KR20010106888A - 청정에너지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐유의 청정에너지 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 열매체 보일러의 배관이 내부에 설치되고, 다수개의 교반기가 설치된 가열탱크를 이용하여 폐유를 수우프 상태로 가열 교반하는 공정과; 상기 수우프 상태로 가열 교반된 폐유를 회전체를 갖는 횡형의 원심분리기에 투입하여 물과 기름을 분리하기 위한 공정과; 상기 원심분리기로부터 분리된 혼합유(물+기름)를 교반기가 설치된 교반탱크내로 공급함과 동시에 첨가제를 투입 함께 교반하는 공정 및; 상기 첨가제가 투입 교반되어진 혼합유를 상기 교반탱크와 연결되어진 외부 순환관(16)에 설치된 8000-9000rpm의 유화기로 수차 반복 순환시켜 유화하는 공정으로 이루어진 것이다.

Description

청정에너지의 제조방법{nethod for preparing a bio-energy}

본 발명은 폐유의 청정에너지 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 산업체, 정유공장, 각종 선박 등에서 사용후 폐기되어 나오는 폐유에 소정량의 유화제를 첨가함과 동시에 이를 교반하고 혼합 유화시켜 청정(바이오)에너지를 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래, 각종 산업체, 정유공장, 각종 선박 및 서비스 공장 등에서 사용 후 폐기되어 나오는 각종 폐유는 매일 수만 드럼의 많은 양이 배출되고 있다. 그러나 폐유에 대한 처리방법은 주로 산업폐기물 처리업자에게 용역을 주어 처리케 하거나 아니면 폐기비용을 줄이기 위해 불법 처리되고 있는 실정도 무시할 수 없다.

따라서 상기한 이유로 인하여 발생되는 환경오염 즉 대기 및 토양을 오염시키는 문제는 사회의 심각한 문제로 대두되고 있음은 주지의 사실인 바, 그 사례를 몇가지 들어보면 다음과 같다. 즉 원유수송선의 청소시 나오는 폐 원유 즉, 뻘과 물, 원유, 기타 오물들이 혼합되어 있는 슬러지(SLUDGE)를 저장탱크에 저장하였다가 이를 유수분리 작업을 하기 위하여 끓여서 식힌 후 위로 부상된 원유는 뽑아서 판매하고 나머지 유분이 있는 물은 그대로 버리며, 원유 등이 혼합되어 있는 "뻘"역시 불법처리 되고 있다.

그리고 각종 산업체에서 나오는 폐유 역시 산업폐기물 처리업자에게 위탁 처리되고 있으나, 수거된 폐유는 그 일부는 자체에서 소각처리하고, 나머지는 폐유 정제업자들에게 넘겨져 원시적인 방법으로 가마 등에 끓인 연후에 식혀서 부상된 폐유는 팔고 나머지 밑에 침전된 오물 등은 불법 처리되고 있다.

또한 폐 엔진오일 역시 일부는 정제업자가 매입하여 정제하는데, 사용한 나머지는 톱밥 등의 가연성물질과 혼합하여 직화로의 연료로 사용되는 실정이다.

이와 같이 종래에는 상기한 바와 같이 폐유 발생원으로부터 배출되는 폐유가 대부분 불법적으로 폐기될 뿐 아니라 원시적인 방법으로 일부가 정제 사용되고 있으나, 이 역시 연소과정에서 다이옥신 배출 등의 심각한 환경 문제를 야기하고 있다.

한편 상기한 점을 감안하여 근자에는 폐유를 재 이용하기 위한 처리방법이 많이 제안되고 있는 바, 그 처리방법으로는 정치분리법, 원심분리법, 활성백토 등에 의한 흡착제 처리, 증류법, 용제추출법, 각종 여과방법, 약제처리법 등이 알려져 있다. 그러나 활성백토 등에 의한 흡착제 처리, 증류법, 용제 추출법, 각종 여과방법은 복잡한 처리장치가 필요하고, 30-40℃라고 하는 엄격한 처리조건이 요구되고 처리비용이 많이 소요된다.

