KR101303064B1 - 석탄회의 처리 장치 및 그 처리 방법 - Google Patents

석탄회의 처리 장치 및 그 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화력발전소 등의 연소기구에서 석탄의 연소시 포집되어 시멘트 등의 보조재료로 사용되는 석탄회에 관한 것으로, 특히 석탄회의 분말화에 따른 일련의 작업과정을 자동화하여 작업공정을 단순화시킴은 물론 작업효율성을 극대화시킬 수 있도록 한 석탄회의 처리 장치, 그 처리 방법 및 이에 사용되는 분쇄조제 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 석탄회의 분쇄 효율을 상승시킴과 동시에 본 발명에 따른 석탄회를 콘크리트 제조에 사용하는 경우 콘크리트 슬럼프 유지력 및 강도 향상의 효과를 가진다.

Description

석탄회의 처리 장치 및 그 처리 방법{A PROCESSING DEVICE AND A PROCESSING METHOD OF ASH}
본 발명은 석탄의 연소 시 발생하는 석탄회를 포집하여 재활용하기 위한 석탄회의 처리 장치와 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명은 화력발전소 등의 연소기구에서 석탄의 연소시 포집되어 시멘트 등의 보조 재료로 사용되는 석탄회에 관한 것으로, 특히 석탄회의 분말화에 따른 일련의 작업과정을 자동화하여 작업공정을 단순화시킴은 물론 작업효율성을 극대화시킬 수 있도록 한 석탄회의 처리 장치, 그 처리 방법 및 이에 사용되는 분쇄조제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 석탄회(Ash)는 화력발전소나 지역난방 보일러 등과 같이 석탄을 열원으로 사용하는 연소기구에서 발생하는 것으로서, 이 석탄회를 자연에 그대로 방치하는 경우 대기나 토질을 오염시키므로 대부분 포집하여 시멘트나 콘크리트의 보조재료로 재활용되고 있다.
여기서, 석탄회에는 미연소 된 상태의 탄소입자가 다량 포함되어 재활용의 과정에서 직접 이용할 수 없는 부산물이므로 탄소입자를 제거하는 별도의 재활용공정이 필수적으로 요구되며, 이에 의해 석탄회에 포함된 미연소된 탄소 입자를 제거하는 많은 방법들이 연구 중에 있다.
예컨대, 석탄회를 재연소하거나 각종 첨가물을 투입하는 방법들이 제안된 바 있으나, 이들 방법들은 시멘트 등의 보조재료에 적합한 상태의 분말화가 매우 어려울 뿐만 아니라 제조작업이 효율적으로 이루어지지 않아 작업하중 및 제조비용이 증대되는 문제점이 있었다.
한편, 대한민국특허 10-0886252에서는 화력발전소 등에서 석탄의 연소시 포집되는 석탄회를 시멘트 등의 보조재료로서 분말화할 수 있는 석탄회의 처리 장치가 개시되어 있으나, 분쇄 효율에 있어서 여전히 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 종래의 석탄회 처리 공정에서 분쇄 효율을 향상시킬 수 있는 첨가제로서의 분쇄조제 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 상기 분쇄 조성물을 사용하는 석탄회 처리 장치 및 처리 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여,
