KR102196212B1 - A recycling equipment for the Fly Ash - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a fly ash recycling device and, more particularly, to a fly ash recycling device capable of being utilized in various fields by vitrifying fly ash produced by incineration of household waste and producing a powder-type result and capable of preventing environmental pollution and increasing the degree of recycling by using only recyclable materials during recycling. The present invention for achieving the above object comprises: a powder supply tank for mixing fly ash generated by incineration of garbage and a mixture containing silicon dioxide (silica, SiO2) in a set ratio and supplying the mixture in a powder form; a vitrification device for vitrifying the fly ash of the mixed powder supplied from the powder supply tank; and a water bath for cooling the recycled powder produced in the vitrification device.

Description

비산재 재생장치{A recycling equipment for the Fly Ash}A recycling equipment for the Fly Ash

본 발명은 비산재 재생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생활 쓰레기를 소각하여 생성된 비산재를 유리화하여 파우더 형태의 결과물을 생성함으로써, 다양한 분야에 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 재생시에 재활용품만을 사용하도록 하여 환경오염을 방지하고 재활용도를 높일 수 있는 비산재 재생장치 관한 것이다.The present invention relates to a fly ash recycling apparatus, and more particularly, by vitrifying the fly ash generated by incineration of household waste to produce a powder-like result, it can be used in various fields, and the environment It relates to a fly ash recycling device that can prevent pollution and increase the degree of recycling.

경제가 발전하고 산업이 발달하면서 가정과 사회에서 각종 쓰레기가 발생하고 있는데, 이와 같이 가정이나 산업 현장에서 발생하는 쓰레기는 일정한 곳에 분리 수거된 다음, 일부는 재활용 되고, 나머지는 매립되거나 혹은 소각되고 있다.As the economy develops and industry develops, various kinds of garbage are generated at home and in society. In this way, garbage generated at homes or industrial sites is separated and collected in a certain place, then some are recycled, and the rest are landfilled or incinerated.

이 중에서 소각하는 경우, 생활 쓰레기 혹은 산업 쓰레기는 주변 여건에 따라 소규모 혹은 대규모의 소각장에서 일정한 단위로 소각하게 되는데, 일부는 단순 소각되지만 소각 보조제를 혼합하여 소각하는 경우도 많다.Among them, in the case of incineration, household waste or industrial waste is incinerated in a certain unit at a small or large-scale incinerator depending on the surrounding conditions, some of which are simply incinerated, but in many cases, mixed with incineration aids.

이러한 소각 처리의 가장 큰 관심사는 소각으로 인한 대기의 오염 문제이지만, 소각 후 발생하는 소각재의 처리도 상당한 연구가 진행되고 있다.The greatest concern of such incineration treatment is the problem of air pollution caused by incineration, but considerable research is being conducted on the treatment of incineration ash generated after incineration.

일반적으로 소각재에는 CaO, Cl, SiO2 등 다양한 성분이 존재하는 것으로, 소각재를 그대로 건축, 토목용 자재를 제조하는데 첨가제로서 활용하거나, 용융 후 배출된 유리질 슬래그를 골재로서 활용하려는 시도가 계속되고 있다.In general, various components such as CaO, Cl, and SiO 2 exist in incineration ash, and attempts to utilize the incineration ash as additives to manufacture construction and civil engineering materials as it are, or to utilize glassy slag discharged after melting as an aggregate are continuing. .

그러나, 전자의 경우는 완성된 제품의 품질이 저조하고 환경적 유해성을 근본적으로 해결하기 힘든 방법이며, 후자의 경우는 유리질 슬래그는 표면이 매끄럽고 쉽게 파쇄되는 취성을 띠고 있어 실적율 및 모르타르 부착성이 현저히 떨어져 구조용으로는 거의 사용을 하지 못하는 단점을 내포하고 있으며, 비구조용으로도 그 품질이 완전히 보증되지 못하고 있어, 자원의 재활용 측면에서도 개발의 여지가 많은 실정이다.However, in the former case, the quality of the finished product is poor and it is a difficult method to fundamentally solve environmental hazards, and in the latter case, the glassy slag has a brittleness that is easily crushed and has a smooth surface. It is markedly separated and has a disadvantage that it is hardly used for structural purposes, and its quality is not fully guaranteed even for non-structural use, so there is much room for development in terms of recycling of resources.

또한, 국가에 따라서는 바닥재는 분리, 선별 등의 전처리 공정으로 처리하는 반면, 비산재의 경우는 중금속 및 염소 성분을 다량으로 함유하므로, 그 유해성에 의해 필수 불가결하게 1300~1500℃에서 용융 처리한 후, 비구조용 골재 및 성토재료로서 활용하고자 하는 연구가 진행되고는 있으나, 저가치성에 의해 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, depending on the country, floor materials are treated with pretreatment processes such as separating and sorting, whereas fly ash contains large amounts of heavy metals and chlorine components, so it is indispensable to melt treatment at 1300~1500℃ due to its harmfulness. However, research is being conducted to use it as a non-structural aggregate and embankment material, but there is a problem that the economic feasibility is poor due to the low-cost value.

그래서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같은 한국공개특허 제10-2005-0065963호에 기재된 기술이 제안되었는데, 그 기술적 특징은 비산재를 주원료로 하고, 여기에 염기도가 8~15 범위가 되도록 SiO2를 20~50중량% 첨가한 다음, 발색 및 청징 첨가제 0.01~1중량%를 가하여 10~30분간 혼합한 혼합물을 산화방식의 용융로에서 1200~1400℃로 1~2시간 단시간 용융한 후, 수쇄 및 공냉 형태로 배출하는 것을 특징으로 한다.So, in order to solve this problem, the technology described in Korean Patent Laid-Open Patent No. 10-2005-0065963 as shown in Fig. 1 has been proposed, and its technical characteristics are fly ash as the main raw material, and the basicity is in the range of 8 to 15 SiO 2 was added in an amount of 20 to 50% by weight so that the mixture was mixed for 10 to 30 minutes by adding 0.01 to 1% by weight of color development and clarifying additives to be melted in an oxidation furnace at 1200 to 1400°C for 1 to 2 hours. After that, it is characterized in that it is discharged in the form of crushing and air cooling.

그런데, 한국공개특허 제10-2005-0065963호에 기재된 기술은 유리화를 통하여 비산재를 감싸도록 하여 중금속의 용출을 방지하도록 하는 장점은 있으나, 용융로에 비산재, SiO2, 발색 및 청징 첨가제가 혼합된 혼합물을 수용한 상태로 1~2시간 용융시켜야하므로 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 도출되는 결과물은 일정이상의 크기를 가지는 결정형태이므로 다양한 분야에서 활용하기가 어려운 문제점이 있다.However, the technology described in Korean Patent Application Publication No. 10-2005-0065963 has the advantage of preventing the elution of heavy metals by enclosing the fly ash through vitrification, but a mixture of fly ash, SiO 2 , color development and clarification additives in the melting furnace Since it has to be melted for 1 to 2 hours in the state of receiving the, it takes a considerable amount of time, and the resulting product is a crystal form having a size larger than a certain size, so it is difficult to use it in various fields.

또한, 이산화규소(실리카, SiO2)를 사용하기 때문에 이러한 원료의 수급에 상당한 비용이 추가로 지출되는 문제점이 있다.In addition, since silicon dioxide (silica, SiO 2 ) is used, there is a problem that a considerable cost is additionally expended for supply and demand of such raw materials.

한국공개특허 10-2005-0065963Korean Patent Publication 10-2005-0065963

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 생활쓰레기를 소각하여 생성되는 비산재에 혼합재로 이산화규소(실리카, SiO2) 파우더를 혼합한 파우더를 관형태의 반응관에 주입하여 반응관에 가해지는 토치의 열기에 의해 반응관을 이동하는 동안에 실리카가 비산재를 감싸도록 유리화함으로써, 연속적으로 비산재를 유리화할 수 있을 뿐만 아니라 제조 시간을 획기적으로 단축할 수 있으며 유리화된 제품이 파우더 형태로 제조되도록 하여 다양한 분야에 용이하게 활용할 수 있도록 하는 비산재 재생장치를 제공하는 것이다.The present invention has been conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to mix powder mixed with silicon dioxide (silica, SiO 2 ) powder as a mixture with fly ash produced by incineration of household waste in a tubular reaction tube. By vitrifying the silica to surround the fly ash while moving the reaction tube by the heat of the torch applied to the reaction tube by injection, not only can the fly ash be vitrified continuously, but also the manufacturing time can be drastically shortened. It is to provide a fly ash recycling device that can be easily used in various fields by being manufactured in a powder form.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 비산재를 폐유리 또는 폐LCD글라스를 분쇄한 파우더를 혼합재로 사용하여 유리화 과정을 거치도록 함으로써, 실리카를 사용하지 않고 버려지는 자재만으로 유리화를 수행할 수 있어 자원 재활용도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 비산재를 탄산화 과정을 거치도록 하여 혼합하는 혼합재의 양을 줄이더라도 중금속 용출량을 기준치 이하로 유지할 수 있는 비산재 재생장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to undergo a vitrification process by using fly ash as a mixture of waste glass or powder obtained by pulverizing waste LCD glass, so that the vitrification can be performed only with the material discarded without using silica. To provide a fly ash recycling device capable of maintaining an elution amount of heavy metals below a reference value even if the amount of mixed material to be mixed is reduced by allowing the fly ash to undergo a carbonation process.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;The present invention for solving this problem is;

