KR101820902B1 - 바텀애시를 포함하는 친환경 제설제 조성물 및 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 매립 바텀애시 및 건식 바텀애시로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 바텀애시를 제설용 잔골재로서 포함하는 친환경 제설제 조성물에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은 석탄 화력 발전소의 산업부산물로서 바다 또는 회 처리시설에 매립되는 바텀애시를 재활용하여 제설용 잔골재로서 사용함으로써, 폐기물 처리 비용이 절감되고, 환경 파괴의 문제점을 해결하며, 상기 바텀애시가 마찰제와 융설제 역할을 동시에 수행하여 제설효과와 경제성을 확보하게 되며, 바텀애시가 기존 모래보다 마찰열이 높아 초기 눈을 녹이는 효과를 극대화할 수 있으며, 성분도 약알칼리성(pH 9 내지 11)이므로 산성인 토양을 중성으로 변화시킬 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 바텀애시를 포함하는 친환경 제설제 조성물 및 제조 방법에 관한 것이다.
제설제는 도로, 주차장, 활주로, 계류장, 교량 등에 존재하는 눈 또는 얼음의 빙점을 강하시켜 눈 또는 얼음을 녹이거나 수분의 동결을 방지하기 위한 목적으로 사용되는 것으로서, 빙점을 강하시키는 염류에 콘크리트 내지 금속에 대한 내식성을 향상시키기 위한 부식방지제 등의 첨가제를 첨가하여 사용된다.
한편, 일반적인 제설제는 모래와 염화칼슘을 혼합하여 사용하거나, 모래에 소금과 염화칼슘을 혼합하여 사용한다. 이 중 염화칼슘과 소금은 화학적으로 빙점을 강하시키는 역할(융설제 역할)을 하며, 모래는 마찰계수를 증가시켜 초기 눈을 녹이는 역할(마찰제 역할)을 수행한다.
한편, 염화칼슘은 석회암에 염산을 가하고 농축·가열하여 얻는 백색의 결정으로서 어는점을 영하로 낮추어 얼음 상태의 눈을 순식간에 녹게 만들기 때문에 제설 효과가 크다. 그러나 염화칼슘은 광합성 작용을 막아 가로수를 말라죽게 하고, 부식성이 강해 보도와 차도 사의 경계 블록과 고가도로 방호벽을 마모시켜 환경과 도로 훼손 및 교통사고를 유발하는 문제점이 있다. 한편, 제설용 자연 모래는 과다 채취 시 환경 파괴의 우려가 있고, 채취에 따른 비용이 과다하게 발생하는 문제점이 있다.
한편, 우리나라의 화력발전 부산물 중 플라이애시(FA) 재활용률을 매우 높은 반면, 바텀애시(BA)는 대부분 바다에 매립되고 있는 실정이다. 오늘날 정부 차원에서 폐기물 매립 최소화 또는 제로(Zero)화 정책이 적극적 추진되고 있고, 환경에 대한 중요성도 날로 높아지고 있는 실정이므로, 바텀애시의 처리 및 폐기가 문제되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 산업폐기물인 바텀애시를 재활용하여 제설용 잔골재로 사용함으로써 염화물계 제설제의 과다 사용 및 자연 모래 채취에 따른 환경 파괴의 문제점을 해결할 수 있도록 마찰제와 융설제 역할을 동시에 수행함으로써 경제성까지 확보한 바텀애시(BA)를 포함하는 친환경 제설제 조성물을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에서는 매립 바텀애시 및 건식 바텀애시로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 바텀애시를 제설용 잔골재로서 포함하는 친환경 제설제 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일실시예에서, a) 매립 바텀애시 및 건식 바텀애시로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 바텀애시를 파쇄하는 단계; b) 파쇄된 바텀애시를 체가름하는 단계; c) 체가름 된 바텀애시의 입도를 측정 하는 단계; 및 d) 상기 입도 측정 후 선별된 잔골재를 수집하는 단계;를 포함하는 바텀애시 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은 석탄 화력 발전소의 산업부산물로서 바다 또는 회 처리시설에 매립되는 바텀애시를 재활용하여 제설용 잔골재로서 사용함으로써, 폐기물 처리 비용이 절감되고, 환경 파괴의 문제점을 해결하며, 상기 바텀애시가 마찰제와 융설제 역할을 동시에 수행하여 제설효과와 경제성을 