KR102458125B1 - 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료 및 그 제조방법 - Google Patents

돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 돈분 혼합물의 탄화물로 구성되되, 상기 돈분 혼합물은 돈분, 농업부산물 및 마스크 폐기물을 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로, 경제성은 물론, 밀도, 발열량 및 연소성이 우수한 고형원료를 제공할 수 있으며, 폐기물로 인한 환경문제를 해결하는 데 기여할 수 있다는 장점이 있다. 이때 유도가열식 탄화 장치는, 돈분 혼합물이 인입 및 인출될 수 있도록 내부공간을 구비하되, 기체가 유입될 수 있도록 메쉬망으로 제작되는 성형몰드; 상기 성형몰드가 인입 및 인출되며, 유도가열 방식으로 가열되어 상기 돈분 혼합물을 탄화시키는 탄화챔버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료 및 그 제조방법{Bio Solid Fuel Using pig dropping and wasted mask, and Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 버려지는 폐자원인 돈분, 농업부산물 및 마스크 폐기물을 혼합하고, 탄화함으로써, 발열량 및 연소성 지수가 우수한 고형원료를 제조할 수 있는 돈분을 이용한 고형원료 및 그 제조방법에 관한 것이다.
우리나라는 소비 에너지의 97%를 수입에 의존하고 있으며, 에너지 소비 증가율 또한 매우 높은 수준에 이르고 있으며, 최근 가을철 기후변화 요인으로 발전 예비율의 급격한 저하 및 일부의 정전사태가 일어나 안정적인 에너지 공급을 위한 다양한 형태의 에너지 자원의 확보 및 공급이 매우 중요한 사안이 되고 있다.
또한, 에너지 절약과 함께 지속적인 신재생에너지 자원의 확보가 매우 중하게 되었으며, 해결방안의 하나로 유기성 폐자원에 대한 관심이 급격하게 증가하고 있다.
국내 유기성 폐자원의 에너지 잠재량은 건조유기성 폐기물이 981만톤/년에 이르고, 고함수 유기성 폐기물이 5,258만톤에 이르러 이를 효율적으로 활용할 경우 연간 5,800만 배럴(793만TOE)의 석유수입 대체 및 2,800만톤의 이산화탄소 저감이 가능할 것으로 예상되고 있으므로, 매년 발생량이 큰 유기성 폐자원의 에너지화에 의해 안정적인 신재생에너지 자원을 확보할 수 있다.
상기 대표적인 유기성 폐자원으로는 최근 집약적인 축산업의 발달로 국내발생량이 증가되고 있는 축산분뇨이다.
상기 축산분뇨의 연간 배출량은 약 4,500만톤 규모로, 막대한 비료자원으로서의 역할과 동시에 한편으로는 주변환경의 오염원으로까지 인식되므로 축산분뇨 처리와 환경문제 해결에 대한 요구와 관심이 주변 및 사회 전반에서 증대되고 있는 실정이다.
상기 축산분뇨를 포함한 유기성 폐기물(폐자원) 중 대다수를 차지하는 것은 돈분뇨이며, 돈사에서 배출되는 돈분뇨는 분이 약 90%이고, 뇨가 약 10%가 혼합되는 고함수 슬러지 상태이다.
이중 돈분은 수분을 제거한 후 성형체로 가공하여 건조하면 다른 첨가물 없이도 고체연료로 이용이 가능하다. 그러나 이러한 돈분 연료는 발열량이 충분하지 않아, 왕겨, 저품질 분탄 등의 첨가물을 적정비율로 첨가하여 고열량의 에너지로 전환하여 사용하고자 하는 연구가 다수 진행되고 있다.
이러한 종래기술로, 대한민국 등록특허 제10-1347930호에서는 돈분에 이탄을 첨가한 후, 건조, 성형하여 고열량의 고체연료를 제조함으로써, 발열량을 높이는 방법을 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2010-0048980호에서는 목재 분쇄물, 굼벵이 배설물, 커피박, 및 목초액을 혼합하고 압축성형하여 고체연료를 제조함으로써, 발열량을 높이는 방법을 개시하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-2208973호에서는 바이오매스인 돈분, 우분 등에 폐버섯 배지 등을 혼합하여 반탄화한 후, 다시 왕겨, 볏짚, 톱밥을 투입하고 압축성형하여 펠릿화하는 방법의 고형원료를 제조함으로써, 발열량을 높이는 방법을 개시하고 있다.
