KR101397645B1 - 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치 및 방법 - Google Patents
고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치 및 방법에 관한 발명이 개시된다. 개시된 광물섬유 제조용 원료조성물은 고체폐기물 47.6 ~ 64 중량%, 석회석 11.3 ~ 20.1 중량%, 슬래그 13.6 ~ 30 중량%, 및 석탄 10.9 ~ 12.7 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고체폐기물과 슬래그를 주원료로 하여 친환경적인 광물섬유를 추출할 수 있는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 탄광 야적지에 그대로 방치되는 고체폐기물의 경우, 빗물과 상호 반응해 중금속이 용출되어 하천과 토양 오염을 가중시키고 있는 실정이다.
탄광에서 배출되는 석탄 폐자원의 처리방법은 매립, 불용출성 약품을 첨가하여 고형화시키는 방법과 일부 채탄부산물에서 유용한 금속성분을 회수하여 재활용하는 방법이 있다.
또한, 석탄을 주원료 하는 화력발전소에서는 석탄의 연소 과정에서 발생되는 고체폐기물(저회(보텀애쉬, Bottom ash)와 비산회(플라이애쉬, Fly ash))의 경우, 일정한 장소에 야적된다.
이중 비산회(플라이애쉬, Fly ash)의 일부는 콘크리트 원자재인 레미콘의 함유물로 활용되고, 아스팔트의 재료에도 일부 쓰이며 저회(보텀애쉬, Bottom ash)는 바다의 매립재로 활용되고 있으나, 이 두 고체폐기물에 대해 환경오염에 대한 우려가 제기되고 있다.
관련 선행기술로는 국내 특허 출원 제2011-0072887호(2011. 12. 02. 등록, 석탄재에서 추출한 친환경 광물성섬유 제조 장치 및 방법)와, 국내 특허 출원 제2011-0092363호(2011. 10. 31. 등록, 석탄 폐자원을 이용한 미네랄펄프 제조방법) 이 있다.
본 발명의 목적은 고체폐기물과 슬래그를 주원료로 하여 친환경적인 광물섬유를 추출할 수 있는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
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본 발명에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치는 고체폐기물 47.6 ~ 64 중량%, 석회석 11.3 ~ 20.1 중량%, 슬래그 13.6 ~ 30 중량%, 및 석탄 10.9 ~ 12.7 중량%를 포함하는 혼합원료를 제공하는 혼합유닛; 상기 혼합원료를 용융시켜 섭씨 1400 도 이상 섭씨 1500 도 이하의 용융온도를 유지하는 액상원료를 제공하는 용융유닛; 회전되는 롤러에 공정가스를 공급함에 따라 에어퍼지(Air Purge)를 이용하여 상기 액상원료를 사출시켜 사출섬유를 제공하는 사출유닛; 상기 사출섬유를 연화시켜 슬러리 또는 연화섬유를 제공하는 연화유닛; 및 상기 연화섬유에서 처리수를 분리하여 광물섬유를 제공하는 건조유닛; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 혼합유닛은, 상기 중량비에 대응하여 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄을 계량하는 계량부; 및 상기 용융유닛에 상기 혼합원료를 공급하기 위해 상기 계량부에서 계량된 상기 혼합원료를 저장하는 혼합공급부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 혼합유닛은, 상기 혼합공급부에서 배출되는 상기 혼합원료를 정역회전에 따라 양방향으로 이송시키는 분배이송부; 및 상기 용융유닛에 상기 혼합원료를 공급하기 위해 상기 분배이송부를 통해 전달되는 상기 혼합원료가 저장되는 투입저장부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 용융유닛은, 공정가스의 투입에 의해 용해열을 제공하여 상기 혼합유닛을 통해 전달되는 상기 혼합원료를 용융시키는 용해로; 상기 혼합원료의 투입 여부에 따라 자기 무게에 의해 개폐되는 개폐부; 및 상기 용해로 내부에서 발생되는 폐가스를 배출시키는 배출부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 용융유닛은, 상기 용해로를 순환하는 냉각수를 통해 상기 용해로를 냉각시키는 냉각유닛; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 냉각유닛은, 상기 용해로에서 배출되는 순환수가 저장되는 순환수저장부; 상기 순환수를 냉각시켜 상기 냉각수를 제공하는 냉각부; 상기 용해로를 순환하도록 상기 냉각수가 저장되는 냉각수공급부; 및 상기 냉각수공급부에 상기 냉각수를 보충하거나 상기 용해로에 상기 냉각수를 공급하기 위해 상기 냉각부에서 냉각된 상기 냉각수가 저장되는 비상공급부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 용융유닛은, 상기 폐가스는 냉각시키고 상기 공정가스는 가열되도록, 상기 폐가스와 상기 공정가스를 상호 열교환시키는 열교환부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 용융유닛은, 칼슘화합물(CaCO3, CaO, Ca(OH)2)과 상기 폐가스를 상호 반응시켜 상기 폐가스에 포함된 황산화물(SOx)을 제거하는 탈황유닛; 공정가스를 공급하여 상기 폐가스에서 분진을 분리하는 집진유닛; 및 요소수와 처리수가 혼합된 액체와 상기 폐가스를 상호 반응시켜 상기 폐가스에서 질소산화물(NOx)을 제거하는 탈질유닛; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 사출유닛은, 회전되는 롤러에 공정가스를 공급함에 따라 에어퍼지(Air Purge)를 이용하여 액상원료를 사출시키는 사출챔버부; 상기 롤러에 회전력을 제공하는 사출구동부; 상기 사출챔버부를 통과하여 비산되는 상기 사출섬유가 저장되는 사출섬유저장부; 및 상기 사출섬유저장부에 저장되는 상기 사출섬유를 상기 연화유닛으로 이송시키는 사출섬유이송부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 사출유닛은, 상기 사출섬유저장부에서 배출되는 기체에 처리수를 분사함에 따라 상기 기체에서 이물질을 분리하는 분진제거부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연화유닛은, 상기 사출유닛에서 전달되는 사출섬유와 처리수를 혼합하여 상기 사출섬유를 해리시키는 섬유해리부; 해리된 상기 사출섬유가 연화되도록 연화제와, 처리수와, 사출섬유를 혼합하는 연화부; 상기 연화부에 상기 연화제를 공급하기 위해 상기 연화제가 저장되는 연화제공급부; 상기 연화부에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유를 순차적으로 이송 교반하는 연속연화부; 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유에서 잔류물을 분리하는 잔류물제거부; 및 처리수를 제공하기 위해 상기 사출유닛과, 상기 연화유닛과, 상기 건조유닛에서 배출되는 배출수를 저장하는 침전부; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치는 상기 고체폐기물이 저장되는 제1공급부와, 상기 석회석이 저장되는 제2공급부와, 상기 슬래그가 저장되는 제3공급부와, 상기 석탄이 저장되는 제4공급부를 포함하는 공급유닛; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 공급유닛은, 상기 제2공급부에 저장되는 석회석보다 큰 입자로 이루어진 석회석을 저장하는 제5공급부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 공급유닛은, 상기 제1공급부에 저장된 고체폐기물과, 상기 제2공급부에 저장된 석회석을 상기 중량비에 준하여 혼합하는 성형믹서부; 혼합된 상기 고체폐기물과 상기 석회석을 성형하여 브릭(brick)을 제조하는 성형부; 및 상기 브릭(brick)이 저장되는 제6공급부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치는 상기 연화유닛에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유에서 이물질을 분리하는 이물질처리유닛; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이물질처리유닛은, 상부로는 이물질이 분리된 상기 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 상기 슬러리가 배출되도록 상기 연화유닛에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유를 원심분리하는 사이클론부; 상기 사이클론부의 하부에서 배출되는 상기 슬러리에서 상기 이물질을 분리하는 이물질제거부; 상부로는 이물질이 분리된 상기 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 상기 슬러리가 배출되도록 상기 사이클론부의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 상기 슬러리를 원심분리하는 연속사이클론부; 및 상부로는 이물질이 분리된 상기 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 슬러리가 배출되도록 상기 연속사이클론부의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리를 원심분리하는 추가사이클론부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연화유닛은, 상기 사이클론부의 하부에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 추가사이클론부의 상부에서 배출되는 상기 연화섬유를 연화시켜 상기 연속사이클론부에 공급하는 추가연화부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 건조유닛은, 상기 사이클론부의 상부 또는 상기 연속사이클론부의 상부에서 배출되는 상기 연화섬유에서 처리수를 분리하여 광물섬유를 제공하는 탈수부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연화유닛은, 연화제가 혼합된 처리수에 상기 광물섬유를 혼합하여 상기 광물섬유를 연화시키는 농축연화부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 건조유닛은, 상기 탈수부에서 배출되는 광물섬유 또는 상기 농축연화부에서 배출되는 연화섬유에서 처리수를 분리하여 광물섬유를 제공하는 농축탈수부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치는 상기 건조유닛에서 배출되는 상기 광물섬유를 포장하는 포장유닛; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법은 고체폐기물 47.6 ~ 64 중량%, 석회석 11.3 ~ 20.1 중량%, 슬래그 13.6 ~ 30 중량%, 및 석탄 10.9 ~ 12.7 중량%를 중량비로 혼합하여 혼합원료를 제공하는 혼합단계; 상기 혼합원료를 용융시켜 섭씨 1400 도 이상 섭씨 1500 도 이하의 용융온도를 유지하는 액상원료를 제공하는 용융단계; 회전되는 롤러에 공정가스를 공급함에 따라 에어퍼지(Air Purge)를 이용하여 상기 액상원료를 사출시켜 사출섬유를 제공하는 사출단계; 상기 사출섬유를 연화시켜 슬러리 또는 연화섬유를 제공하는 연화단계; 및 상기 연화섬유에서 처리수를 분리하여 광물섬유를 제공하는 건조단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 혼합단계는, 상기 중량비에 대응하여 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄을 계량하는 계량단계; 및 상기 용융단계에 상기 혼합원료를 공급하기 위해 상기 계량단계에서 계량된 상기 혼합원료를 저장하는 혼합공급단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 혼합단계는, 상기 혼합공급단계에서 배출되는 상기 혼합원료를 정역회전에 따라 양방향으로 이송시키는 분배이송단계; 및 상기 용융단계에 상기 혼합원료를 공급하기 위해 상기 분배이송단계를 통해 전달되는 상기 혼합원료가 저장되는 투입저장단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 용융단계는, 공정가스의 투입에 의해 용해열을 제공하는 용해로에서 상기 혼합단계를 통해 전달되는 상기 혼합원료가 용융됨에 따라 용해이송부를 통해 액상원료를 배출시키고, 배출부를 통해 상기 용해로 내부에서 발생되는 폐가스를 배출시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 용융단계는, 상기 용해로를 순환하는 냉각수를 통해 상기 용해로를 냉각시키는 냉각단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 용융단계는, 상기 폐가스는 냉각시키고 상기 공정가스는 가열되도록, 상기 폐가스와 상기 공정가스를 상호 열교환시키는 열교환단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 용융단계는, 칼슘화합물(CaCO3, CaO, Ca(OH)2)과 상기 폐가스를 상호 반응시켜 상기 폐가스에 포함된 황산화물(SOx)을 제거하는 탈황단계; 요소수와 처리수가 혼합된 액체와 상기 폐가스를 상호 반응시켜 상기 폐가스에서 질소산화물(NOx)을 제거하는 탈질단계; 및 공정가스를 공급하여 상기 폐가스에서 분진을 분리하는 집진단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 사출단계는, 상기 사출섬유가 저장되는 사출섬유저장부에 처리수를 분사함에 따라 낙하하는 상기 사출섬유를 상기 연화단계로 이송시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 사출단계는, 상기 사출섬유저장부에서 배출되는 기체에 처리수를 분사함에 따라 상기 기체에서 이물질을 분리하는 분진제거단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연화단계는, 상기 사출단계를 거친 다음 전달되는 상기 사출섬유와 처리수를 혼합하여 상기 사출섬유를 해리시키는 섬유해리단계; 해리된 상기 사출섬유가 연화되도록 연화제와, 처리수와, 사출섬유를 혼합하는 제1연화단계; 상기 제1연화단계에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유를 순차적으로 이송 교반하는 제2연화단계; 및 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유에서 잔류물을 분리하는 잔류물제거단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법은 상기 고체폐기물이 저장되는 제1공급단계와, 상기 석회석이 저장되는 제2공급단계와, 상기 슬래그가 저장되는 제3공급단계와, 상기 석탄이 저장되는 제4공급단계를 포함하는 공급단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 공급단계는, 상기 제2공급단계에서 저장되는 석회석보다 큰 입자로 이루어진 석회석을 저장하는 제5공급단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 공급단계는, 상기 제1공급단계에 저장된 고체폐기물과, 상기 제2공급단계에 저장된 석회석을 상기 중량비에 준하여 혼합 성형한 브릭(brick)을 제조하는 브릭성형단계; 및 상기 브릭(brick)이 저장되는 제6공급단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 브릭성형단계는, 상기 제1공급단계에서 저장된 고체폐기물과, 상기 제2공급단계에서 저장된 석회석을 상기 중량비에 준하여 혼합하는 믹싱단계; 및 상기 믹싱단계를 거쳐 혼합된 상기 고체폐기물과 상기 석회석을 성형하여 상기 브릭(brick)을 제조하는 성형단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법은 상기 연화단계에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유에서 이물질을 분리하는 이물질처리단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이물질처리단계는, 상부로는 이물질이 분리된 상기 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 상기 슬러리가 배출되도록 상기 연화단계를 거쳐 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유를 원심분리하는 제1사이클론단계; 상기 제1사이클론단계를 거쳐 하부에서 배출되는 상기 슬러리에서 상기 이물질을 분리하는 이물질제거단계; 상부로는 이물질이 분리된 상기 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 상기 슬러리가 배출되도록 상기 제1사이클론단계를 거쳐 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 상기 슬러리를 원심분리하는 제2사이클론단계; 및 상부로는 이물질이 분리된 상기 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 슬러리가 배출되도록 상기 제2사이클론단계를 거쳐 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리를 원심분리하는 제3사이클론단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연화단계는, 상기 제1사이클론단계를 거쳐 하부에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 제3사이클론단계를 거쳐 상부에서 배출되는 상기 연화섬유를 연화시켜 상기 제2사이클론단계에 공급하는 추가연화단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 건조단계는, 상기 제1사이클론단계를 거쳐 상부에서 배출되는 상기 연화섬유 또는 상기 제2사이클론단계를 거쳐 상부에서 배출되는 상기 연화섬유에서 처리수를 분리하여 광물섬유를 제공하는 탈수단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연화단계는, 연화제가 혼합된 처리수에 상기 광물섬유를 혼합하여 상기 광물섬유를 연화시키는 농축연화단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 건조단계는, 상기 탈수단계에서 배출되는 광물섬유 또는 상기 농축연화단계에서 배출되는 연화섬유에서 처리수를 분리하여 광물섬유를 제공하는 농축탈수단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법은 상기 건조단계를 거쳐 배출되는 상기 광물섬유를 포장하는 포장단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치 및 방법은 고체폐기물과 슬래그를 주원료로 하여 친환경적인 광물섬유를 추출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 공정흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 공급되는 원료의 상태에 따라서 혼합원료와, 액상원료와, 사출섬유와, 연화섬유와, 슬러리와, 광물섬유로 구분한다.
