KR101708255B1 - 활성탄 제조방법 - Google Patents

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KR101708255B1
KR101708255B1 KR1020160106995A KR20160106995A KR101708255B1 KR 101708255 B1 KR101708255 B1 KR 101708255B1 KR 1020160106995 A KR1020160106995 A KR 1020160106995A KR 20160106995 A KR20160106995 A KR 20160106995A KR 101708255 B1 KR101708255 B1 KR 101708255B1
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Abstract

본 발명은 활성탄 제조과정에서 소요되는 에너지를 절감하면서 고품질의 활성탄이 획득될 수 있는 기존과 차별화된 기술사상의 활성탄 제조방법에 관한 것으로, 건조로(21)에서 건조된 원료를 공급받아 해당 원료의 수분 함량을 적정 수준으로 유도하기 위하여 탄화로(200)에 투입한 후, 원료의 건류 과정에서 기인하는 탄화로 여열을 탄화로(200)와 건조로(21) 사이에 연결 설치된 열이동라인(90)을 통해 건조로에 지속 공급함으로써 원료에 흡착된 오염물질 분리 추출 중 유발되는 탄화로의 연소 여열을 건조로에 순환 공급하여 원료의 건조용으로 활용되도록 하되, 위 건조로(21)는 내부 중심에서 일측으로 편심 배열된 교반부재(70) 및 내면에서 나선형으로 배열된 수개의 교반익(80)을 포함하며, 위 건조로(21)는 교반부재(70)와 교반익(80)의 회전 움직임으로 인해 해당 원료가 탄화로(200)에서 공급되는 여열과 작용하면서 수분 함유량 40%의 원료를 수분 함유량 10%로 건조되게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

활성탄 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR ACTIVATED CARBON}
본 발명은 활성탄 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 활성탄 제조과정에서 소요되는 에너지를 절감하면서 고품질의 활성탄이 획득될 수 있는 기존과 차별화된 기술사상의 활성탄 제조방법에 관한 것이다.
활성탄은 주로 야자껍질, 석탄 등을 원료로 하여 고온에서 소성 활성화시킨 특수 탄소로, 활성화 과정에서 분자 크기 정도의 미세세공이 잘 발달된 무정형 탄소의 집합체이다.
이러한 활성탄은 독가스를 제거하기 위한 방독면, 일반 산업시설에서 유해가스를 제거하기 위한 흡착장치, 원자력 시설에서 방사성 유기 요오드를 흡착 제거하기 위한 설비계통, 수질 오염 방지를 위한 관련 장치, 화학공업의 촉매, 공기 청정장치 등에 널리 이용되고 있으며, 일반 산업시설에서 발생하는 유해가스(SOx, NOx, CO2, H2S, 수은가스) 등을 제거하기 위해서는 원료 활성탄에 여러 금속염을 첨착하고, 금속염의 활성을 향상시키기 위해 화학 첨가물을 첨가하여 유해가스를 흡착반응에 의해서 제거한다.
한편, 활성탄 건조에 사용되는 기기로는 내열식 건조기, 외열식 건조기, 진공건조기, 유동층 건조기 또는 로터리 킬른 등이 사용되고 있으나, 이러한 기기는 고가(高價)일 뿐 아니라 에너지 사용량에 비하여 건조량이 극히 소량이어서 비경제적이라는 치명적인 문제점을 초래한다.
예컨대 활성탄 제조에 사용되는 기기로는 로터리 킬른(Rotary Kiln)과 다단로(多段爐) 등이 있는바, 이들 기기는 초기 예열시간이 2 - 4시간 정도 소요되어 에너지 소비가 극심할 뿐 아니라 점화(點火) 방식으로 제품을 생산함에 있어 적절한 온도에 이르기까지 24시간 이상의 가열시간이 필요하고, 이후 생산을 종료할 경우 소화(消火) 시에도 동일한 시간이 소요되므로 양질의 제품을 생산할 수 없는 등 생산성에 있어 치명적인 문제점이 초래된다. 또한, 열의 전달이 입자의 외부에서 내부로 전달됨에 따라 열에 의한 제품의 팽창과 로 내부 및 활성탄의 표면 마찰에 의한 입자 파손으로 손실이 많아지므로 생산 수율이 떨어지고 이로 인하여 생산 원가가 높아지는 단점이 있다.