확보하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물에 포함되는 바텀애시가 기존 모래보다 마찰열이 높아 초기 눈을 녹이는 효과를 극대화할 수 있으며, 성분도 약알칼리성(pH 9 내지 12)이므로 산성인 토양을 중성으로 변화시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 제설제 조성물로서 (A)는 모래(마찰제)와 염화칼슘(융설제)을 혼합한 조성물이고, (B)는 소금(마찰제/융설제)과 염화칼슘(융설제)의 혼합 조성물이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제설제 조성물을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 제설제 조성물을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 제설제 조성물을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 제설제 조성물을 나타낸 사진이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 제설제 조성물의 제설 특성을 실험하여 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제설제 조성물을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 제설제 조성물을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 제설제 조성물을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 제설제 조성물을 나타낸 사진이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 제설제 조성물의 제설 특성을 실험하여 나타낸 사진이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
한편, 본 발명의 청구항 및 상세한 설명을 비롯한 명세서 전반에서 사용되는 용어인 ‘매립 바텀애시’는 석탄화력발전 과정에서 발생하는 석탄회 중 저회를 바다에 매립한 것을 지칭하는 것으로 이해되어야 하며, 용어 ‘건식 바텀애시’는 석탄회 중 저회를 공기 등으로 서냉하여 골재화한 것을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 친환경 제설제 조성물은 매립 바텀애시 및 건식 바텀애시로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 바텀애시를 제설용 잔골재로서 포함하는 것일 수 있다.
상기 바텀애시(Bottom Ash, 이하 BA)는 화력발전의 산업부산물로서, 석탄 연소 후 발생되는 회(재)를 말하며, 그 중 보일러 하부에서 낙하되어 산출되는 큰 입자의 석탄회를 말한다. 구체적으로 상기 바텀애시는 소성로의 고온(약 1150 내지 1200℃)에서 소성되어 경량 특성, 단열성, 흡음성, 내열성 및 가공성 등의 특성을 가진다.
한편, 본 발명에서 사용되는 바텀애시는 다공성 구조를 가지며, pH 9 내지 11의 약알칼리성을 띤다. 이에 따라 상기 바텀애시가 제설용 잔골재로 사용되는 경우 산성인 토양을 중화시켜 작물 생장에 도움을 주거나 토양 산성화로 인한 환경오염을 방지하는 효과가 있다.
한편, 본 발명에서 사용되는 바텀애시는 자연 모래 대비 약 20% 이상 적은 비중을 가지며, 내부마찰각은 46.0 내지 55.0°의 범위 내에 있다. 바텀애시는 상기와 같은 비중 및 내부마찰각을 가지므로 전단강도가 매우 우수하여 효과적인 마찰을 가능케 하며, 이에 따라 제설을 위한 마찰제로서 초기 발열을 효과적으로 수행하게 된다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 상기 친환경 제설제 조성물은 바텀애시로서 매립 바텀애시를 포함하며, 상기 매립 바텀애시는 마찰제 및 융설제의 역할을 수행하는 것일 수 있다.
상기 매립 바텀애시는 다공성 구조의 바텀애시 내부에 해수가 침지됨으로써, 각종 염류가 포함된다. 이러한 염류는 융설제로서 역할을 수행할 수 있으므로, 상기 매립 바텀애시가 제설제 조성물에 포함되는 경우 염류로 사용되는 염화칼슘 및 소금의 사용량을 줄일 수 있게 되어 경제성 측면에서 유리하다. 결국, 친환경 제설제 조성물 내에서 상기 매립 바텀애시는 마찰제와 융설제의 역할을 동시에 수행한다.
