KR101369344B1 - 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법 - Google Patents
제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101369344B1 KR101369344B1 KR1020110107929A KR20110107929A KR101369344B1 KR 101369344 B1 KR101369344 B1 KR 101369344B1 KR 1020110107929 A KR1020110107929 A KR 1020110107929A KR 20110107929 A KR20110107929 A KR 20110107929A KR 101369344 B1 KR101369344 B1 KR 101369344B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solid fuel
- paper sludge
- waste
- carbonized material
- carbonized
- Prior art date
Links
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000005539 carbonized material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 241000512259 Ascophyllum nodosum Species 0.000 claims abstract description 11
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 241001474374 Blennius Species 0.000 claims description 7
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 claims description 7
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims description 5
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 5
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 5
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 11
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 abstract description 3
- 241000220259 Raphanus Species 0.000 abstract description 2
- 235000006140 Raphanus sativus var sativus Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 2
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 9
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 6
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 6
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 6
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 208000003322 Coinfection Diseases 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 101100279590 Danio rerio emsy gene Proteins 0.000 description 1
- 101100279592 Mus musculus Emsy gene Proteins 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- -1 dimethyl methyl Chemical group 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000003895 groundwater pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 235000015243 ice cream Nutrition 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000010781 infectious medical waste Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- YZHUMGUJCQRKBT-UHFFFAOYSA-M sodium chlorate Chemical compound [Na+].[O-]Cl(=O)=O YZHUMGUJCQRKBT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
- C10L5/403—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on paper and paper waste
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/02—Combustion or pyrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/08—Drying or removing water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/32—Molding or moulds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
본 발명은 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용하여 보일러나 난로, 화로 등에 사용되는 고형연료를 제조하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 제지 슬러지와 일상 생활에서 발생하는 생활쓰레기를 소각시 진공상태에서 무산소 소각하여 탄화재(탄소재)를 얻고, 그 탄화재를 시엠시(carboxymethyl cellulose) 및 다시마 또는 우무를 끓인 응집제와 혼합 및 성형 건조시켜 고형연료를 제조함으로써, 버려지는 폐기물을 줄여 환경 오염을 예방함과 동시에 자원을 효과적으로 재활용할 수 있으며, 특히, 비교적 낮은 단가의 원재료를 이용하여 제조함으로 제조원가의 절감에 따른 저렴한 비용의 고형연료를 제조할 수 있어 이에 따른 저 비용의 고형연료의 공급이 가능하여 보일러나 난로, 화로의 사용처로 하여금 고형연료 구입에 따른 경제적인 손실을 줄여줄 수 있게 하며, 또한, 연탄, 석유 등의 화석연료를 대신한 친환경적인 연료를 얻을 수 있어 환경 문제를 해결할 수 있으며, 연소시 냄새나 분진이 최소화되고 대부분 소산 되어 잔재물을 최소화할 수 있게 한 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용하여 보일러나 난로, 화로 등에 사용되는 고형연료를 제조하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 제지공장에서 발생 되는 제지 슬러지와 일상 생활에서 발생하는 생활쓰레기를 무산소 소각하여 탄화된 잔재물을 이용하여 고형연료를 제조함으로써, 버려지는 쓰레기를 줄여 환경 오염을 예방함과 동시에 자원을 재활용할 수 있으며, 특히, 비교적 낮은 단가의 원재료를 이용하여 제조함으로 제조원가 절감에 따른 저렴한 비용의 연료 제조가 가능하여 수입연료 구입에 따른 경제적인 부담을 현격히 줄여줄 수 있게 한 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 제지 슬러지는 제지공장의 최종공정 후에 발생되며, 제지슬러지는 저급 탄소계 연료로 분류되고 있으며, 국내의 경우 약 650 만톤씩(2004년 기준) 발생하고 있다. 정부에서는 2011년 2월까지 제지슬러지의 해양투기를 금지하고, 재활용 등을 통한 육상처리 원칙을 발표한 바 있어, 제지 슬러지에 대한 재활용 기술이 시도되고 있다.
또한, 생활쓰레기는 일반적으로 알려진 바와 같이 불리 수거 후 재활용 쓰레기는 재활용이 가능하나, 그렇지 못한 쓰레기의 경우 일정 장소로 모아 소각 및 매립 처리되어 지고 있는 실정이다.
