KR101534444B1

KR101534444B1 - 합성수지 폐기물과 슬러지를 이용한 고형 연료의 제조방법 및 위 제조방법에 의해 제조된 고형 연료

Info

Publication number: KR101534444B1
Application number: KR1020140064728A
Authority: KR
Inventors: 박우상
Original assignee: 박우상
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2015-07-06

Abstract

본 발명은 합성수지 폐기물과 슬러지를 이용하여 연소형 고형 연료를 제조하기 위한 제조방법과 위 제조방법에 의해 구현되는 고형 연료에 관한 것이다.
본 발명은 미세하게 파쇄된 폐비닐에 건조시킨 하천 또는 댐 슬러지, 캐슈넛(cashew nut)박 분말, 코코아 껍질 분말을 혼합하여 고르게 교반한 후 혼합물을 가열하여 용융하고, 용융된 혼합물을 성형하여 소망하는 형태의 연료를 성형할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 폐기물로 처리되는 각종 합성수지 폐기물 및 폐비닐과 하천 또는 댐 슬러지 등을 이용하여 고형 연료를 제조하므로 합성수지 폐기물과 슬러지에 의한 환경오염을 최소화시켜 줄 수 있는 등의 효과가 있으며, 본 발명에 의해 구현된 고형 연료는 열량이 우수할 뿐만 아니라 연소 후 2차 폐기물의 발생을 최소화시켜 줄 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

합성수지 폐기물과 슬러지를 이용한 고형 연료의 제조방법 및 위 제조방법에 의해 제조된 고형 연료{manufacture method of solid fuel and solid fuel}

본 발명은 합성수지 폐기물과 슬러지를 이용한 고형 연료의 제조방법 및 위 제조방법에 의해 제조된 고형 연료에 관한 발명으로, 좀더 상하게는 연소가 가능한 각종 생활 합성수지 폐기물 및 폐비닐과 슬러지 혼합물에 천연 첨가물을 추가하여 연소형 고형 연료를 제조하기 위한 제조방법과 위 제조방법에 의해 구현되는 고형 연료를 제공하기 위한 것이다.

하천이나 댐 또는 저수지 등을 준설하는 과정에서는 상당량의 슬러지가 발생하며, 과거에는 위와 같은 슬러지를 매립 또는 해양투기 등과 같은 방법으로 처리하여 왔지만 해양투기 방지법에 의해 2012년부터 폐기물의 해양투기가 전면 금지됨에 따라 슬러지의 처리는 매립에 의존할 수밖에 없었다.

슬러지의 매립을 위해서는 방대한 매립용지를 필요로 하는데, 각종 현장에서 발생하는 슬러지는 그 배출량이 점차 늘고 있는 현실을 감안할 때 현재와 같이 슬러지를 매립처리하는 방안에 대해서는 심각한 재고가 이루어져야 한다.

그리고, 각종 생활현장이나 산업현장 또는 농가에서 발생하는 합성수지 폐기물 및 폐비닐 또한 적극적인 수거 및 효율적인 처리가 이루어지지 않고 있는바, 합성수지 폐기물 및 폐비닐의 효율적인 처리방안이 요구되고 있다.

슬러지의 매립처리에 따른 폐단을 해소하기 위한 다양한 방안이 연구되고 있으며, 슬러지를 처리하기 위한 방안 중에 하나로 다량의 수분을 함유한 슬러지를 건조 및 파쇄시켜 슬러지의 함수율 및 부피를 최소화시켜 소각이나 매립에 따른 비용의 소요를 최소화시킬 수 있도록 하고 있다.

[문헌 1] KP 10-0591201(2006. 06. 12.)「슬러지 건조장치」

슬러지를 처리하기 위한 또 다른 방안 중에 하나로 이를 연료화하는 방법이 있는데, 슬러지를 연료화하는 방법으로는 슬러지와 합성수지 폐기물의 혼합물에 기타 첨가물을 혼합하여 펠릿 형태의 고형 연료를 제조하고 있다.

