KR20010000295A

KR20010000295A - 축분 연료 및 축분 연료 성형 시스템

Info

Publication number: KR20010000295A
Application number: KR1020000052916A
Authority: KR
Inventors: 김현용; 민진홍; 양진섭; 윤기동
Original assignee: 김현용; 주식회사 엔비시스템
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2001-01-05
Also published as: KR100349637B1

Abstract

본 발명은 탈수기에서 탈수한 함수율 80%미만의 축분을 건조기를 이용하여 건조한 후 파쇄된 농업부산물, 폐목재 및 폐비닐 등과 정량으로 혼합한 뒤 성형기를 통하여 연료화하는 시스템으로 축분의 처리와 농업부산물, 폐목재 또는 페비닐 등을 처리하는 장치로 연료화된 축분은 비닐하우스 및 축사 난방 등 다양한 연료로서 사용할 수 있으며 악취의 발생 및 기존 난방연료를 절감할 수 있는 축분 연료 및 성형 시스템에 관한 것이다.

Description

축분 연료 및 축분 연료 성형 시스템 {Manure derived fuel and manufacturing system}

본 발명은 발열량이 비교적 높은 축분을 효율적으로 건조하고 파쇄한 농업부산물, 폐목재 및 폐비닐 등을 혼합하여 고압의 성형기에서 성형된 축분 연료 및 축분 연료의 성형 시스템에 관한 것이다.

현재, 우리나라의 축산분뇨 발생량은 1일 193천톤으로 총 오폐수 발생량 기준 의 1%, BOD기준 오염부하량은 15%를 차지하고 있다. 축산분뇨는 발생량 대부분이 정화방법으로 처리되어 하천이나 강 등의 수계로 배출되거나 퇴비화, 액비화 등으로 일부가 재활용되고 있다. 그러나 퇴비화의 경우에는 퇴비화시 수분 조절재인 톱밥의 가격이 비싸고 시설운영비가 과다하게 소요될 뿐만 아니라 축산농가의 시설관리 기술 부족 등의 이유로 가동중인 시설이 극히 제한되고 있으며 일부농가에서는 축산퇴비에 비해 값싸고 사용이 편리한 화학비료를 선호하는 한편 퇴비생산업자는 생산비가 높아 적자를 보고 있는 현실이다. 최근 퇴비를 액비화 하려는 시도는 있지만 아직까지 기술이 정립되어 있지 않을 뿐만 아니라 부피가 크고 작업이 어려우며 저장시설 설치 및 운반 차량, 살포작업의 불편으로 이용농가의 관심이 저조한 상태이다. 특히 미숙액비 사용시에는 악취발생 등으로 인근주민의 민원을 야기할 수 있으며 액비의 속성부숙을 위하여 발효촉진제를 사용하는 농가의 경우 경제성이 부족한 것으로 알려져 있다. 또한 과비시에는 토양의 염류집적, 지하수의 오염 및 암모니아가스에 의한 대기오염 발생 등의 문제를 야기할 수 있다는 것으로 알려져 있다.

주지하는 바와 같이 축분을 자원화하기 위한 방법은 퇴비화와 액비화가 사용되고는 있지만 경제성이 부족하고 소요 부지면적이 넓으며 액비의 경우 추가의 2차 설비가 불가피함으로 농가에 적용하여 설치 운영하기라 어려운 현실이다. 또한 악취 발생에 대한 규제가 강화되고 있는 현실에서 축분 처리에 관한 새로운 대안이 요구되는 실정이다.

본 발명은 발열량이 비교적 높은 축분을 건조한 후 파쇄된 농업부산물, 폐목재, 페비닐 등을 혼합하여 고압 성형함으로 축분을 연료화하여 축산농가 및 비닐하우스의 난방에 사용할 수 있는 대체 에너지를 생산코자 하는 것이다.

탈수기를 이용하여 축분으로부터 수분을 제거한 후 건조기에서 건조하며 파쇄된 농업부산물, 폐목재, 폐비닐 등을 혼합하여 고압으로 성형하여 원통형으로 한 후 연소로에서 연소함으로써 축분이 가지는 발열량과 기타 혼합물이 가지는 발열량의 총합이 자체 연소가 가능한 4,000kcal/kg이상으로 성형한다.

건조된 축분의 일부는 건조기의 열원으로 사용하여 건조시 소요되는 열량을 보충함으로써 보조연료량을 줄일 수 있다. 또한 축분을 저장조에 저장하여 필요시만 운전 함으로써 운전의 효율과 운영경비를 줄일 수 있으며 설치면적이 적게 할 수 있다.

본 발명은 기존 퇴비화를 운영하는 경비보다 적은 운영비로 대체 에너지를 셍산할 수 있는 기술을 제공하기 위하여 안출된 것으로 특히 연료화된 축분은 자체 연소가 가능하기 때문에 추가 연료가 불필요한 장점이 있다.

도 1은 축분 연료 성형시스템의 전체 구성도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 축분탈수기 20 : 건조기

30 : 탈수축분 저장조 31 : 탈수축분 스크류

40 : 사이클론 집진기 41 : 사이클론 집진용 로타리밸브 42 : 채분리기

50 : 세정탑 60 : 파쇄기 61 : 파쇄기용 로타리밸브

70 : 믹서장치 71 : 믹서용 로타리밸브

80 : 성형기 81 : 유압 피스톤

90 : 열풍발생로 91 : 연소용공기 FAN 92 : 보조연료탱크

93 : 열풍발생버너 100 : 연돌

본 발명의 연료화 장치는 축산폐수에서 배출되는 축분을 고효율의 건조기를 이용하여 건조한후 농업부산물, 폐목재 및 폐비닐등을 혼합하여 발열량을 높이고 고압성형하여 축산농가에서 난방 등의 대체 에너지로 이용토록한 것으로 현장에서 축분 발생 즉시 처리가 가능하고 악취 등 유해가스가 배출되지 않아 대기오염이 발생되지 않는 시스템이다.

