KR102495636B1 - 연속식 바이오매스 탄화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천연원료가 예열수단, 가열수단, 스팀발생수단을 차례로 통과하면서 연속적으로 탄화물을 생성하고, 예열수단에 탄화탱크의 폐열을 지속적으로 공급함으로써 고품질의 탄화물 및 증기를 생산할 수 있으며, 열효율을 최대한 높일 수 있는 대량생산에 적합한 바이오매스 탄화장치에 관한 것으로, 천연원료는 예열수단의 예열탱크 및 가열수단의 탄화탱크를 차례로 통과하며 탄화물을 생성하고, 상기 탄화탱크는 목재연료를 연소시키는 연소탱크에 의해 가열되고, 상기 예열탱크에서 배출된 가스는 연소탱크로 이송되어 제연작용을 거친 후 배출되며, 상기 탄화탱크에서 생성된 탄화물은 스팀발생수단을 통과하면서 재활용할 수 있는 증기를 생산하고, 상기 예열탱크에는 탄화탱크에서 발생한 고온의 폐열이 예열배출부를 통해 역류되어 이송중인 천연원료를 예열하고, 상기 탄화탱크와 연소탱크의 사이에는 목재연료를 연소하여 탄화탱크를 가열함과 동시에 예열탱크로부터 이송된 폐열을 태우는 연소공간부와, 복수의 전기히터가 결합되어 탄화탱크를 가열하는 탄화공간부가 격벽에 의해 분리 형성되며, 상기 스팀발생수단은 알루미늄으로 이루어진 스팀발생부와 물이 채워진 스팀박스 및 내측으로 물을 공급하기 위한 입수관(75)이 결합된 냉각박스를 포함하여 구성되고, 상기 스팀발생부의 상단부는 고열의 탄화물을 이송하는 배출탱크의 하측에 삽입되어 고열을 전달받으며, 스팀발생부(74)의 하단부는 입수관를 통해 스팀박스의 내측에 채워진 물에 접촉되어 증기를 발생하고, 상기 스팀박스에는 내측에 발생된 증기를 배출하기 위한 스팀배출구가 밸브와 함께 결합되는 것을 특징으로 하는 연속식 바이오매스 탄화장치를 제안한다.
따라서 본 발명은 천연원료를 탄화하는 과정에서 발생하는 고열의 가스를 예열탱크로 공급하여 천연원료와 혼합한 후에 탄화탱크에서 복수의 전기히터를 이용하여 외부공기와 차단된 탄화공간부를 통해 가열하고, 목재연료를 연소하는 연소공간부를 통해 동시에 가열함으로써 고품질의 탄화물을 생성할 수 있으며, 연료를 절감할 수 있고, 열손실을 최소화하여 열효율을 최대한 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 천연원료가 예열수단, 가열수단의 탄화탱크, 스팀발생수단을 차례로 통과하면서 연속적으로 탄화물 및 증기를 생산하게 되며, 천연원료가 가열수단의 탄화탱크를 통과하며 예열수단으로 공급되는 고열의 가스를 연속적으로 생산함으로써 대량생산에 적합하며, 연소탱크는 예열탱크에서 수거된 가스를 가열하여 배출함으로써 제연작용을 통해 더욱 친환경적이라는 장점이 있다. 또한, 스팀발생수단을 이용하여 탄화물에서 발생하는 증기를 재활용할 수 있으며, 공기유입차단부재를 폐연료배출부 및 탄화물배출부에 결합함으로써 외부의 공기가 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.

Description

연속식 바이오매스 탄화장치{Continuous biomass carbonization device}
본 발명은 숯을 형성하기 위한 탄화분말을 제조하는 탄화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연원료가 예열수단, 가열수단, 스팀발생수단을 차례로 통과하면서 연속적으로 탄화물을 생성하고, 예열수단에 탄화탱크의 폐열을 지속적으로 공급함으로써 고품질의 탄화물 및 증기를 생산할 수 있으며, 열효율을 최대한 높일 수 있는 대량생산에 적합한 연속식 바이오매스 탄화장치에 관한 것이다.