그러나 이러한 방법은 발열량은 다소 개선되나, 기타 원료의 첨가로 인해 연소성이 현저히 낮아지거나, 경제성이 떨어져 고형연료로의 활용이 다소 어렵다는 단점이 있다.
한편, 마스크는 주로 보온을 위한 방한대, 또는 먼지를 차단하기 위해 제조되어 왔다. 그러나 최근 세계보건기구(WHO)가 감염병 최고 경고 등급인 펜데믹(pandemic)을 선언할 정도로 전 세계적으로 코로나가 대유행을 하면서, 그 방역대책으로 각 국에서 개인별 보건용 마스크 착용을 권고, 강제함에 따라 마스크 사용량이 크게 증가하고 있다.
이러한 마스크는 대부분 합성수지재로 제조된 일회용 마스크로, 1일 사용 후 폐기됨에 따라, 환경오염의 원인이 되고 있다.
따라서, 이러한 폐마스크를 재활용하는 방안이 요구되고 있다.
KR 10-1551880 B1 KR 10-1348132 B1 KR 10-2010-0048980 A
따라서, 본 발명의 목적은 돈분, 농업부산물, 폐마스크 등의 폐기물을 고형연료화함으로써, 폐기물 처리비용을 절감하고, 환경오염을 방지하는 것은 물론, 제조비용이 낮고, 형태 안정성, 발열량을 개선하면서도, 연소성이 낮아지지 않도록 하는 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료는, 돈분 혼합물의 탄화물로 구성되되, 상기 돈분 혼합물은 돈분, 농업부산물 및 마스크 폐기물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 농업부산물은, 톱밥, 왕겨, 버섯폐배지 및 억새로부터 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 한다.
상기 돈분 혼합물은, 상기 돈분 50~87wt%, 상기 농업부산물 10~45wt% 및 상기 마스크 폐기물 3~5wt%로 구성됨을 특징으로 한다.
돈분, 농업부산물 및 마스크 폐기물을 혼합하여 돈분 혼합물을 제조하는 단계와, 상기 돈분 혼합물을 250~400℃에서 5~30분간 탄화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료의 제조방법은, 돈분, 농업부산물 및 마스크 폐기물을 혼합하여 돈분 혼합물을 제조하는 단계와, 상기 돈분 혼합물을 250~400℃에서 5~30분간 탄화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 돈분 혼합물을 제조하는 단계는, 그 혼합비가 상기 돈분 50~87wt%, 상기 농업부산물 10~45wt% 및 상기 마스크 폐기물 3~5wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 탄화시키는 단계는, 상기 돈분 혼합물을 유도가열식 탄화 장치에 투입하여 질소(N2) 분위기에서 탄화하는 것임을 특징으로 한다.
상기 유도가열식 탄화 장치는, 돈분 혼합물이 인입 및 인출될 수 있도록 내부공간을 구비하되, 기체가 유입될 수 있도록 메쉬망으로 제작되는 성형몰드; 상기 성형몰드가 인입 및 인출되며, 유도가열 방식으로 가열되어 상기 돈분 혼합물을 탄화시키는 탄화챔버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 성형몰드와 탄화챔버는 원통 형상으로 형성되며, 상기 탄화챔버의 외주면에는 유도가열코일이 감겨지는 것을 특징으로 한다.
상기 탄화챔버의 길이방향 양측에는 상기 성형몰드가 인입 및 인출되는 공급도어 및 배출도어가 구비되고, 상기 공급도어 측으로 상기 성형몰드를 공급하는 몰드공급관과, 상기 탄화챔버 내의 성형몰드를 외부로 배출하는 몰드배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 돈분 혼합물을 250~400℃에서 5~30분간 탄화시키는 단계 후, 상기 탄화된 탄화물을 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료 및 그 제조방법을 이용하면, 경제성은 물론, 밀도, 발열량 및 연소성이 우수한 고형원료를 제공할 수 있으며, 폐기물로 인한 환경문제를 해결하는 데 기여할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 유도가열식 탄화 장치에 포함되는 성형몰드의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 유도가열식 탄화 장치의 사용상태도이다.