한편, 본 발명의 일실시예에서 바텀애시는 파쇄되어 잔골재(모래) 형태로 사용된다. 잔골재(모래)로 사용되기 위해서는 시중에 통용되는 품질 기준을 만족시킬 필요가 있는데, 현재 콘크리트용 부순 모래 품질은 KS F 2502에 의하여 정해져 있으며, 아래 표와 같은 호칭치수를 만족하는 제품을 기준으로 한다. 본 발명의 일실시예에서 바텀애시는 제설용 잔골재로 활용되기 때문에 상기 기준과 동일하게 아래 표 1과 같은 품질 기준을 만족하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 상기 바텀애시는 매립 바텀애시와 건식 바텀애시가 3 : 7 내지 5 : 5 또는 7 : 3, 8 : 2, 9 : 1의 중량비로 혼합된 것일 수 있다. 한편, 상기 매립 바텀애시와 건식 바텀애시의 혼합비는 바텀애시의 수급 상황에 따라 적절히 조절될 수 있으나, 매립 바텀애시가 지나치게 적은 경우, 융설제로서 필요한 염류를 추가로 구비하여야 하므로 경제성 측면에서 불리할 수 있다. 따라서 상기 바텀애시는 상기 혼합 중량비 범위 내로 사용되는 것이 경제성 및 효과적인 제설 측면에서 바람직하다.
또한, 본 발명의 일실시예에서, 상기 바텀애시는 제설제 조성물 전체 중량을 기준으로 10 내지 100중량% 포함되는 것일 수 있다. 바텀애시가 제설제 조성물 전체 중량을 기준으로 10중량% 미만으로 포함되는 경우, 초기 마찰열 발생이 효과적이지 않아 제설 효과가 감소되는 문제점이 있다. 한편, 주택가 골목이나 시골의 농노와 같은 경우 마찰열을 통한 장기 제설 효과를 위해 100중량%로 사용될 수도 있다. 상기와 같이 바텀애시를 100중량%로 포함하는 제설제 조성물 사용 시 염화물계 제설제의 과다 사용 및 자연 모래 채취에 의한 환경오염 방지와 경제성 측면에서 유리하다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 친환경 제설제 조성물은 바텀애시 이외에 동결방지제(융설제)로서 염류를 더 포함할 수 있다.
한편, 동결방지제(융설제)로서 사용되는 염류는 도로, 주차장, 활주로, 계류장, 교량 등에 존재하는 눈 또는 얼음의 빙점을 화학적으로 강하시켜 눈 또는 얼음을 녹이거나 수분의 동결을 방지하는 역할을 직접적으로 수행하는 것이다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 동결방지제(융설제)는 소금, 염화칼슘, 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화칼륨, 염화암모늄, 요소, 무기염류 및 글리콜계 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 제설제 조성물에 있어서 기온 조건에 따라 염류로 사용되는 물질을 달리할 수 있다. 예를 들어 기온이 -5℃ 이상인 경우 소금과 염화칼슘의 혼합 조성물을 염류로 사용할 수 있으며, 기온이 -5℃ 미만인 경우 염화칼슘만을 염류로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 상기 동결방지제(융설제)로서 염류는 제설제 조성물 전체 중량을 기준으로 5 내지 50중량%로 포함되는 것일 수 있다. 상기 염류가 제설제 조성물 전체 중량을 기준으로 5중량% 미만으로 포함되는 경우, 충분한 제설 효과를 기대하기 어려운 문제점이 있고, 50중량%를 초과하여 포함되는 경우, 제설제가 살포되는 구조물, 포장, 식물, 토양, 표면수 및 지하수 등에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며, 염화칼슘의 수입 비중이 높다는 점에서 볼 때 경제성도 문제될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 상기 친환경 제설제 조성물은 탈황석고 및 열병합애시 중 선택되는 1종 이상의 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 탈황석고와 열병합애시는 무기계 재료로서 친환경 제설제에 있어서 발열제 역할을 수행하는 것이며, 산업부산물로 얻어진 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 탈황석고는 열병합발전소 또는 정유정제공장의 탈황 과정에서 부산물로 발생하는 석고물질일 수 있으며, 상기 열병합애시는 열병합발전소에서 발생하는 석탄회일 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서 상기 탈황석고와 열병합애시는 바텀애시와 사전 혼합을 통해 제설제로 제조되고, 대상에 살포되는 경우 초기 눈 또는 얼음과 만나 높은 열을 발생시키게 됨으로써, 결빙 부분을 물로 환원하게 하는 역할을 수행한다.
