KR101964623B1 - Apparatus for continuous extraction of mineral from biomass - Google Patents

Apparatus for continuous extraction of mineral from biomass Download PDF

Info

Publication number
KR101964623B1
KR101964623B1 KR1020180075544A KR20180075544A KR101964623B1 KR 101964623 B1 KR101964623 B1 KR 101964623B1 KR 1020180075544 A KR1020180075544 A KR 1020180075544A KR 20180075544 A KR20180075544 A KR 20180075544A KR 101964623 B1 KR101964623 B1 KR 101964623B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
biomass
component extraction
screw
mineral component
extraction device
Prior art date
Application number
KR1020180075544A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박세준
박준수
송현준
김성태
박기완
박진희
Original Assignee
동원중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동원중공업 주식회사 filed Critical 동원중공업 주식회사
Priority to KR1020180075544A priority Critical patent/KR101964623B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101964623B1 publication Critical patent/KR101964623B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/04Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
    • B01F15/00538
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/114Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F35/32Driving arrangements
    • B01F35/32005Type of drive
    • B01F35/3204Motor driven, i.e. by means of an electric or IC motor
    • B01F7/00391
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/08Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal with moving catalysts
    • C10G1/086Characterised by the catalyst used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1011Biomass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

The present invention relates to a continuous biomass mineral component extraction apparatus. The present invention relates to a continuous biomass mineral component extraction apparatus, which comprises: a raw material inlet port through which biomass is introduced; a catalytic water inlet port through which catalytic water is introduced; a reactor main body through which biomass and catalytic water are introduced to extract mineral components of the biomass; a mixing screw rotationally disposed inside the reactor main body and stirring the biomass and the catalytic water to be uniformly mixed; a biomass discharge port for discharging the biomass from which the mineral components are removed; and a catalytic water discharge port. The mixing screw comprises: a rotating shaft rotating by the power of a motor; a screw shaft having a plurality of pipe-shaped angle frames connected to be spaced apart at regular intervals about the rotating shaft, and having a structure arranged in an annular shape; a variable rigid body in a form of a net surrounding an outer circumferential surface of the screw shaft; and a screw blade installed in a spiral form along the outer circumferential surface of the screw shaft; and a bucket fixed to a rear end of the angle frame.

Description

연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치 {Apparatus for continuous extraction of mineral from biomass}Apparatus for continuous extraction of mineral from biomass}

본원 발명은 바이오매스 내 미네랄 성분을 추출하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바이오매스와 촉매수가 유입되어 바이오매스의 미네랄 성분이 추출되는 반응기 본체 및 상기 반응기 본체 내부에 회전 가능하게 배치되고, 상기 바이오매스와 촉매수가 균일하게 혼합되도록 교반시키는 혼합 스크류를 포함하는 바이오매스 내 미네랄 성분을 추출하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for extracting the mineral component in the biomass, and more particularly, it is disposed rotatably inside the reactor body and the reactor body in which the biomass and the catalyst water is introduced to extract the mineral component of the biomass, The present invention relates to an apparatus for extracting mineral components in biomass including a mixing screw for stirring to uniformly mix the biomass and the catalyst water.

이산화탄소 발생량이 가장 많은 요인이며 지구 온난화 문제에 경쟁력이 취약한 에너지원이 화석연료에 기반한 에너지원이다. 따라서 현재 에너지원으로서 세계적으로 이슈화 되고 있는 것 중에 신재생 에너지의 이용 및 보급을 들 수 있으며, 이는 기존의 석유, 석탄 등 화석연료에 비하여 이산화탄소의 배출이 저감되어 지구온난화 및 기후변화에 대응할 수 있는 에너지원이기 때문이다. Energy sources that generate the most carbon dioxide and are inadequate for global warming are energy sources based on fossil fuels. Therefore, among the issues currently being issued globally as energy sources, the use and dissemination of new and renewable energy is possible, which reduces carbon dioxide emissions compared to conventional fossil fuels such as petroleum and coal, which can cope with global warming and climate change. Because it is an energy source.

국내에서는 화석연료의 고갈과 더불어 국제조약인 기후변화협약 대응에 따른 온실가스 감축이 대두되면서 일정규모(500MW) 이상의 발전설비(신재생에너지 설비는 제외)를 보유한 발전사업자(공급의무자)에게 총 발전량의 일정비율 이상을 신재생에너지를 이용하여 공급하도록 의무화한 신재생 에너지공급의무화제도(Renewable Portfolio Standard; RPS)가 도입되었으며 이런 의무공급량 미이행분에 대해서는 공급인증서 평균거래가격의 150% 이내에서 불이행사유, 불이행 횟수 등을 고려하여 과징금을 부과할 수 있도록 법제화하였다. With the depletion of fossil fuels and the reduction of greenhouse gases in response to the international agreement on climate change, the total amount of power generated by power generation companies (duties of supply mandates) with power generation facilities (excluding renewable energy facilities) of more than 500MW. Renewable Portfolio Standard (RPS) was introduced, which mandates the supply of more than a certain ratio of renewable energy by using renewable energy. Reasons for non-compliance within 150% of the average transaction price of the supply certificate for such non-compliance The government has enacted a law to impose penalties, taking into account the number of non-compliances.

이에 따라 신재생에너지를 공급하여 인정받기 위하여 발전사업자가 신재생에너지 설비를 이용하여 전기를 생산 및 공급하였음을 증명하는 인증서로 공급의무자는 의무공급량을 신재생에너지 공급인증서를 구매하여 충당할 수 있는 것으로 공급인증서 발급대상 설비에서 공급된 MWh기준의 신재생에너지 전력량에 대해 가중치를 곱하여 부여하는 신재생에너지 공급인증서(REC, Renewable Energy Certificate)를 실시하고 있고 신재생에너지 원별 가중치는 환경, 기술개발 및 산업활성화에 미치는 영향, 발전원가, 부존 잠재량, 온실가스 배출저감에 미치는 효과 등을 고려하여 정부가 재정하고 3년마다 재검토하고 있다. Accordingly, in order to supply and receive renewable energy, the certificate of proof that the power generation company produced and supplied electricity by using renewable energy equipment is required to supply the mandatory supply with the renewable energy supply certificate. Renewable Energy Certificate (REC) is given to multiply the weight of renewable energy based on MWh supplied from the equipment subject to the supply certificate.The weight of each renewable energy is based on environment, technology development and It is reviewed every three years by the government in consideration of the effects on industrial revitalization, power generation costs, potential savings, and the effect on greenhouse gas emission reduction.

대규모 석탄화력 발전사에서는 이러한 신재생에너지 공급의무 비중을 달성하기 위하여 석탄의 이산화탄소 발생을 감축시키는 발전 플랜트 연계 및 개선방안으로 석탄 가스화 복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle; IGCC), 초초임계압 (UltraSupercritical, USC)기술, CO2 포집 및 저장기술 등의 청정 석탄 기술(Clean Coal Technology, CCT), 및 바이오매스(bio-mass) 혼소 등을 시도하고 있으나 근본적인 문제해결에는 개선 극복해야 할 부분이 다수 존재하고 있는 실정이다.Large-scale coal-fired power plants have integrated integrated gasification combined cycle (IGCC) and ultra-supercritical pressure (IGCC) as a linkage and improvement plan for power plants that reduce CO2 emissions from coal to achieve the share of renewable energy supply. Technology, Clean Coal Technology (CCT) such as CO 2 capture and storage technology, and bio-mass mixing, etc., but there are many areas that need to be overcome to solve the fundamental problem. It is true.

특히, 바이오매스 혼소의 경우에는 석탄에 비하여 상대적으로 낮은 발열량의 바이오매스를 연소함에 따라 발전효율이 저하된다는 문제점을 안고 있다.In particular, in the case of biomass mixing, there is a problem in that power generation efficiency is lowered as the biomass of a relatively low calorific value is burned compared to coal.

혼소를 위해 투입되는 바이오매스와 석탄의 연소특성이 상이하여 석탄을 대상원료로 설계된 기존 발전 설비 내에서 다단연소가 발생하여 설비 운전에 문제점을 발생시킨다. The combustion characteristics of biomass and coal input for intermixing are different, causing multi-stage combustion in the existing power plant designed with coal as a target material, causing problems in the operation of the facility.

또한, 바이오매스 내에 포함된 금속성분을 포함하는 무기질 성분에 의한 클링커나 파울링이 발생하는 문제점도 안고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 선행 연구에서는 석탄에 오일계 바이오매스를 혼합시킨 연료를 적용하는 기술이 개발되었다. 이처럼 단순히 석탄과 오일계 바이오매스를 혼합시킨 연료의 경우, 석탄의 표면이 대체로 오일로 코팅되거나 기공 안으로 오일이 일부 함침하게 된다. 하지만 오일 자체의 낮은 표면장력과 오일계 바이오매스와 석탄 표면의 결합력이 부족하여, 석탄과 바이오매스는 각각 기존의 연소 특성을 유지하므로 결과적으로는 다른 연소 특징을 보이게 된다. 따라서 이를 발전소에 적용하면 버너 앞부분에서 오일의 저온 연소 패턴으로 인하여 산소가 우선적으로 과잉 소모하게 되고, 결국 석탄의 연소를 저해하여 미연 탄소(unburned carbon)의 양이 증가하게 되며 발전 효율을 감소시키게 된다.In addition, there is a problem in that clinker or fouling occurs by an inorganic component including a metal component included in the biomass. In order to solve this problem, a technique for applying a fuel in which oil-based biomass is mixed with coal has been developed. In the case of a fuel that is simply a mixture of coal and oil-based biomass, the surface of the coal is generally coated with oil or some oil is impregnated into the pores. However, due to the low surface tension of the oil itself and the lack of cohesion between oil-based biomass and coal surface, coal and biomass each retain their existing combustion characteristics, resulting in different combustion characteristics. Therefore, when applied to the power plant, oxygen is preferentially consumed excessively due to the low temperature combustion pattern of oil in the front of the burner, which eventually inhibits the combustion of coal, increasing the amount of unburned carbon and decreasing power generation efficiency. .

