KR20010034161A - 혼합 폐기물의 처리 방법, 처리 설비 및 그 처리 설비용완충 사일로 - Google Patents

Abstract

하나 이상의 이송 구간에 의해 서로 각각 연결되는 다수의 연속된 가공 스테이션을 구비하고, 그 가공 스테이션에서는 혼합 폐기물이 하나 이상의 방법 단계로 처리되고/처리되거나 하나 이상의 이송 구간을 따라 이송되는 연속 작업 형식의 처리 설비의 조업을 위한 본 발명에 따른 혼합 폐기물 처리 방법에서는, 혼합 폐기물 흐름 중의 입자를 스테이션과 이송 구간과의 사이의 하나 이상의 인도 지점 또는 2개의 이송 구간 사이의 하나 이상의 인도 지점에서 가속하게 된다. 또한, 그러한 방법을 실행하는 처리 설비 및 그 처리 설비에 사용되는 완충 사일로를 개시한다.

Description

혼합 폐기물의 처리 방법, 처리 설비 및 그 처리 설비용 완충 사일로{METHOD FOR PROCESSING MIXED WASTE, PROCESSING PLANT AND BUFFER SILOS THEREFOR}

독일에서 포장재에 관한 행정 명령의 시행과 관련하여 이원 시스템(dual system)을 도입했을 때, 수집된 플라스틱을 규정대로 활용한다는 것은 대단한 도전이었던 것으로 밝혀졌다. 더욱이, 전혀 새로운 부류, 즉 혼합 플라스틱 부류가 시판되기 시작했다. 혼합 플라스틱의 경우에는 그것의 비균질성 및 들쭉날쭉한 조성으로 인해 특별한 활용 방안이 모색되어야 한다. 혼합 플라스틱을 활용함에 있어서의 문제점은 주로 그것을 원료로서 활용하는데 있다. 그러한 활용을 위한 전제 조건은 그 재료를 미리 주어진 세부 규격(specification)을 충족하는 응집 덩어리로 처리하는 것이다. 이원 시스템의 범위 내에서는 플라스틱이 일련의 잡 물질과 함께 수집되기 때문에, 채택될 수 있을 정도로 선별 비용을 감소시키면서도 플라스틱 재료의 일정 순도를 보장하는 그러한 방법을 구하려 하고 있다.

금속제의 잡 물질은 자력 분리기 및 와류 분리기에 의해 분리될 수 있다. 중질(重質) 플라스틱 및 기타의 중질 외래 물질 부분은 통상적으로 풍력 선별에 의해 처리 대상 재료로부터 분리된다. 그 밖에도, 특히 종이/플라스틱/복합재로 이루어진 종이를 제거하기 위한 각종의 방법이 공지되어 있다.

잡 물질의 분리 방법이 개선됨에 따라, 현재 비교적 적은 에너지 소모로 고품질의 플라스틱 응집 덩어리를 생성할 수 있는 건조 방법이 혼합 플라스틱의 처리에 사용될 수 있게 되었다. 그와 관련하여, WO 96/20819에 개시된 방법이 널리 보급되어 있는데, 그 방법에서는 우선 처리하려는 재료를 분쇄하여 그로부터 자성 물질을 제거하게 된다. 이어서, 분쇄된 재료를 응집기에서 프레스에 의해 압축하여 다지거나 열에 의해 덩어리로 응집하는데, 그 경우에 예컨대 수증기, 회분 및 종이와 같은 휘발성 물질을 흡인 장치에 의해 흡인한다. 그 다음으로, 덩어리로 응집된 재료를 건조한 후에 스크린에 의해 걸러낸다.

경제성의 이유 때문에, 처리 설비의 연속 조업을 확보하는 것이 바람직하다. 그것은 WO 96/20819로부터 공지된 방법에 의해서는 성취될 수 없다. 통상, 어느 하나의 설비 요소의 작동이 정지됨으로 인해 전체 설비의 가동이 정지되고, 그것은 유지 및 보수 작업으로 인한 작동 정지 시간에도 역시 마찬가지이다.

본 발명은 혼합 폐기물, 특히 주로 플라스틱, 종이/플라스틱/복합재, 유리, 금속, 종이, 판지 및 기타의 잡 물질로 이루어진 혼합 폐기물을 처리하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 방법을 실행하는 처리 설비 및 그 처리 설비에 사용되는 완충 사일로(buffer silo)에 관한 것이다.

도 1은 본 발명을 사용하여 처리 방법을 실행하기 위한 공정을 a, b, c, d 및 e의 부분 도면에 의해 개략적으로 안내하는 도면.

도 2는 하나 이상의 폐기물 분쇄기에 후속하여 연결되는 완충 사일로의 단면도.

도 3은 종이 분리기에 후속하여 연결되는 완충 사일로의 단면도.

도 4는 스테이션 6.)의 낙하 관 선별기의 단면도.

도 5는 스테이션 9.)의 낙하 관 선별기의 단면도.

도 6은 스테이션 10.)의 응집기의 단면도.

본 발명의 목적은 주로 플라스틱, 판지, 종이, 종이/플라스틱/복합재, 유리, 금속 및 잡 물질로 이루어진 혼합 폐기물을 처리하는 방법으로서, 처리 설비의 연속 조업을 위한 그러한 처리 방법을 제공하는 것이다.

그러한 목적은 청구항 1에 따른 방법에 의해 달성된다. 종속 청구항의 주제들은 본 발명의 바람직한 구성에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법을 실행하는 처리 설비는 청구항 9에 명시되어 있다.