본 발명은, 석탄의 연소과정에서 발생하여 집진기(11)를 경유하면서 분진이 제거된 석탄회를 수용하는 저장조(12) 및, 상기 저장조(12)의 배출구에 장착되어 상기 석탄회의 배출을 유도하는 송풍기(13)를 갖는 공급부(10); 상기 저장조(12)에서 배출되어 이송되는 석탄회를 수용하여 가열하는 로터리킬른(22) 및, 상기 로터리킬른(22)에서 배출되는 상기 석탄회에 냉각수를 분사하는 로터리쿨러(23)를 갖는 하소부(20); 상기 저장조(12) 또는 상기 로터리킬른(22)에서 배출되어 이송되는 석탄회를 수용하는 분배조(32) 및, 상기 분배조(32)에서 배출되어 이송되는 상기 석탄회에 바인더를 첨가하는 바인더탱크(37)를 갖는 혼합부(30); 및 상기 저장조(12) 또는 상기 분배조(32)에 배출되어 이송되는 석탄회를 수용하여 분쇄하는 진동분쇄기(42) 및, 상기 진동분쇄기(42)에 의해 분쇄되는 석탄회를 저장하는 사이로(41)를 갖는 분쇄부(40)로 이루어진 석탄의 연소시 발생하는 석탄회를 포집하여 재활용하기 위한 석탄회 처리 장치에 있어서,
상기 분배조(32)의 유출라인과 상기 진동분쇄기(42)의 유입라인 사이에 정량펌프(51)가 구비된 분쇄조제 저장조(52)가 구비된 것을 특징으로 하는 석탄회 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 분쇄조제 저장조(52)에 N,N-디이소프로필에틸아민(N,N-diisopropylethylamine) 35~45중량%, 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 5~20중량%, 소포제 0.05~0.3중량% 및 글리세린(glycerin) 35~50중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄회 처리용 분쇄조제를 포함하는 석탄회 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 석탄회를 포집하여 재활용하기 위한 석탄회의 처리 방법에 사용되는 분쇄조제로서,
N,N-디이소프로필에틸아민(N,N-diisopropylethylamine) 35~45중량%, 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 5~20중량%, 소포제 0.05~0.3중량% 및 글리세린(glycerin) 35~50중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄회 처리용 분쇄조제를 제공한다.
마지막으로, 본 발명은 석탄회를 포집하여 재활용하기 위한 석탄회 처리 방법으로서,
본 발명의 상기 분배조(32)로부터 유출되는 석탄회 99.85~99.99중량%에 본 발명의 상기 분쇄조제를 0.01~0.015kg/분의 속도로 정량펌프를 사용하여 투입함으로써, 0.01~0.15중량%가 첨가되는 것을 특징으로 하는 석탄회 처리 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 석탄회의 분쇄 효율을 상승시킴과 동시에 본 발명에 따른 석탄회를 콘크리트 제조에 사용하는 경우 콘크리트 슬럼프 유지력 및 강도 향상의 효과를 가진다.
도 1은 종래의 석탄회의 처리 장치를 도시한 전체도,
도 2는 종래의 석탄회의 처리 장치 공급부를 도시한 개략도,
도 3은 종래의 석탄회의 처리 장치 하소부를 도시한 개략도,
도 4는 종래의 석탄회의 처리 장치 혼합부를 도시한 개략도,
도 5는 종래의 석탄회의 처리 장치 분쇄부를 도시한 개략도,
도 6은 본 발명의 석탄회의 처리 장치를 도시한 전체도,
도 7은 본 발명의 석탄회의 처리 장치의 혼합부를 도시한 개략도이다.
이하, 예시도면을 참고로 하여 본 발명의 석탄회 처리 장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 종래의 석탄회의 처리 장치를 도시한 전체도이며, 도 2는 종래의 석탄회의 처리 장치의 공급부를 도시한 개략도이고, 도 3은 종래의 석탄회의 처리 장치의 하소부를 도시한 개략도이며, 도 4는 종래의 석탄회의 처리 장치의 혼합부를 도시한 개략도이고, 도 5는 종래의 석탄회의 처리 장치의 분쇄부를 도시한 개략도이며, 도 6은 본 발명의 석탄회 처리 장치를 도시한 전체도이고, 도 7은 본 발명의 석탄회 처리 장치의 혼합부를 도시한 개략도이다.