바이오매스 내의 회분의 대표적인 응집현상은 미분탄 연소로에서 각각 연소로의 복사면 및 대류전달면에서 주로 발생되는 슬래깅(slagging)과 클링커(clinker), 파울링(fouling), 유동층 연소로에서의 회분 응집(agglomeration) 등이다. Representative agglomeration of ash in biomass is mainly found in slag, clinker, fouling and fluidized bed combustor which are mainly generated in the radiant and convective transfer surfaces of pulverized coal combustion furnaces, respectively. Agglomeration and the like.

발전플랜트의 과열기튜브 고온염소부식, 절탄기튜브 회막힘 현상에 의한 유속변화로 인해 발생되는 마모, 유동층 연소기의 유동사에 의한 튜브 마모, 슈트블로워의 기계적 마모가 예상되며, 연료성분내의 무기성분인 칼륨과 염소성분이 연소과정에 화학결합을 통해 KCl을 생성하면, KCl(용융온도 776℃)은 점성이 강한 물질로 부착이 잘되며 염소 반응 등에 의한 부식을 가속화시킨다고 알려져 있다.It is expected to wear due to the high temperature chlorine corrosion of the power plant tube, the change caused by the flow rate caused by the coke tube clogging phenomenon, the tube wear caused by the flow yarn of the fluidized bed combustor, and the mechanical wear of the chute blower. When potassium and chlorine compounds form KCl through chemical bonding during combustion, KCl (melting temperature 776 ℃) is known to be highly viscous and accelerates corrosion by chlorine reaction.

연소로에서 이러한 현상이 발생되면 공정의 효율을 감소시키는 주요 원인이 되고 있을 뿐만 아니라, 궁극적으로 이와 같은 현상이 심화되면 조업을 중단해야 하고, 이로 인해서 막대한 경제적 손실을 초래하게 된다. 회분의 응집현상은 일반적으로 회분 조성, 온도, 입도, 가스분위기, 조업조건 등에 의해서 영향을 받게 되며, 특히 고온에서 회분의 일부가 용융이 되면 이와 같은 현상이 가속화된다.The occurrence of these phenomena in the furnace is not only a major factor in reducing the efficiency of the process, but ultimately, the worsening of these processes leads to the suspension of operations, which leads to enormous economic losses. Agglomeration of ash is generally affected by ash composition, temperature, particle size, gas atmosphere, operating conditions, etc. Particularly, when a part of the ash is melted at a high temperature, this phenomenon is accelerated.

상기와 같은 문제점들에 대응하기 위한 다수의 공지된 문헌들을 살펴보면 아래와 같다.Looking at a number of known documents for addressing the above problems are as follows.

선행문헌 1에서는 식물을 미립화해, 미립화한 식물을 상압의 물에 담그어, 상압의 물에 담근 상기 식물을 탈수해, 탈수된 상기 식물을 연료로 이용해, 탈수에 의해 얻어진 용액을 비료로 이용하는 식물성 바이오 연료의 개질 방법이 개시되어 있다.In prior art document 1, plant biomass is used to atomize a plant, soak the atomized plant in water of normal pressure, dehydrate the plant in water of normal pressure, and use the dehydrated plant as a fuel, and use the solution obtained by dehydration as a fertilizer. A method of reforming a fuel is disclosed.

선행문헌 2에서는 수용성 헤미셀룰로오스를 포함한 원재료로부터 수용성 헤미셀룰로오스를 수성 매체로 추출하는 온도가 80이상, 140이하에서, pH값이 2 내지 7인 조건에서 추출한 후, 그 추출액을 1.5배이상 농축해, 그 다음에 불용성 물질을 제거하는 것을 특징으로 하는, 수용성 헤미셀룰로오스의 제조법이 개시되어 있다.In Priority Document 2, after extracting the water-soluble hemicellulose from the raw material including the water-soluble hemicellulose to the aqueous medium at 80 or more and 140 or less, under the conditions of pH value 2-7, the extract is concentrated 1.5 times or more, and then A method for producing a water-soluble hemicellulose is disclosed, which comprises removing an insoluble substance.

선행문헌 3에서는 밀기울을 수세해 수용성 물질을 제거한 후, 0.1~0.4 규정의 알칼리 수용액으로 처리해 헤미셀룰로오스로부터 주로 이루어지는 구분을 알칼리수용액 중에 용출시켜 한계 밖과 막 및 이온교환 수지를 이용해 순으로 정제하는 것을 특징으로 하는 헤미셀룰로오스의 추출정제법을 개시하고 있다.Prior art document 3, after washing with bran to remove the water-soluble substance, and treated with an aqueous alkali solution of 0.1 ~ 0.4, eluting the fraction mainly consisting of hemicellulose in an alkaline aqueous solution, and purified out of the limit and using a membrane and ion exchange resin in order. An extraction and purification method for hemicellulose is disclosed.

선행문헌 4에서는 왕겨로부터 수용성 및 불용성 헤미셀룰로오스를 제조하는데 있어서 (1) 왕겨에서 단백질 제거 및 왕겨를 세척하는 공정; (2) 왕겨를 0.5 내지 1M 농도의 수산화나트륨 용액으로 추출하고 여과하는 공정; (3) (2)단계에서 얻은 알칼리 추출용액에 인산을 가해 용액의 pH를 낮추어서 헤미셀룰로오스를 침전으로 회수하는 공정; (4) (3)단계에서 얻어진 침전에 대해 인산 또는 옥살산으로 추가 세척한 다음 oxalate-potassium permanganate처리를 통해 탈색하는 공정; (5) 상기단계에서 얻어진 탈색된 헤미셀룰로오스 분획으로부터 용액의 pH조절을 통해 수용성 및 불용성 헤미셀룰로오스의 선별적인 분리가 가능하되 수용성 헤미셀룰로오스를 회수하는데 있어서 인산을 가해 침전으로 회수하거나 또는 칼슘을 가해 불용성으로 전환한 다음 회수하는 공정; (6) 이와 같은 일련의 연속공정을 통해 얻은 수용성 및 불용성 헤미셀룰로오스를 자연건조 또는 분무건조하여 분말을 얻은 후, 밀링(milling)하고 적절한 크기의 체망을 통과하여 미세분말을 얻는 공정으로 이루어진 왕겨로부터의 수용성 및 불용성 헤미셀룰로오스의 제조방법 을 개시하고 있다.Prior Art 4 discloses the steps of (1) removing protein from chaff and washing the chaff in preparing water-soluble and insoluble hemicellulose from rice husk; (2) extracting chaff with a sodium hydroxide solution at a concentration of 0.5-1 M and filtering; (3) recovering hemicellulose by precipitation by adding phosphoric acid to the alkaline extraction solution obtained in step (2) to lower the pH of the solution; (4) further washing with phosphate or oxalic acid for the precipitate obtained in step (3) and then decolorizing through oxalate-potassium permanganate treatment; (5) It is possible to selectively separate the water-soluble and insoluble hemicellulose by adjusting the pH of the solution from the decolorized hemicellulose fraction obtained in the above step. Then recovering; (6) From the rice husks, which consists of a step of obtaining a powder by naturally drying or spray-drying the water-soluble and insoluble hemicellulose obtained through such a series of continuous processes, and then milling and passing through a sieve of an appropriate size. A method for preparing water-soluble and insoluble hemicellulose is disclosed.

선행문헌 5에서는 (i) 옥수수껍질로부터 전분 및 단백질을 제거하는 공정; (ii) 전분 및 단백질이 제거된 옥수수껍질을 알칼리 용액으로 추출하고 여과포로 여과하는 공정; (iii) (ii) 단계에서 얻은 알칼리 추출액에 셀룰라제 및 셀로비아제를 처리하여 반응시키는 공정; (iv) (iii) 단계에서 얻은 효소 반응액에 흡착제를 처리하고 막여과를 통하여 여과액을 얻는 공정; (v) 상기 여과액을 정제하는 공정으로 이루어지는 수용성 식이섬유의 제조 방법을 개시하고 있다.Prior art 5 (i) removing the starch and protein from the corn husk; (ii) extracting the corn husk from which starch and protein have been removed with an alkaline solution and filtering with a filter cloth; (iii) reacting the alkaline extract obtained in step (ii) by treating cellulase and cellobiase; (iv) treating the enzyme reaction solution obtained in step (iii) with an adsorbent and obtaining a filtrate through membrane filtration; (v) Disclosed is a method for producing a water-soluble dietary fiber comprising the step of purifying the filtrate.

선행문헌 6에서는 a) 헤미셀룰로오스를 바이오매스로부터 추출하는 단계; b) 헤미셀룰로오스 추출액으로부터 헤미셀룰로오스를 침전 및 분리하는 단계; 및 c) 상기 분리된 헤미셀룰로오스를 제지공정에 투입하는 단계; 로 구성되는 건조 지력이 개선된 종이 제조 방법이 개시되어 있다.In prior document 6, a) extracting hemicellulose from the biomass; b) precipitating and separating hemicellulose from the hemicellulose extract; And c) injecting the separated hemicellulose into a papermaking process. Disclosed is a paper manufacturing method in which the drying strength is improved.