금속 분리 단계, 풍력 선별 단계 및 종이 분리 단계의 순서로 하나 이상의 이송 구간에 의해 서로 각각 연결되는 다수의 연속된 가공 스테이션을 구비하고, 그들 가공 스테이션 사이에 추가의 단계가 마련될 수 있거나 그들 가공 스테이션이 바로 연속될 수 있는 연속 작업 형식의 기계적 건조 처리 설비의 조업을 위한 본 발명에 따른 혼합 폐기물 처리 방법은 유용 재료 흐름을 가공 스테이션 직전의 마지막 이송 구간에 인도될 때마다 가속하여 최종 이송 구간에서의, 즉 금속 분리 단계의 가공 스테이션에 들어가기 직전의 유용 재료 흐름의 입자의 실제 평균 속도가 풍력 선별 단계의 가공 스테이션에 들어가기 직전의 평균 속도보다 더 작게 되고, 다시 풍력 선별 단계의 가공 스테이션에 들어가기 직전의 평균 속도가 종이 분리 단계의 가공 스테이션에 들어가기 직전의 평균 속도보다 더 작게 되도록 하는 것을 그 특징으로 한다.

그 경우, 유용 재료 흐름이란 질적으로 가치가 높은 재료, 즉 방법의 후속 과정에서 계속 처리되어야 하는 재료의 재료 흐름을 말하고, 입자의 실제 속도란 단위 시간당 입자가 실제로 진행하는 거리를 말한다.

인접된 2개의 스테이션 사이에서의 혼합 폐기물 흐름은 각각의 이송 구간에서 거의 일정한 속도로 이송되는 것이 바람직하다.

또한, 다수의 스테이션 중의 하나 이상의 스테이션에는 필요에 따라 예비 처리된 재료를 비축해 둘 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 일 실시예는 다음의 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다:

(a) 혼합 폐기물을 분쇄하는 단계;

(b) 분쇄된 혼합 폐기물을 중간 저장하는 단계;

(c) 중간 저장된 혼합 폐기물을 일정하게 후속 이송하는 단계;

(d) 자성 금속 부분을 분리하는 단계;

(e) 비중이 규정될 수 있는 최소 비중을 초과하는 비자성 부분을 재료로부터 분리하는 단계;

(f) 예컨대 종이/플라스틱/복합재로부터 종이를 분리하는 단계;

(g) 얻어진 플라스틱 부분을 중간 저장하는 단계; 및

(h) 플라스틱 부분을 덩어리로 응집하는 단계.

그 경우, 덩어리로 응집한다는 것은 그 대상 재료에 열 에너지 및/또는 마찰 에너지를 도입하여 벌크 재료로 압축하는 것을 의미한다.

경우에 따라서는, 추가의 방법 단계를 참여시킬 수 있다. 예컨대, 얻어진 플라스틱 부분을 중간 저장한 후에 비자성 부분을 추가로 분리할 수 있다. 또한, 덩어리로 응집된 플라스틱을 일정한 입자 크기로 분쇄하는 것이 바람직할 수 있다. 상황에 따라서는, 그에 뒤이어서 그러한 분쇄 공정 후에야 비로소 자력 분리가 이루어질 수 있는 금속 부분을 다시 한번 분리하는 것이 중요하다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예에 의하면, 정해진 이송 구간에서는 가공하려는 재료를 단지 공압에 의해서만 이송하게 된다.

본 발명은 처리하려는 폐기물 재료의 흐름을 가속함으로써, 즉 실제적으로 재료가 넓혀짐으로써 연속 처리의 전제 조건으로서의 마모 및 장애가 없는 조업이 보장될 수 있다는 인식에 의거한 것이다. 그에 의해, 각종의 잡 물질 분리기에서 잡 물질이 용이하게 분리된다.

또한, 본 발명은 처리 공정의 임계 지점에서 그 때까지 가공된 재료가 중간 저장되도록 할 경우에 연속 처리가 손쉽게 이루어진다는 인식에 의거한 것이다. 서두에 이미 전술된 바와 같이, 폐기물 분쇄기 또는 슈레더(shredder)가 바로 그러한 임계 설비 요소이다. 따라서, 처리 설비에는 통상 그러한 슈레더가 다수로 마련되는데, 그들 모두는 완충 사일로 내에서 작업을 하게 된다. 그 경우, 슈레더의 작동이 중단되더라도 여전히 재료가 완충 사일로로부터 후속 설비 요소로 이송될 수 있기 때문에 설비의 가동이 중단되지는 않는다. 또한, 완충 사일로가 예비 분쇄된 재료를 균질화하여 그 재료가 균질한 조성으로 후속 설비 요소에 인도될 수 있다는 완충 사일로의 공지의 장점도 역시 활용할 수 있다. 슈레더 또는 폐기물 분쇄기는 조업 중에 매우 강력하게 맥동되고, 그로 인해 후속 잡 물질 분리기에 재료를 일정하게 공급하는 것이 어렵게 된다. 즉, 완충 사일로는 설비 요소의 연결을 기계적으로 해제하기 위한 작용도 한다.

완충 사일로에 뒤이어서 하나 이상의 자력 분리기가 마련될 수 있고, 추가로 비중이 규정될 수 있는 최소 비중을 초과하는 비자성 부분을 재료로부터 분리하는 하나 이상의 장치가 마련될 수 있다. 그러한 장치로서는 본 출원과 동시에 출원된 독일 특허 출원 198 .. ...(대리인 참조 번호: DK 2860)의 주제이기도 한 소위 낙하 관 선별기를 사용하는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 그러한 유형의 낙하 관 선별기에 의해 금속 부분 및 중질 비금속 부분이 걸러지므로, 통상 와류 분리기는 필요 없게 된다. 또한, 처리 설비는 예컨대 종이/플라스틱/복합재로부터 종이를 분리하는 하나 이상의 장치를 포함하고, 그에 후속하여 각각의 종이 분리 장치로부터 나오는 플라스틱 부분이 그 내부에 수집되는 완충 사일로가 연결된다. 즉, 예컨대 Neztsch Condux, Hanau 회사의 CV 50으로서 상업적으로 입수될 수 있는 연속 작업 형식의 디스크 압축기를 사용하는 것이 가능하게 된다.

