KR20050071140A - Methods for manufacturing of solid fuels using combustible waste material - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가연성 폐기물들을 파쇄기에 넣고 파쇄하는 단계와, 상기 파쇄된 가연성 폐기물 중에서 열가소성 플라스틱의 함량을 측정하는 단계와, 상기 가연성 폐기물에 포함된 열가소성 플라스틱의 양이 전체 중량비의 20%이하이면 20%이상이 되도록 열가소성 플라스틱을 첨가하여 혼합하는 단계와, 상기 가연성 폐기물을 열풍기가 구비된 원통체 속으로 통과시켜 고온의 와류공기에 의해 함수율이 조절되도록 하는 단계와, 상기 함수율이 조절된 가연성 폐기물을 호퍼에 저장하는 단계와, 상기 호퍼로 부터 계량된 일정량의 가연성 폐기물을 마찰식 용융혼합기에 넣고 분쇄함과 동시에 보다 균일하게 혼합되도록 하는 단계와, 상기 가연성 폐기물이 상기 마찰식 용융혼합기 내에서 플라스틱성분들이 마찰열에 의해 용융되면서 가연성 폐기물 조각들과 서로 엉기도록 하는 단계와, 상기 용융된 플라스틱성분이 가연성 폐기물 부산물과 결합되어 덩어리를 형성하게 되면 물을 분사하여 냉각시키므로써 작은 입상의 펠렛을 형성할 수 있도록 하는 단계로 이루어지는 가연성 폐기물을 이용한 고형화 연료 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 점화가 용이하고, 화력이 균일하며, 연소력이 우수한 매우 유용한 발명인 것이다.The present invention comprises the steps of putting the combustible wastes in the shredder, crushing, measuring the content of the thermoplastic plastic in the shredded combustible waste, 20% if the amount of the thermoplastic plastic contained in the combustible waste is less than 20% of the total weight ratio Adding and mixing thermoplastic plastics to achieve the above; passing the combustible wastes through a cylindrical body equipped with a hot air blower so that moisture content is controlled by hot vortex air; Storing in the hopper, putting a predetermined amount of combustible wastes metered from the hopper into the friction melt mixer and pulverizing the mixture so that the combustible waste is more uniformly mixed with the plastic components in the friction melt mixer. Melted by frictional heat, Solidifying fuel using the combustible waste comprising the step of tangling with the molten plastic component and combining the combustible waste by-products to form agglomerates, thereby spraying water to cool to form small granular pellets. To provide a manufacturing method, the present invention is a very useful invention that is easy to ignite, uniform fire power, excellent combustion power.

Description

가연성 폐기물을 이용한 고형화 연료 제조방법{Methods for manufacturing of solid fuels using combustible waste material } Methods for manufacturing solid fuels using combustible waste material

본 발명은 가연성 폐기물을 재활용하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 거의 전량 폐기되어 소각처리되고 있는 가연성 폐기물을 연료로 재활용하므로써 폐기자원을 고부가가치화하기 위한 가연성 폐기물을 이용한 고형화 연료제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recycling flammable wastes, and more particularly, to a method for producing a solidified fuel using flammable wastes for high value-added waste resources by recycling flammable wastes which are almost completely discarded and incinerated into fuel.

최근 산업사회의 발전과 생활수준의 향상으로 인해 가연성 폐기물의 양은 점차 증가하고 있으며, 이와 비례하여 소각되는 가연성 폐기물의 양도 점차 증가하고 있는 실정이다. 그러나 지금까지 가연성 폐기물은 일부 재활용가능한 부분만을 선별하여 재생원료로 사용하거나 기타 플라스틱 폐자재들과 함께 용융시켜 성형가공하여 건축용 판재 및 바닥재 등으로 제작하여 저급의 건축자재로 사용하고 있긴하나, 가연성 폐기물의 종류는 폐목재, 폐섬유, 폐종이, 폐플라스틱 등과 같이 재활용이 곤란한 서로 다른 재질들이 다양하게 혼재되고 있기 때문에 전량 소각처리하는 것이 매우 일반적인 처리방법이었다.Recently, due to the development of industrial society and the improvement of living standards, the amount of combustible waste is gradually increasing, and the amount of combustible waste that is incinerated is gradually increasing. However, until now, combustible wastes have been used as recycled raw materials by selecting only some recyclable parts, or melted together with other plastic waste materials, and molded and processed into low grade building materials by manufacturing them as building plates and flooring materials. Incineration of waste wood, waste fiber, waste paper, waste plastic, etc., because it is difficult to recycle different materials are mixed in various ways, it was a very common treatment method.

