KR20000052238A - 연료용 왕겨탄 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농가주택이나 원예농가의 농작물의 난방용으로 이용하기 위하여 제안된 연료용 왕겨탄 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 왕겨를 미세입자로 분쇄한 왕겨분말과 석분을 제거한 황토분말을 일정비율로 혼합하여 일정시간 열을 가하여 찐 다음, 성형틀에 의해서 원형형상으로 성형하여 이를 일정시간 송풍 건조시켜 제조하므로서 유류 연료의 대체연료로서 사용하기 위하여 제안된 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 왕겨를 분쇄기에 의해 0.4~1.0mm의 미세입자로 분쇄하여 왕겨분말을 만들고, 황토를 물이 충만한 탱크에 투입하여 석분을 제거하고 침전지에서 72시간 침지하여 황토분말을 얻는 예비공정과; 상기의 예비공정에서 얻은 왕겨분말과 황토분말을 부피비로 6:1~12:1의 비율로 믹서기에 넣고 소량의 물을 첨가하여 교반하는 혼합공정과; 혼합된 원재에 열(스팀)을 가하여 원재온도 80℃상태에서 1시간정도 찌는 가열공정과; 상기 혼합 가열된 원재를 지름 40~45mm 내외의 성형기에 넣고 원형의 형상으로 제작하는 성형공정과; 성형된 원재에 함유되어 있는 수분은 4일 정도 송풍 건조시켜 제거하는 건조공정으로 연료용 왕겨탄을 제조하는 것이다.

Description

연료용 왕겨탄 및 그 제조방법{AAAAA}

본 발명은 농가주택이나 원예농가의 농작물의 난방용으로 이용하기 위하여 제안된 연료용 왕겨탄 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 왕겨를 미세입자로 분쇄한 왕겨분말과, 석분을 제거한 황토분말을 일정비율로 혼합하여, 일정시간 열(스팀)을 가하여 찐 다음, 성형틀에 의해서 원형 형상으로 성형하여 이를 일정시간 송풍 건조시켜 제조 하므로서, 유류 연료의 대체 연료로서 사용하기 위하여 제안된 것이다.

일반적으로 산업용이나 난방용 등으로 사용되고 있는 것은 유류 및 석탄연료가 대부분을 차지하고 있으며, 이를 대체하기 위한 여러 가지 연구가 끊임없이 진행되어 현재 제한된 분야에서 사용되기도 한다.

그 대표적인 것이 톱밥과 왕겨를 혼합하여 막대형(장작형)으로 성형한 것을 장작 용으로 난로 및 화목보일러의 연료로 사용한 적은 있으나, 이는 연소과정에서 많은 량의 연기를 발생시키고 발열량도 낮을뿐 아니라, 연료를 인력으로 공급해야 하며 연소과정에서 발생되는 재의 양도 많아 이를 수시로 제거하여만 원활하게 연소를 도모할 수 있다고 하는 문제점이 내재되어 있어 현재는 생산되지 않고 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안해서 본 발명을 완성하기에 이른 것으로서, 본 발명의 목적은 벼의 정미과정에서 대량으로 폐기되는 왕겨와 황토를 주 원료로하여 고열량을 얻을 수 있는 연료용 왕겨탄의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 왕겨분말에 일정비율의 황토분말을 혼합하여 성형하므로서 원형의 고체상태로 제조할수 있어, 보일러 등에 연료를 자동으로 공급할수 있으며, 왕겨분말과 황토분말이 접착되어 있으므로, 연소시 풍량에 의한 재의 외부 비산을 방지할수 있으며, 왕겨분말과 황토분말 만을 이용하므로 연소된 재는 퇴비로 활용할수 있고, 왕겨를 분말로 만듬으로 연소시 완전연소를 도모할수 있는 연료용 왕겨탄의 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 왕겨를 분쇄기에 의해 0.4~1.0mm의 미세입자로 분쇄하고, 황토를 물이 충만된 탱크에 투입하여 석분을 제거하고 침전지에서 72시간 침전하여 황토분말을 얻는 예비공정과 ; 상기의 예비공정에서 얻은 왕겨분말과 황토분말을 부피비로 6:1~12:1의 비율로 믹서기에 넣고 소량의 물을 첨가하여 교반하는 혼합공정과 ; 혼합된 원재에 열(스팀)을 가하여 원재온도 80℃상태에서 1시간정도 찌는 가열공정과; 상기 혼합 가열된 원재를 지름 40~45mm 내외의 성형기에 넣고 원형의 형상으로 제작하는 성형공정과 ; 성형된 원재에 함유되어 있는 수분은 4일 정도 송풍 건조시켜 제거하는 건조공정으로 연료용 왕겨탄을 제조하는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예와 이로부터 얻게되는 특유의 효과에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다.