선행문헌 7에서는 2단 농축 탈수에 의한 슬러지 탈수 방법은 슬러지가 혼합되어 있는 폐수를 주축의 내부 공간을 통해서 로터의 내부로 유입시키는 제1단계; 스크류를 구비하여 로터 내부에 위치하는 스크루 샤프트를 회전시켜서 상기 제1단계에서 유입된 폐수에서 원심력으로 슬러지와 물을 1차 농축 분리하는 제2단계; 상기 제2단계에서 분리된 물을 다시 스크루 샤프트의 내부공간을 통하여 배출시키고, 슬러지는 농축 스크루의 작용으로 로터와 웨지 와이어 스크린 사이의 공간으로 배출시키는 제3단계; 상기 제3단계에서 배출된 슬러지를 회전하는 웨지 와이어 스크린과 함께 로터에 의하여 압축 탈수시키는 제4단계; 상기 제4단계에서 압축 탈수된 슬러지 케이크가 슬라이드 게이트 밸브를 통하여 배출되고, 웨지 와이어 스크린으로 배출되는 물이 배수관으로 배출되는 제5단계; 에 따르는 탈수 방법과 장치이 개시되어 있다.In the prior document 7, the sludge dewatering method by the two-stage concentrated dehydration is a first step of introducing the wastewater in which the sludge is mixed into the rotor through the inner space of the main shaft; A second step of rotating the screw shaft positioned in the rotor with a screw to concentrate the sludge and water in the first step by centrifugal force from the wastewater introduced in the first step; A third step of discharging the water separated in the second step through the inner space of the screw shaft and discharging the sludge into the space between the rotor and the wedge wire screen by the action of the concentrated screw; A fourth step of compressing and dehydrating by the rotor together with the wedge wire screen for rotating the sludge discharged in the third step; A fifth step in which the sludge cake compressed and dewatered in the fourth step is discharged through the slide gate valve, and the water discharged to the wedge wire screen is discharged to the drain pipe; Disclosed is a dewatering method and apparatus according to the present invention.

그러나 지금까지 알려진 종래기술들에서는 바이오매스로부터 리그닌을 제거하고 글루코스(glucose)가 주성분인 셀룰로오스와 자일로스(xylose)가 주성분인 헤미셀룰로오스를 추출하기 위해 물리 화학적인 처리를 적용하였으나 산 또는 알칼리와 같은 약품을 사용할 경우에는 약품비가 증가할 뿐만 아니라 사용된 약품을 회수하는 공정이 수반되어야 하므로 공정이 복잡하다는 문제점이 있으며 분리된 성분을 목적하는 원료에 적용하기 위해서는 순도가 높고 부반응물을 최대한 제거하여야 하는 조건이 수반되는 경우가 많았다. 또한, 100℃이상의 고온에서 처리 공정이 진행되므로 에너지 비용이 많이 소요되는 단점이 있었다.However, in the conventional arts known to date, physicochemical treatment is applied to remove lignin from biomass and extract hemicellulose, which is mainly composed of glucose and xylose, but chemicals such as acid or alkali. In the case of using, the cost of chemicals increases and the process of recovering the used chemicals must be accompanied, which leads to a complicated process. In order to apply the separated components to the target raw materials, high purity and side reactions must be removed as much as possible. This was often accompanied. In addition, since the treatment process proceeds at a high temperature of more than 100 ℃ there was a disadvantage that takes a lot of energy costs.

따라서 신재생 에너지의 이용 및 보급을 촉진하고, 바이오매스 연료의 공급 안정성을 확보하기 위해서는, 회분에 기인하는 공정 문제를 근원적으로 배제하기 위한 저온조건에서 기존 탄소유래 바이오매스 성분은 최대한 유지하면서 바이오매스 내의 회분유발성분만을 선택적으로 제거하여 회분 함량이 낮은 연료 물질을 효과적으로 추출 및 분리하고 이를 활용한 탈수 및 세척공정이 연계된 보일러용 연료 생산 시스템에 관한 기술개발이 절실히 요구되고 있다.Therefore, in order to promote the utilization and dissemination of renewable energy and to secure supply stability of biomass fuel, biomass while maintaining the existing carbon-derived biomass components at the lowest temperature to fundamentally eliminate process problems caused by ash. There is an urgent need for the development of a fuel production system for boilers that selectively removes and removes low ash content fuel by selectively removing only ash-induced components in the boiler and uses dewatering and washing processes.

일본공개특허 특개2016-125030호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2016-125030 일본공개특허 특개평11-240902호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 11-240902 일본등록특허 제2688509호Japanese Patent No. 2688509 한국등록특허 제10-0476239호Korea Patent Registration No. 10-0476239 한국특허공보 제10-0413384호Korean Patent Publication No. 10-0413384 한국특허공보 제10-1457470호Korean Patent Publication No. 10-1457470 한국특허공보 제10-0872358호Korean Patent Publication No. 10-0872358

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로, 초본계, 목질계, 조류(Algae) 바이오매스로부터 보일러 운전시 파울링, 슬래깅, 고온부식, 크링커 생성 등 반응기 벽면, 열교환기 등 전열면에 악영향을 끼치는 바이오매스 내 미네랄 성분을 제거하는 연속식 장치를 제공하는데 있다. The present invention has been made in order to solve the above problems, from the herbaceous, wood-based, algae biomass, such as fouling, slagging, high temperature corrosion, clinker generation during boiler operation, reactor wall, heat exchanger, etc. The present invention provides a continuous device for removing mineral components in biomass that adversely affects the heat transfer surface.

이를 위하여 본원 발명에 따른 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치는 바이오매스가 유입되는 바이오매스 유입구; 촉매수가 유입되는 촉매수 유입구; 바이오매스와 촉매수가 유입되어 바이오매스의 미네랄 성분이 추출되는 반응기 본체; 상기 반응기 본체 내부에 회전 가능하게 배치되고, 상기 바이오매스와 촉매수가 균일하게 혼합되도록 교반시키는 혼합 스크류; 미네랄 성분이 제거된 바이오매스 배출구; 및 촉매수 배출구;를 포함한다.To this end, the continuous biomass mineral component extraction apparatus according to the present invention is a biomass inlet through which the biomass is introduced; A catalyst water inlet port through which catalyst water is introduced; A reactor body through which biomass and catalyst water are introduced to extract mineral components of the biomass; A mixing screw rotatably disposed inside the reactor body and stirring the biomass and the catalyst water to be uniformly mixed; Biomass outlets from which mineral components have been removed; And a catalyst water outlet.

상기 혼합 스크류는 모터의 동력에 의해 회전하는 회전축; 파이프 형태의 앵글 프레임 복수개가 회전축을 중심으로 일정간격 이격되어 연결되며, 환형으로 배치된 구조의 스크류축; 상기 스크류축의 외주면을 둘러싸고 있는 그물망 형태의 가변 강성체; 상기 스크류축의 외주면을 따라 나선 형태로 연결 설치되는 스크류 날개; 및 상기 앵글프레임 후단부에 고정 형성되는 버켓; 을 포함한다.The mixing screw is a rotating shaft to rotate by the power of the motor; A plurality of pipe-shaped angle frame is connected at regular intervals around the rotation axis, the screw shaft of the annular arrangement; A variable rigid body in the form of a net surrounding the outer circumferential surface of the screw shaft; Screw blades are installed in a spiral form along the outer circumferential surface of the screw shaft; A bucket fixed to the rear end of the angle frame; It includes.

상기 스크류 날개 사이에는 타공판 형태의 펀칭 플레이트가 복수개 형성될 수 있다. A plurality of punching plates in the form of perforated plates may be formed between the screw blades.

상기 펀칭 플레이트는 상기 스크류 날개 사이에 일정한 각도를 가지고 경사지게 형성될 수 있다. The punching plate may be formed to be inclined at a predetermined angle between the screw blades.

상기 반응기 본체는 튜브 형태 또는 상면이 개방되어 있는 박스 형태 일 수 있다. The reactor body may be in the form of a tube or a box with an open top.

상기 반응기 본체 하부에는 불순물 분리장치를 더 포함할 수 있다.The reactor body lower portion may further include an impurity separation device.

상기 바이오매스 배출구는 타공진동판인 일 수 있다.The biomass outlet may be a perforated vibration plate.

상기 타공진동판에 부착된 고체성분을 제거하기 위한 물 분사장치를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a water injection device for removing the solid component attached to the perforated vibration plate.

상기 반응기본체에 공급되는 상기 촉매수와 상기 원료의 질량비는 1:1 내지 10:1일 수 있다.The mass ratio of the catalyst water and the raw material supplied to the reaction base may be 1: 1 to 10: 1.

상기 촉매수의 pH가 2 내지 4가 되도록 pH를 조정하는 pH조정조를 더 포함할 수 있다.The pH of the catalyst water may further include a pH adjusting tank for adjusting the pH to 2 to 4.

상기 촉매수 배출구에서 배출된 상기 촉매수는 멤브레인 필터 또는 이온교환수지를 거쳐 상기 촉매수 유입구로 회수될 수 있다.The catalyst water discharged from the catalyst water outlet may be recovered to the catalyst water inlet via a membrane filter or an ion exchange resin.

상기 스크류 후단부에는 혼합 스크류를 지지하는 롤러를 더 포함할 수 있다.The screw rear end may further include a roller for supporting the mixing screw.

본 발명의 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치에 따르면, 촉매의 저온 반응조건을 통하여 초본계 또는 목질계 바이오매스로부터 미네랄 성분 등을 효과적이면서 쉽게 추출 분리할 수 있어 보일러내 바이오매스 전소 및/또는 혼소를 위한 원료를 선택적으로 확보할 수 있다. According to the biomass mineral component extraction apparatus of the present invention, the mineral components, etc. can be effectively and easily extracted and extracted from herbal or wood based biomass through low temperature reaction conditions of the catalyst, so as to burn biomass in the boiler and / or mixed material. Raw materials can be selectively obtained.

