KR20030038495A

KR20030038495A - 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화방법 및 장치

Info

Publication number: KR20030038495A
Application number: KR1020020068799A
Authority: KR
Inventors: 고마츠다준지로
Original assignee: 주식회사 동주에이스
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2003-05-16
Also published as: KR100483590B1; JP2003138282A

Abstract

본원 발명의 목적은 수분 고함유 폐기 유기물을, 그것으로부터 수분을 제거할 수 있고 또한 수분제거과정에서 발생하는 악취를 무취화하여 배기할 수 있으며 연소시 다이옥신등과 같은 유해가스의 배출이 없으며 고열 에너지를 보유하는 분말체 연료로 만들 수 있는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화방법 및 장치를 제공하는 것이다.

이를 위하여 건조장치(B)에서 수분 고함유 폐기 유기물의 수분을 제거하여 건조 폐기 유기물로 하고, 믹서(D)로 건조 폐기 유기물과 수용성 열가소성 수지와 발열량이 큰 발열보조재료를 적당량 넣어 뒤섞어 분말체 연료화원료로 하고, 이어서, 압출성형기(E)로 분말체 연료화원료를 가열, 가압, 혼련(混練)하여 단주(短柱)형상 가연원료로 하고, 이어서, 파쇄기(F, H)로 단주형상 가연원료를 미세 분말형상으로 파쇄하여 분말체 연료로 한다.

Description

수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화방법 및 장치{A METHOD AND AN APPARATUS FOR MAKING HIGH-MOISTURE CONTAINING ORGANIC WASTE INTO POWDER TYPE FUEL}

본원 발명은 가축의 분뇨, 사용 불가능한 사료, 뿌리채소의 껍질 등, 식품의먹고 남은 찌꺼기, 두부원료, 쥬스원료, 커피원료, 맥주원료, 술 등의 짜고 남은 찌꺼기, 오니형상의 바이오매스, 페이퍼슬러지 등의 수분 고함유 폐기 유기물을, 그것으로부터 수분을 강력하게 제거할 수 있고 연소시 다이옥신등과 같은 유해가스의 배출이 없으며 고열 에너지를 보유하는 분말체 연료로 생산할 수 있는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화방법 및 장치에 관한 것이다.

20세기 최후의 10수년은 환경문제가 지구규모로 확대되어 인식된 시대임과 동시에, 소비문명이 환경문제와 깊게 관련되어 있음이 명백해진 시대였다. 그리고 이 소비문명과 커다란 관계를 가진 환경문제 중의 하나가 "대량의 쓰레기문제"이다.

산업폐기물의 배출량은 종류별로는 오니, 동물의 분뇨, 건설폐자재가 전체의 약 8할을 차지하고 있으며, 최종 처분장의 잔여년수는 수도권에서의 잔여용량이 바닥을 드러내고 있다.

쓰레기문제는 양의 문제와 질의 문제가 있다. "양의 문제"는 폐기물을 적정하게 처리하여 처분하는 것을 맞출 수 없을 정도로 폐기물이 대량화하여, 잉여의 폐기물이 불법으로 폐기되는 불법투기가 각지에서 급증한 것과 관련되어 표면화되기 시작하였다. "질의 문제"는 쓰레기에 함유되는 유해물질에 의한 물오염의 발생이나 연소함에 따라 생기는 다이옥신 외에, 유해물질의 강하에 의한 지역사회 일대에의 자연환경이나 건강에의 영향의 발생이 확인된 것에 의하여 표면화되기 시작했다.

종래, 지방자치체의 쓰레기문제에 대한 대응은 위생적으로 뛰어나고, 대폭의쓰레기 감용화에 연결되는 「소각주의」를 기본으로 하고 있었다. 그러나, 소각처리는 쓰레기량이 증가하는 것을 막지는 못하므로, 조만간에 최종 처분장 부족에 빠질 것은 명백하며, 또 폐기물의 재생이용의 가능성을 단절한다는 문제가 있다. 이러한 관점에서, 소각→매립이라는 일방향형으로부터 감량화, 재활용을 중시한 순환형으로의 전환이 중요시되고 있다.

식품쓰레기의 재이용과 감량의 의무를 지게 하는 식품 재활용법이 시행되어 슈퍼마켓이나 식품제조회사 등의 일부에서는 식품을 퇴비로 하는 처리기나 쓰레기의 용적을 줄이는 기기의 도입 등이 시작되었으나, 대부분의 관계기업은 처리비용을 염려하여 아직 본격적인 도입에 이르고 있지 않다.

식품 재활용법은 연간 100톤 이상의 식품쓰레기를 배출하는 사업자에게, 5년 후에 배출량의 20% 삭감의 의무를 지게 한다. 식품의 제조, 가공, 소매 등의 사업자 외에, 음식점이나 호텔 등의 사업자들도 대상으로 하며, 전국에서 약 100만의 사업자에 이른다.

