KR101313085B1 - 유기성 폐기물을 이용한 고체 연료 석탄화 생산 공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기성 폐기물이 함유하고 있는 유기질을 활용하기 위한 재생기술의 하나로서 가열공정과 동시에 가압공정을 거쳐 유기질 성분을 고체연료인 석탄으로 생산하는 기술 및 생산한 석탄을 연소하여 에너지화 한 후에 이를 활용하여 수분조절제로 활용하는 기술에 관한 것으로서, 고함수율의 유기성 폐기물로부터 광역화 에너지원으로 활용할 수 있는 고체연료인 석탄을 생산하고, 고액분리한 액상물은 석탄재를 이용하여 퇴비화 함으로써 완전한 자원순환형 무방류시스템을 구축할 수 있으며, 이를 통하여 환경오염을 방지할 수 있으며. 유기성 폐기물에서 고체에너지원을 획득함으로써 재생에너지 공급을 통하여 화석에너지의 소모를 감축할 수 있으며 이를 통하여 화석에너지 수입에 따른 외화를 절감할 수 있으며, 액상물은 보관과 이송이 용이한 퇴비로 생산함으로써 농촌능 비롯한 도시에서도 활용이 가능하므로 광역화를 통한 수요층의 확장이 가능하며, 석탄생산 시스템을 통하여 처리시스템의 부지사용 면적 및 설비규모의 최적화가 가능하며, 고체에너지 생산기술을 축적하여 그 기술의 해외판매를 통한 외화획득이 가능하며, 지원순환을 통한 친환경적 마인드의 고취를 통한 교육적 효과와 청정 개발 체제(Clean Development Mechanism, CDM)의 구축을 통하여 미래지향적인 온실가스 저감사업인 CDM사업을 통하여 탄소배출권 등의 수익사업을 활성화 할 수 있을 것이다.

Description

유기성 폐기물을 이용한 고체 연료 석탄화 생산 공정{coalification manufacturing method of solid fuel using organic waste}

본 발명은 유기성 폐기물이 함유하고 있는 유기질을 활용하기 위한 재생기술의 하나로서 가열공정과 동시에 가압공정을 거쳐 유기질 성분을 고체연료인 석탄으로 생산하는 기술 및 생산한 석탄을 연소하여 에너지화 한 후에 이를 활용하여 수분조절제로 활용하는 기술에 관한 것이다.

본 발명의 배경기술은 화석연료인 천연석탄이 생성되는 원리와 이론을 기계장치와 화학공정 및 화학촉매를 활용하여 단시간에 생성할 수 있는 고온가압장치의 발명과 이를 이용한 공정기술과 생산한 석탄을 연료로 활용하여 에너지를 획득한 후에 잔류하는 연소재(이하 석탄재)를 활용하여 수분조절조로 활용하여 석탄화 공정에서 고함수율을 조절하는 수분조절용으로 활용화 하는 방법 및 고함수율의 원료를 고액분리하는 전처리 공정에서 분리된 액상물의 퇴비화 공정에 수분조절제로 활용화 하는 기술이다.

천연석탄은 식물이 지하에서 수만년에서 수십만년 동안 매몰되어 퇴적층을 형성하면서 생성원리상에서 퇴적층의 압력과 지열에 의한 물리화학적 변성을 거쳐 형성된 것이다.

본 발명에서 석탄화 생산기술은 천연석탄의 생성원리를 토대로 하는 공정기술을 장치를 활용하여 단시간에 구현하였으며, 촉매를 활용하여 생산공정시간을 단축하는 공정기술에 대한 것과 이를 구현할 수 있도록 한 장치에 대한 기술로써 본 발명의 핵심내용은 지구상에 존재하는 유기질을 원료로 하여 고체연료인 석탄을 생산하는 것으로 고온고압으로 유지할 수 있는 내압력용 반응조와 그 부속설비, 반응공정의 조건과 반응시간 그리고 반응공정에서 투입되는 촉매로 구성된다.

본 발명에서 석탄재를 수분조절제로 활용하는 기술은 함수율이 약 98% 정도이며 년간 발생량이 45백만톤에 달하는 가축분뇨를 석탄화 공정의 원료로 이용하려는 경우 고액분리를 하여 액상물과 고상물로 분리하는 전처리 공정이 필수적으로 요구되며(특허 제 10-0682023호 ‘축산분뇨 처리방법 및 그 장치’; 특허 제10-0723066호 ‘가축분뇨 비료화 방법 및 그 장치’), 여기서 상분리된(phase separation) 고형물은 석탄화 공정에 원료로 투입되어 석탄으로 생산되며 상분리된 액상물은 발효공정을 통하여 유기질 비료로 활용된다.

이때 액상물 유기질 비료의 생산방법은 지역적 특성에 따라 차이가 나며, 액상물상태로 발효시켜 유기질 비료화 하는 액비로 생산할 경우 이를 살포할 수 있는 충분한 초지를 확보할 필요가 있으며 초지와 경작지가 충분히 확보되지 못한 지역의 경우 액비화 생산방법엔 액비를 저장해야하는 저장탱크의 확보가 필연적으로 요구되어 저장탱크의 확보를 위한 부지확보와 설치비용을 부담해야만 하는 단점이 있으나 액상물을 퇴비화 할 경우 사용처가 초지 및 경작지를 비롯해 과수원, 조림지, 시설하우스, 가정에서 화초재배, 도시공원에 활용, 가로수시비 등 다양한 형태로 활용이 가능해 지면서 수요량이 현격하게 증대될 수 있으며 동시에 퇴비는 포장을 통해 보관과 수송이 용이해 지므로 광역화 활용이 가능해지므로 퇴비를 활용할 수 있는 수요층이 농촌을 비롯하여 도시까지 더욱 확장될 수 있는 장점이 있어 대량으로 발생하는 고함수율의 가축분뇨를 비롯하여 음식물쓰레기 등 고액분리과정에서 액상물에 대한 처리가 문제되는 대상물에 적용할 수 있다.

따라서 본 발명에서는 고함수율을 지닌 유기성 폐기물의 고액분리과정에서 발생되는 액상물 을 퇴비화 함으로써 생산품의 유지관리를 용이하게 하며 활용처에 대한 수요를 증대시킴으로써 대량으로 발생하는 폐기물에 대하여 특히 해양투기가 금지되는 2012년부터 육상처리가 불가피한 가축분뇨, 음식물쓰레기, 하수슬러지 등에 적용할 수 있을 것이다.