따라서 종래에는 상기한 점을 감안하여 정치분리법, 원심분리법이 많이 이용되고 있으나, 이 역시 그대로 연료로서 이용하는 경우에는 보일러 등에서 연소시키면 처리유 중에 포함된 잔류 회분생성 기인물질이 많기 때문에 보일러 등의 보수관리를 위한 다대한 노력이나, 시간, 비용이 걸리고 있다.

또 보일러 등의 효율화에 따라서 연소시에 회분(재 가루)이 생성되지 않도록 하기 위한 회분생성 기인물질의 적지 않은 연료가 필요로 하게되는 관계로 인해 폐유의 처리약제 및 처리기술이 요구되고 있는 실정이며, 종래의 폐유 처리기술 가운데 약제를 사용하고 있는 경우로서는 인산 암모늄을 사용하는 것과, 아민 화합물을 사용하는 것 등이 있다.

이상과 같이 각종의 폐유 처리방법이 있기는 하지만 이들 대부분은 연료유로서 재 이용하기 위한 처리비용이 다대할 뿐 아니라 처리방법이 복잡하고 또한 불확실한 정제로 인하여 연소효율이 저하되는 등의 문제에 의해 거의 실용화되고 있지 못한 실정이다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 결점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 각종 폐유에 물과 소정량의 유화제를 첨가 교반하고 혼합함과 동시에 수회 반복 유화시켜 고 청정으로 정제하기 위한 청정에너지 제조방법을 제공하기 위함이다.

제1도는 본 발명에 따른 공정 단계별 블록도

도2는 본 발명에 따른 계략적인 공정 단계별 도면이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 가열탱크 2: 교반기

3: 원심분리기 4: 열매체 보일러

5: 혼합유 저장탱크 6: 폐기물탱크

7: 교반탱크 8: 펌프

9: 정제유 저장탱크 10: 교반기

11: 유화기 12: 배관

16 : 외부 순환관 19 : 회전체

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 특징은, 열매체 보일러의 배관이 내부에 설치되고, 다수개의 교반기가 설치된 가열탱크를 이용하여 폐유를 수우프 상태로 가열 교반하는 공정과; 상기 수우프 상태로 가열 교반된 폐유를 회전체를 갖는 횡형의 원심분리기에 투입하여 물과 기름을 분리하기 위한 공정과; 상기 원심분리기로부터 분리된 혼합유(물+기름)를 교반기가 설치된 교반탱크내로 공급함과 동시에 첨가제를 투입 함께 교반하는 공정 및; 상기 첨가제가 투입 교반되어진 혼합유를 상기 교반탱크와 연결되어진 외부 순환관(16)에 설치된 8000-9000rpm의 유화기로 수차 반복 순환시켜 유화하는 공정으로 이루어진 점에 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1 및 도2는 본 발명에 따른 청정에너지의 제조공정에 따른 블록도 및 공정도이다.

도1 및 도2와 같이 각종 폐유(13)를 투입하여 가열, 교반하기 위한가열탱크(1)로는 그 내부에 열매체보일러(4)와 연결되어진 배관(12)이 설치되어 있고, 다수의 교반기(2)가 설치되어 있어 폐유(13)를 가열하면서 교반을 행하게 된다.

폐유를 가열하는데 있어서는 열매체 보일러(4)를 이용하는 것이 바람직한 바, 이 때 가열탱크(1)내의 폐유의 온도는 200-250℃까지 승온시키는 것이 바람직하다.

가열탱크(1)에서 가열 교반된 수우프상의 폐유는 펌프(8)에 의하여 뽑아져 원심분리기(3)에 투입되어지는데 상기 원심분리기(3)는 대략 횡형으로 구성되며 폐유 투입구보다 직경이 커진 배출구를 갖는 회전체(19)가 설치되며, 상기 회전체(19)에는 0.5mm 이하의 소공이 전체적으로 형성되며, 그 내부에는 물 또는 기름의 입자는 통과할 수 있으나 폐기물 또는 그 입자는 통과할 수 없는 미공을 갖는 걸름체가 부착되어 있다.

