리고 상기 전처리된 슬러지와 상 기 고온의 액상 물질을 반응시켜 슬러지 고형연료를 생산하는 슬러지 연료화 공정을 포함한다.Sludge fuelization method using the melt by-product of the thermoplastic polymer compound according to an embodiment of the present invention for solving these technical problems is included in the sludge pretreatment process, the thermoplastic polymer compound to prepare the pretreated sludge to uniform particle diameter A thermoplastic polymer compound pretreatment step of removing foreign material, crushing or pulverizing, a melting process of adding the pretreated thermoplastic polymer compound to a melting tank and heating it to produce a high temperature liquid material, and the pretreated sludge and the high temperature liquid material. And a sludge fuelization process for reacting the sludge to produce sludge solid fuel.
상기 용융공정은 200 내지 350℃에서 3 내지 4시간 동안 용융시킬 수 있다.The melting process may be melted for 3 to 4 hours at 200 to 350 ℃.
상기 슬러지 연료화 공정은 80 내지 120℃에서 20 내지 40분 동안 반응시킬 수 있다.The sludge fuelization process may be reacted for 20 to 40 minutes at 80 to 120 ℃.
상기 슬러지 연료화 공정은 상기 전처리된 슬러지 100중량부와 상기 액상 물질 30 내지 50중량부를 함유하여 이루어질 수 있다.The sludge fuelization process may include 100 parts by weight of the pretreated sludge and 30 to 50 parts by weight of the liquid material.
상기 열가소성 고분자 화합물은 폴리스틸렌, 에틸렌초산비닐 공중합체, 에틸렌아크릴산에틸 공중합체, 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합체, 아크릴로니트릴-스틸렌 공중합체, 메타크릴산메틸, 염화비닐염화초산비닐 공중합체, 염화비닐초산비닐말레인산 공중합체, 염화비닐초산비닐 공중합체, 염화비닐염화비닐리덴 공중합체, 염화비닐아크릴로니트릴 공중합체, 에틸렌염화비닐 공중합체, 프로필렌염화비닐 공중합체, 초산비닐, 폴리비닐알콜, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드 및 폴리페닐렌술파이드 중 어느 하나 또는 2종 이상의 공중합체일 수 있다.The thermoplastic polymer compound is polystyrene, ethylene vinyl acetate copolymer, ethyl ethylene acrylate copolymer, polypropylene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, acrylonitrile-styrene copolymer, methyl methacrylate, vinyl chloride vinyl chloride Copolymer, vinyl acetate maleic acid copolymer, vinyl chloride acetate copolymer, vinylidene chloride copolymer, vinylidene chloride copolymer, vinyl acrylonitrile copolymer, ethylene vinyl chloride copolymer, propylene vinyl chloride copolymer, vinyl acetate, poly Vinyl alcohol, polyamide, polyacetal, polyester, polycarbonate, polysulfone, polyetherimide, polyamideimide and polyphenylene sulfide, or a copolymer of two or more thereof.
본 발명의 다른 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법은 상기 용융공정과 상기 슬러지 연료화 공정의 사이에 상기 전처리된 슬러지와 상기 열가소성 고분자 화합물의 용융시 발생되는 배가스를 상기 슬러지 건조장치에 투입하여 상기 전처리된 슬러지에 함유된 수분을 증발시켜 건조슬러지를 제조하는 슬러지 건조공정을 더 포함하며, 상기 슬러지 연료화 공정 에서 상기 전처리된 슬러지는 상기 건조슬러지일 수 있다.In the sludge fuelization method using the melt by-product of the thermoplastic polymer compound according to another embodiment of the present invention, the sludge drying of the pretreated sludge and the exhaust gas generated during the melting of the thermoplastic polymer compound between the melting process and the sludge fuelization process. The sludge drying process may further include a sludge drying process for preparing a dry sludge by evaporating water contained in the pretreated sludge into the apparatus, wherein the pretreated sludge may be the dry sludge.
상기 슬러지 건조공정은 120 내지 200℃에서 20 내지 40분 동안 열풍 건조시킬 수 있다.The sludge drying process may be hot air dried for 20 to 40 minutes at 120 to 200 ℃.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법에 의하면 각종 슬러지와 열가소성 고분자 화합물을 이용해 슬러지 고형연료를 생산하여 재활용율을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the sludge fuelization method using the molten by-product of the thermoplastic polymer compound according to the embodiment of the present invention, there is an effect of increasing the recycling rate by producing sludge solid fuel using various sludges and the thermoplastic polymer compound.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법에 의하면 육상 매립 및 해양 배출되는 각종 슬러지를 슬러지 고형연료로 에너지화하여 에너지 대체 및 슬러지 처리비용 절감이 가능한 효과가 있다.In addition, according to the sludge fuelization method using the molten by-product of the thermoplastic polymer compound according to an embodiment of the present invention, various land sludges and land discharged sludges are converted into sludge solid fuel, thereby reducing energy replacement and sludge treatment costs. .