특히 본 발명은 유기성 폐기물의 직매립금지에 관한 폐기물관리법이 1997년 발효되었으며 다만 폐기물의 종류별 시행방법에서 차별화하였고 하수슬러지, 축산분뇨, 음식물쓰레기 침출수 등은 해양투기를 통해 처리해 왔으나, 2012년부터 시행을 앞두고 있는 유기성 폐기물의 해양투기금지조치에 대한 정부정책이 실효성을 거둘 수 있도록 짧은 처리시간, 잔류폐기물의 부재, 배가스가 없는 유기성 폐기물의 고온고압 재활용공정기술을 이용한 고체연료 석탄화 생산 및 그 생산한 석탄의 연료사용 후에 석탄재를 활용한 퇴비화 기술에 대한 것이다.

우리 주변에서 발생하고 있는 생활쓰레기 등 유기성 폐기물은 자원으로 재활용이 가능한 유기질을 보유하고 있으므로 재활용 기술의 도입을 통한 자원화가 가능하나 함수율이 높은 유기성 폐기물의 경우 자칫 방치되거나 정상적으로 처리하지 못할 경우 악취가 유발되고 강우에 의하여 인근수역으로 유입될 경우 수질오염이 유발될 수 있으며. 이를 제대로 처리하지 않고 토양에 매립하였을 경우 매립가스가 발생하고 빗물이나 불명수가 유입되어 침출수가 발생하여 환경오염을 촉발할 수 있으며, 저비용 혹은 처리의 간편성 등의 이유로 해양투기를 할 경우 인근해역을 포함한 연안에 해양오염을 유발할 수 있으며 종국엔 해양생태계가 파괴될 수 있으므로 유기성 폐기물은 적정하게 처리되어야 한다.

현재까지 존재하는 고함수율의 유기성 폐기물재활용기술은 함유하고 있는 유효성분을 자원화 재활용하는 자원순환시스템을 통한 완벽한 무방류시스템을 구축하지 못하고 함유성분의 일부만 재활용하고 잔류부분은 해양투기하거나 방류함으로써 환경오염을 유발하거나 사회적 문제점을 유발하고 있어 이에 대한 해법이 절실하게 요구되고 있다.

종래의 유기성 폐기물을 자원으로 재활용하는 기술은 크게 분류하여 연소화, 비료화, 에너지화 방법 등이 있다.

연소화 방법의 경우 소각열을 획득할 수 있으며 폐기물을 소각하면 1/10 정도로 폐기물의 용적을 감축할 수 있다는 장점이 있으나 높은 함수율로 인해 소각을 위한 전처리공정인 건조공정에서 외부의 열에너지가 대량으로 요구되며 배가스에 중금속 혹은 다이옥신 등이 발생할 수 있다는 단점도 있다.

유기성 폐기물을 미생물을 이용한 바이오 공정기술에서는 함유된 유기질의 유효성분을 자원으로 재활용하는 방법으로써 퇴비화공정과 바이오가스공정이 있다.

미생물을 이용한 방법은 비교적 저렴하게 대량을 처리할 수 있다는 장점이 있으나 처리공정에 소요되는 기간이 비교적 길며 원료에 혼합된 난분해성 물질을 처리할 수가 없다는 단점이 있다.

난분해성물질로는 일예로 축산분뇨에 함유된 항생제와 중금속 등을 들 수 있고 수처리공정에서 발생하는 슬러지에 함유된 고분자 응집제가 바로 그 것이며, 이러한 생물학적으로 처리가 불가능한 난분해성 물질을 포함하고 있는 유기성 폐기물들은 가열하여 처리하는 것이 바람직하다.

비료화 방법은 호기성 퇴비발효공정을 통하여 유기질을 식물생장에 유익한 비료로 만드는 기술로, 크게 분류하면 고함수율의 유기성 폐기물을 고액분리하여 상분리된 액상물을 발효하여 액비로 활용하는 방법과 상분리된 고형물을 퇴비화 하여 활용하는 방법이 있다.

액상물을 비료화하는 방법은 상분리된 액상물을 발효조에 담아 공기를 발효조에 불어 넣어 호기성 상태에서 최소 6개월이상 발효시켜 액상의 유기질 비료(이하 액비)를 초지나 경작지에 살포하는 것으로 살포지에 제한된 물량밖에 살포할 수 없어 잦은 살포로 인하여 경작비용이 상승하여 경제성이 낮아진다는 단점이 있으며 자칫 자주 과량을 살포할 경우 고농도 유기질과 과수분으로 인하여 지하수가 오염되거나 혹은 토양생태계가 파괴될 수 있으며 비점오염원으로 환경오염을 유발한다는 단점이 있다.

반면에 고형물을 퇴비화하는 방법은 호기성 발효공정을 통하여 유기질 비료를 생산하며 토양에 살포하면 비옥해지며 다양한 토양생태계를 형성할 수 있다는 장점이 있으며 일정한 크기로 포장이 가능하므로 액비에 비하여 보관과 이송이 용이하므로 광역화 활용의 장점이 있으며 살포량을 조절할 수 있는 장점이 있으나 발효기간이 최소 6개월에서 1년이 소요되어 발효공정에서 필요로 하는 부지면적이 넓고 자칫 발효공정에서 악취가 발생할 수 있다는 단점이 있다.

유기성 폐기물에서 메탄가스나 수소가스를 획득하는 바이오가스 생산기술은 혐기성 발효공정에 의해 유기질 성분에서 메탄가스나 수소가스를 얻는 기술로 혐기성 발효공정에서 반응조를 일정한 온도로 유지하기 위하여 가열하기 때문에 에너지가 소모되며 소화공정이 약 30일에서 60일 정도가 소요되므로 대규모의 반응조가 필요하며, 생산된 바이오 가스는 보관과 이송에 많은 제약이 있으며 또한 생산현장을 벗어나 활용이 어려우므로 바이오가스의 활용을 광역화 하는데 문제가 있으며, 바이오 가스 생산공정에서 초기에 투입된 유기성 폐기물의 양이 절대적으로 감소되지 않아 거의 전량의 발효잔류물을 처리해야만 하는 문제점이 있다.

