KR20130137421A - 공냉 석탄 연소 바닥재의 농업용 상토활용을 위한 건식 입도선별장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공냉 석탄 연소 바닥재의 농업용 상토활용을 위한 건식 입도선별기술에 관한 것으로서, 석탄연소의 잔재물인 바텀애쉬를 선별하는 1차선별부와; 기 1차선별부에서 선별된 바텀애쉬를 공기로 냉각시키면서 이송하는 제1이송장치와; 기 제1이송장치에서 이송된 바텀애쉬를 파쇄하는 분쇄기와; 기 분쇄기에서 분쇄된 바텀애쉬를 공기로 냉각시키면서 이송하는 제2이송장치와; 기 제2이송장치로부터 이송된 바텀애쉬를 저장하는 제1저장소와; 기 제1저장소로 이송된 바텀애쉬를 선별하는 2차선별부와; 부에 집진필터를 구비하고 상기 2차선별부에서 선별된 바텀애쉬를 저장하는 제2저장소와; 기 제2저장소에 저장된 바텀애쉬를 공급받아 입도선별하는 입도선별부와; 기 입도선별부에서 선별된 바텀애쉬의 산성도를 6 내지 9사이로 조절하는 산도처리부; 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 골재를 위한 유연탄 바텀애쉬 가공장치를 제공하여, 냉각제로서 물을 사용하지 않기 때문에 슬러지 등 잔존폐기물이 없어 환경친화적이고, 리버닝 과정을 통하여 완전멸균을 시키기 때문에 농업용, 토목용, 건축용 골재로 바로 사용할 수 있게 되며, 리버닝 과정을 거치기 때문에 열회수를 통한 에너지 효율의 극대화를 달성하고 미연소탄소량을 줄여 환경오염을 이룰 수 있게 되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 공냉 석탄 연소 바닥재의 농업용 상토활용을 위한 건식 입도선별기술에 관한 것이다.
현재 인류는 지구온난화로 인한 물부족 및 이상기후와 그로 인한 식량위기, 에너지 고갈 등의 문제에 직면해 있다.
산업화로 인한 에너지 수요의 폭발적 증가와 석탄 화석연료의 대량이용을 통해 석탄연소폐기물의 대량생산이라는 환경문제로 이어져 석탄연소폐기물의 처리방법 또는 활용방법에 대한 기술들이 등장하였다.
석탄재는 보통 발생되는 출처별로 크게 Fly ash(비산재)와 바텀애쉬(바닥재)로 나누어진다.
이중에서 바텀애쉬는 발전소 보일러 노벽, 과열기, 재열기 등에 부착되어 있다가 자중에 의해 보일러 바닥으로 떨어진 것을 말한다.
일반적으로 바텀애쉬의 입경은 대부분 30㎜이하이며, 대부분은 Ash Pond에 버려지고 있으며, 재활용율은 극히 낮다.
바텀애쉬는 회매립장에 보통 단순매립을 통하여 매립처분 하는데 막대한 처리비용 등의 여러 가지 문제점을 야기하고 있으며, 특히 우리나라와 같이 국토가 넓지 않은 관계로 매립을 통한 처분은 국토의 효율적인 이용에 부합되지 않는 문제가 있다.
따라서, 해마다 발생량과 매립량이 점점 늘어가는 바텀애쉬의 자원 재활용의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
특히 농업용 골재란 농업분야에 사용되는 모래, 자갈, 펄라이트, 질석 등 입상의 무기광물질을 말한다.
종래의 기술 중 팽창식처리기술은 진주암, 질석등을 자연채광하고 파쇄, 건조 후, 트럭 및 배를 이용하여 국내 수입하고, 트럭으로 운반, 약 1천도로 가열된 팽창로에 투입하여 팽창시켜 건축용, 농업용 골재로 활용하는 기술로서 에너지 소모량이 많고 다량의 유해 중금속물질을 포함하며, 특히 석면을 다량함유할 수 있는 문제점이 존재하였다.
종래에도 진주암, 버미큘라이트등을 가공한 팽창 경량골재 제조기술 및 수냉 석탄회 담수세척 입도선별기술이 존재하였지만, 제조공정상 석면 등 인체에 치명적인 유해물질의 배출문제 및 제조에 있어서 에너지 투입량이 과다하게 소요되는 등의 문제점이 존재하였다.