한편 본 발명에서 탈황석고는 밀도가 2.7 내지 3.2 범위이고, 전체 중량 중 산화칼슘(CaO)을 50 내지 70%, 염소(Cl)를 0.8 내지 1.3%, 이산화규소(SiO2)를 2 내지 4%로 포함하는 무기질 재료일 수 있다. 한편, 본 발명에서 열병합애시는 밀도가 2.7 내지 3.1 범위이고, 전제 중량 중 산화칼슘(CaO)을 35 내지 45%, 염소(Cl)를 0.1 내지 0.5%, 이산화규소(SiO2)를 15 내지 25%로 포함하는 무기질 재료일 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 상기 탈황석고 및 열병합애시 중 선택되는 1종 이상의 물질은 친환경 제설제 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20중량%, 바람직하게는 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 탈황석고 및 열병합애시로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 물질이 제설제 조성물 전체 중량을 기준으로 1중량% 미만으로 포함되는 경우, 초기 발열 특성을 발현시키기 어려운 문제점이 있고, 20중량%를 초과하여 포함되는 경우 제설제 살포 시 분진이 과다하게 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 상기 친환경 제설제 조성물은 부식억제제를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 상기 부식억제제는 인산칼륨(K2HPO4)과 같은 인산염, 규산나트륨(Na2SiF6)과 같은 규산염, 아질산나트륨(NaNO2) 또는 아질산칼슘(Ca(NO2)2)과 같은 아질산염, 질산나트륨(NaNO3)과 같은 질산염, 아세트산나트륨(CH3COONa)과 같은 유기 염류 중에서 선택될 수 있으며, 특히 아질산염이 부식억제 측면에서 효과가 우수하다.
한편, 상기 부식억제제는 친환경 제설제 조성물 전체 중량을 기준으로 0.3 내지 3 중량% 로 포함될 수 있다. 상기 부식억제제가 제설제 조성물 전체 중량을 기준으로 0.3중량% 미만으로 포함되는 경우, 부식억제제로써 성능 발현이 안 될 수 있는 문제점이 있고, 3중량%를 초과하여 포함되는 경우 기존 사용되는 일반적인 친환경 제설제 보다 가격 인상 문제가 있어 보편적으로 사용할 수 없는 문제점이 있을 수 있다.
이상으로 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물은 석탄 화력 발전소의 산업부산물로서 바다 또는 회 처리시설에 매립되는 바텀애시를 재활용하여 제설용 잔골재로서 사용함으로써, 폐기물 처리 비용이 절감되고, 환경 파괴의 문제점을 해결하며, 상기 바텀애시가 마찰제와 융설제 역할을 동시에 수행하여 제설효과와 경제성을 확보하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 제설제 조성물에 포함되는 바텀애시가 기존 모래보다 마찰열이 높아 초기 눈을 녹이는 효과를 극대화할 수 있으며, 성분도 약알칼리성(pH 9 내지 11)이므로 산성인 토양을 중성으로 변화시킬 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
매립 바텀애시의 경우는 국내 대표 화력발전 단지인 충남 보령시와 태안군에 위치한(보령화력/태안화력) 발전소에서 산업부산물로서 발생하여 바다에 매립된 바텀애시 100 kg을 입수하였으며, 건식 바텀애시의 경우는 충남 보령시의 보령화력 발전소에서 발생하는 건식 바텀애시 생산 공정에서 100kg을 입수하였다. 이를 본 발명의 방법에 따라 크라샤(핀몰 사용도 가능)를 이용하여 5㎜ 이하로 파쇄하고, 체가름 시험기 및 진동 스크린을 이용하여 체가름 하였다. 상기 체가름 과정 후 바텀애시를 입도 조정을 위해 혼합 설비 믹서기에 투입하였고, KS 입도 기준을 만족하는지 확인하였으며, 2번의 반복 실험 결과는 아래의 표와 같다.
| 체의 호칭치수 (㎜) |
10 | 5 | 2.5 | 1.2 | 0.6 | 0.3 | 0.15 |
| KS 기준 통과율(%) | 100 | 100~90 | 100~80 | 90~50 | 65~25 | 35~10 | 15~2 |
| 제조 1 | 100 | 95 | 88 | 70 | 55 | 30 | 10 |
| 제조 2 | 100 | 92 | 85 | 60 | 50 | 25 | 10 |
상기 표 2에 나타난 바와 같이 본 발명의 제조방법(제조 1 및 제조 2)에 따라 바텀애시를 제설용 잔골재로서 제조하는 경우 KS 입도 기준을 만족하게 된다.