유기성 폐기물을 가열하여 처리하는 방법은 상기에서 언급하였듯이 난분해성물질이 함유된 유기성 폐기물의 처리에 적합하며, 일예로 소각공정을 들 수 있다.

가열하는 방법의 하나로 유기성 폐기물을 단순 건조하여 고체연료화 하는 공정이 있으며 생산한 고체연료는 보관과 이동이 용이하다는 장점이 있으나 단순건조공정으로 생산한 고체연료는 유기성 폐기물의 본래 형질을 유지하고 있으므로 여전히 악취가 발생하며 건조된 고체연료가 강우 등에 의해 수분에 노출될 경우 초기의 유기질로 환원되면서 부패 등에 의해 악취유발 등의 문제가 유발될 수 있으며, 또한 건조물을 고체연료로 활용하기 위하여 완전하게 수분을 제거해야만 하므로 함수율이 높은 유기성 폐기물의 경우 건조하여 처리하는데 에너지의 소모량이 크다는 단점이 있다.

따라서 상기에서 언급한 유기성 폐기물에서 에너지원을 획득하려는 종래의 재활용 기술들의 문제점들을 해결할 수 있는 기술로써 하기의 조건들을 갖추어야 한다.

우선 고함수율의 물질을 고액분리하여 고형분에서 수분의 함량을 최소화 하여 에너지의 소요량을 최적화 하고 동시에 액상분을 친환경적으로 처리할 수 있어야 하며, 연료생산에 요구되는 설비의 규모가 소형이며, 생산한 에너지원은 활용범위에 지역적 제한성을 갖지 않아 광역화 에너지원으로 활용이 가능하며, 생산한 에너지원은 이송과 보관이 용이하며, 수분노출 등에 의해 재질에 변성이 오거나 원래의 재질로 환원되어 악취 등의 문제가 유발되지 않으며, 대량의 유기성 폐기물을 처리가 가능하여 해양투기를 막을 수 있는 육상처리기술이 절실히 필요하다.

그 밖에도 재활용 기술을 통하여 획득한 에너지원의 경제성을 위하여 에너지원 생산을 위해 투입한 에너지량이 생산한 에너지원을 소각하여 획득하는 열량보다 지나치게 크지 말아야 한다.

동시에 고함수율 유기성 폐기물을 고액분리하여 고형분은 광역화 에너지원으로 활용할 수 있는 고체연료로 생산하는 기술이 필요하고 액상분은 친환경적인 방법인 퇴비화 방법으로 처리하여 자원순환을 통한 무방류시스템을 구축할 수 있어야 한다.

특히 생산된 고체연료와 퇴비는 보관 및 이송이 간편하여 취급이 용이하고 넓은 지역에서 활용할 수 있으며, 생산한 에너지원으로부터 악취가 발생하지 않아야 하며, 에너지원이 수분이나 대기에 노출될 경우 형질이 변형되지 않는 안정적인 상태를 유지할 수 있어야만 하며, 생산된 퇴비는 균질한 품질을 유지함으로써 상품적 가치를 보유할 수 있어야 한다.

우리 주변에서 발생하는 대표적인 도시형 유기성 폐기물로는 일반 생활쓰레기를 제외하고 수처리 공정에서 발생하는 하폐수 슬러지, 가정 및 음식점 등에서 발생하는 음식물 쓰레기, 폐목재, 낙엽 등을 들 수 있으며, 농촌형 폐기물로는 축산농가에서 발생하는 가축분뇨, 왕겨, 볏짚 등을 들 수 있으며, 산업형 폐기물로는 도축장 폐기물, 생선폐기물, 주정폐기물, 톱밥 등이며, 특히 하폐수 슬러지, 음식물 쓰레기, 가축분뇨 등은 함수율이 높으며, 오염물질의 농도가 높고 발생량이 크다는 특성이 있어 자칫 방치하거나 적정하게 처리하지 못하면 악취가 발생하고 강우시 인근수계로 유입되면 수질오염을 유발할 수 있다.

그러나 유기성 폐기물에 함유되어 있는 유기질을 재활용할 경우 자원순환을 통하여 귀중한 자원으로 재활용함으로써 자연생태계의 보전에 기여하게 된다.

특히 본 발명기술이 주장하는 유기성 폐기물의 고형분을 고체연료인 석탄으로 생산하여 에너지원으로 재활용할 경우, 석탄의 보관과 이송이 용이하며 어디서든 활용이 가능하므로 에너지 광역화가 가능하며 액상물을 생산한 석탄을 연소한 후에 잔류뮬인 석탄재를 수분조절제로 이용하여 퇴비로 생산하여 유기질 비료로 활용이 가능하다.

결론적으로 본 발명은 고함수율의 유기성 폐기물에서 고형분은 고체연료인 석탄으로 생산하고 액상분은 석탄재를 수분조절제로 이용하여 퇴비로 생산함으로써 친환경적인 무방류시스템을 구축할 수 있다.

본 발명의 특성으로는 고함수율의 유기성 폐기물의 고형물로부터 종래의 에너지 재활용 기술인 바이오가스의 단점인 대단위 생산설비 및 고가의 가스정제설비의 필요성, 그리고 생산한 가스의 보관과 이송에 대한 어려움 및 생산지역의 일정반경에서만 가스를 활용해야만 하는 에너지 광역화에 문제를 해결할 수 있으며, 활용의 일예로써 나무ㆍ석탄 겸용 보일러 혹은 기름과 분말화된 석탄을 혼용하는 보일러 또는 석탄 보일러 등 간단한 연소장치로 에너지활용이 가능하다는 장점과 장시간 연소가 가능하므로 높은 발열향이 요구되지 않는 온실이나 축사 혹은 가정에 난방용용 연료로 광범위하게 활용이 가능하다는 장점이 있으며 이로한 점들이 종래의 에너지 재활용 기술과 크게 차별화 된다.

뿐만 아니라 액상물은 석탄재를 수분조절제로 이용하여 퇴비화 공정을 수행함으로써 유기질 퇴비로 활용이 가능하므로 종래의 재활용 기술에서 부재한 완전한 무방류 시스템의 완벽한 자원순환 시스템을 구축할 수 있다는 장점이 있다.

천연석탄을 구성하고 있는 성분상으로 분석하면 크게 섬유소(cellulose), 헤미셀룰로오스(Hemi-cellulose), 목질소(木質素, lignin) 등으로 이루어져 있다.