저온조건에서 산 처리함으로써 폐수처리공정이 단순화 및 비용 절감에 기여하며 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등의 탄소계 성분의 용출을 최대한 배제할 수 있는 효과가 있다. Acid treatment at low temperature contributes to the simplification and cost reduction of the wastewater treatment process, and has the effect of excluding the leaching of carbonaceous components such as cellulose, hemicellulose, and lignin as much as possible.

미네랄 성분이 제거된 바이오매스의 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌을 이용하여 성형연료 및 반탄화연료를 생산 할 수 있어 유동층 및 미분화 연소로 및 가스화로에 연소 및 가스화 후 바이오매스에 기인하는 회분으로부터 예상되는 클링커 파울링 및 고온부식의 문제를 근원적으로 배제할 수 있는 효과가 있다. Clinker expected from ash due to biomass after combustion and gasification in fluidized bed and undifferentiated combustion furnace and gasifier by using cellulose, hemicellulose, and lignin of biomass without minerals. There is an effect that can fundamentally exclude the problems of fouling and high temperature corrosion.

연료성분내의 질소 성분을 제거함으로써 연소 중 발생하는 Fuel NOx를 저감하는 효과가 있다.By removing the nitrogen component in the fuel component has an effect of reducing the fuel NOx generated during combustion.

도 1은 본원발명에 따른 스크류축의 사시도이다.
도 2는 본원발명에 따른 혼합 스크류의 사시도이다.
도 3은 본원발명의 일 실시예에 따른 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출장치이다.
도 4는 본원발명의 또다른 실시예에 따른 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출장치이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 단위공급원료 당 투입되는 촉매수와의 BTW를 나타낸 것이다.
1 is a perspective view of a screw shaft according to the present invention.
2 is a perspective view of a mixing screw according to the present invention.
3 is a continuous biomass mineral component extraction apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a continuous biomass mineral component extraction apparatus according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the BTW with the number of catalysts added per unit feedstock according to an embodiment of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention. Therefore, the exemplary embodiments described herein are merely exemplary embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical ideas of the present disclosure, and thus, various equivalents and modifications may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that it can.

본원 발명에 따른 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치는 바이오매스가 유입되는 원료 유입장치; 촉매수가 유입되는 촉매수 유입장치; 바이오매스와 촉매수가 유입되어 바이오매스의 미네랄 성분이 추출되는 반응기 본체; 상기 반응기 본체 내부에 회전 가능하게 배치되고, 상기 바이오매스와 촉매수가 균일하게 혼합되도록 교반시키는 혼합 스크류; 미네랄 성분이 제거된 바이오매스 배출구; 및 촉매수 배출구를 포함한다. Continuous biomass mineral component extraction apparatus according to the present invention is a raw material inlet device that the biomass is introduced; A catalyst water inlet device through which catalyst water is introduced; A reactor body through which biomass and catalyst water are introduced to extract mineral components of the biomass; A mixing screw rotatably disposed inside the reactor body and stirring the biomass and the catalyst water to be uniformly mixed; Biomass outlets from which mineral components have been removed; And a catalyst water outlet.

상기 바이오매스는 1세대 바이오매스, 2세대 바이오매스, 3세대 바이오매스 중 어느 하나 또는 2 이상일 수 있다.The biomass may be any one or two or more of a first generation biomass, a second generation biomass, and a third generation biomass.

상기 바이오매스 원료로는 목질계와 초본계를 사용할 수 있다. 목질계로는 나무 블럭, 우드칩, 통나무, 나무 가지, 나무 부스러기, 낙엽, 목판, 톱밥, 리그닌, 자일란, 리그노셀룰로오스, 야자나무, PKS(palm kernel shell), 야자섬유질, EFB(empty fruit bunches), FFB(fresh fruit bunches), 야자잎, 야자제분찌꺼기 등을 이용할 수 있다. 초본계로는 옥수수대, 볏짚, 수수대, 사탕수수대, 곡물(쌀, 수수, 커피 등) 허스크, 사탕무잎, 바가스, 기장, 아티초크, 당밀, 아마, 대마, 양마, 면줄기, 담배줄기, 전분질계인 옥수수, 감자, 카사바, 밀, 보리, 라이밀, 기타 전분계 가공 잔재물, 과실류인 아보카도, 자트로파 및 이들의 가공 잔재물 등의 바이오매스가 사용될 수 있다. 바람직하게는 억새, EFB(Empty Fruit Bunches), 케나프, 옥수수대, 왕겨, 대나무 중 어느 하나 이상 일 수 있다.As the biomass raw material, wood based and herbal based may be used. Woods include wood blocks, wood chips, logs, tree branches, wood chips, leaves, woodcuts, sawdust, lignin, xylan, lignocellulose, palm trees, palm kernel shell (PKS), palm fibres, and empty fruit bunches (EFB). , FFB (fresh fruit bunches), palm leaves, palm mill residues, etc. may be used. Herbs include corn stalks, rice straw, sorghum, sugar cane, grains (rice, sorghum, coffee, etc.), husks, beets, vargas, millet, artichoke, molasses, flax, hemp, horses, cotton stalks, tobacco stems, Biomass, such as corn, potatoes, cassava, wheat, barley, lymil, other starch-based processed residues, fruit avocados, jatropha, and processed residues thereof, may be used. Preferably it may be one or more of silver grass, EFB (Empty Fruit Bunches), kenaf, corn bran, rice husk, bamboo.

또한, 바이오매스 원료로 조류(algae)를 사용할 수 있다. 조류로는 녹조류(Green algae), 남조류(Cyanobacteria), 규조류(Diatom), 홍조류, Chlorella, Spirulina, Dunaliella, Porphyridium, Phaeodactylum 등이 사용될 수 있다.In addition, algae may be used as a biomass feedstock. Green algae, Cyanobacteria, Diatoms, Diatoms, Red algae, Chlorella, Spirulina, Dunaliella, Porphyridium, Phaeodactylum may be used as the algae.

상기 원료 유입장치는 상기 바이오매스를 소정 크기의 원료로 형성하는 분쇄유닛; 상기 원료를 저장하는 호퍼; 상기 호퍼에 저장된 상기 원료를 후단에 정량 공급하는 원료공급피더;를 더 포함할 수 있다. The raw material inlet device is a grinding unit for forming the biomass into a raw material of a predetermined size; A hopper for storing the raw material; It may further include a raw material supply feeder for quantitatively supplying the raw material stored in the hopper to the rear end.

상기 소정 크기는 500mm이하 일 수 있다. 바람직하게는 10μm 내지 300mm이하 일 수 있다. 더욱 바람직하게는 20mm 내지 50mm이하 일 수 있다. The predetermined size may be 500 mm or less. Preferably it may be less than 10μm to 300mm. More preferably, it may be less than 20mm to 50mm.

상기 입자 사이즈를 벗어날 경우, 분쇄비용이 과다하게 소요되거나, 회분유발성분의 제거 효율이 낮아질 수 있다.If it is out of the particle size, the grinding cost is excessively consumed, or the removal efficiency of the ash-induced components may be lowered.

상기 분쇄유닛은 파쇄(crushing) 및/또는 분쇄(grinding)를 수행할 수 있다. 상기 분쇄유닛은 압축, 충격, 마찰, 전단, 굽힘 중 어느 하나 이상의 물리 특성을 이용할 수 있으며 절단 등 바이오매스의 크기를 줄이는 동시에 표면적을 넓히는 목적을 달성할 수 있다면 그 방법에 제한이 되지 않는다.The grinding unit may perform crushing and / or grinding. The grinding unit may use any one or more of physical properties such as compression, impact, friction, shear, bending, and can be used as long as it can achieve the purpose of reducing the size of the biomass such as cutting and widening the surface area.

상기 분쇄유닛은 죠크러셔(Jaw crusher), 자이레토리크러셔(Gyratory crusher), 롤크러셔(Roll crusher), 에지러너(Edge runner), 햄머크러셔(Hammer crusher), 볼밀(Ball mill), 제트밀(Jet mill), 디스크크러셔(Disk crusher) 중 어느 하나 일 수 있다. The crushing unit includes a jaw crusher, a gyreatory crusher, a roll crusher, an edge runner, a hammer crusher, a ball mill, a jet mill mill, a disk crusher may be any one.

상기 원료공급피더는 후단에 정량적으로 상기 원료를 공급할 수 있는 장치라면 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는 스크류피더, 락호퍼가 있다.The raw material supply feeder is not particularly limited as long as it is a device capable of supplying the raw material quantitatively at the rear end. Preferably there is a screw feeder, a lock hopper.

상기 미네랄 성분은 연소반응에 사용되는 바이오매스에 포함된 무기물 성분 중 반응 후단의 반응기 벽면, 열교환기, 후단 배가스 처리 설비의 표면에 물리, 화학적으로 부착되어 파울링, 슬래깅, 부식, 크링커 생성등을 유발하는 회분유발성분을 의미한다.The mineral component is physically and chemically attached to the surface of the reactor wall, the heat exchanger, and the exhaust gas treatment equipment at the rear end of the reaction among the inorganic components included in the biomass used in the combustion reaction, such as fouling, slagging, corrosion, and clinker formation. It means the ash-induced components that cause.

상기 미네랄 성분은 알칼리, 알칼리토 금속, 할로겐족 원소일 수 있다. 바람직하게는 나트륨, 칼륨, 염소일 수 있다.  The mineral component may be an alkali, an alkaline earth metal, or a halogen group element. Preferably sodium, potassium, chlorine.

상기 촉매수는 히팅장치에 의해 가온된 형태로 투입될 수 있다. 상기 히팅장치는 마이크로웨이브일 수 있다. The catalyst water may be added in a heated form by the heating apparatus. The heating device may be a microwave.

상기 촉매수의 온도는 40℃ 내지 60℃일 수 있다. The temperature of the catalyst water may be 40 ℃ to 60 ℃.