본 발명의 석탄회 처리 장치는 석탄의 연소과정에서 발생하여 집진기(11)를 경유하면서 분진이 제거된 석탄회를 수용하는 저장조(12) 및, 상기 저장조(12)의 배출구에 장착되어 상기 석탄회의 배출을 유도하는 송풍기(13)를 갖는 공급부(10); 상기 저장조(12)에서 배출되어 이송되는 석탄회를 수용하여 가열하는 로터리킬른(22) 및, 상기 로터리킬른(22)에서 배출되는 상기 석탄회에 냉각수를 분사하는 로터리쿨러(23)를 갖는 하소부(20); 상기 저장조(12) 또는 상기 로터리킬른(22)에서 배출되어 이송되는 석탄회를 수용하는 분배조(32) 및, 상기 분배조(32)에서 배출되어 이송되는 상기 석탄회에 바인더를 첨가하는 바인더탱크(37)를 갖는 혼합부(30); 및 상기 저장조(12) 또는 상기 분배조(32)에 배출되어 이송되는 석탄회를 수용하여 분쇄하는 진동분쇄기(42) 및, 상기 진동분쇄기(42)에 의해 분쇄되는 석탄회를 저장하는 사이로(41)를 갖는 분쇄부(40)로 이루어진 석탄의 연소시 발생하는 석탄회를 포집하여 재활용하기 위한 석탄회 처리 장치에 있어서, 상기 분배조(32)의 유출라인과 상기 진동분쇄기(42)의 유입라인 사이에 정량펌프(51)가 구비된 분쇄조제 저장조(52)가 구비된 것을 특징으로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 처리 장치(1)는 시멘트 등의 보조재료로 사용되는 석탄회를 분쇄하는 것으로서, 공급부(10)에 의해 공급되는 석탄회를 하소부(20)와 혼합부(30)와 분쇄부(40) 또는 혼합부(30)와 분쇄부(40)를 경유하여 분말로 제조하는 구성에 해당한다.
여기서, 공급부(10)는, 화력발전소나 지연난방 보일러 등의 연소기구로부터 석탄의 연소시 포집되는 석탄회를 집적하는 것으로서, 석탄회에 포함된 분진을 제거하는 집진기(11)와, 상기 집진기(11)에 의해 분진이 제거된 석탄회를 저장장소로 이송하는 컨베이어(14), 상기 컨베이어(14)에 의해 이송되는 석탄회를 수용하는 대용량의 저장조(12) 및, 상기 저장조(120)의 배출구에 장착되어 석탄회의 배출을 유도하는 송풍기(13)로 이루어진다.
또한, 집진기(11)의 유입관로에 석탄회의 공급속도를 밸브를 통해 조절하는 송풍기(11a)가 장착되며, 특히 집진기(11)의 배출관로에 석탄회의 배출량을 조절하기 위한 밸브(11b)를 구성함이 바람직하다.
이때, 컨베이어(14)는 스크류컨베이어를 이용함이 바람직하다.
그리고, 하소부(20)는, 공급부(10)에서 공급되는 석탄회에 포함된 탄소성분을 제거하는 것으로, 저장조(12)에 의해 공급되어 컨베이어(21)을 통해 이송되는 석탄회를 가열하여 탄소를 제거하는 로터리킬른(22)과, 상기 로터리킬른(22)에 의해 공급되는 석탄회에 냉각수를 분사하여 상온으로 냉각하는 로터리쿨러(23)로 이루어진다.
이때, 로터리킬른(22)은 500 ~ 700℃의 온도범위에서 15 ~ 25분 동안 석탄회를 가열하도록 세팅함이 바람직하다.
이때, 로터리쿨러(23)을 수냉식에 한정하여 설명하였지만 공냉식이나 그 밖의 냉각수단도 본원의 기술범주에 포함된다.
또한, 로터리킬른(22)의 열원으로는 엘엔지(LNG)를 사용하고 가열수단으로 다수개의 버너를 사용함이 바람직하며, 또한 전기식 가열기 또한 가능하다. 특히 컨트롤러에 의해 석탄회의 투입부터 배출까지 일정하게 온도를 세팅함이 바람직하다.
또한, 하소부(20)에는, 로터리킬른(22)에 의해 배출되는 연소가스나 분진을 덕트를 이용하여 1차포집하는 사이클론(24)과, 상기 사이클론(24)에 의해 포집되지 않은 분진을 2차포집하는 집진기(25) 및, 상기 사이클론(24)과 집진기(25)의 사이에 설치되어 집진기(25)를 보호하는 열교환기(26)가 구비된다.
또한, 하소부(20)에는, 로터리쿨러(23)에 의해 배출되어 컨베이어(28)를 통해 이송되는 석탄회에 첨가제를 공급하는 호퍼(27)가 구성되며, 또 컨베이어(28)의 이동경로에 물자켓을 구성함이 바람직하다.