종래의 석탄회 처리기술은 탄종별, 광산별로 석탄회의 화학적 특성이 상이하며, 이를 연소하는 과정에서 유동층연소방식 혹은 미분탄연소방식 등으로 그 연소방식이 다르기 때문에 결과적으로 석탄회의 미연탄소함량, 강도, 입도 등이 균일하기 못하여 석탄회의 물리적 화학적으로 규격화된 응용 및 재활용 제품의 대량생산이 곤란한 문제가 있었다.
종래에는 석탄회를 이용하기 위한 처리기술 중에 하나로서 수냉식 습식방식의 처리기술이 존재하였다.
종래 수냉식 습식방식의 기술은 수냉식 습식기술은 석탄연소시 잔재물을 물속에 투기하여 수냉 후, 해수를 이용하여 매립장으로 이송하고, 담수를 투입하여 세척 후, 입경차를 이용한 진동체분리하여 토목용, 건축용 골재로 활용하는 기술이었다.
이러한 종래의 수냉식 습식방식의 기술은 석탄회의 냉각을 위해 물을 사용하였기 때문에 수처리 설비를 위한 운영비용이 과다하게 소요되며, 수처리를 통한 슬러지 발생 문제가 있었다.
다시 말해 해수를 사용하여 냉각을 시키는 경우에는 석탄회가 염분을 함유하고 있고 멸균이 이루어지지 않아 농업용으로 부적합한 문제가 있었다.
또 다른 종래기술에는 진주암, 질석등을 채광가공 후에 선박으로 운송을 하고 육상으로 운송을 한 뒤 약 섭씨 1천도정도로 가열된 팽창로에 투입하여 팽창시켜 제품화하는 방법이 존재하였으나, 이는 제품에 이르게 되는 과정이 복잡하고 에너지소비 및 대기오염물질 배출, 석면배출이 많은 문제가 있었다.
특히 종래기술인 수냉식 석탄회 담수처리기술은 물을 사용하기 때문에 수처리설비운영에서 슬러지가 발생되는 문제가 있고, 각종 미생물 잡풀씨앗 등이 유입되는 문제가 있으며, 처리설비가 복잡하고 전기사용이 많은 단점이 있다.
종래기술인 수냉식 석탄회 담수처리기술은 해수를 사용하기 때문에 담수세척이 별도로 필요하며, 염분이 함유된 비멸균 상태의 산출물로 인해 농업용으로는 부적합한 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 공랭 석탄연소 바닥재의 농업용 상토활용을 위한 건식 입도선별기술을 제공하여 처리설비가 단순해지고 석탄폐기물을 재활용하여 기상자연재해로부터 식량의 안전하고 안정적인 생산도구를 확보함과 동시에 완전멸균상태로 농업용골재에 접합한 농업용 골재, 토양개량 및 육묘 상토 및 인공배양토나 토양개량제 등을 제공하는데에 그 목적이 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 석탄연소의 잔재물인 바텀애쉬를 선별하는 1차선별부와; 기 1차선별부에서 선별된 바텀애쉬를 공기로 냉각시키면서 이송하는 제1이송장치와; 기 제1이송장치에서 이송된 바텀애쉬를 파쇄하는 분쇄기와; 기 분쇄기에서 분쇄된 바텀애쉬를 공기로 냉각시키면서 이송하는 제2이송장치와; 기 제2이송장치로부터 이송된 바텀애쉬를 저장하는 제1저장소와; 기 제1저장소로 이송된 바텀애쉬를 선별하는 2차선별부와; 부에 집진필터를 구비하고 상기 2차선별부에서 선별된 바텀애쉬를 저장하는 제2저장소와; 기 제2저장소에 저장된 바텀애쉬를 공급받아 입도선별하는 입도선별부와; 기 입도선별부에서 선별된 바텀애쉬의 산성도를 6 내지 9사이로 조절하는 산도처리부; 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 골재를 위한 유연탄 바텀애쉬 가공장치를 포함한다.