도 1은 본 발명의 전체 제조과정을 예시한 공정도

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10...예비공정.20...혼합공정.30...가열공정.40...성형공정.50...건조공정.

도 1은 본 발명의 전체 제조공정을 예시한 공정도로서, 본 도면에서와 같이 본 발명은 왕겨를 분쇄기로 분쇄하여 미세입자의 왕겨분말을 얻고, 황토를 물에 일정시간 침지하여 황토분말을 얻는 예비공정(10)과, 예비공정(10)에서 얻은 왕겨의 미세입자와 황토분말을 일정비율로 혼합하는 혼합공정(20), 혼합된 원재에 열(스팀)을 가하여 원재온도 80℃상태에서 1시간정도 찌는 가열공정(30)과, 혼합 가열된 원재를 성형기에 의해서 일정한 크기의 원형 형상으로 제작하는 성형공정(40) 및 성형공정에서 얻는 성형물에 함유되어 있는 수분을 제거하기 위한 건조공정(50)으로 이루어지는 것이다.

상기의 예비공정(10)은 왕겨를 분쇄기로 분쇄하여 미세입자를 얻기 위한 공정과 황토를 물에 풀어서 석분을 제거한 후 침전시켜 황토분말을 얻는 공정으로 구분된다.

상기의 왕겨는 정미소에서 벼를 정미하는 과정에서 대량으로 발생되는 왕겨를 이용하는 것으로서, 이를 그대로 사용하는 경우에는 부피가 많으며 고체 상태로 접착할 수가 없고, 또한 완전연소를 도모할 수 없기 때문에 이를, 최적의 연소 상태와 연료를 자동으로 공급할수 있도록 원형의 고체 상태로 제조하기 위하여, 미세한 입자로 가공할 필요성이 있는 것으로, 상기 왕겨를 미세입자로 분쇄하기 위해서는 공지의 분쇄기를 사용하여 이를 0.4~1.0mm의 망으로 배출시켜 미세분말로 만들게 된다.

그리고 황토분말은 자연환경에서 채취한 양질의 황토를 물이 충만된 탱크에 투입하여 물에 섞어 풀으면 석분은 아래로 가라앉고 물에 풀어진 황토분말은 높이 1.5m의 침전지로 보내어 72시간 정도 침전시켜 석분을 제거한 황토분말을 얻게 되는 것이다.

상기의 왕겨를 미세한 입자로 분쇄하는 이유는 부피를 현저하게 줄여 밀도를 높이고, 입자간의 접착력을 증대시켜 고체화 할수 있으며, 최적의 연소 조건으로 완전 연소를 도모하여 최대의 열량을 얻기 위함이고, 황토분말은 일정한 접착력을 가지고 있으므로, 왕겨분말 입자간의 접착이 가능하여 연료를 고체화하기 의하여 필수 불가결한 요소이며, 연소시 서서히 연소되므로 화력조절이 용이 하고, 왕겨분말과 접착되어 성형되므로 풍량에 의한 재의 비산을 방지할수 있으며, 연소된 재를 퇴비로 활용하기 위하여는 가장 이상적인 재료인 것이다.

상기와 같이 예비공정(10)에서 얻은 원재인 왕겨분말과 황토분말은 제품의 강도와 완전연소에 이상적인 비율로 교반기에 투입하여 교반하는 혼합공정(20)을 거치게 되는 것이다.

상기 교반기에 투입하는 왕겨분말과 황토분말의 비율은 부피비로 6:1~12:1의 비율로 공급하고 이에 일정량의 물을 첨가하여 일정시간 반죽하게 되면 왕겨분말과 황토분말이 이상적으로 혼합되는 것이다.

이어서, 교반기 내의 혼합된 원재에 열(스팀)을 가하면서 교반기를 운전하여, 원재의 온도가 80℃상태에서 1시간 정도 찌개 되는 가열공정(30)을 거치게 된다.

스팀을 가하여 고온으로 찜으로 해서 왕겨분말과 황토분말의 접착력이 증대 됨으로, 건조된 연료의 강도가 높으며, 취급시 왕겨분말 가루가 부스러지지 않게 되는 것이다.