도 3은 본 발명에 의한 유도가열식 탄화 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 고형연료의 TGA 및 DTG 곡선을 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명에 의한 고형연료의 탄화온도에 따른 벌크 밀도를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명에 의한 고형연료의 탄화시간에 따른 벌크 밀도를 나타낸 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료 및 그 제조방법을 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 고형원료는 종래 바이오매스의 원료로 사용되던 돈분, 농업부산물은 물론, 최근 코로나 19로 인해 다량 발생하는 폐마스크를 원료로 사용함으로써, 제조비용을 낮추면서도, 밀도, 발열량 및 연소성을 개선한다는 데 가장 큰 특징이 있다.
더욱 구체적으로, 본 발명에 의한 고형원료는 돈분 혼합물의 탄화물로 구성되되, 상기 돈분 혼합물은 돈분, 농업부산물 및 마스크 폐기물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 상기 돈분은 통상 바이오 매스 원료로 사용되는 것으로, 탈수의 과정을 거친 것을 사용한다. 이때, 상기 탈수 방법은 종래 개시된 방법에 의하는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
아울러, 본 발명은 상기 돈분을 탄화물의 형태로 이용하므로, 별도의 살균 및 탈취 과정을 생략할 수도 있지만, 필요에 따라 살균 및 탈취 과정을 거친 것을 사용하는 것도 가능함은 당연하다.
상기 농업부산물은 상기 돈분의 염소(Cl) 함량이 약 0.21% 정도로 높으므로, 이를 보정하기 위하여 사용하는 것은 물론, 발열량을 높여주기 위해 사용되는 것이다.
상기 농업부산물로는 톱밥, 왕겨, 버섯폐배지 및 억새로부터 선택된 1종 이상의 것을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 당업자라면 본 발명의 목적와 효과에서 크게 벗어나지 않는 범위에서 적절히 선택할 수 있다.
상기 마스크 폐기물은 본 발명의 특징적 원료로, 합성수지재, 즉 플라스틱재의 1회용 폐마스크를 의미한다. 이러한 폐마스크는 최근 코로나 19로 인하여 처리가 불가할 정도로 다량 발생하고 있는바, 본 발명은 이러한 폐마스크를 약 0.1~1cm 정도의 입도로 분쇄하여 사용하는 것이다.
이러한 마스크 폐기물은 발열량이 매우 높으면서도, 연소시 유해가스를 발생시키지 않아 고형연료의 원료로서 적합하다. 또한, 마스크 폐기물은 탄화시 돈분과 농업부산물의 외부를 감싸 상호 결합해주는 바인더로 작용하므로, 탄화물의 밀도를 높여 성형과정 없이 탄화된 탄화물을 벌크 상태 그대로 고형연료로 사용할 수 있도록 해주며, 추가 성형과정을 시행할 경우 고형연료의 밀도 및 강도를 현저히 개선해준다. 아울러, 종래 돈분 및 농업부산물을 이용한 바이오 고형연료는 기타 첨가물을 통해 발열량을 개선할 경우, 연소성이 낮아져 고형연료로서의 활용이 어렵다는 단점이 있었는바, 마스크 폐기물은 고형연료의 발열량을 3700kcal/kg 이상으로 현저히 개선하면서도, 연소성 지수를 3000kcal/kg 이상으로 유지시켜 줌으로써, 고품질의 고형연료를 생산할 수 있게 한다.