쓰레기를 소각하여 생성된 비산재와 이산화규소(실리카, SiO2)로 이루어지는 혼합재를 설정된 비율로 혼합하여 파우더 형태로 공급하는 파우더 공급 탱크와, 상기 파우더 공급 탱크로부터 공급받은 혼합 파우더의 비산재를 유리화시키는 유리화 장치와, 상기 유리화 장치에서 생성된 재생 파우더를 냉각시키는 워터 배스(water bath)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A powder supply tank that mixes a mixture consisting of fly ash and silicon dioxide (silica, SiO 2 ) generated by incineration of garbage at a set ratio and supplies it in a powder form, and vitrification to vitrify the fly ash of the mixed powder supplied from the powder supply tank It is characterized in that it comprises an apparatus and a water bath for cooling the regenerated powder produced in the vitrification apparatus.

여기서, 상기 혼합재는 폐유리 또는 폐 LCD 글라스를 비산재와 동일한 입도 또는 작은 입도로 분쇄한 것을 특징으로 한다.Here, the mixed material is characterized in that the waste glass or waste LCD glass is pulverized into the same particle size or small particle size as the fly ash.

그리고, 상기 유리화 장치는 혼합 파우더의 비산재를 유리화시키는 반응부와, 상기 반응부에 불꽃과 혼합 파우더를 공급하는 토치와, 상기 토치에 혼합 파우더를 공급하는 정량 공급장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the vitrification device is characterized in that it comprises a reaction unit for vitrifying the fly ash of the mixed powder, a torch for supplying a flame and mixed powder to the reaction unit, and a quantitative supply unit for supplying the mixed powder to the torch.

여기서, 상기 반응부는 관형태로 형성되어 일측에서는 혼합 파우더와 불꽃을 공급받고 타측으로는 비산재가 유리화된 재생 파우더를 배출하는 반응관과, 상기 반응관의 외측에 구비되는 단열재와, 상기 단열재의 외측에 구비되는 보호 커버로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Here, the reaction unit is formed in a tube shape, one side is supplied with mixed powder and flame, and the other side is a reaction tube for discharging regenerated powder in which fly ash is vitrified, an insulation material provided on the outside of the reaction tube, and an outer side of the insulation material It characterized in that it consists of a protective cover provided on.

이때, 상기 반응관과 단열재 사이에는 열선이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In this case, a heating wire is further provided between the reaction tube and the heat insulating material.

한편, 상기 토치는 파우더 이송관, 연료 이송관, 산소 이송관이 내측에 형성되는 토치 몸체와, 상기 토치 몸체의 후단에 연결되어 산소를 공급하는 산소관, 연료를 공급하는 연료관 및 정량 공급장치가 결합되는 연결 브라켓과, 상기 토치 몸체의 전단에 연결되어 혼합 파우더 및 불꽃을 분사하는 노즐부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the torch has a torch body in which a powder conveying pipe, a fuel conveying pipe, and an oxygen conveying pipe are formed inside, an oxygen pipe connected to the rear end of the torch body to supply oxygen, a fuel pipe supplying fuel, and a quantitative supply device It characterized in that it consists of a connection bracket to which is coupled, and a nozzle part connected to the front end of the torch body to spray the mixed powder and flame.

여기서, 상기 노즐부는 원통형상으로 형성되는 내측 몸체와, 원통형상으로 형성되어 상기 내측 몸체의 외측에 이격되도록 구비되는 외측 몸체로 이루어지고, 상기 내측 몸체는 상기 파우더 이송관과 연통되어 혼합 파우더를 상기 반응부로 분사하고, 상기 내측 몸체와 외측 몸체 사이의 공간은 상기 연료 이송관과 산소 이송관을 통하여 공급되는 산소와 연료가 혼합되어 불꽃을 상기 반응부로 분사하는 것을 특징으로 한다.Here, the nozzle part is composed of an inner body formed in a cylindrical shape, and an outer body formed in a cylindrical shape to be spaced apart from the inner body, and the inner body communicates with the powder conveying pipe to transfer the mixed powder. Injecting to the reaction unit, the space between the inner body and the outer body is characterized in that oxygen and fuel supplied through the fuel transfer pipe and the oxygen transfer pipe are mixed to inject a flame to the reaction unit.

이때, 상기 내측 몸체의 외주면에는 산소와 연료를 혼합하기 위한 단턱부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.In this case, a stepped portion for mixing oxygen and fuel is further formed on an outer peripheral surface of the inner body.

그리고, 상기 워터 배스와 유리화 장치 사이에는 메인 탱크가 더 구비되되, 상기 메인 탱크는 상기 유리화 장치에서 공급되는 재생 파우더는 하부에 위치하는 배출구를 통하여 워터 배스로 공급하고, 유리화가 되지 않은 혼합 파우더는 상부에 형성되는 회수구를 통하여 상기 파우더 공급 탱크로 회수되는 것을 특징으로 한다.Further, a main tank is further provided between the water bath and the vitrification device, wherein the main tank supplies the regenerated powder supplied from the vitrification device to the water bath through an outlet located below, and the mixed powder not vitrified is It is characterized in that it is recovered to the powder supply tank through a recovery port formed in the upper portion.

여기서, 상기 워터 배스는 외부의 냉각장치로부터 냉각수를 공급받고, 내부에는 컨베이어가 구비되는 것을 특징으로 한다.Here, the water bath is supplied with cooling water from an external cooling device, and a conveyor is provided inside.

한편, 상기 파우더 공급탱크와 유리화장치 사이에는 혼합 파우더를 건조하기 위한 건조 유닛이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, a drying unit for drying the mixed powder is further provided between the powder supply tank and the vitrification device.

이때, 상기 비산재는 탄산화 과정을 더 거치는 것을 특징으로 한다.At this time, the fly ash is characterized in that it further undergoes a carbonation process.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 생활쓰레기를 소각하여 생성되는 비산재에 혼합재로 이산화규소(실리카, SiO2) 파우더를 혼합한 파우더를 관형태의 반응관에 주입하여 반응관에 가해지는 토치의 열기에 의해 반응관을 이동하는 동안에 실리카가 비산재를 감싸도록 유리화함으로써, 연속적으로 비산재를 유리화할 수 있을 뿐만 아니라 제조 시간을 획기적으로 단축할 수 있으며 유리화된 제품이 파우더 형태로 제조되도록 하여 다양한 분야에 용이하게 활용할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention of the above-described configuration, a powder obtained by mixing silicon dioxide (silica, SiO 2 ) powder as a mixture with fly ash generated by incineration of household waste is injected into a tube-shaped reaction tube, and the heat of the torch applied to the reaction tube By vitrifying so that silica surrounds the fly ash while moving the reaction tube by vitrification, not only can the fly ash be vitrified continuously, but also the manufacturing time can be drastically shortened, and the vitrified product can be manufactured in a powder form, making it easy for various fields. It has the effect of making it easy to use.

그리고, 본 발명은 비산재를 폐유리 또는 폐LCD글라스를 분쇄한 파우더를 혼합재로 사용하여 유리화 과정을 거치도록 함으로써, 실리카를 사용하지 않고 버려지는 자재만으로 유리화를 수행할 수 있어 자원 재활용도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 비산재를 탄산화 과정을 거치도록 하여 혼합하는 혼합재의 양을 줄이더라도 중금속 용출량을 기준치 이하로 유지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention uses fly ash as a mixture of waste glass or waste LCD glass to undergo a vitrification process, so that vitrification can be performed only with materials discarded without using silica, thereby increasing the degree of resource recycling. In addition, even if the amount of mixed material to be mixed is reduced by allowing the fly ash to undergo a carbonation process, there is an effect of maintaining the elution amount of heavy metals below the reference value.

도 1은 종래의 쓰레기 소각 비산재를 재활용하기 위한 제조 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 비산재 재생장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 비산재 재생장치의 유리화 장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 비산재 재생장치의 유리화 장치를 분리한 상태의 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 비산재 재생장치의 토치의 분리한 상태의 개념도이다.
1 is a manufacturing process diagram for recycling conventional waste incineration fly ash.
2 is a conceptual diagram of a fly ash recycling apparatus according to the present invention.
3 is a conceptual diagram of a vitrification apparatus of a fly ash recycling apparatus according to the present invention.
Figure 4 is a conceptual diagram of a separated state of the vitrification device of the fly ash recycling apparatus according to the present invention.
5 is a conceptual diagram of a torch of the fly ash recycling apparatus according to the present invention in a separated state.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions for the same elements are omitted. And, it should be understood that the present invention may be implemented in a number of different forms, and is not limited to the described embodiments.