전국의 식품잔사(젖은 쓰레기, 잔반 등)의 양은 연간 1100만톤으로, 쌀의 생산량과 거의 같다. 그리고 소각공장에서 소각되는 식품잔사는 사업계 일반폐기물의 약 3분의 1의 양을 차지한다. 이 식품잔사는 옛날부터 사료나 비료로서 활용되어 왔다. 현재도 폐유나 생선찌꺼기를 회수하여 다시 자원화하는 전문업자나, 잔반을 회수, 이용하는 양돈농가는 존재하나, 배합사료나 돈육의 수입량의 증가에 따라, 그 수는 감소의 일로를 걷고 있다.

이와 같은 상황에서도, 식품잔사의 재활용에 들이는 노력이 여전히 행하여지고 있다. 어느 업자는 식품공장이나 급식센터, 병원 등으로부터 하루 수톤의 식품잔사를 모아, 우선 사료용과 그 외의 것으로 나누어, 사료용의 것은 간소사료나 밀기울, 어분 등을 섞어 발효사료로 하고, 이것을 자가배합하여 돼지에게 주고, 그밖의 잔사는 돼지의 분료와 섞어 메탄발효처리를 행하고, 이 메탄가스에 의하여 돈사의 난방을 대부분 조달하고, 고형물은 발효퇴비로 하고 있다. 하루에 잔사 2톤과 분뇨 3톤이 처리되어 폐기물은 남지 않는다.

비지는 70%나 수분 함유율이 있기 때문에 좀처럼 건조되지 않는다. 비지는 수분이 많아 썩기 쉽기 때문에 옛날부터 동물의 사료가 되지 않아 폐기처분되어 왔다. 콩으로 두부를 만들 때, 약 4할이 비지가 된다. 그리고 발생량의 60% 이상이 폐기되고 있다. 콩이나 검정콩을 사용한 두부나 유부를 제조하고 있는 식품회사에서는 비지의 처리에 연간 수억원을 필요로 하고 있다. 비지의 재활용은 비지건조파우더를 사용한 빵이나 쿠키, 비지전병, 비지선향으로서 재활용이 행하여지고 있다. 이것은 산업폐기물로서 대량으로 처분하고 있던 비지를 재이용함으로써, 환경에 대한 배려와 함께 폐기물처리의 경비삭감에 연결된다. 또 생선뼈의 재활용에 대해서도 행하여지고 있다. 그러나 이들 재활용의 전체의 비율은 매우 작다. 재활용업자의 절대수 부족으로 식품쓰레기 재활용의 전국적인 전개가 어렵다.

식품쓰레기를 연료로 바꾸어 활용하는 시도도 행하여지고 있다. 젖은 쓰레기, 식품의 팔다 남은 것 등을 압축기로 으깨어 액상으로 한 다음, 발효탱크에서 메탄을 생성, 급탕용으로 활용하고 있다.

그러나 메탄생성과정은 시간이 걸리는 데다가, 오수와 오니가 나오기 때문에100% 재활용이라고는 할 수 없다. 이와 같은 중에서 젖은 쓰레기 등의 일반 폐기물과 비지 등의 산업 폐기물을 파쇄, 탈수하여 퇴비를 제조, 판매하는 방안도 연구되고 있다.

또한, 유축(乳畜)플랜트의 소 또는 닭의 분뇨 등에 의한 열에너지의 회수 및 이용이 행하여지고 있다. 이러한 종래의 방법으로서, 가축의 분뇨를 메탄발효시켜 메탄가스를 에너지원으로 하는 재활용화가 행하여지고 있다. 유축플랜트의 소 또는 닭의 분뇨로부터 바이오가스를 생성하기 위하여 발효탱크 + 기타 기기를 구성하고, 소 또는 닭의 분뇨를 도입하여, 메탄함유량이 약 60%인 가스를 발생시켜 열병합공급발전설비에 이용함으로써, 상기 장치와 유축플랜트의 에너지수요를 조달하고, 잉여전력은 다른 전력시스템에 송전하는 것이 행하여지고 있다. 또한, 돼지나 소의 분뇨를 발전연료로 이용하는 방안이 연구되고 있다. 가축 분뇨는 퇴비로 바꾸어 농가에 판매하여도 4할이 남는다. 퇴비로 밖에 이용할 수 없어 소각하는 케이스도 많았다. 이 잉여 분뇨를 발전연료로 함으로써 분뇨를 잘 처리할 수 있으면 대규모 경영을 가능하게 되어 국제 경쟁력의 향상으로도 연결된다. 또 퇴비로서 이용할 수 있는 이상의 닭의 분뇨가 발생하고 있어 투기에 의한 수질오염이 문제로 되어 있으나, 닭의 분뇨에 연소 보조재를 혼합하여 연소시킬 수 있으면, 미이용 에너지의 개척으로도 이어질 수 있다.