혼합원료는 개별의 원료들이 후술하는 광물섬유 제조용 원료조성물의 중량비로 혼합된 것이고, 액상원료는 혼합원료가 용해로(300R)에서 용융되어 배출되는 것이며, 사출섬유는 액상원료가 사출챔버부(400V)에서 사출되어 배출되는 것이고, 연화섬유는 사출섬유가 연화유닛(500)에서 연화되어 이물질처리유닛(700) 또는 건조유닛(600)에 투입되는 것이며, 슬러리는 사출섬유가 연화섬유로 연화되는 과정에서 연화되지 않은 사출섬유와 연화섬유와 이물질이 혼합되는 것이고, 광물섬유는 연화섬유가 건조유닛(600)에서 탈수되는 것이다.
사출섬유 또는 연화섬유 또는 슬러리는 처리수와 혼합된 상태일 수 있다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 탈황유닛(330)에서 탈황 처리에 의해 발생되는 부산물 또는 사출섬유저장부(410V)에서 배출되는 기체에 포함되는 부산물 또는 이물질처리유닛(700)의 이물질제거부(730V)에서 발생되는 부산물을 이물질로 정의한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 연화유닛(500)에서 사출섬유가 연화섬유로 연화되는 과정에서 잔류물제거부(530E)를 통해 연화섬유를 제외하고 분리되는 부산물을 잔류물로 정의한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 공정에 사용되는 공업용수에 대하여 냉각수와, 순환수와, 처리수(IW)와, 배출수(PW)와, 요소수로 구분할 수 있다.
냉각수는 용해로(300R) 또는 사출구동부(400E)의 온도 조절을 위해 냉각되는 것이고, 순환수는 용해로(300R)와 사출구동부(400E)를 순환하여 가열되는 것이다.
또한, 처리수(IW)는 각각의 개별유닛에서 공정 처리를 위해 투입되는 것이고, 배출수(PW)는 각각의 개별유닛에서 공정 처리 후에 배출되는 것이다. 여기서 처리수(IW)에는 연화제가 포함할 수 있다.
또한, 요소수는 요소가 함유되어 탈질유닛(370)에 투입되는 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 각각의 개별유닛에서 공정 처리를 위해 기체 상태로 투입되는 것을 공정가스(PA)로 정의한다. 공정가스(PA)는 외기(A)를 그대로 사용할 수 있다. 한편, 공정가스(PA)는 외기(A)를 압축시켜 사용할 수 있다. 또한, 공정가스(PA)는 외기(A)를 압축시킨 다음 수분을 제거하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 용해로(300R)에서 기체 상태로 배출되는 것을 폐가스로 정의한다. 폐가스에는 혼합원료에서 발생되는 분진이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광물섬유 제조용 원료조성물은 고체폐기물 47.6 ~ 64 중량%, 석회석 11.3 ~ 20.1 중량%, 슬래그 13.6 ~ 30 중량%, 및 석탄 10.9 ~ 12.7 중량%를 포함한다.
광물섬유 제조용 원료조성물에 따르면, 60~95톤의 고체폐기물과, 10~18톤의 석회석과, 20~40톤의 슬래그와, 15~18톤의 석탄을 중량비에 따라 배분하여 1기의 용해로(300R)에서 1일 동안 용융시킴으로써, 탈수된 광물섬유 100~110톤을 생산할 수 있다.
광물섬유 제조용 원료조성물은 광물섬유 제조 장치 또는 광물섬유 제조 방법의 혼합원료로 사용될 수 있다.
여기서 1기의 용해로(300R)에서 1일 동안 제공되는 액상원료에 대하여 연화제는 100%의 농도를 가지고 2~2.5톤이 사용될 수 있다.
구체예에서 광물섬유 제조용 원료조성물은 54.7~63.7 중량%의 고체폐기물과, 11.6~12.4 중량%의 석회석과, 13.6~15.7 중량%의 슬래그와, 10.9~12.7 중량%의 석탄을 포함할 수 있다.
상술한 광물섬유 제조용 원료조성물에 따르면, 80~93톤의 고체폐기물과, 17~18톤의 석회석과, 20~23톤의 슬래그와, 15~18톤의 석탄을 중량비에 따라 배분하여 1기의 용해로(300R)에서 1일 동안 용융시킴으로써, 탈수된 광물섬유 100~110톤을 생산할 수 있다.
여기서 1기의 용해로(300R)에서 1일 동안 제공되는 액상원료에 대하여 연화제는 100%의 농도를 가지고 2~2.3톤이 사용될 수 있다.
다른 구체예에서 광물섬유 제조용 원료조성물은 62.3~63.7 중량%의 고체폐기물과, 11.6~12.4 중량%의 석회석과, 13.6~15.7 중량%의 슬래그와, 10.9~12.7 중량%의 석탄을 포함할 수 있다.
상술한 광물섬유 제조용 원료조성물에 따르면, 91~93톤의 고체폐기물과, 17~18톤의 석회석과, 20~23톤의 슬래그와, 15~18톤의 석탄을 중량비에 따라 배분하여 1기의 용해로(300R)에서 1일 동안 용융시킴으로써, 탈수된 광물섬유 100~110톤을 생산할 수 있다.
여기서 1기의 용해로(300R)에서 1일 동안 제공되는 액상원료에 대하여 연화제는 100%의 농도를 가지고 2~2.3톤이 사용될 수 있다.
고체폐기물은 탄광에서 배출되어 탄광야적지에 그대로 방지되는 석탄 폐자원과 석탄을 주원료 하는 화력발전소에서는 석탄의 연소 과정에서 발생되는 저회(보텀 애쉬, Bottom ash)와 비산회(플라이 애쉬, Fly ash) 중 적어도 어느 하나이다.
고체폐기물에는 100 중량%를 기준으로 50~70 중량%의 산화규소(SiO2)와, 20~40 중량%의 산화알루미늄(Al2O3)과, 4.4~16 중량%의 산화철(Fe2O3)과, 2.2~17.3 중량%의 산화칼슘(CaO)이 포함될 수 있다.
석회석은 탄산칼슘(CaCO3) 또는 산화칼슘(CaO)을 주성분으로, 석회석에는 100 중량%를 기준으로 95 중량% 이상인 탄산칼슘(CaCO3) 또는 산화칼슘(CaO)를 포함할 수 있다.
또한, 석회석에는 100 중량%를 기준으로 4 중량% 이하의 탄산마그네슘(MgCO3)와, 2 중량% 이하의 산화규소(SiO2)와, 0.5 중량% 이하의 산화알루미늄(Al2O3)과 산화철(Fe2O3)을 더 포함할 수 있다.
광물섬유 제조용 원료조성물에서 석회석이 첨가됨에 따라 혼합원료가 용융될 때, 혼합원료의 용융온도의 유지를 원활하게 할 수 있고, 혼합원료의 용융을 촉진시킬 수 있다.
슬래그는 철광 제조시에 발생되는 부산물로써, 슬래그에는 100 중량%를 기준으로 13.8~33.8 중량%의 산화규소(SiO2)와, 26.2~51 중량%의 산화칼슘(CaO)과, 산화알루이늄(Al2O3)을 포함할 수 있다.
광물섬유 제조용 원료조성물에서 슬래그가 첨가됨에 따라 제조되는 광물섬유의 백색도를 높여주고, 광물섬유 제조용 원료조성물이 용해로(300R)에서 용융될 때, 용해로(300R)의 내부 온도를 균등하게 유지할 수 있으며, 혼합원료가 용융된 액상원료의 용융상태를 일정하게 유지시킬 수 있다.
액상원료의 용융상태가 일정하게 유지됨에 따라 제조되는 광물섬유의 입경과 길이 조정을 용이하게 할 수 있다.
석탄은 혼합원료를 용융시키기 위한 연료로써, 아역청탄과 역청탄 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
여기서 광물섬유 제조용 원료조성물에는 1.9~7.9 중량%의 석회석이 더 포함될 수 있다. 석회석이 더 포함됨에 따라 혼합원료의 용융을 더욱 촉진시킬 수 있고, 용해로(300R)의 내부 온도를 안정되게 유지시킬 수 있으며, 혼합원료의 용융온도를 더욱 원활하게 유지시킬 수 있다.
지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 공정흐름도로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치는 혼합유닛(200)과, 용융유닛(300)과, 사출유닛(400)과, 연화유닛(500)과, 건조유닛(600)을 포함한다.
혼합유닛(200)은 기설정된 중량비로 혼합되는 혼합원료를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 혼합원료는 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄을 기설정된 중량비로 혼합하여 제공된다.
여기서, 혼합원료는 상술한 광물섬유 제조용 원료조성물을 포함하고, 1일 생산되는 광물섬유에 준하여 1기의 용해로에 간헐적으로 중량비에 따라 분배하여 투입된다.
혼합유닛(200)은 계량부(200X)와, 혼합공급부(200H)를 포함한다.
계량부(200X)는 중량비에 대응하여 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄을 계량한다.