도 2는 본 발명에 따른 비산재 재생장치의 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 비산재 재생장치의 유리화장치의 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 비산재 재생장치의 유리화 장치를 분리한 상태의 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 비산재 재생장치의 토치의 분리한 상태의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of a fly ash recycling apparatus according to the present invention, FIG. 3 is a conceptual diagram of a vitrification apparatus of a fly ash recycling apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is a conceptual diagram of a state in which the vitrification apparatus of the fly ash recycling apparatus according to the present invention is separated. And FIG. 5 is a conceptual diagram of a separated state of the torch of the fly ash recycling apparatus according to the present invention.

본 발명은 생활 쓰레기를 소각하는 과정에서 생성되는 비산재를 재활용하기 위한 비산재 재생장치에 관한 것으로 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 그 구성은 쓰레기를 소각하는 과정에서 생성된 비산재와 이산화규소(실리카, SiO2)로 이루어지는 혼합재를 설정된 비율로 혼합하여 파우더 형태로 공급하는 파우더 공급 탱크(100)와 상기 파우더 공급 탱크(100)로부터 공급받은 혼합 파우더의 비산재를 유리화시키는 유리화 장치(300)와 상기 유리화 장치(300)에서 생성된 재생 파우더를 냉각시키는 워터 배스(water bath, 500)로 이루어진다.The present invention relates to a fly ash recycling apparatus for recycling fly ash generated in the process of incineration of household waste. As shown in Figs. 2 to 5, the configuration is as follows: fly ash and silicon dioxide (silica) generated in the process of incineration of garbage. , SiO 2 ) A powder supply tank 100 for mixing a mixed material made of a set ratio and supplying it in a powder form, a vitrification device 300 for vitrifying the fly ash of the mixed powder supplied from the powder supply tank 100, and the vitrification It consists of a water bath (water bath, 500) for cooling the regenerated powder generated in the apparatus 300.

여기서, 상기 혼합 파우더는 비산재와 혼합재를 혼합하여 형성된 것으로서, 상기 유리화 장치(300)에서 비산재의 외측에 용융된 혼합재가 감싸도록 부착되어 비산재의 내부에 포함된 중금속이 외부로 용출되지 않도록 하여 생활에서 안정적으로 사용할 수 있게 한다.Here, the mixed powder is formed by mixing the fly ash and the mixed material, and is attached to the outside of the fly ash in the vitrification device 300 so that the molten mixed material is wrapped so that the heavy metal contained in the fly ash does not elute to the outside. It makes it possible to use it stably.

또한, 본 발명의 비산재 재생장치는 유리화된 재생 파우더를 상기 워터 배스(500)에서 냉각시켜 이산화규소가 비산재를 감싼 형태를 유지하도록 하는데, 상기 유리화 장치(300)에서는 후술하겠지만 혼합 파우더에 직접 열을 가하여 생성된 재생 파우더 역시 파우더 형태로 제조된다.In addition, the fly ash regeneration apparatus of the present invention cools the vitrified regenerated powder in the water bath 500 to maintain the form of silicon dioxide wrapped around the fly ash. In the vitrification apparatus 300, as will be described later, heat is directly applied to the mixed powder. The regenerated powder produced by adding it is also prepared in the form of a powder.

그래서, 파우더 형태로 공급하여 파우더 형태로 가공되기 때문에 연속적으로 작업이 가능하여 많은 물량을 신속하게 처리할 수 있으며, 파우더 형태로 제조되기 때문에 다양한 물품에 용이하게 적용할 수 있어 재활용 효율을 높일 수 있게 된다.So, since it is supplied in the form of powder and processed into a powder form, it is possible to work continuously, so that a large amount of material can be quickly processed, and because it is manufactured in a powder form, it can be easily applied to a variety of products, thereby increasing recycling efficiency. do.

그리고, 비산재의 유리화를 위하여 사용하는 혼합재는 이산화규소(실리카, SiO2)로 이루어지는데, 순수한 이산화규소(실리카, SiO2)를 사용할 수도 있지만, 본 발명에서는 이산화규소(실리카, SiO2)가 90%이상 함유된 폐유리 또는 폐 LCD 글라스를 분쇄하여 혼합재로 사용하게 된다.And, the mixed material used for vitrification of fly ash is made of silicon dioxide (silica, SiO 2 ), and pure silicon dioxide (silica, SiO 2 ) may be used, but in the present invention, silicon dioxide (silica, SiO 2 ) is 90% The waste glass or waste LCD glass contained above is crushed and used as a mixture.

그래서, 본 발명에서는 순수한 이산화규소(실리카, SiO2)를 사용하지 않고, 폐유리 또는 폐 LCD 글라스를 분쇄한 파우더를 사용함으로써, 비산재뿐만 아니라 폐기되는 폐유리 및 폐 LCD 글라스 자원을 재활용할 수 있어 환경오염을 방지하고 재활용 효율을 더욱 높일 수 있게 된다.So, in the present invention, by not using pure silicon dioxide (silica, SiO 2 ), and using powder obtained by pulverizing waste glass or waste LCD glass, it is possible to recycle waste glass and waste LCD glass resources that are discarded as well as fly ash. It is possible to prevent environmental pollution and further increase recycling efficiency.

이때, 상기 폐유리 또는 폐 LCD 글라스를 분쇄할 때, 비산재의 입도와 동일하거나 작은 입도로 분쇄하여 사용함으로써, 안정적으로 유리화가 진행도록 한다.At this time, when the waste glass or the waste LCD glass is pulverized, it is pulverized into a particle size equal to or smaller than the particle size of the fly ash so that the vitrification proceeds stably.

한편, 상기 유리화 장치(300)는 혼합 파우더의 비산재를 유리화시키는 반응부(370)와 상기 반응부(370)에 불꽃과 혼합 파우더를 공급하는 토치(320)와 상기 토치(320)에 혼합 파우더를 공급하는 정량 공급장치(310)로 이루어진다.On the other hand, the vitrification device 300 provides a reaction unit 370 for vitrifying the fly ash of the mixed powder, a torch 320 for supplying flame and mixed powder to the reaction unit 370, and the mixed powder to the torch 320. It consists of a quantitative supply device 310 to supply.

이 중에서 상기 반응부(370)는 관형태로 형성되는 반응관(372)과 상기 반응관(372)의 외측에 구비되는 단열재(374)와 상기 단열재(374)의 외측에 구비되는 보호 커버(376)로 이루어진다.Among them, the reaction unit 370 includes a reaction tube 372 formed in a tubular shape, an insulating material 374 provided on the outside of the reaction tube 372, and a protective cover 376 provided on the outside of the heat insulating material 374 ).

여기서, 상기 반응관(372)은 내열성 튜브로 이루어지고, 상기 단열재(374)에 의해 내측으로 공급되는 토치(320)의 불꽃의 열기가 외부로 누출되는 것을 방지할 뿐만 아니라 외부의 냉기가 반응관(372)에 작용하여 유리화가 안정적으로 수행되지 않거나 심할 경우, 반응관(372)의 내측과 외측의 온도차가 심해 크랙이 발생하는 것을 방지하게 된다.Here, the reaction tube 372 is made of a heat-resistant tube, and not only prevents the heat of the flame of the torch 320 supplied to the inside by the heat insulating material 374 from leaking to the outside, but also the external cold air When vitrification is not stably performed or severe by acting on 372, the temperature difference between the inside and the outside of the reaction tube 372 is severe, preventing the occurrence of cracks.

이때, 상기 보호 커버(376)는 반응관(372)을 외부의 충격으로부터 보호할 뿐만 아니라 외부의 냉기를 1차로 차단하여 반응관(372)의 열효율을 높여 줄 수 있게 된다.In this case, the protective cover 376 not only protects the reaction tube 372 from external shocks, but also blocks external cold air to increase the thermal efficiency of the reaction tube 372.

그래서, 상기 반응관(372)은 일측에서는 상기 토치(320)로부터 혼합 파우더와 불꽃을 공급받아 내부에서 안정적으로 유리화가 진행되는데, 유리화는 전술한 바와같이 비산재의 표면에 용융된 이산화규소가 코팅되는 것을 말하며, 이렇게 유리화된 재생 파우더는 타측 단부로 배출되게 된다.So, the reaction tube 372 is supplied with the mixed powder and flame from the torch 320 from one side, and the vitrification is stably proceeded inside, and the vitrification is performed by coating molten silicon dioxide on the surface of the fly ash as described above. This means that the vitrified regenerated powder is discharged to the other end.