일반적으로 탄화(carbonization)라 함은, 유기물을 적당한 조건하에서 가열하면 열분해(thermal decomposition)하여 비결정성 탄소(amorphous carbon)를 생성하는 현상을 말한다. 예를 들어, 목질계 원료를 공기의 공급을 차단하고 가열하거나 또는 공기를 아주 적게 하여 가열하여 목질계 원료 내에 들어 있는 휘발 성분을 모두 빼내고 탄소 성분만 남도록 하는 방식으로 숯(탄)이 생성되고, 석탄을 건류(乾溜)하면 코크스가 되며, 양초에 불을 켜면 검댕이가 생기게 되는 현상이다. 대부분의 유기물은 300~400℃에서 탄화를 일으키는데, 그 분해과정은 물질에 따라 다르다는 특성이 있다.
이와 같이 목질계 원료의 탄화에 의해 생성되는 숯은 높은 흡착 능력으로 인해 전통적으로 공기/물의 정화에 많이 사용되어 왔고, 바비큐 등의 음식을 조리할 때 뿐만 아니라 숯이 가지고 있는 원적외선 방출 특성을 이용한 생활 용품 등에도 많이 사용되고 있다. 특히, 최근에는 환경 및 건강에 대한 관심이 높아지면서 숯의 수요가 계속하여 증가하고 있는 실정이다.
숯을 제조하는 탄화 공정 설비는 전통적으로 가마(숯가마)식을 사용해왔으며, 이는 벽돌로 만든 탄화로 내에 원료를 채우고, 자연통풍을 시킨 뒤 점화하여 일부 연료의 연소를 유도하고, 그 연소열로 나머지 원료에 열을 공급하여 탄화하는 방식이다. 그러나 상기 방식에 의하면 탄화로 내의 온도 제어가 어렵고, 통풍 역시 자연식이기 때문에 고품질의 숯을 생산할 수 없다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 기계식 탄화 공정 설비들도 일부 개발되고 있다. 이 경우에는 경유나 LNG와 같은 화석 연료를 사용하고 공기 공급을 제어함으로써 단위 시간당 원하는 열량을 정확하게 원료에 공급하여 탄화를 수행하기 때문에 고품질의 숯과 목초액을 얻을 수 있다는 장점이 있다.
그러나 상기 방식에 의하면, 화석 연료의 사용이 불가피하므로 숯의 제조 비용이 증가하게 되어 생산성이 낮아지게 되며, 이산화탄소가 배출되게 되어 환경오염 문제 등이 발생하게 된다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 등록특허공보 제10-1140677호에서는 바이오매스 연료 및/또는 저급 고형 연료를 사용하여 고품질의 목초액을 생산할 수 있는 제1 탄화로; 및 제1 탄화로에서 탄화된 탄화물을 재탄화시켜 고품질의 숯을 생산할 수 있는 제2 탄화로를 포함함으로써 연료비를 절감시킬 수 있고, 제1 탄화로 및 제2 탄화로의 온도를 각각 최적의 온도로 제어함으로써 고품질의 목초액 및 숯을 생산할 수 있는 2단 탄화 시스템을 제공하고 있다.
그러나 이러한 종래의 탄화 시스템은 탄화물을 연속적으로 생산할 수 없어 대량생산에 적합하지 않으며, 가열공정 중에 발생하는 폐열 및 증기를 재활용할 수 없어 비경제적이라는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 천연원료가 이송스크루에 의해 지속적으로 이송되면서 가열될 수 있도록 개선하여 대량생산에 적합한 연속식 바이오매스 탄화장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 천연원료의 탄화과정 중에 발생하는 폐열을 열원으로 이용할 수 있도록 개선하여 고품질의 탄화물을 생성하고 열효율을 높일 수 있는 연속식 바이오매스 탄화장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 고열의 탄화물에서 증기를 생성하여 재활용할 수 있도록 개선한 연속식 바이오매스 탄화장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 연속식 바이오매스 탄화장치는 천연원료는 예열수단의 예열탱크 및 가열수단의 탄화탱크를 차례로 통과하며 탄화물을 생성하고, 상기 탄화탱크는 목재연료를 연소시키는 연소탱크에 의해 가열되고, 상기 예열탱크에서 배출된 가스는 연소탱크로 이송되어 제연작용을 거친 후 배출되며, 상기 탄화탱크에서 생성된 탄화물은 스팀발생수단을 통과하면서 재활용할 수 있는 증기를 생산하고, 상기 예열탱크에는 탄화탱크에서 발생한 고온의 폐열이 