이 가운데 섬유소는 (C₆H₁₀O₅)n으로 표시할 수 있으며 D-글루코오스로 이루어진 사슬모양의 고분자로 자연계에서 가장 많이 존재하는 다당, 건조중량의 1/3~1/2 정도를 차지하는 화학적으로 안정된 물질로, 구성 원소인 탄소와 산소는 6각형(龜甲型)의 망상구조를 지니고 있다. 헤미셀룰로오스는 일반적으로 육지에서 서식하는 생물의 세포벽을 구성하는 다당류 가운데 세포벽을 형성하는 셀룰로오스(cellulose) 이외의 다당류로서, 보통은 셀룰로오스와 펙틴을 제외한, 물에 녹지 않는 불용성 다당류만을 칭한다.

목질소(lignous)는 나무에서 섬유소 다음으로 많이 들어 있는 성분이며, 세포벽을 형성하는 무정형의 고분자 물질로 목질부를 형성하며 셀룰로오스와 탄수화물의 경합체이다.

즉 일반적인 석탄의 성분요소에서 알 수 있듯이 탄수화물을 비롯하여 여러 가지 복합다당류로 나타낼 수 있으며 일반의 목질성분에서 비중을 차지하고 있는 리그닌성분이 부재하는 것을 토대로 현재 육상식물 가운데 리그닌이 나타나지 않는 초식류나 수초류 혹은 조류 등으로 유추할 수 있으며, 알려진 대로 중생대시기에 고사리과의 거대한 식물들이 묻혀 석탄이 생성된 것에 대한 이론적 근거를 확보할 수 있으며, 이를 토대로 본 발명에서 적용할 수 있는 유기성 재료들 가운데 볏짚, 보리짚, 옥수수대, 뿌리작물의 줄기 등 경작물 잔류물 또는 갈대, 부들, 혹은 조류(algae) 등을 꼽을 수 있다.

본 발명에서는 사용하려는 원료가 사용대량으로 발생하며 처리가 반드시 필요한 대표적인 유기성 폐기물인 하폐수 슬러지, 축산분뇨, 음식물쓰레기, 폐목재, 낙엽, 농수산물폐기물, 주정찌꺼기, 깻묵, 콩비지, 도살장폐기물, 왕겨, 톱밥 등 산업공정의 부산물과 농업경작물잔류물인 볏짚, 옥수수줄기, 고구마줄기 등 다양한 종류, 다양한 형태로 존재하며, 성분상에서 주로 다당과 탄수화물, 단백질과 지질로 형성 된 유기질과 목재와 낙엽 및 작물줄기 등의 셀룰로오스와 목질소 등으로 구성된 유기질로써 본 발명을 위한 석탄화 원료로 활용이 가능하다.

원료의 선별과정이 끝나면 석탄화공정이 이루어질 수 있도록 석탄화 공정 이전에 반응조건을 맞추는 전처리 작업으로 고함수율의 유기성 폐기물에 대하여 고액분리, 고형물 분쇄 및 균질화 작업이 필요하며, 이 전처리 작업을 통하여 유기질 원료가 지니고 있는 성분과 종류, 형태를 불문하고 일정한 조건을 부여할 수 있다.

일예로 투입하는 원료가 함유하고 있는 수분의 농도(함수율)를 일정한 범위에서 맞출 필요가 있다.

즉 톱밥이나 왕겨, 낙엽, 폐목재 혹은 고액분리하여 외기에 오랫동안 노출시킨 경우 축산분뇨 고형분 등은 건조되어 함수율이 너무 낮을 수 있으며 이 경우 함수율을 조절하지 않고 고온으로 가열할 경우 석탄화공정에 필요한 압력이 형성되지 못하고 오히려 단순하게 연소되어 재(ashes)로 되어 목적하는 고체연료를 얻지 못하게 된다.

이러한 이유에서 원료투입시에는 원료의 함수율을 분석하여 원료가 일정하게 수분을 함유하도록 조절해야만 한다.

요구되는 함수율의 범위는 최소 20% ~최대 85% 정도가 되도록 하며, 더 바람직하게는 원료의 함수율은 25~70% 범위를 유지하도록 한다.

그러나 반면에 함수율이 너무 높은 경우, 생성되는 석탄을 연소해서 획득하는 열량보다 투입하는 열량이 크게 되어 경제성을 상실할 수 있으므로 고액분리된 고형분은 적정한 함수율을 유지해야 한다.

따라서 투입하는 원료의 함수율은 원료에 대한 사전에 고형분 함량과 원료의 수분함량을 분석하여 석탄화 공정에서 요구되는 압력과 온도의 범위를 만족시킬 수 있는 최적의 함수율 범위를 유지하도록 한다. 우리의 생활 주변에서 발생하는 유기성 폐기물은 도시와 농촌의 지역적 안배 혹은 인구분포 내지 산업발전의 집중도에 따라 발생량과 발생하는 종류 등에서 편차는 있지만 우리가 일상생활을 영위하면서 날마다 다량으로 발생하고 있으며 이를 퇴비화 공정을 통한 유기질 자원의 순환의 경우에는 경작면적, 경작방식 그리고 시비횟수 등에서 매우 제한적이며, 또한 단순하게 건조시켜 연료로 사용하는 에너지화를 통한 재활용하기 위해서는 보관과 이송 등 취급이 용이하며 어느 곳에서든 에너지생산을 위한 연료로 활용이 가능해야만 한다.

특히 화석연료인 석유와 석탄 등 원자재 가격이 천정부지로 치솟고 대부분의 연료를 수입에 의존하는 우리나라의 경우에는 대체에너지원으로 바이오매스 가운데 하나인 유기성 폐기물을 에너지원으로 활용하는 기술이 필요하며 특히 생산된 에너지원을 지역적 제한 요소가 없이 광역화 활용이 가능한 에너지 생산기술이 절실하게 요구된다.

본 발명에서 도 1은 유기성 폐기물로부터 석탄을 생산하는 석탄화 공정의 주 공정인 석탄화 숙성조의 개념도이다.

