KR20090058908A

KR20090058908A - 음식물 쓰레기를 연소시키는 방법과 그 장치

Info

Publication number: KR20090058908A
Application number: KR1020070125710A
Authority: KR
Inventors: 김일환; 박인규
Original assignee: 김일환; 박인규
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-06-10

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기를 연소시키는 방법과 그 장치에 관한 것이다.

이를 위해 수거된 음식물 쓰레기를 선별, 파쇄, 탈수, 건조, 분말화의 과정을 거쳐 분진폭발이 일어나는 분말형태의 분말가루로 만든다. 이 분말가루를 일정량씩 공기와 혼합시킨후, 분출구에서 분출되게 하고 점화장치로 불꽃을 튀기면 분말가루가 강하게 연소된다. 본 발명은 분진폭발의 원리를 이용한 것으로 별도의 보조연료 없이 완전소각이 가능하다.

음식물 쓰레기, 분진폭발, 분쇄, 분말, 연소

Description

음식물 쓰레기를 연소시키는 방법과 그 장치{The method and apparatus for burning food waste}

본 발명은 음식물 쓰레기로부터 분말연료를 제조한후, 이를 연소시킴으로써, 환경오염을 감소시킴은 물론 이를 연료로 사용하게 할 수 있는 기술이다.

일반적으로 음식물 쓰레기는 소각, 매립, 사료화, 퇴비화 등의 방식으로 처리되고 있다.

상기 방법 중 소각은 젖은 상태의 음식물 쓰레기를 처리할 경우 다이옥신과같은 유해물질이 발생하며, 별도의 보조연료를 첨가해야 하므로 많은 비용이 소요된다. 매립의 경우 악취발생과 침출수로 인한 토양과 수질을 오염시킨다. 이러한 많은 문제점으로 인해 소각장이나 매립장을 설치시 해당 주민의 반대로 인해 소각장이나 매립장 확보가 어려운 실정이다.

사료화를 시킬 경우 염분이나 기타 유해성분으로 인해 문제가 있으며, 퇴비화 시킬 경우도 마찬가지이다.

한편, 최근에는 음식물 쓰레기를 파쇄, 탈수 등의 전처리 과정을 거친 다음 다시 파쇄하고 응집 탈수한 후 석탄분말과 연소촉진제를 혼합하여 압출 성형 시킨 후 표면에 고분자 물질을 분사 코팅하여 연료 대체품으로 이용하고 있다. 그런데, 음식물 쓰레기는 일종의 폐기물이고, 이를 연료로 이용하기 위해서는 연소촉진제나 고열량의 가연성 물질 등과 혼합하여 사용하게 되는데, 폐기물관리법에 의하면 폐기물을 대체 연료로 이용하기 위해서는 다른 물질과 혼합해서는 안된다.

또한 최근 또 다른 기술로는 음식물 쓰레기를 고형화한 다음 탄화시켜 탄화물로 제조하여 숯으로 이용하는데, 이 방법은 음식물 쓰레기중 고정 탄소분의 일부만을 숯으로 제조되고 숯을 제조하는 과정에서 발생하는 휘발분을 열원으로 소모해야 하는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 음식물 쓰레기를 소각하기 위한 기술로서 별도의 보조연료나 보조첨가제를 사용하지 않고도 음식물 쓰레기를 완전연소시키는 방법과 그 장치를 제공하는데 있다.

본 발명에서는, 음식물 쓰레기를 수거->선별->탈수->건조->파쇄->분말화 의 과정을 통하여 최종적으로 분진폭발이 일어나는 건조한 분말가루를 제조하고, 이 분말가루를 공기와 혼합하여 그 곳에 점화장치에 의해 불꽃이 점화되면 폭발하는 형태로 강하게 연소된다. 이 연소열을 이용하여 각종 보일러의 물을 데워 여러 용도로 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 기술은 음식물 쓰레기를 소각하기 위해 별도의 보조연료나 보조첨가제를 사용하지 않고 완전연소시킴으로써 가장 친환경적으로 음식물 쓰레기를 처리할 수 있다. 또한 분말가루를 연료로 이용하여 각종 보일러의 열원으로 사용가능하다.

