KR20130034555A - 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법 - Google Patents
음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법에 관한 것으로서,
수거하여 선별기로 선별한 음식물쓰레기를 10～20mm로 파쇄하는 단계와;
파쇄된 음식물쓰레기를 수분함수량이 40%이하가 되도록 탈수하는 단계와;
탈수한 음식물쓰레기와 황토와 토탄을 분쇄하는 단계와;
코코넛, 콘칩 및 톱밥 중에서 1가지 또는 적어도 2가지 이상을 동일한 비율로 혼합하여 마이오 매스를 제조하는 단계와;
혼합기내에서 음식물쓰레기 분쇄물 40～75 중량%와 마이오 10～20 중량%와 항토 6～15 중량%와 토탄 4～15 중량%와 매스 규산나트륨 3～5 중량% 및 탄산마그네슘 2～5 중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계와;
상기의 1차 혼합물 70～90 중량%에 연소촉진제 10～30 중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계와;
상기의 2차 혼합물을 펠릿압출기에 투입하여 압출 성형하gi절단한 후 이송 컨베이어에서 팬에 의한 바람을 건조되도록 하는 단계를 포함한다.
수거하여 선별기로 선별한 음식물쓰레기를 10～20mm로 파쇄하는 단계와;
파쇄된 음식물쓰레기를 수분함수량이 40%이하가 되도록 탈수하는 단계와;
탈수한 음식물쓰레기와 황토와 토탄을 분쇄하는 단계와;
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상기의 2차 혼합물을 펠릿압출기에 투입하여 압출 성형하gi절단한 후 이송 컨베이어에서 팬에 의한 바람을 건조되도록 하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 가정, 아파트, 음식점, 호텔 등에서 배출되는 음식물쓰레기를 수거하여 파쇄 및 탈수를 수행하고 황토와 토탄 및 연소촉진제를 첨가하여 펠릿형태의 고형화 보조연료를 제조함으로써, 음식물쓰레기로 인한 환경문제를 해소하고 보조 에너지를 생산하여 국가 에너지난 해결에 기여할 수 있도록 한 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법에 관한 것이다.
음식물쓰레기는 총 생활폐기물의 30%이상을 차지하고 있을 뿐만 아니라, 물기가 많고 쉽게 부패하여 매립과 소각처리에 어려움을 초래하여 2005년도부터는 직 매립을 금지하고 소각처리하거나 재활용을 하도록 폐기물관리법에서 규정하고 있으며 자치단체별로 다양한 처리방법을 도입하여 재활용을 시도하고 있으나 경제성과 대량처리가 가능한 처리방법이 개발되지 못하고 있는 실정이다.
음식물쓰레기의 재활용은 주로 퇴비화나 건조 사료화 및 액상사료화방법이 개발, 보급되고 있으나 퇴비화는 제조공정상 악취가 발생되고 염분농도가 높으며 생산성이 낮아 처리에 따른 경제성이 없으며 건조 사료화는 혼합사료비용과 건조비용이 과다하고 사용처가 제한되어 있으며 액상 사료화는 사료유통 및 사료로서의 안전성에 문제를 안고 있다.
이에 따라 음식물쓰레기의 안정적인 대량처리가 가능하고 대체 에너지로서 부가가치를 높일 수 있는 고형화 연료화방법을 고안하게 되었다.
음식물쓰레기는 85%이상의 수분을 함유하고 쉽게 부패되어 재활용이 어려운 물질이나 고열량의 유기성물질로 구성되어 있는 물질적 특성을 감안할 때 퇴비나 사료로서의 재활용보다 연료로서의 이용가치가 높은 물질이며 그 동안 재활용 상에 나타난 문제점을 동시에 해결 가능하다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 최근 연료로 재활용 차원에서 음식물쓰레기를 단순 파쇄·탈수 및 성형하여 연료화하는 여러 가지 사례가 발표되었다.