즉, 로터리쿨러(23)의 배출라인 바람직하게는, 분배조(32)의 유입라인에는 상기 로터리쿨러(23)를 통해 냉각되는 석탄회를 2차냉각하는 다수개의 쿨러(23a)를 장착함이 바람직하다. 이때, 컨베이어(28)의 이동경로에 구성된 쿨러는 로터리쿨러(23)에 의해 냉각되지 않은 석탄회를 재냉각하는 것이다.
또한, 로터리쿨러(23)에 의해 냉각되어 컨베이어에 의해 이송되는 석탄회는 버킷승강기(29)에 의해 퍼 올려져 이후에 설명하는 혼합부(30)의 호퍼(33)로 직접 공급된 다음 바인더와 혼합될 수도 있다.
그리고, 혼합부(30)는, 로터리킬른(22)과 저장조(12)에 의해 각각 공급되는 석탄회를 수용하는 것으로서, 저장조(12)와 로터리쿨러(23)에 의해 공급되는 석탄회를 각각 퍼올리는 버킷승강기(31,34)와, 상기 버킷승강기(31,34)에 의해 이송되는 석탄회를 수용하는 분배조(32) 및, 상기 분배조(32)에 의해 공급되는 석탄회에 바인더를 첨가하는 혼합수단으로 이루어진다.
또한, 혼합수단은, 상기 분배조(32)에 의해 배출되는 석탄회를 이송하는 다수개의 컨베이어(35)와, 상기 컨베이어(35)에 의해 이송되는 석탄회를 수용하는 다수개의 호퍼(33), 상기 호퍼(33)에 의해 배출되는 석탄회를 이송하는 컨베이어(36), 상기 컨베이어(36)에 의해 이송되는 석탄회에 세팅량의 바인더를 공급하는 바인더탱크(37) 및 다수개의 보조바인더탱크(37a), 상기 진동기(38)에 의해 혼합상태로 배출되는 석탄회를 이송하는 컨베이어(39)로 이루어진다.
또한, 분배조(32) 및 호퍼(33)에는 상기 석탄회의 투입량 및 잔류량을 측정하는 로드셀을 장착함이 바람직하다.
이때, 하소부(20)에 구성된 컨베이어(21,28) 및 혼합부(30)에 구성된 컨베이어(35,36,39)는 스크류컨베이어를 이용함이 바람직하다.
그리고, 분쇄부(40)는, 분배조(32)에서 배출되는 석탄회 또는 저장조(12)에서 배출되는 석탄회를 분쇄하는 것으로서, 상기 컨베이어(39)에 의해 공급되는 석탄회를 이송하는 버킷승강기(44)와, 상기 버킷승강기(44)에 의해 공급되는 석탄회를 분쇄하는 진동분쇄기(42), 상기 진동분쇄기(42)에 의해 분쇄되는 석탄회를 저장하는 다수개의 사이로(41)와, 상기 진동분쇄기(42)의 작동과정에서 발생하는 분진을 포집하는 집진기(43)로 구성된다.
또한, 진동분쇄기(42)의 내부에 상기 석탄회의 분쇄물로서 다수개의 스틸강구를 구비함이 바람직하다.
또한, 사이로(41)의 배출구에는 석탄회를 배출하는 과정에서 공기를 압송하는 송풍기(45)를 구성함이 바람직하다.
상기 혼합부(30)의 분배조(32)와 분쇄부(40)의 진동분쇄기(42) 사이에는 본 발명의 분쇄조제가 저장된 분쇄조제저장조(52)가 구비되며, 상기 분쇄조제는 분쇄조제저장조(52)에 별도로 구비된 정량펌프(51)에 의하여 일정량이 유출되어 분배조(32)로부터 유출되는 석탄회와 혼합되어 분쇄부(40)로 유입된다.
이하, 본 발명의 석탄회 처리 장치의 작용을 첨부된 예시도면을 참고로하여 더욱 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 처리 장치(1)를 작동하려는 경우, 일단 화력발전소 등의 연소장소에서 포집되는 석탄회를 송풍기에 의한 에어압송방식에 의해 저장조(12)에 수용하는 과정이 선결되어야 한다.