따라서, 폐유를 회전체(19)내에 투입하여 고속으로 회전시키게 되면 물과 기름은 상기 걸름체의 미공을 통과한 후 회전체(19)의 소공을 통과하여 혼합유(물과 기름) 저장탱크(15)로 유입되어 진다. 이 때 폐유의 찌꺼기 또는 그 입자들은 회전체(19)의 내부를 통과하면서 미공을 통과할 수 없기 때문에 회전체(19)의 투입구에서 반대편 배출구까지 회전체(19)의 내면에서 회동 이송되면서 배출되어 폐기물 탱크(6)에 적재되어 진다.

그런 다음 혼합유 저장탱크(5)에 저장된 혼합유(14)는 교반탱크(7)로 유입되어지는 바, 상기 교반탱크(7)는 첨가제 투입구를 가지며, 그 내부로 교반기(10)가 설치되어 있고, 상기 교반탱크(7)의 외부로는 외부 순환관(16)이 연결되어 있다.

그리고 상기 외부순환관(16)의 소정 지점으로는 유화기(DISPERSEMILL)(11)가 설치되는데 상기 유화기(11)는 8000-9000rpm으로 가동되면서 물과 기름을 완전히 유화시키는 기능을 한다.

한편 교반탱크(7)내에 유입된 혼합유에는 첨가제(17)가 첨가 교반되며, 상기 혼합유는 유화기(11)를 수회 반복적으로 통과하면서 연료로서 재 사용할 수 있는 정제유로 정제되어 정제유 저장탱크(9)에 유입 저장되어진다.

상기한 바와 같은 과정을 거쳐 정제되는 본 발명의 처리 공정 및 실시 예를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 청정에너지의 제조방법에 따른 제조 공정도인바, 각 공정을 통해 청정 에너지가 제조되는 상태를 각 단계별로 나누어 설명하면 다음과 같다.

제1공정

수집된 각종 폐유를 내부에 열매체보일러(4)의 배관(12)이 설치된 가열탱크(1)에 투입하여 200℃ 이상으로 약15-30분간 서서히 교반하면서 가열을 행한다. 이때 가열된 폐유는 물, 기름, 뻘, 오물, 슬래그 등이 혼합되어 있는 마치 수우프 상태의 폐유가 된다.

제2공정

가열탱크(1)에서 교반되고 가열된 수우프상태의 폐유를 펌프로 인출하여 상기 설명한 바와 같은 원심분리방법으로 설계된 원심분리기(3)내로 투입시킨다. 이때 원심분리기(3)내에 투입된 폐유는 회전체(19)의 고속회전의 물리적인 작용에 의하여 물과 기름은 회전체(19)내면에 부착된 상기 걸름체의 미공을 통과하고 회전체(19)에 형성된 소공을 통과하여 혼합유 저장탱크(5) 유입되게 된다.

한편, 뻘과 오물들의 찌꺼기 즉, 폐기물은 투입구의 반대편 배출구를 통하여 폐기물 탱크(6)에 저장된다. 이때의 폐기물(18)은 유분 등이 거의 묻어나지 않는 상태로서, 매립하기에 적당한 정도가 된다.

제3공정

혼합유 저장탱크(5)에 저장된 혼합유(14)를 교반탱크(7)내로 유입시킨다. 그리고, 첨가제 투입구를 통하여 첨가제(17)를 첨가시킨 다음 교반기(10)로 교반을 행하되 외부 순환관(16)에 설치된 유화기(11)를 다수회 통과하도록 하여 물과 기름이 완전히 유화되도록 한다. 이렇게 교반이 완료되면 밸브를 열고 상기 방법에 의해 정제된 정제유를 정제유 저장탱크(9)에 저장시킨다. 여기서 얻어진 정제유는 SO₂, CO 및 그을음 등이 절반 이하로 상당히 감소된 연료로서 재활용하게 된다.