플라스틱 부분이 수집되는 완충 사일로의 균질화 및 균등화 작용은 중질 비자성 재료를 분리하는 추가의 장치를 후속 연결하는 데 활용될 수 있다.

본 발명에 따른 방법에 의해 작업을 하고 슈레더에 후속하여 연결되는 처리 설비용 완충 사일로는 중간 저장하려는 재료를 도입하기 위한 하나 이상의 개구부를 상부 구역에 구비하고 하나 이상의 재료 반출 개구부를 구비하는 하우징으로 이루어지는데, 그러한 완충 사일로는 하우징의 바닥 구역에 다수의 반출 스크루가 마련되고, 그 반출 스크루가 하우징의 전체의 바닥 면에 그 작용이 미치도록 배치되며, 반출 스크루로부터의 재료 반출을 균등화하는 하나 이상의 전진 이송 스크루가 마련되는 것을 그 특징으로 한다. 그에 의해, 상당량의 재료가 성급하게 스크래치 체인 컨베이어의 챔버에 도달되는 것이 방지된다.

그 경우, 반출 스크루는 각각 상이한 회전 방향으로 작업을 할 수 있다. 예컨대, 반출 스크루는 선택적으로 왼쪽 또는 오른쪽으로 회전되면서 작업을 할 수 있다.

또한, 반출 스크루는 서로 병렬로 배치되고, 전진 이송 스크루는 반출 스크루에 대해 90°만큼 회전된 채로 배치되는 것이 바람직하다. 전진 이송 스크루도 역시 선택적으로 왼쪽 또는 오른쪽으로 회전되면서 작업을 할 수 있다.

플라스틱 부분이 수집되는 처리 설비용 완충 사일로는 중간 저장하려는 재료를 도입하기 위한 하나 이상의 개구부를 상부 구역에 구비하고 하나 이상의 재료 반출 개구부를 구비하는 하우징으로 이루어지는데, 완충 사일로에 저장된 재료를 연화시키기 위해 부압 하에 있는 하나 이상의 연화 스크루가 마련되고, 흡인 장치가 하우징으로부터 하나 이상의 연화 장치로 공기를 공급하는 것을 그 특징으로 한다. 또한, 중간 저장된 재료를 하나 이상의 연화 스크루로 이송하는 특수한 반출 스크루가 완충 사일로에 마련된다.

사일로 내에서 가교 결합이 이루어지는 것을 방지하기 위해, 하우징이 그 하우징의 기본 형태에 따라 원추형 또는 사다리꼴로 바닥 구역 쪽으로 확대되는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다.

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참고로 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1a 내지 도 1e에는 플라스틱 응집 덩어리를 제조하기 위한 본 발명에 따른 처리 방법이 스테이션 1.) 내지 10.)과 함께 개략적으로 도시되어 있다. 그들 도면에서의 화살표는 물질 흐름의 경로를 나타내고 있다. 도면 부호 "1"로 표시된 화살표는 이송 공기의 경로를, 도면 부호 "2"로 표시된 화살표는 종이의 물질 흐름을, 도면 부호 "3"으로 표시된 화살표는 자성 금속의 물질 흐름을, 그리고 도면 부호 "4"로 표시된 화살표는 주로 유리, 알루미늄 도금 플라스틱, 젖은 종이 뭉치, 돌, 목재, 플라스틱 비율이 50 % 미만인 비포장 재료 및 비자성 금속을 포함하는 비자성 잡 물질의 물질 흐름을 각각 지시하고 있다. 마지막으로, 도면 부호 "5"로 표시된 화살표는 개개의 스테이션에서 걸러져 제거되는 잡 물질 및 기타의 유용 재료의 비율이 감소됨에 따라 점차 응집 덩어리로 가공되는 원하는 혼합 플라스틱의 흐름을 지시하고 있다.

도 1A에 도시된 바와 같이, 오염된 혼합 플라스틱을 공급받아서 내리고(스테이션 1.)) 그 특징을 표시하여(스테이션 2.)) 혼합 플라스틱 응집 덩어리의 오염 및 설비 요소의 손상을 초래하는 잡 물질이 명백히 분류될 수 있도록 한다. 우선, 공급받은 재료를 공지의 폐기물 분쇄기 또는 슈레더에서 일정한 입자 크기로 분쇄한다(스테이션 3.)).

슈레더에 도입된 플라스틱 볼을 압축기에 의해 정해진 가압력으로 로터 상에 압축시킨다. 그와 같이 압축된 부분을 도입된 재료가 분쇄기의 바닥 구역에 마련된 스크린을 통해 떨어질 때까지 로터에 의해 분쇄하는데, 그 경우에 스크린의 구멍 직경은 예컨대 45 ㎜일 수 있다. 스크린의 크기를 다양하게 채용함으로써 분쇄된 재료의 직경을 설비 요건에 맞게 조정할 수 있다.

이어서, 도 1b의 도면으로 넘어가서 분쇄된 재료를 스크래치 체인 컨베이어 등에 의해 완충 사일로(스테이션 4.))로 이송한다. 실제로, 스크래치 컨베이어는 처리 설비에 유포되는 가혹한 조건을 가장 심화시키는 것으로 판명되었다. 그 대안으로서 컨베이어 벨트를 고려할 수 있는데, 선택 여하에 따라 그러한 2가지 유형의 이송 장치가 기계적으로 조작되는 이송 구간에 사용될 수 있다.

스테이션 4.)의 완충 사일로는 후술되는 스테이션 8.)의 완충 사일로와 마찬가지로 비축 스테이션으로서의 역할을 한다.