이중 폐 활성탄을 건조하기 위한 로터리 킬른(Rotary Kiln)의 경우 종래에는 천편일률적으로 원통식 회전 구조로만 일관되어 원료와 열기가 분산 내지 분리된 상태에서 이동하는 타입에 국한되므로 건조 효율이 극히 저하되는 치명적인 폐단이 초래된다.
또한, 폐 활성탄을 탄화하기 위한 다단로(多段爐)의 경우 종래에는 천편일률적으로 낙하식 탄화 구조로만 일관되어 원료의 소량만이 취급되는 문제점이 있었으며, 특히 각 데크별로 온도 설정이 별도 제공되어야 하는 번거로움과 공정 후 남은 열원을 폐열로 소모하고 있는 등 에너지 효율적인 측면에서 크나큰 폐단이 초래되고 있다.
특허등록번호 제10-0911447호 특허등록번호 제10-0011269호 실용신안등록번호 제20-0182346호
본 발명은 위의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 건조로 내부에 공급되는 열원을 탄화로에서 유발되는 여열로 대체함으로써 열원의 재활용으로 인한 에너지 절감, 연료 절감 효과가 구현될 수 있는 활성탄 건조방법을 제공하는 것이 해결하고자 하는 과제이다.
아울러 본 발명은 기존 활성탄 제조방법을 적극 개선하여 1차 연소실에서 완전 연소가 이루어지지 않은 잔여 가스를 포집하여 2차 연소실을 통해 재차 연소되게 함으로써 가스의 완전 연소를 달성하고 이때 발생한 해당 여열을 건조로에 지속 공급할 수 있게 하는 것을 다른 해결 과제로 한다.
위의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서 제안하는 활성탄 제조방법의 구성은 다음과 같다.
위 활성탄 제조방법은 건조로(21)에서 건조된 원료를 공급받아 해당 원료의 수분 함량을 적정 수준으로 유도하기 위하여 탄화로(200)에 투입한 후, 원료의 건류 과정에서 기인하는 탄화로 여열을 탄화로(200)와 건조로(21) 사이에 연결 설치된 열이동라인(90)을 통해 건조로에 지속 공급함으로써 원료에 흡착된 오염물질 분리 추출 중 유발되는 탄화로의 연소 여열을 건조로에 순환 공급하여 원료의 건조용으로 활용되도록 하되, 위 건조로(21)는 내부 중심에서 일측으로 편심 배열된 교반부재(70) 및 내면에서 나선형으로 배열된 수개의 교반익(80)을 포함하며, 위 건조로(21)는 교반부재(70)와 교반익(80)의 회전 움직임으로 인해 해당 원료가 탄화로(200)에서 공급되는 여열과 작용하면서 수분 함유량 40%의 원료를 수분 함유량 10%로 건조되게 하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해 야자각 또는 석탄계의 탄소 성형 펠렛을 입고하여 검수하는 제1단계; 저장조에 원료를 투입하여 균일한 성상을 유지하기 위해 혼합한 후 건조로(21)에 정량 투입하는 제2단계; 건조로에서 건조 후 배출된 원료를 수직 이송 컨베이어를 통해 탄화로(200)로 공급하는 제3단계; 일정 온도로 유지되는 탄화로 내부 공간에서 원료의 건류가 실행되는 제4단계; 원료의 건류 과정에서 유발되는 탄화로 여열을 탄화로(200)와 건조로(21) 사이에 연결 설치된 열이동라인(90)을 통해 건조로(21)에 지속적으로 공급하는 제5단계; 원료에 대한 스팀 공급이 이루어져 흡입 및 활성화 유도됨에 따라 미세 다공성의 활성탄으로 형성되고 탄소 상태의 원료를 냉각수조(241)가 구비된 냉각부(240)에 의해 냉각시키는 제6단계; 진동선별기를 거치면서 입상의 활성탄과 분말상의 활성탄으로 구분 배출하여 포장 처리되는 제7단계;를 포함하여 이루어지되, 위 건조로(21)는 내부 중심에서 일측으로 편심 배열된 교반부재(70) 및 내면에서 나선형으로 배열된 수개의 교반익(80)을 포함하며, 위 건조로(21)는 교반부재(70)와 교반익(80)의 회전 움직임으로 인해 해당 원료가 탄화로(200)에서 공급되는 여열과 작용하면서 수분 함유량 40%의 원료를 수분 함유량 10%로 건조되게 하는 것을 특징으로 한다.