그러나 그러한 기술들은 연료로서의 물리적 최적조건을 갖추도록 하기 위한 음식물쓰레기 파쇄 및 탈수방법, 균질한 품질 및 고발열량 확보를 위한 석탄 등 연료물질 혼합기술, 성형 및 건조기술 등이 미비하여 연료로서의 상용화가 어려운 실정에 있다.
또한, 통상적인 일반쓰레기를 이용한 고형화 보조연료 제조방법은,
생활 폐기물을 투입부에 공급하는 단계와,
전자석을 이용하여 투입부 내의 생활 폐기물로부터 철을 분리하는 단계와,
파쇄기를 이용하여 철, 금속이 분리된 생활 폐기물을 순차적으로 파쇄하는 단계와,
파쇄된 생활 폐기물을 가열 압축기를 이용하여 가열 및 압축하여 생활 폐기물의 함수율을 균일하게 하는 단계와,
함수율이 균일화된 생활 폐기물을 순차적으로 재차 파쇄하는 단계와,
재차 파쇄된 생활 폐기물을 비산절단형 회전건조기 및 비산절단 어셈블리에 의해서 미세하게 절단함과 동시에 건조하는 단계와,
절단 건조된 생활 폐기물에 중화제를 투입하는 단계와,
중화제와 혼합된 생활 폐기물을 가열 압축하여 소정 형상의 고형화 보조연료로 성형하는 단계가 순차적으로 진행되는 방식으로 구성된다.
그런데, 상기한 일반쓰레기 고형화 보조연료 제조방법에 사용되는 설비들은 비교적 고가의 장비로 구성되기 때문에, 고형화 보조연료의 제조단가가 높다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 환경오염을 방지할 수 있고 화석연료를 보조할 수 있는 보조 에너지원으로서 음식물쓰레기를 활용하기 위한 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법은,
음식물쓰레기를 수거하여 선별기로 선별하는 단계와;
선별된 음식물쓰레기를 파쇄기를 통해 10～20mm 정도로 파쇄하는 단계와;
파쇄된 음식물쓰레기를 원심분리형 탈수기에 투입하여 수분함수량이 40%이하가 되도록 탈수하는 단계와;
탈수한 음식물쓰레기를 다시 3～5mm 정도로 분쇄하는 단계와;
황토를 100메시 정도로 분쇄하는 단계와;
토탄을 100메시 정도로 분쇄하는 단계와;
코코넛, 콘칩 및 톱밥 중에서 1가지 또는 적어도 2가지 이상을 동일한 비율로 혼합하여 마이오 매스를 제조하는 단계와;
혼합기내에서 음식물쓰레기 분쇄물 40～75 중량%와 마이오 10～20 중량%와 항토 6～15 중량%와 토탄 4～15 중량%와 매스 규산나트륨 3～5 중량% 및 탄산마그네슘 2～5 중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계와;
상기의 1차 혼합물 70～90 중량%에 연소촉진제 10～30 중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계와;
상기의 2차 혼합물을 펠릿압출기에 투입하여 압출 성형하는 단계와;
압출성형물을 절단하면서 고형화하여 이송 컨베이어로 이송하는 단계와;
상기의 고형화되어 이송 컨베이어로 이송되는 압축성형물을 열풍기를 통하여 강제로 생성하는 80～100℃ 정도의 열풍에 의해 건조되도록 하는 단계를 포함한다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명에 따라 음식물쓰레기를 주원료로 이용하여 고형화 보조연료를 제조함으로써, 환경친화적인 음식물쓰레기 처리가 가능하여 대량처리가 용이하고, 경제성을 갖춘 고발열량을 가진 연료로서 각종 원예 및 채소 재배용 보일러, 가정용 보일러, 각종 산업용 고형화 보조연료 보일러, 열병합 또는 화력 발전소의 고형화 보조연료 대체품으로 사용 가능한 효과를 거둘 수 있다.