도1은 음식물 쓰레기를 분말연료로 만드는 블럭 다이어 그램으로써, 가정집이나 음식점에서 발생하는 음식물 쓰레기를 수거한 다음, 음식물 쓰레기 처리장에 서 각종 이물질을 제거하는 선별작업을 거치고, 건조를 쉽게 하기 위한 파쇄과정을 거치고, 음식물 쓰레기에 있는 수분함량을 최소화 하기 위해 탈수과정을 거친다. 그후, 음식물 쓰레기를 완전건조시키고, 최종적으로 분말화 시킨다. 여기서 파쇄, 탈수, 건조의 과정은 최적 설계하여 수차례 반복하여 실시할 수 있다. 최종 음식물 쓰레기는 분말연료의 형태로 되어야 하며, 입자의 크기는 분진폭발이 일어날 수 있는 0.1mm 이하여야 하는데, 일반적으로 0.1~0.001mm가 가장 적합하다. 입도 0.1mm 이상이면 분진폭발이 일어나지 않아 별도의 연료와 함께 태워야 하고, 완전연소도 잘 일어나지 않는다. 입도 0.001mm 미만이면 분말연료로 제작하는데 너무 많은 비용이 소요된다. 또한 분말연료와 공기의 혼합비는 공기 1m³당 20 ~ 4000g, 즉, 20~4000g/m³이 적합하다. 분말연료의 양이 너무 많으면 연소가 일어나지 않고, 너무 높으면 불완전 연소가 일어나거나 아예 연소가 일어나지 않는다. 본 발명의 핵심은 분진폭발이 일어날 수 있는 조건으로 음식물 쓰레기를 분말형태로 만들고 완전연소를 위한 적당한 공기를 혼합하여 연소시키는 것이다.

도2는 분말연료를 연소시키기 위한 장치의 실시예인데, 분말연료를 연소시키는 장치의 구조에 대해 설명하면, 분말연료를 저장하는 저장용기(1)와, 이 저장용기(1)의 하부에 이송수단(3)이 있으며, 이 이송수단(3)은 스크류로 이루어져 있 다. 상기 이송수단(3)을 동작하기 위해 구동모터(2)가 커플링을 매개로 일측에 연결되어져 있으며, 다른 일측에는 1차공기와 혼합되는 혼합부(9)에 연결되어져 있다. 상기 혼합부(9)의 하부에는 1차공기 흡입구(4)가 있다. 이 1차 공기 흡입구는 공기압축기나 송풍기를 이용하여 공기를 공급하되 이송수단(3)에 의해 이송되어온 분말연료와 공기가 잘 혼합되게 한다. 상기 혼합부(9)의 상부에는 연소용기(5)가 있다. 상기 연소용기(5)에는 다수의 구멍(6)이 뚫려져 있어 2차공기 투입수단(7)에 의해 공기가 연소용기(5) 내부로 이송된다. 2차공기 투입수단(7)에 의해 2차적으로 투입된 공기는 완전연소를 가능하도록 도와 준다. 상기 2차공기 투입수단(7)도 공기 압축기나 송풍기에 의해 공기가 유입된다. 불꽃의 초기 점화를 위해 도시 안된 점화장치가 연소용기(5) 내에 설치된다. 초기 점화는 전기 스파크만 사용될 수 있고, 전기 스파크와 LPG나 LNG 가스가 공동으로 설치될 수 있다. 이는 이송수단(4)에서 분말연료를 이송시 불균일하게 이송되어 화염이 소멸되더라도 LPG나 LNG 가스에 의한 불꽃으로 안정적으로 화염이 유지되게 된다. 즉, 분말연료가 끊기면, 가스에 의해 아주 작은 불꽃만 살아 있다가 다시 분말연료가 투입되면 작은 불꽃에 의해 화염이 다시 크게 발생되는 것이다.