일예로 계량부(200X)는 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄이 중량비에 따라 투입될 때, 개별 원료의 무게에 대한 합으로 계량하는 누적계량컨베이어로 이루어질 수 있다.
혼합공급부(200H)는 계량부(200X)에서 중량비에 따라 계량된 혼합원료를 저장한다. 혼합공급부(200H)에 저장되는 혼합원료는 용융유닛(300)으로 이송될 수 있다.
본 발명의 제조 장치가 복수의 제조 라인을 구성할 때, 단일 혼합유닛(200)을 이용하여 복수의 용융유닛(300)에 각각 혼합원료를 배분할 수 있다.
다시 말해, 용해로(300R)가 복수로 구성될 때, 혼합유닛(200)은 혼합공급부(200H)에 저장된 혼합원료를 각각의 용해로(300R)에 공급할 수 있다. 여기서, 혼합유닛(200)은 분배이송부(220X)와, 투입저장부(201H, 202H)를 더 포함할 수 있다.
분배이송부(220X)는 혼합공급부(200H)에서 배출되는 혼합원료를 정역회전에 따라 양방향으로 이송시킨다. 일예로, 분배이송부(220X)는 정역회전에 따른 양방향 이송이 가능한 밸트컨베이어로 구성되어 대응되는 각각의 용융유닛(300)으로 전달한다.
투입저장부(201H, 202H)는 분배이송부(220X)를 통해 전달되는 혼합원료가 저장된다. 투입저장부(201H, 202H)에 저장된 혼합원료는 대응되는 용융유닛(300)으로 각각 이송된다.
혼합유닛(200)은 투입이송부(210X)를 더 포함할 수 있다.
투입이송부(210X)는 혼합공급부(200H)에서 배출되는 혼합원료를 분배이송부(220X)로 이송시킨다. 일예로, 투입이송부(210X)는 밸트컨베이어로 구성될 수 있다.
용융유닛(300)은 혼합유닛(200)에서 혼합된 혼합원료를 용융시켜 액상원료를 제공한다. 용융유닛(300)은 복수 개가 형성될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 1기의 용융유닛(300)에 대하여 설명한다.
액상원료는 섭씨 1400 도 이상 섭씨 1500 도 이하의 용융온도를 유지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 액상원료는 섭씨 1410 도 내지 섭씨 1430 도의 용융온도를 유지할 수 있다. 일예로 액상원료는 실질적으로 섭씨 1420 도의 용융온도를 유지할 수 있다.
액상원료의 용융온도가 유지됨에 따라 제조되는 광물섬유의 입경 및 길이 조정이 용이해진다.
여기서 액상원료의 용융온도가 하한값보다 낮아지는 경우, 낮아진 액상원료의 용융온도에 대응하여 공급유닛(100)의 제5공급부(105H)를 통해 석회석을 추가 투입함에 따라 액상원료의 용융온도를 유지할 수 있다.
또한, 액상원료의 용융온도가 상한값보다 높아지는 경우, 냉각유닛(310)을 통해 용융유닛(300)을 냉각시킴에 따라 액상원료의 용융온도를 유지할 수 있다.
용융유닛(300)은 용해로(300R)와, 개폐부(301R)와, 배출부(390)를 포함한다.
용해로(300R)는 공정가스의 투입에 의해 용해열을 제공하여 투입되는 혼합원료를 용융시킨다. 용해로(300R)는 혼합연료의 투입에 따라 혼합연료를 연속 연소시킬 수 있는 큐폴라(cupola) 타입으로 구성될 수 있다.
개폐부(301R)는 혼합원료의 투입 여부에 따라 용해로(300R)를 개폐한다. 개폐부(301R)는 자기 무게에 의해 자동으로 개폐될 수 있다. 개폐부(301R)는 혼합원료의 용융에 따라 용해로(300R) 내부의 폐가스가 배출되는 것을 방지할 수 있다.
개폐부(301R)의 상측에는 이송되는 혼합원료를 개폐부(301R)로 안내하는 원료투입경사로(미도시)가 구비될 수 있다.
배출부(390)는 폐가스를 배출시킨다.
혼합유닛(200)을 통해 전달되는 혼합원료가 용해로(300R)에 투입되면, 혼합원료 중 석탄이 용해로(300R)에 공급되는 공정가스에 의해 연소되어 용해열을 제공함에 따라 혼합원료가 용융되어 액상원료를 제공한다. 혼합원료가 용해로(300R)에 투입되기 전에 용해로(300R) 내의 착화 운전을 시작함에 따라 혼합원료의 용융을 촉진시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 용해로(300R)에 공급되는 공정가스(PA)는 외기(A)를 그대로 사용할 수 있다.
용융유닛(300)은 열교환부(330E)를 더 포함할 수 있다. 열교환부(330E)는 용해로(300R)와 배출부(390) 사이에 구비되어 배출부(390)로 전달되는 폐가스를 냉각시킨다. 열교환부(330E)는 용해로(300R)에 공급되는 공정가스(PA)와 용해로(300R)에서 배출되는 폐가스의 열교환을 통해 공정가스(PA)는 가열시키고, 폐가스는 냉각시킨다.
일예로, 폐가스는 용해로(300R)에서 섭씨 580 도 내지 섭씨 620 도의 온도로 배출되고, 열교환기를 거치면서 섭씨 250 도 내지 섭씨 290도의 온도로 냉각시킬 수 있다.
폐가스가 냉각되어 배출됨에 따라 폐가스를 처리하기 위한 유닛들(330, 350, 370, 390)의 고장 또는 파손을 억제하거나 방지할 수 있고, 공정가스(PA)가 가열되어 용해로(300R)에 공급됨에 따라 공정가스(PA)에 의한 용해로(300R)의 온도 감소를 억제하거나 방지할 수 있다.
용융유닛(300)은 용해이송부(301X)를 더 포함할 수 있다. 용해이송부(301X)는 용해로(300R)에서 배출되는 액상원료를 사출유닛(400)으로 전달한다. 용해이송부(301X)에서는 배출되는 액상원료의 용융온도를 측정함으로써, 측정된 용융온도를 통해 용해로(300R)에서 혼합원료가 용융되는 상태 또는 용해로(300R)에서 액상원료의 용융온도를 제어할 수 있다.
용융유닛(300)은 냉각유닛(310)을 더 포함할 수 있다. 냉각유닛(310)은 용해로(300R)를 순환되는 냉각수를 통해 용해로(300R)를 냉각시킨다. 냉각유닛(310)은 순환수저장부(311V)와, 냉각부(310T)와, 냉각수공급부(312V)를 포함할 수 있다.
순환수저장부(311V)는 용해로(300R)에서 배출되는 순환수가 저장된다. 여기서 순환수저장부(311V)에서는 생활용수가 순환하면서 순환수와 생활용수가 열교환됨에 따라 생활용수가 가열되어 온수로 사용할 수 있다.
냉각부(310T)는 순환수저장부(311V)에서 배출되는 순환수를 냉각시켜 냉각수를 제공한다. 일예로, 냉각부(310T)는 순환되는 냉매를 통해 순환수를 냉각시켜 냉각수를 제공하는 응축기이거나 외기(A)와의 접촉을 통해 순환수를 냉각시켜 냉각수를 제공하는 냉각탑으로 구성될 수 있다.
냉각수공급부(312V)는 냉각부(310T)에서 냉각된 냉각수가 저장된다. 냉각수공급부(312V)에 저장된 냉각수는 용해로(300R)를 순환하면서 용해로(300R)를 냉각시킴에 따라 액상원료의 용융온도를 제어할 수 있다.
여기서 냉각유닛(310)은 비상공급부(314V)를 더 포함할 수 있다. 비상공급부(314V)는 냉각부(310T)에서 냉각된 냉각수가 추가 저장된다. 비상공급부(314V)에 저장된 냉각수는 냉각수공급부(312V)에 냉각수를 보충하거나 냉각부(310T)의 비상 정지와 같은 응급상황에서 용해로에 냉각수를 공급할 수 있다.
용융유닛(300)은 탈황유닛(330)과, 집진유닛(350)과, 탈질유닛(370) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
탈황유닛(330)은 용해로(300R)에서 배출되는 폐가스를 탈황 처리한다. 탈황유닛(330)은 탈황처리부(330T)와, 탈황공급부(330H)와, 탈황폐기부(330L)를 포함한다.
탈황처리부(330T)는 칼슘화합물(CaCO3, CaO, Ca(OH)2)과 폐가스의 상호 반응에 의해 폐가스에서 황산화물(SOx)을 제거한다. 폐가스에서 황산화물이 제거됨에 따라 탈황처리부(330T)에는 이물질이 축적될 수 있다.
여기서 탈황처리부(330T)에는 칼슘화합물(CaCO3, CaO, Ca(OH)2)과 함께 처리수(IW)와 공정가스(PA)가 투입됨으로써, 탈황처리부(330T) 내부를 스모그 상태로 형성할 수 있고, 칼슘화합물(CaCO3, CaO, Ca(OH)2)과 폐가스의 상호 반응을 촉진시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 처리수(IW)는 칼슘화합물(CaCO3, CaO, Ca(OH)2)과 혼합되어 액상의 소석회(Ca(OH)2)로 탈황처리부(330T)에 투입될 수 있다.
또한, 투입되는 처리수(IW)에 의해 이물질은 탈황처리부(330T)의 하부에 축적된다.
이에 따라 탈황처리부(330T)에서 황산화물(SOx)이 제거된 폐가스는 집진유닛(350) 또는 탈질유닛(370)으로 이송되거나 배출부(390)를 통해 배출될 수 있다. 또한, 탈황처리부(330T)에 축적되는 이물질은 탈황폐기부(330L)로 이송된다.
탈황공급부(330H)는 탈황처리부(330T)에 칼슘화합물(CaCO3, CaO, Ca(OH)2)을 공급한다. 본 발명의 일 실시예에서 칼슘화합물(CaCO3, CaO, Ca(OH)2)은 액상의 소석회(Ca(OH)2)로 이루어질 수 있다. 이때, 액상의 소석회(Ca(OH)2)가 균질 혼합물을 이루도록 탈황공급부(330H)는 액상의 소석회(Ca(OH)2)를 교반할 수 있다.
탈황폐기부(330L)는 탈황처리부(330T)에서 배출되는 이물질이 저장된다. 탈황폐기부(330L)에 저장되는 이물질은 고체폐기물로 재사용하거나 폐기할 수 있다.
집진유닛(350)은 용해로(300R)에서 배출되는 폐가스에서 분진을 분리한다. 집진유닛(350)은 집진부(350F)와, 집진폐기부(350L)를 포함한다.
집진부(350F)는 용해로(300R)에서 배출되는 폐가스에서 분진을 분리한다. 집진부(350F)는 백필터로 구성될 수 있다. 집진부(350F)에 공정가스(PA)가 공급됨에 따라 폐가스에서 분진이 분리되고, 분리된 분진은 집진부(350F)에 축적된다.
이에 따라 집진부(350F)에서 분진이 분리된 폐가스는 탈황유닛(330) 또는 탈질유닛(370)으로 이송되거나 배출부(390)를 통해 배출될 수 있다. 또한, 집진부(350F)에 축적되는 분진은 집진폐기부(350L)로 이송된다.
집진폐기부(350L)는 집진부(350F)에서 배출되는 분진이 저장된다. 집진폐기부(350L)에 저장되는 분진은 고체폐기물로 재사용하거나 폐기할 수 있다.
탈질유닛(370)은 용해로(300R)에서 배출되는 폐가스에서 질소산화물(NOx)을 제거한다. 탈질유닛(370)은 요소수공급부(371H)와, 처리수공급부(372H)와, 액상혼합부(370M)와, 탈질분사부(370J)를 포함한다.
요소수공급부(371H)는 요소수가 저장된다. 본 발명의 일 실시예에서 요소수는 35~45%의 농도를 가질 수 있다. 처리수공급부(372H)는 처리수(IW)가 저장된다. 액상혼합부(370M)는 요소수공급부(371H)에서 배출되는 요소수와 처리수공급부(372H)에서 배출되는 처리수(IW)를 혼합한다. 여기서 요소수와 처리수(IW)의 양을 조절하여 폐가스에 분사되는 요소수의 농도를 조절할 수 있다. 탈질분사부(370J)는 액상혼합부(370M)에서 혼합된 액체를 폐가스에 분사한다.
