KR101316712B1 - 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법에 관한 것으로, 생활폐기물을 분류하여 가연성 생활폐기물을 선별하는 선별단계, 상기 선별단계를 통해 선별된 가연성 생활폐기물을 건조하는 건조단계, 상기 건조단계를 통해 건조된 가연성 생활폐기물을 분쇄하는 분쇄단계, 상기 분쇄단계를 통해 분쇄된 가연성 생활폐기물에 바이오디젤 부산물, 활성탄, 차콜 및 고체파라핀을 투입하여 혼합하는 혼합단계, 상기 혼합단계를 통해 혼합된 생성물을 압출기를 이용하여 압출하는 압출단계 및 상기 압출단계를 통해 압출된 생성물을 건조시켜 최종제품을 제조하는 제품화단계로 이루어진다.
Description
본 발명은 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법에 관한 것으로, 선별단계, 건조단계, 분쇄단계, 혼합단계, 압출단계 및 제품화단계로 이루어진다.
본 발명은 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법에 관한 것으로, 선별단계, 건조단계, 분쇄단계, 혼합단계, 압출단계 및 제품화단계로 이루어진다.
생활폐기물(Municipal waste)은 사업장에서 발생하는 산업폐기물을 제외한 일반폐기물의 전부를 칭하며, 구체적으로는 일상생활의 결과 배출되는 것들로 지역, 계절 및 연도별로 변화가 크고, 물리 및 화학적으로 복잡한 것이 특징이다. 또한, 폐유 및 폐유기용제 등의 액상물질은 바다 또는 강으로 흘러들어 심각한 수질오염 및 해양오염의 주원이 되고 있다. 이러한 복합적 생활폐기물을 소각시킬 경우 유해가스 및 환경호르몬으로 인한 대기오염 뿐만 아니라, 인체에 흡수 또는 축적되어 기형 출산과 발암의 원인이 되고 있다.
종래의 생활폐기물을 이용한 고체연료의 제조방법은 다량의 첨가제를 첨가하여 경제적으로 비효율적이며, 하수슬러지 연료의 특성을 보면 발열량이 평균 3500kcal/kg으로 갈탄급 저열량을 나타냄으로써, 고효율을 나타내는 생활폐기물을 이용한 고체연료의 기술 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 생활폐기물 전반의 자원을 재활용하여 5800Kcal이상의 고효율 고체연료를 제조하는 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 생활폐기물을 분류하여 가연성 생활폐기물을 선별하는 선별단계, 상기 선별단계를 통해 선별된 가연성 생활폐기물을 건조하는 건조단계, 상기 건조단계를 통해 건조된 가연성 생활폐기물을 분쇄하는 분쇄단계, 상기 분쇄단계를 통해 분쇄된 가연성 생활폐기물에 바이오디젤 부산물, 활성탄, 차콜 및 고체파라핀을 투입하여 혼합하는 혼합단계, 상기 혼합단계를 통해 혼합된 생성물을 압출기를 이용하여 압출하는 압출단계 및 상기 압출단계를 통해 압출된 생성물을 건조시켜 최종제품을 제조하는 제품화단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법을 제공함에 의해서도 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 생활폐기물은 음식물쓰레기, 폐목재, 폐지, 폐유 및 가연성 일반쓰레기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 바이오디젤 부산물은 탄소수가 16개 이하인 지방산메틸에스터로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 건조단계는 50 내지 150℃의 온도에서 가연성 생활폐기물을 건조하는 것을 특징으로 이루어는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 분쇄단계는 건조된 가연성 생활폐기물을 5 내지 70mm 크기의 입자로 분쇄하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 혼합단계는 가연성 생활폐기물 100 중량부 대비 바이오디젤 부산물 20 내지 60 중량부, 활성탄 20 내지 60 중량부, 차콜 1 내지 10 중량부 및 고체파라핀 1 내지 10 중량부를 투입하고 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 제품화단계는 전술한 압출단계를 통해 압축된 생성물을 50 내지 100 ℃의 건조기에서 건조과정을 거쳐 최종제품을 제조하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법은 생활쓰레기 전반의 자원을 재활용하여 5800Kcal이상의 고효율 고체연료를 제조하여, 발열량이 우수하고 소각 잔재가 없는 에너지원으로써 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 생활쓰레기 전반의 자원을 재활용하여, 매년 발생하는 생활쓰레기의 처리 비용을 절감하는데 있어서도 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시 예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법은 생활폐기물을 분류하여 가연성 생활폐기물을 선별하는 선별단계(S101), 전술한 선별단계(S101)를 통해 선별된 가연성 생활폐기물을 건조하는 건조단계(S103), 전술한 건조단계(S103)를 통해 건조된 가연성 생활폐기물을 분쇄하는 분쇄단계(S105), 전술한 분쇄단계(S105)를 통해 분쇄된 가연성 생활폐기물에 바이오디젤 부산물, 활성탄, 차콜 및 고체파라핀을 투입하여 혼합하는 혼합단계(S107), 전술한 혼합단계(S107)를 통해 혼합된 생성물을 압출기를 이용하여 압출하는 압출단계(S109) 및 전술한 압출단계(S109)를 통해 압출된 생성물을 건조시켜 최종제품을 제조하는 제품화단계(S111)로 이루어진다.