예열배출부를 통해 역류되어 이송중인 천연원료를 예열하고, 상기 탄화탱크와 연소탱크의 사이에는 목재연료를 연소하여 탄화탱크를 가열함과 동시에 예열탱크로부터 이송된 폐열을 태우는 연소공간부와, 복수의 전기히터가 결합되어 탄화탱크를 가열하는 탄화공간부가 격벽에 의해 분리 형성되며, 상기 스팀발생수단은 알루미늄으로 이루어진 스팀발생부와 물이 채워진 스팀박스 및 내측으로 물을 공급하기 위한 입수관(75)이 결합된 냉각박스를 포함하여 구성되고, 상기 스팀발생부의 상단부는 고열의 탄화물을 이송하는 배출탱크의 하측에 삽입되어 고열을 전달받으며, 스팀발생부(74)의 하단부는 입수관를 통해 스팀박스의 내측에 채워진 물에 접촉되어 증기를 발생하고, 상기 스팀박스에는 내측에 발생된 증기를 배출하기 위한 스팀배출구가 밸브와 함께 결합되는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 연속식 바이오매스 탄화장치에 의하면, 천연원료를 탄화하는 과정에서 발생하는 고열의 가스를 예열탱크로 공급하여 천연원료와 혼합한 후에 탄화탱크에서 복수의 전기히터를 이용하여 외부공기와 차단된 탄화공간부를 통해 가열하고, 목재연료를 연소하는 연소공간부를 통해 동시에 가열함으로써 고품질의 탄화물을 생성할 수 있으며, 연료를 절감할 수 있고, 열손실을 최소화하여 열효율을 최대한 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 천연원료가 예열수단, 가열수단의 탄화탱크, 스팀발생수단을 차례로 통과하면서 연속적으로 탄화물 및 증기를 생산하게 되며, 천연원료가 가열수단의 탄화탱크를 통과하며 예열수단으로 공급되는 고열의 가스를 연속적으로 생산함으로써 대량생산에 적합하며, 연소탱크는 예열탱크에서 수거된 가스를 가열하여 배출함으로써 제연작용을 통해 더욱 친환경적이라는 장점이 있다.
또한, 스팀발생수단을 이용하여 탄화물에서 발생하는 증기를 재활용할 수 있으며, 공기유입차단부재를 폐연료배출부 및 탄화물배출부에 결합함으로써 외부의 공기가 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 연속식 바이오매스 탄화장치의 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 연속식 바이오매스 탄화장치의 정면도,
도 3은 본 발명의 연소탱크에서 발생한 폐열의 이동경로를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 예열수단의 사시도,
도 5는 본 발명에 의한 가열수단의 사시도,
도 6은 본 발명에 의한 가열수단의 평면도,
도 7은 도 5의 D-D선 확대 단면도,
도 8은 본 발명에 의한 스팀발생수단의 사시도,
도 9는 도 8의 E-E선 확대 단면도,
도 10은 도 9의 F-F선 확대 단면도.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.
본 발명의 연속식 바이오매스 탄화장치는 도 1에서 나타낸 바와 같이 원료공급부재(1)로부터 공급된 천연원료(예: 왕겨, 땅콩껍질, 커피가루 등)를 예열하는 예열수단(100)이 상측에 가로 방향으로 설치되고, 상기 예열수단(100)의 하측에는 예열된 천연원료를 가열하여 탄화함으로써 분말 형태의 탄화물을 형성하는 가열수단(200)이 연결되고, 상기 가열수단(200)의 하측에는 탄화물에 포함된 고열을 이용하여 증기를 발생시키는 스팀발생수단(300)이 연결되어 있다.
본 발명은 천연원료를 원료공급부재(1)를 이용하여 연속적으로 공급하고, 상기 예열수단(100), 가열수단(200), 스팀발생수단(300)에 각각 구비된 이송스크루를 이용하여 연속적으로 이송함으로써 탄화물을 대량생산할 수 있도록 구성하였으며, 상기 가열수단(200)에 탄화탱크(40)를 형성함으로써 폐열을 상기 예열수단(100)으로 이송하여 재활용할 수 있도록 구성하였다.
따라서 본 발명은 도 2에서 나타낸 바와 같이 천연원료가 탄화되는 이송과정을 나타낸 화살표 'A(일점쇄선)'와, 천연원료를 가열하기 위하여 톱밥, 나뭇조각, 낙엽 등의 목재연료가 연소탱크(50)의 내측에서 연소되는 이송과정을 나타낸 화살표 'B(점선)'의 작용이 동시에 이루어지게 된다.