이에 따라 배출부(390)를 통해 배출되는 폐가스는 탈질분사부(370J)에서 분사되는 요소수와 처리수의 혼합액이 상호 반응함으로써, 폐가스에서 질소산화물(NOx)을 제거할 수 있다.
사출유닛(400)은 용융유닛(300)에서 배출되는 액상원료를 사출시켜 사출섬유를 제공한다. 사출유닛(400)은 회전되는 롤러에 공정가스(PA)를 공급함에 따라 에어퍼지(Air Purge)를 이용하여 액상원료를 사출시켜 사출섬유를 제공한다.
사출유닛(400)은 용융유닛(300)에 대응하여 복수 개가 형성될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 1기의 사출유닛(400)에 대하여 설명한다.
사출유닛(400)은 사출챔버부(400V)와, 사출구동부(400E)와, 사출섬유저장부(410V)를 포함할 수 있다.
사출챔버부(400V)는 회전되는 롤러에 공정가스(PA)를 공급함에 따라 에어퍼지(Air Purge)를 이용하여 액상원료를 사출시켜 사출섬유를 제공한다.
사출구동부(400E)는 인가되는 전원에 의해 롤러를 회전시킨다. 사출구동부(400E)에는 냉각유닛(310)의 냉각수가 순환함에 따라 사출구동부(400E)를 냉각시킴으로써, 사출구동부(400E)의 과열을 방지할 수 있다.
사출섬유저장부(410V)는 사출챔버부(400E)를 통과하여 비산되는 사출섬유가 저장된다. 사출섬유저장부(410V)에는 처리수(IW)가 분사됨에 따라 사출챔버부(400V)를 통과하여 비산되는 사출섬유를 낙하시킨다. 사출섬유저장부(410V)에서 분사되는 처리수(IW)에는 연화제가 포함될 수 있다.
사출유닛(400)은 사출섬유이송부(410X)를 더 포함할 수 있다. 사출섬유이송부(410X)는 처리수(IW)와 함께 낙하되는 사출섬유를 이송시킨다. 사출섬유이송부(410X)는 낙하되는 사출섬유를 연화유닛(500)으로 이송시키고, 처리수(IW)는 낙하되어 사출섬유저장부(410V)의 바닥에 고이도록 한다. 일예로, 사출섬유이송부(410X)는 메쉬컨베이어로 구성될 수 있다.
사출섬유이송부(410X)를 통해 이송되는 사출섬유가 연화유닛(500)에 투입될 때, 사출섬유가 사출섬유이송부(410X)에서 이탈되도록 사출섬유이송부(410X)에 처리수(IW)를 분사할 수 있다. 사출섬유이송부(410X)에 분사되는 처리수(IW)는 사출섬유이송부(410X)에서 이탈되는 사출섬유와 함께 연화유닛(500)에 투입될 수 있다.
사출섬유저장부(410V)의 바닥에 고인 처리수(IW)는 배출되어 배출수(PW)를 제공한다. 이렇게 제공되는 배출수(PW)는 침전부(520V)에 저장될 수 있다.
사출유닛(400)은 분진제거부(420E)를 더 포함할 수 있다. 분진제거부(420E)는 사출섬유저장부(410V)에서 배출되는 기체에서 이물질을 분리한다. 분진제거부(420E)는 사출섬유저장부(410V)에서 배출되는 기체에 처리수(IW)를 분사함에 따라 이물질은 처리수(IW)와 함께 바닥에 낙하되도록 한다. 이때, 공급되는 처리수(IW)에는 연화제가 포함될 수 있다.
이물질이 분리된 기체는 블로워를 통해 외부로 배출되고, 이물질이 혼합된 처리수(IW)는 배출되어 배출수(PW)를 제공한다. 이렇게 제공되는 배출수(PW)는 침전부(520V)에 저장될 수 있다.
연화유닛(500)은 사출섬유를 연화시켜 연화섬유를 제공한다. 연화유닛(500)은 사출섬유를 연화시킴으로써, 슬러러로 제공될 수 있다.
연화유닛(500)은 용융유닛(300)에 대응하여 복수 개가 형성될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 1기의 연화유닛(500)에 대하여 설명한다.
연화유닛(500)은 연화부(500V)와, 연화제공급부(510H)와, 연속연화부(501V)와, 잔류물제거부(530E)를 포함한다.
연화부(500V)는 사출섬유가 연화되도록 연화제와, 처리수(IW)와, 사출섬유를 혼합한다. 그러면, 사출섬유는 연화제의 작용으로 부드럽게 연화되어 슬러리 또는 연화섬유를 제공한다.
연화부(500V)는 연화제와 사출섬유가 혼합된 처리수(IW)를 교반함으로써, 사출섬유의 연화를 촉진시킬 수 있다.
연화부(500V)에서 사출섬유의 연화에 따라 제공되는 슬러리 또는 연화섬유는 잔류물제거부(530E)로 이송되고, 사출섬유의 연화를 마친 처리수(IW)는 배출되어 배출수(PW)를 제공한다. 이렇게 제공되는 배출수(PW)는 침전부(520V)에 저장될 수 있다.
연화제공급부(510H)는 연화부(500V)에 연화제를 공급하기 위해 연화제가 저장된다. 연화제공급부(510H)는 혼합원료가 용해로(300R)에 투입되는 양과 연화제의 1일 사용량에 준하여 연화제를 연화부(500V)에 공급함으로써, 연화부(500V)에서 연화제의 농도를 실질적으로 일정하게 유지할 수 있다.
연속연화부(501V)는 연화부(500V)에서 배출되는 슬러리 또는 연화섬유를 교반하여 연화섬유를 제공한다. 여기서 연화부(500V)에서 배출되는 연화섬유는 연속연화부(501V)를 통과할 수 있다.
연속연화부(501V)는 복수 개가 배열되고, 슬러리가 순차적으로 이송 교반됨으로써, 순도가 높은 연화섬유를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 연속연화부(501V)는 6~10개가 배열될 수 있다.
잔류물제거부(530E)는 슬러리 또는 연화섬유에서 잔류물을 분리한다. 잔류물제거부(530E)는 이송되는 슬러리 또는 연화섬유에 공정가스(PA)를 공급하여 잔류물을 분리한다. 잔류물제거부(530E)는 연화부(500V)와 연속연화부(501V) 사이에 구비될 수 있다. 또한, 잔류물제거부(530E)는 복수 개의 연속연화부(501V) 사이에 구비될 수 있다.
잔류물제거부(530E)에서 분리되는 잔류물은 처리수(IW)와 함께 배출되어 배출수(PW)를 제공할 수 있다. 한편, 잔류물제거부(530E)에서 분리되는 잔류물은 별도 저장되어 고체폐기물로 재사용할 수 있다.
연속연화부(501V)의 말미에서 배출되는 연화섬유는 이물질처리유닛(700) 또는 건조유닛(600)으로 이송된다.
연화유닛(500)에는 침전부(520V)가 더 포함될 수 있다.
침전부(520V)는 배출수(PW)가 저장된다. 침전부(520V)에 저장되는 배출수(PW)는 순환펌프를 통해 처리수(IW)로 제공될 수 있다.
연화유닛(500)에는 섬유해리부(540E)가 더 포함될 수 있다.
섬유해리부(540E)는 사출유닛(400)에서 전달되는 사출섬유와 공급되는 처리수(IW)를 혼합하여 사출섬유를 해리시킨다. 섬유해리부(540E)는 사출섬유를 해리시킴으로써, 사출섬유의 연화를 촉진시킬 수 있다. 섬유해리부(540E)에서 해리된 사출섬유는 연화부(500V)로 이송된다.
연화유닛(500)은 추가연화부(550V)를 더 포함할 수 있다.
추가연화부(550V)는 이물질처리유닛(700)이 구비되는 경우, 사이클론부(700S)의 하부에서 배출되는 슬러리 또는 추가사이클론부(720S)의 상부에서 배출되는 연화섬유를 연화시켜 연속사이클론부(710S)에 공급한다.
공급되는 처리수(IW)의 양에 따라 처리수(IW)의 일부는 추가연화부(550V)에서 배출되어 배출수(PW)로 제공된다.
추가연화부(550V)는 연화섬유가 포함된 슬러리에서 사출섬유 또는 연화섬유의 연화를 촉진시키기 위해 슬러리를 교반할 수 있다.
연화유닛(500)은 농축연화부(570V)를 더 포함할 수 있다.
농축연화부(570V)는 연화부(500V)보다 높은 농도의 연화제가 혼합된 처리수(IW)에 광물섬유를 혼합하여 광물섬유를 연화시킨다. 농축연화부(570V)는 이물질처리유닛(700)이 구비되는 경우, 건조유닛(600)의 탈수부(600E)에서 배출되는 광물섬유를 연화시킬 수 있다. 농축연화부(570V)에서 혼합되는 광물섬유는 이물질처리유닛(700)을 거치면서 이물질이 제거된 상태로 이루어진다. 이에 따라 탈수부(600E)를 거친 광물섬유를 완전히 연화시킴으로써, 완성된 연화섬유를 제공할 수 있다.
건조유닛(600)은 연화유닛(500)에서 배출되는 연화섬유에서 처리수(IW)를 분리하여 광물섬유를 제공한다.
건조유닛(600)은 용융유닛(300)에 대응하여 복수 개가 형성될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 1기의 건조유닛(600)에 대하여 설명한다.
건조유닛(600)은 탈수부(600E)와, 농축탈수부(610E) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
탈수부(600E)는 연화유닛(500)에서 배출되는 연화섬유 또는 이물질처리유닛(700)에서 배출되는 연화섬유에서 처리수(IW)를 분리한다. 탈수부(600E)는 연화섬유의 이송에 따라 연화섬유에서 처리수(IW)가 낙하되도록 함으로써, 연화섬유에서 처리수(IW)를 분리할 수 있다. 탈수부(600E)를 거침에 따라 연화섬유는 탈수되어 광물섬유를 제공할 수 있다.
탈수부(600E)에서 배출되는 광물섬유는 연화유닛(500)의 농축연화부(570V) 또는 포장유닛(800)으로 이송되고, 탈수부(600E)를 통해 분리되는 처리수(IW)는 연화유닛(500)의 추가연화부(550V) 또는 연화유닛(500)의 침전부(520V)로 이송된다.
탈수부(600E)에서 배출되는 광물섬유는 45~55%의 함수율을 가질 수 있다.
농축탈수부(610E)는 탈수부(600E)에서 배출되는 광물섬유 또는 농축연화부(570V)에서 배출되는 연화섬유에서 처리수(IW)를 분리한다. 농축탈수부(610E)는 광물섬유 또는 연화섬유의 이송에 따라 진공펌프에 의해 처리수(IW)를 흡착함으로써, 광물섬유 또는 연화섬유에서 처리수(IW)를 분리할 수 있다. 농축탈수부(610E)를 거침에 따라 완성된 광물섬유를 제공할 수 있다.
농축탈수부(610E)에서 배출되는 광물섬유는 포장유닛(800)으로 이송되고, 농축탈수부(610E)를 통해 분리되는 처리수(IW)는 배출되어 배출수(PW)를 제공한다.
농축탈수부(610E)에서 배출되는 광물섬유는 12~25%의 함수율을 가질 수 있다.
건조유닛(600)은 탈수공급부(611V)를 더 포함할 수 있다. 탈수공급부(611V)는 농축탈수부(610E)로 공급되는 연화섬유의 이송경로를 형성한다. 탈수공급부(611V)는 농축탈수부(610E)에 공급되는 연화섬유의 양을 조절할 수 있다. 탈수공급부(611V)는 연화섬유를 저장하였다가 오버플로우될 때, 농축탈수부(610E)에 연화섬유가 공급되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치는 공급유닛(100)과, 이물질처리유닛(700)과, 포장유닛(800) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
공급유닛(100)은 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄을 각각 저장한다.
공급유닛(100)은 고체폐기물이 저장되는 제1공급부(101H)와, 석회석이 저장되는 제2공급부(102H)와, 슬래그가 저장되는 제3공급부(103H)와, 석탄이 저장되는 제4공급부(104H)를 포함한다.