또한, 상기 입도선별부는, 상기 제2저장소로부터 공급받은 바텀애쉬를 입자의 크기에 따라서 분리시키되, 상기 제2저장소로부터 공급받은 바텀애쉬의 입자 크기가 8밀리미터를 초과하는 것을 분리하는 제1체망; 상기 제2저장소로부터 공급받은 바텀애쉬의 입자 크기가 4밀리미터를 초과해서 8밀리미터 이하인 것을 분리하는 제2체망과; 상기 제2저장소로부터 공급받은 바텀애쉬의 입자 크기가 1밀리미터를 초과해서 4밀리미터 이하인 것을 분리하는 제3체망과; 상기 제2저장소로부터 공급받은 바텀애쉬의 입자 크기가 0.1밀리미터 이상에서 3밀리미터 이하인 것을 안내하는 바닥부; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 농업용 골재를 위한 유연탄 바텀애쉬 가공장치를 포함한다.
또한, 상기 제2저장소는, 상기 제2저장소에 저장된 바텀애쉬를 상기 입도선별부로 정량공급하도록 정량공급부를 갖는 것을 특징으로 하는 농업용 골재를 위한 유연탄 바텀애쉬 가공장치를 포함한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 냉각제로서 물을 사용하지 않기 때문에 슬러지 등 잔존폐기물이 없어 환경친화적이므로 농업용으로 적합한 장점이 있다.
둘째, 완전멸균된 상태이기 때문에 잡초종자나 미생물의 오염이 없어 추가소독이 불필요하며, 식물면역력 향상에 도움이 된다.농업용, 토목용, 건축용 골재로 바로 사용할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 미연탄소가 분리된 바텀애쉬를 입자크기별로 분리하기 때문에 수도용상토, 퇴비제조용 수분조절제와 원예용 상토와 수경재배용담체와 조경용 골재 등 사용처에 따른 적합한 친황경 골재로 사용할 수 있는 장점이 있다.
넷째, 대공극률이 50%이상으로 통기와 배수 성능이 우수한 장점이 있다.
다섯째, 유효수분율이 뛰어나 우수한 보수성을 가지는 이점이 있다.
여섯째, 비료성분의 보유 능력이 우수한 장점이 있다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체도이다.
도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입도선별부의 모습도이다.
도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입도선별부의 모습도이다.
이상과 같은 본 발명의 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체 구성도이다.
바텀애쉬는 발열량, 화학적 조성, 유황분, 회융점 등이 다양한 탄종을 일정 품질로 혼합하여 보일러에 미분쇄 투입 연소 후 발생되며 품질, 다시 말해서 pH, 물리적 성상, 특성등이 다양하다.
제1선별부(100)에서는 이러한 바텀애쉬를 영농분야에서 활용하기에 적합한 건식 석탄회를 탄이 연소하기 12시간 전 혼탄 내용을 파악하고 그 혼탄 조성에 따른 석탄회의 품질을 예측하게 된다.
혼탄은 용광로에 투입되어 연소하게 되고 바텀애쉬를 발생시킨다.
바텀애쉬는 제1이송장치(110)에 올려져 이송되면서 1차적으로 공기에 의해 냉각되고 분쇄기(111)로 진입하여 분쇄된다.
분쇄된 바텀애쉬는 다시 제2이송장치(120)로 옮겨져 2차적으로 공기에 의해 냉각되고 제1저장소(121)로 옮겨진다.
제1저장소(121)는 제2이송장치(120)로부터 이송되어진 바텀애쉬가 충격을 덜 받도록 충격을 흡수하는 역할도 수행한다.
제1저장소(121)를 거친 바텀애쉬는 2차선별부(123)에서 육안검사, 다시 말해서 색도 및 용융상태, pH검사, 비중 등을 측정하여 영농분야에 활용성이 떨어지는 부적합한 바텀애쉬는 매립장으로 이송을 결정하게 된다.
2차선별부(123)를 거쳐 영농분야에 활용 적합하도록 판정된 바텀애쉬는 제2저장소(200)로 옮겨진다.
제2저장소(200)의 상측에는 집진필터(210)가 설치되어 있어 바텀애쉬가 2차선별부(123)로부터 제2저장소(200)로 옮겨질 때 발생되는 분진 등을 억제한다.
정량공급부(220)는 제2저장소(200) 하측에 설치되며 로터리피더로 구성된다.
정량공급부(220)는 제2저장소(200)에 저장된 바텀애쉬를 입도선별부(300)로 정량 공급하는 역할을 수행한다.