또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 반응관(372)과 단열재(374) 사이에는 열선(미도시)을 더 구비할 수 있는데, 상기 열선을 통하여 반응관(372)의 가장자리 온도를 적정 온도로 유지할 수 있게 된다.In addition, although not shown in the drawing, a heating wire (not shown) may be further provided between the reaction tube 372 and the heat insulating material 374, and the edge temperature of the reaction tube 372 is adjusted to an appropriate temperature through the heating wire. You can keep it.

즉, 상기 토치(320)에 의해 분사되는 불꽃의 열기가 상당히 높기 때문에 반응관(372)의 외부 온도와 상당한 차이가 나므로 상기 단열재(374)가 외부의 냉기를 어느정도 차단할 수 있지만 완전한 차단이 불가능하여 반응관(372)의 가장자리의 온도가 낮아져 안정적인 유리화 반응의 효율이 저하될 수 있다.That is, since the heat of the flame sprayed by the torch 320 is quite high, there is a significant difference from the external temperature of the reaction tube 372, so the insulation 374 may block external cold air to some extent, but it is impossible to completely block it. Since the temperature at the edge of the reaction tube 372 is lowered, the efficiency of a stable vitrification reaction may be lowered.

따라서, 상기 반응관(372)의 외측에 열선을 더 구비하여 반응관(372)의 가장자리의 온도를 중심부의 온도와 동일하게 유지할 수 있어 안정적으로 유리화 반응을 이끌어낼 수 있으며, 불꽃을 가하기 전에 미리 예열하여 급격한 온도의 변화에 의해 반응관(372)이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.Therefore, by further providing a heating wire outside the reaction tube 372, the temperature of the edge of the reaction tube 372 can be maintained at the same temperature as the temperature of the center, thereby stably inducing a vitrification reaction. It is possible to prevent damage to the reaction tube 372 due to a sudden change in temperature by preheating.

그리고, 상기 토치(320)는 원통 형상으로 형성되는 토치 몸체(330)와 상기 토치 몸체(330)의 후단에 연결되어 정량 공급장치(310)와 연결되는 연결 브라켓(340)과 상기 토치 몸체(330)의 전단에 연결되는 노즐부(360)로 이루어진다.In addition, the torch 320 has a torch body 330 formed in a cylindrical shape, a connection bracket 340 connected to the rear end of the torch body 330 and connected to the quantitative supply device 310, and the torch body 330 ) Consists of a nozzle part 360 connected to the front end.

여기서, 상기 토치 몸체(330)의 중심부에는 상기 정량 공급장치(310)를 통하여 공급된 혼합 파우더가 이동하는 파우더 이송관(332)이 길이방향을 따라 형성되고, 가장자리 일측에는 상기 연결 브라켓(340)을 통하여 공급되는 연료가 이동하는 연료 이송관(334)과 산소가 이동하는 산소 이송관(336)이 각각 형성된다.Here, in the center of the torch body 330, a powder transfer pipe 332 through which the mixed powder supplied through the quantitative supply device 310 moves is formed along the longitudinal direction, and the connection bracket 340 is at one side of the edge. A fuel transfer pipe 334 through which the fuel supplied through is moved and an oxygen transfer pipe 336 through which oxygen moves are respectively formed.

이때, 상기 연결 브라켓(340)은 중심부에 관통공(346)이 형성되어 후술할 정량공급장치(310)의 스크류(313)가 연결되며, 가장자리에는 외부로부터 산소를 공급받는 산소관이 연결되는 산소관 연결부(344)와 연료를 공급받는 연료관이 연결되는 연료관 연결부(342)가 형성된다.At this time, the connection bracket 340 is formed with a through hole 346 in the center to connect the screw 313 of the quantitative supply device 310 to be described later, and at the edge of the oxygen pipe to which oxygen is supplied from the outside is connected. A fuel pipe connection part 342 to which the pipe connection part 344 and a fuel pipe receiving fuel are connected is formed.

한편, 상기 노즐부(360)는 상기 토치 몸체(330)의 전단에 연결되어 혼합 파우더 및 불꽃을 분사하게 되는데, 상기 노즐부(360)는 원통형상으로 형성되는 내측 몸체(361)와 원통형상으로 형성되어 상기 내측 몸체(361)의 외측에 이격되도록 구비되는 외측 몸체(364)로 이루어진다.Meanwhile, the nozzle part 360 is connected to the front end of the torch body 330 to spray mixed powder and flame, and the nozzle part 360 is formed in a cylindrical shape with an inner body 361 formed in a cylindrical shape. It is formed of an outer body 364 provided to be spaced apart from the outer side of the inner body 361.

여기서, 상기 내측 몸체(361)는 상기 파우더 이송관(332)과 연통되어 혼합 파우더를 상기 반응부(370)로 분사하고, 상기 내측 몸체(361)와 외측 몸체(364) 사이의 공간은 상기 연료 이송관(334)과 산소 이송관(336)과 연통되어 상기 연료 이송관(334)과 산소 이송관(336)을 통하여 공급되는 산소와 연료가 혼합된다.Here, the inner body 361 communicates with the powder transfer pipe 332 to inject the mixed powder to the reaction unit 370, and the space between the inner body 361 and the outer body 364 is the fuel The oxygen and fuel are mixed in communication with the transport pipe 334 and the oxygen transport pipe 336 and supplied through the fuel transport pipe 334 and the oxygen transport pipe 336.

이때, 상기 내측 몸체(361)의 외주면에는 단턱부(363)가 더 형성되는데, 상기 연료 이송관(334)과 산소 이송관(336)을 통하여 공급되는 산소와 연료가 이동하는 과정에서 상기 단턱부(363)에 의해 보다 용이하게 혼합되게 된다.At this time, a stepped portion 363 is further formed on the outer circumferential surface of the inner body 361, and in the process of moving oxygen and fuel supplied through the fuel transfer pipe 334 and the oxygen transfer pipe 336, the stepped portion It is mixed more easily by (363).

따라서, 상기 노즐부(360)의 전부에 별도로 구비되는 점화수단(미도시)을 통하여 연료와 산소의 혼합 기체를 점화하여 상기 반응부(370)로 높은 온도의 불꽃을 분사하게 되는데, 상기 연료는 다양한 연료를 사용할 수 있지만 수소를 사용하여 연소과정에서 추가 이물질이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.Accordingly, a mixture gas of fuel and oxygen is ignited through an ignition unit (not shown) separately provided in the entire nozzle unit 360 to inject a high temperature flame to the reaction unit 370, the fuel Various fuels can be used, but hydrogen can be used to prevent the generation of additional foreign matter during the combustion process.

그리고, 상기 노즐부(360)와 토치 몸체(330) 사이에는 밀폐부재(350)가 더 구비되는데, 상기 토치 몸체(330)의 전단에는 수용홈(338)이 형성되어 상기 밀폐부재(350)의 후부가 삽입된다.In addition, a sealing member 350 is further provided between the nozzle part 360 and the torch body 330, and a receiving groove 338 is formed at the front end of the torch body 330 to form the sealing member 350. The posterior part is inserted.

여기서, 상기 밀폐부재(350)의 중심부에는 전후로 관통되도록 보조 파우더 이송관(352)이 상기 파우더 이송관(332)과 연통되도록 형성되는데, 상기 보조 파우더 이송관(350)의 전부에는 상기 내측 몸체(361)의 후부에 돌출 형성되는 제1삽입돌부(362)가 삽입 설치되며, 상기 제1삽입돌부(362)의 외주면에는 수나사가 형성되어 밀폐부재(350)의 보조 파우더 이송관(352)에 나사 결합으로 견고하게 결합된다.Here, in the center of the sealing member 350, an auxiliary powder transfer pipe 352 is formed to be in communication with the powder transfer pipe 332 so as to penetrate back and forth, and all of the auxiliary powder transfer pipe 350 has the inner body ( A first insertion protrusion 362 protruding at the rear portion of the 361) is inserted and installed, and a male screw is formed on the outer circumferential surface of the first insertion protrusion 362 to be screwed into the auxiliary powder transfer pipe 352 of the sealing member 350 It is firmly bonded by bonding.

이때, 상기 밀폐부재(350)의 전부에는 제2삽입돌부(358)가 돌출 형성되어 상기 외측 몸체(364)의 후부로 삽입됨으로써, 내측 몸체(361)와 외측 몸체(364)는 일정거리 이격되도록 설치되며, 상기 밀폐부재(350)에는 보조 연료 이송관(354)과 보조 산소 이송관(356)이 연료 이송관(334) 및 산소 이송관(336)과 각각 연통되도록 형성되어 내측 몸체(361)과 외측 몸체(364) 사이의 공간으로 산소와 연료를 공급하게 된다.At this time, a second insertion protrusion 358 is protruded on all of the sealing member 350 and is inserted into the rear portion of the outer body 364 so that the inner body 361 and the outer body 364 are spaced apart a predetermined distance. It is installed, and the sealing member 350 has an auxiliary fuel transfer pipe 354 and an auxiliary oxygen transfer pipe 356 formed to communicate with the fuel transfer pipe 334 and the oxygen transfer pipe 336, respectively, and the inner body 361 Oxygen and fuel are supplied to the space between the and the outer body 364.