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여기서 위 교반부재(70)는 건조로 회전시 내면의 교반익(80)을 수단으로 상향 이동된 원료가 낙하하면서 서로 간섭되게 하되, 교반부재의 회전 움직임에 의해 건조로 내부 공간에 유입된 탄화로 여열이 와류되면서 여열의 분산 및 체류시간의 연장이 유도되게 하는 것을 포함한다.
한편, 위 탄화로(200)는 9개소의 데크로 이루어지되, 열원 공급부(221)에 의해 일정 온도로 유지되면서 건조로(21)로부터 공급되는 원료를 충만시켜 스크류로 일방향 가압하는 제1,2데크(211,212); 열원 공급부(221)에 의해 일정 온도로 유지되고, 제1,2데크의 스크류 속도 대비 증가된 회전 움직임을 갖는 스크류로 인해 제1,2데크로부터 공급되는 원료가 펼쳐지면서 고속 이동되는 제3,4,5,6,7데크(213,214,215,216,217); 제7데크로부터 공급되는 원료에 스팀을 공급하여 미세 다공성의 활성탄으로 형성하고 냉각수조(241)에 의해 냉각시키는 제8,,9데크;를 포함하고, 위 제3,4,5,6,7데크는 원료 건류시 발생하는 가스를 외부 공기와 접촉시켜 점화되게 하는 것을 포함한다.
또한, 위 탄화로(200)는 제3,4,5,6,7데크(213,214,215,216,217)에서 완전 연소가 이루어지지 않은 잔여 가스를 포집한 후 열원 공급부(251)에 의해 2차 연소되게 함으로써 해당 여열을 건조로(21)에 공급되게 하는 것을 포함한다.
위 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 기존과 차별화된 관련 구조 내지 구성에 기인한 제조방법을 제시하는바, 건조로 내부에 공급되는 열원을 탄화로에서 유발되는 여열로 대체함으로써 열원의 재활용으로 인한 에너지 절감, 연료 절감 효과를 발휘할 뿐만 아니라 건조로 내부에서 편심 회전하는 교반부재 및 건조로 내면에 일체화된 수개의 교반익으로 인해 원료와 열기를 적절히 분산 혼합시켜 작업 효율성이 제고되는 이점을 발휘한다.
또한, 본 발명에서는 다단으로 수평 배열된 데크에서 스크류에 의하여 원료의 균일한 공급이 실행될 뿐 아니라 이로 인해 기존 대비 다량의 원료를 취급할 수 있게 되고, 특히 각 데크 외부 영역인 연소실 내부에서 열기와 공기의 상호 접촉을 유도하여 흡착 오염물질의 연소 추출이 이루어질 수 있으므로 회분 발생량을 극히 저하되게 하는 등 효과적인 측면이 기대된다.
아울러 본 발명은 1차 연소실에서 완전 연소가 이루어지지 않은 잔여 가스를 포집하여 2차 연소실을 통해 재차 연소되게 함으로써 가스의 완전 연소를 달성하고 이때 발생한 해당 여열을 건조로에 지속 공급할 수 있으므로 에너지 절감, 연료 절감 등 크나큰 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 구성되는 활성탄 제조방법을 개략적으로 도시한 계통도.
