KR101533924B1 - 폐목재의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 폐목재의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법은, 폐목재를 수거하여 준비하는 단계; 철물류가 제거된 폐목재를 샌딩 챔버로 이송하는 단계; 상기 샌딩 챔버에서 모래를 상기 폐목재 상으로 고압 분사함으로써 상기 폐목재에 고착된 오염물질인 기름, 접착필름, 페인트, 에나멜, 니스, 콘트리트 중 어느 하나 이상을 상기 모래와 함께 상기 폐목재로부터 강제 분리하는 단계; 오염물질이 제거된 폐목재를 파쇄하여 우드 펠릿으로 가공하는 단계; 상기 샌딩 챔버에서 분리된 오염물질 및 모래를 컨베이어를 이용하여 수조 챔버로 이송시키는 단계; 상기 수조 챔버 내에서 오염물질을 비중 차이에 따라 모래에서 부유시켜 분리하는 단계; 및 상기 수조 챔버 내에서 부유 처리된 오염물질을 고압 성형하여 배출시키는 단계;를 포함한다.

Description

폐목재의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법{Method for Menufacturing Wood-Pellet through Recycling of Wastewood}

본 발명은 폐목재 등에 오염물질 제거 과정을 통해 재활용을 진행함으로써 우드펠릿을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생활 폐가구 또는 사업장용 내지 건설용 폐목재를 수거한 후 폐목재 및 폐가구의 활용 가능한 철물류 등을 제거하고 폐목재 및 폐가구에 고착된 페인트, 니스, 접착필름 및 콘크리트 등을 제거한 후 재활용하는 방법에 관한 것이다.

환경부 제공 자료에 따르면 하루 기준 폐목재는 생활계 폐목재 2,430톤, 사업장 페목재 1,649톤, 및 건설용 폐목재 923톤 등 총 5,002톤이 발생한다고 하며 그중 약 50%가 소각 또는 매립 공정을 통해 처리된다고 한다.

폐목재 및 폐가구 등에 고착된 위해 성분들은 소각시 다이옥신 및 벤젠 등과 같은 발암물질을 발생하며 대기 오염을 일으키고, 매립시에는 심각한 수질오염과 토양오염원으로 환경 파괴를 일으킨다. 이와 같이, 폐목재 등의 부착된 위해물질들은 환경 오염의 주범으로서 지양해야할 처리 방법이며, 자원 빈국인 우리나라에서는 시급히 연구되어야 할 자원 재활용 방법으로 대두되고 있다.

폐목재를 포함한 건설폐기물의 재활용 방안을 제시하는 종래의 문헌으로서는 등록특허 10-0574675 및 등록특허 10-0379788 등을 들 수 있다.

상기 종래의 문헌들에서는 재생 골재의 활용에 방해가 되는 폐비닐이나 폐목재 등의 이물질을 확실히 제거함과 동시에 슬러지가 포함된 잔토를 건설폐기물로부터 보다 분리하는 기술 내용을 제공하거나 폐목재와 아스팔트 콘크리트덩이 등의 고체폐기물을 수집한 후 이를 처리장치에 투입시키게 되면 다단계로 마련되어 있는 파쇄, 선별, 세척 등의 공정을 통해 재생골재를 수집하는 기술을 제공하지만,

폐목재 및 폐가구 등의 목재에서 불필요한 오염물질을 분리하는 방안 및 분리 과정에서의 모래와 물의 재활용 방안에 대한 별도의 기술이 없다는 점 등을 고려할 때, 개선의 필요성이 여전히 요구되고 있다는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 철물류가 제거된 폐목재를 샌딩룸에 이송하여 고착 페인트, 니스 등 오염물질을 분리하고, 오염물질과 모래의 혼합물을 수조에서 분리하는 공정을 수행하는 과정을 통해 물과 모래의 재활용을 가능하게 하는 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 기름, 페인트, 에나멜, 니스, 콘트리트 등이 분리제거된 폐목재나 폐가구에 대한 분쇄 및 압축 성형 공정을 통해 발전소, 시설재배, 산업체 등에서 연료로 사용 가능한 우드펠릿으로 가공하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 폐목재의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법은, 폐목재를 수거하여 준비하는 단계; 철물류가 제거된 폐목재를 샌딩 챔버로 이송하는 단계; 상기 샌딩 챔버에서 모래를 상기 폐목재 상으로 고압 분사함으로써 상기 폐목재에 고착된 오염물질인 기름, 접착필름, 페인트, 에나멜, 니스, 콘트리트 중 어느 하나 이상을 상기 모래와 함께 상기 폐목재로부터 강제 분리하는 단계; 오염물질이 제거된 폐목재를 파쇄하여 우드 펠릿으로 가공하는 단계; 상기 샌딩 챔버에서 분리된 오염물질 및 모래를 컨베이어를 이용하여 수조 챔버로 이송시키는 단계; 상기 수조 챔버 내에서 오염물질을 비중 차이에 따라 모래에서 부유시켜 분리하는 단계; 및 상기 수조 챔버 내에서 부유 처리된 오염물질을 고압 성형하여 배출시키는 단계;를 포함한다.