한편, 상기 외측 몸체(364)의 외측에는 원통 형상의 결합부재(366)가 구비되는데, 상기 외측 몸체(364)의 후단 외주면에는 플랜지(365)가 형성되고 상기 결합부재(366)의 후단에는 지지턱(367)이 형성되어 외측 몸체(364)를 후방으로 가압하게 된다.Meanwhile, a cylindrical coupling member 366 is provided outside the outer body 364, and a flange 365 is formed on the outer peripheral surface of the rear end of the outer body 364 and supported at the rear end of the coupling member 366 The jaw 367 is formed to press the outer body 364 backward.

여기서, 상기 결합부재(366)의 후부 외주면에는 수나사가 형성되고 상기 토치 몸체(330)의 전부 내주면에는 암나사가 형성되어 상기 결합부재(366)는 토치 몸체(330)의 전부에 나사 결합으로 결합되어 외측 몸체(364)를 견고하게 고정하게 된다.Here, a male screw is formed on the rear outer circumferential surface of the coupling member 366 and a female screw is formed on all inner circumferential surfaces of the torch body 330, and the coupling member 366 is screwed to the entire torch body 330. The outer body 364 is firmly fixed.

이때, 상기 토치(300)를 통하여 공급되는 연료와 산소의 유속 및 연료와 산소의 배합비를 조절하여 불꽃의 길이 및 불꽃의 온도를 조절할 수 있는데, 이렇게 불꽃의 길이와 온도에 따라 유리화를 통하여 제조된 재생 파우더의 입자의 크기가 달라지게 되므로 재활용하기 위한 물품에 따라 불꽃의 길이 및 온도를 조절하여 제조되는 재생 파우더의 입자 크기를 조절하게 된다.At this time, the length of the flame and the temperature of the flame can be adjusted by adjusting the flow rate of the fuel and oxygen supplied through the torch 300 and the mixing ratio of the fuel and oxygen, and thus manufactured through vitrification according to the length and temperature of the flame. Since the size of the particles of the recycled powder is changed, the size of the particles of the recycled powder produced by controlling the length and temperature of the flame according to the item to be recycled is controlled.

그리고, 상기 토치(320)의 후부에 결합되는 정량 공급장치(310)는 원통 또는 다각통 형상으로 형성되는 공급몸체(311)와 상기 공급몸체(311)의 중심부에 전후 관통하도록 형성되는 중공(312)과 상기 중공(312)의 내측에 회전가능하도록 구비되는 스크류(313)와 상기 공급몸체(311)의 후부에 설치되어 상기 스크류(313)의 회전을 제어하는 모터(314)로 이루어진다.In addition, the quantitative supply device 310 coupled to the rear of the torch 320 includes a supply body 311 formed in a cylindrical or polygonal shape, and a hollow 312 formed to penetrate back and forth in the center of the supply body 311 ) And a screw 313 provided to be rotatable inside the hollow 312 and a motor 314 installed at the rear of the supply body 311 to control the rotation of the screw 313.

여기서, 상기 공급몸체(311)의 일측에는 상기 파우더 공급 탱크(100)와 공급라인(102)을 통하여 연결되는 투입구(315)가 형성되어 혼합 파우더를 공급받게 되며, 상기 스크류(313)를 일정 속도로 회전시켜 전방에 위치하는 토치(320)에 일정량을 일정한 속도로 지속적으로 공급할 수 있다.Here, at one side of the supply body 311, an inlet 315 connected through the powder supply tank 100 and the supply line 102 is formed to receive the mixed powder, and the screw 313 is at a constant speed. By rotating the torch 320 located in the front, a certain amount can be continuously supplied at a constant speed.

물론 상황에 따라 스크류(313)의 회전속도를 제어하여 공급되는 혼합 파우더의 양을 조절할 수 있는 것은 당연하다.Of course, it is natural that the amount of mixed powder supplied can be adjusted by controlling the rotational speed of the screw 313 according to the situation.

한편, 상기 워터 배스(500)와 유리화 장치(300) 사이에는 메인 탱크(400)가 더 구비되는데, 상기 메인 탱크(400)는 유리화 장치(300)를 구성하는 반응부(370)의 단부와 연결되어 유리화된 재생 파우더를 공급받게 된다.Meanwhile, a main tank 400 is further provided between the water bath 500 and the vitrification device 300, the main tank 400 being connected to the end of the reaction unit 370 constituting the vitrification device 300 And supplied with vitrified recycled powder.

여기서, 메인 탱크(400)의 크기는 재생하기 위한 비산재의 양에 따라 다양하게 형성될 수 있는데, 양이 적을 경우 하나의 유리화 장치(300)만을 연결하도록 작은 크기로 형성할 수도 있고, 재생할 양이 많을 경우에는 다수의 유리화 장치(300)가 연결될 수 있도록 크게 형성할 수도 있다.Here, the size of the main tank 400 may be variously formed depending on the amount of fly ash for regeneration. If the amount is small, it may be formed in a small size to connect only one vitrification device 300, or the amount of regeneration may be In many cases, it may be formed to be large so that a plurality of vitrification devices 300 can be connected.

이때, 상기 유리화 장치(300)에서 공급되는 재생 파우더는 메인 탱크(400)의 하부에 위치하는 배출구(410)를 통하여 상기 워터 배스(500)로 공급하고, 상기 유리화 장치(300)에서 미처 유리화가 되지 않은 혼합 파우더는 메인 탱크(400)의 상부에 형성되는 회수구(420)에 연결되는 회수라인(104)를 통하여 상기 파우더 공급 탱크(100)로 회수된다.At this time, the recycled powder supplied from the vitrification device 300 is supplied to the water bath 500 through an outlet 410 located under the main tank 400, and vitrification is not possible in the vitrification device 300. The unmixed powder is recovered to the powder supply tank 100 through a recovery line 104 connected to a recovery port 420 formed on the top of the main tank 400.

즉, 상기 유리화 장치(300)를 통하여 유리화가 진행되면 비산재의 외측에 용융된 이산화규소가 코팅됨으로써 입자의 크기가 커져 메인 탱크(400)의 하방으로 이동하게 되고, 미처 유리화가 진행되지 않은 비산재 및 혼합재는 그 입자가 작아 메인 탱크(400) 내부의 높은 온도에 의해 상부로 이동하게 됨으로써, 자연적으로 분리 된다.That is, when vitrification proceeds through the vitrification device 300, the molten silicon dioxide is coated on the outside of the fly ash, so that the particle size increases and moves to the lower side of the main tank 400, and the fly ash and The mixed material is naturally separated by moving upward due to the high temperature inside the main tank 400 due to its small particle size.

그리고, 상기 메인 탱크(400)의 하부에 구비되는 워터 배스(500)는 내부에 냉각수가 채워지는데 별도로 구비되는 냉각장치(510)를 통하여 냉각수를 지속적으로 공급받게 된다.In addition, the water bath 500 provided under the main tank 400 is filled with cooling water, and the cooling water is continuously supplied through a cooling device 510 provided separately.

여기서, 상기 워터 배스(500)의 내측에는 컨베이어가 구비되어 냉각된 재생 파우더를 측부에 위치하는 건조장치(600)로 이동시키게 되며 상기 건조장치(600)에서 공급하는 뜨거운 공기에 의해 신속하게 건조된다.Here, a conveyor is provided inside the water bath 500 to move the cooled regenerated powder to the drying device 600 located at the side, and quickly dried by hot air supplied from the drying device 600. .

한편, 상기 파우더 공급 탱크(100)와 연결되는 공급 라인(102)과 회수 라인(104)에는 각각 블로워(103,105)가 구비되어 있어 혼합 파우더를 공급하거나 회수하게 된다.Meanwhile, blowers 103 and 105 are respectively provided in the supply line 102 and the recovery line 104 connected to the powder supply tank 100 to supply or collect the mixed powder.

여기서, 본 발명의 비산재 재생장치에는 제어 장치(900)가 구비되어 각 구성들을 제어하게 되며, 일측에는 상기 유리화 장치(300)에 연료 및 산소를 공급하기 위한 가스 공급장치(810)가 구비되어 안정적으로 가스를 공급하는데, 상기 가스 공급장치(810)의 측부에는 물을 전기분해하여 수소와 산소를 생성하는 전기분해장치(830)가 더 구비될 수 있다.Here, the fly ash regeneration device of the present invention is provided with a control device 900 to control each component, and a gas supply device 810 for supplying fuel and oxygen to the vitrification device 300 is provided on one side to provide a stable Gas is supplied to the gas supply device 810, and an electrolysis device 830 for generating hydrogen and oxygen by electrolyzing water may be further provided on the side of the gas supply device 810.