상기 온도조건을 벗어나면 상기 원료중에 미네랄 성분이 충분히 분리되지 않으며, 상기 온도조건은 원료에 따라 변화될 수 있다. If the temperature condition is out of the mineral component is not sufficiently separated in the raw material, the temperature condition may be changed according to the raw material.

상기 촉매수 유입장치는 pH조정조와 연결될 수 있다. 상기 pH조정조에 촉매를 공급하기 위한 촉매저장조가 형성될 수 있으며, 상기 촉매를 상기 pH조정조에 공급할 수 있다. 상기 pH조정조에 추가적으로 물을 공급하기 위한 처리수공급부가 형성될 수 있다. 상기 잉여 생성된 촉매수를 배출하기 위한 pH조정조드레인부(470)가 형성될 수 있다.The catalyst water inlet device may be connected to the pH adjustment tank. A catalyst reservoir for supplying a catalyst to the pH adjusting tank may be formed, and the catalyst may be supplied to the pH adjusting tank. Treatment water supply unit for supplying additional water to the pH adjustment tank may be formed. A pH adjusting tank drain portion 470 for discharging the excess catalyst water may be formed.

상기 pH조정조는 내부 촉매 혼합특성을 위하여 교반기가 형성될 수 있다. 상기 교반기는 상기 pH조정조의 용량이 100L일 때, 100 내지 500rpm으로 교반회전할 수 있으며, 바람직하게는 350rpm일 수 있다. The pH adjusting tank may be formed with a stirrer for the internal catalyst mixing characteristics. The stirrer may be rotated by stirring at 100 to 500rpm, when the capacity of the pH adjusting tank is 100L, preferably 350rpm.

상기 pH조정조는 온도조절을 위하여 승온기를 포함할 수 있다. 상기 승온기는 상기 반응기본체의 온도를 제어할 수 있다면 승온기의 형태는 제한되지 않음은 자명하다. 상기 승온기는 1 내지 5℃/min의 승온속도를 가질 수 있다. 상기 조건을 벗어난다면 승온효과를 얻을 수 없다.The pH adjustment tank may include a temperature increaser for temperature control. If the temperature increaser can control the temperature of the reaction body is obvious that the form of the temperature increaser is not limited. The temperature increaser may have a temperature increase rate of 1 to 5 ℃ / min. If the above condition is exceeded, a temperature increase effect cannot be obtained.

상기 pH조정조는 보온재를 포함할 수 있다. 상기 보온재는 보온효과를 갖을 수 있다면 그 재질에 한정되지 않는다. 상기 보온재는 유리솜, 고무발포, PE폼, 퍼라이트(Perlite), 우레탄 중 어느 하나 또는 2 이상일 수 있다. 바람직하게는 0.05[g/cm3], 0.035[W/m·k]인 하이플렉스(Hiplex)일 수 있다. 더욱 바람직하게는 0.05[g/cm3], 0.035[W/m·k], 질량비 흡수율 3%이하, 5 내지 10 [ng/m2·s·Pa]인 하이플렉스(Hiplex)일 수 있다. 상기 조건을 벗어난다면 보온효과를 얻을 수 없다.The pH adjustment tank may include a thermal insulation. The heat insulating material is not limited to the material as long as it can have a heat insulating effect. The insulation may be any one or two or more of glass wool, rubber foam, PE foam, Perlite, urethane. Preferably, it may be a Hiplex of 0.05 [g / cm 3 ] and 0.035 [W / m · k]. More preferably, it may be a Hiplex having 0.05 [g / cm 3 ], 0.035 [W / m · k], mass ratio absorption of 3% or less, and 5 to 10 [ng / m 2 · s · Pa]. If it is out of the above conditions, a thermal insulation effect cannot be obtained.

반응기 본체는 혼합 스크류를 수용하는 일정크기의 내부 공간이 형성된 박스 형태 또는 튜브형태의 구조물이다. 상기 반응기 본체는 바닥면과 수평하게 설치되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 구동부가 낮은 측으로 하여 경사지게 구비될 수 있다.The reactor body is a box or tube-shaped structure in which a predetermined internal space for accommodating the mixing screw is formed. The reactor body is illustrated and described as being installed horizontally with the bottom surface, but is not limited thereto, and the driving unit may be provided to be inclined toward the lower side.

상기 반응기 본체는 내부에 상기 촉매수가 충진될 수 있다.The reactor body may be filled with the catalyst water therein.

상기 반응기 본체의 내부면은 요철이 형성될 수 있다. 상기 요철은 상기 바이오매스와 상기 촉매수의 혼합을 향상시킬 수 있다면 그 형태나 크기에 제한되지 않음은 자명하다.The inner surface of the reactor body may be formed irregularities. It is apparent that the unevenness is not limited to the shape and size as long as it can improve the mixing of the biomass and the catalyst water.

상기 반응기 본체는 촉매수의 온도를 40도 내지 60도로 유지하기 위해 반응기 보온재를 포함할 수 있다. 상기 보온재는 보온효과를 갖을 수 있다면 그 재질에 한정되지 않는다. The reactor body may include a reactor thermal insulation material to maintain the temperature of the catalyst water 40 to 60 degrees. The heat insulating material is not limited to the material as long as it can have a heat insulating effect.

상기 반응기 보온재는 유리솜, 고무발포, PE폼, 퍼라이트(Perlite), 우레탄 중 어느 하나 또는 2 이상일 수 있다. 바람직하게는 0.05[g/cm3], 0.035[W/m·k]인 하이플렉스(Hiplex)일 수 있다. 더욱 바람직하게는 0.05[g/cm3], 0.035[W/m·k], 질량비 흡수율 3%이하, 5 내지 10 [ng/m2·s·Pa]인 하이플렉스(Hiplex)일 수 있다. 상기 조건을 벗어난다면 보온효과를 얻을 수 없다.The reactor insulation may be any one or two or more of glass wool, rubber foam, PE foam, Perlite, urethane. Preferably, it may be a Hiplex of 0.05 [g / cm 3 ] and 0.035 [W / m · k]. More preferably, it may be a Hiplex having 0.05 [g / cm 3 ], 0.035 [W / m · k], mass ratio absorption of 3% or less, and 5 to 10 [ng / m 2 · s · Pa]. If it is out of the above conditions, a thermal insulation effect cannot be obtained.

상기 반응기본체는 온도조절을 위하여 승온기(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 승온기는 상기 반응기본체의 온도를 제어할 수 있다면 형태는 제한되지 않음은 자명하다. 상기 승온기는 1 내지 5℃/min의 승온속도를 가질 수 있다. The reaction base may include a temperature increaser (not shown) for temperature control. If the temperature increaser can control the temperature of the reaction base is obvious that the form is not limited. The temperature increaser may have a temperature increase rate of 1 to 5 ℃ / min.

상기 조건을 벗어난다면 승온효과를 얻을 수 없다.If the above condition is exceeded, a temperature increase effect cannot be obtained.

상기 반응기 본체 내부에는 혼합 스크류가 배치된다.A mixing screw is disposed inside the reactor body.

상기 혼합 스크류는 회전축, 스크류축, 그물망 형태의 가변 강성체, 스크류 날개, 버켓을 포함한다. The mixing screw includes a rotating shaft, a screw shaft, a variable rigid body in the form of a mesh, a screw blade, and a bucket.

상기 바이오매스가 상기 반응기 본체 내에 체류하는 시간은 10분 내지 10시간일 수 있다. 바람직하게는 체류하는 시간은 20분 내지 2시간일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 체류하는 시간은 30분 내지 1시간일 수 있다. 상기 체류하는 시간을 벗어나면 상기 바이오매스 내 미네랄 성분이 충분히 분리되지 않는다. The time for which the biomass stays in the reactor body may be 10 minutes to 10 hours. Preferably the residence time may be 20 minutes to 2 hours, more preferably the residence time may be 30 minutes to 1 hour. Outside the residence time, the mineral components in the biomass are not sufficiently separated.

상기 체류하는 시간조건은 혼합 스크류 크기에 따라 변화될 수 있다.The residence time condition can be varied depending on the mixing screw size.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연속식 바이오매스 미네랄성분 추출장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the continuous biomass mineral component extraction apparatus according to the present invention.

도 1은 본원발명에 따른 스크류축의 사시도이다.1 is a perspective view of a screw shaft according to the present invention.

도 2는 본원발명에 따른 혼합 스크류의 사시도이다.2 is a perspective view of a mixing screw according to the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 스크류축(23)은 파이프 형태의 앵글 프레임(22) 복수개가 회전축(21)을 중심으로 환형으로 배치되고, 일정간격 이격되어 회전축(21)과 연결된 구조이다. 상기 앵글 프레임(22)은 상기 회전축(21) 보다 길게 형성된다. Referring to FIG. 1, the screw shaft 23 has a structure in which a plurality of pipe-shaped angle frames 22 are annularly disposed about the rotation shaft 21 and connected to the rotation shaft 21 at regular intervals. The angle frame 22 is formed longer than the rotation shaft 21.

도 2를 참조하면, 상기 스크류축(23)의 외면에는 그물망 형태의 가변 강성체(24)가 둘러싸고 있다. 또한 스크류 날개(25)가 스크류축(23) 및 가변 강성체(24) 외주면을 따라 나선형태로 연결된다. 상기 가변 강성체(24) 및 스크류 날개(25)는 회전축(21)이 종료되는 지점까지 형성된다.Referring to FIG. 2, the outer surface of the screw shaft 23 is surrounded by a mesh-shaped variable rigid body 24. In addition, the screw blades 25 are spirally connected along the outer circumferential surface of the screw shaft 23 and the variable rigid body 24. The variable rigid body 24 and the screw blades 25 are formed to the point where the rotating shaft 21 ends.

