KR102190136B1 - 유기 폐기물의 자원화 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 폐기물의 자원화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기 폐기물로 재생 에너지를 생산하여 에너지 비용의 추가 부담없이 에너지를 자체 조달하고, 소요전력 및 음식물 쓰레기, 돈분슬러지(축산폐기물), 하수슬러지의 건조 열원으로 활용하는 자원화 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 폐기물의 자원화 시스템은, 투입된 유기 폐기물을 밀폐된 분위기 내에서 가열시켜 열분해하고 열분해에 의해 재생유와 재생가스를 생성하는 유화장치와, 상기 재생유를 감압, 저온에서 증류 정제하여 연료유를 얻는 감압증류정제시스템과, 상기 연료유를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 디젤발전기와, 상기 재생가스를 오프가스(offgas)의 정제를 통해 CMG(Compressor Motor Governor) 압축저장하는 압축가스설비와, 상기 압축저장된 재생가스를 연소시켜 증기를 생산하는 가스보일러, 및 상기 가스보일러에서 만들어진 증기를 디스크 사이에 공급하여 투입된 돈분슬러지나 하수슬러지를 건조시켜 건조처리물을 배출하는 디스크드라이어를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 폐기물의 자원화 시스템은, 투입된 유기 폐기물을 밀폐된 분위기 내에서 가열시켜 열분해하고 열분해에 의해 재생유와 재생가스를 생성하는 유화장치와, 상기 재생유를 감압, 저온에서 증류 정제하여 연료유를 얻는 감압증류정제시스템과, 상기 연료유를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 디젤발전기와, 상기 재생가스를 오프가스(offgas)의 정제를 통해 CMG(Compressor Motor Governor) 압축저장하는 압축가스설비와, 상기 압축저장된 재생가스를 연소시켜 증기를 생산하는 가스보일러, 및 상기 가스보일러에서 만들어진 증기를 디스크 사이에 공급하여 투입된 돈분슬러지나 하수슬러지를 건조시켜 건조처리물을 배출하는 디스크드라이어를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 유기 폐기물의 자원화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기 폐기물 중 특히 석유에서 만들어지는 농업용 폐비닐로 재생 에너지를 생산하여 에너지 비용의 추가 부담없이 에너지를 자체 조달하고, 소요전력 및 음식물 쓰레기, 돈분슬러지(축산폐기물), 하수슬러지의 건조 열원으로 활용하는 자원화 시스템에 관한 것이다.
폐플라스틱, 폐윤활유, 폐타이어, 폐비닐 등 탄화수소계 유기 폐기물을 열분해유화하여 대체 연료유를 생산하려는 노력은 시대적인 요구에 부응하여 꾸준하게 연구되어 왔다.
플라스틱의 사용 후에 폐기되는 폐플라스틱은 플라스틱의 특성인 난분해성을 가지고 있어 매립 처리가 어렵고, 소각 시에는 각종 유해 가스가 배출되어 대기 환경을 오염시킴에 따라 폐플라스틱의 처리가 어렵다.
일례로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌과 같은 폐플라스틱을 400℃ 내지 500℃의 온도조건에서 촉매와 함께 열분해하면, 경유와 중유가 혼합된 열분해유(재생유)를 투입량 대비 대략 50w% ~ 70w% 정도 얻을 수 있다고 알려져 있다.
그러나 재생유의 상용화는 아직 미미한 정도인데, 열분해유화 공정 중에 발생하는 각종 불순물(이물질)로 인하여 재생유의 품질이 저하되기 때문이다(벙커씨유 수준).
불순물(이물질)은 타르, 나프타, 왁스 등이 있으며, 이로써 재생유는 낮은 점도와 인화점, 특정 색상 또는 악취가 있게 된다.
또한, 열분해유화공정을 거치면서 재생유는 고분자 탄화수소의 긴 탄소고리가 끊어져서 짧은 탄소고리의 분자가 증가됨에 따라 저비점의 휘발성이 커져 점도와 인화점이 매우 낮고(나프타가 포함된 경우 인화점이 낮아 위험), 그에 따라 일반 경유 버너의 연료로 사용되기 부적합하다.
