KR200301943Y1 - 토탄(土炭)에 하수종말처리 후 나오는 슬러지를 혼합하여제조된 가래 탄. - Google Patents

Abstract

본 고안은 중동 정세에 따라 석유가격의 급등으로 영세한 특작영농 농민들의 비닐 하우스 난방을 위한 기름 보일러 가동을 멈추게 하여 겨울철 농산물 생산과 소비자들의 특수 농산물 구입을 어렵게 하여 농민이나 이를 구입하려는 소비자들을 난감하게 하는 일이 없도록 저가의 혼합 토탄(土炭, 일명 褐炭)을 연료로 공급할 수 있도록 이에 부합되는 토탄용 보일러의 개발에 따라 공급하기 위한 것이다.

그러므로 본 공안의 주된 원료는 토탄이고 여기에 화력을 더 할 수 있도록 질소화합물과 탄소화합물이 대량 함유한 가정 등에서 버려지는 생활용 오수를 정화한 후 수거되는 슬러지를 특정폐기물 처리장에서 소각, 또는 매립되는 것을 토탄에 혼합하여 열량을 올리는 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고안이다.

Description

토탄(土炭)에 하수종말처리 후 나오는 슬러지를 혼합하여 제조된 가래 탄. {The Coposited Round Bar Coal to mix in a Muddy Coal with some Sludges from a Environmental Treatment for the wasted water.}

본 고안이 있기 전의 재래식 방법이나 형태는 지하에서 채취한 토탄을 원료로 하여 가루로 만든 후 여기에 물을 섞어 반죽을 한 다음 조개형태나 주먹형태 등으로 성형시키거나 가운데를 비워 큰 반지형태로 만들어 놓은 것으로 갈색을 띄운다 하여 일명 갈탄이라고 불리고 있었고 열량이 부족한 원료에는 석탄을 보충하거나 왕겨 등의 부수 원료를 첨가하여 만드는 고체형의 연료였다.

그러나 이러한 형태는 원가를 절감시킬 수 있는 공정상의 대량 생산방식에서 모양은 좋으나 단위당 생산량이 떨어지고 혼합된 원료의 균질화에 도움이 되지 못하여 열량을 올리는 문제와 쉽고 감편하며 균질 등의 문제점이 적은 방법으로 성형된 가래 떡 형태의 펠렛 형태로 제조된 일면 가래 탄이라고 명명한 것이다.

본 고안은 재래식의 석탄, 또는 갈탄이 갖는 부족한 면을 보완하여 열량도 올리고 배합비율도 잘 유지되며 간단한 공정으로 대량생산이 될 수 있는 가래 떡 형태로 압출 할 때 고속의 회전 칼로 절단하여 떡복기처럼 짧게 성형되도록 하였다.

일반적으로 토탄은 지역에 따라 탄소함량이 적어 열량이 낮은 것에는 석탄이나 보조 탄소화합물을 첨가하여 조절하는 정도이고 적극적으로 이러한 보조물질을 배합원칙에 의거하여 첨가하는 예는 없었다.

본 고안의 특징은 버려지는 하수처리장의 슬러지를 재활용하는 문제와 토탄이 갖는 저 열량의 문제점을 동시에 보완하는 방식을 택하여 원료의 성분을 사전에 대략 측정하여 상호 혼합하므로 일률적인 열량과 형태를 갖는 새로운 농업용 보일러에 맞는 가래형태의 토탄을 쉽고 간편하게 제조할 수 있도록 한 일명 "가래 탄"으로 만든 것이다.

도1은 하수 슬러지를 혼합하여 제조한 가래 탄의 성형도

도2는 가래 탄의 배합비율 예시도

도3은 가래 탄을 제조하는 압착기 성형부분의 옆면도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 토탄과 슬러지가 배합된 가래 탄,

100 : 배합된 가래 탄용 배합원료 투입용 홉파,

110 : 가래 탄으로 성형되는 성형용 틀(다이-Die)

120 : 성형된 가래형태의 가래 탄을 자르는 칼(Cutter) 틀(臺),

130 : 배합된 가래 탄 원료를 밀어주는 웜(Worm) 몸체,

광맥을 찾아 채취된 토탄을 배합할 수 있는 상태로 분말로 만들어 이를 주원료로 하고 여기에 혼합할 하수 슬러지를 종말처리장에서 배출한 상태의 수분을 활용하여 반죽을 위해 토목용 혼합기에 배합비율에 의한 용적 또는 중량비율로 섞어 넣고 회전하면서 우선 배함을 하다가 제오 라이트와 때에 따라 착화가 약한 토탄은 왕겨 탄화물을 첨가하여 약 10분∼20분 정도 혼합을 하면 가래 탄(10) 원료가 된다.