도 2 내지 4는 본 발명의 요부인 건조로의 관련 구성을 도시한 개념도.
도 5는 본 발명의 다른 요부인 탄화로의 관련 구성을 도시한 개념도.
이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 활성탄 제조방법에 관하여 개시된다.
상세하게는 활성탄 제조과정에서 소요되는 에너지를 절감하면서 고품질의 활성탄이 획득될 수 있는 기존과 차별화된 기술사상의 활성탄 제조방법에 관련됨을 주지한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에서 제안하는 활성탄 제조방법은 건조로(21)에서 건조된 원료를 공급받아 해당 원료의 수분 함량을 적정 수준으로 유도하기 위하여 탄화로(200)에 투입한 후, 원료의 건류 과정에서 기인하는 탄화로 여열을 건조로에 지속 공급함으로써 원료에 흡착된 오염물질 분리 추출 중 유발되는 탄화로의 연소 여열을 건조로에 순환 공급하여 원료의 건조용으로 활용되게 하는 것을 주된 특징으로 한다.
이를 위해 본 발명은 소정의 건조로 및 탄화로를 포함할 수 있으며, 위 건조로는 탄화로의 여열로 간접 건조하는 방식을 채택함으로써 열원의 재활용이라는 장점이 부각되므로 에너지 절감과 함께 고품질의 활성탄 생산을 동시에 만족할 수 있는 현저히 차별화된 기술사상이다. 즉 회전식 건조로 내부에서 회전 움직임을 구현하는 또 다른 교반수단에 의해 열기 내지 공기의 와류를 유도함에 따라 원료의 혼합은 물론 열기 분산 및 체류시간의 증대 등 원료의 건조 효율성을 극대화하는 조건이 충족되게 한다.
또한, 위 탄화로는 폐 활성탄에 흡착된 오염물질을 분리 추출하여 미세 다공성의 활성탄을 수득하기 위하여 수반되고, 특히 다단으로 수평 배열된 데크에서 스크류에 의하여 원료의 균일한 공급이 실행됨은 물론 연소실 내부에서 열기와 공기의 상호 접촉을 유도하여 흡착 오염물질의 연소 추출이 이루어지되, 완전 연소가 이루어지지 않은 잔여 가스를 포집하여 재차 연소되게 함으로써 해당 여열을 건조로에 지속 공급할 수 있도록 구성된다. 관련 구성은 해당 도면과 함께 하기에서 상세 기술하기로 한다.
본 발명의 활성탄 제조방법은 야자각 또는 석탄계의 탄소 성형 펠렛을 입고하여 검수하는 제1단계; 저장조에 원료를 투입하여 균일한 성상을 유지하기 위해 혼합한 후 건조로(21)에 정량 투입하는 제2단계; 건조로에서 건조 후 배출된 원료를 수직 이송 컨베이어를 통해 탄화로(200)로 공급하는 제3단계; 일정 온도로 유지되는 탄화로 내부 공간에서 원료의 건류가 실행되는 제4단계; 원료의 건류 과정에서 유발되는 탄화로 여열을 건조로(21)에 지속적으로 공급하는 제5단계; 원료에 대한 스팀 공급이 이루어져 흡입 및 활성화 유도됨에 따라 미세 다공성의 활성탄으로 형성되고 탄소 상태의 원료를 냉각수조(241)가 구비된 냉각부(240)에 의해 냉각시키는 제6단계; 진동선별기를 거치면서 입상의 활성탄과 분말상의 활성탄으로 구분 배출하여 포장 처리되는 제7단계;로 이루어진다.
이를 각 단계로 구분하여 상세 기술한다.
[원료준비단계]
야자껍질 또는 석탄계의 탄소 성형 펠렛을 입고하고 검수하는 과정으로 이루어진다.