석탄화 숙성조의 동작 원리는, 석탄화 숙성조의 상부에서 전처리가 완료된 원료가 유입되고 유입구에는 자동개폐가 가능하도록 모터(M)에 의해 구동되는 자동밸브로 구동되며, 원료 유입시에는 상부의 자동밸브는 개방되고 석탄화 숙성조의 하부에 위치한 자동밸브는 폐쇄되어 원료의 투입이 가능해지며, 숙성조의 외벽을 싸고 있는 외부열원을 통하여 가열되면, 석탄화 숙성조에는 구동모터(M)에 의해 동작되는 교반기가 동작하여 투입된 원료를 섞어주므로 원료에 열량공급이 균질하게 이루어지고 이를 통하여 서서히 원료의 온도가 상승하면서 원료에 함유되어 있던 수분이 수증기로 기화하면서 숙성조에 압력도 상승하게 된다,

석탄화 숙성조에는 산도(pH), 온도(℃, T), 압력(psi, P), 그리고 유입량을 측정할 수 있는 센서(도 1에 미도시)가 부착되어 본 발명의 석탄화 공정을 제어할 수 있도록 한다.

본 발명에서 연속공정에 의하여 석탄을 생산할 수 있는 석탄화 숙성조를 설명하도록 한다.

저장탱크는 원료를 외부로부터 공급받아 저장하는 곳으로, 투입되는 원료의 성상에 따라 저장탱크의 내부구조가 변경될 수 있으며, 일예로 고점도의 하수슬러지케익이 투입될 경우 원료투입 호퍼의 각을 60°이상 기울기를 주어 벽체에 잔류하지 못하도록 하며, 톱밥이나 볏짚 등 건조물을 원료로 사용할 경우 바닥면에 퇴적되지 않도록 내측에 교반기 등을 추가로 설치할 수 있다.

원료투입장치는 저장탱크로부터 유입된 원료를 연속적으로 석탄화 공정에 투입할 수 있는 투입장치로 함수율이 높으면 펌프를 활용하고 고점도성 물질인 경우 고점도용 슬러지 펌프 혹은 이송벨트, 이송스크류 등 특성화 할 수 있으며, 원료투입장치는 연계된 석탄화 숙성조에서 발생하는 수증기 압력보다 높거나 최소한 같은 압력을 유지할 수 있어야 하며, 원료투입구와 석탄화 생산 후에 석탄을 배출하기 위한 배출구는 자동밸브가 부착됨으로써 단위장치의 수리 등 유지관리가 필요한 경우 공정별 차폐구간을 설정할 수 있도록 하며, 석탄의 배출장치는 석탄화 숙성조에서 생산된 석탄을 일정한 양으로 배출할 수 있도록 일정량이 배출장치로 유입되면 배출장치내에 설치된 감압축정방식의 유량계로 인식하여 배출장치의 상부에 설치된 자동밸브는 폐쇄되면서 하부의 자동밸브가 개방되어 배출되는 방식이다.

이때 생산된 석탄이 일정한 압력을 유지하면서 배출할 수 있도록 별도의 가스를 주입하여 압력을 가할 수 있으며, 여기서 사용하는 가스는 질소가스 등 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 것으로 선택할 수 있다.

석탄화 공정의 핵심부를 구성하는 숙성조는 투입구, 열가수분해조, 초중기 중축합조 말기 중축합조 및 배출용 압력가감조, 외부열원 외측벽가열부, 외부열원 내측가열부 및 회전자, 외부냉원 외측벽냉각부, 외부냉원 내측냉각부 및 회전자, 외부열원 외측벽 가열열매 투입구, 외부열원 외측벽 가열열매 배출구, 외부냉원 외측벽 냉각매 투입구, 외부냉원 외측벽 냉각매 배출구, 온도계측기, 압력계측기, 센서 등을 나타내고 있으며, 회전자는 스크류 방식 혹은 임펠러를 부착하여 중축이 회전하면서 원료가 전진 이송되도록 하며, 회전자의 열매투입구와 열매배출구, 그리고 회전자의 냉각매투입구와 냉각매 배출구를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 이러한 시대적 요구와 우리나라의 현실에 맞추어 기술이 개발된 것으로써, 원료인 유기성 폐기물을 상기에 언급한 수처리 공정에서 발생하는 슬러지를 일예로 석탄화 공정에 대한 설명이다.

<표 1> 공정 흐름도

고함수율의 유기성 폐기물로부터 광역화 에너지원으로 활용할 수 있는 고체연료인 석탄을 생산하고, 고액분리한 액상물은 석탄재를 이용하여 퇴비화 함으로써 완전한 자원순환형 무방류시스템을 구축할 수 있으며, 이를 통하여 환경오염을 방지할 수 있으며. 유기성 폐기물에서 고체에너지원을 획득함으로써 재생에너지 공급을 통하여 화석에너지의 소모를 감축할 수 있으며 이를 통하여 화석에너지 수입에 따른 외화를 절감할 수 있으며, 액상물은 보관과 이송이 용이한 퇴비로 생산함으로써 농촌능 비롯한 도시에서도 활용이 가능하므로 광역화를 통한 수요층의 확장이 가능하며, 석탄생산 시스템을 통하여 처리시스템의 부지사용 면적 및 설비규모의 최적화가 가능하며, 고체에너지 생산기술을 축적하여 그 기술의 해외판매를 통한 외화획득이 가능하며, 지원순환을 통한 친환경적 마인드의 고취를 통한 교육적 효과와 청정 개발 체제(Clean Development Mechanism, CDM)의 구축을 통하여 미래지향적인 온실가스 저감사업인 CDM사업을 통하여 탄소배출권 등의 수익사업을 활성화 할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 구성을 개념적으로 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 이하의 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

실시예 1. : 하수슬러지를 원료로 석탄 생산

하수종말 처리장에서 하수처리공정에서 발생하는 슬러지는 크게 하수처리장에 유입되는 유입과정에서 스크린에 의해 발생하는 생슬러지와 하수처리공정에 기여한 미생물을 2차 침전조에서 침전시켜 하수처리공정에 반송하는 반송슬러지를 제외한 잉여슬러지로 구분할 수 있다. 이 가운데 생슬러지의 경우, 부패가 용이하며 부패로 인한 악취발생 등으로 침사지 고형물과 함께 발생현장에서 신속하게 격리 처리되고 있으나, 잉여슬러지의 경우 침전조에서 펌핑되어 일차 탈수과정을 거친 후에 응집제와 함께 벨트프레스를 이용한 탈수공정을 거쳐 함수율 80% 정도로 탈수처리한 후에 재활용 되었다.