본원 발명은 가축의 분뇨, 사용 불가능한 사료, 뿌리채소의 껍질 등, 식품의 먹고 남은 찌꺼기, 두부원료, 쥬스원료, 커피원료, 맥주원료, 술 등의 짜고 남은찌꺼기, 오니형상의 바이오매스, 페이퍼슬러지 등의 수분 고함유 폐기 유기물을, 그것으로부터 수분을 강력하게 제거할 수 있고 또한 악취를 무취화하여 배기할 수 있으며 연소시 다이옥신등과 같은 유해가스의 배출이 없으며 고열 에너지를 보유하는 분말체 연료로 생산할 수 있는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

도 1은 본원 발명의 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화방법 및 장치를 나타내는 개략도,

도 2는 본원 발명의 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화장치에 채용되는 탈취장치가 부착된 수분 고함유 폐기 유기물용 건조장치를 나타내는 도면이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 호퍼부착 교반기B : 건조장치

C : 탈취장치D : 믹서

E : 압출성형기F : 제 1 파쇄기

G : 캐처탱크H : 제 2 파쇄기

I : 투입용 호퍼

J, K, L, M, N, O, P : 벨트컨베이어Q : 플레콘백

1 : 용기본체1a : 점검구

2 : 폐기 유기물 투입구3 : 건조유기물 배출구

4 : 악취 배출구5 : 베어링부

6 : 회전축6a : 작은 지름부

6b : 안쪽 끝측 큰 지름부7 : 축없는 나선날개

8 : 모터9 : 안쪽 가열수단

9a : 축부9b : 플랜지부

9c : 외관9d : 내관

9e : 브래킷9f : 가열유체입구

9g : 가열유체출구10 : 둥근 고리덮개

11 : 베어링12 : 바깥쪽 가열수단

12a : 바깥쪽 가열실 형성벽12b : 가열유체 입구

12c : 가열유체 출구13 : 보온재

14 : 배기팬15 : 악취 도입관

16 : 케이싱17, 18 : 익스팬드 메탈

19 : 노즐20 : 분무관

21 : 악취제거액 저류탱크22 : 펌프

23 : 급송관24 : 회수관

25 : 활성탄탑26 : 오존발생장치

본원 발명의 제 1형태는, 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 방법에 있어서, 각지로 부터 모아져 온 수분 고함유 폐기 유기물을 교반시키는 단계; 수분 고함유 폐기 유기물을 가열하여 수분을 제거하여 건조하는 단계; 상기 건조된 폐기 유기물과, 수용성 열가소성 수지와, 발열보조재료를 혼합하여 분말체 연료화원료로 하는 단계; 상기 분말체 연료화원료를 가열, 가압, 혼련(混練)하여 스틱형상으로 압출성형하여 단주(短柱)형상 가연원료로 하는 단계; 및 상기 단주형상 가연원료를 미세분말형상으로 파쇄하는 단계를 포함하여 이루어지는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 방법을 제공한다.

상기 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 방법에 있어서, 상기 폐기 유기물을 건조하는 단계는, 건조장치의 용기 본체에 의하여 형성되는 수평방향으로 긴 원통형상의 건조공간내에 수분 고함유 폐기 유기물을 투입하여 상기 폐기 유기물을 원통형상내의 안쪽 가열수단과 원통형상 밖의 바깥쪽 가열수단에 의하여 안쪽 및 바깥쪽에서 가열시킴으로써 행해지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방법은, 상기 폐기 유기물을 건조하는 단계에 있어서, 상기 폐기유기물을 가열하여 수분을 제거할 때 발생하는 악취를 분리 제거하는 단계를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

상기 수분 고함유 폐기 유기물은 가축의 분뇨, 사용불가능한 사료, 채소 껍질등의 식품의 잔사, 두부원료, 쥬스원료, 커피원료, 맥주원료, 술등의 찌꺼기, 오니형상의 바이오매스, 페이퍼슬러지등 중 하나 이상이며, 상기 발열보조재료는 발열량이 큰 PET등의 폐플라스틱의 미세칩, 석탄분말, 목재칩의 미세입자등 중 하나 이상이다.

본원 발명의 제 2형태는, 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 장치에 있어서, 각지로 부터 모아져 온 수분 고함유 폐기 유기물을 교반하는 교반기; 수분 고함유 폐기 유기물을 가열하여 수분을 제거하여 건조시키는 건조장치; 상기 건조된 폐기 유기물과, 수용성 열가소성 수지와, 발열보조재료를 혼합하여 분말체 연료화원료로 하는 믹서기; 상기 분말체 연료화원료를 가열, 가압, 혼련하여 스틱형상으로 압출성형하여 단주(短柱)형상 가연원료로 하는 압출성형기; 및 상기 단주형상 가연원료를 미세분말형상으로 파쇄하는 파쇄기를 포함하여 이루어지는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 장치를 제공한다.