각각의 공급부(101H, 102H, 103H, 104H)에 저장된 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄은 중량비에 따라 혼합유닛(200)에 전달된다.
여기서 공급유닛(100)은 제5공급부(105H)를 더 포함할 수 있다. 제5공급부(105H)는 석회석이 저장된다. 제5공급부(105H)에 저장되는 석회석은 제2공급부(102H)에 저장되는 석회석보다 큰 입자로 이루어진다.
제5공급부(105H)에 저장되는 석회석은 용융유닛(300)에서 발생되는 제어신호에 따라 또는 용해로(300R)에서 액상원료의 용융온도가 하한값보다 낮아지는 경우, 혼합유닛(200)을 거쳐 용융유닛(300)에 투입됨에 따라 혼합원료의 용융을 촉진시킬 수 있다.
또한, 공급유닛(100)은 제6공급부(106H)를 더 포함할 수 있다. 제6공급부(106H)는 제1공급부(101H)에 저장된 고체폐기물과 제2공급부(102H)에 저장된 석회석을 중량비에 준하여 혼합 성형한 브릭(brick)이 저장된다.
여기서, 공급유닛(100)은 제6공급부(106H)의 형성에 따라 성형믹서부(111M)와, 성형부(121B)를 더 포함할 수 있다.
성형믹서부(111M)는 제1공급부(101H)에 저장된 고체폐기물과 제2공급부(102H)에 저장된 석회석을 중량비에 준하여 혼합하고, 성형부(121B)는 혼합된 고체폐기물과 석회석을 성형하여 브릭(brick)을 제조한다.
제1공급부(101H)에 저장된 고체폐기물과 제2공급부(102H)에 저장된 석회석을 브릭(brick)으로 제조하여 용융유닛(300)에 전달함에 따라 용융유닛(300)에 혼합원료를 투입할 때, 비산되는 분진의 발생을 억제 또는 방지할 수 있고, 용융유닛(300)에 투입되는 고체폐기물과 슬래그의 용융 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 각각의 공급부(101H, 102H, 103H, 104H, 105H, 106H)에는 필터부를 구비할 수 있다. 필터부는 공급부에서 발생되는 분진을 여과한다. 여과된 분진은 해당 공급부(101H, 102H, 103H, 104H, 105H, 106H)에 다시 투입될 수 있다. 필터부는 백필터로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 필터부는 제1공급부(101H)에 구비되는 제1필터부(101F)와, 제2공급부(102H)에 구비되는 제2필터부(102F)를 포함할 수 있다. 제1필터부(101F)와 제2필터부(102F)는 백필터에 공정가스(PA)가 주입됨에 따라 제1공급부(101H)와 제2공급부(102H)에서 발생되는 분진을 여과할 수 있다. 여과된 분진은 각각 제1공급부(101H)와 제2공급부(102H)에 다시 투입되도록 한다.
공급유닛(100)과 혼합유닛(200)은 단일 유닛으로 구성되어 복수의 용융유닛(300)으로 혼합원료를 배분하여 공급할 수 있다.
이물질처리유닛(700)은 연화유닛(500)에서 배출되는 슬러리 또는 연화섬유에서 이물질을 분리한다.
이물질처리유닛(700)은 용융유닛(300)에 대응하여 복수 개가 형성될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 1기의 이물질처리유닛(700)에 대하여 설명한다.
이물질처리유닛(700)은 사이클론부(700S)와, 이물질제거부(730V)를 포함할 수 있다.
사이클론부(700S)는 상부로는 이물질이 분리된 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 슬러리가 배출되도록 연화유닛(500)에서 배출되는 슬러리 또는 연화섬유를 원심분리한다. 여기서 이물질이 포함된 슬러리에는 연화섬유가 포함될 수 있다.
사이클론부(700S)의 상부에서 배출되는 연화섬유는 건조유닛(600)의 탈수부(600E)로 이송될 수 있다. 사이클론부(700S)의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리는 이물질제거부(730V) 또는 추가연화부(550V) 또는 연속사이클론부(710S)로 이송될 수 있다.
사이클론부(700S)는 다수를 배열하여 연화유닛(500)에서 배출되는 다량의 슬러리 또는 연화섬유를 분배하여 일괄 처리할 수 있다.
이물질제거부(730V)는 사이클론부(700S)의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리에서 이물질을 분리한다. 여기서 이물질이 분리된 슬러리는 배출되어 배출수(PW)를 제공한다. 배출수(PW)는 연화유닛(500)의 침전부(520V)로 이송되어 처리수(IW)로 재사용할 수 있다.
이물질제거부(730V)에서 발생되는 이물질은 회수되어 고체폐기물로 재사용할 수 있다. 한편, 이물질제거부(730V)에서 발생되는 이물질은 폐기될 수 있다.
이물질처리유닛(700)은 연속사이클론부(710S)와, 추가사이클론부(720S)를 더 포함할 수 있다.
연속사이클론부(710S)는 상부로는 이물질이 분리된 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 슬러리가 배출되도록 사이클론부(700S)의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리를 원심분리한다. 연속사이클론부(710S)의 하부로 배출되는 이물질이 포함된 슬러리에는 연화섬유가 포함될 수 있다.
연속사이클론부(710S)에서 상부로 배출되는 연화섬유는 건조유닛(600)의 탈수부(600E)로 이송되고, 연속사이클론부(710S)에서 하부로 배출되는 슬러리는 추가사이클론부(720S)로 이송된다.
추가사이클론부(720S)는 상부로는 이물질이 분리된 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 슬러리가 배출되도록 연속사이클론부(710S)의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리를 원심분리한다. 추가사이클론부(720S)의 하부로 배출되는 이물질이 포함된 슬러리에는 연화섬유가 포함될 수 있다.
추가사이클론부(720S)에서 상부로 배출되는 연화섬유는 연화유닛(500)의 추가연화부(550V)로 이송되고, 추가사이클론부(720S)에서 하부로 배출되는 슬러리는 이물질제거부(730V)로 이송된다.
포장유닛(800)은 건조유닛(600)에서 배출되는 광물섬유를 포장한다.
포장유닛(800)은 용융유닛(300)에 대응하여 복수 개가 형성될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 1기의 포장유닛(800)에 대하여 설명한다.
포장유닛(800)은 광물섬유저장부(800H)와, 섬유포장부(810V)를 포함한다.
광물섬유저장부(800H)는 건조유닛(600)에서 배출되는 광물섬유가 저장된다.
광물섬유저장부(800H)에 저장된 광물섬유는 일정한 무게로 계량되어 섬유포장부(810V)로 이송된다. 섬유포장부(810V)는 일정한 무게로 계량된 광물섬유를 개별 단위로 포장한다.
이렇게 개별 포장된 광물섬유는 컨베이어를 통해 고체폐기물을 이용한 광물섬유 제조 장치에서 배출된다.
지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법은 혼합단계(S30)와, 용융단계(S40)와, 사출단계(S50)와, 연화단계(S70)와, 건조단계(S90)를 포함한다.
혼합단계(S30)는 기설정된 중량비로 혼합되는 혼합원료를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 혼합원료는 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄을 기설정된 중량비로 혼합하여 제공된다.
여기서, 혼합원료는 상술한 광물섬유 제조용 원료조성물을 포함하고, 1일 생산되는 광물섬유에 준하여 1기의 용해로에 간헐적으로 중량비에 따라 분배하여 투입된다.
혼합단계(S30)는 계량단계(S31)와, 혼합공급단계(S32)를 포함한다.
계량단계(S31)는 중량비에 대응하여 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄을 계량한다.
일예로 계량단계(S31)는 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄이 중량비에 따라 투입될 때, 개별 원료의 무게에 대한 합으로 계량하는 누적계량컨베이어로 구성될 수 있다.
혼합공급단계(S32)는 계량단계(S31)에서 중량비에 따라 계량된 혼합원료를 저장한다. 혼합공급단계(S32)에 저장되는 혼합원료는 용융단계(S40)로 이송될 수 있다.
혼합단계(S30)는 분배이송단계(S34)와, 투입저장단계(S35)를 더 포함할 수 있다.
분배이송단계(S34)는 혼합공급단계(S32)를 거쳐 전달되는 혼합원료를 정역회전에 따라 양방향으로 이송시킨다. 일예로, 분배이송단계(S34)는 정역회전에 따라 양방향으로 혼합원료를 이송시키는 분배이송부(220X)의 동작으로 대응되는 각각의 용융유닛(300)으로 전달할 수 있다.
투입저장단계(S35)는 분배이송단계(S34)를 거쳐 전달되는 혼합원료가 저장된다. 일예로 투입저장단계(S35)는 투입저장부(201H, 202H)의 동작으로 이루어질 수 있다. 투입저장단계(S35)에서 저장되는 혼합원료는 대응되는 용융단계(S40)로 각각 이송된다.
혼합단계(S30)는 투입이송단계(S33)를 더 포함할 수 있다.
투입이송단계(S33)는 혼합공급단계(S32)에서 배출되는 혼합원료를 분배이송단(S34)로 이송시킨다. 일예로, 투입이송단계(S33)는 투입이송부(210X)를 통해 혼합원료를 분배이송부(220X)로 이송시킬 수 있다.
본 발명의 제조 장치가 복수의 제조 라인을 구성할 때, 단일 혼합유닛(200)을 이용하여 복수의 용융유닛(300)에 각각 혼합원료를 배분할 수 있다.
용융단계(S40)는 혼합단계(S30)에서 혼합된 혼합원료를 용해로에서 용융시켜 액상원료를 제공한다.
액상원료는 섭씨 1400 도 이상 섭씨 1500 도 이하의 용융온도를 유지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 액상원료는 섭씨 1410 도 내지 섭씨 1430 도의 용융온도를 유지할 수 있다.
액상원료의 용융온도가 유지됨에 따라 제조되는 광물섬유의 입경 및 길이 조정이 용이해진다.
여기서 액상원료의 용융온도가 하한값보다 낮아지는 경우, 낮아진 액상원료의 용융온도에 대응하여 공급단계(S10)의 제5공급단계(S17)를 통해 석회석을 추가 투입함에 따라 액상원료의 용융온도를 유지할 수 있다.
또한, 액상원료의 용융온도가 상한값보다 높아지는 경우, 냉각단계(S44)를 통해 용융유닛(300)의 용해로(300R)를 냉각시킴에 따라 액상원료의 용융온도를 유지할 수 있다.
용융단계(S40)는 용해로(300R)와, 개폐부(301R)와, 배출부(390)를 포함하는 용융유닛(300)의 동작으로 공정가스의 투입에 의해 용해열을 제공하여 투입되는 혼합원료를 용융시킨다.
혼합유닛(200)을 통해 전달되는 혼합원료가 용해로(300R)에 투입되면, 혼합원료 중 석탄이 용해로(300R)에 공급되는 공정가스(PA)에 의해 연소되어 용해열을 제공함에 따라 혼합원료가 용융되어 액상원료를 제공한다. 혼합원료가 용해로(300R)에 투입되기 전에 용해로(300R) 내의 착화 운전을 시작함에 따라 혼합원료의 용융을 촉진시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 용해로(300R)에 공급되는 공정가스(PA)는 외기(A)를 그대로 사용할 수 있다.
용융단계(S40)는 용해이송단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. 용해이송단계(미도시)는 용해이송부(301X)의 동작을 통해 용해로(300R)에서 배출되는 액상원료를 사출단계(S50)로 전달한다. 용해이송단계(미도시)를 거침에 따라 배출되는 액상원료의 용융온도를 측정함으로써, 측정된 용융온도를 통해 용해로에서 혼합원료가 용융되는 상태 또는 용해로(300R)에서 액상원료의 용융온도를 제어할 수 있다.
용융단계(S40)는 냉각단계(S44)를 더 포함할 수 있다. 냉각단계(S44)는 용해로(300R)를 순환되는 냉각수를 통해 용해로(300R)를 냉각시킨다. 냉각단계(S44)는 순환수저장부(311V)와, 냉각부(310T)와, 냉각수공급부(312V)를 포함하고, 비상공급부(314V)를 더 포함하는 냉각유닛(310)의 동작을 통해 용해로(300R)를 냉각시킬 수 있다.