한편, 폐플라스틱, 폐윤활유, 폐타이어, 폐비닐 등 탄화수소계 유기 폐기물을 열분해유화하여 대체 연료유 생산시 발생하는 재생가스(메탄이 주성분)를 종래에는 재활용하지 못하고 그대로 소각하여 처리하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 나프타 성분이 포함된 재생유를 증류방식의 정제기를 통하여 다단계 증류방식으로 정제하여 범용의 연료로 사용할 수 있고, 재생가스를 압축, 저장하여 가스보일러의 원료, 건조장치에 사용, 건조 후 건조물에 미생물을 첨가하여 비료화할 수 있는 유기 폐기물의 자원화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유기 폐기물의 자원화 시스템은, 투입된 유기 폐기물을 밀폐된 분위기 내에서 가열시켜 열분해하고 열분해에 의해 재생유와 재생가스를 생성하는 유화장치;
상기 재생유를 감압, 저온에서 증류 정제하여 연료유를 얻는 감압증류정제시스템;
상기 연료유를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 디젤발전기;
상기 재생가스를 오프가스(offgas)의 정제를 통해 CMG(Compressor Motor Governor) 압축저장하는 압축가스설비;
상기 압축저장된 재생가스를 연소시켜 증기를 생산하는 가스보일러;
상기 가스보일러에서 만들어진 증기를 디스크 사이에 공급하여 투입된 돈분슬러지(축산폐기물)나 하수슬러지를 건조시켜 건조처리물을 배출하는 디스크드라이어:
를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 유기 폐기물은 석유에서 만들어지는 농업용 폐비닐인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 돈분슬러지(축산폐기물)와 하수슬러지는 80~90%의 함수율을 갖고, 건조처리물은 10~15% 함수율을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건조처리물을 소정크기의 타공망이 형성된 스크린으로 1차 걸러내는 스크린선별기;
상기 스크린선별기를 통과한 건조처리물에 자력을 제공하여 금속 이물질을 2차 걸러내고 건조물을 배출하는 금속선별기; 및
상기 선별과정을 거친 건조물을 유기물발효 미생물과 함께 교반하여 발효하고 퇴비화를 진행하는 미생물교반기;
를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유화장치, 감압증류정제시스템, 디젤발전기, 압축가스설비, 가스보일러, 디스크드라이어, 스크린선별기, 금속선별기, 미생물교반기 중 어느 하나 이상에 설치되어 해당 설치부위의 진동, 변위, 온도나 압력같은 데이터를 센싱해서 무선 통신으로 센싱 데이터를 PC에 전송하는 무선센서부;
M2M 게이트웨이 프로그램이 탑재되어 상기 무선센서부로부터 전송된 센싱 데이터를 수신하고, 수신된 패킷 데이터의 헤더를 읽고 제거한 후, 내용물인 센서값을 화면에 디스플레이하며 외부 연결이 될 수 있도록 데이터를 변환하는 PC; 및
모니터링 앱이 설치되어 상기 PC로부터 데이터를 와이파이로 수신하여 센싱 데이터를 디스플레이하거나 실시간 변화되는 센싱 데이터를 그래프 방식으로 디스플레이하는 스마트폰; 을
더 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 유화장치, 감압증류정제시스템, 디젤발전기, 압축가스설비, 가스보일러, 디스크드라이어, 스크린선별기, 금속선별기, 미생물교반기 중 어느 하나 이상에 부착되고 기본적인 태그 ID를 저장하는 NFC 태그가 더 구비되어,
상기 스마트폰에서 NFC 태그에 태깅하여 태그 ID를 읽어오고 PC에 태그 ID HTTP 요청하는 경우, 상기 PC에서 DB에 저장된 해당 태그 ID의 정보(데이터)를 읽어와 구성부 정보와 위치 정보를 스마트폰에 전달하여, 태그의 위치가 지도에 표시되고 해당 구성부의 구조와 기능이 화면에 출력되는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 나프타 성분이 포함된 재생유를 증류방식의 정제기를 통하여 다단계 증류방식으로 정제하여 범용의 연료로 사용할 수 있고, 재생가스를 압축, 저장하여 가스보일러의 원료, 건조장치에 사용, 건조 후 건조물에 미생물을 첨가하여 비료화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자원화 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1에 의해 생산된 건조처리물의 처리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 자원화 시스템의 센싱을 모니터링하는 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 나타낸 자원화 시스템의 NFC 태깅 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 의해 생산된 건조처리물의 처리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 자원화 시스템의 센싱을 모니터링하는 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 나타낸 자원화 시스템의 NFC 태깅 기술을 설명하기 위한 도면이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자원화 시스템의 블록도로서 유기 폐기물로 농업용 폐비닐을 예를 들어 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자원화 시스템(100)은, 유화장치(110), 감압증류정제시스템(120), 디젤발전기(130), 압축가스설비(140), 가스보일러(150), 디스크드라이어(160)를 포함하여 구성된다.