그러나, 상기와 같이 소각 및 매립 처리시에는 그 소각물을 매립하기 위한 매립지의 확보나 이로부터 용출되는 유해물질로 인한 지하수오염 등의 환경파괴적인 문제점이 발생하고 있었다.
이에, 상기와 같이 제지 공장이나 생활에서 발생되는 생활쓰레기 등을 재활용하여 고비용의 화석연료(석탄이나 석유)의 대체연료로 활용하고자 하는 기술이 활성화 되고 있는 실정이다.
한편, 상기와 같은 제지 슬러지나 생활쓰레기를 이용한 고형연료는 대부분 슬러지나 쓰레기에 일정한 수분률을 적용 후 이에 열량보조제를 혼합하여 압출 성형 및 건조된 필렛형 연료로 제조되어 지고 있는 실정이다.
그러나, 상기와 같은 고형 연료는 단순 슬러지나 쓰레기를 분쇄 압축 및 건조시켜 얻어진 것으로, 이렇게 얻어진 고형연료는 대부분 쓰레기가 가지고 있는 악취를 그대로 수반하고 있으며, 이를 연소시 그 악취가 그대로 발생함과 동시에 인체에 유해한 유독가스의 대량으로 방출되는 문제점이 있었다.
또한, 연소 후 잔재가 그대로 발생하여 이를 제거 및 처리하는데에도 슬러지나 쓰레기를 처리하는 것만큼 수고가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 제지 슬러지와 일상 생활에서 발생하는 생활쓰레기를 소각시 진공상태에서 무산소 소각하여 탄화재(탄소재)를 얻고, 그 탄화재를 시엠시(carboxymethyl cellulose) 및 다시마 또는 우무를 끓인 응집제와 혼합 및 성형 건조시켜 고형연료를 제조함으로써, 버려지는 폐기물을 줄여 환경 오염을 예방함과 동시에 자원을 효과적으로 재활용할 수 있으며, 특히, 비교적 낮은 단가의 원재료를 이용하여 제조함으로 제조원가의 절감에 따른 저렴한 비용의 고형연료를 제조할 수 있어 이에 따른 저 비용의 고형연료의 공급이 가능하여 보일러나 난로, 화로의 사용처로 하여금 고형연료 구입에 따른 경제적인 손실을 줄여줄 수 있게한 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.
또한, 연탄, 석유 등의 화석연료를 대신한 친환경적인 연료를 얻을 수 있어 환경 문제를 해결할 수 있으며, 연소시 냄새나 분진이 최소화되고 대부분 소산 되어 잔재물을 최소화할 수 있게 한 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법을 제공함에 본 발명의 다른 목적이 있는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는, 함수율이 80~90%가 되도록 탈수된 제지 슬러지와 생활쓰레기로 된 폐기물을 진공상태의 무산소 소각로 내에 충전 및 그 소각로 외부에서 250~450℃의 열을 가해 진공 소각하여 탄화된 숯 덩어리를 얻기 위한 탄화재 형성단계;
상기 탄화된 숯 덩어리를 분쇄기를 이용하여 분쇄하여 분말화 시키는 탄화재 분쇄단계;
상기 분쇄된 탄화재 분말을 응집시키기 위해 시엠시(carboxymethyl cellulose)와, 다시마 또는 우묵 중 어느 하나의 해초류를 물에 넣고 끓여 액상화된 응집제를 얻기 위한 응집제 제조단계;
상기 탄화재 분말과 응집제를 탄화재 분말 5kg 당 응집제 1~1.5ℓ를 혼합하여 응집된 탄화재를 얻기 위한 탄화재 응집단계;
상기 응집된 탄화재를 형틀에 넣고 유압 프레스를 이용하여 150~300ton의 압력으로 압축시켜 고형연료 형상으로 성형하는 압축 성형단계; 및
상기 성형된 고형연료를 형틀로부터 탈형 시키고, 이를 콘베이어를 통해 건조로를 통과시키며 200~300℃의 열풍을 15~30분 동안 가해 수분을 완전히 제거하는 건조단계;를 순차적으로 수행함으로 달성할 수 있는 것이다.