다수의 폐기물 분쇄기가 병렬 연결된 채로 설비에 마련될 경우, 그들 분쇄기는 모두 그에 배정된 각각의 이송 구간에 걸쳐 완충 사일로 내에서 작업을 하게 된다. 단지 1개의 이송 장치가 불가피한 경우에는 폐기물 분쇄기를 직렬로 연결하는 것도 가능하다. 완충 사일로의 충전 정도는 수동으로 감시된다. 최대 충전 상태가 초과되면, 조작자는 완충 사일로 이전의 하나 이상의 설비를 차단하게 된다. 최대 충전 상태 이하에 도달되면, 조작자는 다시 설비를 연결하게 된다. 충전 상태의 감시는 예컨대 광 차단기 또는 회전 블레이드 경보기에 의해 자동으로 이루어질 수도 있는데, 정해진 제1 충전 상태를 초과할 경우에 하나 이상의 설비가 자동적으로 차단되었다가 정해진 제2 충전 상태 미만으로 된 후에 다시 그 하나 이상의 설비가 자동적으로 연결된다.

완충 사일로로부터 나오는 재료는 반출용 스크래치 체인 컨베이어에 균등하게 공급되고, 그 스크래치 체인 컨베이어는 예컨대 0.25 m/s의 일정한 속도로 진행된다. 그러한 컨테이너는 2개의 개구부를 구비하고, 그 중의 하나의 개구부는 공압 슬라이더(S)에 의해 그 횡단면이 변할 수 있다. 그러한 컨베이어에 의해 재료가 2개의 진동 홈통(V1, V2) 상에 균등하게 분배되는데, 그 진동 홈통(V1, V2) 자체는 스크래치 체인 컨베이어의 속도보다 약간 더 빠른 0.33 m/s의 속도로 재료를 계속 이동시킨다. 진행 방향으로의 제1 진동 홈통(V1)은 예컨대 2개의 후속 설비 구간에 재료를 공급해야 하는 경우와 같은 필요한 때에 개방된다. 그와 관련하여, 단지 하나의 설비 구간에 재료를 공급해야 하는지 아니면 2개의 설비 구간에 균등하게 재료를 공급해야 하는지의 여부에 따라 슬라이더(S)의 3개의 위치가 가능하다. 스크래치 체인 컨베이어는 진행 방향으로의 제2 진동 홈통(V2) 위에서 단지 하나의 개구부만을 구비한다.

진동 홈통(V1, V2)은 전체의 재료를 자기 드럼을 경유하여 이송하는데(스테이션 5.)), 그 경우에 그 진동 홈통의 개수에 상응하게 2개의 자기 드럼이 마련된다. 금속 부분은 중력에 의거하여, 그리고 재료 부분 내부에서의 진동 이동에 의거하여 진동 홈통에서 하강한다. 그것은 무거운 금속 부분이 가벼운 플라스틱으로부터 거의 완전히 분리되는 것을 가능하게 한다. 금속 부분이 자기 드럼 상에 단층으로 부착된다면 그 보다 더 좋을 것은 없을 것이다. 그러나, 그것이 실제로 실현되기는 어렵다.

자기 드럼의 내부에 있는 자석의 작용 반경은 180°까지이다. 혼합 플라스틱은 90°내지 180°의 각도 범위에서 호퍼 내에 낙하된다. 자성 금속 부분은 자기 드럼에 고착된 채로 남게 되고, 자기 드럼의 회전에 의해 자기장력의 중심으로부터 이송되어 배후에 장착된 제2 호퍼 내에 낙하된다. 금속은 스크래치 체인 컨베이어에 의해 이송되어 컨테이너에 수집된다. 일반적으로 통용되는 오버밴드/자석의 드럼을 사용하는 것에 대해서는 신중히 생각해 볼 필요가 있는 것으로 밝혀졌는데, 그 이유는 오버밴드/자석의 경우에는 고착된 금속 부분이 포일 부분과 함께 클램핑되기 때문이다. 그로 인해, 바람직하지 않게도 자석 밴드를 경유하여 반출되는 플라스틱이 증대된다. 아울러, 크기가 작은 금속 부분이 분리되지 않게 된다.

또한, 예컨대 0.51 m/s의 속도로 재료를 이송하는 이송 스크루가 재료 부분을 이송하는 역할을 담당한다. 이송 스크루는 후속 연결된 낙하 관 선별기(스테이션 6.))에서의 처리를 위해 재료를 연화시키는데, 그 낙하 관 선별기에서는 중질 자성 부분이 부압(負壓) 하에서 분리되고, 재료 흐름이 5 내지 25 m/s로 가속된다. 낙하 관 선별기의 상세한 구조는 도 4 또는 도 5에 도시되어 있다.

중질 잡 물질 및 그에 부수된 물질은 첨부 도면에 도시되지 않은 스크래치 체인 컨베이어 상에 낙하되고, 그 스크래치 체인 컨베이어는 분리된 재료를 수집하여 컨테이너로 이송한다. 나머지로는 활용이 가능한 혼합 플라스틱이 남게 되는데, 그 혼합 플라스틱은 송풍기에 의해 공압적으로 종이 분리 단계로 이송된다. 그 경우, 기류의 속도는 예컨대 25 m/s이다.

본 발명의 의미에서 재료 비축 스테이션을 형성하는 스테이션 4.)의 완충 사일로와 관련하여, 인접된 2개의 스테이션 사이에서는 혼합 폐기물 흐름의 속도가 거의 일정하기는 하지만, 그 혼합 폐기물은 전진 이송 스테이션으로 이송될 때의 속도보다 더 높은 속도로 각각의 후속 스테이션으로 이송된다는 것, 즉 혼합 폐기물 흐름의 입자가 후속 스테이션 쪽에 있는 이송 구간으로 인도되는 지점에서 가속된다는 것을 명백히 하기로 한다. 진동 요소와 같은 중간 연결된 이송 요소도 역시 그러한 가속 과정에 따라 선택된 속도로 작업을 할 수 있다. 그 기본이 되는 원리는 재료 흐름을 균일화하고 가속화하여 최적으로 잡 물질의 분리를 실현한다는데 있다. 그것은 전술된 가속에 의해 재료 흐름의 조밀도를 감소시킴으로써 이루어지는 것이다.