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법에 의하면 폐기물 처리 및 에너지 회수 이용 측면에서의 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 현재 매립, 해양 배출되고 있는 생활·산업 잉여 부산물의 에너지화 및 고효율 청정 폐기물 처리기술을 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the sludge fuelization method using the molten by-product of the thermoplastic polymer compound according to an embodiment of the present invention can improve the efficiency and reliability in terms of waste treatment and energy recovery, it is currently landfill, marine discharge Energy efficiency of surplus by-products and high efficiency clean waste treatment technology can be secured.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태 로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims.
이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
먼저 본 발명의 한 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법에 대해 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.First, a sludge fuelization method using melt byproducts of a thermoplastic polymer compound according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법의 공정도이다.1 is a process diagram of a sludge fuelization method using melt byproducts of a thermoplastic polymer compound according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법은 크게 슬러지 전처리 공정(S100), 열가소성 고분자 화합물 전처리 공정(S200), 용융공정(S300) 및 슬러지 연료화 공정(S400)을 포함할 수 있다.As shown in Figure 1, the sludge fuelization method using the melt by-product of the thermoplastic polymer compound according to an embodiment of the present invention is largely sludge pretreatment step (S100), thermoplastic polymer compound pretreatment step (S200), melting step (S300) And it may include a sludge fuelization process (S400).
이하에서는, 각 공정별 특징으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, the characteristics of each process will be described.
먼저, 슬러지 전처리공정(S100)을 설명한다.First, the sludge pretreatment step (S100) will be described.
슬러지 전처리공정(S100)은 각종 원슬러지의 입경을 균일화 하는 공정으로, 원슬러지를 파쇄기로 5 내지 30mm 정도의 크기로 잘게 파쇄 또는 분쇄할 수 있다. 여기서 본 발명에 사용되는 원슬러지는 유기성 슬러지뿐만 아니라 하수종말처리장, 산업폐수처리장, 축산 분뇨 등에서 발생된 폐 슬러지가 사용될 수 있으며 이들 종 류가 특별히 제한되지는 않는다. 이와 같이 전처리된 슬러지는 함수율이 통상 약 60 내지 70중량%의 수분을 포함할 수 있다.The sludge pretreatment step (S100) is a process of uniformizing the particle diameter of various raw sludges, and can finely crush or grind the raw sludge into a size of about 5 to 30 mm with a crusher. Here, the raw sludge used in the present invention may be used not only organic sludge but also waste sludge generated from sewage treatment plants, industrial wastewater treatment plants, livestock manure, and the like. The pretreated sludge may thus contain about 60 to 70% by weight of moisture.
다음, 열가소성 고분자 화합물 전처리 공정(S200)을 설명한다.Next, the thermoplastic polymer compound pretreatment step (S200) will be described.
열가소성 고분자 화합물 전처리 공정(S200)은 각종 열가소성 고분자 화합물에 함유된 금속류 등을 제거하는 공정이다. 여기서 사용되는 열가소성 고분자 화합물은 폴리스틸렌, 에틸렌초산비닐 공중합체, 에틸렌아크릴산에틸 공중합체, 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합체, 아크릴로니트릴-스틸렌 공중합체, 메타크릴산메틸, 염화비닐염화초산비닐공중합체, 염화비닐초산비닐말레인산 공중합체, 염화비닐초산비닐 공중합체, 염화비닐염화비닐리덴 공중합체, 염화비닐아크릴로니트릴 공중합체, 에틸렌염화비닐 공중합체, 프로필렌염화비닐 공중합체, 초산비닐, 폴리비닐알콜, 폴리아미드,폴리아세탈, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드 및 폴리페닐렌술파이드 중 어느 하나 또는 2종 이상이 이용된다. 이러한 열가소성 고분자 화합물은 가열에 의해 성형할 수 있을 정도까지 가소성이 얻어지는 수지이며, 압출성형, 사출성형에 사용할 수 있는 것이다. The thermoplastic polymer compound pretreatment step (S200) is a step of removing metals and the like contained in various thermoplastic polymer compounds. The thermoplastic polymer compound used herein is polystyrene, ethylene vinyl acetate copolymer, ethyl ethylene acrylate copolymer, polypropylene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, acrylonitrile-styrene copolymer, methyl methacrylate, vinyl chloride chloride Vinyl acetate copolymer, vinyl vinyl acetate maleic acid copolymer, vinyl chloride acetate vinyl copolymer, vinylidene chloride vinyl chloride, vinyl acrylonitrile chloride copolymer, ethylene vinyl chloride copolymer, propylene vinyl chloride copolymer, vinyl acetate , Polyvinyl alcohol, polyamide, polyacetal, polyester, polycarbonate, polysulfone, polyetherimide, polyamideimide and polyphenylene sulfide are used. Such thermoplastic polymer compounds are resins which can be plasticized to the extent that they can be molded by heating, and can be used for extrusion molding and injection molding.