전술한 선별단계(S101)는 생활폐기물을 분류하여 가연성 생활폐기물을 선별하는 단계로, 전술한 생활폐기물은 음식물쓰레기, 폐목재, 폐지, 폐유 및 가연성 일반쓰레기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
전술한 건조단계(S103)는 전술한 선별단계(S101)를 통해 선별된 가연성 생활폐기물을 건조하는 단계로, 50 내지 150℃의 온도에서 가연성 생활폐기물을 건조시키는 것이 바람직하다.
전술한 분쇄단계(S105)는 전술한 건조단계(S103)를 통해 건조된 가연성 생활폐기물을 분쇄하는 단계로, 건조된 가연성 생활폐기물을 5 내지 70mm 크기의 입자로 분쇄하여 이루어지는 것이 바람직하다.
전술한 혼합단계(S107)는 전술한 분쇄단계(S105)를 통해 분쇄된 가연성 생활폐기물에 바이오디젤 부산물, 활성탄, 차콜 및 고체파라핀을 투입하여 혼합하는 단계로, 가연성 생활폐기물 100 중량부 대비 바이오디젤 부산물 20 내지 60 중량부, 활성탄 20 내지 60 중량부, 차콜 1 내지 10 중량부 및 고체파라핀 1 내지 10 중량부를 투입하고 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
전술한 바이오디젤(Bio diesel) 부산물은 20 내지 60 중량부가 포함되며, 전술한 바이오디젤 부산물은 탄소수가 16개 이하인 지방산메틸에스터로 이루어지는 것이 바람직하다.
전술한 활성탄은 20 내지 60 중량부가 포함되어 액상의 물질을 흡착하여 제품의 형상을 유지하는 역할을 한다.
전술한 차콜(Charcoal)은 1 내지 10 중량부가 포함되어, 고체 연료의 연소 시 연소 효율성을 개선하는 역할을 한다.
전술한 고체파라핀은 1 내지 10 중량부가 포함되어, 고체 연료의 연소 시 연소 시간을 지연하는 역할을 한다.
전술한 압출단계(S109)는 전술한 혼합단계(S107)를 통해 혼합된 생성물을 압출기를 이용하여 압출하는 단계로, 혼합된 생성물을 압출기(Extruder)를 이용하여 펠렛(Pellet) 또는 원형 등의 고체 연료로 압출하는 단계이다.
전술한 제품화 단계(S111)는 전술한 압출단계(S109)를 통해 압출된 생성물을 건조시켜 최종제품을 제조하는 단계로, 압축된 생성물을 50 내지 100 ℃의 건조기에서 건조과정을 거쳐 최종제품으로 제조하는 단계이다.
이하에서는 본 발명에 따른 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예1>
생활폐기물을 수거하여 가연성 생활폐기물을 선별한 후 100℃의 온도에서 건조시켜 5 내지 70mm 크기의 입자로 분쇄한다. 분쇄된 가연성 생활폐기물에 지방산메틸에스테르 50g, 활성탄 50g, 차콜 5g 및 고체파라핀 5g을 투입하고 교반하여 혼합한다. 혼합된 생성물을 압출기를 이용하여 펠렛(Pellet)형태로 압출하여 80℃의 건조기에서 건조과정을 거친 후, 최종제품을 제조하였다.
<실시예2>
생활폐기물을 수거하여 가연성 생활폐기물을 선별한 후 100℃의 온도에서 건조시켜 5 내지 70mm 크기의 입자로 분쇄한다. 분쇄된 가연성 생활폐기물에 지방산메틸에스테르 33g, 활성탄 33g, 차콜 5g 및 고체파라핀 5g을 투입하고 교반하여 혼합한다. 혼합된 생성물을 압출기를 이용하여 펠렛형태로 압출하여 80℃의 건조기에서 건조과정을 거친 후, 최종제품을 제조하였다.
<실시예3>
생활폐기물을 수거하여 가연성 생활폐기물을 선별한 후 100℃의 온도에서 건조시켜 5 내지 70mm 크기의 입자로 분쇄한다. 분쇄된 가연성 생활폐기물에 지방산메틸에스테르 25g, 활성탄 25g, 차콜 5g 및 고체파라핀 5g을 투입하고 교반하여 혼합한다. 혼합된 생성물을 압출기를 이용하여 펠렛형태로 압출하여 80℃의 건조기에서 건조과정을 거친 후, 최종제품을 제조하였다.