이하 본 발명 축분 연료화시스템의 상세한 설명을 한다.

도 1은 발명 연료화시스템의 전체 구성도이다.

상기 1도에 도시한 바와 같이 발명시스템은 크게 축분탈수기(10), 탈수축분 저장조(30), 믹서장치(70), 건조기(20), 사이클론 집진기(40), 세정탑(50), 파쇄기(60), 성형기(80), 열풍발생로(90)과 연돌(100) 등으로 구성하되,

축분은 탈수기(10)에서 탈수되어 탈수축분 저장조(30)에서 축분이 저장되고 축분스크류(31)를 통하여 정량적으로 건조기(20)에 투입되는 건조기로 이루어 지며,

축분은 사이클론 집진기(40)에서 건조가스와 건조축분으로 분리되며,

사이클론 집진용로타리밸브(41)를 통하여 채분리기(42)로 분리된 0.5mm이하의 미립자는 열풍발생로(90)로 투입되어 보조연료로 사용되고 0.5∼5mm의 비교적 큰 건조축분은 믹서장치(70)로 이송되며,

볏짚, 왕겨 등의 농업부산물과 폐목재 및 페비닐 등은 파쇄기(60)에서 2차에 걸쳐 0.5∼5mm로 파쇄가 이루어지며 파쇄기용 로타리밸브(61)를 통하여 믹서장치(70)로 이송하여 건조축분과 혼합되어 성형기(80)에서 고압의 유압 피스톤(81)의 힘으로 원통형의 지름 10∼15mm의 제품이 생산된다.

축분건조과 분리된 가스는 먼지를 제거하기 위하여 세정탑(50)을 통하여 물과 접촉하여 미세한 먼지를 제거한 후 연돌(100)을 통해 대기로 방출된다.

열풍은 열풍발생버너(93)에서 보조연료와 미립자의 축분을 열풍로(90)에서 연소시켜 건조기(20)로 열풍을 불어넣어 건조가 이루어진다.

본 발명은 축분을 탈수기를 통하여 1차 탈수한 후 건조기에서 건조하며 볏집,왕겨 등 농업부산물과 폐목재, 폐비닐 등을 혼합하여 보조연료 없이 자체 발화가 가능한 연료를 생산하는 시스템으로 퇴비화 운전시 소요되는 비용보다 저렴하게 축분을 처리하며 비닐하우스 및 축사의 난방 등에 적합한 연료를 생산하는 시스템이다.

본 발명은 축분의 자원화를 목적으로 한 퇴비화시의 수분 조절재의 고가화와 퇴비 소요시간, 악취발생, 저장의 어려움 등과 액비화시의 축산농가의 경제 및 기술적 문제점 등을 해결하는 방안으로 초기 설치비가 저렴하며 소요 부지면적이 적을 뿐만 아니라 현장에서 즉시 처리가 가능한 축분의 연료화 시스템을 개발하여 폐자원의 에너지화를 달성하기 위한 것이다.

특히, 본 발명은 축분과 농업부산물, 폐목재, 폐비닐 등 축산 농가에서 처리하기 어려운 폐기물을 처리할 수 있으며 연료화시 유해가스의 발생이 없고 성형된 연료는 균일형상으로 보관 및 운반이 용이하고 수분 함유량이 10%이하이므로 연소효율이 높다.

또한 본 발명의 일부인 톱밥이 혼합된 축분 연료는 성분이 Cm(H2O)n의 유기물로서 기본적으로 바이오매스 에너지화의 대상이 될 수 있으며, 또한 황이나 유기염소성분이 거의 없기 때문에 연소시 이산화황이나 염화수소, 다이옥신과 같은 유해가스의 배출이 거의 없다. 아울러 본 축분 연료의 연소재는 CaO, K2O, P2O5 등과 같은 무기성 산화물로서 토양에 환원제로 사용이 가능하므로 에너지, 환경 측면에서 매우 좋은 연료가 될 수 있다.

또한 본 축분 연료 성형 시스템은 하수 및 공단 슬러지 등에도 적용이 가능한 발명이다.

Claims

건조된 축분과 0.5∼5mm의 크기로 파쇄된 농업부산물, 폐목재 및 폐비닐 등을 혼합한 후 고압으로 성형하여 발열량이 4,000kcal/kg 이상의 발열량을 갖도록 성형된 축분 연료 및 축분 연료를 생산하는 성형 시스템
톱밥이 혼합된 상태의 축분을 건조기에서 건조한 후 성형하여 만들어진 연료 및 톱밥 혼합 축분 연료를 생산하는 성형 시스템
건조된 축분 중 0.5mm이하는 보조연료로 사용하기 위하여 연소로에서 연소하며, 0.5∼5mm의 축분만을 성형기를 이용하여 생산된 축분 연료 및 축분 연료를 생산하는 성형 시스템
건조기에서 배출되는 축분의 수분함량과 농업부산물, 폐비닐, 폐목재 등의 혼합비를 조절하여 보조연료 없이 자재연소가 가능한 축분연료를 생산하는 방법
상기 4항에 의한 방법으로 생산된 축분 연료 및 축분 연료를 생산하는 성형 시스템