상기 건조장치는, 폐기 유기물을 투입하는 투입구와; 수평방향으로 긴 원통형상의 용기 본체와; 건조된 폐기 유기물을 배출하는 배출구와; 악취를 배출하는 악취배출구를 구비하며, 상기 용기 본체내에 배치되어 폐기 유기물을 교반 이송하는 축없는 나선날개와; 상기 축없는 나선날개를 회전시키는 구동수단과; 상기 용기 본체의 바깥쪽으로부터 폐기 유기물을 가열하는 바깥쪽 가열수단과, 상기 축없는나선날개의 중심에 설치되어 용기 본체내로부터 폐기 유기물을 가열하는 안쪽 가열수단을 더욱 포함하여 이루어진다.

상기 건조장치에는 수분 고함유 폐기 유기물을 가열하여 수분을 제거할 때 발생하는 악취를 분리 제거하는 탈취장치가 제공되는 것이 바람직하며, 상기 탈취장치는: 케이싱과; 악취를 도입하는 악취도입관과; 악취제거액을 저류하는 탱크, 악취제거액을 순환시키는 펌프 및 악취제거액을 분무하는 복수의 노즐을 구비한 악취제거액 순환수단과; 상기 케이싱내에 절개방향이 90도 다르도록 소정간격을 두고 수직으로 설치되고, 악취분자가 흡착된 악취제거액의 미립자를 흡착함으로써 악취를 제거하는 복수의 익스팬드 메탈을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 악취제거액을 저류하는 탱크에는 유기물을 포착하는 활성탄탑과, 오존을 발생시켜 살균을 행하는 오존발생장치가 제공되는 것이 바람직하다.

이하, 본원 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

이 실시예의 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 호퍼부착 교반기(A)와 건조장치(B)와 탈취장치(C)와 믹서(D)와 압출성형기(E)와 제 1 파쇄기(F)와 캐처탱크(G)와 제 2 파쇄기(H)와 투입용 호퍼(I)를 순서대로 라인설치하고, 각 구성설비 사이의 재료이송을 벨트컨베이어(J, K, L, M, N, O, P)로 행하도록 되어 있다.

호퍼부착 교반기(A)는 각지로부터 모아져 온 가축의 분뇨, 사용 불가능한 사료, 뿌리채소의 껍질 등, 식품의 먹고 남은 찌꺼기, 두부원료, 쥬스원료, 커피원료, 맥주원료, 술 등의 짜고 남은 찌꺼기, 오니형상의 바이오매스, 페이퍼슬러지등의 수분 고함유 폐기 유기물을 호퍼로부터 받아 들여 교반하고, 벨트컨베이어(J)로 송출하는 역할을 한다.

건조장치(B)는 벨트컨베이어(J)에 의하여 이송되어 오는 수분 고함유 폐기 유기물을 교반 이송하면서 100 내지 150℃로 가열하여 수분을 제거하여 건조된 폐기 유기물로 만드는 역할을 한다. 이때 잔류수분이 10% 미만이 되도록 건조시키는 것이 바람직하다.

탈취장치(C)는 건조장치(B)에서 발생한 악취를 도입하여 난류를 일으키고, 이 난류에 탈취제를 분무하여 악취의 소인을 포착하여 분리 제거하여 무취의 공기를 배출하는 역할을 한다.

믹서(D)는 건조장치(B)로부터 압출되어 낙하하여 벨트컨베이어(K)에 의하여 받아져 이송되어 오는 건조 폐기 유기물을 호퍼로부터 받아 들임과 동시에, 상기 건조 폐기 유기물 중의 잔류수분을 흡수함으로써 잔류수분을 제거하는 역할을 하는 포바르 등의 수용성 열가소성 수지와, PET 등의 폐플라스틱의 미세칩, 석탄분말, 목재칩 등의 발열량이 큰 미세입자형상 또는 미세조각형상의 발열보조재료를 적당량 넣어 뒤섞어 분말체 연료화원료로 하는 역할을 한다.

압출성형기(E)는 2축 스크류 혼련형의 압출성형기이고, 믹서(D)로부터 유출하여 벨트컨베이어(L)에 의하여 받아져 이송되어 오는 분말체 연료화원료를 호퍼로부터 받아 들여 2축 스크류로 혼련(混練; 혼합하면서 단련시킴)하면서 이송하는 과정에서 135 내지 180℃로 가열하고 가압하면, 수용성 열가소성 수지에 의한 수분의 흡수 및 수용성 열가소성 수지의 용융에 의하여, 상기 분말체 연료화원료를 스틱형상으로 압출 성형하며 압출된 위치에서 프로펠라형상의 핫커터에 의하여 단주(短柱)형상으로 절단하여 수분이 없는 단주형상 가연원료로 만드는 역할을 한다.