[원료투입단계]
저장조에 원료를 투입하여 균일한 성상을 유지하기 위해 혼합한 후 건조로(21)에 정량 투입하는 과정이다.
이때 원료의 정량 투입은 제품 품질에 결정적인 요소로 작용할 수 있으므로 도 1과 같이 제안된 정량공급기를 통해 정밀 정확하게 실시되어야 한다.
[건조단계]
정량공급기를 통해 정량으로 제공되는 원료를 적정 수준으로 건조하기 위하여 건조로에 투입하는 과정이다.
이때 건조로(21)는 내부 중심에서 일측으로 편심 배열된 교반부재(70) 및 내면에서 나선형으로 배열된 수개의 교반익(80)을 포함한다.
위 건조로(21)는 교반부재(70)와 교반익(80)의 회전 움직임으로 인해 해당 원료가 탄화로(200)에서 공급되는 여열과 작용하면서 수분 함유량 40%의 원료를 수분 함유량 10%로 건조되게 하는 것이 바람직하다.
[탄화단계]
건조로에서 건조 후 배출된 원료를 수직 이송 컨베이어를 통해 탄화로(200)로 공급하는 단계이다.
이때 일정 온도로 유지되는 탄화로 내부 공간에서 원료의 건류가 실행되는데, 원료에서 발생한 가스를 1차 연소실에서 연소시킨 다음, 도 1에서와 같이 잔여 가스를 탄화로(200) 내에서 1차 연소실의 상부에 마련된 재차 2차 연소실에서 완전 연소시킨다.
[탄화로 여열 공급단계]
탄화단계에서 획득되는 여열을 건조로(21)에 지속적으로 공급하는 단계로서, 도 1에서와 같이 상기 탄화로(200) 내의 2차 연소실에서 완전 연소된 여열을 2차 연소실과 건조로 사이에 연결 설치된 열이동라인(90)을 통해 공급 이동시키게 된다.
이를 통해 건조로에서 필요로 하는 열기는 별도 열원에 의하지 않고서 탄화과정에서의 여열로 대체될 수 있으므로 에너지 및 연료 절감에 기여한다.
[냉각단계]
탄화로 하부에 시설된 냉각부를 통해 해당 원료를 가공하는 과정으로 이루어진다.
위 단계에서는 원료에 대한 스팀 공급이 선행 실시되고 이에 따라 해당 원료가 이러한 스팀을 흡입하여 활성화됨으로써 미세 다공성의 활성탄으로 형성된다.
이후 탄소 상태의 원료를 냉각수조(241)가 구비된 냉각부(240)에 의해 냉각시킨다.
[포장단계]
진동선별기를 거치면서 입상의 활성탄과 분말상의 활성탄으로 구분 배출하여 포장 처리하는 단계를 포함한다.
도 2 내지 4는 본 발명에 적용되는 건조로(21)에 관한 기술사상을 도시한 것으로, 도면과 같이 위 교반부재(70)는 건조로 회전시 내면의 교반익(80)을 수단으로 상향 이동된 원료가 낙하하면서 서로 간섭되게 하되, 교반부재의 회전 움직임에 의해 건조로 내부 공간에 유입된 탄화로 여열이 와류되면서 여열의 분산 및 체류시간의 연장이 유도되게 하는 것을 포함한다.
이를 위해 본 발명의 교반부재(70)는 건조로(21)의 내부 중심에서 일측으로 치우쳐 편심 배치되게 하는 것을 포함하는바, 예컨대 위 교반부재(70)는 반 시계 방향으로 회전하는 건조로(21) 내부에서 우측으로 치우쳐 편심 배치됨에 따라 건조로 내면 중앙에 머물던 원료가 건조로 회전에 의해 우측 상향으로 이동 후 중력을 통해 낙하하면서 서로 간섭되게 한다.
