KR20020059074A - 가연성 폐기물 연료화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가연성 폐기물을 연료화 하는 방법에 관한 것으로, 특히 폐기물을 종류별로 파쇄하고 이를 건조시킨 후 열량을 조절하면서 적당히 건조된 슬러지와 혼합시키고 압축 성형하여 양질의 연료를 제공하는 가연성 폐기물 연료화 방법에 관한 것이다.

종래의 방법은 음식물 쓰레기나 유기성 슬러지들은 많은 수분을 함유하고 있기 때문에 엄청난 양의 수분조절용 재료를 섞어야 하고, 또 수분조절용 재료가 열량이 적을 뿐만 아니라 성형용 재료들은 열량이 적기 때문에 제조된 연료용 탄은 연료로서의 효과는 기대할 수가 없다.

또한 이와 같이 연료로서의 기능이 떨어짐에 따라 연소효율을 높이기 위해 과산화나트륨, 염소산칼륨, 질산칼륨 등과 같은 고가의 조연제를 다량 첨가해야 하기 때문에 많은 비용이 소요되고, 또 연소시 다이옥신과 같은 공해물질을 다량 방출하게 되는 폐단이 있다.

따라서 본 발명은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창안한 것으로, 그 구성은 생활 쓰레기, 음식물 쓰레기, 비닐, 플라스틱, 슬러지 등과 같은 가연성 폐기물을 연료화 함에 있어서, 상기 각 가연성 폐기물들을 개별적으로 파쇄시키는 공정과; 상기 파쇄공정에 의해 파쇄된 가연성 폐기물들을 건조장치를 통해 건조시키는 공정과; 상기 건조공정에 의해 건조된 가연성 폐기물들을 원하는 열량에 따라 적당한 비율로 혼합하는 공정과; 혼합된 혼합물들을 최상의 연소효율을 갖는 형상의 고체연료로 고온 압축성형하는 공정과; 고온 압축성형된 고체연료를 냉각시켜 포장하는 공정으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 폐기물을 종류별로 파쇄하고 이를 건조시킨 후 열량을 조절하면서 적당히 건조된 슬러지와 혼합시키고 압축성형하여 연소시 공해물질 없이 최적의 열량을 갖도록 함으로써 양질의 고체연료를 얻을 수 있다.

또한 제조된 연료를 자체 소각로에서 연소시키면서 그 열로 폐기물을 건조시키도록 하므로써 에너지를 절약함과 아울러 시스템 운영비를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

가연성 폐기물 연료화 방법{Packet was lost}

본 발명은 가연성 폐기물을 연료화 하는 방법에 관한 것으로, 특히 폐기물을 종류별로 파쇄하고 이를 건조시킨 후 열량을 조절하면서 적당히 건조된 슬러지와 혼합시키고 압축성형하여 양질의 연료를 제공하는 가연성 폐기물 연료화 방법에 관한 것이다.

일반적으로 하수종말처리장이나 폐수처리장에서는 많은 슬러지가 발생하고 있으며, 이러한 슬러지들은 대부분 매립 또는 해양투기에 의해 처리되고 있어 침출수로 인한 지하수 및 토양을 오염시키고 또 해양을 오염시키고 있어 전세계는 조약을 통해 규제를 강화하고 있으며, 우리 나라도 그 추세에 발맞춰 매립이나 해양투기를 지양하고 다른 방법을 통해 처리하려는 노력을 실시하고 있다.

그중 현재 주로 개발하고 있는 방법으로는 소각에 의한 처리방법이 있는데, 슬러지나 음식물 쓰레기는 많은 수분을 함유하고 있기 때문에 소각시 수분을 제거하기 위해 많은 에너지를 필요로 함에 따라 경제성이 떨어져 현재 실용화되지 못하고 있다.

이를 해결하기 위해 각종 생활 쓰레기나, 종이, 비닐, 플라스틱 등과 같은 일반쓰레기와 슬러지를 혼합하여 연료를 제조하는 방법이 특허출원 제99-40332호로 출원된 바 있다.

즉, 유기성 쓰레기(음식물쓰레기)나 유기성 슬러지 등과 같은 생활 폐기물과, 석탄과 같은 가연성 재료와, 톱밥과 같은 수분조절용 재료와, 점토 또는 모래와 같은 성형용 재료를 믹서에 투입하여 혼합하고, 믹싱공정에서 얻어진 혼합물을 압축하여 연료용 탄으로 성형하여 연료용 탄을 얻도록 한 것이다.