용융단계(S40)는 열교환단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. 열교환단계(미도시)는 용해로(300R)에서 배출되는 폐가스를 냉각시킨다. 열교환단계(미도시)는 열교환부(330E)의 동작으로 통해 용해로(300R)에 공급되는 공정가스(PA)와 용해로(300R)에서 배출되는 폐가스의 열교환을 통해 공정가스(PA)는 가열시키고, 폐가스는 냉각시킨다.
폐가스가 냉각되어 배출됨에 따라 폐가스를 처리하는 유닛들(330, 350, 370, 390)의 고장 또는 파손을 억제하거나 방지할 수 있고, 공정가스(PA)가 가열되어 용해로(300R)에 공급됨에 따라 공정가스(PA)에 의한 용해로(300R)의 온도 감소를 억제하거나 방지할 수 있다.
용융단계(S40)는 탈황단계(S41)와, 탈질단계(S42)와, 집진단계(S43) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
탈황단계(S41)는 용해로(300R)에서 배출되는 폐가스를 탈황 처리한다. 탈황단계(S41)는 탈황처리부(330T)와, 탈황공급부(330H)와, 탈황폐기부(330L)를 포함하는 탈황유닛(330)의 동작을 통해 칼슘화합물(CaCO3, CaO, Ca(OH)2)과 폐가스가 상호 반응함으로써, 폐가스에 포함된 황산화물(SOx)을 제거할 수 있다.
탈질단계(S42)는 용해로(300R)에서 배출되는 폐가스에서 질소산화물(NOx)을 제거한다. 탈질단계(S42)는 요소수공급부(371H)와, 처리수공급부(372H)와, 액상혼합부(370M)와, 탈질분사부(370J)를 포함하는 탈질유닛(370)의 동작을 통해 탈질분사부(370J)에서 분사되는 요소수와 처리수의 혼합액이 폐가스와 상호 반응함으로써, 폐가스에서 질소산화물(NOx)을 제거할 수 있다.
집진단계(S43)는 용해로(300R)에서 배출되는 폐가스에서 분진을 분리한다. 집진단계(S43)는 집진부(350F)와, 집진폐기부(350L)를 포함하는 집진유닛(350)의 동작을 통해 집진부(350F)에 공정가스(PA)가 공급됨에 따라 폐가스에서 분진을 분리할 수 있다.
사출단계(S50)는 용융단계(S40)를 거쳐 배출되는 액상원료를 사출시켜 사출섬유를 제공한다. 사출단계(S50)는 회전되는 롤러에 공정가스(PA)를 공급함에 따라 에어퍼지(Air Purge)를 이용하여 액상원료를 사출시켜 사출섬유를 제공한다.
사출단계(S50)는 사출챔버부(400V)와, 사출구동부(400E)와, 사출섬유저장부(410V)를 포함하는 사출유닛(400)의 동작을 통해 액상원료를 사출시킴에 따라 사출섬유를 인출할 수 있다. 사출단계(S50)에서는 처리수(IW)가 분사됨에 따라 사출챔버부(400V)를 통과하여 비산되는 사출섬유를 낙하시킬 수 있다.
사출단계(S50)는 사출섬유이송단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. 사출섬유이송단계(미도시)는 처리수(IW)와 함께 낙하되는 사출섬유를 이송시킨다. 사출섬유이송단계(미도시)는 낙하되는 사출섬유를 연화단계(S70)로 이송시키고, 처리수(IW)는 낙하되어 사출섬유저장부(410V)의 바닥에 고이도록 한다. 사출섬유이송단계(미도시)는 메쉬컨베이어로 구성된 사출섬유이송부(410X)의 동작을 통해 사출섬유를 이송시킬 수 있다.
사출섬유이송부(410X)를 통해 이송되는 사출섬유가 연화유닛(500)에 투입될 때, 사출섬유가 사출섬유이송부(410X)에서 이탈되도록 사출섬유이송부(410X)에 처리수(IW)를 분사할 수 있다.
사출단계(S50)는 분진제거단계(S51)를 더 포함할 수 있다. 분진제거단계(S51)는 사출단계(S50)를 거치면서 사출섬유저장부(410V)에서 배출되는 기체에서 이물질을 분리한다. 분진제거단계(S51)는 사출단계(S50)를 거치면서 배출되는 기체에 처리수(IW)를 분사함에 따라 이물질은 처리수(IW)와 함께 바닥에 낙하되도록 한다. 이때, 공급되는 처리수(IW)에는 연화제가 포함될 수 있다. 분진제거단계(S51)는 분진제거부(420E)의 동작을 통해 사출단계(S50)를 거치면서 배출되는 기체에서 이물질을 분리할 수 있다.
연화단계(S70)는 사출섬유를 연화시켜 연화섬유를 제공한다. 연화단계(S70)는 사출섬유를 연화시킴으로써, 슬러러로 제공될 수 있다.
연화단계(S70)는 연화부(500V)와, 연화제공급부(510H)와, 연속연화부(501V)와, 잔류물제거부(530E)를 포함하는 연화유닛(500)의 동작으로 사출섬유를 연화시켜 연화섬유를 제공할 수 있다.
연화단계(S70)는 제1연화단계(S71)와, 제2연화단계(S72)와, 잔류물제거단계(S74)를 포함한다.
제1연화단계(S71)는 사출섬유가 연화되도록 연화부(500V)에서 연화제와, 처리수(IW)와, 사출섬유를 혼합한다. 제1연화단계(S71)는 연화부(500V)와 연화제공급부(510H)의 동작을 통해 사출섬유를 연화시킬 수 있다.
제2연화단계(S72)는 제1연화단계(S71)를 거쳐 배출되는 슬러리 또는 연화섬유를 교반한다. 제2연화단계(S72)는 연속연화부(501V)의 동작을 통해 슬러리 또는 연화섬유를 교반할 수 있다.
잔류물제거단계(S74)는 슬러리 또는 연화섬유에서 잔류물을 분리한다. 잔류물제거단계(S74)는 이송되는 슬러리 또는 연화섬유에 공정가스(PA)를 공급하여 잔류물을 분리할 수 있다. 잔류물제거단계(S74)는 잔류물제거부(530E)의 동작을 통해 슬러리 또는 연화섬유에서 잔류물을 분리할 수 있다.
연화단계(S70)에는 침전단계(미도시)가 더 포함될 수 있다.
침전단계(미도시)는 배출수(PW)가 저장된다. 침전단계(미도시)에서 저장되는 배출수(PW)는 순환펌프를 통해 처리수(IW)로 제공될 수 있다.
연화단계(S70)에는 섬유해리단계(S60)가 더 포함될 수 있다.
섬유해리단계(S60)는 사출단계(S50)를 거친 다음 전달되는 사출섬유와 공급되는 처리수(IW)를 혼합하여 사출섬유를 해리시킨다. 섬유해리단계(S60)는 사출섬유를 해리시킴으로써, 사출섬유의 연화를 촉진시킬 수 있다. 섬유해리단계(S60)는 섬유해리부(540E)의 동작을 통해 사출섬유를 해리시킬 수 있다.
연화단계(S70)는 추가연화단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
추가연화단계(미도시)는 이물질처리단계(S80)를 거치는 경우, 이물질처리단계(S80)의 제1사이클론단계(S81)를 거쳐 하부에서 배출되는 슬러리 또는 제3사이클론단계(S83)을 거쳐 상부에서 배출되는 연화섬유를 연화시켜 제2사이클론단계(S82)에 공급한다. 추가연화단계(미도시)는 추가연화부(550V)의 동작을 통해 슬러리를 연화시킬 수 있다. 추가연화단계(미도시)는 연화섬유가 포함된 슬러리에서 연화섬유 또는 사출섬유의 연화를 촉진시키기 위해 슬러리를 교반할 수 있다.
연화단계(S70)는 농축연화단계(S73)를 더 포함할 수 있다.
농축연화단계(S73)는 제1연화단계(S71)보다 높은 농도의 연화제가 혼합된 처리수(IW)에 광물섬유를 혼합하여 광물섬유를 연화시킨다. 농축연화단계(S73)는 이물질처리단계(S80)가 포함되는 경우, 건조단계(S90)의 탈수단계(S91)에서 배출되는 광물섬유를 연화시킬 수 있다. 농축연화단계(S73)에서 혼합되는 광물섬유는 이물질처리단계(S80)를 거치면서 이물질이 제거된 상태로 이루어진다. 이에 따라 탈수유닛(S91)을 거친 광물섬유를 완전히 연화시킴으로써, 완성된 연화섬유를 제공할 수 있다. 농축연화단계(S73)는 농축연화부(570V)의 동작을 통해 연화섬유를 연화시킬 수 있다.
건조단계(S90)는 연화단계(S70)를 거쳐 배출되는 연화섬유에서 처리수(IW)를 분리하여 광물섬유를 제공한다.
건조단계(S90)는 탈수단계(S91)와, 농축탈수단계(S92) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
탈수단계(S91)는 연화단계(S70)에서 배출되는 연화섬유 또는 이물질처리단계(S80)에서 배출되는 연화섬유에서 처리수(IW)를 분리한다. 탈수단계(S91)는 연화섬유의 이송에 따라 연화섬유에서 처리수(IW)가 낙하됨으로써, 연화섬유에서 처리수(IW)를 분리할 수 있다. 탈수단계(S91)를 거침에 따라 연화섬유는 탈수되어 광물섬유를 제공할 수 있다.
탈수단계(S91)는 탈수부(600E)의 동작을 통해 연화섬유에서 처리수(IW)를 분리할 수 있다. 탈수단계(S91)를 거쳐 배출되는 광물섬유는 45~55%의 함수율을 가질 수 있다.
농축탈수단계(S92)는 탈수단계(S91)에서 배출되는 광물섬유 또는 농축연화단계(S73)에서 배출되는 연화섬유에서 처리수(IW)를 분리한다. 농축탈수단계(S92)는 광물섬유 또는 연화섬유의 이송에 따라 진공펌프에 의해 처리수(IW)를 흡착함으로써, 광물섬유 또는 연화섬유에서 처리수(IW)를 분리할 수 있다. 농축탈수단계(S92)를 거침에 따라 완성된 광물섬유를 제공할 수 있다.
농축탈수단계(S92)는 농축탈수부(610E)의 동작을 통해 광물섬유 또는 연화섬유에서 처리수(IW)를 분리할 수 있다. 농축탈수단계(S92)를 거쳐 배출되는 광물섬유는 12~25%의 함수율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법은 공급단계(S10)와, 이물질처리단계(S80)와, 포장단계(S100) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
공급단계(S10)는 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄을 각각 저장한다.
공급단계(S10)는 고체폐기물이 저장되는 제1공급단계(S21)와, 석회석이 저장되는 제2공급단계(S23)와, 슬래그가 저장되는 제3공급단계(S13)와, 석탄이 저장되는 제4공급단계(S15)를 포함한다.
각각의 공급단계(S21, S23, S13, S15)를 거쳐 저장된 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄은 중량비에 따라 혼합단계(S30)로 전달된다.
여기서 공급단계(S10)는 제5공급단계(S17)를 더 포함할 수 있다. 제5공급단계(S17)는 석회석이 저장된다. 제5공급단계(S17)를 거쳐 저장되는 석회석은 제2공급단계(S23)에서 저장되는 석회석과 대별되어 별도 저장된다.
제5공급단계(S17)에서 저장되는 석회석은 혼합단계(S30)를 거쳐 용융단계(S40)에 투입됨에 따라 혼합원료의 용융을 촉진시킬 수 있다.
또한, 공급단계(S10)는 제6공급단계(S11)를 더 포함할 수 있다. 제6공급단계(S11)는 제1공급단계(S21)에서 저장되는 고체폐기물과 제2공급단계(S23)에서 저장되는 석회석을 중량비에 준하여 혼합 성형한 브릭(brick)이 저장된다.
여기서, 공급단계(S10)에는 제6공급단계(S11)가 포함됨에 따라 브릭성형단계(S20)를 더 포함할 수 있다. 브릭성형단계(S20)는 브릭(brick)을 제조하는 것으로, 믹싱단계(S25)와, 성형단계(S27)를 포함한다.
