KR20080070610A

KR20080070610A - 초대형의 배에 쓰레기 매립으로 메탄가스 생성과전기발전등의 공법.

Info

Publication number: KR20080070610A
Application number: KR1020080061266A
Authority: KR
Inventors: 김휘중
Original assignee: 김휘중
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2008-07-30

Abstract

본 발명은 배출되는 쓰레기와 오니등을 집하하고 압축, 압착시켜서 쓰레기 매립지 대체지로 개조한 초대형의 배에 매립한후, 그곳에서 생성되어지는 메탄가스를 매립선 갑판위에 시설된 가스발전기에 배관공급하여 전기를 생산하고. 그렇게 배출되는 고열을 난방, 냉방, 제조고열, 해수의 담수화와 하수·폐수의 정화처리시스템에 열원으로 공급하여 열효율을 극대화 시키고자 하는 쓰레기의 대체에너지화 기술입니다.

갈수록 사회문제로 심화되가는 쓰레기처리와 매립문제를 해결하면서 화석연료의 고갈과 고유가로 인하여 국가경쟁력까지 하락되고 있는 오늘, 초대형의 배에 쓰레기를 매립하고 메탄가스를 생성시켜서 대체에너지로 활용하자는 기술입니다.

초대형의 배, 쓰레기매립지, 메탄가스, 가스발전기

Description

초대형의 배에 쓰레기 매립으로 메탄가스 생성과 전기발전등의 공법.{The porduction of methane(CH4) in super-sized vessels filled withe waste and the techniqueof powering an electric motor by using the methane(CH4).}

도면1. 초대형의 배를 쓰레기매립 용도로 개조와 격실들을 표시한 내부도.

도면2. 격실과 격실을 덮는 상판표시 단면도.

도면3. 철골로 시공되는 격실과 상판의 강철그물망, 고무패킹, 메탄가스채집 장치와 돌출배관표시도.

도면4. 쓰레기 매립선과 갑판부에 시설되는 가스발전기와 소각설비시스템 표 시도.

버려지고 일반 매립되고 있는 쓰레기와 폐기물을 재생에너지화하여 상용하고자 합니다.

최근 서울시 양천구민들의 쓰레기반입 저지와 그로 자녀들을 등교거부 시키는 사태로 사회문제된 쓰레기처리와 매립지의 대체기술입니다.

쓰레기의 분리배출로 재활용율이 향상되고있는 오늘 수도권매립지에서는 생성되는 메탄가스로 전기를 생산한다는 점에 착안된 기술입니다.

1척의 초대형 배를 이용한 쓰레기 매립으로 생성시킨 메탄가스를 재생에너지화한 기술정립을 넘어 초대형의 배로 2차매립, 3차매립등 도시근교해안에 쓰레기매립선들로 단지를 조성하고, 메탄가스를 생성시키는 동단지를 "청정개발체제(CDM)"로 인증받는 기술적 연구지속입니다.

초대형의 배를(30만톤급 폐유조선 개조포함) 도면1처럼 배의 하단부터 각층슬래브(Slab)(도105)간 층고5m(0.5m의 흙과 상판덮힘부분포함)(도104)로 규격된 매 립격실은 철근콘크리트 바닥과 벽면과 기둥등 그 구조물을 외주제작하고 반입받아 조립하면서 쓰레기를 매립하는바, 그 매립격실의 콘크리트바닥 구조물 제작시 온수를 공급(매립격실의 온도상승유도용) 할수있는 엑셀배관을 매몰시키고 콘크리트 타설로 제작한후(도301) 기둥과 격실내벽면등을 함께 반입받아 조립이 완성된 쓰레기매립 격실에 밀폐용도 비닐망(두께2mm)을 매립격실 내벽에 부착시킨후(도시되지않음) 쓰레기를 매립합니다.