이때, 상기 회수 라인(104)의 일측에는 집진장치(820)가 더 구비되어 회수하는 혼합 파우더에 포함된 이물질을 걸러줄 수 있으며, 상기 공급 라인(102)를 통하여 유리화 장치(300)로 혼합 파우더를 공급할 때, 공급 라인(102)에 건조 유닛(200)을 더 구비하여 유리화 장치(300)로 공급되는 혼합 파우더에 수분을 완전히 제거하여 안정적으로 유리화를 수행할 수 있게 한다.At this time, a dust collector 820 is further provided at one side of the recovery line 104 to filter foreign substances contained in the mixed powder to be recovered, and the mixed powder to the vitrification device 300 through the supply line 102 When supplying, a drying unit 200 is further provided in the supply line 102 to completely remove moisture from the mixed powder supplied to the vitrification device 300 so that vitrification can be stably performed.

이렇게 전술한 본 발명의 비산재 재생장치를 사용하여 유리화한 재생 파우더를 용출시험을 통하여 중금속의 용출 정도를 테스트해 보았다.The degree of dissolution of heavy metals was tested on the regenerated powder vitrified using the fly ash recycling apparatus of the present invention described above through a dissolution test.

여기서, 테스트 방법은 미국 환경 보호국(US EPA) 등에서 사용하는 방식으로서 가장 널리 사용되는 용출시험법 중 하나인 TCLP(Toxicity characteristic leaching procedure)를 통하여 용출 테스트를 수행하였는데, TCLP 용출시험 방법은 입경이 95mm이하의 시료 100g 이상을 시료:용매의 비율이 1:20이 되도록 혼합하여 18시간 동안 분당 30회의 속도로 교반장치를 통하여 회전교반한 뒤 0.6~0.8㎛ 멤브레인필터를 사용하여 여과 후 채취된 여과액 내오염물질을 분석한다. Here, the test method is a method used by the US Environmental Protection Agency (US EPA), etc., and a dissolution test was performed through TCLP (Toxicity characteristic leaching procedure), one of the most widely used dissolution test methods, and the TCLP dissolution test method has a particle diameter of 95 mm. The filtrate collected after mixing 100g or more of the following samples so that the ratio of sample: solvent is 1:20, rotating through a stirring device at a rate of 30 times per minute for 18 hours, and filtering using a 0.6~0.8㎛ membrane filter Analyze the pollutant resistance.

이때, TCLP 용출 시험법에 사용되는 용매는 2가지 종류가 있으며 해당 폐자원의 pH에 따라 용액의 종류가 달라진다. 폐자원의 pH가 5이상인 경우 초산용액(pH 288)을 사용하고 pH가 5 이하인 경우 초산완충액(pH 4.93)을 용매로 사용한다.At this time, there are two types of solvents used in the TCLP dissolution test method, and the type of solution varies depending on the pH of the waste resource. When the pH of the waste resource is 5 or higher, acetic acid solution (pH 288) is used, and when the pH is 5 or less, acetic acid buffer solution (pH 4.93) is used as the solvent.

우선, 생활 쓰레기를 소각하는 과정에서 생성된 비산재를 수거하여 전술한 TCLP 용출 시험법을 사용하여 분석하였는데, 하기의 [표 1]과 같은 결과가 도출되었다.First, the fly ash generated in the process of incineration of household waste was collected and analyzed using the TCLP dissolution test method described above, and the results shown in [Table 1] below were derived.

PbPb CuCu CdCD Cr+6 Cr +6 HgHg AsAs CNCN ClCl LOI(%)LOI(%) 환경부 기준Ministry of Environment standards 1.0
이내
1.0
Within
1.0
이내
1.0
Within
0.10
이내
0.10
Within
0.10
이내
0.10
Within
0.003
이내
0.003
Within
0.50
이내
0.50
Within
0.20
이내
0.20
Within
250
이내
250
Within
5.0
이하
5.0
Below
용출량
(mg/L)
Elution
(mg/L)
112.7112.7 0.320.32 5.25.2 0.0230.023 0.0860.086 0.0660.066 N.DN.D 685685 6.76.7
만족여부Satisfaction XX OO XX OO XX OO OO XX XX

그리고, 생활 쓰레기를 소각하는 과정에서 생성된 비산재를 수거하여 본 발명의 비산재 재생장치에 적용킨 후, 전술한 TCLP 용출 시험법을 사용하여 분석하였는데, 하기의 [표 2]와 같은 결과가 도출되었다.Then, the fly ash generated in the process of incineration of household waste was collected and applied to the fly ash recycling apparatus of the present invention, and then analyzed using the above-described TCLP dissolution test method, and the results as shown in [Table 2] below were derived. .

PbPb CuCu CdCD Cr+6 Cr +6 HgHg AsAs CNCN ClCl LOI(%)LOI(%) 환경부 기준Ministry of Environment standards 1.0
이내
1.0
Within
1.0
이내
1.0
Within
0.10
이내
0.10
Within
0.10
이내
0.10
Within
0.003
이내
0.003
Within
0.50
이내
0.50
Within
0.20
이내
0.20
Within
250
이내
250
Within
5.0
이하
5.0
Below
SPL1
용출량
(mg/L)
SPL1
Elution
(mg/L)

106.0

106.0

0.280

0.280

4.80

4.80

0.018

0.018

0.125

0.125

N.D

ND

N.D

ND

68.0

68.0

1.3

1.3
SPL2
용출량
(mg/L)
SPL2
Elution
(mg/L)

101.9

101.9

0.300

0.300

5.50

5.50

0.015

0.015

0.095

0.095

N.D

ND

N.D

ND

42.7

42.7

0.9

0.9
SPL3
용출량
(mg/L)
SPL3
Elution
(mg/L)

110.5

110.5

0.220

0.220

5.30

5.30

0.022

0.022

0.077

0.077

N.D

ND

N.D

ND

72.8

72.8

0.7

0.7
평균
용출량
(mg/L)
Average
Elution
(mg/L)

106.1

106.1

0.267

0.267

5.20

5.20

0.018

0.018

0.099

0.099

N.D

ND

N.D

ND

61.2

61.2

1.0

1.0

한편, 본 발명의 비산재 재생장치를 사용하여 재생 파우더를 제조할 때, 비산재와 이산화규소의 혼합비를 1차적으로 90중량부:10중량부로 하여 제조한 재생 파우더의 경우에는 하기의 [표3]과 같은 결과가 도출되었다.On the other hand, when manufacturing the regenerated powder using the fly ash regeneration device of the present invention, in the case of the regenerated powder prepared by primarily 90 parts by weight: 10 parts by weight of the mixing ratio of the fly ash and silicon dioxide, the following [Table 3] and The same result was obtained.

여기서, 전술한 실험 결과에 의하면 이산화규소를 혼합하지 않은 비산재를 본 발명의 비산재 재생장치에 적용시킨 결과물의 용출시험에서는 Pb, Cd, Hg를 제외한 중금속들은 환경 규제치 이하로 용출되기 때문에 별도로 표기하지는 않았고, 강열감량(LOI)의 경우에도 비산재에 포함된 미연소 탄화물이 유리화 장치(300)에서 연소되어 감소하여 모든 성분 비에서 환경부 강열감량 규제치를 만족시키므로 별도로 표기하지 않았다.Here, according to the above-described experimental results, in the dissolution test of the result of applying the fly ash not mixed with silicon dioxide to the fly ash regeneration apparatus of the present invention, heavy metals excluding Pb, Cd, and Hg are eluted below the environmental regulations, so they are not separately indicated. In the case of loss on ignition (LOI), the unburned carbide contained in the fly ash is burned and reduced in the vitrification device 300, and thus, it satisfies the regulation value for the reduction in ignition by the Ministry of Environment at all component ratios, so it is not separately indicated.

PbPb CdCD HgHg 환경부 기준Ministry of Environment standards 1.0 이내Within 1.0 0.10 이내Within 0.10 0.003 이내Within 0.003 SPL1용출량(mg/L)SPL1 elution amount (mg/L) 25.925.9 0.740.74 0.0040.004 SPL2용출량(mg/L)SPL2 elution amount (mg/L) 44.444.4 0.550.55 0.0070.007 SPL3용출량(mg/L)SPL3 elution amount (mg/L) 29.729.7 0.190.19 0.0100.010 평균용출량(mg/L)Average dissolution amount (mg/L) 33.333.3 0.490.49 0.0070.007

상기 [표 3]에 기재된 바와 같이 환경부 기준과 도출된 용출량을 살펴보면 Pb, Cd, Hg 모두 기준치를 초과하여 도출되었다.As described in [Table 3], when looking at the standards of the Ministry of Environment and the derived amount of elution, all of Pb, Cd, and Hg exceeded the standard values.