열가소성 고분자 화합물을 분쇄기 및 자력선별, 스크린선별, 필요에 따라 풍력선별기와 같은 전처리장치를 사용하여 금속류 등의 이물질을 제거한다. 금속류 등의 이물질이 혼합되지 않은 열가소성 고분자 화합물의 경우 전처리 공정(S200)이 필요하지 않으나 후술되는 용융공정(S300)에서의 효율을 높이기 위한 입도 제어용 파쇄 또는 분쇄 공정이 필요할 수 있다. 이 경우 열가소성 고분자 화합물을 파쇄기 로 5 내지 30mm 정도의 크기로 잘게 파쇄 또는 분쇄할 수 있다.The thermoplastic polymer compound is removed using a crusher, magnetic screening, screening, and, if necessary, a pretreatment device such as a wind separator to remove foreign substances such as metals. In the case of a thermoplastic polymer compound in which foreign substances such as metals are not mixed, a pretreatment step (S200) is not required, but a particle size control crushing or grinding process may be required to increase efficiency in the melting step (S300) described later. In this case, the thermoplastic polymer compound may be finely crushed or pulverized to a size of about 5 to 30 mm with a crusher.
다음, 용융공정(S300)을 설명한다.Next, the melting step (S300) will be described.
용융공정(S300)은 상기 전처리된 열가소성 고분자 화합물을 용융조에 투입하고 전기히터, 열매체유, 직화나 열풍을 이용 약 200 내지 350℃로 용융조를 가열하는 공정이다.Melting step (S300) is a step of injecting the pretreated thermoplastic polymer compound into the melting tank and heating the melting tank to about 200 to 350 ℃ using an electric heater, heat medium oil, direct heat or hot air.
용융공정(S300)에서는 상기 열가소성 고분자 화합물 전처리 공정(S200)에 의해 잘게 분쇄된 열가소성 고분자 화합물을 용융조에 공급한다. 이때 공급장치로 주로 이용되는 장치는 스크류 컨베이어(Screw conveyor) 또는 로터리 밸브(Rotary Valve)를 사용하거나 이들을 조합하여 사용할 수 있다. 이 외에도 피스톤(Piston) 방식의 투입장치가 사용될 수 있으나 이는 공지기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. In the melting step (S300), the thermoplastic polymer compound finely ground by the thermoplastic polymer compound pretreatment step (S200) is supplied to the melting tank. In this case, a device mainly used as a supply device may use a screw conveyor or a rotary valve, or a combination thereof. In addition to this, a piston (Piston) -type input device may be used, but since it is a known technology, a detailed description thereof will be omitted.
용융조에 열가소성 고분자 화합물을 투입하여 가열하면 고체 상태가 액체 상태로 바뀐다. 즉, 열가소성 고분자 화합물에 100 내지 200℃ 정도로 열을 가하면 용융되고, 200 내지 350℃ 정도로 열을 가하면 고분자의 사슬이 끊어져 저분자 물질로 변화되는 특성을 지니고 있다. 용융조는 교반형 탱크가 사용될 수 있으며 공급되는 열가소성 고분자 화합물이 체류시간 동안에 액화되어 충분한 유동성을 갖도록 한다. When the thermoplastic polymer compound is added to the melting bath and heated, the solid state is changed into a liquid state. That is, when the heat is applied to the thermoplastic polymer compound at about 100 to 200 ° C., the melt melts. When the heat is applied at about 200 to 350 ° C., the polymer chain is broken and changed into a low molecular material. Melting baths may be used with stirred tanks and the thermoplastic polymer compound supplied is liquefied during residence time to ensure sufficient fluidity.
이러한 용융조의 가열방법으로는 전기 히터에 의한 가열, 열매체유에 의한 가열, 직화나 열풍에 의한 가열, 반응기로부터 순환되는 고온의 액체에 의한 가열 등의 다양한 방법이 사용될 수 있다. 이때, 용융조에 남은 열가소성 고분자 화합물 의 잔류물은 외부로 배출된다. As the heating method of the melting tank, various methods such as heating by an electric heater, heating by heat medium oil, heating by direct heating or hot air, heating by high temperature liquid circulated from the reactor, and the like can be used. At this time, the residue of the thermoplastic polymer compound remaining in the melting tank is discharged to the outside.