입도선별부(300)는 제2저장소(200)로부터 정량공급된 바텀애쉬의 입자 크기에 따라서 바텀애쉬를 0.1mm~2mm, 1~4mm, 4~8mm, 8mm이상 으로 총 4단계로 선별하게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입도선별부(300)의 확대도이다.
입도선별부(300)는 좌측 상단에 제2저장소(200)로부터 정량공급되는 바텀애쉬를 수용하는 투입구가 설치된다.
입도선별부(300)의 하측에는 진동을 발생시켜 바텀애쉬를 진동하도록 하는 바이브레이터가 설치된다.
입도선별부(300)의 내부에는 총 3개의 거름 체망이 설치되는데, 위에서 아래로 제1체망, 제2체망, 제3체망이 일정간격 이격된 채로 설치되어 있다.
제1체망, 제2체망, 제3체망은 모두 바닥이 일정지름을 갖도록 통공되어 있으며, 제1체망은 제2체망 보다 통공이 크게 형성되고, 제2체망은 제3체망보다 통공이 크게 형성되어 있다.
다시 말해서 입도선별부(300)의 투입구로 들어온 바텀애쉬는 입자의 크기가 가장 큰 것이 제1체망에 걸려서 바이브레이터의 진동에 의해 우측으로 이동하여 제1토출구로 배출되고, 입자의 크기가 가장 작은 바텀애쉬는 제3체망을 통과하여 바닥면으로 떨어져 바이브레이터의 진동에 의해 제4토출구로 배출된다.
입도선별부(300)의 우측단에는 제1체망을 통과하지 못하는 입자들이 배출되도록 제1체망의 우측단에 연결 설치되는 제1토출구가 있고, 제2체망을 통과하지 못하는 입자들을 배출하도록 제2체망의 우측단에 연결되도록 제2토출구가 설치된다.
제3토출구는 제3체망을 통과하지 못한 입자들이 토출되도록 입도선별부(300)의 우측하단에서 수직하방향으로 설치되고, 제4토출구는 제3체망을 통과한 입자들이 입도선별부(300)의 바닥면에서 바비브레이터의 진동에 의해 토출되도록 제3토출구의 좌측에 설치된다.
보다 상세하게 설명하면, 제1체망은 바텀애쉬의 입자 크기가 8밀리미터를 초과하는 것을 걸러주고, 제2체망은 이송된 바텀애쉬의 입자 크기가 4밀리미터를 초과해서 8밀리미터 이하인 것을 걸러준다.
제3체망은 이송된 바텀애쉬의 입자 크기가 1밀리미터를 초과해서 4밀리미터 이하인 것을 걸러주고, 바닥면에는 바텀애쉬의 입자 크기가 0.1밀리미터 이상에서 3밀리미터 이하인 것이 놓이게 된다.
입도선별부(300)에서 입자의 크기에 따라 선별된 바텀애쉬는 산도조절부(400)에서 pH가 6 내지 9로 조절되는데 이때, 1N(노르말농도)의 인산, 질산 등이 사용될 수 있다.
산도가 조절된 바텀애쉬는 포장부(500)에서 최종적으로 톤마대에 포장되어 상품화된다.
다음으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가공방법에 대하여 상술한다.
도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정도이다.
먼저 발열량, 화학적 조성, 유황분, 회융점 등이 다양한 탄종을 일정 품질로 혼합하여 보일러에 미순쇄 투입 연소 후 발생되는 바텀애쉬의 품질을 예측하기 위하여 연소 전에 혼탄 내용을 파악하고 혼탄 조성에 따른 바텀애쉬의 품질을 예측하는 예측단계(S1)를 거친다.
다음으로 제1저장소(121)에서 나오는 건식 바텀애쉬를 채취하여 육안으로 색도나 용융상태를 검사하고 pH, 비중 등을 측정하여 적정품질의 바텀애쉬를 엄선하여 부적합한 바텀애쉬는 매립장으로 이송결정하는 결정단계(S2)를 거친다.
다음으로 건식 바텀애쉬를 저장 및 상차하는 계량단계(S3)를 거친다.
다음으로 입도ㄴ선별부에서 바텀애쉬의 입자의 사이즈에 따라서 8밀리미터를 초과하는, 4밀리미터를 초과해서 8밀리미터 이하인 것, 1밀리미터를 초과해서 4밀리미터 이하인 것, 0.1밀리미터 이상에서 3밀리미터 이하인 것을 선별하는 선별단계(S4)를 거친다.