실시예 1 내지 6
상기 제조 1에 따라 얻어진 제설용 바텀애시 잔골재를 염화칼슘, 소금, 탈황석고 및 열병합애쉬 등과 적정 중량 비율로 프리믹싱 하여 친환경 제설제 조성물을 제조하였다. 구체적인 혼합 중량%는 다음 표 3과 같다.
| 구분 | 바텀애시 잔골재 (단위: 중량%) |
염화칼슘 (단위: 중량%) |
소금 (단위: 중량%) |
탈황석고 (단위: 중량%) |
열병합애시 (단위: 중량%) |
| 실시예 1 | 70 | 30 | |||
| 실시예 2 | 60 | 30 | 10 | ||
| 실시예 3 | 50 | 30 | 10 | 10 | |
| 실시예 4 | 40 | 20 | 20 | 20 | |
| 실시예 5 | 50 | 30 | 10 | 10 | |
| 실시예 6 | 40 | 20 | 20 | 20 |
비교예 1 및 2
상기 실시예들과는 달리 자연모래와 소금 및 염화칼슘을 종래의 기술에 따라 적정 중량비로 혼합하여 제설제 조성물을 제조하였다. 구체적인 중량비는 아래의 표 4와 같다. 자연모래와 염화칼슘을 혼합한 제설제의 경우 가장 보편적으로 사용되는 제설제의 사례라 할 수 있다. 또한 염화칼슘과 소금이 사용되는 비교예의 경우 도로공사 등에서 제설효과를 극대화하기 위해 염화칼슘을 융설제로 소금을 마찰제 겸 융설제로 사용하는 사례의 배합을 검토해 보았으며, 현재 고가의 염화칼슘 사용량을 줄이기 위해 소금과 병행하는 제절제 배합이 많이 사용되고 있다.
| 구분 | 자연 모래(단위: 중량%) | 염화칼슘(단위: 중량%) | 소금(단위: 중량%) |
| 비교예 1 | 70 | 30 | |
| 비교예 2 | 30 | 70 |
실험 1
상기 실시예 및 비교예에 따른 제설제의 재료적 특성을 평가하기 위하여 밀도 분석기를 이용하여 밀도를 측정하였으며, 형광X선 분석기를 통해 XRF 분석을 통해 각 제설제의 화학적 성능을 측정하였다.
| 구분 | 밀도 | 화학분석(XRF 분석) | |||||||||
| Na2O | MgO | Al2O3 | SiO2 | SO3 | Cl | K2O | CaO | Fe2O3 | SrO | ||
| 비교예 1 | 2.37 | 2.24 | 0.47 | 4.63 | 32.80 | 0.19 | 28.61 | 3.59 | 25.21 | 2.01 | 0.13 |
| 비교예 2 | 2.01 | 12.45 | 3.73 | 0.37 | 1.26 | 51.78 | 0.97 | 28.83 | 0.17 | 0.10 | |
| 실시예 1 | 2.20 | 2.06 | 0.73 | 8.07 | 25.48 | 0.07 | 23.92 | 0.74 | 20.61 | 15.84 | 0.30 |
| 실시예 2 | 2.30 | 9.71 | 0.80 | 6.86 | 22.35 | 0.41 | 27.37 | 0.78 | 18.59 | 11.43 | 0.20 |
| 실시예 3 | 2.23 | 9.30 | 0.72 | 5.12 | 15.54 | 3.21 | 27.89 | 0.70 | 25.85 | 10.01 | 0.19 |
| 실시예 4 | 2.40 | 6.96 | 2.39 | 6.45 | 16.9 | 1.89 | 26.3 | 0.76 | 28.3 | 8.87 | 0.16 |
| 실시예 5 | 2.77 | 10.1 | 1.28 | 4.55 | 12.2 | 8.37 | 24.6 | 0.63 | 31.0 | 6.26 | 0.13 |
| 실시예 6 | 2.87 | 9.95 | 4.31 | 17.9 | 17.9 | 3.63 | 16.5 | 0.91 | 27.8 | 9.91 | 0.14 |
상기 표 5를 참조하면, 성분이 유사한 비교예 1과 실시예 1 내지 6은 화학적으로 유사한 특성을 가질 것으로 예측된다. 한편, 비교예 1의 경우 자연모래와 소금이 7 : 3 중량비로 혼합된 상태로서, 소금 성분을 확인할 수 있는 염소(Cl) 함량이 28% 정도이다. 한편, 실시예 1 내지 6의 경우 소금의 중량이 10 내지 20 중량% 범위임에도 불구하고, 특히 실시예 2 및 3의 경우 염소(Cl) 함량이 27% 이상인 것을 확인할 수 있다.