위 교반부재(70)는 모터(M)에 의하여 회전 움직임이 허용됨에 따라 건조로(21) 내부로 공급되는 탄화로 여열의 와류를 유도하여 해당 여열이 건조로 내부 공간에서 분산되게 한다. 아울러 위 교반부재(70)는 건조로(21) 회전 속도 대비 자체 회전 움직임의 정도가 가변되게 하여 원료와의 간섭 내지 교반을 유도하면서 건조로 내부로 공급되는 탄화로 여열과 간섭됨에 따라 탄화로 여열의 체류시간이 연장되게 한다.
또한, 위 교반부재(70)는 건조로(21) 선단에서 후단에 이르는 경로를 횡단하여 양단이 베어링과 체결됨으로써 회전 움직임을 실행하되, 회전 방향 내지 회전 움직임 여부를 결정하는 모터(M); 모터와 결부되어 회전 움직임이 실행되고 건조로 내부 중심에서 어느 일측 방향으로 치우쳐 횡단 배치되는 주축(72); 주축 상에서 일정 구간마다 수개 끼움 결속되는 환형의 거치대(73); 각 거치대로부터 연직 방향으로 입설 배치되는 적어도 하나 이상의 입설바(74); 각 입설바에서 다단으로 구분하여 수평 방향 연장되는 환형의 연장바(75);로 구성될 수 있다.
그리고 위 교반익(80)은 건조로(21) 내면에서 나선형으로 연속 배열되어 원료의 이동을 유도하되, 건조로 내면을 기점으로 연직 상향하면서 건조로의 회전 방향에 대해 해당 단부가 절곡된 형상으로 이루어져 건조로 내면에 위치하는 원료의 간섭 및 상향 이동을 유도하는 것을 포함한다. 이러한 교반익(80)의 형상은 건조로 회전시 해당 내면에 머물던 원료가 건조로와 함께 상향 이동되게 유도하기 위함으로, 단부가 절곡된 형상의 교반익으로 인해 원료의 상당량이 제 위치에서 건조로 회전에 의해 교반부재(70) 상측에 해당하는 상향으로 이동될 수 있다.
한편, 위 탄화로(200)는 9개소의 데크로 이루어지되, 열원 공급부(221)에 의해 일정 온도로 유지되면서 건조로(21)로부터 공급되는 원료를 충만시켜 스크류로 일방향 가압하는 제1,2데크(211,212); 열원 공급부(221)에 의해 일정 온도로 유지되고, 제1,2데크의 스크류 속도 대비 증가된 회전 움직임을 갖는 스크류로 인해 제1,2데크로부터 공급되는 원료가 펼쳐지면서 고속 이동되는 제3,4,5,6,7데크(213,214,215,216,217); 제7데크로부터 공급되는 원료에 스팀을 공급하여 미세 다공성의 활성탄으로 형성하고 냉각수조(241)에 의해 냉각시키는 제8,,9데크;를 포함하고, 위 제3,4,5,6,7데크는 원료 건류시 발생하는 가스를 외부 공기와 접촉시켜 점화되게 하는 것을 포함한다.
특히 위 탄화로(200)는 제3,4,5,6,7데크(213,214,215,216,217)에서 완전 연소가 이루어지지 않은 잔여 가스를 포집한 후 열원 공급부(251)에 의해 2차 연소되게 함으로써 해당 여열을 건조로(21)에 공급되게 하는 것이 바람직하다.
이를 위해 위 활성탄 탄화로(200)는 폐 활성탄에 흡착된 오염물질을 분리 추출하여 미세 다공성의 활성탄을 수득하되, 수평 배열된 스크류에 의해 원료를 균일하게 투입시키는 공급부(210)와, 공급부로부터 유입되는 원료를 수평 배열된 스크류에 의해 다단으로 순차 이동되게 하면서 열원 공급부(221)를 통한 열기 및 공기와의 접촉으로 흡착 오염물질의 연소 추출이 이루어지는 연소부(220)를 포함하는 1차 연소실(230); 1차 연소실 하방에서 연계 형성되고 1차 연소실을 거친 원료가 스크류에 의해 이동되고 원료에 대한 스팀 공급이 이루어지면서 흡입 및 활성화 유도됨에 따라 미세 다공성의 활성탄으로 형성되며 탄소 상태의 원료를 냉각수조(241)에 의하여 냉각시키는 냉각부(240); 1차 연소실에서 완전 연소가 이루어지지 않은 잔여 가스를 포집하여 열원 공급부(251)에 의해 2차 연소할 수 있도록 1차 연소실 상방에서 연계 형성되는 2차 연소실(250);로 구성된다.