또한, 도 3에서 나타낸 화살표 'C'는 탄화탱크(40)에서 천연원료를 탄화하는 과정에서 발생한 폐열의 이동과정을 나타낸 것으로써, 폐열은 상기 예열수단(100)의 예열탱크(10)를 거치며 이송중인 천연원료 예열하고, 이송관(20)을 통해 연소탱크(50)로 이송되어 연소연통(2)을 통해 배출되는 과정이 동시에 진행된다.
상기 원료공급부재(1)로 공급된 천연원료는 예열수단(100), 가열수단(200)의 탄화탱크(40), 스팀발생수단(300)을 차례로 거쳐 탄화 분말로 배출되어 압축에 의해 다양한 형상의 숯으로 생산되며, 상기 탄화탱크(40)에 투입된 천연원료는 가열에 의해 발생한 폐열을 상기 예열수단(100)에 공급하고, 상기 연소탱크(50)로 투입된 목재연료는 천연원료를 가열함과 동시에 예열탱크(10)에서 이송관(20)을 통해 유입된 폐열을 태워 제연한 후에 연소연통(2)을 통해 배출하며, 연소된 목재연료는 배출되어 폐기된다.
상기 예열탱크(10)와 탄화탱크(40)에는 폐열을 이송하기 위한 이송관(20)이 연결되어 있으며, 상기 이송관(20)에는 가스에 포함된 분진을 포집하여 제거하기 위한 필터박스(30)가 결합되어 있다.
이하 천연원료의 이송과정(A) 및 목재연료의 이송과정(B)과 가열작용, 폐열의 이동과정(C) 및 예열작용을 본원발명의 탄화장치에 구비된 구성을 중심으로 자세히 설명한다.
상기 예열수단(100)은 도 4에서 나타낸 바와 같이 원통의 파이프 형상의 예열탱크(10)가 구비되고, 상기 예열탱크(10)의 일측 상부에는 천연원료가 투입되는 천연원료투입부(11)가 형성되어 있으며, 타측 하부에는 예열된 천연원료를 상기 가열수단(200)의 탄화탱크(40)로 배출하기 위한 예열배출부(12)가 형성되어 있고, 내측에는 공급된 천연원료를 회전에 의해 이송하기 위한 예열스크루(13)가 구비되어 있다.
상기 예열스크루(13)는 회전에 의해 천연원료를 예열배출부(12) 측으로 이송하게 되며, 이때 예열스크루(13)의 외주면에는 예열배출부(12)를 통해 역류하는 고온의 폐열(약 300℃)과 천연원료를 혼합함으로써 폐열에 포함된 분진을 제거하고, 천연원료에 폐열을 고르고 신속하게 전달하며, 천연원료 및 폐열에 포함된 수분이 천연원료투입부(11) 측으로 이동할 수 있도록 하는 복수의 혼합판(13a)이 간격을 이루며 방사상으로 결합되어 있다.
상기 예열탱크(10)의 앞 단에는 이송관(20)이 연결되어 있고, 상기 이송관(20)에는 필터박스(30)가 연결되어 있으며, 상기 필터박스(30)의 하측에는 밸브가 결합된 복수의 침전물배출구(31)가 형성되어 있고, 상기 이송관(20)이 연결된 예열탱크(10)의 앞 단 하부에는 액상배출구(14)가 형성되어 있다.
상기 필터박스(30)에는 개폐할 수 있는 도어가 구비되어 있어 내측에 착탈할 수 있도록 설치된 복수의 필터를 용이하게 교체할 수 있으며, 상기 필터는 왕겨, 땅콩껍질 등의 친환경 원료로 이루어진 친환경 충진물 필터이고, 필터박스(30)의 내측에 고인 침전물은 상기 침전물배출구(31)를 통해 배출되며, 상기 예열탱크(10)의 내측에 생성되는 폐열 및 천연원료에 포함된 수분은 액상배출구(14)를 통해 배출된다.
상기 액상배출구(14)로 침전된 액체가 원활하게 배출될 수 있도록 예열탱크(10)의 내측에 경사면을 형성하거나, 예열탱크(10) 또는 본 발명의 탄화장치를 약 1°~ 3°의 경사를 이루도록 구성할 수 있다.