유화장치(110)는 폐비닐, 폐타이어, 폐플라스틱과 같은 농업용 폐비닐(A)을 수용하여 밀폐된 분위기 내에서 가열시켜 열분해하고 열분해에 의해 생성된 재생유(B)와 재생가스를 배출한다.
감압증류정제시스템(120)은 압력이 낮을수록 비등점이 낮아지는 원리를 이용한 것으로 경유상당 연료유(D)와 같은 높은 비점의 유분을 얻기 위해선 낮은 온도에서 증발되게끔 감압증류를 한다.
진공상태에서 증류된 유증기는 응축하여 제품화되며 여기서 얻어지는 연료는 공해가 없고 친환경적인 청정연료로 사용된다.
재생유(B)를 감압, 저온에서 증류정제를 하게 되면 열분해가 일어나지 않아 안정적이고 장시간 보관하여도 제품의 품질이 변하지 않는 고품질의 정제유를 제품으로 생산할 수 있으며, 이 제품을 연료유로 사용할 수 있고, 또한 저온에서 증류를 하게 됨으로써 온도를 올리기 위한 열의 절감 효과가 있다.
또한, 저온 감압 상태로 운전되기 때문에 화재 및 폭발 위험성이 낮다.
디젤 발전기(130)는 전기 에너지를 생성하는 발전기와 디젤 기관의 조합으로 경유상당 연료유를 연료로 사용하여 전력(E)을 생산한다.
이 전력은 자원화 시스템(100)의 설비운용 전력으로 자가 소비되거나 한국전력공사 등에 판매된다.
한편, 상기 유화장치(110)에서 생성된 재생가스는 오프가스(offgas)의 정제를 통해 정제가스(C)가 되고 조압기(CMG, Compressor Motor Governor)를 구비한 압축가스설비(140)에 압축저장되어 후술하는 가스보일러(150)의 연료로 재사용된다.
상기 조압기(CMG)는 압축가스설비(140)의 압력이 규정 압력 이상으로 올라갔을 때 압축기의 작동을 중지시키지 않고 압축 작용만을 멈추게 하고, 어느 정도 이하로 압력이 내려가면 다시 압축 작용을 하게 한다.
가스보일러(150)는 압축저장된 정제가스를 연소시켜 증기를 생산한다.
디스크드라이어(160)는 구동수단으로 회전하는 회전건조기의 일종으로 간접 열전도 방식이다.
상기 디스크드라이어(160)는 가스보일러(150)에서 만들어진 증기를 회전수단으로 회전하도록 회전축에 일정간격으로 형성된 복수의 디스크 사이에 공급하여 투입된 돈분슬러지(축산폐기물), 하수슬러지를 건조시켜 건조처리물(F)을 배출한다.
이에 의해 80~90%의 함수율을 갖는 돈분슬러지나 하수슬러지는 10~15%의 함수율을 갖는 건조처리물(F)이 된다.
이 디스크드라이버(160)는 연속적인 작업이 가능하고 간접건조방식이므로 직접건조방식보다 환경부하가 적다.
도 2는 도 1에 의해 생산된 건조처리물의 처리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 스크린선별기(170), 금속선별기(180) 및 미생물교반기(190)를 포함하여 구성된다.
10~15%의 함수율을 갖는 건조처리물(F)은 소정크기의 타공망이 형성된 스크린을 갖는 스크린선별기(170)에 의해 1차로 걸러진다.
금속선별기(180)는 상기 스크린선별기(170)를 통과한 건조처리물에 예를 들어 자력을 제공하여 금속 이물질을 걸러내고 건조물(G)을 배출한다.