본 발명의 장치의 작동을 설명하면, 사람이 저장용기에 분말연료를 투입하고, 구동모터(2)에 의해 동작되는 이송수단(3)에 의해 분말연료는 혼합부(9)로 이송된다. 이때 혼합부(9)의 하부에서부터 유입되는 1차공기에 의해 혼합부(9)에서 공기와 분말연료가 완전히 혼합된 상태로 상부로 이동하여 연소용기(5)로 유입된다. 이 곳에서는 점화장치에 의해 일단 불꽃이 점화되면 분말연료가 폭발하는 것과 같이 연소가 일어나며 강하게 상승하게 되고, 상승하면서 2차공기 투입수단(7)에 의해 유입된 2차공기에 의해 완전연소가 일어나게 된다. 미설명된 (8)은 분말연료가 하부로 잘 내려 가도록 하는 균일화 수단이다. 이 균일화 수단(8)은 구동모터(2)에 연결되어 작동되거나 별도의 구동수단에 의해 작동될 수도 있다.

도3은 분말연료를 연소시킨 실물이다. 도2와 동일한 장치는 아니고 2차공기 투입수단(7)는 없는 단순한 구조이다. 그럼에도 불구하고, 연소는 매우 강하게 일어났으며 타고난 후 재가 거의 없을 정도로 완전연소가 일어났다.

본 발명에 의한 기술은 음식물 쓰레기를 소각하기 위해 별도의 보조연료나 보조첨가제를 사용하지 않고 완전연소시킴으로써 가장 친환경적으로 음식물 쓰레기를 처리할 수 있다. 또한 현재 전 세계적으로 원유의 가격상승으로 각종 보일러에 사용되는 기름값의 상승으로 이 기름보일러를 사용하는 농가나 농가의 비닐하우스, 공중목욕탕, 각종 규모의 화력발전소에서는 유가의 상승으로 인해 매우 고통받고 있는데 본 발명의 기술을 이용하면 저렴한 분말연료를 이용하여 연료비를 대폭 절감할 수 있다. 또한 그 만큼의 원유를 덜 수입해도 되므로 수입절감효과가 있으며, 곳곳마다 분말연료 제조공장을 세워 실업자 감소효과가 있고, 차후 기술수출도 가능하다.

도1은 음식물 쓰레기를 분말연료로 만드는 블럭 다이어 그램이고,

도2는 분말연료를 연소시키기 위한 장치의 실시예이고,

도3은 분말연료를 연소시키는 실물이다.

Claims

불순물 선별 및 건조된 음식물 쓰레기를 연소시키는 방법에 있어서, 상기 음식물 쓰레기의 입자크기가 0.1~0.001mm가 되도록 분쇄하며, 상기 음식물 쓰레기를 공기와 골고루 혼합하여 공중에 분사후 연소시키는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 연소방법.
제1항에 있어서, 상기 음식물 쓰레기와 공기의 혼합비는 20~4000g/m³으로 하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 연소방법.
제1항에 있어서, 초기 점화를 위하여 전기 스파크가 사용되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 연소방법.
제1항 또는 제3항에 있어서, 화염을 안정적으로 유지하기 위하여 LPG나 LNG 가스가 사용되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 연소방법.
불순물 선별과정, 건조과정 및 분쇄과정을 거쳐 분말화 된 음식물 쓰레기를 연소시키는 장치에 있어서,

상기 분말연료를 저장하는 저장용기와, 상기 저장용기의 하부에 위치하며 구동모터에 의해 구동되며 음식물 쓰레기를 정량 이송하는 이송수단과, 상기 이송수단으로부터 이송된 음식물 쓰레기와 공기가 혼합되는 혼합부와, 상기 혼합부로부터 이송된 음식물 쓰레기가 연소되는 연소용기와, 완전연소를 위해 상기 연소용기에 공기를 투입하는 2차공기 투입수단으로 구성되며, 상기 음식물 쓰레기의 입자크기는 0.1~0.001mm인 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 연소장치.