위의 가열공정(30)에서 혼합된 원재는 직경 40~45mm정도의 성형틀이 대략200~300개 정도로 마련되어 있는 성형기에 공급하여 상부에서 또 다른 성형틀로서 압압하여 원형 형상의 성형물을 완성하는 성형공정(40)을 거치게 되는 것이다.

성형공정에서 40~45mm의 직경을 갖는 원형 형상으로 성형하는 것은 보일러의 상부에 구비되어 있는 호퍼에서 자동으로 연소실로 낙하를 유도할수 있고, 탄의 급속연소 및 클링커의 생성을 방지하며, 표면에서부터 연소가 시작되어 내부로 서서히 진행되도록하여 탄의 완전 연소를 도모하기 위함이다.

또한 상기 성형공정(40)에 의해서 원형 형상으로 제조된 성형물에는 일정량의 수분이 함유되어 있으므로 이의 수분을 제거하기 위한 건조공정(50)을 거치게 되는바, 이는 통풍이 원활한 건조실에서 건조판을 20개 정도 적재한 상태에서, 건조판에 풍량을 관통시키는 방법으로 4일 정도 송풍건조 시키게 되면, 성형물에 함유되어 있는 수분이 완전 증발되어 고체의 연료가 완성되는 것이다.

상기와 같이 제조된 연료는 일정한 강도를 유지하고 있으므로, 운반과정에서 쉽게 파손되는 일이 없을 뿐만이 아니라, 경량이므로 이의 취급이 매우 용이하다.

본 발명의 완제품에 대한 열량을 기존의 고체연료와 비교하여 대체 연료로서 적합한가의 여부에 대하여 한국 화학시험 연구원에 의뢰하여 실험한 결과, 하기의 표에서와 같이 본 발명에서 발생되는 열량이 매우 우수함을 알수 있다.

구분 열량

석탄 4000~8000kcal/kg

갈탄 3000~5000kcal/kg

토탄 2000~4000kcal/kg

연탄 4000~5000kcal/kg

본 발명 2700~4200kcal/kg

상기의 실험치에서 알수 있는 바와 같이 본 발명의 열량은 기존에 사용되고 있는 고체연료와 비교할 때 열량에 있어서 매우 우수하며, 연소가스에 의한 위험성 및 대기오염이 극히 적으며, 연소된 재는 퇴비로 사용하므로 재에 의한 환경오염이 없으며 소량의 풍량으로 연소가 이루어져 연도를 통한 열의 손실이 적어 보일러 열 효율을 최대한 높일 수 있으므로 대체연료로서 광범위 하게 사용할수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 정미소에서 대량으로 폐기되는 왕겨를 분쇄하여 이에 미소량의 황토분말을 혼합하여 고체연료로 제조함으로서 발열량이 우수하고 또한 제품이 경량이므로 운반 등이 용이하고, 더욱이 기름 대신 농가주택이나 원예농가의 난방 보일러의 연료 등으로 사용할 수 있으므로 유류의 수입대체 효과가 크고, 연소 후에 발생된 재는 퇴비로 사용할수 있도록 제조함으로서, 화학비료 사용으로 인하여 강 산성으로 변한 농경지를 치료할수 있으므로 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 왕겨를 분쇄기에 의해 0.4~1.0mm의 미세입자로 분쇄하여 왕겨분말을 만들고, 황토를 물이 충만된 탱크에 투입하여 석분을 제거하고 침전지에서 72시간 침지하여 황토분말을 얻는 예비공정과;

   상기의 예비공정에서 얻은 왕겨분말과 황토분말을 부피비로 6:1~12:1의 비율로 믹서기에 넣고 소량의 물을 첨가하여 교반하는 혼합공정과;

   상기 혼합된 원재에 열(스팀)을 가하여 원재온도 80℃ 상태에서 1시간 정도 찌는 가열공정과;

   혼합 가열된 원재를 지름 40~45mm 내외의 성형기에 넣고 일정한 원형의 형상으로 제작하는 성형공정과;

   성형된 원재에 함유되어 있는 수분을 4일 정도 송풍 건조시키는 건조공정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 연료용 왕겨탄의 제조방법.
2. 왕겨분말과 황토분말이 부피비 6:1~12:1의 비율로 혼합하여 원형의 형상으로 제조된 것을 특징으로 하는 연료용 왕겨탄.