그에 추가하여 언급할 것은 몇 개의 스테이션에서 사용되는 연화 스크루도 역시 재료 흐름의 균일화를 실행한다는 점이다. 혼합 폐기물 재료는 수분 및 오염물을 함유하고 있으므로, 슈레더에 의해 분쇄된 입자는 점착되려는 성향을 보인다. 또한, 그 입자는 예컨대 금속 부분의 예리한 모서리로 인해 그에 걸려 움직이지 않게 되는 성향을 보인다. 그러한 점착 및 폐색은 모두 연화 스크루에서 해소된다.

종이의 분리 단계는 도 1c와 연관하여 도시되어 있다(스테이션 7.)). 그러한 공정 단계에서는 특히 고착된 종이 부분이 혼합 플라스틱으로부터 분리된다. 그를 위해, 재료가 각각 사이클론 분리기를 경유하여 낙하되는 종이 분쇄기가 마련된다. 종이 분쇄기의 하우징의 내부에서는 로터가 원심력에 의해 재료 부분을 외부로 스크린 바스켓을 향해 투하한다. 예컨대 독일 특허 출원 196 16 623.3에 개시된 바와 같은 특수한 종이 분리기에 의해 추가로 높은 마찰이 생성된다. 그 경우, 종이는 극히 작은 부분으로 찢어지고, 스크린 본체를 통해 외부로 나가며, 종이 흡인 송풍기에 의해 그 진행 경로로 인출되고, 압축 스크루에 의해 컨테이너로 이송된다. 점성이 있는 다수의 플라스틱은 스크린 본체의 내부에 잔류되고, 로터의 적절한 패들 위치를 통해, 그리고 재료 흡인 송풍기의 부압에 의해 도 3과 관련하여 후술될 또 다른 완충 사일로(스테이션 8.))로 이송된다. 추가로, 마찰 시에 생성되는 열은 재료 부분이 건조되도록 한다. 사이클론 분리기는 이송 공기에 의해 플라스틱과 종이의 양자의 재료 부분을 분리한다. 공정 공기는 활성탄/필터 시스템에 의해 정화되어 외부로 인도된다. 송풍기는 흡인 후드를 경유하여 완충 사일로 내에 부압을 생성하여 분진이 생기는 것을 방지한다. 이어서, 도 4 및 도 5와 관련하여 후술될 낙하 관 선별기(스테이션 9.))의 내부에서 중질 비자성 부분의 분리가 추가로 이루어진다. 낙하 관 선별기에 있는 흡입 관은 중질 부분이 아래쪽으로 낙하되어 사라지도록 조절된다. 경질 재료 부분은 기류에 의해 휩쓸려 올라가서 다음 공정 단계로 이송된다. 제2 낙하 관 선별기를 통과한 후에는 플라스틱 부분의 평균 회분 함량, 즉 불활성 물질(타고남은 찌꺼기)의 평균 비율이 4.5 % 미만으로 된다.

도 1D에 개략적으로 도시된 바와 같이, 병렬 연결된 공지의 유형의 하나 이상의 응집기 또는 압축기에서 혼합 플라스틱의 압축을 실행한다(스테이션 10.)). 이어서, 예컨대 1.0㎝와 같은 규정된 입자 크기로 분쇄를 실행한다(스테이션 11.)). 혼합 플라스틱은 역시 공압에 의해 응집기에 공급된다. 그 경우, 최적의 충전 높이는 2개의 진동 경계 스캐너 또는 광 차단기에 의해 제어된다. 응집기의 유입 호퍼 내에서는 교반 축에 의해 유입 스크루에 연속적으로 재료가 공급된다. 혼합 플라스틱은 응집기에서 비중이 300 g/l을 넘는 유동성 재료로 처리된다. 응집기에 관해서는 도 5와 연관하여 상세히 후술하기로 한다.

그러한 공정 단계 후에는 송풍기가 압축된 재료를 추가 분쇄 단계로 이송한다(스테이션 11.)). 추가 분쇄용 분쇄기는 물/공기 혼합물의 공급에 의해 그 분쇄기를 냉각시키기 위한 노즐 장치를 구비하여 재료가 지나치게 가소화되는 것을 방지한다. 그와 함께, 재료가 지나치게 가열되어 출입구를 막히게 하는 것이 배제된다. 스테이션 10.)과 스테이션 11.)의 사이에는 전술된 중앙 송풍기가 배치되어 재료를 이송한다. 추가로, 스테이션 10.)과 스테이션 11.)의 사이의 도관에 안개의 형태의 물/공기 혼합물을 분무함으로써 압축기로부터 나오는 재료의 표면을 가소화시켜 점착의 발생을 방지하는 것이 바람직할 수 있다. 물론, 고유의 냉각 공정은 스테이션 11.)에서 실행되는데, 그 스테이션 11.)에서는 분쇄기 내의 높은 속도로 인해 재료의 최종 입자 크기까지 연속적인 순서로 급냉/절단/급냉 … 과정이 이루어진다. 그 경우, 수분 함량은 응집기 내에 남는 물이 없도록 조절된다. 그것은 플라스틱 재료 500 ㎏당 약 20 내지 40 l임을 의미한다.