제 1 파쇄기(F)는 압출성형기(E)로부터 압출되어 단주형상으로 절단되어 낙하하여 벨트컨베이어(M)에 의하여 받아 들여져 이송되어 오는 단주형상 가연원료를 호퍼로부터 받아 넣어 예를 들면 0.8 내지 1.5mm의 거친 입자형상 가연원료가 되도록 파쇄하는 역할을 한다.

캐처탱크(G)는 제 1 파쇄기(F)로부터 유출하여 벨트컨베이어(N)에 의하여 받아져 이송되어 오는 거친 입자형상 가연원료를 1차적으로 저류하는 역할을 한다.

제 2 파쇄기(H)는 캐처탱크(G)로부터 유출하여 벨트컨베이어(O)에 의하여 받아져 이송되어 오는 단주형상 가연원료를 호퍼로부터 받아 넣어 예를 들면 0.1 내지 0.2mm의 미세분말형상 가연원료가 되도록 파쇄하는 역할을 한다.

투입용 호퍼(I)는 제 2 파쇄기(H)로부터 유출하여 벨트컨베이어(P)에 의하여 받아져 이송되어 오는 미세분말형상 가연원료를 플레콘백(큰 자루)(Q)에 투입하는 역할을 한다.

따라서 건조장치(B)에 의하여 수분 고함유 폐기 유기물을 가열하여 수분을 제거함과 동시에 발생하는 악취를 탈취장치(C)에 의하여 분리 제거하여 건조 폐기 유기물로 하고, 이어서 믹서(D)에 의하여 상기 건조 폐기 유기물과, 상기 건조 폐기 유기물 중의 잔류수분을 흡수함으로써 잔류수분을 제거하는 역할을 하는 포바르 등의 수용성 열가소성 수지와, 발열량이 큰 미세입자형상 또는 미세조각형상의 발열보조재료를 적당량 넣어 뒤섞어 분말체 연료화원료로 하고, 이어서,압출성형기(E)에 의하여 분말체 연료화원료를 가열, 가압, 혼련하여 포바르 등의 수용성 열가소성 수지의 작용으로 수분이 없는 스틱형상으로 굳혀 압출 성형하여 단주형상 가연원료로 하고, 이어서 제 1 파쇄기(F)와 제 2 파쇄기(H)에 의하여 단주형상 가연원료를 미세분말형상으로 파쇄하여 분말체 연료로 할 수 있다.

프레콘백(큰 자루; Q)으로 포장된 미세분말형상 가연원료는 보일러연료 등에 사용된다. 미세분말형상 가연원료는 수분을 완전히 제거한 폐기 유기물과 발열량이 큰 발열보조재료와의 혼합체이므로 800℃ 이상으로 발열하며, 황이나 유기염소성분이 거의 없기 때문에 연소시 다이옥신과 같은 유해가스의 배출이 없는 양호한 열원이 된다.

본원 발명에서는 가축의 분뇨, 사용 불가능한 사료, 뿌리채소의 껍질 등, 식품의 먹고 남은 찌꺼기, 두부원료, 쥬스원료, 커피원료, 맥주원료, 술 등의 짜고 남은 찌꺼기, 오니형상의 바이오매스, 페이퍼슬러지 등의 수분 고함유 폐기 유기물로부터 수분을 강력하게 제거할 수 있도록 하기 위하여, 건조장치(B)는, 수평방향으로 긴 원통형상의 건조공간내에 수분 고함유 폐기 유기물을 축없는 나선날개로 이동시키면서 안쪽 가열수단과 바깥쪽 가열수단에 의하여 수분 고함유 폐기 유기물을 안쪽과 바깥쪽으로부터 충분하게 가열 건조시킬 수 있는 구성으로 하고 있고, 또 탈취장치(C)는 간소한 구성이면서 유효하게 탈취할 수 있는 구성으로 하고 있다.

이하, 건조장치(B)와 탈취장치(C)에 대하여 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.

건조장치(B)는 용기본체(1)에 의하여 형성되는 수평방향으로 긴 원통형상의 건조공간내에 수분 고함유 폐기 유기물을 투입하여 이 수분 고함유 폐기 유기물을 모터(8)에 의하여 회전하는 축없는 나선날개로 용기본체내를 이동시켜 상기 축없는 나선날개의 중심에 설치한 안쪽 가열수단과 용기본체를 바깥쪽으로부터 가열하는 바깥쪽 가열수단에 의하여 상기 수분 고함유 유기 폐기물을 가열 건조시키는 구성이다.

건조장치(B)는 용기 본체(1)의 한쪽 끝에 폐기 유기물 투입구(2), 다른쪽 끝에 건조 유기물 배출구(3)와 악취 배출구(4)를 구비하고 있다. 이들은 스테인레스제인 것이 바람직하다.