본 발명에서 상기 돈분 혼합물은, 상기 돈분 50~87wt%, 상기 농업부산물 10~45wt% 및 상기 마스크 폐기물 3~5wt%로 구성됨이 바람직한데, 상기 농업부산물이 10wt% 미만이면 염소 함량을 보정하기 어렵고, 45wt%를 초과하면 상대적으로 돈분의 함량이 적어져 돈분의 처리량이 적어지며, 상기 마스크 폐기물이 3wt% 미만이면 바인더로 충분히 작용할 수 없고, 5wt%를 초과하면 바이오 고형원료의 기준에 적합하지 않으므로, 상기한 비율로 구성됨이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 바이오 고형연료는, 상기 돈분 혼합물을 그대로 포함하는 것이 아닌, 탄화를 통한 탄화물로 구성된다는 점에도 특징이 있는데, 상기 마스크 폐기물 및 돈분은 탄화를 통해 고정탄소비를 높임으로써, 발열량, 연소성 등의 물성이 개선되기 때문이다.
즉, 돈분, 농업부산물 및 마스크 폐기물의 탄화물로 구성되는 본 발명의 바이오 고형원료는 저위발열량이 3,700kcal/kg 이상이고, 연소성 지수 역시 3,000kcal/kg 이상으로, 종래의 바이오 고형원료에 비해 발열량, 연소성, 경제성 등이 현저히 개선되어 고품질의 고형연료를 제조할 수 있다는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 의한 바이오 고형원료의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료의 제조방법은, 돈분, 농업부산물 및 마스크 폐기물을 혼합하여 돈분 혼합물을 제조하는 단계와, 상기 돈분 혼합물을 250~400℃에서 5~30분간 탄화시키는 단계를 포함한다.
먼저, 돈분, 농업부산물 및 마스크 폐기물을 혼합하여 돈분 혼합물을 제조한다. 이때, 상기 각 재료 및 재료 간 혼합비는 앞서 충분히 설명되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 상기 돈분 혼합물을 탄화한다. 상기 탄화는 250~400℃의 온도에서 5~30분, 가장 바람직하게는 300℃에서 20분간 수행되는데, 이 과정에서 함수율, 발열량, 연소성이 개선되며, 마스크 폐기물일 바인더로서 작용하여 형태 안정성, 밀도 등이 개선된다. 상기 탄화온도가 250℃ 미만이거나, 탄화시간이 5분 미만이면 충분한 탄화가 어려워 발열량, 연소성이 개선되지 못하고, 400℃를 초과하거나 30분을 초과할 경우 오히려 발열량이 낮아지므로, 상기한 조건에서 탄화함이 바람직하다. 아울러, 상기 탄화는 고정탄소의 증가를 위하여 산소가 배제된 즉, 질소(N2) 분위기에서 수행됨이 바람직하다.
더욱 구체적으로, 상기 탄화는 상기 돈분 혼합물을 유도가열식 탄화 장치에 투입하여 질소(N2) 분위기에서 탄화하는 것이 바람직한데, 이는 경제성 및 제조 효율성을 고려한 것이다. 상기 유도가열식 탄화 장치에 대해서는 하기에서 다시 구체적으로 설명한다.
또한, 상기와 같이 탄화된 탄화물은 그대로 고형연료로 사용할 수도 있지만, 탄화시키는 단계 후, 상기 탄화된 탄화물을 성형함으로써, 그 형태 안정성을 더욱 높일 수도 있다. 여기서, 상기 성형방법은 제한하지 않는바, 압축 성형, 압출 성형 등 종래 게시된 방법에 의할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 바이오 고형연료의 제조방법은, 간단한 방법으로 형태 안정성, 발열량 및 연소성이 우수한 고형연료의 제조가 가능하다는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 유도가열식 탄화 장치의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 유도가열식 탄화 장치에 포함되는 성형몰드의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 의한 유도가열식 탄화 장치의 사용상태도이며, 도 3은 본 발명에 의한 유도가열식 탄화 장치의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 유도가열식 탄화 장치는, 돈분 혼합물(10)이 인입 및 인출될 수 있도록 내부공간을 구비하는 성형몰드(100)와, 상기 성형몰드(100)가 인입 및 인출되며 유도가열 방식으로 가열되어 상기 돈분 혼합물(10)을 탄화시키는 탄화챔버(200)를 기본 구성요소로 구비한다.