실시예

수집된 각종 폐유 5드럼을 열매체 보일러(4)의 배관(12)이 설치된 가열탱크(1)에 투입하여 200℃이상으로 약 15-30분간 서서히 교반하면서 가열하였다. 이때 교반되면서 가열된 폐유는 마치 수우프 상태였으나 역시 물, 기름, 뻘, 오물, 슬래그 등이 혼합된 상태였다.

다음 상기 수우프 상태의 폐유를 상기한 바와 같은 원심분리기(3)의 회전체(19)내로 계속 투입시켰더니 물과 기름을 회전체(19)내면에 부착 설치된 걸름체의 미공, 회전체(19)의 소공을 통과하여 혼합유 저장탱크(5)내로 유입되어 저장되고, 물과 기름이 분리되어진 뻘과 오물 등의 찌꺼기인 폐기물(18)은 배출구를 통하여 폐기물 탱크(6)에 적재되었다. 배출된 폐기물(18)은 1드럼 정도였으며, 이때의 폐기물은 유분이 거의 없는 생태로서 손으로 만져도 유분이 묻어나지 않는 상태였다. 그리고 폐기물 탱크(6)에 적재된 폐기물은 추후 수거하여 지정된 장소에 매립하기에 용이하였다.

그런 다음 혼합유 저장탱크(5)에 저장된 4드럼 정도의 혼합유(14)를 교반탱크(7)내로 유입시켜 첨가제(17)를 첨가하면서 교반기(10)를 가동하여 교반을 계속 행하였다. 그리고 교반을 행하면서 교반 중인 혼합유가 교반탱크(7)의 외부에 연결된 외부 순환관(16)의 적정 위치에 설치된 6000-8000rpm으로 가동되는 유화기(11)를 수회 통과하도록 하여 물과 기름이 완전히 유화되도록 하였다.

상기한 바와 같은 방법에 의하여 정제된 청정 에너지는 SO₂, CO 및 그을음 등이 절반 이하로 상당히 감소된 상태의 연료로 재사용할 수 있는 4드럼 정도의 정제유를 얻을 수 있었다.

그리고, 본 실시 예에서는 5드럼의 폐유에서 4드럼정도의 정제유를 얻었지만, 폐유의 질에 따라서 얻어지는 정제유의 양이 달라지는 것은 물론이다.

이상과 같이 본 발명은 각종 폐유의 처리에 따른 심각한 환경오염문제를 해결할 수 있는 것으로서, 각종 폐유를 폐기물과, 물과 기름으로 확실히 분리시킬 수 있으며, 상기 분리된 페기물은 유분이 거의 없는 상태로서 지정된 장소에 매립하기에 충분한 상태가 될 수 있도록 할 수 있고, 또한 분리된 혼합유는 정제하여 연료로서 재 사용할 수 있는 것으로서 본 발명은 최근 심각하게 대두되고 있는 환경 오염문제에 지대한 기여를 할 수 있음과 동시에 에너지 절약에 따른 국가 경제에 크게 기여하게되는 유용한 효과를 갖는 것이다.

비록 본 발명이 첨부된 도면을 첨부하여 설명하였을 지라도 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 하기의 특허청구범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 많은 수정 및 변경이 있을 수도 있음은 물론이다. 예컨대 벙커-씨유를 이용한 청정연료의 제조도 가능하게 된다.

Claims (1)

1. 열매체 보일러의 배관이 내부에 설치되고, 다수개의 교반기가 설치된 가열탱크를 이용하여 폐유를 수우프 상태로 가열 교반하는 공정과;

   상기 수우프 상태로 가열 교반된 폐유를 회전체를 갖는 횡형의 원심분리기에 투입하여 물과 기름을 분리하기 위한 공정과;

   상기 원심분리기로부터 분리된 혼합유를 교반기가 설치된 교반탱크내로 공급함과 동시에 첨가제를 투입 함께 교반하는 공정 및;

   상기 첨가제가 투입 교반되어진 혼합유를 상기 교반탱크와 연결되어진 외부 순환관(16)에 설치된 8000-9000rpm의 유화기로 수차 반복 순환시켜 유화하기 위한 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 청정에너지의 제조방법.