상기 구조에 의해 상기 회전축(21)과 상기 앵글 프레임(22)이 이격 연결됨으로써 스크류축(23)은 내부 공간이 형성되어 촉매수가 채워질 수 있으며, 상기 스크류축(23)의 외면에 형성된 가변 강성체(24)에 의해 바이오매스 원료는 스크류축(23) 내부 공간에 침투할 수 없게 된다. As the rotating shaft 21 and the angle frame 22 are separated by the structure, the screw shaft 23 may have an inner space formed therein to fill the catalyst water, and the variable rigid body formed on the outer surface of the screw shaft 23. By 24, the biomass raw material cannot penetrate into the space inside the screw shaft 23.

상기 가변 강성체(24)는 상기 투입된 바이오매스가 상기 회전축(21)에 접촉하여 상기 혼합 스크류(20)의 구동을 방해하는 것을 배제하기 위하여 그물망 형태로 형성될 수 있다. The variable rigid body 24 may be formed in a mesh form to exclude the injected biomass from contacting the rotating shaft 21 to interfere with driving of the mixing screw 20.

상기 그물망의 홀 면적은 상기 투입되는 바이오매스의 통과를 배제할 수 있다면 그 면적에 제한되지 않음은 자명하다. 바람직하게는 상기 그물망의 면적 0 이상 10mm2 이하일 수 있다. 더욱 바람직하게는 0 이상 5mm2 이하일 수 있다.It is obvious that the hole area of the mesh is not limited to that area as long as it can exclude passage of the injected biomass. Preferably, the area of the mesh may be 0 or more and 10 mm 2 or less. More preferably, it may be 0 or more and 5 mm 2 or less.

상기 스크류 날개(25)는 상기 투입된 바이오매스가 상기 장치내에서 상기 원료유입구에서 상기 배출구까지 이동시키는 역할을 한다.The screw blade 25 serves to move the injected biomass from the raw material inlet to the outlet in the device.

상기 스크류 날개(25)는 상기 장치와 일정 유격을 갖을 수 있으며 그 간격은 상기 스크류 날개(25)가 회전하면서 상기 바이오매스가 상기 스크류 날개(25)와 상기 장치(100, 200)의 틈으로 빠져나가지 않는 조건으로 형성될 수 있다. The screw vanes 25 may have a predetermined clearance with the device, the interval of which is the biomass falls into the gap between the screw vanes 25 and the devices 100, 200 as the screw vanes 25 rotate. It may be formed under conditions that do not exit.

상기 스크류 날개(25)의 회전수는 상기 바이오매스와 상기 촉매수의 미네랄 성분 추출 반응을 완료할 수 있는 조건이라면 제한되지 않는다. The rotation speed of the screw blade 25 is not limited as long as it is a condition capable of completing the extraction process of mineral components of the biomass and the catalyst water.

바람직하게는 상기 스크류 날개(25)는 상기 장치의 전 부분에 배치될 수 있으며, 상기 반응조건을 완성한다면 부분 배치되어도 그 배치에 제한되지 않음은 자명하다. Preferably, the screw vanes 25 may be disposed in the entire part of the device, and it is obvious that the arrangement is not limited to the arrangement even if partially disposed if the reaction conditions are completed.

상기 스크류 날개(25)의 형성 각도는 상기 바이오매스를 상기 원료유입구에서 상기 배출구까지 이송할 수 있도록 경사지게 형성될 수 있다. 상기 경사각은 상기 장치의 높이방향과 이루는 상기 스크류 날개(25)의 형성 각도로 0도 이상 90도 미만 일 수 있다. 상기 각도 조건을 벗어나면 원활한 바이오매스 이송이 일어나지 않을 수 있다.The angle of formation of the screw blades 25 may be inclined so as to transfer the biomass from the raw material inlet to the outlet. The inclination angle may be greater than or equal to 0 degrees and less than 90 degrees as an angle of formation of the screw vanes 25 forming the height direction of the device. Outside of the angular conditions, smooth biomass transfer may not occur.

상기 스크류 날개(25) 사이에는 타공판 형태의 펀칭 플레이트(26)가 복수개 형성된다. A plurality of punching plates 26 in the form of perforated plates are formed between the screw blades 25.

상기 펀칭 플레이트(26)는 상기 바이오매스가 상기 장치(100, 200)에 투입되어 상기 촉매수와 반응을 촉진하기 위한 기능을 한다. 상기 펀칭 플레이트(26)는 비중이 낮은 상기 바이오매스가 상기 촉매수 상에 부유하여 상기 바이오매스와 상기 촉매수의 고액반응 접촉시간이 제한되는 것을 배제하기 위하여 상기 바이오매스를 상기 스크류 날개(25)가 회전하면 상기 촉매수 내로 투입시키는 기능을 한다. The punching plate 26 serves to promote the reaction with the catalyst water by introducing the biomass into the apparatus (100, 200). The punching plate 26 includes the biomass with the screw blade 25 to exclude the low specific gravity of the biomass floating on the catalyst water to limit the contact time of the solid-state reaction between the biomass and the catalyst water. Rotates to feed into the catalyst water.

상기 펀칭 플레이트(26)는 상기 바이오매스와 상기 촉매수의 접촉 반응을 증진시킨다면 그 형태에 제한되지 않는다. 상기 펀칭 플레이트(26)는 표면이 타공되거나 주름이 형성될 수 있다.The punching plate 26 is not limited to its shape as long as it promotes a contact reaction between the biomass and the catalyst water. The punching plate 26 may be perforated or wrinkled in surface.

상기 펀칭 플레이트(26)는 상기 스크류 날개(25) 사이에 일정한 각도를 가지고 경사지게 형성될 수 있다. 상기 각도는 수평선을 기준으로 0도이상 90도 미만일 수 있으며, 바람직하게는 2도 이상 30도 미만일 수 있고 더욱 바람직하게는 3도 이상 15도 미만일 수 있다. 상기 각도를 벗어나면 원활한 혼합이 일어나지 않는다.The punching plate 26 may be formed to be inclined at a predetermined angle between the screw blades 25. The angle may be greater than or equal to 0 degrees and less than 90 degrees with respect to the horizontal line, preferably greater than or equal to 2 degrees and less than or equal to 30 degrees, and more preferably greater than or equal to 3 degrees and less than 15 degrees. Outside the angle, smooth mixing does not occur.

상기 스크류 날개(25) 사이에 형성되는 상기 펀칭 플레이트(26)의 숫자는 상기 바이오매스를 상기 촉매수와 원활히 혼합할 수 있다면 그 개수에 제한되지 않음은 자명하다. 바람직하게는 원형의 상기 스크류 날개 사이에 2개이상 12개 이하로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 3개이상 8개 이하로 형성될 수 있다.The number of the punching plate 26 formed between the screw blades 25 is not limited to the number if the biomass can be mixed with the catalyst water smoothly. Preferably it may be formed between two or more than 12 of the screw blades of a circular shape, preferably may be formed of more than three or less than eight.

상기 각각의 앵글프레임(22) 후단부에는 버켓(27)이 고정 형성된다. A bucket 27 is fixedly formed at the rear end of each angle frame 22.

상기 버켓(27)은 반응이 완료된 상기 바이오매스를 상기 장치(100, 200)에서 상기 바이오매스 배출구(13)로 투입해주는 기능을 한다. 상기 버켓(27)은 상기 바이오매스를 수거할 때 같이 수거되는 촉매수를 상기 바이오매스에서 최대한 분리하기 위하여 다공성 형태로 구성된다. 상기 다공체의 홀 면적은 상기 투입되는 바이오매스의 통과를 배제할 수 있다면 그 면적에 제한되지 않음은 자명하다. 바람직하게는 상기 그물망의 면적 0 이상 10mm2 이하일 수 있다. 더욱 바람직하게는 0 이상 5mm2 이하일 수 있다.The bucket 27 functions to inject the biomass reaction is completed from the device (100, 200) to the biomass outlet (13). The bucket 27 is configured in a porous form in order to maximally separate the catalyst water collected from the biomass when the biomass is collected. It is apparent that the hole area of the porous body is not limited to the area as long as it can exclude passage of the injected biomass. Preferably, the area of the mesh may be 0 or more and 10 mm 2 or less. More preferably, it may be 0 or more and 5 mm 2 or less.

상기 버켓(27)에 수거되는 상기 바이오매스가 원활히 상기 배출구로 배출되도록 상기 버켓(27)이 형성되는 상기 앵글프레임(22) 일측에는 유체분사구(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 유체분사구는 상기 버켓(27)에 부착되어 배출되지 않는 상기 바이오매스를 탈거하기 위한 것이다.A fluid injection port (not shown) may be formed at one side of the angle frame 22 in which the bucket 27 is formed so that the biomass collected in the bucket 27 is smoothly discharged to the outlet. The fluid injection port is attached to the bucket 27 to remove the biomass that is not discharged.

상기 유체 분사구는 물 분사장치일 수 있다.The fluid injection port may be a water injection device.

상기 앵글프레임(22)에 형성되는 상기 버켓(27)의 숫자는 상기 바이오매스를 원활하게 배출할 수 있다면 그 개수에 제한되지 않음은 자명하다. 바람직하게는 상기 스크류 축(23) 상에 2개이상 12개 이하로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 3개이상 8개 이하로 형성될 수 있다.It is apparent that the number of the buckets 27 formed on the angle frame 22 is not limited to the number if the biomass can be smoothly discharged. Preferably, the screw shaft 23 may be formed in two or more than 12 or less, preferably three or more or less than eight.

도 3을 참조하면, 상기 혼합 스크류(20)는 상기 반응기 본체(10) 내부에 회전 가능하도록 수용된다. 상기 반응기 본체(10) 는 상면이 개방된 박스 형태이다.Referring to FIG. 3, the mixing screw 20 is accommodated to be rotatable inside the reactor body 10. The reactor body 10 has a box shape with an open top surface.