상기와 같이 본 발명 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법은, 버려지는 폐기물을 줄여 환경 오염을 예방함과 동시에 폐기물을 재활용함으로 자원 재활용 효율을 향상시킬 수 있으며, 특히, 낮은 단가의 원재료를 이용함으로 고형연료 제조에 따른 원가 절감과 이로 인한 저렴한 비용의 고형연료를 제조 및 공급이 가능하여 보일러나 난로, 화로의 사용처로 하여금 연료 구입에 따른 경제적인 손실을 현격히 줄여줄 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.
또한, 인체에 무해한 성분으로 제조되어 연탄, 석유 등의 화석연료를 대신한 친환경적인 연료로의 사용이 가능하여 환경문제를 해결할 수 있으며, 고형연료를 연소시 냄새나 분진의 발생 적고 대부분 소산되어 연료 잔재물의 처분이 용이한 효과를 얻을 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법을 나타낸 흐름도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1의 도시와 같이 본 발명 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법은, 고형연료의 주원료로 사용되는 탄화재를 얻기 위한 탄화재 형성단계(S100)와, 탄화재를 분말화 시키는 탄화재 분쇄단계(S200)와, 탄화재 분말을 응집 시키기 위한 응집제 제조단계(S300)와, 탄화재 분말을 응집 시키기 위한 탄화재 응집단계(S400)와, 응집된 탄화재를 성형하기 위한 압축 성형단계(S500)와, 성형된 고형연료를 건조시키기 위한 건조단계(S600)를 순차적으로 수행함으로 제조할 수 있는 것이다.
이하, 상세히 설명하면 다음과 같다.
1. 탄화재 형성단계(S100)는,
함수율이 80~90%가 되도록 탈수된 제지 슬러지와 생활쓰레기로 된 폐기물을 진공상태의 무산소 소각로 내에 충전시키고, 그 폐기물이 충전된 소각로를 외부에서 250~450℃의 열을 가하고 열분해 공법을 적용하여 탄화된 숯 덩어리(탄소)로 된 탄화재를 얻게 되는 것이다.
이때, 상기 제지 슬러지는, 일반적으로 제지공장의 최종공정에서 수분함량(함수율) 70 ~ 85중량％의 탈수케익 형태로 발생되며, 수분을 제외한 고형분을 기준으로 적게는 30중량％, 많게는 70중량％ 이상의 유기물이 함유되어 있으며, 이러한 유기물의 함량으로 제지 슬러지는 대략 2,000kcal/kg ~ 5,000kcal/kg 정도의 높은 열량을 가지고 있다.
또한, 상기 생활쓰레기로는, 불리 수거 후 별도 재활용이 가능한 제지나 플라스틱 등을 제외한 쓰레기의 적용이 가능한 것이다.
또한, 상기 폐기물로는 제지 슬러지와 생활쓰레기 이외에 병원에서 발생 되는 병원성 폐기물을 더 포함하여 구성할 수 있는 것으로, 이러한 병원성 폐기물은 병원에서 환자들을 진료하는 과정에서 많은 종류의 유해한 물질을 사용하고 또 폐기물로 발생시키므로 많은 주의가 필요한 것으로, 병원에서는 인체의 일부를 떼어낸 적출물과 혈액, 고름, 수술칼, 주사기, 붕대, 탈지면 등 병원균 감염의 우려가 있어 특별관리가 요구되는 감염성 폐기물도 있으며, 각종 사진촬영과 검사과정에서 배출되는 화학물질, 방사선 폐기물도 있다. 또한 체온계, 혈압계 등 수은이 함유된 의료기기와 환경호르몬이 함유된 피브시 재질로 된 의료기기가 사용되고 난 후 폐기물로 발생된다.
이에 따라 감염성 폐기물과 유해물질들은 잘못 관리할 경우 환자들과 병원에서 일하는 근로자들의 건강을 위협하게 되는 것인바, 이러한 병원성 폐기물은 그 처리에 있어서도 2차 감염을 예방 및 병원균 사멸을 위해 신속히 소각 처리 후 매립하고 있는 실정이다.
2. 탄화재 분쇄단계(S200)는,
상기와 같이 소각에 의해 얻어진 탄화재 덩어리를 분쇄기를 이용하여 분쇄하여 분말화 된 탄화재를 얻게 되는 것이다.