용기 본체(1)는 스테인레스강으로 이루어지고 수평방향으로 긴 원통형상의 건조공간을 형성하고 있다. 폐기 유기물 투입구(2)는 용기 본체(1)의 한쪽 끝 상면에 연통 접속되어 있다. 건조 유기물 배출구(3)는 용기 본체(1)의 다른쪽 끝 하면에 연통 접속되어 있다. 악취 배출구(4)는 용기 본체(1)의 다른쪽 끝측의 상면에 연통 접속되어 있다.

따라서 가축의 분뇨, 사용 불가능한 사료, 비지, 쥬스원료, 커피원료, 술 등의 짜고 남은 찌꺼기, 오니형상의 바이오매스, 페이퍼슬러지 등의 수분 고함유 폐기 유기물을 페기 유기물 투입구(2)로부터 투입하고, 건조된 폐기 유기물을 건조 유기물 배출구(3)로부터 배출하고, 건조공정에서 발생하는 악취를 악취 배출구(4)로부터 배기하도록 되어 있다.

건조장치(B)는 용기 본체(1)의 폐기 유기물 투입구(2)측의 끝면부에 설치한베어링부(5)에, 건조 유기물 배출구(3)측으로부터 수용된 회전축(6)의 작은 지름부 (6a)가 삽입상태로 피벗되고, 이어서 용기 본체(1)내에 건조 유기물 배출구(3)측으로부터 수용된 축없는 나선날개(7)가 상기 회전축(6)의 안쪽 끝측 큰 지름부(6b)의 바깥 둘레면에 고정되어 있다. 회전축(6)의 작은 지름부(6a)의 바깥쪽 끝은 모터 (8)와 연결되어 있다. 따라서 모터(8)를 구동하면, 회전축(6)이 회전하여 축없는 나선날개(7)가 회전하도록 되어 있다. 또한 회전축(6) 및 축없는 나선날개(7)는 스테인레스제인 것이 바람직하다.

건조장치(B)는 용기 본체(1)의 중심에 안쪽 가열수단(9)을 구비하고 있다. 이 안쪽 가열수단(9)은 용기 본체(1)의 건조 유기물 배출구(3)측의 끝면을 폐쇄하는 둥근 고리덮개(10)로 통과하고 나서, 용기 본체(1)내의 축없는 나선날개(7)의 중심에 수용되어 안쪽 끝의 축부(9a)를 상기 회전축(6)의 안쪽 끝측 큰 지름부(6b)의 끝면을 뚫어 설치한 베어링(11)에 끼워 넣어 피벗되고, 바깥쪽 끝측의 플랜지부(9b)를 둥근 고리덮개(10)에 고정함으로써, 회전축(6)이 회전하여도 회전하지 않도록 양쪽 끝이 지지되어 있다. 또한 용기 본체(1)에는 점검구(1a)가 있어 이 덮개를 열고 축부(9a)를 베어링(11)에 끼워 넣어 피벗할 때의 조립작업을 행할 수 있다.

안쪽 가열수단(9)은 스테인레스제의 개략 2중관구조로서, 외관(outer tube; 9c)의 안쪽 끝이 내관(inner tube; 9d)의 안쪽 끝보다도 연장되어 폐쇄되고, 또한 내관(9d)의 안쪽 끝은 개방되어 있고, 외관(9c)과 내관(9d)의 안쪽 끝이 브래킷(9e)에 의하여 연결되어 동심상태로 유지되어 있고, 외관(9c)의 바깥쪽 끝면은 폐쇄되어 있고, 이 폐쇄면을 내관(9d)이 관통하고 있으며, 내관(9d)의 바깥쪽 끝에 가열유체 입구(9f)가 형성되어 있고, 외관(9c)의 바깥쪽 끝부 둘레면에 가열유체 출구(9g)가 형성되어 있다.

백수십도로 가열한 가열유체(100 내지 150℃의 오일이 바람직함)를 가열유체 입구(9f)로부터 공급하면, 이 가열유체는 내관(9d)의 안쪽 끝에 이르면 외관(9c)내를 유통하여 가열유체 출구(9g)로부터 유출된다.

따라서 폐기 유기물 투입구(2)로부터 투입되는 폐기 유기물은 모터(8)에 의하여 회전되는 축없는 나선날개(7)에 의하여 용기 본체(1)를 건조 유기물 배출구(3)를 향하여 이동되는 과정에서 안쪽 가열수단(9)의 전열 및 복사열에 의하여 가열되어 건조되도록 되어 있다.