이때 위 제3,4,5,6,7데크(213,214,215,216,217)의 스크류 회전 속도는 제1,2데크 대비 2~4배 속도로 운용된다. 즉 제1,2데크에서 저속으로 이송되어 공급된 원료가 제3데크(213)로 진입할 경우 해당 제3데크 내면에서 넓게 펼쳐지게 되고 이로 인해 제3데크 내지 제7데크의 내부 공간으로 일정 공간이 확보되면서 건류가스가 발생한다.
이러한 건류가스는 해당 데크의 노즐(218)을 통해 밀집된 상태로 배출되면서 외부 공기와 만나 연소된다. 또한, 도면에 도시된 바와 같이 위 제3 내지 7데크는 각각 하부에 위치한 데크에서 발생하는 건류가스가 연소됨에 따라 서로 이웃하는 상부 데크를 가열하는 구조로 제공된다. 이러한 구조는 연소가 제한된 상태에서 실시되게 하기 위함으로, 고온의 데크 내부를 통해 원료가 이송되면서 건류가 초래되므로 탄소의 연소가 극히 적어 회분이 거의 발생하지 않는 이점을 발휘하고, 이로써 고품질의 활성탄을 생산할 수 있게 된다.
위 구성으로 이루어지는 본 발명의 활성탄 제조방법에 의하면, 기존과 차별화된 관련 구조 내지 구성에 기인한 제조방법을 제시하는바, 건조로 내부에 공급되는 열원을 탄화로에서 유발되는 여열로 대체함으로써 열원의 재활용으로 인한 에너지 절감, 연료 절감 효과를 발휘할 뿐만 아니라 건조로 내부에서 편심 회전하는 교반부재 및 건조로 내면에 일체화된 수개의 교반익으로 인해 원료와 열기를 적절히 분산 혼합시켜 작업 효율성이 제고되는 이점을 발휘한다.
또한, 본 발명에서는 다단으로 수평 배열된 데크에서 스크류에 의하여 원료의 균일한 공급이 실행될 뿐 아니라 이로 인해 기존 대비 다량의 원료를 취급할 수 있게 되고, 특히 각 데크 외부 영역인 연소실 내부에서 열기와 공기의 상호 접촉을 유도하여 흡착 오염물질의 연소 추출이 이루어질 수 있으므로 회분 발생량을 극히 저하되게 하는 등 효과적인 측면이 기대된다.
아울러 본 발명은 1차 연소실에서 완전 연소가 이루어지지 않은 잔여 가스를 포집하여 2차 연소실을 통해 재차 연소되게 함으로써 가스의 완전 연소를 달성하고 이때 발생한 해당 여열을 건조로에 지속 공급할 수 있으므로 에너지 절감, 연료 절감 등 크나큰 효과를 발휘한다.
21. 건조로
70. 교반부재
80. 교반익
200. 탄화로

Claims (6)

  1. 활성탄 제조방법에 있어서,
    건조로(21)에서 건조된 원료를 공급받아 해당 원료의 수분 함량을 적정 수준으로 유도하기 위하여 탄화로(200)에 투입한 후, 원료의 건류 과정에서 기인하는 탄화로 여열을 탄화로(200)와 건조로(21) 사이에 연결 설치된 열이동라인(90)을 통해 건조로에 지속 공급함으로써 원료에 흡착된 오염물질 분리 추출 중 유발되는 탄화로의 연소 여열을 건조로에 순환 공급하여 원료의 건조용으로 활용되도록 하되,
    위 건조로(21)는 내부 중심에서 일측으로 편심 배열된 교반부재(70) 및 내면에서 나선형으로 배열된 수개의 교반익(80)을 포함하며, 위 건조로(21)는 교반부재(70)와 교반익(80)의 회전 움직임으로 인해 해당 원료가 탄화로(200)에서 공급되는 여열과 작용하면서 수분 함유량 40%의 원료를 수분 함유량 10%로 건조되게 하는 것을 포함하는 활성탄 제조방법.