그러나 상기와 같은 가연성 폐기물의 단순한 소각처리는 엄청난 열량을 갖는 가연성물질들을 돈을 들여 태워 없애는 매우 불합리하고, 비경제적인 방법일 뿐만 아니라 이로인해 악취, 다이옥신류 발생해 대기 및 수질오염의 원인이 되고 있는 실정이다.However, the simple incineration of flammable waste is not only a very unreasonable and uneconomical way to burn down the combustible materials with huge calories, but also causes odors and dioxins, causing air and water pollution. It is true.

따라서 본 발명자는 연료자원이 유한성으로 인해 대체연료의 필요성이 어느때보다 절실한 실정이고, 이로인해 현재 소각에 의해 폐기하고 있는 가연성 폐기물의 활용을 연구하던 중, 가연성 폐기물은 모두가 가연성이며, 특히 고열량을 발생시킬 수 있는 재질이라는 점에 착안하여 이들을 연료화하므로써 환경오염방지 및 자원의 낭비를 획기적으로 절감시킬 수 있도록 하였다. Therefore, the present inventors are more urgent than ever because of the finite nature of the fuel resources, and while studying the utilization of the combustible wastes currently disposed by incineration, the combustible wastes are all flammable, and especially high calorific value By focusing on the materials that can be generated, they have been fueled to prevent environmental pollution and drastically reduce waste of resources.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 가연성 폐기물을 이용한 고형화 연료 제조방법을 각 공정별로 설명하면 다음과 같다. The solidification fuel manufacturing method using the present invention combustible waste for achieving the above object is described as follows for each process.

먼저 가연성 폐기물들을 파쇄기에 넣고 파쇄하는 단계와, 상기 파쇄된 가연성 폐기물 중에서 열가소성 플라스틱의 함량을 측정하는 단계와, 상기 가연성 폐기물에 포함된 열가소성 플라스틱의 양이 전체 중량비의 20%이하이면 20%이상이 되도록 열가소성 플라스틱을 첨가하여 혼합하는 단계와, 상기 가연성 폐기물을 열풍기가 구비된 원통체 속으로 통과시켜 고온의 와류공기에 의해 함수율이 조절되도록 하는 단계와, 상기 함수율이 조절된 가연성 폐기물을 호퍼에 저장하는 단계와, 상기 호퍼로 부터 계량된 일정량의 가연성 폐기물을 마찰식 용융혼합기에 넣고 분쇄함과 동시에 보다 균일하게 혼합되도록 하는 단계와, 상기 가연성 폐기물이 상기 마찰식 용융혼합기 내에서 플라스틱성분들이 마찰열에 의해 용융되면서 가연성 폐기물 조각들과 서로 엉기도록 하는 단계와, 상기 용융된 플라스틱성분이 가연성 폐기물 부산물과 결합되어 덩어리를 형성하게 되면 물을 분사하여 냉각시키므로써 작은 입상의 펠렛을 형성할 수 있도록 하는 단계로 이루어지며, 이로인해 가연성 폐기물 부산물을 고형연료로 제조할 수 있는 것이다.First, combustible wastes are put into a crusher, and crushed; measuring the content of thermoplastics in the crushed combustible waste; and if the amount of thermoplastics contained in the combustible waste is 20% or less of the total weight ratio, more than 20% Adding and mixing thermoplastic plastics as much as possible, passing the combustible waste into a cylindrical body equipped with a hot air blower so that the moisture content is controlled by high temperature vortex air, and storing the controlled moisture combustible waste in a hopper. And putting a predetermined amount of combustible wastes metered from the hopper into the friction type melt mixer and pulverizing the same, and mixing the combustible waste more homogeneously in the friction type melt mixer. By melting each other with flammable waste pieces When the molten plastic component is combined with combustible waste by-products to form agglomerates, the molten plastic component is formed to form pellets of small granules by spraying and cooling water, thereby causing combustible waste by-products. It can be produced as a solid fuel.

이를 바람직한 실시예를 들어 각 단계별로 상세히 설명하기로 한다.This will be described in detail for each step for the preferred embodiment.

실시예 Example

먼저 수거된 가연성 폐기물(100)들을 컨베이어벨트 및 크레인, 기타 장비에 의해 파쇄기(110)에 넣어져 파쇄되어지는데, 이처럼 가연성 폐기물(100)이 파쇄되어지면 상기 파쇄된 가연성 폐기물 중에서 작업자는 열가소성 플라스틱(122)의 함량을 측정하게 된다. First, the collected flammable wastes 100 are put into the shredder 110 by the conveyor belt, the crane, and other equipment, and are shredded. When the flammable wastes 100 are shredded, the worker is a thermoplastic plastic ( 122) is determined.

이때 열가소성 플라스틱의 함량을 측정하는 이유는 상기 가연성 폐기물을 추후 마찰식 용융혼합기(170)에 넣고 열가소성 플라스틱(122)과 함께 용융시킬 때 폐목재, 폐섬유, 폐종이, 비가소성 플라스틱 조각들과 같이 용융성이 좋지 못하고 서로 쉽게 융착되지 못하는 재질들의 바인더(binder)기능을 하게 되는데, 이때 상기 폐목재, 폐섬유, 폐종이, 비가소성 플라스틱 조각들의 보다 원할한 혼합과 융착을 위해서는 적당한 양의 열가소성 플라스틱(122)을 추가해야 하는데, 이때 이미 가연성 폐기물 중에 필요한 만큼의 열가소성 플라스틱이 포함되어 있다면 더이상 추가하지 않아도 되기 때문이다.In this case, the reason for measuring the content of the thermoplastic plastic is that when the flammable waste is put into the friction type melt mixer 170 and melted together with the thermoplastic plastic 122, such as waste wood, waste fiber, waste paper, and non-plastic plastic pieces. It is a binder (binder) of materials that are poor in meltability and not easily fused to each other, wherein the waste wood, waste fibers, waste paper, non-plastic plastic pieces in the appropriate amount of thermoplastic plastics for more smooth mixing and fusion (122) should be added because if the flammable waste already contains as many thermoplastics as required, no further addition is required.

이처럼 가연성 폐기물에 적당량 골고루 분포되어지는 열가소성 플라스틱(122)의 양은 전체 가연성 폐기물의 중량중에서 20%이상이 되면 충분하게 된다. 따라서 상기 가연성 폐기물에 포함된 열가소성 플라스틱의 양을 측정하여 전체 가연성 폐기물의 전체 중량비의 20%이하라면 가연성 폐기물(121)에 포함된 가연성 플라스틱의 함유량을 포함하여 중량비로 최소 20%이상이 되도록 열가소성 플라스틱을 첨가해 주어야 한다.As such, the amount of the thermoplastic plastic 122 distributed evenly in the combustible waste is sufficient if it is 20% or more of the weight of the entire combustible waste. Therefore, if the amount of the thermoplastic plastic contained in the flammable waste is less than 20% of the total weight ratio of the total flammable waste, the thermoplastic plastic is at least 20% by weight, including the content of the flammable plastic contained in the flammable waste 121. Should be added.

본 발명에 있어서 상기 열가소성 플라스틱은 융착성을 가지는 열가소성수지를 의미하고, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 폴리비닐 등이 주로 사용되어질 것이며, 그중에서도 폴리에틸렌을 사용하는 것이 가장 바람직한 결과를 얻을 수 있다. In the present invention, the thermoplastic resin means a thermoplastic resin having adhesion, and in particular, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl, and the like will be mainly used, and among them, the most preferable result is polyethylene.

이때 상기 가연성 폐기물(121)과 열가소성 플라스틱 조각들의 혼합은 혼합기(130)에 의해 이루어지며, 상기 균일하게 혼합된 가연성 폐기물(121)들을 컨베이어벨트(140)에 의해 이송되어져 열풍기(151)가 구비된 원통체(150) 속을 통과하게 되는데, 이때 상기 가연성 폐기물(121)들이 원통체 내부를 통과하는 순간 열풍기에서 품어져 나온 고온의 와류공기에 의해 수분이 증발되면서 함수율이 조절되어진다.In this case, the combustible waste 121 and the thermoplastic plastic pieces are mixed by the mixer 130, and the uniformly mixed combustible waste 121 is transferred by the conveyor belt 140 to provide a hot air fan 151. Pass through the cylindrical body 150, the moisture content is controlled by the evaporation of moisture by the hot vortex air from the hot air at the moment the flammable waste 121 passes through the inside of the cylindrical body.

이때 가연성 폐기물(121)들의 함수율 조절은 본 발명에 있어서 매우 중요한 요소로, 펠렛(170)을 형성함에 있어 상기 가연성 폐기물(121)들의 함수율에 따라 펠렛 형성시간이 현저하게 달라지기 때문이다. In this case, the moisture content control of the combustible wastes 121 is a very important factor in the present invention, because the formation time of the pellets varies significantly depending on the moisture content of the combustible wastes 121.

즉 펠렛(170) 형성이 늦어지면 그만큼 장치의 가동으로 인한 에너지의 소모가 커질 수 밖에 없고, 이로인해 생산성의 저하 및 제조가격의 상승이 불가피하기 때문이다. 따라서 본 발명에 있어서 가연성 폐기물의 함수율은 낮을 수록 좋다.That is, when the formation of the pellets 170 is delayed, the energy consumption due to the operation of the device is inevitably increased, thereby lowering the productivity and increasing the manufacturing price. Therefore, in the present invention, the lower the moisture content of the flammable waste is, the better.

이때 함수율의 따른 펠렛형성시간의 차이를 표 1에 나타내었다.The difference in pellet formation time according to the moisture content is shown in Table 1.

함수율Water content 펠렛형성시간Pellet Forming Time 7%7% 14분14 minutes 17%17% 19분19 minutes 27%27% 24분24 minutes

즉 함수율 10% 추가시마다 펠렛형성시간은 5분씩 추가소요되었다.In other words, for every 10% of moisture content, pelleting time was additionally 5 minutes.

다음 상기 함수율이 조절된 가연성 폐기물(121)들을 일단 호퍼(160)에 저장하게 되는데 이는 마찰식 용융혼합기(170)가 일정량의 가연성 폐기물(121)만을 소화할 수 있기 때문이다.Next, the moisture-controlled combustible wastes 121 are once stored in the hopper 160 because the friction type melt mixer 170 can only extinguish a certain amount of the combustible wastes 121.

따라서 상기 호퍼로 부터 일정량을 가연성 폐기물(121)을 계량하여 공지의 마찰식 용융혼합기(170)로 투입하게 되는데 상기 마찰식 용융혼합기(170)에 의해 가연성 폐기물(121)들이 분쇄와 동시에 다시 균일하게 섞이게 된다.Therefore, a certain amount of the flammable waste 121 is measured from the hopper and introduced into a known friction type melt mixer 170. The friction type melt mixer 170 is combusted again by grinding and uniformly at the same time. It is mixed.

또한 상기 마찰식 용융혼합기(170)에 투입된 가연성 폐기물(121)들은 마찰식 용융혼합기(170)의 바닥에 형성된 회전칼날(172)에 의해 회전하면서 발생하는 마찰열에 의해 상기 가연성 폐기물(121) 중에 함유된 플라스틱성분이 먼저 용융되면서 역시 가연성 폐기물(121) 중에 함유되어있는 가연성 폐기물(121) 조각들과 서로 엉기게 된다. In addition, the combustible wastes 121 introduced into the friction melter 170 are contained in the combustible waste 121 by frictional heat generated while rotating by the rotary blade 172 formed on the bottom of the friction melter 170. As the plastic component is first melted, it is entangled with the pieces of the combustible waste 121 which are also contained in the combustible waste 121.

이때 상기 가연성 폐기물(121)의 온도가 160℃정도에 이르게 되면 용융된 가연성 폐기물(121) 조각들과 융착되면서 결합되어 덩어리를 형성하게 되는데 이때 분사기(171)로 물을 분사하여 냉각시키므로써 직경이 1cm이내인 작은 입상의 펠렛(180)이 형성되어지는 것이다.At this time, when the temperature of the combustible waste 121 reaches about 160 ° C, the combustible waste 121 is melted and combined with the pieces of the combustible waste 121 to form a lump. In this case, water is injected by the injector 171 to cool the diameter. Small granular pellets 180 within 1 cm are formed.

이처럼 본 발명은 매우 작은 입상을 가지며, 열량이 높은 가연성 폐기물 부산물 조각들이 점화온도가 낮은 가연성 플라스틱에 의해 균일하게 혼합되어 융착된 상태이므로 점화가 용이해지며, 연소력이 좋아지는 것은 물론, 화력이 균일하게 형성되므로 고체연료로 대체함에 있어 부족함이 없게 되는 것이다. As described above, the present invention has a very small granular shape, and the combustible waste byproduct pieces having a high calorie content are uniformly mixed and fused by the combustible plastic having a low ignition temperature, so that the ignition is facilitated, the combustion power is improved, and the fire power is uniform. It is formed so that there is no lack in replacing with solid fuel.

본 발명은 다양한 성분으로 이루어지는 가연성 폐기물 부산물을 입상(粒狀)의 작은 펠렛형상으로 제조하게 되므로써 점화가 용이하게 되고, 연소력이 좋게 되며, 화력이 균일하여 비닐하우스나 발전소, 기타 여러 고체연료를 사용하는 곳에 무료로 또는 저렴한 금액으로 제공하므로써 종래 매립이나 단순한 소각을 통해 폐기하는 것보다는 경제적 효용가치를 향상시킬 수 있도록 하였고, 이로인한 폐자원의 고부가가치화 및 환경보호에 크게 이바지할 수 있도록 하였다.The present invention is to produce a combustible waste by-product consisting of various components in the form of small pellets of granules, so that the ignition is easy, the combustion power is good, and the thermal power is uniform, so that a plastic house, a power plant, and many other solid fuels can be used. By providing free or low cost to the place of use, it is possible to improve the economic utility value rather than disposing through conventional landfill or simple incineration, thereby greatly contributing to the high added value of the waste resources and environmental protection.

도 1 - 본 발명에 따른 고형화 연료 제조장치의 개략적인 구성도.1-schematic configuration diagram of a solidification fuel production apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for main parts of the drawings

100: 가연성 폐기물 110: 파쇄기100: flammable waste 110: shredder

121: 파쇄된 가연성 폐기물 122: 열가소성 플라스틱 121: combustible combustible waste 122: thermoplastic

130: 혼합기 140: 컨베이어 130: mixer 140: conveyor

150: 원통체 151: 열풍기 150: cylinder 151: hot air fan

160: 호퍼160: Hopper

170: 마찰식 용융혼합기 171: 분사기 170: friction melt mixer 171: injector

172: 회전칼날 180: 펠렛172: rotary blade 180: pellet

Claims (1)

가연성 폐기물로 부터 고형연료를 제조하는 방법에 있어서,In the method of producing solid fuel from flammable waste, 가연성 폐기물들을 파쇄기에 넣고 파쇄하는 단계와, 상기 파쇄된 가연성 폐기물 중에서 열가소성 플라스틱의 함량을 측정하는 단계와, 상기 가연성 폐기물에 포함된 열가소성 플라스틱의 양이 전체 중량비의 20%이하이면 20%이상이 되도록 열가소성 플라스틱을 첨가하여 혼합하는 단계와, 상기 가연성 폐기물을 열풍기가 구비된 원통체 속으로 통과시켜 고온의 와류공기에 의해 함수율이 조절되도록 하는 단계와, 상기 함수율이 조절된 가연성 폐기물을 호퍼에 저장하는 단계와, 상기 호퍼로 부터 계량된 일정량의 가연성 폐기물을 마찰식 용융혼합기에 넣고 분쇄함과 동시에 보다 균일하게 혼합되도록 하는 단계와, 상기 가연성 폐기물이 상기 마찰식 용융혼합기 내에서 플라스틱성분들이 마찰열에 의해 용융되면서 가연성 폐기물 조각들과 서로 엉기도록 하는 단계와, 상기 용융된 플라스틱성분이 가연성 폐기물 부산물과 결합되어 덩어리를 형성하게 되면 물을 분사하여 냉각시키므로써 작은 입상의 펠렛을 형성할 수 있도록 하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 이용한 고형화 연료 제조방법.Putting the combustible wastes into the shredder, and shredding, measuring the content of the thermoplastics in the shredded combustible wastes, and if the amount of the thermoplastic plastics contained in the combustible wastes is 20% or less of the total weight ratio, 20% or more. Adding and mixing thermoplastic plastics, passing the combustible waste into a cylindrical body equipped with a hot air blower to control the moisture content by hot vortex air, and storing the combustible waste whose moisture content is controlled in a hopper. And putting a predetermined amount of combustible wastes metered from the hopper into the friction type melt mixer and pulverizing the same, and mixing the combustible waste in the friction type melt mixer by frictional heat. Melts and clumps together with flammable waste pieces And locking the molten plastic component with the combustible waste by-products to form agglomerates, thereby spraying water to cool to form pellets of small granules. Solidified fuel manufacturing method using.
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KR100743218B1 (en) * 2006-12-26 2007-07-26 엠엔테크(주) Apparatus for manufacture of solid fuel from combustibility waste

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