한편, 열가소성 고분자 화합물은 종류에 따라 분해온도 및 분해속도가 다르므로 다양한 종류의 열가소성 고분자 화합물이 혼합된 원료를 열분해할 경우 시간에 따라 액상 물질의 조성에 변화가 생기고, 이는 후단의 슬러지 연료화 공정(S400)에 영향을 주어 균일한 품질의 건조슬러지를 회수하는데 어려움을 줄 수 있다. 따라서, 용융조의 온도는 플랜트 운전에서 매우 중요하게 고려되어야 할 사항으로 반응시간 및 가열온도 등에 상당한 영향을 미친다. 본 발명에 따른 반응시간은 3 내지 4시간, 가열온도는 약 200 내지 350℃ 범위가 바람직하다. 상기 반응시간은 화합물의 종류에 따라 다소 차이가 있으나 약 3 내지 4시간 반응시킬 경우 충분한 유동성을 가진 고온의 액상 물질을 얻을 수 있다. 고온의 액상 물질은 실온에서 굳어지는 성질이 있으며 이때 굳은 액상 물질의 발열량은 약 9,000 내지 11,000kcal/kg이다.On the other hand, since the decomposition temperature and decomposition rate of the thermoplastic polymer compound varies depending on the type, the composition of the liquid substance changes with time when thermally decomposing raw materials mixed with various types of thermoplastic polymer compounds, which is the subsequent sludge fuelization process ( S400) may affect the recovery of dry sludge of uniform quality. Therefore, the temperature of the molten bath is a very important factor to be considered in the plant operation and has a significant influence on the reaction time and the heating temperature. The reaction time according to the present invention is 3 to 4 hours, the heating temperature is preferably in the range of about 200 to 350 ℃. The reaction time varies slightly depending on the type of the compound, but when reacted for about 3 to 4 hours, a high temperature liquid material having sufficient fluidity can be obtained. Hot liquid material has a property of solidifying at room temperature, wherein the calorific value of the hardened liquid material is about 9,000 to 11,000 kcal / kg.
여기서, 상기 용융조의 온도가 너무 높으면 체류시간이 짧아지지만 가스상의 생성물이 많이 발생되고 용융조 내부 벽면에 코크가 침착되어 열전달 효율을 떨어뜨리고, 심하게 발생되면 용융조의 운전이 불가능해지는 문제가 발생하므로 상기의 범위 내에서 반응시간 및 최적 온도를 유지하는 것이 필수적이다. Here, if the temperature of the molten bath is too high, the residence time is shortened, but a lot of gaseous products are generated and coke is deposited on the inner wall of the molten bath to lower the heat transfer efficiency, and if it is severely generated, the operation of the molten bath becomes impossible. It is essential to maintain the reaction time and optimum temperature within the range of.
마지막으로, 슬러지 연료화 공정(S400)을 설명한다.Finally, the sludge fuelization process (S400) will be described.
슬러지 연료화 공정(S400)은 상기 슬러지 전처리 공정(S100)에서 전처리된 슬러지와 상기 용융공정(S300)에서 발생한 고온의 액상 물질을 슬러지 연료화 반응조에서 반응시킴으로써 슬러지 고형연료를 생산하는 공정이다.The sludge fuelization process (S400) is a process for producing sludge solid fuel by reacting the sludge pretreated in the sludge pretreatment process (S100) with a high temperature liquid substance generated in the melting process (S300) in a sludge fuelization reactor.
즉, 본 발명에서는 전처리된 슬러지를 열가소성 고분자 화합물과 함께 연화점 이상의 온도로 3rpm으로 저속 회전하는 교반기를 통하여 용융 혼연함으로써 용융된 액상 물질에 전처리된 슬러지 입자가 부착되도록 한다. 슬러지 연료화 공정(S400)에서 소요되는 고온의 액상 물질의 양은 전처리된 슬러지의 100중량부에 액상 물질을 30 내지 50중량부가 되도록 조절하는 것이 바람직하다. That is, in the present invention, the pretreated sludge is melt-kneaded together with the thermoplastic polymer compound through a stirrer rotating at a low speed of 3rpm at a temperature above the softening point to attach the pretreated sludge particles to the molten liquid material. The amount of the hot liquid material required in the sludge fuelization process (S400) is preferably adjusted to 30 to 50 parts by weight of the liquid material to 100 parts by weight of the pretreated sludge.
즉, 액상 물질 속에서 전처리된 슬러지가 소정시간 동안 담구어져, 교반 및 진동시켜 전처리된 슬러지 내의 수분이 효율적으로 증발되게 되어 전처리된 슬러지가 건조되며, 전처리된 슬러지의 수분이 존재하던 자리에는 고온의 액상 물질이 치환되어 전처리된 슬러지와 고온의 액상 물질이 충분히 혼합된 상태가 된다. 특히 전처리된 슬러지의 내부에는 수분이 수증기로 빠져나가면서 전처리된 슬러지 내의 공극을 충분히 벌려놓기 때문에 충분한 양의 액상 물질이 전처리된 슬러지에 함침된다. 이때 액상 물질과 전처리된 슬러지의 반응시간은 약 20 내지 40분 정도 소요되며, 생산되는 연료의 발열량은 약 5,000 내지 6,000kcal/kg이다. 또한, 슬러지 연료화 반응조는 약 80 내지 120℃ 정도로 가열하여 액상 물질의 굳음 현상을 방지하면서 반응시키는 것이 바람직하다. That is, the pretreated sludge is immersed in the liquid material for a predetermined time, and the water in the pretreated sludge is efficiently evaporated by stirring and vibrating, so that the pretreated sludge is dried, and where the water of the pretreated sludge is present, The liquid substance is replaced to obtain a sufficiently mixed state of the pretreated sludge and the hot liquid substance. In particular, a sufficient amount of liquid material is impregnated into the pretreated sludge, since the voids in the pretreated sludge are sufficiently widened as water escapes into the steam inside the pretreated sludge. At this time, the reaction time of the liquid material and the pretreated sludge takes about 20 to 40 minutes, the calorific value of the fuel produced is about 5,000 to 6,000 kcal / kg. In addition, the sludge fuelization reaction tank is preferably heated to about 80 to 120 ℃ to react while preventing the solidification of the liquid material.