[문헌 2] KP 10-1296011(2013. 08. 06.)「슬러지를 이용한 연료용 펠릿」

[문헌 3] KP 10-2001-0020123(2001. 04. 16.)「가연성 폐기물을 폐기물 고형 연료로 성형시키는 방법 및 장치」

[문헌 4] KP 10-1227952(2013. 01. 24.)「유기성 슬러지를 이용한 고형연료 제조시스템 및 방법

합성수지 폐기물과 슬러지를 함유한 종래의 고형 연료는 발열량이 낮고 발열과정에서 그을음 및 공해물질의 배출이 많았으며, 또한, 회분율이 높기 때문에 연소 후 많은 양의 연소재를 남기게 되는데, 그와 같이 남겨진 연소재는 별도의 처리가 이루어져야 하므로 고형 연료에 있어 회분율이 높다는 것은 바람직하지 못하다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 합성수지 폐기물 및 슬러지 함유 고형 연료가 가지는 문제점을 일소하기 위해 창출한 것으로서, 합성수지 폐기물과 슬러지 분말에 특정 첨가물을 혼합하여 발열량을 높여주고 회분율과 공해물질의 배출을 낮추어 줄 수 있는 고형 연료를 제조할 수 있도록 함에 기술적 과제의 주안점을 두고 완성한 고형 연료 제조방법과 위 제조방법에 의해 구현되는 고형 연료를 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명은 미세하게 파쇄한 합성수지 폐기물 50 ~ 82 중량%에 대하여 건조 및 파쇄된 하천 또는 댐 슬러지 10 ~ 25 중량%, 캐슈넛(cashew nut)박 분말 4 ~ 15 중량%, 코코아 껍질 분말 4 ~ 10 중량%를 혼합하여 고르게 교반하는 제1 공정과, 제1 공정을 통해 구해진 혼합물에 180℃ ~ 250℃의 온도를 가하면서 혼합물을 교반하여 용융된 합성수지 폐기물에 슬러지, 캐슈넛박, 코코아 껍질 분말이 고르게 분포되어지도록 하는 제2 공정과, 제2 공정을 통해 구해진 혼합 용융물을 성형하여 소망하는 형태의 연료로 성형하는 제3 공정을 통해 고형 연료를 구현할 수 있도록 한 것을 기술적 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서 제시하는 각종 합성수지 폐기물과 슬러지를 이용한 고형 연료의 제조방법에 의하면 간단한 장치를 이용하여 다양한 형태로 성형되는 고형 연료를 구할 수 있는 것으로, 본 발명에 의해 구현된 고형 연료는 폐기물로 처리되는 각종 생활 합성수지 폐기물 및 폐비닐과 하천 또는 댐 슬러지 등을 이용하므로 환경오염을 줄여줄 수 있을 뿐만 아니라 본 발명에 의해 제조된 고형 연료는 발화성이 좋고 발열량이 높아 열효율이 우수하며, 또한, 우수한 발화성 및 연소성을 발휘하기 때문에 연소과정에서 연료의 연소가 완전연소에 가깝게 이루어져 불완전연소에 따른 그을음 및 공해물질의 배출을 최소화할 수 있고, 높은 연소성으로 인해 회분율이 낮아 연소 후 남은 재를 용이하게 처리할 수 있고 2차 폐기물의 발생을 최소화시켜 줄 수 있는 등 본 발명은 그 기대되는 효과가 실로 유익하다.

본 발명은 혼합 및 용융, 성형 등과 같은 공정에 의해 연소가 가능한 합성수지 폐기물(폐비닐 및 각종 생활 합성수지 폐기물)과 슬러지를 함유한 고형 연료가 구현되도록 한 것인바, 본 발명의 바람직한 실시는 하기와 같이 이루어진다.

제1 공정 - 본 공정은 폐비닐과 슬러지가 함유된 혼합물을 구하기 위한 공정으로서, 미세하게 파쇄한 분말 상태의 합성수지 폐기물 50 ~ 82 중량%에 대하여 건조 및 파쇄된 하천 또는 댐 슬러지 10 ~ 25 중량%, 캐슈넛(cashew nut)박 분말 4 ~ 15 중량%, 코코아 껍질 분말 4 ~ 10 중량%를 교반수단에 투입하여 고르게 교반한다.

이때, 상기 슬러지는 중금속에 대한 처리(제거)가 이루어진 것을 사용하는데, 슬러지의 중금속 처리는 기왕에 사용되고 있는 물리ㆍ화학적 방법을 이용할 수 있다.

제2 공정 - 본 공정은 폐비닐과 슬러지 혼합물을 소망하는 형태로 성형가능하게 해주기 위한 공정으로서, 제1 공정을 통해 구해진 혼합물을 가열(용융)수단에 투입한 후 180 ~ 250℃의 온도를 가하면서 혼합물을 교반하여 용융된 폐비닐에 슬러지, 캐슈넛박, 코코아 껍질 분말이 고르게 분포한다.