그에 뒤이어서, 도 1E에 도시된 바와 같이 얻어진 응집 덩어리의 중량을 측정하는데(스테이션 12.)), 그 경우에 재료의 공압 이송과 연관하여 유리한 것으로 판명된 공지의 반동 저울을 사용한다. 이어서, 자성 재료의 분리를 다시 한번 실행한다(스테이션 13.)). 그 다음으로, 응집 덩어리를 회전되는 경사 스크린 드럼을 통해 통과시키는데, 그 경우에 직경이 10 ㎜보다 더 작은 모든 입자가 스크린을 통해 낙하된다. 호퍼 내에 낙하되어 쌓인 응집 덩어리는 송풍기에 의해 최종 생성물 사일로로 이송된다. 스크린 드럼은 스크린을 통해 낙하되지 않은 입자를 그 경사 방향을 따라 외부로 이송한다. 그러한 재료는 압축 단계에 전진 이송하여 마련된 완충 사일로(스테이션 8.))로 반송된다. 원료로서 활용하려는 응집 덩어리와 관련된 세부 규격에 관한 지침을 지킬 수 있도록 품질 제어가 이루어진다(스테이션 15.)). 완충 사일로 유닛(스테이션 16.))에는 분진 필터 및 진동 장치가 마련되는데, 그 진동 장치는 수평 스크루를 경유하여 사일로 차량으로 재료를 반출한다. 적절한 설비 제어 장치(스테이션 18.))가 마련되어 설비 요소의 구동 및 감시의 역할을 담당하고, 임계 한계치에 도달될 경우에는 필요에 따라 장애가 발생된 스테이션의 앞에서 설비의 연결을 차단한다.

전술된 방법은 일관된 공정 기류와 함께 실행되는데, 그 공정 기류는 단순히 정화되어(스테이션 17.)) 방출되기만 하면 된다.

도 2는 모든 슈레더로부터의 재료가 수집되는 완충 사일로를 도시한 것이다. 그러한 완충 사일로의 저장 용량은 예컨대 40 ㎥이다. 완충 사일로는 분쇄된 혼합 폐기물이 스크래치 체인 컨베이어에 의해 도면에 개략적으로 도시된 개구부(210)를 경유하여 반입되는 하우징(200)으로 이루어진다. 이어서, 분쇄된 재료는 병렬 조립된 6개의 반출 스크루(230)가 장착되어 있는 하우징(200)의 바닥 구역으로 낙하된다. 그러한 반출 스크루(230)는 하우징(200)의 전체의 바닥 면을 덮고 있고, 분쇄된 재료의 가교 결합이 이루어지는 것을 방지하도록 작용한다. 즉, 하우징(200)은 필요한 경우에는 완전히 비워질 수도 있다. 반출용 스크래치 체인 컨베이어에 균등하게 재료를 공급하기 위해 마련되는 전진 이송 스크루(240)는 반출 스크루(230)에 대해 둘레 방향으로 90°만큼 떨어진 채로 배치된다. 이송 분량과 관련하여, 전진 이송 스크루(240)의 회전 속도는 반출 스크루(230)의 회전 속도보다 약간 더 작게 되는데, 예컨대 전진 이송 스크루(240)의 회전 속도는 16 l/min인데 반해, 반출 스크루(230)의 회전 속도는 21 l/min이다.

도 3에는 플라스틱 부분이 수집되는 완충 사일로가 도시되어 있다. 그러한 완충 사일로도 역시 하우징(300)으로 이루어지는데, 다만 그 하우징(300)은 비록 도면에 도시를 생략하였지만 바닥 구역 쪽으로 원추형 또는 사다리꼴로 확대된다. 시야 창(360)의 내부에 진동 지시계를 구비하는 충전 상태 제어 장치가 충전 상황을 감시한다. 추가로, 2개의 시야 창(350)에 의해 충전 상태를 시각적으로 검사할 수 있다. 플라스틱 부분의 재료는 하우징(300)에 있는 개구부(310)를 경유하여 반입된다. 송풍기(340)는 하우징(300) 내에 부압을 생성하여 분진의 발생을 저지한다. 플라스틱 입자로 농축된 흡인 공기는 역시 부압 하에 있는 연화 스크루(330)에 공급된다. 또한, 하우징(300) 내에는 플라스틱 재료를 연화 스크루(330)로 이송하는 반출 스크루(도시 생략)가 마련된다.

도 4는 본 발명에 따른 간단한 낙하 관 선별기의 단면도를 나타낸 것이다. 그러한 낙하 관 선별기의 경우, 물질 흐름(5)은 스크루 나선(451)을 구비한 스크루 컨베이어(450)에서 유동화되고 분산되며, 그와 같이 예비 처리된 물질 흐름(5)은 그 종방향 축선이 분리 관의 수직으로 연장되는 종 방향 축선과 약 45°의 각도를 이루는 공급 접속 관(410)을 통해 분리 관(425)에 공급된다. 그러한 각도는 기류 중에 있는 물질 혼합물의 유입 속도를 변경하기 위해 다른 값으로 채택될 수도 있다. 분리 관(425) 내에서는 송풍기(도시 생략)에 의해 생성된 기류가 수직 상향으로 진행된다.

물질 혼합물은 분리 관(425) 내에 유입될 때에 기류에 충돌하게 되는데, 그 경우에 물질 혼합물의 유동화된 개개의 부분에 상향의 힘이 작용한다. 비중이 미리 정해진 값보다 더 작은 부분은 기류 중에서 상향 속도로 추진되어 동반 상승한다. 그러한 경질 부분은 물질 흐름(5)으로서 후속 가공 단계로 이송된다.

중질 부분은 높은 중력으로 인해 기류가 가하는 힘에 의해 상향 속도로 추진되는 것이 불가능하고, 하향 속도에 도달되어 물질 흐름(4)으로서 반출된다.

그러한 낙하 관 선별기는 예컨대 스테이션 6.)에 마련된다.