또한, 본 발명의 제조방법에 따른 고형화 보조연료는 연소중에도 악취나 대기오염의 우려가 전혀 없는 것이 특징이며, 타고난 부산물은 다시 퇴비로 사용할 수 있어 원예농가, 축사 또는 계사 등의 에너지 절약에 큰 보탬이 될 수 있고 저연비로 고부가가치를 얻을 수 있는 것이다.
한편, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조공정을 도시한 흐름도.
이하, 본 발명에 따른 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조공정을 도시한 흐름도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법은,
음식물쓰레기를 수거하여 선별기로 선별하는 단계와;
선별된 음식물쓰레기를 파쇄기를 통해 10～20mm 정도로 파쇄하는 단계와;
파쇄된 음식물쓰레기를 원심분리형 탈수기에 투입하여 수분함수량이 40%이하가 되도록 탈수하는 단계와;
탈수한 음식물쓰레기를 다시 3～5mm 정도로 분쇄하는 단계와;
황토를 100메시 정도로 분쇄하는 단계와;
토탄을 100메시 정도로 분쇄하는 단계와;
코코넛, 콘칩 및 톱밥 중에서 1가지 또는 적어도 2가지 이상을 동일한 비율로 혼합하여 마이오 매스를 제조하는 단계와;
혼합기내에서 음식물쓰레기 분쇄물 40～75 중량%와 마이오 10～20 중량%와 항토 6～15 중량%와 토탄 4～15 중량%와 매스 규산나트륨 3～5 중량% 및 탄산마그네슘 2～5 중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계와;
숯가루 10 내지 20 중량%, 활성탄 10 내지 20 중량%, 산화나트륨 15 내지 35 중량%, 산화칼슘 5 내지 15 중량%, 질산칼슘 10 내지 20 중량%, 질산칼륨 5 내지 15 중량%, 질산바륨 5 내지 15 중량%, 코우크스 5 내지 10 중량% 및 알루미늄 파우더 0.5 내지 2 중량%를 혼합하면서 연소촉진제를 제조하는 단계와;
상기의 1차 혼합물 70～90 중량%에 연소촉진제 10～30 중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계와;
상기의 2차 혼합물을 펠릿압출기에 투입하여 압출 성형하는 단계와;
압출성형물을 절단하면서 고형화하여 이송 컨베이어로 이송하는 단계와;
상기의 고형화되어 이송 컨베이어로 이송되는 압축성형물을 열풍기를 통하여 강제로 생성하는 80～100℃ 정도의 열풍에 의해 건조되도록 하는 단계를 포함한다.
이렇게 해서 제조된 고형화 보조연료는 최저 4,000Kcal/Kg이상의 열량을 갖고 400℃이상의 발열량이 발생하기 때문에 보조연료로서의 기능을 충분히 할 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 고형화 보조연료의 제조방법에 대해 단계별로 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 음식물쓰레기를 수거하여 선별기로 선별한다.
선별된 음식물쓰레기를 파쇄기를 통해 10～20mm 정도로 파쇄한다.
파쇄된 음식물쓰레기를 원심분리형 탈수기에 투입하여 수분함수량이 40%이하가 되도록 탈수한다.
탈수한 음식물쓰레기를 다시 3～5mm 정도로 분쇄한다.
황토를 100메시 정도로 분쇄한다.
토탄을 100메시 정도로 분쇄한다.
코코넛, 콘칩 및 톱밥 중에서 1가지 또는 적어도 2가지 이상을 동일한 비율로 혼합하여 마이오 매스를 제조한다.
혼합기내에서 음식물쓰레기 분쇄물 40～75 중량%와 마이오 10～20 중량%와 항토 6～15 중량%와 토탄 4～15 중량%와 매스 규산나트륨 3～5 중량% 및 탄산마그네슘 2～5 중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조한다.