이상과 같이 본 발명에 의해 최종 생산되는 슬러지 고형연료는 직경 10mm 내지 60mm 크기로 되는데, 용융이 완료된 슬러지 고형연료는 함수율 15% 이하이며, 슬러지 처리량 기준 약 25 내지 35% 정도 생산이 가능하다. 이때 최종 생산되는 슬러지 고형연료는 성형하지 않고 냉각, 경화하여 이용할 수도 있다.As described above, the sludge solid fuel produced by the present invention has a diameter of 10 mm to 60 mm, and the sludge solid fuel melted is 15% or less in water content, and about 25 to 35% of sludge throughput can be produced. In this case, the final sludge solid fuel may be cooled and cured without being molded.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법에 대해 본 발명의 한 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법과의 차이점을 중심으로 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with respect to the sludge fuelization method using the melt byproduct of the thermoplastic polymer compound according to another embodiment of the present invention focusing on the difference from the sludge fuelization method using the melt byproduct of the thermoplastic polymer compound according to an embodiment of the present invention It will be described in detail with reference to.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법의 공정도이다.2 is a flowchart of a sludge fuelization method using melt byproducts of a thermoplastic polymer compound according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법은 원슬러지의 입경을 균일화 하여 전처리된 슬러지를 제조하는 슬러지 전처리 공정(S100), 열가소성 고분자 화합물에 포함된 이물질을 제거하고 분쇄하는 열가소성 고분자 화합물 전처리 공정(S200), 상기 전처리된 열가소성 고분자 화합물을 용융조에 투입한 후 가열시켜 고온의 액상 물질로 제조하는 용융공정(S300), 상기 전처리된 슬러지와 상기 열가소성 고분자 화합물의 용융시 발생되는 배가스를 슬러지 건조장치에 투입하여 상기 전처리된 슬러지에 함유된 수분을 증발시켜 건조슬러지를 제조하는 슬러지 건조공정(S350), 그리고 상기 건조슬러지와 상기 고온의 액상 물질을 반응시켜 슬러지 고형연료를 생산하는 슬러지 연료화 공정(S450)을 포함하여 이루어질 수 있다. As shown in Figure 2, the sludge fuelization method using the molten by-product of the thermoplastic polymer compound according to another embodiment of the present invention, the sludge pretreatment process (S100), a thermoplastic polymer to prepare the pretreated sludge by uniformizing the particle diameter of the original sludge Thermoplastic polymer compound pretreatment step (S200) for removing and pulverizing foreign substances contained in the compound, melting step (S300) for preparing a high temperature liquid material by heating the pretreated thermoplastic polymer compound in a melting tank (S300), the pretreated sludge And a sludge drying process (S350) for preparing dry sludge by evaporating moisture contained in the pretreated sludge by injecting the exhaust gas generated during melting of the thermoplastic polymer compound into a sludge drying apparatus, and the dry sludge and the high temperature liquid phase. Sludge lead that reacts materials to produce sludge solid fuel It may be made, including the drawing process (S450).
즉, 본 실시예에서는 전처리된 슬러지를 열가소성 고분자 화합물 용융시 발생하는 발생하는 배가스를 활용하여 상기 전처리된 슬러지를 함수율 약 40 내지 60% 정도로 건조된 건조슬러지와 고온의 액상 물질을 반응시켜 슬러지 고형연료를 생산하는데 특징이 있다.That is, in the present embodiment, the sludge solid fuel is reacted by drying the dried sludge with a moisture content of about 40 to 60% by using a flue gas generated when the pretreated sludge melts the thermoplastic polymer compound. It is characteristic in producing.
본 실시예에서 슬러지 전처리 공정(S100), 열가소성 고분자 화합물 전처리 공정(S200) 및 용융공정(S300)은 상술한 바와 같이 본 발명의 한 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.In the present embodiment, the sludge pretreatment process (S100), the thermoplastic polymer compound pretreatment process (S200), and the melting process (S300) are the same as in the embodiment of the present invention as described above, and thus detailed description thereof will be omitted.
먼저, 슬러지 건조공정(S350)을 설명한다.First, the sludge drying process (S350) will be described.
슬러지 건조공정(S350)는 상기 슬러지 전처리 공정(S100)에서 전처리된 슬러지를 상기 용융공정(S300)의 열가소성 고분자 화합물 용융시 발생되는 배가스를 열원으로 활용하여 열풍 건조방식에 의하여 1차 건조시키는 공정이다.Sludge drying step (S350) is a step of primary drying by hot air drying method using the exhaust gas generated when the sludge pretreated in the sludge pretreatment step (S100) melting the thermoplastic polymer compound of the melting step (S300) as a heat source. .