상기 성형몰드(100)는 돈분 혼합물(10)을 고형연료로 제작할 때 상기 돈분 혼합물(10)을 일정한 형상으로 성형하기 위한 구조물로서, 본 실시예에 도시된 바와 같이 원통형상으로 형성될 수도 있고, 직육면체나 구형 등 돈분 혼합물이 인입될 수 있다면 어떠한 형상으로도 형성될 수 있다. 또한, 상기 탄화챔버(200)는 성형몰드(100)에 내장된 돈분 혼합물(10)을 가열하기 위한 구성요소로서, 상기 돈분 혼합물(10)을 전체적으로 고르고 효과적으로 가열할 수 있도록 본 실시예에 도시된 바와 같이 외주면에 유도가열코일(210)이 감겨지는 구조로 구성될 수 있다.
또한, 상기 돈분 혼합물(10)을 탄화시킬 때에는 질소 분위기에서 돈분 혼합물을 가열하는데, 이때 질소 가스가 상기 성형몰드(100)의 내부공간으로 자유롭게 출입할 수 있도록 메쉬망으로 제작됨이 바람직하다. 물론, 상기 성형몰드(100)는 구조적 강성을 높이기 위해 다수 개의 통기공이 형성된 금속판재로 제작될 수도 있으나, 이와 같은 경우 통기공과 멀리 떨어진 지점의 돈분 혼합물(10)에는 질소가스가 충분히 전달되지 못할 우려가 있다. 따라서 상기 성형몰드는 내장된 돈분 혼합물(10)의 각 부위로 질소가 고르게 접촉될 수 있도록 본 실시예에 도시된 바와 같이 메쉬망으로 제작됨이 바람직하다.
한편, 상기 탄화챔버(200)의 길이방향 양측에는 상기 성형몰드(100)가 유출입될 수 있도록 공급도어(220)와 배출도어(230)가 구비되는데, 상기 공급도어(220) 및 배출도어(230)는 성형몰드(100)가 유출입되는 동안에만 개방되고 돈분 혼합물(10)을 탄화시키는 동안에는 폐쇄된다. 이때, 상기 공급도어(220) 측으로 다수 개의 성형몰드(100)를 연속적으로 공급할 수 있도록 상기 공급도어(220)에는 몰드공급관(310)이 연결되고, 상기 탄화챔버(200) 내부를 지난 성형몰드(100)를 연속적으로 배출시킬 수 있도록 상기 배출도어(230)에는 몰드배출관(320)이 연결된다. 이와 같이 몰드공급관(310)과 몰드배출관(320)이 각각 공급도어(220)와 배출도어(230)에 장착되면, 다수 개의 성형몰드(100)를 탄화챔버(200) 내측으로 연속적으로 공급하고 상기 탄화챔버(200) 내에서 탄화과정을 지난 성형몰드(100)를 연속적으로 배출시킬 수 있으므로, 고형연료 제작을 자동화시킬 수 있다는 장점이 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
(실시예 1 내지 5)
탈수된 돈분, 농업부산물인 톱밥 및 1cm의 크기로 조분쇄된 마스크 폐기물을 혼합하여 돈분 혼합물을 제조하고, 이를 유도가열식 탄화장치로 질소가스 분위기에서 300℃에서 20분간 탄화시켜 고형연료를 제조하였다.
이때, 상기 돈분 혼합물의 배합비는 하기 표 1과 같았다.
실시예 1 내지 5의 돈분 혼합물 배합비
구분 돈분 톱밥 마스크 폐기물
실시예 1 59 40 1
실시예 2 58 40 2
실시예 3 57 40 3
실시예 4 56 40 4
실시예 5 55 40 5
(시험예 1)
상기 실시예 1 내지 5의 고형연료의 성분 분석과, 발열량, 연소성지수, 연료비를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
이때, 성분 분석, 발열량은 환경부고시 제2014-135호에 준하여 측정하였으며, 연료비, 연소성지수(C.I)는 하기와 같은 식으로 계산하였다.