도 5는 예컨대 스테이션 9.)에 마련되는 매우 바람직한 낙하 관 선별기의 단면도를 나타낸 것이다. 그러한 낙하 관 선별기의 경우, 물질 혼합물의 물질 흐름(5)은 역시 마찬가지로 우선 스크루 나선(451)을 구비한 스크루 컨베이어(450)에서 유동화되고 분산되며, 이어서 공급 관(410)을 통해 분리 관(420)에 반입된다. 도 4에 도시된 낙하 관 선별기와 유사하게, 중질 부분은 물질 흐름(4)으로서 반출된다. 경질 부분은 수직 상향으로 추진되어 이송 관(421, 422, 423)을 따라 재료 흐름(5)으로서 후속 가공 단계로 이송된다.

송풍기(430)는 이송 관(423) 내에서 수직 상향으로 기류를 생성한다. 그에 의해, 부압이 생성되고, 다시 그 부압은 이송 관(422, 421, 420) 내에서 전술된 방향으로 기류를 생성한다.

또한, 가변형 개방 조절판(440)이 마련되어 분리 중에 기류의 속도를 제어한다. 조절 판(440)이 개방되었을 경우에는 외기가 흡인되고, 그에 의해 분리 중에 기류의 속도가 감소된다. 그러한 흡인 작용으로 인해, 개방 조절판을 통해 유출되어 재료의 손실을 초래하는 어떠한 부분도 생기지 않게 된다.

전술된 2개의 실시예에서의 스크루 컨베이어(450)는 외기에 대해 밀봉되어 흡인 작용에 의한 어떠한 통제도 받음이 없이 분리 시스템에 이른다. 스크루 나선(451)과 하우징과의 간격도 역시 작게 유지된다.

본 시점에서 언급되어야 할 것은 도 4 및 도 5에 도시된 낙하 관 선별기 이외에도 또 다른 기하 형상의 장치가 가능하고, 아울러 본 발명에 따른 낙하 관 선별기의 사용 지점도 역시 자유롭게 선택될 수 있다는 점인데, 특히 도 5에 도시된 낙하 관 선별기는 전술된 방법의 스테이션 9.)에 사용될 수 있는 것으로 예시되어 있다. 본 발명에 따른 낙하 관 선별기는 이해를 명료히 하기 위해 그 바람직한 사용 분야가 혼합 폐기물의 재처리 방법 내에 있는 것으로 설명되었지만, 비중에 의해 개별 요소를 분리해야 하는 다른 분야에서도 역시 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 낙하 관 선별기의 높은 효율로 인해 전술된 방법 단계 d), 즉 통상 자력 분리기에 의해 실행되는 자성 금속 부분의 분리 단계를 그 자성 금속의 추가적 분리를 원하지 않는다면 생략할 수도 있고, 아니면 전술된 순서와는 상반되게 방법 단계 d)를 낙하 관 선별기에 후속하여 제공하는 것도 가능한데, 그 경우에는 이미 예비 분리가 실행되었음으로 인해 방법 단계 d), 즉 물질 흐름(4)으로부터의 자성 금속 부분의 분리 단계가 물질 흐름(5)으로부터의 분리보다 더 효율적으로 된다.

도 6은 응집기의 단면도를 나타낸 것이다. 실제로 건조되는 설비에서는 예컨대 6개의 응집기가 병렬 연결된다. 혼합 플라스틱은 공압에 의해 도 3의 완충 사일로로부터 6개의 응집기에 공급된다. 2개의 진동 경계 스캐너가 최적의 충전 높이를 제어한다. 유입 호퍼(500) 내에서는 교반 축(510)에 의해 유입 스크루(520)에 연속적으로 재료가 공급된다. 유입 스크루(520)의 회전 속도는 예컨대 16.8 l/min 내지 100 l/min의 범위에서 가변적으로 조절될 수 있다. 유입 스크루(520)로부터 공급되는 재료는 공지의 형식대로 응집기 하우징(530)에 배치된 2개의 디스크 사이에서 처리되는데, 그 디스크는 교체가 가능한 반죽 손을 구비한다. 그 경우, 하나의 디스크는 스테이터 디스크로서, 그리고 다른 디스크는 로터 디스크로 형성된다. 응집기 하우징(530) 내에서 축 방향으로 이동될 수 있는 베어링 부시에 의해 스테이터 디스크와 로터 디스크간의 간격이 조정될 수 있다. 열로 인해 재료에 과도한 응력이 걸리는 것을 방지하기 위해, 양자의 디스크는 냉각 장치를 구비한다. 그를 위해, 구멍이 반경 방향으로 디스크의 중심에까지 안내되어 원판을 냉각시키기 위한 제어된 상태의 물을 공급할 수 있고, 그에 따라 온도가 플라스틱을 지나치게 가소화하여 디스크에 점착되도록 하는 범위에 도달되지 못하게 된다. 그러한 냉각수의 온도는 40 ℃를 초과하지 않아야 한다.

전술한 설명, 첨부 도면 및 청구의 범위에 개시되어 있는 본 발명의 특징은 그 개개의 것이 본 발명의 구현에 핵심적일 뿐만 아니라, 임의로 조합된 것도 역시 본 발명의 구현에 핵심적일 수 있다.