본 공정에서는 슬러지 건조장치에 의해 1차 건조된 슬러지는 함수율을 약 40 내지 60% 정도가 되도록 한다. 즉, 슬러지의 함수율이 높을수록 에너지 부하가 증가하고 수분의 급격한 기화로 인해 안전운전을 저해할 수 있으므로 보통 함수율을 40 내지 70% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 이때, 건조시 발생되는 악취 및 배가스는 최종적으로 배가스 처리장치를 통해 처리된다. In this process, the sludge firstly dried by the sludge drying apparatus has a water content of about 40 to 60%. In other words, the higher the water content of the sludge increases the energy load and may inhibit the safe operation due to the rapid vaporization of water, it is usually preferable to limit the water content to 40 to 70% or less. At this time, the odor and exhaust gas generated during drying is finally processed through the exhaust gas treatment device.
여기서, 상기 슬러지 건조장치는 로타리 킬른 타입으로 투입되는 열풍의 온도는 120 내지 200℃ 정도이며 내부에 임펠러를 설치하여 슬러지 이송과 배가스와의 접촉을 원활히 할 수 있도록 하여야 하며 슬러지의 엉킴 현상이 일어나지 않도록 하여야 한다. 또한 임펠러와 로타리 킬른의 속도 조절이 가능하도록 함으로써 건조시 발생할 수 있는 문제점에 대한 능동적인 대처가 가능하도록 하여야 하며, 슬러지 건조장치 내에서의 슬러지 체류시간은 약 20 내지 40분 정도이다. Here, the sludge drying device is a temperature of 120 ~ 200 ℃ hot air introduced into the rotary kiln type should be installed inside the impeller to facilitate the sludge transfer and contact with the exhaust gas, so that sludge tangling does not occur shall. In addition, by controlling the speed of the impeller and rotary kiln should be able to actively deal with the problems that may occur during drying, the sludge residence time in the sludge drying apparatus is about 20 to 40 minutes.
이와 같이 슬러지 건조공정(S350)에 의하여 슬러지 1000kg을 1차 건조할 경우 슬러지 건조장치를 통해 발생되는 건조슬러지의 양은 약 300 내지 750kg이 생산된다.As such, when the sludge is first dried by the sludge drying process (S350), the amount of dry sludge generated through the sludge drying apparatus is about 300 to 750 kg.
다음, 슬러지 연료화 공정(S450)을 설명한다.Next, the sludge fuelization process (S450) is demonstrated.
슬러지 연료화 공정(S450)은 상기 용융공정(S300)에서 발생한 고온의 액상 물질과 상기 슬러지 건조공정(S350)에서 1차 건조된 건조슬러지를 슬러지 연료화 반응조에서 반응시킴으로써 슬러지 고형연료를 생산하는 공정이다.The sludge fuelization process (S450) is a process of producing sludge solid fuel by reacting the high temperature liquid material generated in the melting process (S300) and the dry sludge first dried in the sludge drying process (S350) in a sludge fuelization reactor.
즉, 고온의 액상 물질 속에서 건조슬러지가 소정시간 동안 담구어져, 교반 및 진동되기 때문에 건조슬러지 내의 수분이 효율적으로 증발되게 되어 건조슬러지가 2차 건조되며, 건조슬러지의 수분이 존재하던 자리에는 고온의 액상 물질이 치환되어 건조슬러지와 고온의 액상 물질이 충분히 혼합된 상태가 된다. That is, the dry sludge is immersed in a high temperature liquid material for a predetermined time, and is stirred and vibrated, so that the moisture in the dry sludge is efficiently evaporated, so that the dry sludge is secondarily dried, and in the place where the moisture of the dry sludge existed. Subsequently, the liquid substance of is substituted and the dry sludge and the high temperature liquid substance are sufficiently mixed.
특히 2차 건조된 건조슬러지의 내부에는 수분이 수증기로 빠져나가면서 건조슬러지 내의 공극을 충분히 벌려놓기 때문에 충분한 양의 액상 물질이 건조슬러지에 함침된다. 이때 액상 물질과 건조슬러지의 반응시간은 약 20 내지 40분 정도 소요되며, 생산되는 연료의 발열량은 약 5,000 내지 6,000 kcal/kg이다. 또한, 슬러지 연료화 반응조는 약 80 내지 120℃ 정도로 가열하여 액상 물질의 굳음 현상을 방지하면서 반응시키는 것이 바람직하다.In particular, a sufficient amount of liquid material is impregnated into the dry sludge because the voids in the dry sludge are sufficiently widened while water escapes into the steam inside the secondary dried sludge. At this time, the reaction time of the liquid material and the dry sludge takes about 20 to 40 minutes, the calorific value of the fuel produced is about 5,000 to 6,000 kcal / kg. In addition, the sludge fuelization reaction tank is preferably heated to about 80 to 120 ℃ to react while preventing the solidification of the liquid material.