건조장치(B)는 용기 본체(1)의 외면에 바깥쪽 가열수단(12)을 구비하고 있다. 바깥쪽 가열수단(12)은 용기 본체(1)의 외면에 고정 설치된 바깥쪽 가열실 형성벽(12a)에 의하여 용기 본체(1)를 둘러 싸는 고리형상 공간이 형성되어 있거나, 또는 용기 본체(1)의 둘레면방향의 예를 들면 4개소로서, 용기 본체의 모선방향으로 연장되는 직선형상 공간이 형성되어 있어, 백수십도로 가열한 가열유체(100 내지 150℃의 오일이 바람직함)를 가열유체 입구(12b)로부터 공급하면, 이 가열유체는 바깥쪽 가열실 형성벽(12a)에 의하여 형성된 밀폐공간을 유통하여 용기 본체(1)를 가열하여 가열유체 출구(12c)로부터 유출한다.

따라서 폐기 유기물 투입구(2)로부터 투입되는 폐기 유기물은 모터(8)에 의하여 회전되는 축없는 나선날개(7)에 의하여 용기 본체(1)의 건조 유기물배출구(3)를 향하여 이동되는 과정에서 바깥쪽 가열수단(12)의 전열 및 복사열에 의하여 가열되어 건조되도록 되어 있다.

또한 용기 본체(1) 및 바깥쪽 가열실 형성벽(12a)이 보온재(13)로 싸여져 고정되어 유효한 열이용이 도모된다.

따라서, 건조장치(B)에 있어서 폐기 유기물 투입구(2)로부터 투입되는 폐기 유기물은, 모터(8)에 의하여 회전되는 축없는 나선날개(7)에 의하여 용기 본체(1)내에서 교반되면서 이송되어, 안쪽 가열수단(9)과 바깥쪽 가열수단(12)에 의하여 가열되며, 악취를 함유한 수증기는 악취 배출구(4)로부터 분리 배기됨과 동시에 악취가 빠지고, 건조된 유기물은 건조 유기물 배출구(3)로부터 배출된다.

종래에 있어서, 스크류축에 의하여 수분 고함유 폐기 유기물을 이동하여 바깥쪽으로부터 가열하여 건조를 행하려고 하면 축 둘레까지 열이 전달되지 않아 충분한 건조가 행하여지지 않았으나, 본원 발명에서는 축없는 나선날개를 설치하여 그 중심에 안쪽 가열수단을 설치함으로써, 수분 고함유 폐기 유기물을 충분하게 건조할 수 있다.

건조장치(B)의 악취 배출구(4)는 배기팬(14) 및 악취 도입관(15)을 거쳐 탈취장치(C)에 연통 접속되어 있어, 건조장치(B)에 있어서 발생하는 악취를 탈취장치(C)로 유도하여 탈취하도록 되어 있다.

탈취장치(C)는 케이싱(16)내에 복수의(도면에서는 5개) 익스팬드 메탈(17, 17, …)을 익스팬드 메탈의 절개방향이 90도 다르도록 소정간격을 두고 수직으로 설치함과 동시에, 바닥에도 익스팬드 메탈(18)을 케이싱(16)의 바닥면부로부터 들뜨게 설치하고, 수직의 익스팬드 메탈(17, 17)의 중간에 대응하는 위치에서 케이싱(16)의 한쪽의 내벽으로부터 다른쪽의 내벽을 향하여 악취제거액을 분무할 수 있는 노즐(19)이 설치된 분무관(20)이 케이싱(16)의 내벽에 설치되고, 케이싱(16)밖에 설치하는 악취제거액 저류탱크(21)에 악취제거액을 저류하고, 이 악취제거액을 펌프(22)로 급송관(23)을 거쳐 분무관(20)에 급송하여 노즐(19)로부터 익스팬드 메탈(17, 17) 사이에서 악취제거액을 악취의 흐름에 분무하여 악취제거액의 미립자(금속이온)에 악취분자를 흡착시켜 배기에 함유되는 악취제거액의 미립자를 하류측의 익스팬드 메탈(17)로 흘려 내려 제거함으로써 악취를 제거하며, 바닥의 익스팬드 메탈(18)의 밑에 저장된 사용이 끝난 악취제거액을 회수관(24)을 거쳐 악취제거액 저류탱크 (21)로 흘려 내려 환류시키고, 악취제거액 저류탱크(21)내에 설치한 활성탄탑(25)에 의하여 유기물을 포착함과 동시에, 오존발생장치(26)에서 발생한 오존을 악취제거액 저류탱크(21)내에 도입하여 살균을 행하여 말(藻)의 발생을 회피하도록 되어 있다.

이상 설명한 바와 같이 본원 발명에 의하면, 가축의 분뇨, 사용 불가능한 사료, 뿌리채소의 껍질 등, 식품의 먹고 남은 찌꺼기, 두부원료, 쥬스원료, 커피원료, 맥주원료, 술 등의 짜고 남은 찌꺼기, 오니형상의 바이오매스, 페이퍼슬러지 등의 수분 고함유 폐기 유기물을, 그것으로부터 수분을 강력하게 제거할 수 있고 또한 악취를 무취화하여 배기할 수 있으며 연소시 다이옥신등과 같은 유해가스의 배출이 없으며 고열 에너지를 보유하는 분말체 연료로 양호하게 생산할 수 있다.