3. 응집제 제조단계(S300)는,
상기 분쇄된 탄화재 분말을 응집시키기 위한 것으로, 시엠시(carboxymethyl cellulose)와 다시마와 우묵을 물에 넣고 끓여 액상화된 응집제를 얻기 위한 것이다.
즉, 응집제는, 물 18ℓ에 시엠시 1kg과, 다시마 2~3kg 또는 우묵 2~3kg 중 어느 하나의 해초류를 교반탱크에 넣고 교반함과 동시에 80℃의 열을 가해 5시간 동안 끓여 점도를 갖는 액상의 응집제를 얻을 수 있는 것이다.
이때, 응집제의 원료로 사용되는 시엠시(carboxymethyl cellulose)는, 알칼리에 용해된 셀룰로오스에 모노클로르아세트산 나트륨을 반응시켜 만드는 물질. 셀룰로오스 중 히드록시기의 40% 이상을 카르복시메틸화한 것은 냉수에도 잘 용해되고, 점도가 높은 안정적인 콜로이드용액이 된다. 아이스크림이나 잼 등에 점도를 높이는 제제 또는 유화안정제로 이용된다.
4. 탄화재 응집단계(S400)는,
상기 탄화재 분쇄단계(S200)에서 얻어진 탄화재 분말에 상기 응집제 제조단계(S300)에서 얻어진 응집제를 혼합하여 탄화재 분말의 응집력을 향상시켜주기 위한 것으로, 그 혼합시에는 탄화재 분말 5kg 당 응집제 1~1.5ℓ를 혼합하되, 응집제가 탄화재 분말의 표면에 피막을 형성하게 골고루 혼합하면 되는 것이다.
5. 압축 성형단계(S500)는,
상기 탄화재 응집단계(S400)에서 얻어진 응집된 탄화재를 형틀에 넣고 유압 프레스를 이용하여 150~300ton의 압력을 가해 압축시켜 고형연료 형상으로 성형하게 되는 것이다.
이때, 형틀은 상.하 분리 형성된 구조를 가지며, 하부 형틀에 응집된 탄화내를 충전하고 그 탄화재 상부에 상부 형틀을 덮고 그 상부 형틀에 하중을 가해 압축 성형함으로 고형연료를 얻을 수 있는 것이다.
한편, 상기와 같이 성형되는 고형연료는 형틀의 변화에 따라 보일러용, 난로용, 화로용 등 다양한 형상과 크기로의 성형이 가능한 것이다.
6. 건조단계(S600)는,
상기 압축 성형단계(S500)에서 얻어진 고형연료를 형틀로부터 탈형 시키고, 이를 콘베이어를 통해 건조로를 통과시킴과 동시에 그 건조로에서 200~300℃의 열풍을 15~30분 동안 가함으로 성형된 고형연료의 수분을 완전히 제거하여 건조시킴으로 고형연료의 제조가 마무리 되는 것이다.
여기서, 상기 건조시 사용되는 열원으로는 상기 탄화재 형성단계에서 폐기물을 소각시 발생되는 폐열을 사용하면 되는 것이다.
한편, 상기와 같은 일련의 과정에 의해 제조된 고형연료를 그 원료의 첨가여부에 따른 성능을 살펴보면,
* 열량 및 응집력에 대한 비교예
| 시엠시 | 다시마/우묵 | 압축 | 열량 | 응집력 | |
| 비교 1 | ○ | ○ | ○ | 높음 | 응집력 좋으며 깨지지 않는다 |
| 비교 2 | × | ○ | × | 낮음 | 응집력 약하고 깨어짐 |
| 비교 3 | ○ | × | ○ | 낮음 | 응집력 강하나 깨어짐 |
<결과>
비교예 2에서와 같이 응집제 제조시 시엠시를 미첨가하고 다시마 또는 우묵만을 첨가한 응집제를 사용하여 응집시키고, 압축 성형을 하지 않을 시에는 열량이 낮고 응집력이 약하고 고형연료가 쉽게 깨어지는 문제점이 발생하였다.
또한, 비교예 3에서와 같이 응집제 제조시 시엠시를 첨가하고 다시마 또는 우묵을 미첨가한 응집제를 사용하여 응집시키고, 압축 성형하였을 시에는 열량이 낮고 응집력은 강하나 고형연료가 쉽게 깨어지는 문제점이 발생하였다.