그러나, 이러한 종래의 방법은 음식물 쓰레기나 유기성 슬러지들은 많은 수분을 함유하고 있기 때문에 엄청난 양의 수분조절용 재료를 섞어야 하고, 또 수분조절용 재료가 열량이 적을 뿐만 아니라 성형용 재료들은 열량이 적기 때문에 제조된 연료용 탄은 연료로서의 효과는 기대할 수가 없다.

또한 이와 같이 연료로서의 기능이 떨어짐에 따라 연소효율을 높이기 위해 과산화나트륨, 염소산칼륨, 질산칼륨 등과 같은 고가의 조연제를 다량 첨가해야 하기 때문에 많은 비용이 소요되고, 또 연소시 다이옥신과 같은 공해물질을 다량 방출하게 되는 폐단이 있다.

본 발명은 종래의 단점을 해소하기 위해 창안한 것으로, 그 목적은 폐기물을 종류별로 파쇄하고 이를 건조시킨 후 열량을 조절하면서 적당히 건조된 슬러지와 혼합시키고 압축성형하여 연소시 공해물질 없이 최적의 열량을 갖도록 함으로써 양질의 연료를 제공하는 가연성 폐기물 연료화 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제조된 연료를 자체 연소시키면서 그 열로 폐기물을 건조시키도록 하므로써 에너지를 절약함과 아울러 시스템 운영비를 최소화할 수 있도록 하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 연료화 하는 공정도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 - 파쇄공정 11 - 건조공정

12 - 믹싱공정 13 - 성형공정

14 - 고체연료 15 - 냉각공정

16 - 소각로

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 생활 쓰레기, 음식물 쓰레기, 비닐, 플라스틱, 슬러지 등과 같은 가연성 폐기물을 연료화 함에 있어서,

상기 각 가연성 폐기물들을 개별적으로 파쇄시키는 공정과;

상기 파쇄공정(10)에 의해 파쇄된 가연성 폐기물들을 건조장치를 통해 건조시키는 공정과;

상기 건조공정(11)에 의해 건조된 가연성 폐기물들을 원하는 열량에 따라 적당한 비율로 혼합하는 공정과;

혼합된 혼합물들을 최상의 연소효율을 갖는 형상의 고체연료(14)로 고온 압축성형하는 공정과;

고온 압축성형된 고체연료(14)를 냉각시켜 포장하는 공정으로 구성되어 이루어진다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가연성 폐기물을 연료화 하는 공정도이다.

가연성 폐기물은 대부분 유기성 폐기물로서, 현재 가장 처리가 어려운 음식물 쓰레기나 슬러지와 같은 폐기물과, 열량이 높은 쓰레기 즉, 종이, 비닐, 플라스틱 등과 같은 생활 쓰레기들이다.

이러한 쓰레기들은 각각의 파쇄기를 통해 잘게 파쇄시키는 공정을 실시한다.

물론 파쇄공정(10)을 거치는 쓰레기들은 특정 형상을 가진 비닐, 종이, 플라스틱 음식물 쓰레기와 같은 특정 부피와 형상을 가진 쓰레기들이며, 슬러지와 같은 폐기물은 파쇄시킬 필요가 없다.

파쇄공정(10)이 완료되면 이들을 건조장치를 통해 건조시킨다. 건조시 각 폐기물 종류별로 건조시킬 뿐만 아니라 물성에 따라 그리고 수분함수율에 따라 건조속도를 조절하면서 건조시킨다. 이때, 음식물 쓰레기와 슬러지는 타지 않을 정도의 열(슬러지는 대략 220∼230℃정도)을 충분히 가하여 건조시키고, 특히 슬러지는 박막건조에 의해 건조시키는 것이 좋으며, 종이나, 비닐, 플라스틱 등과 같은 재질의 폐기물은 약간의 열을 가하거나 또는 건조상태에 따라 건조 공정을 생략하고 후술될 믹서로 직접 투입시켜 혼합과정에서 건조되도록 한다. 또 건조시 유기물에 포함되어 있는 각종 균들을 멸균하므로써 고체연료(14)화된 후에 운반 및 저장과정에서 부패되지 않도록 한다.