  2. 활성탄 제조방법에 있어서,
    야자각 또는 석탄계의 탄소 성형 펠렛을 입고하여 검수하는 제1단계; 저장조에 원료를 투입하여 균일한 성상을 유지하기 위해 혼합한 후 건조로(21)에 정량 투입하는 제2단계; 건조로에서 건조 후 배출된 원료를 수직 이송 컨베이어를 통해 탄화로(200)로 공급하는 제3단계; 일정 온도로 유지되는 탄화로 내부 공간에서 원료의 건류가 실행되는 제4단계; 원료의 건류 과정에서 유발되는 탄화로 여열을 탄화로(200)와 건조로(21) 사이에 연결 설치된 열이동라인(90)을 통해 건조로(21)에 지속적으로 공급하는 제5단계; 원료에 대한 스팀 공급이 이루어져 흡입 및 활성화 유도됨에 따라 미세 다공성의 활성탄으로 형성되고 탄소 상태의 원료를 냉각수조(241)가 구비된 냉각부(240)에 의해 냉각시키는 제6단계; 진동선별기를 거치면서 입상의 활성탄과 분말상의 활성탄으로 구분 배출하여 포장 처리되는 제7단계;를 포함하여 이루어지되,
    위 건조로(21)는 내부 중심에서 일측으로 편심 배열된 교반부재(70) 및 내면에서 나선형으로 배열된 수개의 교반익(80)을 포함하며, 위 건조로(21)는 교반부재(70)와 교반익(80)의 회전 움직임으로 인해 해당 원료가 탄화로(200)에서 공급되는 여열과 작용하면서 수분 함유량 40%의 원료를 수분 함유량 10%로 건조되게 하는 것을 특징으로 하는 활성탄 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    위 교반부재(70)는 건조로 회전시 내면의 교반익(80)을 수단으로 상향 이동된 원료가 낙하하면서 서로 간섭되게 하되, 교반부재의 회전 움직임에 의해 건조로 내부 공간에 유입된 탄화로 여열이 와류되면서 여열의 분산 및 체류시간의 연장이 유도되게 하는 것을 포함하는 활성탄 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    위 탄화로(200)는 9개소의 데크로 이루어지되,
    열원 공급부(221)에 의해 일정 온도로 유지되면서 건조로(21)로부터 공급되는 원료를 충만시켜 스크류로 일방향 가압하는 제1,2데크(211,212);
    열원 공급부(221)에 의해 일정 온도로 유지되고, 제1,2데크의 스크류 속도 대비 증가된 회전 움직임을 갖는 스크류로 인해 제1,2데크로부터 공급되는 원료가 펼쳐지면서 고속 이동되는 제3,4,5,6,7데크(213,214,215,216,217);
    제7데크로부터 공급되는 원료에 스팀을 공급하여 미세 다공성의 활성탄으로 형성하고 냉각수조(241)에 의해 냉각시키는 제8,,9데크;
    를 포함하고,
    위 제3,4,5,6,7데크는 원료 건류시 발생하는 가스를 외부 공기와 접촉시켜 점화되게 하는 것을 포함하는 활성탄 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    위 탄화로(200)는 제3,4,5,6,7데크(213,214,215,216,217)에서 완전 연소가 이루어지지 않은 잔여 가스를 포집한 후 열원 공급부(251)에 의해 2차 연소되게 함으로써 해당 여열을 건조로(21)에 공급되게 하는 것을 포함하는 활성탄 제조방법.
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