믹싱단계(S25)는 제1공급단계(S21)에서 저장되는 고체폐기물과 제2공급단계(S23)에서 저장되는 석회석을 중량비에 준하여 혼합하고, 성형단계(S27)는 혼합된 고체폐기물과 석회석을 성형하여 브릭(brick)을 제조한다.
제1공급단계(S21)에서 저장되는 고체폐기물과 제2공급단계(S23)에서 저장되는 석회석을 브릭(brick)으로 제조하여 용융단계(S40)에 전달함에 따라 용융단계(S40)에 혼합원료를 투입할 때, 비산 분진의 발생을 억제 또는 방지할 수 있고, 용융단계(S40)에 투입되는 고체폐기물과 슬래그의 용융 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 제1공급단계(S21) 내지 제6공급단계(S11)에서는 필터부를 통해 제1공급단계(S21) 내지 제6공급단계(S11)에서 발생되는 분진을 여과할 수 있다. 여과된 분진은 해당 공급단계(S21, S23, S13, S15, S17, S11)에 다시 투입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 필터부는 제1공급단계(S21)에 구비되는 제1필터부(101F)와, 제2공급단계(S23)에 구비되는 제2필터부(102F)를 포함할 수 있다.
공급단계(S10)와 혼합단계(S30)는 단일 유닛으로 구성되고 복수의 용융유닛(300)으로 구성되는 용융단계(S40)에 혼합원료를 배분하여 공급할 수 있다.
이물질처리단계(S80)는 연화단계(S70)에서 배출되는 슬러리 또는 연화섬유에서 이물질을 분리한다.
이물질처리단계(S80)는 제1사이클론단계(S81)와, 이물질제거단계(S84)를 포함할 수 있다.
제1사이클론단계(S81)는 상부로는 이물질이 분리된 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 슬러리가 배출되도록 연화단계(S70)를 거쳐 배출되는 슬러리 또는 연화섬유를 원심분리한다. 여기서 이물질이 포함된 슬러리에는 연화섬유가 포함될 수 있다.
제1사이클론단계(S81)는 사이클론부(700S)의 동작을 통해 연화단계(S70)를 거쳐 배출되는 슬러리 또는 연화섬유를 원심분리할 수 있다.
이물질제거단계(S84)는 제1사이클론단계(S81)의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리에서 이물질을 분리한다.
이물질제거단계(S84)는 이물질제거부(730V)의 동작을 통해 제1사이클론단계(S81)의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리에서 이물질을 분리할 수 있다.
이물질처리단계(S80)는 제2사이클론단계(S82)와, 제3사이클론단계(S83)를 더 포함할 수 있다.
제2사이클론단계(S82)는 상부로는 이물질이 분리된 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 슬러리가 배출되도록 제1사이클론단계(S81)의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리를 원심분리한다. 제2사이클론단계(S82)의 하부로 배출되는 이물질이 포함된 슬러리에는 연화섬유가 포함될 수 있다.
제2사이클론단계(S82)는 연속사이클론부(710S)의 동작을 통해 제1사이클론단계(S81)의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리를 원심분리할 수 있다.
제3사이클론단계(S83)는 상부로는 이물질이 분리된 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 슬러리가 배출되도록 제2사이클론단계(S82)의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리를 원심분리한다. 제3사이클론부(700S)의 하부로 배출되는 이물질이 포함된 슬러리에는 연화섬유가 포함될 수 있다.
제3사이클론단계(S83)는 추가사이클론부(720S)의 동작을 통해 제2사이클론단계(S82)의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리를 원심분리할 수 있다.
포장단계(S100)는 건조단계(S90)에서 배출되는 광물섬유를 포장한다.
포장단계(S100)는 광물섬유저장부(800H)와, 섬유포장부(810V)를 포함하는 포장유닛(800)의 동작을 통해 광물섬유를 계량하여 개별 단위로 포장할 수 있다.
이렇게 개별 포장된 광물섬유는 컨베이어를 통해 고체폐기물을 이용한 광물섬유 제조 장치에서 배출된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 공급유닛 101H: 제1공급부
102H: 제2공급부 103H: 제3공급부
104H: 제4공급부 105H: 제5공급부
106H: 제6공급부 101F: 제1필터부
102F: 제2필터부 111M: 성형믹서부
121B: 성형부 200: 혼합유닛
200X: 계량부 200H: 혼합공급부
210X: 투입이송부 220X: 분배이송부
201H, 202H: 투입저장부
300: 용융유닛 300R: 용해로
301R: 개폐부 390: 배출부
330E: 열교환부 301X: 용해이송부
310: 냉각유닛 311V: 순화수저장부
310T: 냉각부 312V: 냉각수공급부
314V: 비상공급부 330: 탈황유닛
330T: 탈황처리부 330H: 탈황공급부
330L: 탈황폐기부 350: 집진유닛
350F: 집진부 350L: 집진폐기부
370: 탈질유닛 371H: 요소수공급부
372H: 처리수공급부 370M: 액상혼합부
370J: 탈질분사부 400: 사출유닛
400V: 사출챔버부 400E: 사출구동부
410V: 사출섬유저장부 410X: 사출섬유이송부
420E: 분진제거부 500: 연화유닛
500V: 연화부 510H: 연화제공급부
501V: 연속연화부 530E: 잔류물제거부
540E: 섬유해리부 550V: 추가연화부
570V: 농축연화부 520V: 침전부
600: 건조유닛 600E: 탈수부
610E: 농축탈수부 611V: 탈수공급부
700: 이물질처리유닛 700S: 사이클론부
730V: 이물질제거부 710S: 연속사이클론부
720S: 추가사이클론부 800: 포장유닛
800H: 광물섬유저장부 810V: 섬유포장부
S10: 공급단계 S13: 제3공급단계
S15: 제4공급단계 S17: 제5공급단계
S11: 제6공급단계 S20: 브릭성형단계
S21: 제1공급단계 S23: 제2공급단계
S25: 믹싱단계 S27: 성형단계
S30: 혼합단계 S31: 계량단계
S32: 혼합공급단계 S33: 투입이송단계
S34: 분배이송단계 S35: 투입저장단계
S40: 용융단계 S41: 탈황단계
S42: 탈질단계 S43: 집진단계
S44: 냉각단계 S50: 사출단계
S51: 분진제거단계 S60: 섬유해리단계
S70: 연화단계 S71: 제1연화단계
S72: 제2연화단계 S73: 농축연화단계
S74: 잔류물제거단계 S80: 이물질처리단계
S81: 제1사이클론단계 S82: 제2사이클론단계
S83: 제3사이클론단계 S84: 이물질제거단계
S90: 건조단계 S91: 탈수단계
S92: 농축탈수단계 S100: 포장단계
IW: 처리수 PW: 배출수
PA: 공정가스 A: 외기
102H: 제2공급부 103H: 제3공급부
104H: 제4공급부 105H: 제5공급부
106H: 제6공급부 101F: 제1필터부
102F: 제2필터부 111M: 성형믹서부
121B: 성형부 200: 혼합유닛
200X: 계량부 200H: 혼합공급부
210X: 투입이송부 220X: 분배이송부
201H, 202H: 투입저장부
300: 용융유닛 300R: 용해로
301R: 개폐부 390: 배출부
330E: 열교환부 301X: 용해이송부
310: 냉각유닛 311V: 순화수저장부
310T: 냉각부 312V: 냉각수공급부
314V: 비상공급부 330: 탈황유닛
330T: 탈황처리부 330H: 탈황공급부
330L: 탈황폐기부 350: 집진유닛
350F: 집진부 350L: 집진폐기부
370: 탈질유닛 371H: 요소수공급부
372H: 처리수공급부 370M: 액상혼합부
370J: 탈질분사부 400: 사출유닛
400V: 사출챔버부 400E: 사출구동부
410V: 사출섬유저장부 410X: 사출섬유이송부
420E: 분진제거부 500: 연화유닛
500V: 연화부 510H: 연화제공급부
501V: 연속연화부 530E: 잔류물제거부
540E: 섬유해리부 550V: 추가연화부
570V: 농축연화부 520V: 침전부
600: 건조유닛 600E: 탈수부
610E: 농축탈수부 611V: 탈수공급부
700: 이물질처리유닛 700S: 사이클론부
730V: 이물질제거부 710S: 연속사이클론부
720S: 추가사이클론부 800: 포장유닛
800H: 광물섬유저장부 810V: 섬유포장부
S10: 공급단계 S13: 제3공급단계
S15: 제4공급단계 S17: 제5공급단계
S11: 제6공급단계 S20: 브릭성형단계
S21: 제1공급단계 S23: 제2공급단계
S25: 믹싱단계 S27: 성형단계
S30: 혼합단계 S31: 계량단계
S32: 혼합공급단계 S33: 투입이송단계
S34: 분배이송단계 S35: 투입저장단계
S40: 용융단계 S41: 탈황단계
S42: 탈질단계 S43: 집진단계
S44: 냉각단계 S50: 사출단계
S51: 분진제거단계 S60: 섬유해리단계
S70: 연화단계 S71: 제1연화단계
S72: 제2연화단계 S73: 농축연화단계
S74: 잔류물제거단계 S80: 이물질처리단계
S81: 제1사이클론단계 S82: 제2사이클론단계
S83: 제3사이클론단계 S84: 이물질제거단계
S90: 건조단계 S91: 탈수단계
S92: 농축탈수단계 S100: 포장단계
IW: 처리수 PW: 배출수
PA: 공정가스 A: 외기
Claims (45)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 고체폐기물 47.6 ~ 64 중량%, 석회석 11.3 ~ 20.1 중량%, 슬래그 13.6 ~ 30 중량%, 및 석탄 10.9 ~ 12.7 중량%를 포함하는 혼합원료를 제공하는 혼합유닛;
상기 혼합원료를 용융시켜 섭씨 1400 도 이상 섭씨 1500 도 이하의 용융온도를 유지하는 액상원료를 제공하는 용융유닛;
회전되는 롤러에 공정가스를 공급함에 따라 에어퍼지(Air Purge)를 이용하여 상기 액상원료를 사출시켜 사출섬유를 제공하는 사출유닛;
상기 사출섬유를 연화시켜 슬러리 또는 연화섬유를 제공하는 연화유닛; 및
상기 연화섬유에서 처리수를 분리하여 광물섬유를 제공하는 건조유닛; 을 포함하는 제조장치이고,
상기 혼합유닛은, 상기 고체폐기물, 상기 석회석, 상기 슬래그 및 상기 석탄을 계량하는 계량부; 및
상기 용융유닛에 상기 혼합원료를 공급하기 위해 상기 계량부에서 계량된 상기 혼합원료를 저장하는 혼합공급부; 를 포함하며,
상기 계량부는 상기 고체폐기물, 상기 슬래그, 상기 석회석, 상기 석탄의 각 중량비에 따른 무게의 합을 계량하는 누적계량컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 삭제
- 제4항에 있어서,
상기 혼합유닛은,
상기 혼합공급부에서 배출되는 상기 혼합원료를 정역회전에 따라 양방향으로 이송시키는 분배이송부; 및
상기 용융유닛에 상기 혼합원료를 공급하기 위해 상기 분배이송부를 통해 전달되는 상기 혼합원료가 저장되는 투입저장부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 용융유닛은,
공정가스의 투입에 의해 용해열을 제공하여 상기 혼합유닛을 통해 전달되는 상기 혼합원료를 용융시키는 용해로;
상기 혼합원료의 투입 여부에 따라 자기 무게에 의해 개폐되는 개폐부; 및
상기 용해로 내부에서 발생되는 폐가스를 배출시키는 배출부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 용융유닛은, 상기 용해로를 순환하는 냉각수를 통해 상기 용해로를 냉각시키는 냉각유닛; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 냉각유닛은,
상기 용해로에서 배출되는 순환수가 저장되는 순환수저장부;
상기 순환수를 냉각시켜 상기 냉각수를 제공하는 냉각부;
상기 용해로를 순환하도록 상기 냉각수가 저장되는 냉각수공급부; 및
상기 냉각수공급부에 상기 냉각수를 보충하거나 상기 용해로에 상기 냉각수를 공급하기 위해 상기 냉각부에서 냉각된 상기 냉각수가 저장되는 비상공급부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 용융유닛은, 상기 폐가스는 냉각시키고 상기 공정가스는 가열되도록, 상기 폐가스와 상기 공정가스를 상호 열교환시키는 열교환부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 용융유닛은,
칼슘화합물(CaCO3, CaO, Ca(OH)2)과 상기 폐가스를 상호 반응시켜 상기 폐가스에 포함된 황산화물(SOx)을 제거하는 탈황유닛;
공정가스를 공급하여 상기 폐가스에서 분진을 분리하는 집진유닛; 및
요소수와 처리수가 혼합된 액체와 상기 폐가스를 상호 반응시켜 상기 폐가스에서 질소산화물(NOx)을 제거하는 탈질유닛;
중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 사출유닛은,
회전되는 롤러에 공정가스를 공급함에 따라 에어퍼지(Air Purge)를 이용하여 액상원료를 사출시키는 사출챔버부;
상기 롤러에 회전력을 제공하는 사출구동부;
상기 사출챔버부를 통과하여 비산되는 상기 사출섬유가 저장되는 사출섬유저장부; 및