숯가루 10 내지 20 중량%, 활성탄 10 내지 20 중량%, 산화나트륨 15 내지 35 중량%, 산화칼슘 5 내지 15 중량%, 질산칼슘 10 내지 20 중량%, 질산칼륨 5 내지 15 중량%, 질산바륨 5 내지 15 중량%, 코우크스 5 내지 10 중량% 및 알루미늄 파우더 0.5 내지 2 중량%를 혼합하면서 연소촉진제를 제조한다.
상기의 1차 혼합물 70～90 중량%에 연소촉진제 10～30 중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조한다.
상기의 연소촉진제는 음식물쓰레기와 혼합되어 연소하는 중에 연소의 조건이 양호해지도록 하여 연소가 촉진되도록 한다.
상기의 2차 혼합물을 펠릿압출기에 투입하여 압출 성형한다.
압출성형물을 절단하면서 고형화하여 이송 컨베이어로 이송한다.
상기의 고형화되어 이송 컨베이어로 이송되는 압축성형물을 열풍기를 통하여 강제로 생성하는 80～100℃ 정도의 열풍에 의해 건조되도록 한다.
이렇게 생산된 음식물쓰레기 고형화 보조연료는 연료의 발열량이 4,000kcal/kg이상을 나타내어 종래의 방법으로 만들어진 건조된 음식물쓰레기 고형화 보조연료에 비해 발열량이 우수하여 경제성을 가진 보조 연료로 사용이 가능하고, 음식물쓰레기의 사료화, 퇴비화 및 혐기성 메탄화 방식에 비하여 자원의 재이용 효과가 큼에 따라 음식물쓰레기 처리문제에 있어서 부가가치 창출이 가능하다.
Claims (3)
- 음식물쓰레기를 수거하여 선별기로 선별하는 단계와;
선별된 음식물쓰레기를 파쇄기를 통해 10～20mm 정도로 파쇄하는 단계와;
파쇄된 음식물쓰레기를 원심분리형 탈수기에 투입하여 수분함수량이 40%이하가 되도록 탈수하는 단계와;
탈수한 음식물쓰레기를 다시 3～5mm 정도로 분쇄하는 단계와;
황토를 100메시 정도로 분쇄하는 단계와;
토탄을 100메시 정도로 분쇄하는 단계와;
코코넛, 콘칩 및 톱밥 중에서 1가지 또는 적어도 2가지 이상을 동일한 비율로 혼합하여 마이오 매스를 제조하는 단계와;
혼합기내에서 음식물쓰레기 분쇄물 40～75 중량%와 마이오 10～20 중량%와 항토 6～15 중량%와 토탄 4～15 중량%와 매스 규산나트륨 3～5 중량% 및 탄산마그네슘 2～5 중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계와;
숯가루, 활성탄, 산화나트륨, 산화칼슘, 질산칼슘, 질산칼륨, 질산바륨, 코우크스 및 알루미늄 파우더를 혼합하면서 연소촉진제를 제조하는 단계와;
상기의 1차 혼합물 70～90 중량%에 연소촉진제 10～30 중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계와;
상기의 2차 혼합물을 펠릿압출기에 투입하여 압출 성형하는 단계와;
압출성형물을 절단하면서 고형화하여 이송 컨베이어로 이송하는 단계와;
상기의 고형화되어 이송 컨베이어로 이송되는 압축성형물을 열풍기를 통하여 강제로 생성하는 80～100℃ 정도의 열풍에 의해 건조되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 연소촉진제는 숯가루 10 내지 20 중량%, 활성탄 10 내지 20 중량%, 산화나트륨 15 내지 35 중량%, 산화칼슘 5 내지 15 중량%, 질산칼슘 10 내지 20 중량%, 질산칼륨 5 내지 15 중량%, 질산바륨 5 내지 15 중량%, 코우크스 5 내지 10 중량% 및 알루미늄 파우더 0.5 내지 2 중량%로 구성한 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기의 바이오 매스는 코코넛, 콘칩 및 톱밥 중에서 1가지 또는 적어도 2가지 이상을 동일한 비율로 혼합하여 구성한 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법.
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