이에 반하여 비교예 1에서와 같이 응집제 제조시 이엠시와 다시마 또는 우묵중 어느 하나의 해초류를 첨가한 응집제를 사용하여 응집시키고, 압축 성형하였을 시에는 열량이 높고 응집력이 좋으며 깨지지 않는 최적의 고형연료를 얻을 수 있었다.
이에, 우수한 열량 및 응집력을 갖는 비교예 1의 고형연료와, 연탄류와, 폐목재를 각각 연소시켰을 때 그 연소에 따른 성능을 비교하였다.
| 연기 | 냄새 | 잔재물 | 결과 | |
| 연탄류 | ○ | ○ | ○ | 연기와 악취가 많고, 타고남은 잔재물이 많음. |
| 탄화재 | × | △ | × | 연기가 없고 악취가 적으며, 대부분 소산됨. |
| 폐목재 | ○ | ○ | ○ | 연기와 악취가 나고, 타고남은 잔재물이 많음. |
<결과>
연탄류의 경우 연소시 연기가 많이 나고, 심한 악취가 발생하며 연소 후 잔재물이 그대로 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 폐목재의 경우 연소시 연기가 많이 나고, 심한 악취가 발생하며 연소 후 잔재물이 발생하는 문제점이 있었다.
이에 반하여 본 발명 탄화재는 연소시 연기가 발생하지 않고, 비교적 악취가 적고, 탄소의 특성상 연소시 덩어리 대부분이 소산되어 잔재물이 거의 발생하지 않음을 알 수 있었다.
이상에서와 같은 일련의 과정에 의해 제조된 고형연료는, 버려지는 제지 슬러지와 생활쓰레기를 재활용하여 제조 가능하며, 제조된 고형연료는 공극률이 높아 연소시 통기성이 좋아져 최대한 완전연소에 근접할 수 있으며 연소율이 높은 연료는 연소시간이 빠르므로 종래의 고형연료의 연소시 발생되는 악취 및 유해가스의 발생을 크게 감소시킬 수 있다
또한, 이러한 고형연료는 폐기물을 재활용하여 환경 문제 해결과 자원의 절약과, 보일러나 난로, 화로에 사용되는 저렴한 비용의 연료의 공급이 가능한 것이다.
S100 : 탄화재 형성단계 S200 : 탄화재 분쇄단계
S300 : 응집제 제조단계 S400 : 탄화재 응집단계
S500 : 압축 성형단계 S600 : 건조단계
S300 : 응집제 제조단계 S400 : 탄화재 응집단계
S500 : 압축 성형단계 S600 : 건조단계
Claims (3)
- 함수율이 80~90%가 되도록 탈수된 제지 슬러지와 생활쓰레기로 된 폐기물을 진공상태의 무산소 소각로 내에 충전 및 그 소각로 외부에서 250~450℃의 열을 가해 진공 소각하여 탄화된 숯 덩어리를 얻기 위한 탄화재 형성단계(S100);
상기 탄화된 숯 덩어리를 분쇄기를 이용하여 분쇄하여 분말화 시키는 탄화재 분쇄단계(S200);
상기 분쇄된 탄화재 분말을 응집시키기 위해 시엠시(carboxymethyl cellulose)와, 다시마 또는 우묵 중 어느 하나의 해초류를 물에 넣고 끓여 액상화된 응집제를 얻기 위한 응집제 제조단계(S300);
상기 탄화재 분말과 응집제를 탄화재 분말 5kg 당 응집제 1~1.5ℓ를 혼합하여 응집된 탄화재를 얻기 위한 탄화재 응집단계(S400);
상기 응집된 탄화재를 형틀에 넣고 유압 프레스를 이용하여 150~300ton의 압력으로 압축시켜 고형연료 형상으로 성형하는 압축 성형단계(S500); 및
상기 성형된 고형연료를 형틀로부터 탈형 시키고, 이를 콘베이어를 통해 건조로를 통과시키며 200~300℃의 열풍을 15~30분 동안 가해 수분을 완전히 제거하는 건조단계(S600);를 순차적으로 수행하여 됨을 특징으로 하는 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
탄화재 형성단계(S100)에서,
폐기물로 병원에서 발생 되는 병원성 폐기물을 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
응집제 제조단계(S300)에서,
응집제는, 물 18ℓ에 시엠시 1kg과, 다시마 2~3kg 또는 우묵 2~3kg 중 어느 하나의 해초류를 교반탱크에 넣고 교반함과 동시에 80℃의 열을 가해 5시간 동안 끓여 점도를 갖는 액상화 시킴을 특징으로 하는 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110107929A KR101369344B1 (ko) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110107929A KR101369344B1 (ko) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130043810A KR20130043810A (ko) | 2013-05-02 |
| KR101369344B1 true KR101369344B1 (ko) | 2014-03-06 |
Family