상기 건조처리물(F)은 스크린선별기(170)나 금속선별기(180)에 투입하기 전에 파쇄공정을 더 거칠 수도 있다.
이와 같은 선별과정을 거친 건조물은 미생물교반기(190)에 투입되어 발효된다.
이때 발효효율을 증진시키기 위해서는 발효제 즉, 유기물발효 미생물(H)을 사용함이 바람직하다.
발효가 진행되면서 미생물대사열의 축적으로 발효물 내부의 온도가 높아지므로 발효기간 동안에 주기적으로 교반하여, 과잉열을 제거하고 발효물내부로 신선한 공기(산소)가 들어가게 해야 한다.
이러한 교반작업을 반복하면 건조물 내 가용성유기물이 거의 다 분해되고 미생물의 활동으로 퇴비화가 진행된다.
이렇게 발효 과정을 거친 건조물(G)은 퇴비 성분으로 분해되어 돈분슬러지나 같은 축산폐기물은 유기비료(I)가 되어 지역농가에서 소비되거나 판매되고, 하수슬러지는 토양개량제(J)가 되어 지역 비닐하우스 연작피행 농가나 산성토 개량 등에 사용할 수 있다.
도 3은 도 1에 나타낸 자원화 시스템의 센싱을 모니터링하는 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 무선센서부, PC(230) 및 DB(232,234)와 스마트폰(240)을 포함하여 구성되는 것으로, 자원화 시스템(100)을 구성하는 구성부 예를 들어 유화장치(110), 감압증류정제시스템(120), 디젤발전기(130), 압축가스설비(140), 가스보일러(150), 디스크드라이어(160), 스크린선별기(170), 금속선별기(180) 및 미생물교반기(190)의 진동, 변위, 압력, 온도나 습도 등을 센싱하여, 측정된 데이터는 PC(230)에 내장한 DB(232,234)에 전달되어 저장되고, M2M 게이트웨이의 역할을 하는 PC 프로그램에 의해 스마트폰(240)에 구현된 모니터링 앱이 PC(230)에 접속하여 DB에 저장된 데이터를 취득 디스플레이한다.
상기 PC(230)의 GIS DB(232)는 시스템을 구성하는 각 구성부의 지리정보를 저장하고, 구성부 DB는 각 구성부의 구조와 기능 정보를 저장한다.
상기 무선센서부는 각종 센서 예를 들어 진동 센서(212) 및 스트레인게이지 센서(214)와 마이컴(210) 및 무선 통신으로 CDMA 모듈(220a,…,220n)로 이루어진다.
상기 진동센서(212)는 가장 작은 크기의 진동을 측정할 수 있도록 조정되며, 3개의 진동센서들이 예를 들어 유화장치(110), 가스보일러(150)나 미생물교반기(190)에 분산 배치된다.
이 진동센서(212)의 저주파 압전센싱기술을 이용해 예를 들어 유화장치 가스보일러나 미생물교반기의 손상을 검사할 수 있다.
상기 스트레인게이지 센서(214)는 시스템의 구조부나 몸체 부위에 부착되어 시스템의 변형도를 센싱하여 CDMA 모듈(220a,…,220n)의 무선 통신을 통해 PC(230)에 전송한다.
PC(230)에 탑재된 M2M 게이트웨이 프로그램은 무선센서부의 CDMA 모듈(220a,…,220n)로부터 전송된 센서 데이터를 PC에서 수신하고, 수신된 패킷 데이터의 헤더를 읽고 제거한 후, 내용물인 센서값을 PC 화면에 디스플레이하며 외부 연결이 될 수 있도록 데이터를 변환한다.
또한, 상기 진동센서(212)와 스트레인게이지(214) 센서값을 개별적으로 수신하고, 서버 기능을 사용하여 와이파이로 스마트폰(240)에 의해 원격으로 출력 파일을 읽어올 수 있도록 한다.
즉, 상기 PC(230)는 예를 들어 WampServer 응용 프로그램이 탑재되어 서버 기능을 수행할 수 있도록 하며, 이 Apache 기반 서버는 HTTP request에 의해 용이하게 액세스(access)할 수 있고 이는 원격지에서의 센서 데이터 액세스를 가능하게 하여, 원격지의 스마트폰(240)에서 와이파이를 통해 PC(230)로 데이터를 보내고 받을 수 있다.