상기 가열수단(200)은 도 5에서 나타낸 바와 같이 상측에 천연원료를 가열하여 탄화하고 이송하는 한 쌍의 탄화탱크(40)가 구비되고, 상기 탄화탱크(40)의 하측에는 목재연료를 연소하며 이송하는 연소탱크(50)가 구비되어 있으며, 상기 탄화탱크(40)의 일측 상부에는 예열탱크(10)로부터 배출되는 천연원료가 투입되는 가열투입부(41)가 형성되어 있고, 타측 하부에는 상기 스팀발생수단(300)으로 탄화물을 배출하는 가열배출부(42)가 형성되어 있다.
상기 연소탱크(50)의 앞 단에는 목재연료를 투입하기 위한 목재연료투입부(51)가 형성되어 있으며, 상기 목재연료투입부(51)의 하측에는 도 6에서 나타낸 바와 같이 투입되는 목재연료를 착화하기 위한 착화부재(57)가 결합되어 있다.
상기 연소탱크(50)의 후측 하부에는 연소된 목재연료를 배출하기 위한 폐연료배출부(52)가 형성되어 있으며, 상기 탄화탱크(40) 및 연소탱크(50)의 내측에는 천연원료 및 목재연료를 이송하기 위한 탄화스크루(43) 및 연소스크루(53)가 각각 설치되어 있다.
상기 탄화탱크(40)와 연소탱크(50)의 사이에는 도 7에서 나타낸 바와 같이 한 쌍의 격벽(54)이 결합되어 있으며, 상기 격벽(54)에 의해 연소탱크(50)의 상측에는 목재연료가 연소되어 탄화탱크(40)를 가열하는 연소공간부(55)가 형성되고, 상기 연소공간부(55)의 양측에는 탄화탱크(40)를 복수의 전기히터(60)로 가열하기 위한 탄화공간부(56)가 형성된다.
상기 연소공간부(55)로 이송되는 목재연료는 목재연료투입부(51)의 하측에 마련되는 착화부재(57)에 의해 착화되며, 연소되는 목재연료는 탄화탱크(40)를 가열함과 동시에 예열탱크(10)로부터 이송된 폐열을 태우는 제연작용을 하게 되고, 제연된 폐열은 연소연통(2)으로 배출되며, 상기 탄화탱크(40)로 이송되는 천연원료는 밀폐된 탄화공간부(56)에 의해 외부공기와의 접촉이 차단된 상태로 복수의 전기히터(60)에 의해 가열된다.
이와 같이 탄화탱크(40)를 통해 이송중인 천연원료를 서로 격리된 연소공간부(55) 및 탄화공간부(56)에서 목재연료 및 전기히터(60)에 의해 이중으로 가열함으로써 고열을 신속히 공급할 수 있으며, 연소공간부(55)의 공급열이 과할 경우에는 전기히터(60)의 온도를 조절함으로써 균등한 온도를 유지할 수 있다.
전기히터(60)는 산소의 공급이 불필요한 열원이고, 목재연료는 산소를 공급해 연소되는 열원으로서, 전기히터(60)가 설치되는 탄화공간부(56)를 밀폐함으로써 공기의 순환으로 인한 열손실을 방지하여 열효율을 최대로 상승시킬 수 있다.
상기 스팀발생수단(300)은 도 8에서 나타낸 바와 같이 천연원료를 가열하여 완성된 탄화물을 외부로 배출하기 위한 배출탱크(70)가 구비되고, 상기 배출탱크(70)의 하측에는 스팀박스(70a)와 냉각박스(70b)가 간격을 이루며 차례로 결합되어 있다.
상기 배출탱크(70)의 앞 단 상부에는 탄화탱크(40)로부터 배출되는 탄화물이 투입되는 탄화물투입부(71)가 형성되어 있고, 배출탱크(70)의 후단 하부에는 완성된 탄화물을 배출하기 위한 탄화물배출부(72)가 형성되어 있으며, 배출탱크(70)의 내측에는 도 9에서 나타낸 바와 같이 탄화물을 이송하기 위한 탄화물스크루(73)가 설치되어 있다.