특히, 본원 발명의 건조장치에 의하면, 수평방향으로 긴 원통형상의 건조공간내에 수분 고함유 폐기 유기물을 축없는 나선날개로 이동시켜 안쪽 가열수단과 바깥쪽 가열수단에 의하여 수분 고함유 폐기 유기물을 안쪽과 바깥쪽으로부터 충분하게 가열 건조시킬 수 있다.

Claims

수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 방법에 있어서,

각지로 부터 모아져 온 수분 고함유 폐기 유기물을 교반시키는 단계;

수분 고함유 폐기 유기물을 가열하여 수분을 제거하여 건조하는 단계;

상기 건조된 폐기 유기물과, 수용성 열가소성 수지와, 발열보조재료를 혼합하여 분말체 연료화원료로 하는 단계;

상기 분말체 연료화원료를 가열, 가압, 혼련(混練)하여 스틱형상으로 압출성형하여 단주(短柱)형상 가연원료로 하는 단계; 및

상기 단주형상 가연원료를 미세분말형상으로 파쇄하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 방법.
제 1항에 있어서,

상기 폐기 유기물을 건조하는 단계는, 건조장치의 용기 본체에 의하여 형성되는 수평방향으로 긴 원통형상의 건조공간내에 수분 고함유 폐기 유기물을 투입하여 상기 폐기 유기물을 원통형상내의 안쪽 가열수단과 원통형상 밖의 바깥쪽 가열수단에 의하여 안쪽 및 바깥쪽에서 가열시킴으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 폐기 유기물을 건조하는 단계는, 상기 폐기 유기물을 가열하여 수분을 제거할 때 발생하는 악취를 분리 제거하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 방법.
제 1항에 있어서,

상기 수분 고함유 폐기 유기물은 가축의 분뇨, 사용불가능한 사료, 채소 껍질등의 식품의 잔사, 두부원료, 쥬스원료, 커피원료, 맥주원료, 술등의 찌꺼기, 오니형상의 바이오매스, 페이퍼슬러지등 중 하나 이상이며,

상기 발열보조재료는 발열량이 큰 PET등의 폐플라스틱의 미세칩, 석탄분말, 목재칩의 미세입자등 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 방법.
수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 장치에 있어서,

각지로 부터 모아져 온 수분 고함유 폐기 유기물을 교반하는 교반기;

수분 고함유 폐기 유기물을 가열하여 수분을 제거하여 건조시키는 건조장치;

상기 건조된 폐기 유기물과, 수용성 열가소성 수지와, 발열보조재료를 혼합하여 분말체 연료화원료로 하는 믹서기;

상기 분말체 연료화원료를 가열, 가압, 혼련(混練)하여 스틱형상으로 압출성형하여 단주(短柱)형상 가연원료로 하는 압출성형기; 및

상기 단주형상 가연원료를 미세분말형상으로 파쇄하는 파쇄기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 장치.
제 5항에 있어서,

상기 건조장치는, 폐기 유기물을 투입하는 투입구와; 수평방향으로 긴 원통형상의 용기 본체와; 건조된 폐기 유기물을 배출하는 배출구와; 악취를 배출하는 악취배출구를 구비하며,

상기 용기 본체내에 배치되어 폐기 유기물을 교반 이송하는 축없는 나선날개와;

상기 축없는 나선날개를 회전시키는 구동수단과;

상기 용기 본체의 바깥쪽으로부터 폐기 유기물을 가열하는 바깥쪽 가열수단과;

상기 축없는 나선날개의 중심에 설치되어 용기 본체내로부터 폐기 유기물을 가열하는 안쪽 가열수단을 더욱 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 장치.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,

상기 건조장치에는 수분 고함유 폐기 유기물을 가열하여 수분을 제거할 때 발생하는 악취를 분리 제거하는 탈취장치가 제공되며,

상기 탈취장치는:

케이싱과;

악취를 도입하는 악취도입관과;

악취제거액을 저류하는 탱크, 악취제거액을 순환시키는 펌프 및 악취제거액을 분무하는 복수의 노즐을 구비한 악취제거액 순환수단과;

상기 케이싱내에 절개방향이 90도 다르도록 소정간격을 두고 수직으로 설치되고, 악취분자가 흡착된 악취제거액의 미립자를 흡착함으로써 악취를 제거하는 복수의 익스팬드 메탈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 장치.
제 7항에 있어서,

상기 악취제거액을 저류하는 탱크에는 유기물을 포착하는 활성탄탑과, 오존을 발생시켜 살균을 행하는 오존발생장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 수분 고함유 폐기 유기물의 분말체 연료화 장치.