상기 수조 챔버 내에서 오염물질이 분리 처리된 모래는 자연 건조장으로 이송되어 건조 처리된 후 상기 샌딩 챔버로 재투입된다.

상기 수조 챔버 내에서 오염물질과 모래의 분리 단계는, 복수의 단위 수조 사이에 배치되는 경사부에서 체거름망을 통해 오염물질이 걸러지는 단계를 포함한다.

본 발명은 폐목재의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법은 생활 폐가구, 건설 폐목재 등에서 환경 위해 요소 성분을 제거한 후 자원으로 재활용하는 공법으로서, 종래에 소각 및 매립 처리되는 폐목재 등으로부터 다이옥신 등 환경 위해 요인의 제거 후 자원으로 재활용할 수 있는 방안을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 이물질이 제거된 폐목재에 대해 수조에 의한 분리 공정에서 볼 수 있듯이 자원의 재활용, 순환, 및 재생을 일체적으로 가능하게 한다는 장점을 갖는다.

본 발명은 신재생 에너지 공급 의무화 제도(RPS)로 인하여 국내 우드펠릿 수요량(2014년 공급 예상 수입량 150만톤)의 수입대체 효과를 기대하게 한다는 점, 소각과 매립 처리로 인한 비용을 절감한다는 점, 매립지 확보의 어려움을 개선한다는 점, 대기,수질,토양오염 등 환경오염과 민원발생의 문제점을 해소하게 한다.

이물질이 제거된 폐목재 및 폐가구는 환경오염 기준치 이하로 활용성이 매우 광범위하게 사용할 수 있는 우드펠릿 연료에너지로 재탄생하고, 이와 같은 우드펠릿 연료에너지는 개발 산업과 생활 측면에서 자원의 재활용 효과가 지대함과 아울러 앞으로 전국재활용공단 설치활용에 자체설비로 사용함으로 폐기물 처리비 6,000억 및 에너지 절감효과 4,000억 등 년 1조원 이상의 절약효과가 예상된다.

또한, 각 지역별 본사에서 폐목재 및 폐가구에 점착된 환경 위해물질 제거 및 우드 펠릿 연료로의 재활용 공법이 사용된 시설이 갖춰지면 매립이나 소각에 의한 지자체의 처리 비용 감소, 매립지 확보를 위한 재원 낭비 감소 및 매립지와 소각로 시설 설치를 위한 주민과의 민원/마찰을 줄일 수 있다.

더불어, 대기오염, 수질오염, 토양오염 등 여타의 환경오염에서 자유롭게 되고, 신재생 에너지 공급 의무화 제도(RPS)에 자원의 재활용 측면이나 우드펠릿 수입대체 효과에도 장점이 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐목재의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법에 대한 흐름도이다.
도 2는 폐목재로부터 오염물질을 제거하는 샌딩 챔버의 구성도이다.
도 3은 도 1의 흐름도 중에서 수조 챔버에서 모래 및 오염물질을 분리처리 과정을 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 폐목재 및 폐가구의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법을 제공하기 위한 목적으로 하는 것이지만 이에 한정되는 것은 아니고, 우드 펠릿 뿐만 아니라 다양하게 응용 및 적용이 가능할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용어인 폐목재는 사용되는 장소를 불문하고 폐기물 처리되는 목재 성분을 의미하는 것으로서, 폐가구도 폐목재의 범주에 속하는 것으로 한다.