상기 스팀박스(70a)의 내측 바닥면에는 알루미늄으로 이루어져 길이 방향으로 형성된 스팀발생부(74)가 수직으로 결합되어 있으며, 상기 냉각박스(70b)에는 내측으로 물을 공급하기 위한 입수관(75)이 결합되고, 상기 스팀박스(70a)에는 내측에 발생된 증기를 배출하기 위한 스팀배출구(76)가 밸브와 함께 결합되어 있다.
이때, 고열의 탄화물은 공기가 유입되지 않도록 밀폐된 배출탱크(70)를 통해 이송됨으로써 물과 직접 접촉하지 않게 되고, 상기 배출탱크(70)의 하측에는 알루미늄으로 이루어진 스팀발생부(74)의 상단부가 삽입되며, 스팀발생부(74)의 하단부는 스팀박스(70a)의 바닥면에 채워진 물에 위치하게 된다.
따라서 배출탱크(70)를 통해 이송중인 탄화물의 고열이 스팀발생부(74)를 통해 하측으로 전달되고, 상기 스팀발생부(74)의 내측에는 입수관(75)을 통해 유입되는 물과 함께 공기가 채워짐으로써 증기를 발생하게 되며, 이러한 물과 공기는 밀폐된 배출탱크(70)의 내측으로는 유입되지 않아 탄화물과 반응하지 않는다.
즉, 상기 입수관(75)으로 공급된 물은 냉각박스(70b)를 거쳐 스팀박스(70a)의 내측 하부에 일정량 채워지게 되며, 탄화물스크루(73)가 회전하며 고열의 탄화물을 이송할 때 물과 스팀발생부(74)의 작용에 의해 증기가 발생하게 되고, 이렇게 발생된 증기는 스팀배출구(76)를 통해 배출되어 난방용으로 재활용하거나, 증기터빈을 가동하여 재생에너지를 생산하는데 이용할 수 있다.
그리고 스팀박스(70a)를 통과한 탄화물은 냉각박스(70b)를 통과하면서 유입된 물에 의해 냉각되며, 상기 탄화물배출부(72)로 배출되는 탄화물은 도 10에서 나타낸 바와 같은 공기유입차단부재(80)를 거쳐 배출되는데, 상기 공기유입차단부재(80)의 내측에는 복수의 날개가 방사상으로 형성된 회전부(81)가 구비되어 있어 회전에 의해 완성된 탄화물은 배출하되, 외부의 공기가 유입되는 것은 차단하게 되며, 이러한 공기유입차단부재(80)는 연소된 폐연료가 배출되는 폐연료배출부(52)에도 결합된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 왕겨, 땅콩껍질, 커피가루 등의 천연원료를 이용한 탄화물의 생산뿐만 아니라, 음식물찌꺼기, 축분, 하수슬러지 등의 생활폐기물을 이용하여 탄화물을 생산할 수도 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 연속식 바이오매스 탄화장치는 천연원료를 탄화하는 과정에서 발생하는 고열의 가스를 예열탱크(10)로 공급하여 천연원료와 혼합한 후에 탄화탱크(40)에서 복수의 전기히터(60)를 이용하여 외부공기와 차단된 탄화공간부(56)를 통해 가열하고, 목재연료를 연소하는 연소공간부(55)를 통해 동시에 가열함으로써 고품질의 탄화물을 생성할 수 있으며, 연료를 절감할 수 있고, 열손실을 최소화하여 열효율을 최대한 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 천연원료가 예열수단(100), 가열수단(200)의 탄화탱크(40), 스팀발생수단(300)을 차례로 통과하면서 연속적으로 탄화물 및 증기를 생산하게 되며, 천연원료가 가열수단(200)의 탄화탱크(40)를 통과하며 예열수단(100)으로 공급되는 고열의 가스를 연속적으로 생산함으로써 대량생산에 적합하며, 연소탱크(50)는 예열탱크(10)에서 수거된 가스를 가열하여 배출함으로써 제연작용을 통해 더욱 친환경적이라는 장점이 있다.
또한, 스팀발생수단(300)을 이용하여 탄화물에서 발생하는 증기를 재활용할 수 있으며, 공기유입차단부재(80)를 폐연료배출부(52) 및 탄화물배출부(72)에 결합함으로써 외부의 공기가 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.