이상과 같이 본 발명에 의해 최종 생산되는 슬러지 고형연료는 함수율 15% 이하이며, 슬러지 처리량 기준 약 25 내지 35% 정도 생산이 가능하다.As described above, the final sludge solid fuel produced by the present invention has a water content of 15% or less, and about 25 to 35% of sludge throughput may be produced.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 사용하여 본 발명에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법을 설명하지만, 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the sludge fuelization method using the molten by-product of the thermoplastic polymer compound according to the present invention will be described using the preferred embodiment of the present invention, but the following examples are only preferred embodiments of the present invention for the purpose of understanding the present invention. The invention is not limited to the following examples.
[실시예1]Example 1
하수처리장에서 공급된 원슬러지에 포함되어 있는 금속 등의 이물질을 걸러내고 20mm 정도의 크기로 파쇄한다. 또한 폐플라스틱에 혼합되어 있는 이물질을 걸러낸 후 폐플라스틱을 50mm 정도의 크기로 파쇄한다. 상기 파쇄된 폐플라스틱을 300℃로 가열된 용융조에 넣고 4시간 동안 3rpm으로 저속 회전하는 교반기를 통하여 용융시킨다. 폐플라스틱이 충분히 유동성을 가진 고온의 액상 물질이 되면 상기 전처리된 슬러지와 3:7의 비율로 슬러지 연료화 반응조에서 3rpm으로 저속 회전하는 교반기를 통하여 약 30분 정도 반응시켜 용융된 액상 물질에 슬러지 입자가 부착되도록 한다. 이때 슬러지 내의 공극에 충분한 양의 액상 물질이 함침되도록 슬러지 연료화 반응조를 80℃로 가열하여 액상 물질의 굳는 현상을 방지하면서 천천히 냉각시켜 10 내지 60mm 정도 크기의 슬러지 고형연료를 최종 생산한다. Filter foreign substances such as metal contained in the raw sludge supplied from sewage treatment plant and crush them into 20mm size. In addition, after filtering the foreign matter mixed in the waste plastic, the waste plastic is shredded to about 50mm in size. The crushed waste plastic is placed in a melting bath heated to 300 ° C. and melted through a stirrer rotating at a low speed of 3 rpm for 4 hours. When the waste plastic becomes a liquid material having high fluidity, the sludge particles react with the pretreated sludge for about 30 minutes through a stirrer rotating at a low speed of 3 rpm in the sludge fuel tank at a ratio of 3: 7. To be attached. At this time, the sludge fueling reaction tank is heated to 80 ° C. so that a sufficient amount of liquid substance is impregnated into the voids in the sludge, and then cooled slowly while preventing solidification of the liquid substance to finally produce sludge solid fuel having a size of about 10 to 60 mm.
[실시예2]Example 2
하수처리장에서 공급된 원슬러지에 포함되어 있는 금속 등의 이물질을 걸러내고 입경이 20mm 정도가 되도록 파쇄한다. 또한 폐비닐에 혼합되어 있는 이물질을 걸러낸 후 잘게 파쇄한 후 폐비닐을 200℃로 가열된 용융조에 넣고 3시간 동안 3rpm으로 저속 회전하는 교반기를 통하여 용융시킨다. 이때 가열시 고온의 배가스가 발생한다. 상기 폐플라스틱의 용융시 발생되는 150℃ 내외의 배가스를 상기 전처리된 슬러지와 함께 상기 슬러지 건조장치에 투입하여 전처리된 슬러지를 건조시켜 함수율 50%의 건조슬러지를 형성시킨다. 이후 상기 건조슬러지와 고온의 액상 물질을 3:7의 비율로 슬러지 연료화 반응조에 투입하여 3rpm으로 저속 회전하는 교 반기를 통하여 약 25분 정도 반응시켜 용융된 액상 물질에 건조슬러지 입자가 부착되도록 한다. 여기서 건조슬러지 내의 공극에 충분한 양의 액상 물질이 함침되도록 슬러지 연료화 반응조를 80℃로 가열하여 액상 물질의 굳는 현상을 방지하면서 천천히 냉각시켜 10 내지 60mm 정도 크기의 슬러지 고형연료를 최종 생산한다. Filter foreign substances such as metals contained in the raw sludge supplied from the sewage treatment plant and crush them to have a particle diameter of about 20mm. In addition, after filtering the foreign matter mixed in the waste vinyl and finely crushed, the waste vinyl is put into a molten bath heated to 200 ℃ and melted through a stirrer rotating at a low speed of 3rpm for 3 hours. At this time, a hot exhaust gas is generated during heating. A flue gas of about 150 ° C. generated during melting of the waste plastic is introduced into the sludge drying apparatus together with the pretreated sludge to dry the pretreated sludge to form a dry sludge having a water content of 50%. Thereafter, the dry sludge and the high temperature liquid material are added to the sludge fueling reaction tank at a ratio of 3: 7, and reacted for about 25 minutes through a stirrer rotating at a low speed of 3 rpm so that the dry sludge particles adhere to the molten liquid material. Here, the sludge fuelization reactor is heated to 80 ° C. so that a sufficient amount of liquid material is impregnated into the pores in the dry sludge, and then cooled slowly while preventing solidification of the liquid material, thereby finally producing sludge solid fuel having a size of about 10 to 60 mm.