이때, 저장조(12)에 수용된 석탄회는 예컨대, 하소부(20)를 거쳐 탄소를 제거하는 석탄회와 하소부(20)를 거치지 않고 바로 혼합부(30)로 공급되어 재처리되는 석탄회로 나눌 수 있다.
즉, 저장조(12)에서 배출되는 석탄회는 컨베이어(21)에 의해 하소부(20)로 공급되거나 또는 승강기버킷(31)에 의해 퍼 올려져 혼합부(30)로 공급되어 이후의 처리과정을 거치게 되는 것이다.
예컨대, 하소부(20)를 거치는 석탄회는 컨베이어에 의해 이송되어 진동피더의 작동과정에서 로터리킬른(22)으로 이송되며, 이때 저장조(12)에 구성된 송풍기(13)에 의해 원활하게 배출작업이 이루어진다.
이어서, 로터리킬른(22)에 수용되는 석탄회는 500~700의 온도에서 약 15~25분간 로내를 체류하면서 가열되어 함유탄소를 태워 순수한 석탄회로 제조되며, 로터리쿨러(23)에 의해 상온 상태로 냉각된다,
이어서, 로터리쿨러(23)에 의해 냉각된 석탄회는 컨베이어(28)를 통과하면서 물자켓에 의해 2차냉각됨은 물론 호퍼(27)에 의해 공급되는 첨가제와 혼합된 상태에서 혼합부(30)의 분배조(32)로 공급된다.
물론, 혼합부(30)의 분배조(32)에는 공급부(10)의 버킷승강기(31)에 의해 퍼 올려진 석탄회 및 하소부(20)의 버킷승강기(34)에 의해 퍼 올려진 석탄회가 수용될 수 있음은 당연하다.
그리고, 분배조(32)에 공급되는 석탄회는 호퍼(33)로 분배되어 분쇄부(40)로 공급하기 위한 준비단계를 수행한다.
그리고, 호퍼(33)에 의해 공급되는 석탄회는 컨베이어(36)를 통해 이송되는 과정에서 바인더탱크(37)에서 공급되는 바인더와 혼합된 다음 버킷승강기(44)에 의해 퍼올려져 분쇄부(40)로 공급되는 것이다.
특히, 분배조(32)와 호퍼(33)에 수용되는 석탄회는 로드셀에 의해 원료량 및 잔류량이 측정되고 있어 원활한 원료공급이 이루어진다.
이어서, 호퍼(33)에 의해 공급되는 석탄회와 바인더탱크(37)에 의해 공급되는 바인더는 진동기(38)의 작동과정에서 혼합된 다음, 버킷승강기(44)에 의해 퍼 올려져 진동분쇄기(42)로 공급되는 것이다.
특히, 분배조(32)로부터 유출되는 석탄회는 정량펌프(51)에 의하여 일정량의 분쇄조제가 유출되는 분쇄조제저장조(52)의 정량펌프(51)에 의하여 일정량이 유출되는 분쇄조제와 혼합되어 진동분쇄기(42)로 공급된다.
그리고, 분쇄부(40)의 진동분쇄기(42)에 투입된 석탄회는 스틸강구의 충격 및 전단 등의 작용에 의해 분쇄가 이루어지고, 공기이송방식에 의해 제품저장고에 임시 저장된 후 출하되어 사용되는 것이다.
