KR102095433B1

KR102095433B1 - 폐 폴리비닐알코올(pva)를 재활용한 야적장의 비산 및 화재 방지방법

Info

Publication number: KR102095433B1
Application number: KR1020190149221A
Authority: KR
Inventors: 조혁래
Original assignee: 조혁래
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2020-03-31

Abstract

본 발명은 폐 폴리비닐알코올(PVA)를 재활용한 야적장의 비산 및 화재 발생을 방지방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최근 검은 공포라고 불리는 석탄 야적장 등에서 태풍 또는 바람이 강하게 부는 자연 환경의 영향으로 많은 양의 미세먼지가 비산되어 사람들의 호흡기 기관을 망가뜨려 각종 호흡기 질환의 주원이 되고 있으며, 또한 석탄 더미 내부에서 열이 축적되어 자연발화됨에 따라 주변 일대가 큰 화재에 의해 막대한 재산 및 인명피해가 발생하는 문제를 해소하기 위해 제시된 발명으로서, 폐 폴리비닐알코올(PVA)을 60 ~ 120 ℃로 가열하여 액상의 폐 폴리비닐알코올(PVA)을 제조하고, 상기 액상의 폐 폴리비닐알코올(PVA)에 향이 나고 인체에 무해한 향액 및 액상의 불연재를 전체 혼합물의 중량 대비 5.0 wt% 이내로 첨가한 다음 야적장에 분사하여 비산 및 화재를 방지하는 방법에 관한 것이다.

Description

폐 폴리비닐알코올(PVA)를 재활용한 야적장의 비산 및 화재 방지방법{Dust-scattering and fire prevention method for open-air storage yard for coal using recycled waste polyvinylalcohol}

일반적으로 야적장의 석탄가루는 보통 잘게 분쇄되어 있어 바람 등 외부 영향이나 기후변화에 따라 쉽게 비산되는 경향이 있다.

이러한 석탄가루를 야외에 보관함에도 지붕이나 가림막조차 없어 작업자들은 마스크와 헬멧을 착용하고 돌아다녀야만 하고, 야적장 곳곳에 대형 스프링클러들을 설치하여 수시로 물을 뿌려 미세 먼지 발생을 줄이고 있는 실정이다. 그러나 외부에 노출된 컨베이어 벨트를 통해 석탄을 발전소 내부로 수송하는 구조상, 물을 뿌리는 것만으로 미세 먼지 발생을 막기는 어렵다.

이를 해결하기 위해, 등록특허 10-0853828(등록일자 2008년08월18일) 및 등록특허 10-1150277(등록일자 2012년05월21일)에서 비산을 방지하는 기술에 대해 개시된 바 있다.

상기 등록특허 10-0853828의 경우, 물에 폴리비닐알콜, 계면활성제,헥실렌글리콜을 혼합하여 작업시 분진이 많은 건설 현장 석탄채굴 현장 등에 분사하거나 건설 폐기물 또는 석탄의 산적, 운반, 야적, 폐기물 등에 분사하여 침투코팅하여 비산을 방지하는 것이나, 작업자를 포함하여 주변환경을 오염시키는 문제가 있다. 또한 석탄이 대기중에 노출되면 온도가 올라 열이 발생하면서 산화가 진행되는데 이때 어느 순간 갑자기 점화를 일으켜 화재를 발생하는 문제에 대응하기 어렵다.

상기 등록특허 10-1150277의 경우 또한 대기오염등의 문제를 야기하는 붕소화합물을 사용하고 있으며, 앞서 살펴본 바와 같이 자연발화를 방지할 수 있는 기술에 대해 개시되어 있지 않다.

따라서 야적장의 비산 및 화재 방지하면서 2차 환경피해가 발생하지 않는 기술이 필요한 실정이며, 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하고자 도출된 것이다.

등록특허 10-0853828(등록일자 2008년08월18일) 등록특허 10-1150277(등록일자 2012년05월21일)

본 발명은 건설현장, 석탄, 광산, 탄광 등의 야적장이 대기중에 노출되어 온도가 올라 열이 발생하여 산화가 진행됨에 따라 어느 순간 갑자기 점화를 일으켜 화재가 발생하는 것을 미연에 방지하고 또한 분진으로부터 작업자를 보호하고 및 주변 대기오염을 방지할 수 있도록 폐 폴리비닐알코올(PVA)를 재활용한 야적장의 비산 및 화재 방지방법을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여,

본 발명은 폐 폴리비닐알코올(PVA)을 60 ~ 120 ℃로 가열하여 액상의 폐 폴리비닐알코올(PVA)을 제조하고, 상기 액상의 폐 폴리비닐알코올(PVA)에 향이 나고 인체에 무해한 향액 및 액상 불연재를 전체 혼합물의 중량 대비 5.0 wt% 이내로 첨가한 다음 야적장에 분사하는 것을 특징으로 하는 폐 폴리비닐알코올(PVA)를 재활용한 야적장의 비산 및 화재 방지방법을 제공한다.