결국, 상기 표 5의 결과를 참조하면 본 발명에 따른 실시예의 경우 매립 바텀애시 내에 염류를 포함하기 때문에, 별도의 소금을 사용하지 않더라도 소금을 사용한 제설제와 거의 유사한 제설 효과를 나타낼 수 있을 것이 예측된다.
실험 2
다음으로, 상기 실시예 및 비교예에 따른 제설제의 제설 성능을 확인하고자 발열 특성 중 최고 발열 온도와 최고 발열 온도까지 진행된 시간을 구체적인 실험을 통하여 확인하였다. 상기 실험은 제설제의 성능 평가를 위하여 이번에 고안한 것으로 바이오메탈 온도계와 초시계를 융합하여 자동으로 측정되는 장치를 개발하여 보통 실험실 조건인 20℃ 상태에서 일반적인 물(20℃)과 차가운 물(5℃)에 각 제설제 조성물을 혼합한 후 시간 변화에 따라 그 반응 변화를 측정한 것이다.
| 구분 | 발열(20초 간격) | |
| 20℃ 물 | 5℃ 물 | |
| 비교예 1 | 1. 시작: 22.75 2. 최고온도: 23.72 (1분20초) 3. 온도차 : 0.97 |
1. 시작: 17.56 2. 최고온도: 19.27 (37분) 3. 온도차 : 1.71 |
| 비교예 2 | 1. 시작: 20.80 2. 최고온도: 22.99 (1분 40초) 3. 온도차 : 2.19 |
1. 시작: 15.18 2. 최고온도: 19.16 (36분 40초) 3. 온도차 : 3.98 |
| 실시예 1 | 1. 시작: 22.37 2. 최고온도: 25.98 (1분20초) 3. 온도차 : 3.61 |
1. 시작: 17.24 2. 최고온도: 20.94 (1분) 3. 온도차 : 3.70 |
| 실시예 2 | 1. 시작: 23.17 2. 최고온도: 25.82 (40초) 3. 온도차 : 2.65 |
1. 시작: 15.89 2. 최고온도: 19.71 (1분 20초) 3. 온도차 : 3.82 |
| 실시예 3 | 1. 시작: 20.31 2. 최고온도: 25.22 (2분) 3. 온도차 : 4.91 |
1. 시작: 18.71 2. 최고온도: 22.54 (3분) 3. 온도차 : 3.83 |
| 실시예 4 | 1. 시작: 19.94 2. 최고온도: 24.04 (19분) 3. 온도차 : 4.10 |
1. 시작: 18.50 2. 최고온도: 22.54 (16분) 3. 온도차 : 4.04 |
| 실시예 5 | 1. 시작: 19.59 2. 최고온도: 25.83 (2분40초) 3. 온도차 : 6.24 |
1. 시작: 18.55 2. 최고온도: 23.55 (5분20초) 3. 온도차 : 5.00 |
| 실시예 6 | 1. 시작: 20.03 2. 최고온도: 25.40 (19분) 3. 온도차 : 5.37 |
1. 시작: 18.67 2. 최고온도: 23.78 (13분 20초) 3. 온도차 : 5.11 |
상기 표 6의 결과를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 4 내지 6에 따른 제설제 조성물의 경우, 비교예 1 내지 2 대비 발열 특성이 더욱 좋은 것을 확인할 수 있다.
실험 3
최종적으로 본 발명 실시예에 따른 친환경 제설제의 최종 성능을 확인하기 위하여 500*500㎝ 면적의 눈밭에 상기 실시예 및 비교예에 따른 제설제를 포설하고 (초기 30분 간격, 3시간 후 1시간 간격, 최종 1일 경과 후를 관찰) 시간 경과 후 실제 눈이 녹았는지 여부를 살펴보았다(도 6 및 도 7 참조).