이하, 본 발명의 상기 석탄회 처리 장치에 사용되는 분쇄조제에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 분쇄조제는 석탄회를 포집하여 재활용하기 위한 석탄회의 처리 방법에 사용되는 분쇄조제로서, N,N-디이소프로필에틸아민(N,N-diisopropylethylamine) 35~45중량%, 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 5~20중량%, 소포제 0.05~0.3중량% 및 글리세린(glycerin) 35~50중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 N,N-디이소프로필에틸아민은 석탄회 입자의 분쇄성 향상뿐만 아니라, 분쇄된 석탄회 표면에 흡착되어 존재하며, 분쇄된 석탄회가 시멘트와 혼합되어 수화반응 진행 시 시멘트의 Fe와 선택적으로 반응하여 시멘트의 조성광물인 C4AF의 수화반응을 촉진하고, 결과적으로 실리케이트상이 물과 접촉할 수 있게 유도하여 강도발현에 기여하며, 촉매작용으로 C4AF상과의 반응에 의해 소모되지 않고 회수되어 미 반응 C4AF 및 간극수가 있는 한 반응이 계속 진행되게 되므로 석탄회가 혼합된 시멘트의 초기 및 장기강도를 증대시켜주는 역할을 한다. N,N-디이소프로필에틸아민이 35중량% 미만이면, 전술한 C4AF의 수화촉진 및 촉매작용이 부족하며, 45중량%를 초과하면, 혼합물의 안정성이 저하되어 상분리의 가능성이 있으며, 첨가된 시멘트에 암모니아냄새가 증가하여, 분쇄공정 및 최종 시멘트 타설시 취기가 발생하는 문제점이 있다.
상기 디에틸렌 글리콜은 정전기적 인력에 의한 석탄회 입자의 재응집을 방지하여 분쇄성을 향상시키기 위하여 사용되는 것으로, 디에틸렌 글리콜의 함량이 5중량% 미만이면, 정전기적인 반발력 유도에 의한 입자의 분쇄효율 증대의 효과가 감소하며, 20중량%를 초과하더라도 분쇄효율의 큰 증가를 가져오지는 않는다.
상기의 디에틸렌 글리콜 및 N,N-디이소프로필에틸아민은 고급 알콜계 계면활성제의 일종으로 시멘트 수화반응시 표면에너지 저하에 기인하는 불균일한 기포의 발생을 유도하게 되므로, 결과적으로 시멘트 콘크리트의 정확한 공기량 조절을 어렵게 하며, 다량의 기포발생에 의한 시멘트 콘크리트 구조물의 내구성 저하를 일으킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 조성물에는 소포제를 사용하게 되며, 소포제들은 물의 표면에너지를 높여주는 역할을 해주어, 결과적으로 시멘트 조성물들의 수화반응에 의해 생성되는 불규칙한 기포의 발생을 억제하여 시멘트의 강도를 높여주는 역할을 한다. 구체적으로 예를 들면, 실리콘계 소포제 및 지방산계 소포제 등이 사용 가능하다. 소포제가 0.05 중량% 미만이면, 표면에너지 증가 유도에 의한 불균일한 기포발생 억제력이 부족하며, 0.3중량%를 초과하면, 과도한 표면에너지 증가에 의하여 콘크리트 타설시 적절한 공기량 조절이 어려운 부작용을 나타내며, 결과적으로 구조체 내의 내구성을 저하시키는 악영향을 미치는 문제점이 있다.
상기 글리세린은 전술한 디에틸렌 글리콜과의 상호작용에 의해 분쇄효과의 증진을 가져오며, 시멘트 및 콘크리트에 보습성을 유도하여 콘크리트 타설시 작업성 증대의 효과를 나타낸다. 또한 시멘트의 수화반응 촉진에 의한 강도발현의 속도를 증대시켜주는 역할을 한다. 글리세린의 함량이 35중량% 미만이면, 시멘트의 초기강도 촉진 및 분쇄효율 증가의 효과가 부족하게 되며, 50중량%를 초과하면, 시멘트의 초기활성도의 과도한 증대에 의한 콘크리트 작업성 손실이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 설명된 본 발명의 석탄회 처리 장치 및 이에 사용되는 분쇄조제를 이용하여 석탄회를 처리하는 방법을 제공한다.
구체적으로 도 7에 도시된 분배조(32)로부터 유출되는 석탄회에, 분쇄조제저장조(52)에 저장된 N,N-디이소프로필에틸아민(N,N-diisopropylethylamine) 35~45중량%, 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 5~20중량%, 소포제 0.05~0.3중량% 및 글리세린(glycerin) 35~50중량%를 포함하는 분쇄조제가 정량펌프(51)에 의해 첨가되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로 상기 방법은 석탄회 99.85~99.99중량%에 분쇄조제 0.01~0.15중량%가 첨가되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 함량은 아래에 설명될 구체적인 실시예를 통하여 가장 효과가 우수한 것으로 밝혀진 것이며, 본 발명의 석탄회 제조 방법의 특징을 구성한다.