본 발명에 따른 폐 폴리비닐알코올(PVA)를 재활용한 야적장의 비산 및 화재 방지방법은 시대의 발전에 따른 대기 오염으로 인하여 호흡기 질환으로 문제가 되고 있는 시점에 야적장으로 부터 발생하는 많은 양의 미세먼지를 효과적으로 방지할 뿐 아니라, 석탄 야적장 등에서 빈번하게 발생하는 자연발화에 의한 화재를 효과적으로 예방할 수 있어 인명 및 재산피해를 방지할 수 있으며, 폐 폴리비닐알코올(PVA)의 재활용에 따른 경제적 이점이 있고, 계면활성제 등 환경오염에 영향을 미치는 성분을 사용하지 않는 친환경소재를 사용함에 따라 환경오염 방지 및 민트, 쑥, 자스민을 등의 식물성 소재의 사용으로 인한 호흡기 질환을 예방하는 효과를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 폐 폴리비닐알코올(PVA)를 재활용한 야적장의 비산 및 화재 방지방법에 대한 구체적인 내용에 대해 살펴보도록 한다.

상기한 바와 같이,

본 발명에 따른 폐 폴리비닐알코올(PVA)를 재활용한 야적장의 비산 및 화재 방지방법은 폐 폴리비닐알코올(PVA)을 60 ~ 120 ℃로 가열하여 액상의 폐 폴리비닐알코올(PVA)을 제조하고, 상기 액상의 폐 폴리비닐알코올(PVA)에 향이 나고 인체에 무해한 향액 및 액상 불연재를 전체 혼합물의 중량 대비 5.0 wt% 이내로 첨가한 다음 야적장에 분사하는 것을 특징으로 한다.

상기 폐 폴리비닐알코올(PVA)의 가열온도가 60 ℃ 미만인 경우에는 액상화에 어려움이 있고, 120 ℃를 초과하게 되는 경우에는 필요 이상의 온도로 가열함에 따른 에너지 낭비 문제가 있으므로, 상기 폐 폴리비닐알코올(PVA)의 액상화를 위한 온도는 60 ~ 120 ℃의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 향액은 액상의 폐 폴리비닐알코올(PVA)에 발생하는 시큼한 냄새로 인한 거부감을 해소하고, 미세먼지에 의한 호흡기 질환을 예방하기 위해 사용되는 것으로서, 민트, 쑥, 자스민을 포함하여 식물의 꽃, 과실, 종자, 잎, 줄기, 목재 및 뿌리로 부터 선택된 어느 1종 이상을 40 ~ 50 ℃의 물(water)에 10 ~ 15 시간동안 침지시킨 후 제거하여 수득한 물(water)인 것으로서, 전체 혼합물의 중량 대비 0.1 ~ 4.9 wt%로 첨가한다.

구체적인 예로서, 쑥과 물(water)의 중량비를 1:100으로 하여, 상기 쑥을 45 ℃의 물(water)에 10 시간 동안 침지시킨 후 꺼낸 물을 향액으로 사용한다.

상기 향액의 첨가량은 액상의 폐 폴리비닐알코올(PVA), 향액 및 액상 불연재를 혼합한 전체 혼합물 대비 0.1 ~ 4.9 wt%로 첨가한다. 상기 첨가량이 0.1 wt% 미만인 경우에는 향액으로부터 향 발산이 미미하여 효과가 없고, 4.9 wt%를 초과하게 되는 경우에는 상대적으로 액상의 폐 폴리비닐알코올(PVA) 및 액상의 불연재의 함량이 줄어들어 비산방지 및 자연발화 억제효과가 저감될 수 있으므로, 상기 향액의 첨가량은 전체 혼합물 대비 0.1 ~ 4.9 wt%로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 액상 불연재는 지르코니아((ZrO₂), 실리카(SiO₂), 티타니아(TiO₂) 또는 알루미나(Al₂0₃) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 입자크기가 10 ~ 20 nm인 나노분말을 물(water)에 분산시켜 제조된 것으로서, 전체 혼합물의 중량 대비 0.1 ~ 4.9 wt%로 첨가하는 것을 사용한다.

석탄은 대기 중에 노출되면 온도가 올라 열이 발생하면서 산화가 진행되는데 이때 어느 순간 갑자기 점화를 일으켜 화재가 발생한다. 상기 액상 불연재은 이와 같은 자연발화의 문제를 해소하기 위하여 사용된다.