Claims (17)

1. 금속 분리 단계, 풍력 선별 단계 및 종이 분리 단계의 순서로 하나 이상의 이송 구간에 의해 서로 각각 연결되는 다수의 연속된 가공 스테이션을 구비하고, 그들 가공 스테이션 사이에 추가의 단계가 마련될 수 있거나 그들 가공 스테이션이 바로 연속될 수 있는, 연속 작업 형식의 기계적 건조 처리 설비의 조업을 위한 혼합 폐기물 처리 방법에 있어서,

   유용 재료 흐름을 가공 스테이션 직전의 마지막 이송 구간에 인도될 때마다 가속하여 최종 이송 구간에서의, 즉 금속 분리 단계의 가공 스테이션에 들어가기 직전의 유용 재료 흐름의 입자의 실제 평균 속도가 풍력 선별 단계의 가공 스테이션에 들어가기 직전의 평균 속도보다 더 작게 되고, 다시 풍력 선별 단계의 가공 스테이션에 들어가기 직전의 평균 속도가 종이 분리 단계의 가공 스테이션에 들어가기 직전의 평균 속도보다 더 작게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 인접된 2개의 스테이션 사이에서의 혼합 폐기물 흐름은 각각의 이송 구간에서 거의 일정한 속도로 이송되는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 다수의 스테이션 중의 하나 이상의 스테이션에 필요에 따라 예비 처리된 재료를 비축해 두는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 주로 플라스틱, 종이/플라스틱/복합재, 유리, 금속, 종이, 판지 및 추가의 잡 물질로 이루어진 혼합 폐기물을 처리하는 방법으로서, 처리 설비의 연속 조업을 위한 그러한 처리 방법은

   (a) 혼합 폐기물을 분쇄하는 단계;

   (b) 분쇄된 혼합 폐기물을 중간 저장하는 단계;

   (c) 중간 저장된 혼합 폐기물을 일정하게 후속 이송하는 단계;

   (d) 자성 금속 부분을 분리하는 단계;

   (e) 비중이 규정될 수 있는 최소 비중을 초과하는 비자성 부분을 재료로부터 분리하는 단계;

   (f) 예컨대 종이/플라스틱/복합재로부터 종이를 분리하는 단계;

   (g) 얻어진 플라스틱 부분을 중간 저장하는 단계; 그리고

   (h) 플라스틱 부분을 덩어리로 응집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 방법.
5. 제4항에 있어서, (g) 단계 후에 새로이 (e) 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, (i) 덩어리로 응집된 플라스틱을 일정한 입자 크기로 분쇄하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 방법.
7. 제6항에 있어서, 단계 (i) 후에 새로이 단계 (d)를 실행하는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 방법.
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 가공하려는 재료를 공압에 의해 이송하는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 방법.
9. (a) 혼합 폐기물을 분쇄하는 하나 이상의 슈레더;

   (b) 각각의 슈레더로부터 분쇄된 혼합 폐기물이 그 내부로 이송되고, 반출용 컨베이어에 균등하게 재료를 공급하는 장치를 구비한 제1 비축 스테이션으로서의 제1 완충 사일로;

   (c) 하나 이상의 자력 분리기;

   (d) 비중이 규정될 수 있는 최소 비중을 초과하는 비자성 부분을 재료로부터 분리하는 하나 이상의 장치;

   (e) 예컨대 종이/플라스틱/복합재로부터 종이를 분리하는 하나 이상의 장치;

   (f) 종이를 분리하는 각각의 장치로부터 플라스틱 부분이 그 내부에 수집되는 제2 비축 스테이션으로서의 제2 완충 사일로; 그리고

   (g) 플라스틱 부분을 덩어리로 응집하는 하나 이상의 응집기를 구비하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하는 혼합 폐기물 처리 설비.
10. 제9항에 있어서, 플라스틱이 수집되는 완충 사일로에 후속하여 비중이 규정될 수 있는 최소 비중을 초과하는 비자성 부분을 재료로부터 분리하는 하나 이상의 장치가 추가로 연결되는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 설비.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 하나 이상의 응집기에 후속하여 응집 덩어리를 규정된 입자 크기로 분쇄하는 장치가 연결되는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 설비.
12. 제11항에 있어서, 분쇄된 응집 덩어리가 이송되는 하나 이상의 자력 분리기가 추가로 마련되는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 설비.
13. 중간 저장하려는 재료를 도입하기 위한 하나 이상의 개구부(210)를 상부 구역에 구비하고 하나 이상의 재료 반출 개구부(220)를 구비하는 하우징(200)으로 이루어지는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 작업을 하는 처리 설비용 완충 사일로에 있어서,

    하우징(200)의 바닥 구역에 다수의 반출 스크루(230)가 마련되고, 그 반출 스크루(230)가 하우징(200)의 전체의 바닥 면에 그 작용이 미치도록 배치되며, 반출 스크루(230)의 적어도 일부를 경유하여 재료를 균등하게 이송함으로써 하나 이상의 반출 개구부(220)를 통해 재료의 균일한 물질 흐름이 반출되도록 하는 하나 이상의 전진 이송 스크루가 마련되는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 설비용 완충 사일로.
14. 제13항에 있어서, 반출 스크루(230)는 각각 상이한 회전 방향으로 작업을 하는 것을 특징으로 하는 완충 사일로.
15. 제13항에 있어서, 반출 스크루(230)는 서로 병렬 배치되고, 전진 이송 스크루(240)는 반출 스크루(230)에 대해 90°만큼 회전되어 배치되는 것을 특징으로 하는 완충 사일로.
16. 중간 저장하려는 재료를 도입하기 위한 하나 이상의 개구부(310)를 상부 구역에 구비하고 하나 이상의 재료 반출 개구부(320)를 구비하는 하우징(300)으로 이루어지는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 작업을 하는 처리 설비용 완충 사일로에 있어서,

    완충 사일로에 저장된 재료를 연화시키기 위해 부압 하에 있는 하나 이상의 연화 스크루(330)가 마련되고, 흡인 장치(340)가 하우징(300)으로부터 하나 이상의 연화 장치(330)로 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 혼합 폐기물 처리 설비용 완충 사일로.
17. 제16항에 있어서, 하우징(300)은 바닥 구역 쪽으로 원추형 또는 사다리꼴로 확대되는 것을 특징으로 하는 완충 사일로.