연료비= Fixed Carbon(%)/Volatile Combustible matter(%)
C.I= 고위발열량/연료비 ×(115-Ash) ×1/105
시험예 1 결과
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
저위발열량
(kcal/kg)		 3690 3746 3780 3804 3888
고위발열량
(kcal/kg)		 4853 4875 4890 4905 4913
연소성지수
(kcal/kg)		 3624 3553 3451 3387 3294
연료비 1.03 1.028 1.028 1.028 10.28
회분(wt%) 34.25 36.33 38.83 40.47 42.63
염소(wt%) <0.1% <0.1% <0.1% <0.1% <0.1%
황(wt%) 불검출 불검출 불검출 불검출 불검출
수은(mg/kg) 불검출 불검출 불검출 불검출 불검출
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 5는 저위 발열량이 3500kcal/kg 이상이고, 연소성지수 역시 3,000kcal/kg 이상이며, 염소, 황, 수은이 불검출되어 친환경 고형원료서 그 성능이 우수함을 확인할 수 있었다. 다만, 실시예 1, 2는 마스크 폐기물의 함유량이 적어 형태 안정성이 떨어지므로, 고형연료로서의 사용이 용이하지 않음을 확인하였다.
(시험예 2)
고형연료의 열 안정성을 알아보기 위하여 TGA와 DTG curves를 나타내었다. 이때, 시료로는 실시예 3을 이용하였으며, 그 결과는 도 4에 나타내었다. 또한, 도 5 및 도 6에 탄화온도 및 탄화시간에 따른 bulk density를 나타내었다.
도 4, 도 5 및 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, TGA와 DTG curves 및 bulk density를 고려할 때 본 발명의 고형연료는 250~400℃ 수준에서 5~30분간 탄화되는 것이 적절할 것으로 판단되었으며, bulk density가 0.6g/㎤ 이상으로 별도의 성형 과정없이 탄화 후 그대로 사용할 수 있음을 확인하였다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 성형몰드 200: 탄화챔버
210: 유도가열코일 220: 공급도어
230: 배출도어 310: 몰드공급관
320: 몰드배출관

Claims (10)

  1. 돈분 혼합물을 250~400℃에서 5~30분간 탄화시킨 탄화물로 구성되되,
    상기 탄화물의 겉보기 밀도(bulk density)가 0.6g/㎤ 이상이고,
    상기 돈분 혼합물은 돈분 50~87wt%, 농업부산물 10~45wt% 및 마스크 폐기물 3~5wt%로 구성됨을 특징으로 하는 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 농업부산물은,
    톱밥, 왕겨, 버섯폐배지 및 억새로부터 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료.
  3. 삭제
  4. 돈분 50~87wt%, 농업부산물 10~45wt% 및 마스크 폐기물 3~5wt%을 혼합하여 돈분 혼합물을 제조하는 단계와,
    상기 돈분 혼합물을 250~400℃의 질소(N2) 분위기에서 5~30분간 탄화시키는 단계를 포함하되,
    상기 탄화물의 겉보기 밀도(bulk density)가 0.6g/㎤ 이상인 것을 특징으로 하는 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 탄화시키는 단계는,
    상기 돈분 혼합물을 유도가열식 탄화 장치에 투입하여 탄화하는 것임을 특징으로 하는 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 유도가열식 탄화 장치는,
    돈분 혼합물이 인입 및 인출될 수 있도록 내부공간을 구비하되, 기체가 유입될 수 있도록 메쉬망으로 제작되는 성형몰드;
    상기 성형몰드가 인입 및 인출되며, 유도가열 방식으로 가열되어 상기 돈분 혼합물을 탄화시키는 탄화챔버;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 성형몰드와 탄화챔버는 원통 형상으로 형성되며,
    상기 탄화챔버의 외주면에는 유도가열코일이 감겨지는 것을 특징으로 하는 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료의 제조방법.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 탄화챔버의 길이방향 양측에는 상기 성형몰드가 인입 및 인출되는 공급도어 및 배출도어가 구비되고,
    상기 공급도어 측으로 상기 성형몰드를 공급하는 몰드공급관과, 상기 탄화챔버 내의 성형몰드를 외부로 배출하는 몰드배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료의 제조방법.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 돈분 혼합물을 250~400℃에서 5~30분간 탄화시키는 단계 후,
    상기 탄화된 탄화물을 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 돈분 및 마스크 폐기물을 이용한 바이오 고형원료의 제조방법.
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