1층단 매립격실(도101)부터 쓰레기와 오니등을 설치된 유압식기계 장치로 압축,압착시켜 매립하고 그위에 흙을 15cm덮은후 격실외부로의 배출용배관이 매몰되 제작되어있는 상판(도202)을 덮고 다음공정인 그옆 매립격실 조립과 매립을 연속하여가는 공정으로 1층단부 매립이 완성되면 1층단부 바닥면 구조물에 돌출되있는 온돌용도 온수공급배관은(도301) 갑판부에 시설될 난방등 대체에너지화 설비와 공급시스템과 연결되는 난방용수공급배관(도107)에 연결시켜 추후 매립된 쓰레기에서 메탄가스를 생성시키는 격실들의 적정온도와 함수율을 각층단별로 공급·조절을 할수있도록하고 2층단부 매립격실을 조립하기전 매립선 외벽(도103)에서 내벽 기둥(도102)으로 조인트(Joint) 연결시킨후 2층단부 매립격실을 조립하는데 1층단처럼 그 구조물 반입으로 내벽을 조립한후 밀폐용도 비닐망을 매립격실 내벽에 부착하고 쓰레기와 오니등을 압축과 압착시켜 매립하여가는 공법이며, 각 격실들에 쓰레기를 매립하여가면서 덮는 상판들마다 배출배관(도305)을 연결하고 매립선 외벽으로 돌출시켜놓은 채집된 메탄가스 배출배관들도 각층단 매립이 완료되는데로 갑판부에 시공될 메탄가스 포집집하설비시스템에 연결되는 배송배관(도106)에 연결한후 마감 처리와 관리해가는 기술입니다.

30만톤급 폐유조선을 쓰레기 매립지 대체선박으로 개조하기위해서는 내부블럭들을 해체하고 그 해체된 하단(도1)의 1층단부터 층고(도104)를 적용한 쓰레기 매립 격실을 조립하면서 바닥구조물의 온돌용도 입구와 출구배관을 돌출시키고 밀폐용 비닐망이 내벽에 부착된 매립격실에 쓰레기와 오니등을 유압식기계장치로 압축과 압착시켜 매립하여가는 공정으로 1층단부가 매립완료되면 1층단부 마지막 매립격실에 메탄가스채집배관이 매몰되 제작되고, 반입된 쓰레기 매립격실을 덮는 상판(도303,304,305)을 덮은후 먼저 매립된 옆 격실상판의 메탄가스 채집 배출배관(도305)을 너트(NUT)접속(도306) 연결하고 마감처리와동시 돌출된 1층단 메탄가스배출배관을 갑판부 메탄가스 집하설비시스템과 연결되는 배송배관(도106)에 연결합니다.

또한 연결하여온 1층단 바닥온돌용도 배관도 갑판상부에서 공급되는 대체에너지화 설비와 공급시스템의 배관(도107)에 연결시킨후 2층단 쓰레기매립격실을 조립하기위하여 외벽(도103)에서 조인트(Joint)연결시킨 내벽기둥(도102)부터 1층단부와 동일한 구조로 매립격실들을 조립확보하는바 2층단부 매립격실을 조립하면서 그 바닥면 철근콘크리트 구조물로 1층단부 매립격실 상판을 누르는 상태로 설치조립과 매립하여가는 공정입니다.

쓰레기 매립선의 매립격실들에 쓰레기 매립이 만재되면 각층단마다 돌출되어있는 매립격실별 바닥온돌용 온수공급배관(107)을 갑판상부에 시설되는 난방등 대체에너지공급설비시스템에 접속연결과 각층단 각격실에서 채집되는 메탄가스를 배 송시키는 배관(도106)은 갑판상부에 시공되는(도402) 메탄가스포집설비에 집하하고 가스터빈발전기에 고열스팀을 보내는 보일러설비시스템과 접속연결하여 가스터빈 발전기를 구동시키고 전기를 생산하는 기술입니다.

이와함께 특허등록기술인 "폐선박을이용한쓰레기소각처리공법"(특허번호:0588467호)과 혼용접목으로 즉, 쓰레기중의 메탄가스 생성과는 무관한 폐비닐, 폐플라스틱, 폐스치로폼, 폐유, 폐섬유등의 가연성쓰레기를 특허소각설비시스템으로 소각하고 그 과정에서 생성되는 고열을 열변환설비를 거쳐 가스발전기에 공급하여 전기를 생산하고, 그 가스발전기를 구동하고 배출되는 증기터빈의 폐열을 쓰레기매립선 각격실에 시설된 온돌배관과 매립선외부 반경20Km내에 난방열원, 냉방열원, 온수, 제조고열(스팀등), 해수의 담수화설비도크, 하·폐수의 정화도크, 작물재배열·온수등으로 공급운용하고, 쓰레기 매립이 완료되 메탄가스가 생성되고있는 매립선 각층단 각격실에 주기적으로 일정량의 고온스팀을 공급하여주어 메탄가스를 생성시키는 미생물의 활성을 촉진시켜주면서 메탄가스가 생성될수있는 최적의 수분조건이 충족될 55～60％의 함수율과 각격실의 온돌배관으로 적정온도 35℃～45℃로 유지와 조절하여줌으로 지속적으로 메탄가스의 생성을 유도할것이며, 그 스팀공급은 갑판부에 시설된 대체에너지공급설비시스템에 기존 시설된 매립선 각층단의 각격실별 상판(도3)에서 채집되는 메탄가스배출배관을 이용하여 잠시 역류공급배관으로 사용하고 각층단 각격실의 수분함수율과 적정온도 체크는 쓰레기매립선외벽부분의 격실(도101처럼)을 층단별로 한곳 격실을 지정한후 투명한 내벽자재로 조립하여 그 격실내부가 보이게하고 천공시킨 구멍을 통하여 검측하고 기록하면서 관리하고 공급하는 공법입니다.