본 발명의 분쇄조제와 분쇄 장치를 사용하여 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 석탄회는 콘크리트 시공 시 시멘트와 혼합하여 사용함으로써 콘크리트의 물리적 특성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 석탄회와 시멘트의 혼합비는 바람직하게는 10 중량%에서 30중량%가 바람직 하며, 구조물의 따라 그 사용비를 조절할 수 있음은 당연하다.
이하에서는, 본 발명의 분쇄조제를 사용하여 제조된 석탄회 및 콘크리트를 구체적인 실시예를 통하여 더욱 상세하게 설명한다.
[제조예 1]
분쇄조제의 제조
N,N-디이소프로필에틸아민(N,N-diisopropylethylamine) 40중량%, 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 15중량%, 폴리옥시알킬렌 알케닐 에테르(Polyoxyalkylene alkenyl ether)계 소포제(AFK-2) 0.1중량% 및 글리세린(glycerin) 44.9중량%를 혼합하여 분쇄조제를 제조하였다.
1. 석탄회 분쇄 시험
다음 표 1의 성분을 사용하여 도 7에 도시된 본 발명의 석탄회 처리 장치와 방법에 따라 미연탄소성분을 제거 하고, 각 분쇄조제를 0.04 중량% 첨가하여 진동밀에 의하여 미분쇄된 석탄회 분쇄물을 제조하고, 각 분쇄물의 각 물성을 측정하여 표 1에 나타내었다. 제조예 1에서 제조한 본 발명의 분쇄조제를 사용한 경우, 다른 성분을 사용하거나 어떠한 성분도 사용하지 않은 비교예들에 비하여 분말도와 잔사율 등 석탄회의 분쇄 효율이 현저히 증가함을 확인할 수 있다.
[표 1]
Figure 112011041244427-pat00001
다음으로, 본 발명의 분쇄조제의 첨가량별 분쇄효율을 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다. 표 2에 나타난 바와 같이, 제조예 1에 따른 본 발명의 분쇄조제를 0.01~0.15중량% 사용하는 경우에 분말도와 잔사율에 있어서 가장 우수한 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.
[표 2]
Figure 112011041244427-pat00002
2. 콘트리트의 제조 및 물성 측정
상기 실시예 1에서 제조된 석탄회(F/A)를 시멘트(C), 배합수(W), 굵은골재(G), 잔골재(S) 및 혼화제(AD)와 표 3의 함량으로 배합하여 콘크리트를 제조(실시예 2)하고 석탄회 무첨가의 경우(비교예 6)와 비교한 결과를 표 4에 나타내었다.
[표 3]
Figure 112011041244427-pat00003
W/B : 배합수/바인더(일반 시멘트+실시예 1에서 제조된 석탄회)
S/a : 잔골재/굵은골재
W : 배합수
C : 일반 포틀랜드 시멘트
F/A : 본 발명에 따른 석탄회
S : 잔골재
G : 굵은골재
AD : 혼화제
[표 4]
Figure 112011041244427-pat00004
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 석탄회를 첨가한 콘크리트의 경우 배합수의 첨가량이 적으면서도 슬럼프, 공기량 및 압축강도에 있어서, 석탄회 무첨가 콘크리트에 비하여 우수한 결과를 나타냄을 확인할 수 있다.