상기 스마트폰(240)에 설치된 모니터링 앱은 PC(230)로 데이터를 와이파이로 수신하여 센서의 데이터를 디스플레이하거나 실시간 변화되는 센서 데이터를 그래프 방식으로 디스플레이한다.
상기 무선센서부는 위와 같은 CDMA+아두이노 조합과는 별개로 와이파이 무선통신을 사용하는 와이파이+라즈베리 조합을 사용할 수 있고, 이때 감시대상은 예를 들어 설비알람, 가스압력, 수위레벨, 온도습도, 전압전류, 화재연기, 정전전력, 카운터, 모터과열, 이상진동 등일 수 있다.
이와 같은 각 구성부의 다양한 센싱 데이터는 무선 통신을 통해 PC(230)에 전달되고, 스마트폰(240)은 와이파이를 통해 이 PC에 저장된 센싱 데이터를 출력하여 원격으로 관리할 수 있다.
이상의 도 3에서는 PC(230)가 서버 역할을 수행하는 것을 예를 들어 설명하였으나, 별도의 시스템 서버를 구축하고 그 시스템 서버에 GIS DB나 시스템 DB를 구비하여 시스템을 구현할 수도 있다.
도 4는 도 1에 나타낸 자원화 시스템의 NFC 태깅 기술을 설명하기 위한 도면으로, 자원화 시스템(100)을 구성하는 각 구성부에 NFC 태그(260)가 부착될 수 있다.
상기 NFC 태그(260)에는 기본적인 태그 ID만을 저장하고 이를 기반으로 스마트폰 모니터링 앱을 통해 API 서버(즉 PC)(230)로부터 정보를 요청, 수신하도록 구성된다.
즉, 스마트폰(240)에서 구성부에 부착된 NFC 태그(260)에 태깅하여 태그 ID를 읽어오고 API 서버(230)에 태그 ID HTTP 요청하는 경우, API 서버(230)는 서버 DB(232,234)에 저장된 해당 태그 ID의 정보(데이터)를 읽어와 구성부와 위치 정보(위도와 경도)를 스마트폰(240)에 전달하여 화면에 출력한다.
이에 의해 스마트폰(240)에는 첫 번째 태깅한 NFC가 기록되고, 두 번째 그 태그의 위치가 지도에 표시되며, 세 번째와 네 번째 구성부의 구조와 기능이 화면에 출력된다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100: 자원화 시스템 110: 유화장치
120: 감압증류정제시스템 130: 디젤발전기
140: 압축가스설비 150: 가스보일러
160: 디스크드라이어 170: 스크린선별기
180: 금속선별기 190: 미생물교반기
230: PC 240: 스마트폰
260: NFC 태그
120: 감압증류정제시스템 130: 디젤발전기
140: 압축가스설비 150: 가스보일러
160: 디스크드라이어 170: 스크린선별기
180: 금속선별기 190: 미생물교반기
230: PC 240: 스마트폰
260: NFC 태그
Claims (6)
- 투입된 유기 폐기물을 밀폐된 분위기 내에서 가열시켜 열분해하고 열분해에 의해 재생유와 재생가스를 생성하는 유화장치;
상기 재생유를 감압, 저온에서 증류 정제하여 연료유를 얻는 감압증류정제시스템;
상기 연료유를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 디젤발전기;
상기 재생가스를 오프가스(offgas)의 정제를 통해 CMG(Compressor Motor Governor) 압축저장하는 압축가스설비;
상기 압축저장된 재생가스를 연소시켜 증기를 생산하는 가스보일러;
상기 가스보일러에서 만들어진 증기를 회전수단으로 회전하도록 회전축에 일정 간격으로 형성된 디스크 사이에 상기 증기를 공급하여 투입된 축산폐기물이나 하수슬러지를 건조시켜 건조처리물을 배출하는 디스크드라이어:
를 포함하는 유기 폐기물의 자원화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 유기 폐기물은 석유에서 만들어지는 농업용 폐비닐인 것을 특징으로 하는 유기 폐기물의 자원화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 축산폐기물과 하수슬러지는 80~90%의 함수율을 갖고, 건조처리물은 10~15% 함수율을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 폐기물의 자원화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 건조처리물을 소정크기의 타공망이 형성된 스크린으로 1차 걸러내는 스크린선별기;