도 6을 참조하면, 모래와 소금을 혼합하여 사용한 비교예 1의 경우 눈이 완전히 녹지 않아 가장 제설 효과가 낮은 것으로 확인되었으며, 본 발명의 실시예에 따른 제설제 조성물의 경우 비교예 2의 제설제 조성물과 동등 또는 그 이상의 제설 성능을 나타내는 것으로 확인되었다.
특히, 도 7을 참조하면, 비교예 1은 자체적으로 눈을 녹이는 효과가 매우 낮은 것으로 확인되었으며, 비교예 2의 경우 눈을 녹여 물로 만들기는 하나, 미반응 염화칼슘이 남아 있고, 상기 미반응 염화칼슘은 토양 오염 및 구조물 부식 등 문제를 일으킬 수 있는 여지가 있어 바람직하지 않다. 반면, 본 발명 실시예 1에 따른 친환경 제설제 조성물의 경우 넓은 범위에서 고루 반응하여 눈이 완전히 녹은 것을 확인할 수 있었으며, 제설제 조성물이 잔류하지 않으므로 환경오염 등의 우려도 없다.
Claims (11)
- 매립 바텀애시 및 건식 바텀애시; 염류; 탈황석고; 및 열병합애시를 포함하는 친환경 제설제 조성물로서,
상기 바텀애시는 다공성 구조를 가지며, pH 9 내지 11의 약알칼리성을 띠고,
내부마찰각이 46.0 내지 55.0°이며, 제설용 잔골재로서 마찰제 및 융설제 역할을 동시에 수행하는 친환경 제설제 조성물. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 바텀애시는 매립 바텀애시와 건식 바텀애시가 3 : 7 내지 5:5 또는 7 : 3, 8 : 2, 9 : 1의 중량비로 혼합된 것인 친환경 제설제 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 바텀애시는 제설제 조성물 전체 중량 기준 10 내지 100중량%로 포함되는 친환경 제설제 조성물. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 염류는 염화칼슘, 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화칼륨, 염화암모늄, 요소 및 글리콜계 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 친환경 제설제 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 염류는 제설제 조성물 전체 중량 기준 5 내지 50중량%로 포함되는 친환경 제설제 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 제설제 조성물은 탈황석고 및 열병합애시로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 물질을 제설제 조성물 전체 중량 기준 1 내지 20중량%로 포함하는 친환경 제설제 조성물. - 제 1 항의 바텀애시 제조방법으로서,
a) 매립 바텀애시 및 건식 바텀애시로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 바텀애시를 파쇄하는 단계;
b) 파쇄된 바텀애시를 체가름하는 단계;
c) 체가름 된 바텀애시의 입도를 측정하고, 다공성 구조를 가지며, pH 9 내지 11의 약알칼리성을 띠고, 내부마찰각이 46.0 내지 55.0°인 것을 선별하는 단계; 및
d) 상기 입도 측정 후 선별된 잔골재를 수집하는 단계;
e) 선별된 잔골재를 요구하는 입도의 잔골재를 각각 투입하여 혼합하는 단계;를 포함하는 바텀애시 제조방법.
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| KR1020160070004A KR101820902B1 (ko) | 2016-06-07 | 2016-06-07 | 바텀애시를 포함하는 친환경 제설제 조성물 및 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020160070004A KR101820902B1 (ko) | 2016-06-07 | 2016-06-07 | 바텀애시를 포함하는 친환경 제설제 조성물 및 제조 방법 |
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Family
ID=60922885
Family Applications (1)
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| KR1020160070004A KR101820902B1 (ko) | 2016-06-07 | 2016-06-07 | 바텀애시를 포함하는 친환경 제설제 조성물 및 제조 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR102331845B1 (ko) * | 2020-07-08 | 2021-11-29 | 에코랩스 주식회사 | 화력발전소에서 배출되는 바텀애쉬의 재활용방법 |
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| RU2758267C1 (ru) * | 2021-04-16 | 2021-10-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") | Способ повышения равномерности таяния снега и достижения физической спелости почвы на поле |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR101032041B1 (ko) * | 2010-10-26 | 2011-05-02 | 김은령 | 바텀애쉬 골재를 이용한 도로포장재 |
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2016
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Patent Citations (2)
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