상기 반응기 본체(10)에 바이오매스가 유입되는 바이오매스 유입구(11) 및 촉매수가 유입되는 촉매수 유입구(12)가 형성된다. 상기 반응기 본체(10) 내부에 원료 및 촉매수가 유입되고, 상기 회전축(21)이 모터의 구동에 의해 회전하면서 혼합 스크류(20)가 회전된다. The biomass inlet 11 into which the biomass is introduced and the catalyst water inlet 12 into which the catalyst water is introduced are formed in the reactor body 10. The raw material and the catalyst water are introduced into the reactor body 10, and the mixing screw 20 is rotated while the rotating shaft 21 is rotated by the driving of the motor.

상기 반응기 본체(10) 후단부에는 바이오매스 배출구(13)가 형성된다. 상기 배출구는 타공진동판이며, 상기 타공진동판은 다수의 통공이 균일하게 형성된 타공판에 진동력으로 슬러지가 고르게 퍼진 상태로 하향 이동하면서 고체성분과 액체성분이 분리된다.A biomass outlet 13 is formed at the rear end of the reactor body 10. The outlet is a perforated vibrating plate, the perforated vibrating plate is separated into a solid component and a liquid component while the sludge is evenly moved downward with a vibrating force on a perforated plate in which a plurality of through holes are uniformly formed.

반응기 본체(10) 후단에 15~30도로 경사지게 설치되며 분리된 고체 성분은 바이오매스 연료 제조를 위한 원료로 공급되고, 액체 성분은 촉매수 배출구(14)로 이송된다. It is installed inclined 15 to 30 degrees in the rear end of the reactor body 10, the separated solid component is supplied as a raw material for the production of biomass fuel, the liquid component is transferred to the catalyst water outlet (14).

상기 타공진동판에 부착된 고체 성분을 제거하기 위해 물 분사장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. A water injector (not shown) may be further included to remove the solid component attached to the perforated vibrating plate.

반응기 본체 하부에는 흙, 모래 등을 분리할 수 있는 불순물 분리장치(15)를 더 포함할 수 있다. 상기 불순물 분리장치(15)는 반응기 본체(10) 바닥에 가라앉은 상기 바이오매스와 함께 유입된 흙, 모래 등의 불순물을 분리할 수 있다.The lower part of the reactor body may further include an impurity separator 15 capable of separating soil, sand, and the like. The impurity separator 15 may separate impurities such as soil and sand introduced together with the biomass that has sunk in the bottom of the reactor body 10.

상기 반응기 본체에 상기 혼합 스크류의 회전을 원활하게 하는 롤러를 더 포함할 수 있다.The reactor body may further include a roller for smoothing the rotation of the mixing screw.

도 4를 참조하면, 상기 반응기 본체(30)는 튜브형태이다. 상기 튜브 형태의 반응기 본체(30) 내부에 도2의 혼합 스크류(20)가 수용된다.Referring to FIG. 4, the reactor body 30 is in the form of a tube. The mixing screw 20 of FIG. 2 is accommodated in the tubular reactor body 30.

상기 반응기 본체(30)가 튜브형태로 형성된다면 상기 촉매수가 상기 반응기 본체에 가득 충진됨으로써 상기 바이오매스 유입구로 투입되는 바이오매스의 상기 촉매수와의 접촉시간 및 반응 효율이 향상될 수 있다.If the reactor body 30 is formed in the form of a tube, the catalyst water may be filled in the reactor body so that the contact time and reaction efficiency of the biomass introduced into the biomass inlet may be improved.

상기 롤러는 상기 모터의 일측에 연결되어 동력에 의해 회전하는 상기 회전축의 타측에 상기 혼합 스크류의 후단부에 접촉하여 형성될 수 있다. 상기 롤러는 상기 혼합 스크류의 회전을 원활히 할 수 있다면 설치 개수나 형태에 제한되지 않음은 자명하다. The roller may be formed in contact with a rear end of the mixing screw on the other side of the rotating shaft which is connected to one side of the motor to rotate by power. If the roller can smoothly rotate the mixing screw is not limited to the number or shape of installation.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 단위공급원료 당 투입되는 촉매수와의 BTW를 나타낸 것이다. Figure 5 shows the BTW with the number of catalysts added per unit feedstock according to an embodiment of the present invention.

상기 단위공급원료 당 투입되는 촉매수양은 바이오매스의 종류에 따라 달라지며, BTW(Biomass to Water, kg/kg)으로 정의될 수 있다. 바람직하게는 각각의 바이오매스에 대해 억새는 0.05 내지 0.2, 바람직하게는 0.11 내지 0.13, 더욱 바람직하게는 0.125, 케나프는 0.05 내지 0.2, 바람직하게는 0.14 내지 0.18, 더욱 바람직하게는 0.1667, 옥수수대는 0.05 내지 0.2, 바람직하게는 0.11 내지 0.13, 더욱 바람직하게는 0.125, 네피어글라스는 0.05 내지 0.2, 바람직하게는 0.14 내지 0.18, 더욱 바람직하게는 0.1667, EFB는 0.1 내지 0.4, 바람직하게는 0.15 내지 0.25, 더욱 바람직하게는 0.2, PKS는 0.3 내지 0.9, 바람직하게는 0.45 내지 0.75, 더욱 바람직하게는 0.6667, 케슈넛 쉘은 0.3 내지 0.9, 바람직하게는 0.45 내지 0.75, 더욱 바람직하게는 0.5, 커피허스크는 0.2 내지 0.6, 바람직하게는 0.35 내지 0.45, 더욱 바람직하게는 0.4, 우드펠릿는 0.05 내지 0.2, 바람직하게는 0.14 내지 0.18, 더욱 바람직하게는 0.1667, 소나무는 0.1 내지 0.4, 바람직하게는 0.15 내지 0.25, 더욱 바람직하게는 0.2, 임목부산물은 0.1 내지 0.4, 바람직하게는 0.15 내지 0.25, 더욱 바람직하게는 0.2 일 수 있으며, 매우 바람직하게는 각각의 바이오매스에 대해 ± 10 % 범위까지 허용될 수 있다.The amount of catalyst added per unit feedstock depends on the type of biomass, and may be defined as BTW (Biomass to Water, kg / kg). Preferably, for each biomass, silver grass is 0.05 to 0.2, preferably 0.11 to 0.13, more preferably 0.125, kenaf is 0.05 to 0.2, preferably 0.14 to 0.18, more preferably 0.1667, corn cob 0.05 to 0.2, preferably 0.11 to 0.13, more preferably 0.125, Napier glass is 0.05 to 0.2, preferably 0.14 to 0.18, more preferably 0.1667, EFB is 0.1 to 0.4, preferably 0.15 to 0.25 , More preferably 0.2, PKS is 0.3 to 0.9, preferably 0.45 to 0.75, more preferably 0.6667, the cashew nut shell is 0.3 to 0.9, preferably 0.45 to 0.75, more preferably 0.5, coffee husk 0.2 to 0.6, preferably 0.35 to 0.45, more preferably 0.4, wood pellets are 0.05 to 0.2, preferably 0.14 to 0.18, more preferably 0.1667, pine is 0.1 to 0.4, preferably Crab can be from 0.15 to 0.25, more preferably 0.2, woody byproducts can be from 0.1 to 0.4, preferably from 0.15 to 0.25, more preferably from 0.2, very preferably up to ± 10% for each biomass May be acceptable.

상기 BTW비를 벗어나게 되면 상기 미네랄 성분의 추출 효율이 낮아지게 된다.If the BTW ratio is out of the extraction efficiency of the mineral component is lowered.

10, 30: 반응기 본체
11: 바이오매스 유입구
12: 촉매수 유입구
13: 바이오매스 배출구
14: 촉매수 배출구
15: 불순물 분리장치
20: 혼합 스크류
21: 회전축
22: 앵글 프레임
23: 스크류축
24: 가변 강성체
25: 스크류 날개
26: 펀칭 플레이트
27: 버켓
100, 200: 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치
10, 30: reactor body
11: biomass inlet
12: catalyst water inlet
13: biomass outlet
14: catalyst water outlet
15: impurity separator
20: mixing screw
21: axis of rotation
22: angle frame
23: screw shaft
24: variable rigid body
25: screw wing
26: punching plate
27: bucket
100, 200: continuous biomass mineral ingredient extraction device

Claims (12)