상기 액상 불연재의 첨가량이 0.1 wt% 미만인 경우에는 야적장의 자연발화 억제 기능이 약하고, 4.9 wt%를 초과하게 되는 경우에는 상대적으로 액상의 폐 폴리비닐알코올(PVA) 및 향액의 함량이 줄어들어 액상의 폐 폴리비닐알코올(PVA)로부터 발생하는 시큼한 냄새의 제거 효과 및 자연발화 억제효과가 저감될 수 있으므로, 상기 액상 불연재의 첨가량은 전체 혼합물 대비 0.1 ~ 4.9 wt%로 첨가하는 것이 바람직하다.

또한 상기 액상 불연재는 탄산수소나트륨 용액과 황산알루미늄 용액을 동 중량으로 혼합한 것으로 대체하거나,

또는 지르코니아((ZrO₂), 실리카(SiO₂), 티타니아(TiO₂) 또는 알루미나(Al₂0₃) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 입자크기가 10 ~ 20 nm인 나노분말을 물(water)에 분산시켜 제조된 제1액상 불연재와

탄산수소나트륨 용액과 황산알루미늄 용액을 동 중량으로 혼합한 제2 액상 불연재를 1:1 동중량비율로 혼합한 것으로 대체할 수 있다. 이때 첨가량은 전체 혼합물의 중량 대비 0.1 ~ 4.9 wt%로 첨가한다.

상기 폐 폴리비닐알코올(PVA)에 첨가되는 향액 및 액상 불연재의 첨가량은 전체 혼합물의 중량 대비 5.0 wt% 이내로 한다.

더욱 상세하게는 폐 폴리비닐알코올(PVA) 95.0 ~ 99.8 wt%와, 향액 및 액상 불연재 0.2 ~ 5.0 wt%로 배합한다.

상기 폐 폴리비닐알코올(PVA)의 사용량이 95.0 wt% 미만인 경우에는 야적장에 분사한 후 점도가 일정 수준 이하로 떨어져 막이 제대로 형성되지 않을 수 있으며, 99.8 wt%를 초과하게 되는 경우에는 향액 및 액상 불연재의 첨가를 통한 방향 및 자연발화억제 효과가 떨어질 수 있으므로, 상기 폐 폴리비닐알코올(PVA)의 사용량은 전체 혼합물 대비 95.0 ~ 99.8 wt% 내로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 폐 폴리비닐알코올(PVA), 향액, 액상 불연재의 구체적인 배합예를 살펴보면 다음의 표 1과 같다.

성 분	배합예 1	배합예 2	배합예 3	배합예 4
액상 pva	95.0 wt%	97.0 wt%	98.0 wt%	99.0 wt%
향 액	2.5 wt%	1.5 wt%	1.0 wt%	0.5 wt%
액상 불연제	2.5 wt%	1.5 wt%	1.0 wt%	0.5 wt%
합 계	100.0 wt%	100.0 wt%	100.0 wt%	100.0 wt%

본 발명에 따른 폐 폴리비닐알코올(PVA)를 재활용한 야적장의 비산 및 화재 방지방법은 시대의 발전에 따른 대기 오염으로 인하여 호흡기 질환으로 문제가 되고 있는 시점에 야적장으로 부터 발생하는 많은 양의 미세먼지를 효과적으로 방지할 뿐 아니라, 석탄 야적장 등에서 빈번하게 발생하는 자연발화에 의한 화재를 효과적으로 예방할 수 있어 인명 및 재산피해를 방지할 수 있으며, 폐 폴리비닐알코올(PVA)의 재활용에 따른 경제적 이점이 있고, 계면활성제 등 환경오염에 영향을 미치는 성분을 사용하지 않는 친환경소재를 사용함에 따라 환경오염 방지 효과까지 제공할 수 있어 산업상 이용가능성이 크다.

Claims

폴리비닐알코올(PVA)을 포함하는 혼합물을 야적장에 분사하여 화재 및 비산을 방지하는 방법에 있어서,
상기 혼합물은 ,
폐 폴리비닐알코올(PVA)을 60 ~ 120 ℃로 가열하여 생성된 액상의 폐 폴리비닐알코올(PVA) 95.0 ~ 99.8 wt%;
민트 또는 자스민을 40 ~ 50 ℃의 물(water)에 10 ~ 15 시간동안 침지시킨 후 제거하여 수득한 물(water)의 향액 0.1 ~ 4.9 wt%;
지르코니아(ZrO₂) 또는 티타니아(TiO₂)의 입자크기가 10 ~ 20 nm인 나노분말을 물(water)에 분산시켜 제조된 제1 액상불연재와 탄산수소나트륨 용액과 황산알루미늄 용액을 동 중량으로 혼합한 제2 액상불연재를 1:1 동중량비율로 혼합한 액상 불연재 0.1 ~ 4.9 wt%;로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐 폴리비닐알코올(PVA)를 재활용한 야적장의 비산 및 화재 방지방법.
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