이와 같이 건조공정(11)을 거친 폐기물들은 믹서로 투입되어 믹싱되는 믹싱공정(12)을 거치게 된다. 믹싱과정에서 분말화된 비닐, 플라스틱 등과 같은 합성수지들은 골고루 혼합된다.

믹싱공정(12)시 부식방지를 위한 첨가제와, 다이옥신 제거를 위한 첨가제 즉, 소석회와 같은 물질을 혼합시킬 수가 있다.

만일 발열량을 높이고자 할 경우에는 나염공장에서 얻어진 슬러지를 혼합시킬 수 있음, 폐유를 계면활성제와 함께 투입하여 믹싱할 수도 있다.

혼합된 폐기물은 믹서의 배출구에 설치된 성형장치에 의해 일정한 크기의 형상의 고체연료(14)로 성형되는 성형공정(13)을 거친다. 고체연료(14)의 형상은 중앙부에 구멍이 형성되고 일정한 길이를 갖는 원통형상을 가지며, 둘레에는 열과의 접촉면적을 확보하기 위해서 요철형상을 갖는다.

고체연료(14)의 압축성형시 고온이므로 비닐, 플라스틱과 같은 합성수지계열의 폐기물은 믹싱공정(12)과 압축성형 공정시 발생되는 고열에 의해 액체화되어 일정형상으로 성형하는데 필요한 점성을 제공한다. 특히 슬러지는 적당한 함수율을 가지고 있기 때문에 성형시 별도의 점토와 같은 성형물을 투입하지 않더라도 충분히 원하는 형상의 성형물을 얻을 수가 있다.

한편, 압축성형된 고체연료(14)는 냉각종정(15)을 거친다. 냉각종정(15)을 거치면서 제습효과를 얻게 되며 보다 연료가 갖추어야할 적당한 경도를 가지게 되므로 원하는 양질의 고체연료(14)로 탄생되어 출하된다.

출하된 고체연료(14)는 발전소나, 시멘트 공장으로 공급되며, 그 외에 각종농업용 보일러 등의 연료로도 사용 가능하다.

또한 제조된 고체연료(14)의 일부는 자체 소각로(16)로 공급하여 연소시키고, 연소시 발생된 연소열을 건조공정(11)에서의 건조로로 공급하면 LNG, LPG 등과 같은 가스연료나 석유, 경유, 등유와 같은 별도의 연료를 사용하지 않고 가연성 폐기물을 건조시키는데 활용할 수가 있으며, 이는 많은 연료비용을 줄일 수 있는 효과적이 방법이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 폐기물을 종류별로 파쇄하고 이를 건조시킨 후 열량을 조절하면서 적당히 건조된 슬러지와 혼합시키고 압축성형하여 연소시 공해물질 없이 최적의 열량을 갖도록 함으로써 양질의 고체연료를 얻을 수 있다.

또한 제조된 연료를 자체 소각로에서 연소시키면서 그 열로 폐기물을 건조시키도록 하므로써 에너지를 절약함과 아울러 시스템 운영비를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 생활 쓰레기, 음식물 쓰레기, 비닐, 플라스틱, 슬러지 등과 같은 가연성 폐기물을 연료화 함에 있어서,

   상기 각 가연성 폐기물들을 개별적으로 파쇄시키는 공정과;

   상기 파쇄공정(10)에 의해 파쇄된 가연성 폐기물들을 건조장치를 통해 건조시키는 공정과;

   상기 건조공정(11)에 의해 건조된 가연성 폐기물들을 원하는 열량에 따라 적당한 비율로 혼합하는 공정과;

   혼합된 혼합물들을 최상의 연소효율을 갖는 형상의 고체연료(14)로 고온 압축성형하는 공정과;

   성형공정(13)에 의해 고온 압축성형된 고체연료(14)를 냉각시켜 포장하는 공정으로 구성된 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물 연료화 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 제조된 상기 고체연료(14)의 일부를 자체 소각로(16)를 통해 연소시키고, 상기 연소시 발생된 연소열을 상기 건조장치로 공급하여 가연성 폐기물을 건조시키는데 활용하도록 하는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물 연료화 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 믹싱공정(12)시 부식방지를 위한 첨가제가 더 혼합되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물 연료화 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 믹싱공정(12)시 다이옥신 제거를 위한 첨가제가 더 혼합되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물 연료화 방법.