제3 공정 - 본 공정은 용융된 폐비닐과 슬러지 혼합물을 성형하기 위한 공정으로서, 용융된 혼합물을 압출수단에 투입하여 압출시키면서 소망하는 형태로 성형한 후 건조시켜 고형 연료를 완성한다.

이상의 공정을 통해 제조된 고형 연료는 응고된 폐비닐에 슬러지 분말 및 캐슈넛박 분말과 코코아 껍질 분말이 고르게 분포된 것으로, 본 발명에 의해 구현된 고형 연료는 발화형 연료를 사용하는 각종 연소장치(발전장치, 난방장치 등)에 연소용 연료로 사용할 수 있는 것이다.

본 발명에 의해 구현된 고형 연료는 폐기물로 처리되는 폐비닐 및 각종 생활 합성수지 폐기물과 하천 또는 댐 슬러지 등을 이용하므로 환경오염을 줄여줄 수 있을 뿐만 아니라 발화성이 좋고 발열량이 높은 캐슈넛박과 코코아 껍질을 특정 첨가 조성물로 구성하여 열효율이 우수하며, 또한, 우수한 발화성으로 연소과정에서 연료의 연소가 완전연소에 가깝게 이루어져 불완전연소에 따른 그을음 및 공해물질의 배출을 최소화할 수 있다. 실질적으로 본 발명에 의해 구현된 고형 연료의 연소시에 6,500 ~ 7,500cal의 열량을 얻을 수 있었다.

그리고, 본 발명에 의해 구현된 고형 연료는 구성 성분인 캐슈넛박과 코코아 껍질의 높은 발화성과 연소성에 의해 합성수지 폐기물에 대한 완전연소가 이루어져 연소과정에서 합성수지 폐기물이 녹아내리는 용융현상에 따른 2차 폐기물의 발생을 방지할 수 있으며, 고형 연료를 사용하는 연소장치의 관리를 용이하게 할 수 있다.

본 발명에서 이용되는 캐슈넛박과 코코아 껍질은 자체 회분율이 낮을 뿐만 아니라 발화성과 발열량이 우수하여 폐비닐 및 슬러지의 연소성을 동반 향상시켜줄 수 있기 때문에 연소 후 남는 재의 양을 최소화시켜 줄 수 있어 연소재의 처리가 용이하다.

결국, 본 발명에 의해 구현된 고형 연료는 기왕에 폐기물로 처리되는 폐비닐 및 각종 생활 합성수지 폐기물과 하천 슬러지를 주원료로 이용하므로 환경오염의 방지에 일조할 수 있으며, 본 발명에 의해 구현된 고형 연료는 발열량이 우수한 연소용 연료로서 다양한 분야에서 활용할 수 있고, 본 발명에 의해 구현된 구형 연료는 연소과정에서 공해물질 및 그을음의 발생을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 연소재의 발생을 최소화시켜 2차 환경오염의 방지에도 일조할 수 있는 것이다.

Claims

미세하게 파쇄한 합성수지 폐기물 50 ~ 82 중량%에 대하여 건조 및 파쇄된 하천 또는 댐 슬러지 10 ~ 25 중량%, 캐슈넛(cashew nut)박 분말 4 ~ 15 중량%, 코코아 껍질 분말 4 ~ 10 중량%를 혼합하여 고르게 교반하는 제1 공정;
제1 공정을 통해 구해진 혼합물에 180 ~ 250℃의 온도를 가하면서 혼합물을 교반하여 용융된 합성수지 폐기물에 슬러지, 캐슈넛박, 코코아 껍질 분말이 고르게 분포되어 지도록 하는 제2 공정;
제2 공정을 통해 구해진 혼합 용융물을 성형하여 소망하는 형태의 연료로 성형하는 제3 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지 폐기물과 슬러지를 이용한 고형 연료의 제조방법.
제1항의 제조방법에 의해 제조된 것으로, 응고된 합성수지 폐기물에 슬러지 분말 및 캐슈넛박 분말과 코코아 껍질 분말이 분포된 고형 연료이며, 상기 고형 연료를 구성하는 조성물은 합성수지 폐기물 50 ~ 82 중량%에 대하여 건조 및 파쇄된 하천 또는 댐 슬러지 10 ~ 25 중량%, 캐슈넛(cashew nut)박 분말 4 ~ 15 중량%, 코코아 껍질 분말 4 ~ 10 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 고형 연료.