상기 사출섬유저장부에 저장되는 상기 사출섬유를 상기 연화유닛으로 이송시키는 사출섬유이송부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 사출유닛은, 상기 사출섬유저장부에서 배출되는 기체에 처리수를 분사함에 따라 상기 기체에서 이물질을 분리하는 분진제거부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 연화유닛은,
상기 사출유닛에서 전달되는 사출섬유와 처리수를 혼합하여 상기 사출섬유를 해리시키는 섬유해리부;
해리된 상기 사출섬유가 연화되도록 연화제와, 처리수와, 사출섬유를 혼합하는 연화부;
상기 연화부에 상기 연화제를 공급하기 위해 상기 연화제가 저장되는 연화제공급부;
상기 연화부에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유를 순차적으로 이송 교반하는 연속연화부;
상기 슬러리 또는 상기 연화섬유에서 잔류물을 분리하는 잔류물제거부; 및
처리수를 제공하기 위해 상기 사출유닛과, 상기 연화유닛과, 상기 건조유닛에서 배출되는 배출수를 저장하는 침전부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 고체폐기물이 저장되는 제1공급부와, 상기 석회석이 저장되는 제2공급부와, 상기 슬래그가 저장되는 제3공급부와, 상기 석탄이 저장되는 제4공급부를 포함하는 공급유닛; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제15항에 있어서,
상기 공급유닛은, 상기 제2공급부에 저장되는 석회석보다 큰 입자로 이루어진 석회석을 저장하는 제5공급부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제15항에 있어서,
상기 공급유닛은,
상기 제1공급부에 저장된 고체폐기물과, 상기 제2공급부에 저장된 석회석을 상기 중량비에 준하여 혼합하는 성형믹서부;
혼합된 상기 고체폐기물과 상기 석회석을 성형하여 브릭(brick)을 제조하는 성형부; 및
상기 브릭(brick)이 저장되는 제6공급부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 연화유닛에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유에서 이물질을 분리하는 이물질처리유닛; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제18항에 있어서,
상기 이물질처리유닛은,
상부로는 이물질이 분리된 상기 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 상기 슬러리가 배출되도록 상기 연화유닛에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유를 원심분리하는 사이클론부;
상기 사이클론부의 하부에서 배출되는 상기 슬러리에서 상기 이물질을 분리하는 이물질제거부;
상부로는 이물질이 분리된 상기 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 상기 슬러리가 배출되도록 상기 사이클론부의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 상기 슬러리를 원심분리하는 연속사이클론부; 및
상부로는 이물질이 분리된 상기 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 슬러리가 배출되도록 상기 연속사이클론부의 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리를 원심분리하는 추가사이클론부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제19항에 있어서,
상기 연화유닛은, 상기 사이클론부의 하부에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 추가사이클론부의 상부에서 배출되는 상기 연화섬유를 연화시켜 상기 연속사이클론부에 공급하는 추가연화부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제19항에 있어서,
상기 건조유닛은, 상기 사이클론부의 상부 또는 상기 연속사이클론부의 상부에서 배출되는 상기 연화섬유에서 처리수를 분리하여 광물섬유를 제공하는 탈수부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제21항에 있어서,
상기 연화유닛은, 연화제가 혼합된 처리수에 상기 광물섬유를 혼합하여 상기 광물섬유를 연화시키는 농축연화부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제22항에 있어서,
상기 건조유닛은, 상기 탈수부에서 배출되는 광물섬유 또는 상기 농축연화부에서 배출되는 연화섬유에서 처리수를 분리하여 광물섬유를 제공하는 농축탈수부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 건조유닛에서 배출되는 상기 광물섬유를 포장하는 포장유닛; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 장치.
- 고체폐기물 47.6 ~ 64 중량%, 석회석 11.3 ~ 20.1 중량%, 슬래그 13.6 ~ 30 중량%, 및 석탄 10.9 ~ 12.7 중량%를 중량비로 혼합하여 혼합원료를 제공하는 혼합단계;
상기 혼합원료를 용융시켜 섭씨 1400 도 이상 섭씨 1500 도 이하의 용융온도를 유지하는 액상원료를 제공하는 용융단계;
회전되는 롤러에 공정가스를 공급함에 따라 에어퍼지(Air Purge)를 이용하여 상기 액상원료를 사출시켜 사출섬유를 제공하는 사출단계;
상기 사출섬유를 연화시켜 슬러리 또는 연화섬유를 제공하는 연화단계; 및
상기 연화섬유에서 처리수를 분리하여 광물섬유를 제공하는 건조단계; 를 포함하고,
상기 혼합단계는, 상기 중량비에 대응하여 고체폐기물과, 슬래그와, 석회석과, 석탄을 계량하는 계량단계; 및
상기 용융단계에 상기 혼합원료를 공급하기 위해 상기 계량단계에서 계량된 상기 혼합원료를 저장하는 혼합공급단계; 를 포함하며,
상기 계량단계에서는 누적계량컨베이어에 의해 상기 고체폐기물, 상기 슬래그, 상기 석회석 및 상기 석탄의 각 중량비에 따른 무게의 합을 계량하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 삭제
- 제25항에 있어서,
상기 혼합단계는,
상기 혼합공급단계에서 배출되는 상기 혼합원료를 정역회전에 따라 양방향으로 이송시키는 분배이송단계; 및
상기 용융단계에 상기 혼합원료를 공급하기 위해 상기 분배이송단계를 통해 전달되는 상기 혼합원료가 저장되는 투입저장단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제25항에 있어서,
상기 용융단계는, 공정가스의 투입에 의해 용해열을 제공하는 용해로에서 상기 혼합단계를 통해 전달되는 상기 혼합원료가 용융됨에 따라 액상원료를 배출시키고, 배출부를 통해 상기 용해로 내부에서 발생되는 폐가스를 배출시키는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제28항에 있어서,
상기 용융단계는, 상기 용해로를 순환하는 냉각수를 통해 상기 용해로를 냉각시키는 냉각단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제28항에 있어서,
상기 용융단계는, 상기 폐가스는 냉각시키고 상기 공정가스는 가열되도록, 상기 폐가스와 상기 공정가스를 상호 열교환시키는 열교환단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제30항에 있어서,
상기 용융단계는,
칼슘화합물(CaCO3, CaO, Ca(OH)2)과 상기 폐가스를 상호 반응시켜 상기 폐가스에 포함된 황산화물(SOx)을 제거하는 탈황단계;
요소수와 처리수가 혼합된 액체와 상기 폐가스를 상호 반응시켜 상기 폐가스에서 질소산화물(NOx)을 제거하는 탈질단계; 및
공정가스를 공급하여 상기 폐가스에서 분진을 분리하는 집진단계;
중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제25항에 있어서,
상기 사출단계는, 상기 사출섬유가 저장되는 사출섬유저장부에 처리수를 분사함에 따라 낙하하는 상기 사출섬유를 상기 연화단계로 이송시키는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제32항에 있어서,
상기 사출단계는, 상기 사출섬유저장부에서 배출되는 기체에 처리수를 분사함에 따라 상기 기체에서 이물질을 분리하는 분진제거단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제25항에 있어서,
상기 연화단계는,
상기 사출단계를 거친 다음 전달되는 상기 사출섬유와 처리수를 혼합하여 상기 사출섬유를 해리시키는 섬유해리단계;
해리된 상기 사출섬유가 연화되도록 연화제와, 처리수와, 사출섬유를 혼합하는 제1연화단계;
상기 제1연화단계에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유를 순차적으로 이송 교반하는 제2연화단계; 및
상기 슬러리 또는 상기 연화섬유에서 잔류물을 분리하는 잔류물제거단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제25항에 있어서,
상기 고체폐기물이 저장되는 제1공급단계와, 상기 석회석이 저장되는 제2공급단계와, 상기 슬래그가 저장되는 제3공급단계와, 상기 석탄이 저장되는 제4공급단계를 포함하는 공급단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제35항에 있어서,
상기 공급단계는, 상기 제2공급단계에서 저장되는 석회석보다 큰 입자로 이루어진 석회석을 저장하는 제5공급단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제35항에 있어서,
상기 공급단계는,
상기 제1공급단계에 저장된 고체폐기물과, 상기 제2공급단계에 저장된 석회석을 상기 중량비에 준하여 혼합 성형한 브릭(brick)을 제조하는 브릭성형단계; 및
상기 브릭(brick)이 저장되는 제6공급단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제37항에 있어서,
상기 브릭성형단계는,
상기 제1공급단계에서 저장된 고체폐기물과, 상기 제2공급단계에서 저장된 석회석을 상기 중량비에 준하여 혼합하는 믹싱단계; 및
상기 믹싱단계를 거쳐 혼합된 상기 고체폐기물과 상기 석회석을 성형하여 상기 브릭(brick)을 제조하는 성형단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제25항에 있어서,
상기 연화단계에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유에서 이물질을 분리하는 이물질처리단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제39항에 있어서,
상기 이물질처리단계는,
상부로는 이물질이 분리된 상기 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 상기 슬러리가 배출되도록 상기 연화단계를 거쳐 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 연화섬유를 원심분리하는 제1사이클론단계;
상기 제1사이클론단계를 거쳐 하부에서 배출되는 상기 슬러리에서 상기 이물질을 분리하는 이물질제거단계;
상부로는 이물질이 분리된 상기 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 상기 슬러리가 배출되도록 상기 제1사이클론단계를 거쳐 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 상기 슬러리를 원심분리하는 제2사이클론단계; 및
상부로는 이물질이 분리된 상기 연화섬유가 배출되고, 하부로는 이물질이 포함된 슬러리가 배출되도록 상기 제2사이클론단계를 거쳐 하부에서 배출되는 이물질이 포함된 슬러리를 원심분리하는 제3사이클론단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제40항에 있어서,
상기 연화단계는, 상기 제1사이클론단계를 거쳐 하부에서 배출되는 상기 슬러리 또는 상기 제3사이클론단계를 거쳐 상부에서 배출되는 상기 연화섬유를 연화시켜 상기 제2사이클론단계에 공급하는 추가연화단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제40항에 있어서,
상기 건조단계는, 상기 제1사이클론단계를 거쳐 상부에서 배출되는 상기 연화섬유 또는 상기 제2사이클론단계를 거쳐 상부에서 배출되는 상기 연화섬유에서 처리수를 분리하여 광물섬유를 제공하는 탈수단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제42항에 있어서,
상기 연화단계는, 연화제가 혼합된 처리수에 상기 광물섬유를 혼합하여 상기 광물섬유를 연화시키는 농축연화단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제43항에 있어서,
상기 건조단계는, 상기 탈수단계에서 배출되는 광물섬유 또는 상기 농축연화단계에서 배출되는 연화섬유에서 처리수를 분리하여 광물섬유를 제공하는 농축탈수단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
- 제25항에 있어서,
상기 건조단계를 거쳐 배출되는 상기 광물섬유를 포장하는 포장단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체폐기물을 이용한 광물섬유의 제조 방법.
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