1 : 원료공급부재 2 : 연소연통
10 : 예열탱크 11 : 천연원료투입부
12 : 예열배출부 13 : 예열스크루
13a : 혼합판 14 : 액상배출구
20 : 이송관 30 : 필터박스
31 : 침전물배출구 40 : 탄화탱크
41 : 가열투입부 42 : 가열배출부
43 : 탄화스크루 50 : 연소탱크
51 : 목재연료투입부 52 : 폐연료배출부
53 : 연소스크루 54 : 격벽
55 : 연소공간부 56 : 탄화공간부
57 : 착화부재 60 : 전기히터
70 : 배출탱크 70a : 스팀박스
70b : 냉각박스 71 : 탄화물투입부
72 : 탄화물배출부 73 : 탄화물스크루
74 : 스팀발생부 75 : 입수관
76 : 스팀배출구 80 : 공기유입차단부재
81 : 회전부 100 : 예열수단
200 : 가열수단 300 : 스팀발생수단

Claims (7)

  1. 천연원료는 예열수단(100)의 예열탱크(10) 및 가열수단(200)의 탄화탱크(40)를 차례로 통과하며 탄화물을 생성하고, 상기 예열탱크(10)에서 배출된 가스는 연소탱크(50)로 이송되어 제연작용을 거친 후 배출되며, 상기 탄화탱크(40)는 목재연료를 연소시키는 연소탱크(50)에 의해 가열되어 탄화물을 생성하고, 상기 탄화물은 스팀발생수단(300)을 통과하면서 재활용할 수 있는 증기를 생산하되,
    상기 예열탱크(10)에는 탄화탱크(40)에서 발생한 고온의 폐열이 예열배출부(12)를 통해 역류되어 이송중인 천연원료를 예열하고,
    상기 탄화탱크(40)와 연소탱크(50)의 사이에는 목재연료를 연소하여 탄화탱크(40)를 가열함과 동시에 예열탱크(10)로부터 이송된 폐열을 태우는 연소공간부(55)와, 복수의 전기히터(60)가 결합되어 탄화탱크(40)를 가열하는 탄화공간부(56)가 격벽(54)에 의해 분리 형성되며,
    상기 스팀발생수단(300)은 알루미늄으로 이루어진 스팀발생부(74)와 물이 채워진 스팀박스(70a) 및 내측으로 물을 공급하기 위한 입수관(75)이 결합된 냉각박스(70b)를 포함하여 구성되고,
    상기 스팀발생부(74)의 상단부는 고열의 탄화물을 이송하는 배출탱크(70)의 하측에 삽입되어 고열을 전달받으며, 스팀발생부(74)의 하단부는 입수관(75)를 통해 스팀박스(70a)의 내측에 채워진 물에 접촉되어 증기를 발생하고, 상기 스팀박스(70a)에는 내측에 발생된 증기를 배출하기 위한 스팀배출구(76)가 밸브와 함께 결합되는 것을 특징으로 하는 연속식 바이오매스 탄화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄화탱크(40)와 예열탱크(10)는 폐열을 이송하는 이송관(20)으로 연결되며, 상기 이송관(20)에는 폐열에 포함된 분진을 포집할 수 있도록 필터박스(30)가 결합되고, 상기 예열탱크(10) 및 필터박스(30)에는 침전물을 배출할 수 있도록 액상배출구(14) 및 침전물배출구(31)가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 연속식 바이오매스 탄화장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 필터박스(30)에는 착탈할 수 있도록 설치된 복수의 필터를 교체할 수 있도록 개폐할 수 있는 도어가 결합되어 있으며, 상기 필터는 왕겨, 땅콩껍질 등의 친환경 원료로 이루어진 친환경 충진물 필터인 것을 특징으로 하는 연속식 바이오매스 탄화장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 예열탱크(10)의 내측에는 천연원료를 이송하는 예열스크루(13)가 회전할 수 있도록 결합되고,
    상기 예열스크루(13)의 외주면에는 천연원료와 폐열을 혼합할 수 있도록 복수의 혼합판(13a)이 간격을 이루며 방사상으로 결합된 것을 특징으로 하는 연속식 바이오매스 탄화장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 연소탱크(50) 및 스팀발생수단(300)에는 폐연료 및 탄화물을 배출하는 폐연료배출부(52) 및 탄화물배출부(72)가 각각 형성되고,
    상기 폐연료배출부(52) 및 탄화물배출부(72)에는 외부공기의 유입을 차단하는 공기유입차단부재(80)가 결합된 것을 특징으로 하는 연속식 바이오매스 탄화장치.
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