바이오매스가 유입되는 바이오매스 유입구;
촉매수가 유입되는 촉매수 유입구;
상기 바이오매스 및 상기 촉매수가 유입되어 바이오매스의 미네랄 성분이 추출되는 반응기 본체;
상기 반응기 본체 내부에 회전 가능하게 배치되고, 상기 바이오매스와 촉매수가 균일하게 혼합되도록 교반시키는 혼합 스크류;
미네랄 성분이 제거된 바이오매스 배출구; 및
촉매수 배출구;
를 포함하는 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치에 있어서,
상기 혼합 스크류는
모터의 동력에 의해 회전하는 회전축;
파이프 형태의 앵글 프레임 복수개가 회전축을 중심으로 일정간격 이격되어 연결되며, 환형으로 배치된 구조의 스크류축;
상기 스크류축의 외주면을 둘러싸고 있는 그물망 형태의 가변 강성체;
상기 스크류축의 외주면을 따라 나선 형태로 연결 설치되는 스크류 날개; 및
상기 앵글프레임 후단부에 고정 형성되는 버켓;
을 포함하고,
상기 스크류 날개 사이에 타공판 형태의 펀칭 플레이트가 복수개 형성되는 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치.
A biomass inlet through which biomass is introduced;
A catalyst water inlet port through which catalyst water is introduced;
A reactor main body through which the biomass and the catalyst water are introduced to extract mineral components of the biomass;
A mixing screw rotatably disposed inside the reactor body and stirring the biomass and the catalyst water to be uniformly mixed;
Biomass outlets from which mineral components have been removed; And
Catalytic water outlet;
In the biomass mineral component extraction apparatus comprising:
The mixing screw
A rotating shaft rotating by the power of the motor;
A plurality of pipe-shaped angle frame is connected at regular intervals around the rotation axis, the screw shaft of the annular arrangement;
A variable rigid body in the form of a net surrounding the outer circumferential surface of the screw shaft;
Screw blades are installed in a spiral form along the outer circumferential surface of the screw shaft; And
A bucket fixed to the rear end of the angle frame;
Including,
Continuous biomass mineral component extraction device is formed with a plurality of punching plate in the form of a perforated plate between the screw blades.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 펀칭 플레이트는 상기 스크류 날개 사이에 일정한 각도를 가지고 경사지게 형성되는 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치.
The method of claim 1,
The punching plate is a continuous biomass mineral component extraction device is formed to be inclined at a predetermined angle between the screw blades.
제1항에 있어서,
상기 반응기 본체는 튜브 형태인 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치.
The method of claim 1,
The reactor body is a continuous biomass mineral component extraction device in the form of a tube.
제1항에 있어서,
상기 반응기 본체는 상면이 개방되어 있는 박스 형태인 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치.
The method of claim 1,
The reactor body is a continuous biomass mineral component extraction device in the form of a box having an open top.
제1항에 있어서,
상기 반응기 본체 하부에 불순물 분리장치를 더 포함하는 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치.
The method of claim 1,
Continuous biomass mineral component extraction device further comprises an impurity separator in the lower portion of the reactor body.
제1항에 있어서,
상기 바이오매스 배출구는 타공진동판인 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치.
The method of claim 1,
The biomass outlet is a continuous biomass mineral component extraction device is a perforated vibration plate.
제7항에 있어서,
상기 타공진동판에 부착된 고체성분을 제거하기 위한 물 분사장치를 더 포함하는 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치.
The method of claim 7, wherein
Continuous biomass mineral component extraction device further comprises a water injection device for removing the solid components attached to the perforated vibrating plate.
제1항에 있어서,
상기 반응기본체에 공급되는 상기 촉매수와 상기 원료의 질량비는 1:1 내지 10:1인 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치.
The method of claim 1,
Mass ratio of the catalyst water and the raw material is supplied to the reaction base is a continuous biomass mineral component extraction device is 1: 1 to 10: 1.
제1항에 있어서,
상기 촉매수의 pH가 2 내지 4가 되도록 pH를 조정하는 pH조정조를 더 포함하는 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치.
The method of claim 1,
Continuous biomass mineral component extraction apparatus further comprises a pH adjusting tank for adjusting the pH of the catalyst water to 2 to 4.
제1항에 있어서,
상기 촉매수 배출구에서 배출된 상기 촉매수는 멤브레인 필터 또는 이온교환수지를 거쳐 상기 촉매수 유입구로 회수되는 연속식 바이오매스 미네랄 성분 추출 장치.
The method of claim 1,
The catalyst water discharged from the catalyst water outlet is a continuous biomass mineral component extraction device is recovered to the catalyst water inlet via a membrane filter or ion exchange resin.
제1항에 있어서,
상기 반응기 본체에 상기 혼합 스크류의 회전을 원활하게 하는 롤러를 더 포함하는 바이오매스 미네랄 성분 추출장치.
The method of claim 1,
Biomass mineral component extraction device further comprises a roller for smoothing the rotation of the mixing screw in the reactor body.
KR1020180075544A 2018-06-29 2018-06-29 Apparatus for continuous extraction of mineral from biomass KR101964623B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180075544A KR101964623B1 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Apparatus for continuous extraction of mineral from biomass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180075544A KR101964623B1 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Apparatus for continuous extraction of mineral from biomass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101964623B1 true KR101964623B1 (en) 2019-08-07

Family

ID=67621518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180075544A KR101964623B1 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Apparatus for continuous extraction of mineral from biomass

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101964623B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220016567A (en) * 2020-08-03 2022-02-10 한국에너지기술연구원 De-mineralized Kenyaf Up-grade Fueling System
KR20220073172A (en) 2020-11-26 2022-06-03 고등기술연구원연구조합 Hydrothermal carbonizaion apparatus and system for manufacturing high quality biomass fuel
CN115090239A (en) * 2022-02-23 2022-09-23 常州市乐萌压力容器有限公司 Phosphorus pentafluoride horizontal reactor

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2688509B2 (en) 1988-03-28 1997-12-10 日清製粉株式会社 Extraction and purification method of hemicellulose
JPH11240902A (en) 1998-02-25 1999-09-07 Fuji Oil Co Ltd Production of water soluble hemicellulose
KR100413384B1 (en) 2000-10-24 2004-01-03 주식회사 삼양제넥스 Method for preparing soluble dietary fiber from corn hull
KR100476239B1 (en) 2002-12-27 2005-03-17 이옥구 A process of producing water soluble and water insoluble hemicellulose
JP2006321949A (en) * 2005-05-20 2006-11-30 Japan Energy Corp Paraffin-based latent heat-storing material composition
KR100872358B1 (en) 2007-07-30 2008-12-05 한국생산기술연구원 Dehydration method and apparatus for centrifugal condensation high pressure rotary screw press for reducing industrial sludge moisture content
KR101457470B1 (en) 2012-02-23 2014-11-03 무림피앤피 주식회사 Paper with high dry strength containing hemicellulose and producing method thereof
JP2016125030A (en) 2015-01-08 2016-07-11 株式会社日立製作所 Plant biofuel improving method, system and producing method
KR20170114465A (en) * 2016-04-05 2017-10-16 한국에너지기술연구원 De-mineralized Biomass, Manufacturing Method and System of Multi-fuel Production thereof

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2688509B2 (en) 1988-03-28 1997-12-10 日清製粉株式会社 Extraction and purification method of hemicellulose
JPH11240902A (en) 1998-02-25 1999-09-07 Fuji Oil Co Ltd Production of water soluble hemicellulose
KR100413384B1 (en) 2000-10-24 2004-01-03 주식회사 삼양제넥스 Method for preparing soluble dietary fiber from corn hull
KR100476239B1 (en) 2002-12-27 2005-03-17 이옥구 A process of producing water soluble and water insoluble hemicellulose
JP2006321949A (en) * 2005-05-20 2006-11-30 Japan Energy Corp Paraffin-based latent heat-storing material composition
KR100872358B1 (en) 2007-07-30 2008-12-05 한국생산기술연구원 Dehydration method and apparatus for centrifugal condensation high pressure rotary screw press for reducing industrial sludge moisture content
KR101457470B1 (en) 2012-02-23 2014-11-03 무림피앤피 주식회사 Paper with high dry strength containing hemicellulose and producing method thereof
JP2016125030A (en) 2015-01-08 2016-07-11 株式会社日立製作所 Plant biofuel improving method, system and producing method
KR20170114465A (en) * 2016-04-05 2017-10-16 한국에너지기술연구원 De-mineralized Biomass, Manufacturing Method and System of Multi-fuel Production thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220016567A (en) * 2020-08-03 2022-02-10 한국에너지기술연구원 De-mineralized Kenyaf Up-grade Fueling System
KR102453492B1 (en) 2020-08-03 2022-10-14 한국에너지기술연구원 De-mineralized Kenyaf Up-grade Fueling System
KR20220073172A (en) 2020-11-26 2022-06-03 고등기술연구원연구조합 Hydrothermal carbonizaion apparatus and system for manufacturing high quality biomass fuel
CN115090239A (en) * 2022-02-23 2022-09-23 常州市乐萌压力容器有限公司 Phosphorus pentafluoride horizontal reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102028442B1 (en) Improvement on Co-firing of Biomass with Coal Biomass Blending ratio, Manufacturing Method and System of Boiler-Torrefaction Fuel Production thereof
Chopra et al. A review of fixed bed gasification systems for biomass
KR101964623B1 (en) Apparatus for continuous extraction of mineral from biomass
CN101462721B (en) Technological process for cleaning preparing active carbon and active coke from lignite
KR101879862B1 (en) De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production thereof
CN104611084B (en) A kind of method utilizing agriculture and forestry organic waste material to produce clean energy resource material
CN102361963A (en) Process for producing high quality bio-oil in high yield
CN202164270U (en) High-efficiency plant carbonization furnace capable of continuously working
KR102063831B1 (en) De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production and Generation Connected with Reverse Electrodialysis
KR101838293B1 (en) De-sticky material in feedstock, Manufacturing Method and System of Boiler-Fuel Production thereof
US10329505B2 (en) Method for producing biofuel and use of biofuel
CN106675682B (en) A kind of dehydration upgrading of lignite prepares biomass coal technique
CN105441107A (en) Electrochemical liquefaction method and device for biomass taking ionic liquid and supercritical CO2 as media
CN106675589A (en) Exhaust gas and waste heat recovery technology for biochar preparation by sludge reduction gasification
CN101422750A (en) Novel coal crushing method
KR102054845B1 (en) De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production Connected with Dehydration and Washing
CN110054185A (en) The system and method for active carbon is produced in a kind of thermal power plant coal pyrolysis charring activation
CN104560096B (en) Continuous separation technology for oil sand
JP2019094432A (en) Production plant of biomass fuel, production plant system, production method of biomass fuel, and biomass fuel
JP2011140610A (en) Method for producing composite fuel
TW201118162A (en) Method and apparatus for the treatment of material and fuel
CN214571742U (en) Vertical spiral pyrolysis device
CN114479976A (en) Continuous hydrothermal carbonization method
CN107022381A (en) A kind of preparation method of high burning efficiency biomass fuel
CN110184084A (en) A kind of method and its system of microalgae and carclazyte oil pyrolysis preparation bio oil