유럽의 경우 하수슬러지의 퇴비화 재활용공정에서 응집제로 인한 폐해로 인하여 가열에 의한 방법을 권장하고 있으며 주로 건조시킨 후에 연소하여 폐열을 활용하고 있으며 약 1/10정도 부피를 절감된 연소재는 복토재, 충진재 등으로 도로건설에 활용되거나 혹은 매립지 등에 활용한다.

그러나 하수슬러지의 건조를 위하여 로타리퀼른 방식 등을 활용하여 처리하는 공정에서 하수슬러지의 구조적 특성인 미생물세포벽으로 인해 세포벽안에 존재하는 세포액을 건조시키는데 약 12시간이상 건조하며, 더 정확하게는 24~36시간 정도 평압에서 건조시키는 공정에서 막대한 에너지를 소모되고 자칫 건조공정에서 악취가 휘산될 수 있으므로 건조실 전체를 음압상태로 만들어 흡입한 실내공기를 연소실에서 연소시키기 위해 별도의 설비와 에너지가 소요된다.

이와는 상반되게 본 발명에서는 하수슬러지의 석탄화 공정에서 일반적으로 간헐주입방식(Batch type)인 경우 약 10시간 이하의 작업공정이 소요되며, 더 정확하게는 건조시간을 포함하여 약 4시간 이하로 소요되나, 연속생산공정인 경우 건조시간을 포함하여 약 2시간이하가 소요되며, 생산된 석탄에서는 건조한 슬러지에서 발생하는 취기가 없으므로 자연건조가 가능하다.

단 이때 하수슬러지의 함수율을 조절하기 위하여 생산한 석탄을 연소한 석탄재를 수분조절제로 첨가하여 하수슬러지의 이송을 용이하게 하는 것이 필요하다.

따라서 하수슬러지를 석탄으로 생산할 경우 단순히 하수슬러지를 건조시키는 것보다 소요되는 에너지 양이 현격하게 줄일 수 있다는 장점이 있으며, 생산한 석탄의 자연건조과정에서 강우 등으로 인헤 수분에 노출될 경우 원래의 하수슬러지로 전환되는 일도 없다.

표1에 의한 본 발명의 공정설명은, ①잉여슬러지 투입, ②일차 탈수공정을 거친 슬러지를 응집제 투여 한 후에 벨트프레스 혹은 스크류 프레스 등의 탈수공정을 거쳐 약 80% 정도 함수율을 가진 슬러지케익으로 생산하여 운송이 가능하도록 한다.

①, ②, 공정은 일반적으로 하수처리장에서 수행한다. 이렇게 처리된 슬러지케익은 본 발명에 속한 단위공정 설비장치인 ③저류조에 저류되어 처리공정에 맞춰 적절량이 이송된다.

이때 이송의 용이성을 위하여 석탄 연소후 잔류하는 석탄재를 수분조절제로 첨가할 수 있다.

이송을 위한 이송장치(본 그림에서 미도시)로는 슬러지 이송용으로 고점도용 슬러지 펌프 혹은 이송벨트, 이송스크류 등이 활용될 수 있다.

이때 이송량 조절은 이송장치와 겸비된 저울을 이용한 무게 혹은 이송시간에 의한 산출량으로 조절이 가능하다.

저류조의 용량은 처리시스템의 용량과 처리시스템의 입지조건 및 경제성 등 복합적인 요소를 고려하여야 한다.

본 실시예에서 슬러지를 활용한 석탄 생산 시스템을 하수처리장에 설치할 경우 저류조를 설치하거나 혹은 하수처리장의 슬러지 저장붕커 등이 설치되어 있는 경우 이를 활용할 수도 있으며, 이 경우엔 저류조를 생략할 수도 있다.

다만 전처리 장치로 이송하기 위한 슬러지 이송용 장치로 상기에서 언급한 설비가 필요하며, 이용하는 장치의 종류에 따라 원료를 사전에 미리 가열하여 ⑤석탄화 숙성조의 공정을 단축할 수도 있다.

④전처리 공정은 석탄화 공정을 수행하기 위한 원료의 필요조건을 사전에 충족시키기 위한 공정으로 함수율 조절, 약품처리, 촉매 투입 등을 들 수 있다.

하수슬러지는 일반적으로 함수율이 80% 정도 이므로 이송공정을 용이하게 하기 위하여 석탄재 등 수분조절제를 첨가하거나 혹은 석탄량을 높이기 위해 톱밥 등의 유기질을 첨가할 수 있다.

④전처리 공정에서 투입하는 약품은 하수슬러지의 석탄화 공정을 촉진할 수 있는 촉매로 작용이 가능한 주석산, 사과산, 구연산, 젖산, 초산, 개미산 등 유기산 혹은 황산, 질산, 염산, 그리고 과염소산, 요오드화수소산, 브롬화수소산 등 강산을 첨가할 수 있으며, 동시에 금속촉매는 코발트, 구리, 니켈, 아연, 철, 금, 은, 백금 등 금속 및 그들의 합금제를 활용할 수 있다.

④전처리 공정에서 외부열원을 활용하여 원료를 사전에 미리 가열하여 ⑤석탄화 숙성조의 공정을 단축할 수도 있다.

⑤석탄화 숙성조 공정은 외부열원을 이용하여 밀폐된 반응조 공간을 고압가열하여 원료를 열가수분해에 의하여 미립화 시키는 공정과 미립화된 분자를 중축합하는 공정을 통하여 유기성 성분을 석탄화 하는 공정으로써 천연석탄의 생성공정에서는 대형의 고사리과 양치식물들이 땅속에 묻힌 채로 수만년에서 수십만년의 시간이 경과되면서 높은 압력과 높은 지열에 의한 고온에 의해 석탄화가 진행되었던 과정이다.

본 발명에서 ⑤석탄화 숙성조 공정은 금속촉매와 화학촉진제의 도움 속에 고압반응기를 활용하여 ①,②,③,④ 공정을 통하여 전처리된 원료를 온도의 범위가 약 110~350℃로 가열하며 압력의 범위는 0.5~6 Mpa 로 열가수분해하여 원료를 미립화 시키고 미립자 성분을 중축합반응으로 석탄화 한다.