가래 탄의 배합비율은 [도2] 와 같이 두 종류의 비율이 있으나 토탄, 또는 갈탄 등의 품질에 따라 열량 확보를 위해 배합비율을 조절 할 필요가 있다.

배합이 완료되었으면 이를 수동 또는 자동으로 별도의 성형용 제조기의 홉파(100)에 옮겨 넣고 가래 탄(10)으로 성형하기 위해 [도3] 의 성형 틀이 있는 별도의 성형공정을 거치면서 가래 탄(10), 즉 Composited Round Bar Coal이 된다.

완성된 가래 탄(10)으로 만들기 위해 [도2] 의 배합비율과 같이 원료의 함유성분을 고려하여 적절하게 배합, 교반 된 반제품으로 제조된 것으로 성형공정의 성형기 틀(110)로 가래 떡 형태로 압출(壓出)공정, 즉 펠렛처럼 만들기 위해 기계에서 웜(130)을 통하여 밀어내면 가래형태로 나오고 이들이 입구에서 회전용 칼(120)에 의하여 짧게 잘라져 배출될 때에는 서로 붙지 않도록 밑에 컨베여를 설치하여 이동시키면서 별도로 마련한 건조기로 옮겨 송풍으로 건조시키면 완제품이 되고 저장, 또는 배출시키면서 포장 또는 산물(Bulk)로 상품화시키는 것이다.

본 제품은 하수 슬러지가 혼합되었으므로 [도2] 의 배합비율에서 보는 바와 같이 제오 라이트 등을 첨가하여 수분과 냄새를 제거시키면서 응결력을 높이고 착화나 열량 보충을 위하여 왕겨나 목재 탄화물을 보충하면서 성분유지를 시킨다.위와 같이 제조된 가래 탄(10)은 그 크기가 가급적 일정하게 하여 길이는 약 45mm에서 오차 ±10mm, 직경은 20mm 크기에서 오차 ±5mm정도인 것이 착화나 연소 후 밑불씨로 이용하기 좋으며 연소효율도 높다.

또한 슬러지에 혼입(混入) 될 수 있는 유해성분은 사전에 함유(含有) 유무를 검사하여 무해한 가래 탄(10)으로 판정된 롯트(Lot)만 가정용으로 사용하도록 해야 하겠으나 농업용으로는 이미 하수종말처리장에서 검사하여 무해하다는 판정에 의거 소각 또는 매립되는 슬러지이고 또 토탄은 이미 취사용으로 널리 사용되고 있어서 유해성분이 없다는 판정을 받았기 때문에 본 제품의 사용에는 문제점이 없다.

본 고안의 가래 탄은 중동의 불안에 따라 변화하는 석유가격의 변화에 관계 없이 국내에서 저렴하게 생산되는 토탄과 막대한 예산을 들여 폐기하는 슬러지를 자원화하며 저가의 공정으로 영농인들에게 안정된 가격으로 공급을 함으로서 소비자들에게 저렴한 특수 농작물을 공급할 수 있게되고 경제적으로 약한 농민들에게 저가의 농작물을 생산할 수 있게 해 줄 수 있는 밑바탕이 되는 연료 자원이 부족한 국가에 폐기되는 자원의 활용과 제조가 쉬운 신종 탄으로 기대효과가 크다.

Claims (2)

1. 국내 산제되어 있는 토탄(土炭)과 하수종말처리 후 수거되어 폐기되는 오수오수(汚水) 슬러지(Sludge)를 일정 비율로 혼합한 후 제오 라이트와 착화 보조 탄화물을 첨가하여 난방을 위한 보일러용 탄으로 사용되도록 모양을 길이 45mm(오차 ±10mm)에 직경 20mm(오차 ±5mm)의 원통형 가래떡으로 만들어지는 것이 특징인 토탄에 하수종말처리 후 나오는 슬러지를 혼합하여 제조된 가래탄
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