다음으로 1N(노르말농도)의 인산, 질산 등을 사용하여 바텀애쉬의 산도를 6내지 9로 조절하는 산도조절단계(S5)를 거친다.
마지막으로 톤마대에 포장하는 포장단계(S6)를 거치게 되어 상품화 한다.
본 발명은 이상과 같이 구성되는 바, 본 발명의 목적과 기술적인 사상에 비추어 볼 때 본 발명이 반드시 하기의 구성에 국한되는 것은 아니며 본 발명으로부터 용이하게 창작할 수 있는 정도의 기술 수준은 본 발명의 권리범위에 예속되는 것임은 자명한 것으로 본 발명으로부터 상업적인 설계변경의 수준, 모양의 변화, 재질의 변화, 부품의 숫자 증감, 색상의 변화 등 본 발명의 기술과 균등범위에 있거나 하위개념에 속하는 기술에 대해서는 일일이 언급하지 않음을 밝힌다.
100 : 1차선별부 110 : 제1이송장치
111 : 분쇄기 120 : 제2이송장치
121 : 제1저장소 123 : 2차선별부
200 : 제2저장소 210 : 집진필터
220 : 정량공급부 300 : 입도선별부
301 : 제1토출구 302 : 제2토출구
303 : 제3토출구 304 : 제4토출구
310 : 제1체망 320 : 제2체망
330 : 제3체망 340 : 바닥면
350 : 바이브레이터
111 : 분쇄기 120 : 제2이송장치
121 : 제1저장소 123 : 2차선별부
200 : 제2저장소 210 : 집진필터
220 : 정량공급부 300 : 입도선별부
301 : 제1토출구 302 : 제2토출구
303 : 제3토출구 304 : 제4토출구
310 : 제1체망 320 : 제2체망
330 : 제3체망 340 : 바닥면
350 : 바이브레이터
Claims (3)
- 석탄연소의 잔재물인 바텀애쉬를 선별하는 1차선별부와;
상기 1차선별부에서 선별된 바텀애쉬를 공기로 냉각시키면서 이송하는 제1이송장치와;
상기 제1이송장치에서 이송된 바텀애쉬를 파쇄하는 분쇄기와;
상기 분쇄기에서 분쇄된 바텀애쉬를 공기로 냉각시키면서 이송하는 제2이송장치와;
상기 제2이송장치로부터 이송된 바텀애쉬를 저장하는 제1저장소와;
상기 제1저장소로 이송된 바텀애쉬를 선별하는 2차선별부와;
상부에 집진필터를 구비하고 상기 2차선별부에서 선별된 바텀애쉬를 저장하는 제2저장소와;
상기 제2저장소에 저장된 바텀애쉬를 공급받아 입도선별하는 입도선별부와;
상기 입도선별부에서 선별된 바텀애쉬의 산성도를 6 내지 9사이로 조절하는 산도처리부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 골재를 위한 유연탄 바텀애쉬 가공장치.
- 제1항에 있어서,
상기 입도선별부는,
상기 제2저장소로부터 공급받은 바텀애쉬를 입자의 크기에 따라서 분리시키되,
상기 제2저장소로부터 공급받은 바텀애쉬의 입자 크기가 8밀리미터를 초과하는 것을 분리하는 제1체망;
상기 제2저장소로부터 공급받은 바텀애쉬의 입자 크기가 4밀리미터를 초과해서 8밀리미터 이하인 것을 분리하는 제2체망과;
상기 제2저장소로부터 공급받은 바텀애쉬의 입자 크기가 1밀리미터를 초과해서 4밀리미터 이하인 것을 분리하는 제3체망과;
상기 제2저장소로부터 공급받은 바텀애쉬의 입자 크기가 0.1밀리미터 이상에서 3밀리미터 이하인 것을 안내하는 바닥부;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 농업용 골재를 위한 유연탄 바텀애쉬 가공장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제2저장소는,
상기 제2저장소에 저장된 바텀애쉬를 상기 입도선별부로 정량공급하도록 정량공급부를 갖는 것을 특징으로 하는 농업용 골재를 위한 유연탄 바텀애쉬 가공장치.
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| KR20120061017A KR101367146B1 (ko) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | 공냉 석탄 연소 바닥재의 농업용 상토활용을 위한 건식 입도선별장치 |
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