본 발명에서 ⑤석탄화 숙성조 공정을 통하여 생성되는 석탄은 함수량에 따라 다르지만 고온고압으로 가열하고 가압하는 과정에서 발생하는 수증기를 적정량 배출함으로써 생산하는 석탄의 함수량의 조절이 가능하다(수증기 배출구 미도시).

⑥건조로(미도시)는 본 발명에서 ⑤석탄화 숙성조 공정을 통하여 생산한 석탄을 건조시키기 위한 단위장치로써, 건조공정의 효율을 높이기 위하여 생성된 함유된 수분을 물리적으로 분리하기 위한 석탄에 생성된 석탄이 가속화 되어 충돌하는 고액분리용 충돌부와 고형물 석탄을 이송벨트방식으로 회전하도록 이송벨트와 동력모터와 건조시키기 위한 외부열원을 이용하는 가열부로 구성되며, 석탄화 숙성조로부터 배출시 석탄화 숙성조에서 발생한 수증기로 인한 압력을 동반하고 있을 경우에는, 석탄화 숙성조의 말단에 위치한 20 석탄배출장치로부터 ⑥건조로를 향하여 일정한 압력으로 분사되듯이 배출되며 이러한 분사방식으로 배출될 때 수분을 함유한 석탄의 표면적은 확장되면서 건조로에 충돌하듯이 도달하게 되면서 생성된 석탄은 확장된 표면적을 갖게되고 동시에 석탄화 공정에서 동반되었던 수분은 최대한 건조로와 충돌지점에서 석탄과 물의 비중차에 의해 분리하게 된다.

여기서 건조로의 고액분리용 충돌부는 충분한 경사도를 가지며 이를 통하여 분리된 수분은 외곽의 일측으로 분리되어 흘러내리고 비중과 점도를 갖는 생성된 석탄은 다른 일측으로 유도하도록 한다.

본 발명에서 생성된 석탄이 고액분리용 충돌부에서 고액분리가 일어나는 원리는, 수분을 함유한 생성된 석탄이 압력을 이용하여 가속화 이동을 하면서 물과 석탄의 현격한 비중차이에 의하여 도달시간에 차이가 발생하게 되고 이를 통하여 석탄과 수분이 분리되는 방식이다.

수분을 분리한 석탄은 고액분리용 충돌부의 기울기를 이용하여 서서히 낙하하면서 이송벨트로 옮겨지고 외부열원을 이용한 가열부가 장착된 이송벨트상에서 이송되어 가면서 건조되도록 한다.

본 발명에서 ⑥건조로를 통한 석탄의 건조율은 석탄의 활용도에 따라 함수율을 조절할 수 있도록 한다.

⑦저장조(미도시)는 사일로 방식 혹은 일반적인 저류탱크로써, ⑥건조로에서 건조된 석탄을 보관하기 위한 단위장치이다.

본 발명에서 ⑦저장조에 저장되는 석탄의 양은 석탄의 활용도에 따라 저장조의 용량을 정할 수 있다.

실시예 2. : 가축분뇨(양돈분뇨)를 원료로 석탄 생산

현재 축산업 가운데 양돈농가에서 발생하는 가축분뇨의 처리가 가장 큰 사회적 문제점으로 대두되고 있으므로 양돈분뇨를 처리대상으로 하여 본 발명의 석탄화 공정을 표1에 맞춰 설명하고자 한다.

기업적으로 사육하고 있는 양돈농가의 축사에서 발생하고 있는 가축분뇨는 분과 뇨가 함께 배출되는 슬러리형 축사가 일반적이다.

①유기성 폐기물 유입은 양돈축사의 분과 뇨가 함께 섞인 슬러리형태로 축사의 분뇨탱크로부터 펌프를 이용하여 양정한다.

②유입원료 전처리 공정은 고액분리장치를 이용하여 분과 뇨를 분리하는 고액분리작업이다. 이때 슬러리 속에 함유된 나사, 못, 볼트 등 금속, 플라스틱, 나뭇가지나 비닐 등을 제거한다. 오래된 분뇨탱크에서 덩어리져 고형화 된 것은 파쇄기를 이용하여 분쇄하고, 걸름망(sieve) 등을 통해 액상물과 고형물을 분리할 수 있다.

본 발명에서는 고액분리공정을 통하여 분리된 고형물은 석탄화 공정으로 연계하고 액상물은 석탄화 공정에서 생산된 석탄의 연소 후에 발생하는 석탄재를 수분조절조로 이용하여 퇴비를 생산하기 위한 퇴비화 공정에 연계한다.

이때 고액분리된 고형물의 함수율은 고액분리장치에 따라 차이가 있지만 스크류 압축식 고액분리기를 이용할 경우 함수율은 약 60~70% 정도로써 석탄화 공정에 적합하다.

③저류조는 고액분리 공정에서 분리된 고형물을 저류하기 위한 석탄화 생산공정의 단위장치로써, 석탄화 생산을 위한 원료를 담아두기 위한 저류탱크이다. 저류조는 호퍼방식으로 구성되어 있으며, 충분한 저류용량을 지니며, 다음공정으로 연계가 용이하도록 호퍼의 경사도는 최소 45° 이상의 기울기를 갖도록 설계한다.

본 발명에서 고액분리된 고형물은 저류조로 직접 낙하될 수 있도록 고액분리장치를 저류조의 상단에 설치함으로써 별도의 이송장치없이 고형물을 저류조로 모을 수 있다.

④석탄화 전처리공정은 석탄화 공정을 촉진할 수 있는 촉매로 작용이 가능한 주석산, 사과산, 구연산, 젖산, 초산, 개미산 등 유기산 혹은 황산, 질산, 염산, 그리고 과염소산, 요오드화수소산, 브롬화수소산 등 강산을 첨가할 수 있으며, 동시에 금속촉매는 코발트, 구리, 니켈, 아연, 철, 금, 은, 백금 등 금속 및 그들의 합금제를 활용할 수 있다.

④전처리 공정에서 외부열원을 활용하여 원료를 사전에 미리 가열하여 ⑤석탄화 숙성조의 공정을 단축할 수도 있다.