세월이 지난후 쓰레기매립선에 매립된 쓰레기에서 메탄가스 생성이 종료되면 갑판부 밑 매립격실부터 상판을 해체작업후 들어내고 매립되어있는 쓰레기를 기존의 혼용가동중인 가연성쓰레기소각설비시스템(도402)에 공급 소각한 후 그렇게 비워진 초대형의 쓰레기매립선 도면1의(도101) 1층 매립격실부터 외부에서 쓰레기와 오니등을 다시 반입받아 각격실 각층단으로 매립하여 쓰레기매립선을 순환주기적으로 이용하는 쓰레기의 대체에너지화 매립선단지로 개발하자는 기술입니다.

초대형의 매립선까지 쓰레기운반은 다리와부교 또는 크레인·리프트중 현지여건에 맞게 설치하고 운용하면됩니다.

[메탄가스 생성공정 요약서]

1. 각 지자체별로 쓰레기 매립지의 절대부족과 새로운 쓰레기 매립지 개발이 현실적 난관에 부딪쳐가는 오늘과 다가오는 미래사회를 준비하고자 하면서 "2005년 전국 폐기물 발생 및 처리현황" (환경부 국립환경과학원 발간) 자료를 보면 2005년도 쓰레기 매립시설 설치비가 2조2천4백4십7억7천4백만원의 국민혈세가 집행되었고, 연간 관리비용이 2천2백1십8억2천9백만원이 소요되고 보면, 배출되는 쓰레기중 메탄가스 생성에 도움이 안되는 폐플라스틱과 폐비닐등의 가연성 쓰레기는 소각후 부잔재로 보도블럭등을 제작하는 업체등에 공급하여 활용하고, 메탄가스를 생성시키는 쓰레기와 오니등은 집중매립으로 메탄가스를 생성시켜서 고유가의 대체에너지로 상용 공급하여 국부유출을 막자는 것입니다.

2. 초대형의 배에 의한 매립지에서 생성되는 메탄가스와 가연성 쓰레기를 소각하고 그 과정에서 발생되는 고열로 가스발전기를 구동시키고 전기를 생산한후 배출되는 열을 초대형의 쓰레기 매립선이 있는 해안부터 반경 20km내 아파트에 난방, 냉방 열원으로 공급하면서 온수, 취사조리조열, 생활용수, 제조고열, 공업용수 그리고 지역 내 농지에 작물, 채소, 화훼 재배용 열공급으로 한미FTA등의 쌀시장 개방으로 경쟁력을 잃고 상심들을 하고 있는 농심에 대체 작물 재배 용도의 열을 초저가로 공급하여 줌으로서 삶의 활력을 드릴수 있을것입니다.

3. 초대형의 배를 이용한 쓰레기 매립으로 자연의 환경보존과 지역환경 개선 그로 친환경 개발 효과를 기대할 수 있을것입니다.

4. 쓰레기 매립으로 생성되는 메탄가스로 가스발전기를 구동시켜 전기를 생 산하면 "청정개발체제(CDM)"로 21C 화두인 지구온난화의 "온실가스배출감축이행"과 "탄소배출권" 확보가 될것입니다.

5. 쓰레기 매립선에 쓰레기 매립이 만재되면 매립선 갑판부(축구장3개넓이)를 태양광발전시설단지등으로 활용할 수 있을것입니다.

Claims

초대형의 배를 이용한 쓰레기 매립지의 대체 방법.
초대형의 배를 이용한 격실별 폐기물 매립 방법.
초대형의 배를 이용한 폐기물 매립선에 난방고열공급과 주기적 고온스팀공급으로 적정온도와 수분을 유지시켜 메탄가스를 생성시키는 방법.
초대형의 배를 이용한 재생에너지의 생성과 고열공급 방법 및 그 이용.