상기 스크린선별기를 통과한 건조처리물에 자력을 제공하여 금속 이물질을 2차 걸러내고 건조물을 배출하는 금속선별기; 및
상기 금속선별기를 거친 건조물을 유기물발효 미생물과 함께 교반하여 발효하고 퇴비화를 진행하는 미생물교반기;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 폐기물의 자원화 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 유화장치, 감압증류정제시스템, 디젤발전기, 압축가스설비, 가스보일러, 디스크드라이어, 스크린선별기, 금속선별기, 미생물교반기 중 어느 하나 이상에 설치되어 해당 설치부위의 진동, 변위, 온도나 압력같은 데이터를 센싱해서 무선 통신으로 센싱 데이터를 PC에 전송하는 무선센서부;
M2M 게이트웨이 프로그램이 탑재되어 상기 무선센서부로부터 전송된 센싱 데이터를 수신하고, 수신된 패킷 데이터의 헤더를 읽고 제거한 후, 내용물인 센서값을 화면에 디스플레이하며 외부 연결이 될 수 있도록 데이터를 변환하는 PC; 및
모니터링 앱이 설치되어 상기 PC로부터 데이터를 와이파이로 수신하여 센싱 데이터를 디스플레이하거나 실시간 변화되는 센싱 데이터를 그래프 방식으로 디스플레이하는 스마트폰; 을
더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 폐기물의 자원화 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 유화장치, 감압증류정제시스템, 디젤발전기, 압축가스설비, 가스보일러, 디스크드라이어, 스크린선별기, 금속선별기, 미생물교반기 중 어느 하나 이상에 부착되고 기본적인 태그 ID를 저장하는 NFC 태그가 더 구비되어,
상기 스마트폰에서 NFC 태그에 태깅하여 태그 ID를 읽어오고 PC에 태그 ID HTTP 요청하는 경우, 상기 PC에서 DB에 저장된 해당 태그 ID의 정보를 읽어와 구성부 정보와 위치 정보를 스마트폰에 전달하여, 태그의 위치가 지도에 표시되고 해당 구성부의 구조와 기능이 화면에 출력되는 것을 특징으로 하는 유기 폐기물의 자원화 시스템.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101417933B1 (ko) * | 2012-09-21 | 2014-08-13 | 와이앤케이텍 주식회사 | 앤에프씨휴대폰적용 지아이에스기술이용 보수보강시뮬레이션시스템 |
| KR101785558B1 (ko) * | 2017-02-27 | 2017-10-17 | 주식회사 한기실업 | 폐기물의 가연성 건류가스를 이용하여 제조하는 유기성 슬러지의 고형화 연료 성형체의 제조방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100425026B1 (ko) * | 2001-03-26 | 2004-05-10 | 하윤식 | 생활폐기물 처리시스템 |
| KR100943671B1 (ko) * | 2008-04-11 | 2010-02-22 | 권선대 | 탄화수소계 유기폐기물을 열분해 공정에 의해 정제유로재생하는 장치 및 방법 |
| KR20150124471A (ko) * | 2014-04-28 | 2015-11-06 | 와이앤케이텍 주식회사 | 휴대폰과 엠투엠 통합장치이용 기계장치 관리시스템 |
| KR101915279B1 (ko) | 2018-06-25 | 2018-11-05 | 주식회사 푸를청 | 건식 처리 기술을 통한 폐비닐의 재활용 공법 |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101417933B1 (ko) * | 2012-09-21 | 2014-08-13 | 와이앤케이텍 주식회사 | 앤에프씨휴대폰적용 지아이에스기술이용 보수보강시뮬레이션시스템 |
| KR101785558B1 (ko) * | 2017-02-27 | 2017-10-17 | 주식회사 한기실업 | 폐기물의 가연성 건류가스를 이용하여 제조하는 유기성 슬러지의 고형화 연료 성형체의 제조방법 |
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