⑤석탄화 숙성조 공정은 외부열원을 이용하여 밀폐된 반응조 공간을 고압가열하여 원료를 열가수분해에 의하여 미립화 시키는 공정과 미립화된 분자를 중축합하는 공정을 통하여 유기성 성분을 석탄화 하는 공정으로써 천연석탄의 생성공정에서는 대형의 고사리과 양치식물들이 땅속에 묻힌 채로 수만년에서 수십만년의 시간이 경과되면서 높은 압력과 높은 지열에 의한 고온에 의해 석탄화가 진행되었던 과정이다.

본 발명에서 가축분뇨 고형물을 원료로 하는 ⑤석탄화 숙성조 공정은 금속촉매와 화학촉진제의 도움 속에 고압반응기를 활용하여 ①,②,③,④ 공정을 통하여 전처리된 원료를 온도의 범위가 약 110~350℃로 가열하며 압력의 범위는 0.5~6 Mpa 로 열가수분해하여 원료를 미립화 시키고 미립자 성분을 중축합반응으로 석탄화 한다.

본 발명에서 ⑤석탄화 숙성조 공정을 통하여 생성되는 석탄은 함수량에 따라 다르지만 고온고압으로 가열하고 가압하는 과정에서 발생하는 수증기를 적정량 배출함으로써 생산하는 석탄의 함수량의 조절이 가능하다(수증기 배출구 미도시).

본 발명에서 가축분뇨 고형분을 원료로 석탄화 하는 공정에서 ⑥건조로(미도시)는 본 발명에서 ⑤석탄화 숙성조 공정을 통하여 생산한 석탄을 건조시키기 위한 단위장치로써, 생성된 석탄이 가속화 되어 충돌하는 고액분리용 충돌부와 고형물 석탄을 이송벨트방식으로 회전하도록 이송벨트와 동력모터와 건조시키기 위한 외부열원을 이용하는 가열부로 구성된다.

석탄화 숙성조로부터 배출시 석탄화 숙성조에서 발생한 수증기로 인한 압력을 동반하고 있을 경우에는, 석탄화 숙성조의 말단에 위치한 20 석탄배출장치로부터 ⑥건조로를 향하여 일정한 압력으로 분사되듯이 배출되며 이러한 분사방식으로 배출될 때 수분을 함유한 석탄의 표면적은 확장되면서 건조로에 충돌하듯이 도달하게 되면서 생성된 석탄은 확장된 표면적을 갖게되고 동시에 석탄화 공정에서 동반되었던 수분은 최대한 건조로와 충돌지점에서 석탄과 물의 비중차에 의해 분리하게 된다.

본 발명에서 가축분뇨 고형분을 원료로 석탄을 생산하는 공정에서 ⑥건조로(미도시)는 ⑤석탄화 숙성조 공정을 통하여 생산한 석탄을 건조시키기 위한 단위장치로써, 건조공정의 효율을 높이기 위하여 생성된 함유된 수분을 물리적으로 분리하기 위한 석탄에 생성된 석탄이 가속화 되어 충돌하는 고액분리용 충돌부와 고형물 석탄을 이송벨트방식으로 회전하도록 이송벨트와 동력모터와 건조시키기 위한 외부열원을 이용하는 가열부로 구성된다.

⑥건조로(미도시)를 구성하고 있는 고액분리용 충돌부에서 분리된 석탄은 가열부의 이송벨트를 타고 이송되면서 건조된다.

본 발명에서 ⑦저장조(미도시)는 사일로 방식 혹은 일반적인 저류탱크로써, ⑥건조로에서 건조된 석탄을 보관하기 위한 단위장치이다.

본 발명에서 ②유입원료 전처리 공정인 고액분리과정에서 상분리된 액상물은 생산된 석탄을 연소하고 잔류하는 석탄재를 수분조절제로 이용하여 퇴비화 공정(특허 제 10-0682023호 ‘축산분뇨 처리방법 및 그 장치’; 특허 제10-0723066호 ‘가축분뇨 비료화 방법 및 그 장치’)을 통하여 퇴비로 생산할 수 있다.

본 발명에서는 퇴비화 공정에 대한 세부설명은 생략하였다.

본 발명에서 석탄재를 수분조절제로 이용할 경우, 종래에 수분조절제로 이용하였던 톱밥, 왕겨, 바크, 볏짚, 보릿짚, 건초 등의 구입을 위한 별도의 구입비용을 절감할 수 있으며, 퇴비화 공정을 통하여 숙성된 퇴비에 미발효된 목질부가 섞여 있지 않으므로 생산한 퇴비의 균질화가 가능하고 퇴비의 사용 후에 100% 토양화가 가능하다.

하수슬러지 혹은 가축분뇨를 원료로 생산된 석탄의 열량은 약 3,200~4,500Kcal/Kg으로 현재 시판되고 연탄의 발열량인 4,300~4,800Kcal/Kg의 평균 80% 정도이다.

Claims (8)

1. 유기성 폐기물 고액 분리 공정;
   협잡물 제거 공정;
   석탄화 전처리 공정;
   미립화 및 중축합 공정;
   건조 공정을 포함하되,
   상기 석탄화 전처리 공정은 유기산 촉매 또는 강산 촉매 또는 합금재 촉매를 이용하는 유기성 폐기물을 이용한 고체 연료 석탄화 생산 공정.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어,
   상기 유기산 촉매는 주석산, 사과산, 구연산, 젖산, 초산, 개미산으로 이루어진 1군의 유기산 촉매 중에서 택일되는 유기성 폐기물을 이용한 고체 연료 석탄화 생산 공정.
6. 제 1항에 있어,
   상기 강산 촉매는 황산, 질산, 염산, 과염소산, 요오드화수소산, 브롬화수소산으로 이루어진 1군의 강산 촉매 중에서 택일되는 유기성 폐기물을 이용한 고체 연료 석탄화 생산 공정.
7. 제 1항에 있어,
   상기 합금재 촉매는 코발트, 구리, 니켈, 아연, 철, 금, 은, 백금으로 이루어진 1군의 금속 또는 합금속 중에서 택일되는 유기성 폐기물을 이용한 고체 연료 석탄화 생산 공정.
8. 유기성 폐기물 고액 분리 공정;
   협잡물 제거 공정;
   석탄화 전처리 공정;
   미립화 및 중축합 공정;
   건조 공정을 포함하되,
   상기 미립화 및 중축합 공정은 110~330℃, 0.5~6 Mpa에서 수행되는 유기성 폐기물을 이용한 고체 연료 석탄화 생산 공정.

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