<비교예1>
생활폐기물을 수거하여 가연성 생활폐기물을 선별한 후 100℃의 온도에서 건조시켜 5 내지 70mm 크기의 입자로 분쇄한다. 분쇄된 가연성 생활폐기물에 지방산메틸에스테르 100g, 활성탄 100g, 차콜 5g 및 고체파라핀 5g을 투입하고 교반하여 혼합한다. 혼합된 생성물을 압출기를 이용하여 펠렛형태로 압출하여 80℃의 건조기에서 건조과정을 거친 후, 최종제품을 제조하였다.
<비교예2>
생활폐기물을 수거하여 가연성 생활폐기물을 선별한 후 100℃의 온도에서 건조시켜 5 내지 70mm 크기의 입자로 분쇄한다. 분쇄된 가연성 생활폐기물에 지방산메틸에스테르 200g, 활성탄 100g, 차콜 5g 및 고체파라핀 5g을 투입하고 교반하여 혼합한다. 혼합된 생성물을 압출기를 이용하여 펠렛형태로 압출하여 80℃의 건조기에서 건조과정을 거친 후, 최종제품을 제조하였다.
<비교예3>
생활폐기물을 수거하여 가연성 생활폐기물을 선별한 후 100℃의 온도에서 건조시켜 5 내지 70mm 크기의 입자로 분쇄한다. 분쇄된 가연성 생활폐기물에 지방산메틸에스테르 100g, 활성탄 200g, 차콜 5g 및 고체파라핀 5g을 투입하고 교반하여 혼합한다. 혼합된 생성물을 압출기를 이용하여 펠렛형태로 압출하여 80℃의 건조기에서 건조과정을 거친 후, 최종제품을 제조하였다.
본 발명에 따른 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법을 통하여 제조된 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3을 연소시켜 발열량을 비교한 후, 그 결과를 아래 표1에 나타내었다.
<표1>
위의 표 1에서 보는 바와 같이, 비교예 3을 통해 제조된 고체연료의 발열량이 가장 큰 것으로 나타났으나, 이는 바이오디젤 부산물인 지방산메틸에스터가 생활폐기물에 비해 두 배나 첨가되어야 하므로 경제적인 측면에서 매우 비효율적이다. 따라서 첨가제는 되도록 적게 첨가하면서 5,800Kcal의 발열량을 나타내는 실시예 2를 통해 제조된 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료가 가장 효과적임을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법은 생활쓰레기 전반의 자원을 재활용하여 5800Kcal이상의 고효율 고체연료를 제조하여, 경제적이며 발열량이 우수하고 소각 잔재가 없는 에너지원으로써 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 생활쓰레기 전반의 자원을 재활용하여 매년 발생하는 생활쓰레기의 처리 비용을 절감하는데 있어서도 탁월한 효과를 나타낸다.
S101; 선별단계
S103; 건조단계
S105; 분쇄단계
S107; 혼합단계
S109; 압출단계
S111; 제품화단계
S103; 건조단계
S105; 분쇄단계
S107; 혼합단계
S109; 압출단계
S111; 제품화단계
Claims (7)
- 생활폐기물을 분류하여 가연성 생활폐기물을 선별하는 선별단계;
상기 선별단계를 통해 선별된 가연성 생활폐기물을 건조하는 건조단계;
상기 건조단계를 통해 건조된 가연성 생활폐기물을 분쇄하는 분쇄단계;
상기 분쇄단계를 통해 분쇄된 가연성 생활폐기물에 바이오디젤 부산물, 활성탄, 차콜 및 고체파라핀을 투입하여 혼합하는 혼합단계;
상기 혼합단계를 통해 혼합된 생성물을 압출기를 이용하여 압출하는 압출단계;
상기 압출단계를 통해 압출된 생성물을 건조시켜 최종제품을 제조하는 제품화단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 생활폐기물은 음식물쓰레기, 폐목재, 폐지, 폐유 및 가연성 일반쓰레기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 바이오디젤 부산물은 탄소수가 16개 이하인 지방산메틸에스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 건조단계는 50 내지 150℃의 온도에서 가연성 생활폐기물을 건조하는 것을 특징으로 하는 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 분쇄단계는 건조된 가연성 생활폐기물을 5 내지 70mm 크기의 입자로 분쇄하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 혼합단계는 가연성 생활폐기물 100 중량부 대비 바이오디젤 부산물 20 내지 60 중량부, 활성탄 20 내지 60 중량부, 차콜 1 내지 10 중량부 및 고체파라핀 1 내지 10 중량부를 투입하고 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제품화단계는 전술한 압출단계를 통해 압축된 생성물을 50 내지 100 ℃의 건조기에서 건조과정을 거쳐 최종제품을 제조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활폐기물을 이용한 고효율 고체연료의 제조방법.
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