그리고, 2차 실험에서는 비산재와 이산화규소의 혼합비를 80중량부:20중량부로 하여 제조한 재생 파우더의 경우에는 하기의 [표4]과 같은 결과가 도출되었다.In the second experiment, in the case of the regenerated powder prepared by using the mixing ratio of fly ash and silicon dioxide as 80 parts by weight: 20 parts by weight, the results as shown in Table 4 below were derived.

PbPb CdCD HgHg 환경부 기준Ministry of Environment standards 1.0 이내Within 1.0 0.10 이내Within 0.10 0.003 이내Within 0.003 SPL1용출량(mg/L)SPL1 elution amount (mg/L) 7.37.3 0.0090.009 0.0010.001 SPL2용출량(mg/L)SPL2 elution amount (mg/L) 6.96.9 0.0130.013 N.DN.D SPL3용출량(mg/L)SPL3 elution amount (mg/L) 7.77.7 0.0180.018 N.DN.D 평균용출량(mg/L)Average dissolution amount (mg/L) 7.37.3 0.0130.013

상기 [표 4]에 기재된 바와 같이 환경부 기준과 도출된 용출량을 살펴보면 Pb에서는 기준치를 초과하였지만, Cd, Hg에서는 기준치를 만족하였다.Looking at the standards of the Ministry of Environment and the derived amount of elution as described in [Table 4], the standard values were exceeded in Pb, but the standard values were satisfied in Cd and Hg.

그리고, 3차 실험에서는 비산재와 이산화규소의 혼합비를 70중량부:30중량부로 하여 제조한 재생 파우더의 경우에는 하기의 [표5]과 같은 결과가 도출되었다.In the third experiment, in the case of the regenerated powder prepared with the mixing ratio of fly ash and silicon dioxide in 70 parts by weight: 30 parts by weight, the results as shown in Table 5 below were derived.

PbPb CdCD HgHg 환경부 기준Ministry of Environment standards 1.0 이내Within 1.0 0.10 이내Within 0.10 0.003 이내Within 0.003 SPL1용출량(mg/L)SPL1 elution amount (mg/L) 0.480.48 N.DN.D N.DN.D SPL2용출량(mg/L)SPL2 elution amount (mg/L) 0.350.35 N.DN.D N.DN.D SPL3용출량(mg/L)SPL3 elution amount (mg/L) 0.320.32 N.DN.D N.DN.D 평균용출량(mg/L)Average dissolution amount (mg/L) 0.380.38

상기 [표 5]에 기재된 바와 같이 환경부 기준과 도출된 용출량을 살펴보면 Pb는 기준치 이내로 용출되었고, Cd, Hg는 검출이 되지 않아서 모두 기준치를 만족하였다.As described in [Table 5], when looking at the standards of the Ministry of Environment and the derived amount of elution, Pb was eluted within the standard value, and Cd and Hg were not detected, so all of the standard values were satisfied.

그리고, 4차 실험에서는 비산재와 이산화규소의 혼합비를 60중량부:40중량부로 하여 제조한 재생 파우더의 경우에는 하기의 [표6]과 같은 결과가 도출되었다.And, in the fourth experiment, in the case of the regenerated powder prepared with the mixing ratio of fly ash and silicon dioxide as 60 parts by weight: 40 parts by weight, the results as shown in Table 6 below were derived.

PbPb CdCD HgHg 환경부 기준Ministry of Environment standards 1.0 이내Within 1.0 0.10 이내Within 0.10 0.003 이내Within 0.003 SPL1용출량(mg/L)SPL1 elution amount (mg/L) 0.0890.089 N.DN.D N.DN.D SPL2용출량(mg/L)SPL2 elution amount (mg/L) 0.0770.077 N.DN.D N.DN.D SPL3용출량(mg/L)SPL3 elution amount (mg/L) 0.0410.041 N.DN.D N.DN.D 평균용출량(mg/L)Average dissolution amount (mg/L) 0.0690.069

상기 [표 6]에 기재된 바와 같이 환경부 기준과 도출된 용출량을 살펴보면 Pb는 기준치 이내로 용출되었고, Cd, Hg는 검출이 되지 않아서 모두 기준치를 만족하였다.As described in [Table 6], when examining the standards of the Ministry of Environment and the derived amount of elution, Pb was eluted within the standard value, and Cd and Hg were not detected, so all of the standard values were satisfied.

따라서, 본 발명의 비산재 재생 장치를 사용할 때, 비산재와 이산화규소의 혼합비를 70중량부:30중량부로 하여 진행할 경우 모든 중금속이 환경부 기준치를 만족한 재생 파우더를 제조할 수 있게 된다.Therefore, when using the fly ash recycling apparatus of the present invention, when the mixing ratio of fly ash and silicon dioxide is 70 parts by weight: 30 parts by weight, it is possible to manufacture recycled powder in which all heavy metals satisfy the standards of the Ministry of Environment.

그리고, 5차 실험에서는 탄산화 과정을 거친 비산재를 사용하였는데, 탄산화 과정이란 유해 중금속의 안정화를 위해 비산재에 이산화탄소(CO2, 순도 99% 이상)를 주입하여 가속탄산화 반응을 일으키는 것으로서, 탄산화 고액비(L/S)는 1:0.5로 하고 6시간 동안 가속탄산화를 수행하였다.And, in the 5th experiment, fly ash that has undergone a carbonation process was used. The carbonation process is to induce an accelerated carbonation reaction by injecting carbon dioxide (CO 2 , purity over 99%) into the fly ash to stabilize harmful heavy metals. L/S) was 1:0.5 and accelerated carbonation was performed for 6 hours.

이렇게 탄산화 과정을 거친 비산재와 이산화규소의 혼합비를 90중량부:10중량부로 하여 제조한 재생 파우더의 경우에는 하기의 [표7]과 같은 결과가 도출되었다.In the case of the regenerated powder prepared by setting the mixing ratio of the fly ash and silicon dioxide through the carbonation process to 90 parts by weight: 10 parts by weight, the results as shown in Table 7 below were derived.

PbPb CdCD HgHg 환경부 기준Ministry of Environment standards 1.0 이내Within 1.0 0.10 이내Within 0.10 0.003 이내Within 0.003 SPL1용출량(mg/L)SPL1 elution amount (mg/L) 0.430.43 0.440.44 0.0110.011 SPL2용출량(mg/L)SPL2 elution amount (mg/L) 0.590.59 0.590.59 0.0080.008 SPL3용출량(mg/L)SPL3 elution amount (mg/L) 0.330.33 0.350.35 0.0090.009 평균용출량(mg/L)Average dissolution amount (mg/L) 0.450.45 0.460.46 0.0090.009

상기 [표 7]에 기재된 바와 같이 환경부 기준과 도출된 용출량을 살펴보면 Pb는 기준치를 만족하였지만, Cd, Hg에서는 기준치를 초과하였다.As described in [Table 7], when examining the standards of the Ministry of Environment and the derived amount of elution, Pb satisfies the standard value, but exceeded the standard value for Cd and Hg.

그리고, 6차 실험에서는 탄산화 과정을 거친 비산재와 이산화규소의 혼합비를 80중량부:20중량부로 하여 제조한 재생 파우더의 경우에는 하기의 [표8]과 같은 결과가 도출되었다.And, in the sixth experiment, in the case of the recycled powder prepared by using a mixing ratio of 80 parts by weight to 20 parts by weight of the fly ash and silicon dioxide undergoing the carbonation process, the results as shown in Table 8 below were derived.

PbPb CdCD HgHg 환경부 기준Ministry of Environment standards 1.0 이내Within 1.0 0.10 이내Within 0.10 0.003 이내Within 0.003 SPL1용출량(mg/L)SPL1 elution amount (mg/L) 0.0850.085 0.0250.025 0.0010.001 SPL2용출량(mg/L)SPL2 elution amount (mg/L) 0.0900.090 0.0110.011 N.DN.D SPL3용출량(mg/L)SPL3 elution amount (mg/L) 0.0540.054 0.0210.021 0.0010.001 평균용출량(mg/L)Average dissolution amount (mg/L) 0.0760.076 0.0190.019

상기 [표 8]에 기재된 바와 같이 환경부 기준과 도출된 용출량을 살펴보면 Pb, Cd, Hg 모두 기준치를 만족하였다.As described in [Table 8], when examining the standards of the Ministry of Environment and the derived amount of elution, Pb, Cd, and Hg all satisfied the standard values.

따라서, 비산재의 탄산화 과정을 거친 후, 본 발명의 비산재 재생장치를 통하여 유리화를 할 경우, 20중량부의 이산화규소를 사용하면 되므로 보다 적은 이산화규소를 사용하게 됨으로써, 혼합재로 이산화규소 자체를 사용할 경우, 이산화규소에 소요되는 비용을 상당히 절감할 수 있게 된다.Therefore, after going through the process of carbonation of fly ash, when vitrifying through the fly ash recycling apparatus of the present invention, 20 parts by weight of silicon dioxide can be used, so less silicon dioxide is used, so that when silicon dioxide itself is used as a mixture, It is possible to significantly reduce the cost of silicon dioxide.