이하에서는 본 발명에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법과 종래의 슬러지 처리 기술 및 유사 기술과의 경제성을 표 3 및 표 4를 참조하여 비교설명하기로 한다.Hereinafter, the economics of the sludge fuelization method using the molten by-product of the thermoplastic polymer compound according to the present invention and the conventional sludge treatment technology and similar technologies will be described with reference to Tables 3 and 4.
물질Treatment target
matter
슬러지Thermoplastic polymer compound
Sludge
편의성Energy-efficient
convenience
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법은 열가소성 고분자 화합물 및 슬러지를 처리대상으로 하여 동시에 처리할 수 있으며, 열가고성 고분자 화합물을 200 내지 350℃에서 용융시킬 때 발생하는 120 내지 200℃의 배가스를 이용하여 슬러지를 건조함으로써 에너지 활용성이 높고 편리하다. 또한, 건조된 슬러지를 고온의 액상 물질과 반응시켜 슬러지 고형연료의 생산 판매에 따른 매출 등을 기대할 수 있게 된다.As shown in Table 3, the sludge fuelization method using the melt by-product of the thermoplastic polymer compound according to the present invention can be treated simultaneously with the thermoplastic polymer compound and sludge treatment, the thermoplastic polymer compound at 200 to 350 ℃ The energy utilization is high and convenient by drying the sludge using the exhaust gas of 120 to 200 ℃ generated when melting. In addition, by reacting the dried sludge with a liquid material of a high temperature it can be expected the sales, etc. due to the production and sale of sludge solid fuel.
사용되는
물질To dry
Used
matter
폐유
Waste oil
-폐유구매비 : 400원L
-슬러지 건조시 폐유 소모량 : 슬러지 처리량의 10%
-슬러지 건조시 액체연료 소모량 : 슬러지처리량의 30~40%
-슬러지 처리비 : 40,000원
-폐플라스틱 처리비 : 100,000원
Sludge throughput: 100 tons / day
Waste Purchase Fee: 400 wonL
Waste oil consumption when drying sludge: 10% of sludge throughput
-Liquid fuel consumption when drying sludge: 30 ~ 40% of sludge throughput
-Sludge treatment fee: 40,000 won
Waste plastic treatment fee: 100,000 won
소모 비용(1)When drying
Cost of Consumption (1)
100톤/일*400원/L*0.1=4백만원Waste Purchase Cost
100 tons / day * 400 won / L * 0.1 = 4 million won
없음
none
폐기물
처리비
수입(2)
waste
Processing fee
Income (2)
슬러지 처리비 수입
100톤/일*40,000원/톤=400만원/일
Sludge Treatment Fee Income
100 tons / day * 40,000 won / tonne = 4 million won / day
40㎥/일*100,000원/톤=400만원/일
-슬러지 처리비 수입
100톤/일*40,000원/톤=400만원/일
-처리비 수입 : 800만원/일-Waste plastic (waste vinyl) processing costs
40㎥ / day * 100,000 won / ton = 4 million won / day
-Sludge treatment fee income
100 tons / day * 40,000 won / tonne = 4 million won / day
-Processing fee income: 8 million won / day
(운전비용 제외)Estimated Revenue
(Excluding driving costs)
(2)-(1)=0원/일
(2)-(1) = 0 won / day
(2)-(1)=800만원/일
(2)-(1) = 8 million won / day
장치구성
Device configuration
슬러지 건조장치
Sludge Dryer
슬러지 건조장치
슬러지 연료화 반응조Melting tank
Sludge drying equipment
Sludge Fueling Reactor
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 종래기술인 유온건조 방식은 건조된 슬러지는 외부에 폐유가 묻어 있어 보관 및 다른 지역으로의 이송에 어려움이 있으나, 본 실시예에 의해 건조된 슬러지는 실온에서 30분 이내 표면이 매끈한 고체 상태로 굳어져 보관 및 다른 지역으로의 이송이 용이한 슬러지 고형연료로 활용이 가능하다. 또한 본 실시예는 폐기물 처리 및 슬러지 고형연료 판매를 통한 안정적인 수익을 기대할 수 있는 유용한 발명인 것이다.As shown in Table 4, in the prior art oil temperature drying method, the dried sludge is difficult to store and transfer to other areas because the waste oil is on the outside, but the sludge dried according to the present embodiment within 30 minutes at room temperature It can be used as a sludge solid fuel that has a solid surface that is smooth and can be easily stored and transferred to other areas. In addition, this embodiment is a useful invention that can expect a stable profit through the waste treatment and sludge solid fuel sales.
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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of the invention.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법의 공정도, 및1 is a process diagram of a sludge fuelization method using melt by-products of a thermoplastic polymer compound according to an embodiment of the present invention, and
도 2는 본 발명의 본 발명의 다른 실시예에 따른 열가소성 고분자 화합물의 용융 부산물을 이용한 슬러지 연료화 방법의 공정도를 각각 나타낸 것이다.Figure 2 shows a process diagram of the sludge fuelization method using the melt by-product of the thermoplastic polymer compound according to another embodiment of the present invention, respectively.
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