10 : 공급부 11 : 집진기
12 : 저장조 13 : 송풍기
14,21,28,35,36,39 : 컨베이어 20 : 하소부
22 : 로터리킬른 23 : 로터리쿨러
30 : 혼합부 32 : 분배조
33 : 호퍼 37 : 바인더탱크
38 : 진동기 40 : 분쇄부
42 : 진동분쇄기 29,31,34,44 : 버킷승강기
51 : 정량펌프 52 : 분쇄조제저장조

Claims (6)

  1. 석탄의 연소과정에서 발생하여 집진기(11)를 경유하면서 분진이 제거된 석탄회를 수용하는 저장조(12) 및, 상기 저장조(12)의 배출구에 장착되어 상기 석탄회의 배출을 유도하는 송풍기(13)를 갖는 공급부(10);
    상기 저장조(12)에서 배출되어 이송되는 석탄회를 수용하여 가열하는 로터리킬른(22) 및, 상기 로터리킬른(22)에서 배출되는 상기 석탄회에 냉각수를 분사하는 로터리쿨러(23)를 갖는 하소부(20);
    상기 저장조(12) 또는 상기 로터리킬른(22)에서 배출되어 이송되는 석탄회를 수용하는 분배조(32) 및, 상기 분배조(32)에서 배출되어 이송되는 상기 석탄회에 바인더를 첨가하는 바인더탱크(37)를 갖는 혼합부(30); 및
    상기 저장조(12) 또는 상기 분배조(32)에서 배출되어 이송되는 석탄회를 수용하여 분쇄하는 진동분쇄기(42) 및, 상기 진동분쇄기(42)에 의해 분쇄되는 석탄회를 저장하는 사이로(41)를 갖는 분쇄부(40);
    로 이루어지며, 상기 분배조(32)의 유출라인과 상기 진동분쇄기(42)의 유입라인 사이에 정량펌프(51)가 구비된 분쇄조제저장조(52)가 구비되고,
    상기 분쇄조제저장조(52)는 N,N-디이소프로필에틸아민(N,N-diisopropylethylamine) 35~45중량%, 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 5~20중량%, 소포제 0.05~0.3중량% 및 글리세린(glycerin) 35~50중량%를 포함하는 분쇄조제가 저장되며,
    상기 분배조(32)로부터 유출되는 석탄회 99.85 ~ 99.99 중량%에 대하여, 상기 분쇄 조제를 0.01 ~ 0.015kg/분의 속도로 정량펌프를 사용하여 투입함으로써 0.01 ~ 0.15 중량%가 첨가되도록 하는 것을 특징으로 하는 석탄회 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 석탄회를 포집하여 재활용하기 위한 석탄회 처리 방법으로서,
    석탄의 연소과정에서 발생하여 집진기(11)를 경유하면서 분진이 제거된 석탄회를 수용하는 저장조(12) 및, 상기 저장조(12)의 배출구에 장착되어 상기 석탄회의 배출을 유도하는 송풍기(13)를 갖는 공급부(10);
    상기 저장조(12)에서 배출되어 이송되는 석탄회를 수용하여 가열하는 로터리킬른(22) 및, 상기 로터리킬른(22)에서 배출되는 상기 석탄회에 냉각수를 분사하는 로터리쿨러(23)를 갖는 하소부(20);
    상기 저장조(12) 또는 상기 로터리킬른(22)에서 배출되어 이송되는 석탄회를 수용하는 분배조(32) 및, 상기 분배조(32)에서 배출되어 이송되는 상기 석탄회에 바인더를 첨가하는 바인더탱크(37)를 갖는 혼합부(30); 및
    상기 저장조(12) 또는 상기 분배조(32)에서 배출되어 이송되는 석탄회를 수용하여 분쇄하는 진동분쇄기(42) 및, 상기 진동분쇄기(42)에 의해 분쇄되는 석탄회를 저장하는 사이로(41)를 갖는 분쇄부(40);
    로 이루어지며, 상기 분배조(32)의 유출라인과 상기 진동분쇄기(42)의 유입라인 사이에 정량펌프(51)가 구비된 분쇄조제저장조(52)가 구비되며,
    상기 분배조(32)로부터 유출되는 석탄회에, 분쇄조제저장조(52)에 저장된 N,N-디이소프로필에틸아민(N,N-diisopropylethylamine) 35~45중량%, 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 5~20중량%, 소포제 0.05~0.3중량% 및 글리세린(glycerin) 35~50중량%를 포함하는 분쇄조제가 정량펌프(51)에 의해 0.01 ~ 0.015kg/분의 속도로 투입함으로써, 상기 분배조(32)로부터 유출되는 석탄회 99.85 ~ 99.99 중량%에 대하여, 상기 분쇄 조제 0.01 ~ 0.15 중량%가 첨가되도록 하는 것을 특징으로 하는 석탄회 처리 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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