물론, 전술한 바와 같이 이산화규소가 90%이상 함유된 폐유리 또는 폐 LCD 글라스를 분쇄하여 혼합재로 활용할 경우에는 이산화규소(실리카)를 사용하지 않고 버려지는 자재만으로 유리화를 수행할 수 있어 자원 재활용도를 높일 수 있게 된다.Of course, as described above, when waste glass or waste LCD glass containing 90% or more of silicon dioxide is pulverized and used as a mixed material, vitrification can be performed only with materials that are discarded without using silicon dioxide (silica). Can be increased.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and the scope of the present invention extends to the scope substantially equal to the embodiment of the present invention. It is possible to implement various modifications by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs within the scope not departing from.

본 발명은 비산재 재생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생활 쓰레기를 소각하여 생성된 비산재를 유리화하여 파우더 형태의 결과물을 생성함으로써, 다양한 분야에 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 재생시에 재활용품만을 사용하도록 하여 환경오염을 방지하고 재활용도를 높일 수 있는 비산재 재생장치 관한 것이다.The present invention relates to a fly ash recycling apparatus, and more particularly, by vitrifying the fly ash generated by incineration of household waste to produce a powder-like result, it can be used in various fields, and the environment It relates to a fly ash recycling device that can prevent pollution and increase the degree of recycling.

100 : 파우더 공급 탱크 200 : 건조 유니트
300 : 유리화 장치 310 : 정량 공급장치
320 : 토치 330 : 토치 몸체
340 : 연결 브라켓 350 : 밀폐부재
360 : 노즐부 370 : 반응부
400 : 메인 탱크 500 : 워터 배스
600 : 건조장치 810 : 가스 공급부
820 : 집진장치 830 : 전기분해장치
900 : 제어 장치
100: powder supply tank 200: drying unit
300: vitrification device 310: quantitative supply device
320: torch 330: torch body
340: connection bracket 350: sealing member
360: nozzle unit 370: reaction unit
400: main tank 500: water bath
600: drying device 810: gas supply
820: dust collector 830: electrolysis device
900: control device

Claims (12)

쓰레기를 소각하여 생성된 비산재와 이산화규소(실리카, SiO2)로 이루어지는 혼합재를 설정된 비율로 혼합하여 파우더 형태로 공급하는 파우더 공급 탱크와,
상기 파우더 공급 탱크로부터 공급받은 혼합 파우더의 비산재를 유리화시키는 유리화 장치와,
상기 유리화 장치에서 생성된 재생 파우더를 냉각시키는 워터 배스(water bath)로 이루어지고,
상기 유리화 장치는 혼합 파우더의 비산재를 유리화시키는 반응부와, 상기 반응부에 불꽃과 혼합 파우더를 공급하는 토치와, 상기 토치에 혼합 파우더를 공급하는 정량 공급장치로 이루어지며,
상기 반응부는 원통형상으로 형성되는 반응관이 구비되되, 상기 반응관의 일측에서는 혼합 파우더와 불꽃을 공급받고 타측으로는 혼합 파우더를 불꽃에 의해 유리화한 파우더 형태의 재생 파우더를 배출하고,
상기 워터 배스와 유리화 장치 사이에는 메인 탱크가 더 구비되되,
상기 메인 탱크는 상기 유리화 장치에서 공급되는 재생 파우더는 하부에 위치하는 배출구를 통하여 워터 배스로 공급하고,
유리화가 되지 않은 혼합 파우더는 상부에 형성되는 회수구를 통하여 상기 파우더 공급 탱크로 회수되는 것을 특징으로 하는 비산재 재생장치.
A powder supply tank that mixes a mixture of fly ash and silicon dioxide (silica, SiO 2 ) generated by incineration of garbage at a set ratio and supplies it in a powder form;
A vitrification device for vitrifying the fly ash of the mixed powder supplied from the powder supply tank,
It consists of a water bath (water bath) for cooling the regenerated powder produced in the vitrification device,
The vitrification device includes a reaction unit for vitrifying the fly ash of the mixed powder, a torch supplying a flame and mixed powder to the reaction unit, and a quantitative supply unit supplying the mixed powder to the torch,
The reaction unit is provided with a reaction tube formed in a cylindrical shape, and is supplied with mixed powder and flame from one side of the reaction tube, and discharges regenerated powder in the form of a powder obtained by vitrifying the mixed powder by flame to the other side,
A main tank is further provided between the water bath and the vitrification device,
In the main tank, the recycled powder supplied from the vitrification device is supplied to a water bath through an outlet located below,
Fly ash recycling apparatus, characterized in that the mixed powder not vitrified is recovered to the powder supply tank through a recovery port formed thereon.
제1항에 있어서,
상기 혼합재는 폐유리 또는 폐 LCD 글라스를 비산재와 동일한 입도 또는 작은 입도로 분쇄한 것을 특징으로 하는 비산재 재생장치.
The method of claim 1,
The mixed material is a fly ash recycling apparatus, characterized in that the waste glass or waste LCD glass is pulverized into the same particle size or small particle size as the fly ash.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 반응부는 상기 반응관과,
상기 반응관의 외측에 구비되는 단열재와,
상기 단열재의 외측에 구비되는 보호 커버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비산재 재생장치.
The method of claim 1,
The reaction unit and the reaction tube,
Insulation material provided on the outside of the reaction tube,
Fly ash recycling apparatus, characterized in that consisting of a protective cover provided on the outside of the insulating material.
제4항에 있어서,
상기 반응관과 단열재 사이에는 열선이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 비산재 재생장치.
The method of claim 4,
Fly ash regeneration device, characterized in that the heating wire is further provided between the reaction tube and the heat insulating material.
제1항에 있어서,
상기 토치는 파우더 이송관, 연료 이송관, 산소 이송관이 내측에 형성되는 토치 몸체와,
상기 토치 몸체의 후단에 연결되어 산소를 공급하는 산소관, 연료를 공급하는 연료관 및 정량 공급장치가 결합되는 연결 브라켓과,
상기 토치 몸체의 전단에 연결되어 혼합 파우더 및 불꽃을 분사하는 노즐부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비산재 재생장치.
The method of claim 1,
The torch has a torch body in which a powder conveying pipe, a fuel conveying pipe, and an oxygen conveying pipe are formed inside,
A connection bracket connected to the rear end of the torch body to connect an oxygen pipe to supply oxygen, a fuel pipe to supply fuel, and a quantitative supply device,
Fly ash recycling apparatus comprising a nozzle part connected to the front end of the torch body and spraying the mixed powder and flame.
제6항에 있어서,
상기 노즐부는 원통형상으로 형성되는 내측 몸체와,
원통형상으로 형성되어 상기 내측 몸체의 외측에 이격되도록 구비되는 외측 몸체로 이루어지고,
상기 내측 몸체는 상기 파우더 이송관과 연통되어 혼합 파우더를 상기 반응부로 분사하고,
상기 내측 몸체와 외측 몸체 사이의 공간은 상기 연료 이송관과 산소 이송관을 통하여 공급되는 산소와 연료가 혼합되어 불꽃을 상기 반응부로 분사하는 것을 특징으로 하는 비산재 재생장치.
The method of claim 6,
The nozzle part has an inner body formed in a cylindrical shape,
It consists of an outer body formed in a cylindrical shape and provided to be spaced apart from the outer side of the inner body,
The inner body is in communication with the powder transfer pipe to inject the mixed powder to the reaction unit,
A fly ash regeneration device, characterized in that the space between the inner body and the outer body is mixed with oxygen and fuel supplied through the fuel transfer pipe and the oxygen transfer pipe to inject a flame to the reaction unit.
제7항에 있어서,
상기 내측 몸체의 외주면에는 산소와 연료를 혼합하기 위한 단턱부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 비산재 재생장치.
The method of claim 7,
Fly ash recycling apparatus, characterized in that the stepped portion for mixing oxygen and fuel is further formed on the outer peripheral surface of the inner body.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 워터 배스는 외부의 냉각장치로부터 냉각수를 공급받고,
내부에는 컨베이어가 구비되는 것을 특징으로 하는 비산재 재생장치.
The method of claim 1,
The water bath receives cooling water from an external cooling device,
Fly ash recycling apparatus, characterized in that the inside is provided with a conveyor.
제1항에 있어서,
상기 파우더 공급탱크와 유리화장치 사이에는 혼합 파우더를 건조하기 위한 건조 유닛이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 비산재 재생장치.
The method of claim 1,
Fly ash recycling apparatus, characterized in that the drying unit for drying the mixed powder is further provided between the powder supply tank and the vitrification device.
제1항에 있어서,
상기 비산재는 탄산화 과정을 더 거치는 것을 특징으로 하는 비산재 재생장치.
The method of claim 1,
The fly ash recycling apparatus, characterized in that the fly ash further undergoes a carbonation process.
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