본 발명인 폐목재 및 폐가구의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법은 필요에 따라 일부 단계를 생략하거나 치환, 부가할 수 있다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐목재의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법에 대한 흐름도이다. 도 2는 폐목재로부터 오염물질을 제거하는 샌딩 챔버의 구성도이다. 도 3은 도 1의 흐름도 중에서 수조 챔버에서 모래 및 오염물질을 분리처리 과정을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐목재의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법은, 공사 현장, 폐기물 처리장 등으로부터 폐목재를 수거하는 단계(S11), 수거된 폐목재에서 철물류 등을 제거하는 단계(S13), 철물류가 제거된 폐목재를 샌딩 챔버(10)로 이송하는 단계(S15)를 포함한다.

S11 단계에서 폐목재의 수거시에는 배출자 부담으로 하여 운송비용, 수거비용 및 이물질 분리비용 등은 수거료와 정부 지원 보조금으로 충당할 수 있다.

S13 단계에서의 철물류 제거 공정에는 수작업을 통해 건설 폐목재, 사업용 폐목재(인테리어 내장 시설 목재)의 못이나 손잡이 장식류, 부속품(철재 또는 플라스틱)을 사회 배려계층, 장애인, 노인 등 단순 노동력 고용을 통해 국가 고용 증대에도 효과가 있으며, S11 단계에서의 수거료와 정부 지원 보조금으로 사용 가능하다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 S15 단계를 통해 샌딩 챔버(10)로 이송된 폐목재의 처리과정을 살핀다.

S13 단계에서 활용 가능한 철물류가 제거되고 잔존하는 폐목재나 폐가구는 고착 페인트, 니스, 에나멜 및 콘크리트 등의 오염물질을 제거하기 위한 샌딩 챔버(10)로 컨베이어를 이용하여 원형을 유지하며 이송되며, 샌딩 챔버(10)로 이송된 폐목재나 폐가구는 집진시설이 설치된 밀폐된 샌딩 챔버(10)에서 모래를 고압 분사해 폐목재나 폐가구에 고착된 기름, 접착필름, 페인트, 에나멜, 니스, 콘트리트 등을 강제 분리한다(S20).

샌딩 챔버(10)에서의 구체적인 작동 구조는 하기와 같다.

컨베이어(11)를 통해 이송되어지는 폐목재는 먼저 제1 샌딩구역(13)에서 4 내지 5 (kg/㎠)의 분사 압력으로 금강사를 공급함으로써 1차 샌딩이 이루어진다.

1차 샌딩이 이루어진 후 제2 샌딩구역(14)에서 3 (kg/㎠)의 분사 압력으로 금강사를 공급함으로써 2차 샌딩이 이루어진다. 상기 2차 샌딩이 이루어지는 과정에서 집진 장치(16)를 이용하여 먼지를 포집한다.

다음으로, 에어컨디셔닝 구역(15)에서 추가적으로 오염물질을 제거한다.

폐목재나 폐가구에서 강제 분리된 기름, 페인트, 에나멜, 니스, 콘트리트 등의 환경오염원은 고압 분사된 모래와 함께 샌딩 챔버(10) 바닥 2M 깊이의 컨베이어에 의해 수조 챔버로 이송된다(S30).

수조 챔버에서는 혼합 고착된 모래와 오염물질에 대한 분리공정을 수행한다(S40).

이하, 도 3을 참조하여 수조 챔버에서의 분리 과정을 구체적으로 설명한다.

비중에 의한 분리를 위해 혼합 고착된 모래와 오염물질을 1차 수조에 공급한다(S41). 1차 수조에서 모래의 상부로 오염물질이 부유한 상태에서 수조의 물은 1차 수조보다 경사를 준 2차 수조로 인공 장치 없이 흘러들어 2차 수조로 전달된다(S43). 여기에서, 1차 수조와 2차 수조 사이에 배치되는 경사부에는 체거름망이 설치됨으로써 오염물질이 1차적으로 분리된다(S42). 2차 수조로 투입된 모래와 오염물질은 반복적으로 비중 차이에 의한 부유 과정을 진행함으로써 오염물질을 재차 분리하는 작업을 실시한다. 2차 수조로부터의 배출구 상에는 경사부 상에 배치되는 체거름망보다 작은 입도의 메시망을 구비한 체거름망이 배치됨으로써 오염물질의 2차적인 분리 작업을 실시한다.