ID=48656469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110107929A KR101369344B1 (ko) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101369344B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103406332B (zh) * | 2013-08-09 | 2015-04-01 | 金东纸业（江苏）股份有限公司 | 一种利用造纸废渣来制造栈板的方法及由该方法制得的栈板 |
| CN111037984A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | 杨绍良 | 一种把颗粒骨料压制成板材的制备工艺及成型设备 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100407374B1 (ko) | 2001-09-21 | 2003-11-28 | 최종보 | 재활용 제지의 슬러지를 이용한 고체 연료의 제조 방법 |
| JP4368964B2 (ja) | 1999-03-16 | 2009-11-18 | 太平洋セメント株式会社 | 固形燃料の製造方法及びその装置 |
-
2011
- 2011-10-21 KR KR1020110107929A patent/KR101369344B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4368964B2 (ja) | 1999-03-16 | 2009-11-18 | 太平洋セメント株式会社 | 固形燃料の製造方法及びその装置 |
| KR100407374B1 (ko) | 2001-09-21 | 2003-11-28 | 최종보 | 재활용 제지의 슬러지를 이용한 고체 연료의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130043810A (ko) | 2013-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Migration and risk assessment of heavy metals in sewage sludge during hydrothermal treatment combined with pyrolysis | |
| Ma et al. | Insight into chlorine evolution during hydrothermal carbonization of medical waste model | |
| KR101319283B1 (ko) | 폐기물을 이용한 고형연료 및 그 제조 방법 | |
| CN105417918B (zh) | 微波热解处理市政污泥的技术方法 | |
| CN104560216B (zh) | 生物质成型燃料的制备系统及方法 | |
| WO2001010978A1 (fr) | Procede de traitement de dechets combustibles | |
| WO2001051587A1 (fr) | Dispositif de distillation seche/de reduction de volume pour dechets | |
| KR101592937B1 (ko) | 하수슬러지를 포함하는 연료탄 | |
| JP2010534121A (ja) | 固形ごみを徹底してリサイクル利用する処理方法 | |
| CN102374539A (zh) | 生活垃圾处理用新型热解炉以及使用其的垃圾处理系统 | |
| KR100918945B1 (ko) | 슬러지 연료화 촉진제 조성물 및 그 제조방법, 및 이를 이용하여 제조한 슬러지 고형연료 | |
| CN109485228A (zh) | 一种污泥与垃圾相结合的协同处置工艺 | |
| CN104178185A (zh) | 一种厨余热解处理工艺 | |
| KR101369344B1 (ko) | 제지 슬러지와 생활쓰레기를 이용한 고형연료 제조방법 | |
| CN108585405A (zh) | 一种热固载体污泥增压自供能热解装置及方法 | |
| KR101151314B1 (ko) | 음식 폐기물과 축분을 이용한 연료 제조방법 | |
| KR100803809B1 (ko) | 폐기물 재생 연료 제조방법과 제조장치 | |
| CN109734267A (zh) | 一种超临界市政污泥处理方法 | |
| Yan et al. | Effect of pressure and atmosphere during hydrothermal treatment on the properties of sewage sludge-derived solid fuel | |
| JP2000017278A (ja) | ゴミ固形燃料の製造方法 | |
| CN106468441A (zh) | 医废高温炭化热解高温气化焚烧低二噁英排放系统、方法 | |
| CN104651009A (zh) | 一种医疗废弃物制洁净固体颗粒生物燃料的装置及方法 | |
| CN109370699A (zh) | 一种生物质秸秆污泥燃料及其制备方法 | |
| KR101530552B1 (ko) | 왕겨분말과 제지슬러지를 혼합하여 제조된 고형연료 | |
| KR102315534B1 (ko) | 고체 연료 조성물 및 그의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |