KR20060036233A - Removal process using electrical resistance value of heavy metal polluted coal ashes and its system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화력 발전소 등에서 배출되는 폐기물 중 과다한 중금속을 함유하고 있는 석탄재를 제거하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 석탄재에 전극을 가하여 얻어진 전기 저항치를 이용하여 중금속에 과다 오염되어 있는 석탄재만을 선별적으로 제거하여 줌으로써 중금속 함량이 미비하거나 거의 없는 석탄재를 제공하여 보다 친환경적인 토양 개량제 등으로 재활용될 수 있도록 중금속 오염 석탄재의 전기 저항치를 이용한 제거 공정 및 그 시스템을 제공하는데 그 주된 목적이 있다.The present invention relates to a method and apparatus for removing coal ash containing excessive heavy metals from wastes discharged from a thermal power plant, and the like, selectively using only coal ash excessively contaminated with heavy metals by using electrical resistance obtained by applying electrodes to coal ash. The main objective is to provide a removal process and a system using the electrical resistance of heavy metal contaminated coal ash so as to provide a coal ash with little or no heavy metal content to be removed to be recycled as a more environmentally friendly soil improver.
화력 발전소, 플라이 애쉬, 바텀 애쉬, 석탄재, 토양 개량제, 중금속, 전기 저항Thermal power plant, fly ash, bottom ash, coal ash, soil improver, heavy metal, electrical resistance
Description
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중금속 오염 석탄재의 전기 저항치를 이용한 제거 시스템에 관한 개략도,1 is a schematic diagram of a removal system using the electrical resistance of heavy metal contaminated coal ash according to a preferred embodiment of the present invention,
도 2a 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중금속 오염 석탄재의 전기 저항치를 이용한 제거 시스템의 전지 저항치 검출 수단을 나타낸 평면도,Figure 2a is a plan view showing a battery resistance detection means of the removal system using the electrical resistance of heavy metal contaminated coal ash according to a preferred embodiment of the present invention,
도 2b 는 도 2a 의 전지 저항치 검출 수단를 측면에서 나타낸 측면도,2B is a side view showing the battery resistance detecting means of FIG. 2A in a side view;
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중금속 오염 석탄재의 전기 저항치를 이용한 제거 공정을 단계별로 나타낸 블록도,Figure 3 is a block diagram showing a step by step removal process using the electrical resistance of the heavy metal contaminated coal ash according to an embodiment of the present invention,
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
10;원료 저장 수단 20;투입 수단10; raw material storage means 20; input means
30;전기 저항치 검출수단 40;1차 중금속 제거수단30; electrical resistance detection means 40; primary heavy metal removal means
50;성형 수단 60;분석수단50; molding means 60; analysis means
70;포장 수단 80;2 차 중금속 제거수단70; packaging means 80; secondary heavy metal removal means
90;반출 수단90; export means
본 발명은 화력 발전소 등에서 배출되는 폐기물 중 과다한 중금속을 함유하고 있는 석탄재를 제거하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 과다한 중금속에 오염되어 있는 석탄재만을 선별적으로 제거하여 줌으로써 중금속 함량이 미비하거나 거의 없는 석탄재를 제공하여 친환경적인 토양 개량제 등으로 재활용될 수 있는 중금속 오염 석탄재의 제거 공정 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for removing coal ash containing excessive heavy metals from waste discharged from a thermal power plant. More specifically, by removing only the coal ash contaminated with excessive heavy metals to provide coal ash with little or no heavy metal content, and to remove the heavy metal contaminated coal ash that can be recycled as an environmentally friendly soil improver and system will be.
현재, 화력 발전소, 열병합 발전소 등에서는 불규칙한 크기의 석탄을 대략 입경 30mm에서 분말도 5000㎠/g 의 상태로 분쇄하여 연소시킴으로써 화력을 증대시키고 있으며, 연소 후 발생된 연소 부산물인 석탄재를 입자의 굵기에 따라 바텀 애쉬(bottom-ash)와 플라이 애쉬(fly ash)로 구분하고 있다.At present, thermal power plants and cogeneration plants increase coal-fired power by crushing and burning irregularly sized coal at a particle size of about 30 mm to 5000 cm 2 / g. Therefore, it is divided into bottom-ash and fly ash.
이러한 석탄재는 통상적으로 공지에 매립되어 왔으나 그 처리가 점차 어렵게 되자 이를 처리하기 위하여 재활용화 기술들에 대한 연구 개발이 활발히 진행되어 왔으며, 그 결과로 석탄재의 플라이 애쉬를 일반 포틀란트 시멘트와 혼합하여 고유동성과 저수화열의 특성을 갖는 플라이 애쉬 시멘트로 생산하고 있으나 화력 발전소 등에서 연간 발생되는 석탄재를 모두 수용하기에는 여전히 부족하여 대부분 인근 해안이나 매립장에 그대로 매립되는 실정이다. 이 때문에 석탄재를 퇴비화하려는 연구들이 시도되고 있으나 석탄재속에 다량 함유되어 있는 중금속을 효과적으로 제거하지 못하여 오히려 농작물이나 인체에 유해하게 나타나 매우 심각한 사회 문제로 여겨지고 있다.Such coal ash has been generally buried in the public, but as the treatment becomes increasingly difficult, research and development on recycling technologies have been actively conducted. As a result, fly ash of coal ash is mixed with general portland cement. Although it is produced by fly ash cement which has characteristics of high fluidity and low heat of dehydration, it is still insufficient for accommodating all coal ash generated in a thermal power plant. Because of this, studies are being attempted to compost coal ash, but it is considered to be a very serious social problem because it does not effectively remove heavy metals contained in coal ash and is harmful to crops or the human body.
따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 석탄재에 전극을 가하여 얻어진 전기 저항치를 이용하여 중금속에 과다 오염되어 있는 석탄재만을 선별적으로 제거하여 줌으로써 중금속 함량이 미비하거나 거의 없는 석탄재를 제공하여 보다 친환경적인 토양 개량제 등으로 재활용될 수 있도록 중금속 오염 석탄재의 전기 저항치를 이용한 제거 공정 및 그 시스템을 제공하는데 그 주된 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, by selectively removing only coal ash that is excessively contaminated with heavy metals by using an electrical resistance obtained by applying an electrode to the coal ash, to provide a coal ash with little or no heavy metal content. The main purpose is to provide a removal process and the system using the electrical resistance of heavy metal contaminated coal ash to be recycled as a more environmentally friendly soil improver.
뿐만 아니라, 2차적인 분석 수단 및 제거 수단을 갖추어 중금속이 오염된 석탄재를 보다 정밀하게 제거할 수 있는 중금속 오염 석탄재의 전기 저항치를 이용한 제거 공정 및 그 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, there is another object to provide a removal process and system using the electrical resistance of heavy metal contaminated coal ash having a secondary analysis means and removal means to remove the heavy metal contaminated coal ash more precisely.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중금속 오염 석탄재의 전기 전항치를 이용한 제거 시스템의 구성은 배기가스와 함께 배출되는 석탄재 중에서 중금속을 함유하고 있는 석탄재를 제거하는 시스템에 있어서, 소정 체적을 갖고 형성되어 석탄재 원료를 투입하는 원료 저장 수단;과 상기 원료 저장 수단으로 부터 적어도 하나 이상 설치되어 저장된 원료를 투입하는 투입 수단;과 상기 투입 수단 하측에 적어도 하나 이상 설치되어 있는 이송 장치 상측에 위치하여 투입된 석탄재의 전기 저항치를 측정하는 전기 저항치 검출 수단;과 상기 이송 장치 말단 상측으로 적어도 하나 이상 설치되어 상기 전기 저항치 검출 수단으로 부터 측정된 전기 저항치에 따라 고 저항치를 갖는 석탄재를 제거하는 1차 중금속 제거수단;과 상기 이 송 장치 각각에 대해 하나로 통합되는 통합 이송 장치로 연결 설치되어 상기 통합 이송 장치의 말단부를 통해 공급되는 석탄재를 소정 형태로 성형하는 성형 수단;과 상기 성형 수단의 유출구로 부터 연결되어 있는 상기 이송 장치에 인접되게 설치되어 성형된 석탄재를 채취 및 분석하는 분석수단;과 상기 성형 수단의 통합 이송 장치 말단에 위치하여 상기 분석 수단을 거친 석탄재를 단위 시간당 일정하게 포장하는 포장 수단;과 상기 포장 수단의 유출측에 인접되게 위치하여 상기 분석수단의 정보에 따라 포장된 석탄재를 제거하는 2 차 중금속 제거수단; 및 상기 포장 수단 말단으로 위치하여 상기 2 차 중금속 제거수단을 거친 포장된 석탄재를 반출하는 반출 수단을 포함한 것을 특징으로 한다.The structure of the removal system using the electrical transition value of heavy metal contaminated coal ash according to the present invention for achieving the above object is formed in the system for removing coal ash containing heavy metals from the coal ash discharged with the exhaust gas, having a predetermined volume Raw material storage means for injecting raw materials for coal ash; and input means for injecting raw materials stored and installed from at least one of the raw material storage means; and coal material introduced and positioned above the transfer device provided under the input means. Electrical resistance detection means for measuring an electrical resistance value of the first heavy metal removal means for removing coal ash having a high resistance value according to the electrical resistance value measured from the electrical resistance value detection means is installed at least one of the transfer device end; For each of the Forming means connected to the integrated conveying apparatus integrated into one sea to form coal ash supplied through the distal end of the integrated conveying apparatus into a predetermined form; and adjacent to the conveying apparatus connected to an outlet of the forming means. An analyzing means for collecting and analyzing the shaped coal ash; and a packing means positioned at the end of the integrated conveying device of the forming means and packing the coal ash which has passed through the analyzing means uniformly per unit time; and located adjacent to the outlet side of the packaging means. Secondary heavy metal removal means for removing the packaged coal ash according to the information of the analysis means; And an export means positioned at the end of the packaging means and carrying out the packaged coal ash having passed through the secondary heavy metal removing means.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중금속 오염 석탄재의 밀도별 제거 시스템의 구성을 첨부된 도면을 참조로 하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter will be described in more detail with reference to the accompanying drawings the configuration of the density-specific removal system of heavy metal contaminated coal ash according to an embodiment of the present invention.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중금속 오염 석탄재의 전기 저항치를 이용한 제거 시스템에 관한 개략도이고, 도 2a 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중금속 오염 석탄재의 전기 저항치를 이용한 제거 시스템의 전지 저항치 검출 수단을 나타낸 평면도이고, 도 2b 는 도 2a 의 전지 저항치 검출 수단를 측면에서 나타낸 측면도이다.1 is a schematic diagram of a removal system using the electrical resistance of heavy metal contaminated coal ash according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2a is a battery resistance value of the removal system using the electrical resistance of heavy metal contaminated coal ash according to a preferred embodiment of the present invention It is a top view which shows a detection means, and FIG. 2B is a side view which showed the battery resistance value detection means of FIG. 2A from the side surface.
도 1 에서와 같이 본 발명에 따른 중금속 오염 석탄재의 전기 저항치를 이용한 제거 시스템(1)은 소정 체적을 갖고 형성되어 석탄재 원료를 저장하는 원료 저장 수단(10)을 구비하고, 이러한 원료 저장 수단(10)으로 부터 원료를 공급받아 투입하는 적어도 하나 이상의 투입 수단(20)을 설치한다. 여기서의 투입 수단(20)은 통상적인 집진 시설에 사용되는 호퍼(21,22,23,24,25,26)를 사용하는 것이 바람직하다. The
그리고, 상기 투입 수단(20) 하측에 적어도 하나 이상 설치되어 있는 이송 장치(27) 상측에 위치하여 투입된 석탄재의 전기 저항치를 측정하는 전기 저항치 검출수단(30)를 각각 설치한다. 여기서의 전기 저항치 검출수단(30)은 도 2A 및 도 2B에서와 같이 망사 형태로 짜여진 전극(37)으로 이루어지며, 이러한 전극(37)은 외부 전원에 의해 인가되어 이송되는 석탄재에 전류를 가하게 되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하며 전기 저항치 검출은 전류 인가에 따른 저항치를 검출하는 공지의 저항 검출기를 사용하는 것이 바람직하다. Then, the electrical resistance value detection means 30 for measuring the electrical resistance value of the coal ash, which is located above the
한편, 이송 장치(27) 말단 상측으로 상기 전기 저항치 검출 수단(30)으로 부터 측정된 전기 저항치에 따라 고 저항치를 갖는 석탄재를 제거하는 1차 중금속 제거수단(40)를 적어도 하나 이상(41,42,43,44,45,46) 설치한다. On the other hand, at least one primary heavy metal removal means 40 for removing coal ash having a high resistance value according to the electrical resistance value measured from the electrical resistance value detection means 30 above the distal end of the conveying device 27 (41, 42). , 43, 44, 45, 46).
이와 같은 1차 중금속 제거수단(40)을 통과한 석탄재가 이송되는 각각의 이송 장치(27)는 하나로 통합되는 통합 이송 장치(51)로 연결하며, 이러한 통합 이송 장치(51)의 말단부를 통해 공급되는 석탄재를 소정 형태로 성형하는 성형 수단(50)을 구비한다. Each
그리고, 성형 수단(50)의 유출구로 부터 연결되어 있는 통합 이송 장치(51)에 인접되게 설치되어 유출된 석탄재를 채취 및 분석하는 분석수단(60)을 구비한다. 여기서 사용되는 분석 수단(60)은 통상적으로 지질학에 사용되고 있는 중금속 분석 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 성형 수단의 이송 장치(51) 말단에 분석수단(60)을 거친 석탄재를 단위 시간당 일정하게 포장하는 포장 수단(70)을 구비한다.And it is provided adjacent to the integrated
그리고, 포장 수단(70)의 유출측에 인접되게 위치하여 분석수단(60)의 정보에 따라 포장된 석탄재를 제거하는 2 차 중금속 제거수단(80)을 구비한다. 이러한 포장 수단(70) 말단으로 위치하여 2 차 중금속 제거수단(80)을 거친 포장된 석탄재를 반출하는 반출 수단(90)을 구비한다.And, the secondary heavy metal removal means 80 is located adjacent to the outflow side of the packaging means 70 to remove the packaged coal ash according to the information of the analysis means 60. Located at the end of the packaging means 70 is provided with a
도 3 에서와 같이 각 제거 공정을 각 단계별로 하여 개조식으로 설명하면 다음과 같다.As shown in FIG. 3, each removal process will be described in a modified manner as follows.
1) 원료 저장 단계(S100)1) Raw material storage step (S100)
석탄재 원재료를 화력 발전소로 부터 수송 차량에 담아 원료 저장 탱크 (10도 1 참조)에 저장하는 단계로서 석탄재 원료를 포집하는 단계이다. 이 때 포집되는 석탄재의 입도는 1 ~ 2 mm 이다.Coal ash raw materials are stored in a raw material storage tank (see FIG. 1) in a transport vehicle from a coal-fired power plant. The particle size of the coal ash collected at this time is 1 ~ 2 mm.
2) 투입 단계(S110)2) input step (S110)
상기 원료 저장 단계(S100)에서 저장된 원료를 적어도 하나 이상의 호퍼(21,22,23,24,25,26; 도 1 참조)에 투입하는 단계이다.The raw material stored in the raw material storage step S100 is introduced into at least one or
3) 전기 저항치 검출 단계(S120)3) electrical resistance detection step (S120)
상기 투입 단계(S110)로 부터 유출되어 이송되는 석탄재의 전기 저항치를 검출하는 단계이다. 즉, 전기 저항치 검출수단(30)의 전극(37)에 전압이 인가되면 저항 검출기(미도시됨)에 의한 실시간으로 석탄재에 저항치를 측정할 수 있게 되며 이러한 전기 저항치 측정 데이타는 제어 장치에 메모리 되어 있다가 1차 금속 제어 수단을 제어 신호를 보내게 된다.It is a step of detecting the electrical resistance value of the coal ash flowed out from the input step (S110). That is, when a voltage is applied to the
4) 1차 중금속 제거 단계(S130);4) removing the first heavy metal (S130);
상기 전기 저항치 검출 단계(S120)를 통해 얻어진 전기 저항치 측정 데이타를 참고로 하여 일정한 기준 전기 저항치를 초과하는 석탄재를 제거하는 단계이다.It is a step of removing coal ash exceeding a predetermined reference electrical resistance value with reference to the electrical resistance measurement data obtained through the electrical resistance detection step (S120).
5) 성형 단계(S140)5) Molding Step (S140)
상기 1 차 중금속 제거단계(S130)를 거친 후 유출된 석탄재가 비산되는 것을 방지하기 위해 이들을 하나로 포집하여 소정 형태로 성형하는 단계이다.After the primary heavy metal removal step (S130) to prevent the spilled coal ash is scattered to collect them in one to form a predetermined shape.
6) 분석 단계(S150)6) Analysis step (S150)
상기 성형 단계(S140)를 거친 후 유출된 석탄재를 단위 시간당 채취하여 별도 설치된 분석 장치를 통하여 중금속 함량 여부를 분석하는 단계이다. After the forming step (S140), the spilled coal ash is collected per unit time and analyzed for heavy metal content through a separately installed analysis device.
7) 포장 단계(S160)7) Packing step (S160)
상기 분석단계(S150)를 거친 성형된 석탄재를 중금속 함량 정보 및 제품 정보가 기록된 바코드가 부착된 포장 상자(71)에 포장하는 단계이다.The step of packaging the molded coal ash after the analysis step (S150) in the
8) 2 차 중금속 제거단계(S170)8) secondary heavy metal removal step (S170)
상기 포장 단계(S160)를 거친 포장된 석탄재를 상기 분석단계(S150)에서 바코드에 기록된 단위 시간당 검출된 중금속 함량 정보에 따라 기준 함량을 초과하는 포장된 석탄재를 2차적으로 제거하는 단계이다. 즉, 1차 중금속 제거단계(S130)에서 미처 제거되지 않은 중금속이 함유된 석탄재를 다시한번 제거할 수 있다. The packaged coal ash having passed the packing step (S160) is a step of secondaryly removing the packaged coal ash exceeding the reference content according to the heavy metal content information detected per unit time recorded in the bar code in the analyzing step (S150). That is, the coal material containing the heavy metal not removed in the first heavy metal removal step (S130) can be removed once again.
9) 반출 단계(S180)9) Export step (S180)
상기 2 차 중금속 제거단계(S170)를 거쳐 기준치 이하의 중금속을 함유하고 있는 석탄재만을 외부로 반출하는 단계이다. After the secondary heavy metal removal step (S170), only the coal ash containing heavy metals below the reference value is exported to the outside.
위와 같은 각 단계를 거친 석탄재는 원료로부터 중금속을 다량 함유하고 있는 석탄재가 제거된 것이다. 이렇게 중금속이 함량이 미비한 석탄재는 화학적으로 알카리성을 갖고 있으므로 산성을 갖는 토양에 토양 개량제로서 사용이 가능하다.Coal ash after each step is the removal of coal ash containing a large amount of heavy metal from the raw material. As such, the coal ash having a low content of heavy metals is chemically alkaline and can be used as a soil improver for soils with acidity.
한편, 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed herein are not intended to limit the scope of the present invention only presented a specific example to facilitate understanding. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented.
전술한 바와 같은 구성 및 작용을 갖는 본 발명에 따른 중금속 오염 석탄재의 전기 저항치를 이용한 제거 공정 및 그 시스템을 통해 과다한 중금속을 함유하고 있는 석탄재를 전기 저항치를 통해 중금속 함량을 확인하여 그 함량 여부에 따라 중금속 오염된 석탄재를 더욱 미세하게 제거할 수 있어 그로 부터 얻어진 석탄재를 통해 토양 개량 등 친환경적인 활용이 가능하게 되는 보다 탁월한 효과를 얻을 수 있다.The removal process using the electrical resistance of the heavy metal contaminated coal ash according to the present invention having the configuration and action as described above and the heavy metal content of the coal ash containing excessive heavy metal through the electrical resistance value to determine the heavy metal content Heavy metal contaminated coal ash can be removed more finely, and thus the coal ash obtained therefrom can achieve more excellent effects such as environmentally friendly utilization such as soil improvement.
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2004
- 2004-10-25 KR KR1020040085313A patent/KR20060036233A/en active IP Right Grant
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