한편, 수조 챔버에서 비중이 높은 모래는 가라 앉고 비중이 낮은 기름, 페인트, 에나멜, 니스, 콘트리트 등은 뜨는 원리에 의해 분리되는데, 수조로 가라앉은 모래는 다시 컨베이어 시스템에 의해 이송되어(S60), 자연 건조장으로 보내어져 건조 후(S62) 다시 샌딩 챔버로 보내진다.

또한, 모래 및 오염물질이 분리된 물은 물 저장부로 이송되어 저장 후에(S54), 다시 수조 챔버로 공급되어 재활용된다. 즉, 모래와 오염물질을 분리하는 기능을 수행한 물은 수질 오염이 발생하지 않도록 보완되어 1차 수조로 다시 이송 된다.

상기와 같이, 본 발명은 샌딩 챔버에서 1차 수조로 이송된 모래는 자연 침하후 자연 건조후 샌딩 챔버로 다시 이송되는 방식으로서, 폐목재와 폐가구로부터 오염물질을 제거하는 공정에 사용된 모래 및 물을 재활용하는 공법으로서 자원 재활용의 측면에서 높은 효용성과 감소된 운용비용을 기대할 수 있는 획기적 공법이다.

분리되어 수조 상에 부유한 기름, 페인트, 에나멜, 니스, 콘트리트 등의 오염물질은 수거후 분리이송된다(S50). 이후, 오염물질은 고압 압축되고 부피가 최소화되어 RDF로 소각한다. 이로 인해 매립장 설치로 인한 민원도 감소하게 된다.

샌딩 챔버에서 모래 고압 분사에 의해 폐목재 및 폐가구로부터 기름, 페인트, 에나멜, 니스, 콘트리트 등이 강제 분리된 후에 목재 성분을 1차 파쇄기로 이송하여 2~3cm의 우드칩으로 가공하고(S70), 2차 분쇄를 통해(S72), 1~2mm 의 우드펠릿으로 고압 성형 할 수 있는 미분쇄 가공한다(S74).

본 발명은 우드펠릿 제조라인 설비시 우드칩과 목분을 포함한 원재료를 타 우드펠릿 제조 시설로 운송시에 별도의 비용 지불 없이 지역 내 우드펠릿 소비 시설에 공급이 가능하다.

상기와 같이, 본 발명은 폐목재의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법은 생활 폐가구, 건설 폐목재 등에서 환경 위해 요소 성분을 제거한 후 자원으로 재활용하는 공법으로서, 종래에 소각 및 매립 처리되는 폐목재 등으로부터 다이옥신 등 환경 위해 요인의 제거 후 자원으로 재활용할 수 있는 방안을 제공하고자 하는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (3)

1. 폐목재를 수거하여 준비하는 단계;
   철물류가 제거된 폐목재를 샌딩 챔버로 이송하는 단계;
   상기 샌딩 챔버에서 모래를 상기 폐목재 상으로 고압 분사함으로써 상기 폐목재에 고착된 오염물질인 기름, 접착필름, 페인트, 에나멜, 니스, 콘트리트 중 어느 하나 이상을 상기 모래와 함께 상기 폐목재로부터 강제 분리하는 단계;
   오염물질이 제거된 폐목재를 파쇄하여 우드 펠릿으로 가공하는 단계;
   상기 샌딩 챔버에서 분리된 오염물질 및 모래를 컨베이어를 이용하여 수조 챔버로 이송시키는 단계;
   상기 수조 챔버 내에서 오염물질을 비중 차이에 따라 모래에서 부유시켜 분리하는 단계; 및
   상기 수조 챔버 내에서 부유 처리된 오염물질을 고압 성형하여 배출시키는 단계;를 포함하는,
   폐목재의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수조 챔버 내에서 오염물질이 분리 처리된 모래는 자연 건조장으로 이송되어 건조 처리된 후 상기 샌딩 챔버로 재투입되는,
   폐목재의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 수조 챔버 내에서 오염물질과 모래의 분리 단계는,
   복수의 단위 수조 사이에 배치되는 경사부에서 체거름망을 통해 오염물질이 걸러지는 단계를 포함하는,
   폐목재의 재활용을 통한 우드펠릿 제조 방법.

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