KR20150093073A - 매립장의 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매립장의 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법에 관한 것으로,
매립장에서 수거하여 호퍼에 일시 저장된 종이나 폐플라스틱 등의 가연성 쓰레기에 포함된 금속물질을 금속감지센서를 이용하여 제거하는 과정과,
상기의 가연성 쓰레기를 직경 1mm 이하의 크기로 절단 및 파쇄하는 과정과,
호퍼에 하수 슬러지를 일시 저장하는 과정과,
상기의 하수 슬러지에 포함된 비닐과 같은 이물질은 물론, 금속감지센서에 의해 금속물질을 제거하는 과정과,
상기의 하수 슬러지를 직경 1mm 이하의 크기로 파쇄하는 과정과,
호퍼에 음식물쓰레기를 일시 저장하는 과정과,
상기의 음식물쓰레기에 포함된 비닐과 같은 이물질은 물론, 금속감지센서에 의해 금속물질을 제거하는 과정과,
상기의 음식물쓰레기를 직경 1mm 이하의 크기로 절단 및 파쇄하는 과정과,
호퍼에 일시 저장된 옥수수대, 콩깍지, 코코넛, 팜, 톱밥 그리고 왕겨와 같은 바이오 매스를 직경 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 과정과,
상기의 가연성 쓰레기 30∼50중량%와 하수 슬러지 10∼30중량%와 음식물쓰레기 10∼30중량% 및 바이오 매스 10∼30중량%를 제1 혼합기에서 혼합하면서 1차 혼합물을 제조하면서 함수율 40∼60%로 조절하는 과정과,
상기의 가연성 쓰레기와 하수 슬러지와 음식물쓰레기 및 바이오 매스의 1차 혼합물을 탈수기에서 탈수를 수행하면서 함수율 20∼40%로 조절하도록 탈수하는 과정과,
초탄을 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 과정과,
냄새를 제거하기 위하여 제오라이트를 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 과정과,
외부의 열에 의해 전기성분을 발생하는 전기석을 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 과정과,
상기의 초탄 70∼80중량%, 제오라이트 2∼4중량%, 전기석 2∼4중량%, 초산염, 염소산염, 수산염, 탄산염 중 적어도 하나 이상의 금속화합물 4∼6중량%, 메타놀, 에타놀, 벤젠 중 적어도 하나 이상의 유기용제 4∼6중량%, 탄산소다의 결합제 2∼4중량%, 과붕산소다의 탈취제 2∼4중량 그리고 혼합이 잘 되게 하기 위한 유화제 2∼4중량%를 혼합하면서 첨가제를 제조하는 과정과,
상기의 1차 혼합물 60∼95중량%에 첨가제 5∼40중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 과정과,
상기의 첨가제는 음식물쓰레기의 냄새를 중화하면서 녹말, 단백질 등의 고분자 물질이 음식물쓰레기에 계속 잔류하도록 한다.
상기의 2차 혼합물을 성형기로 공급하여 소정 형태의 고형연료로 압축 성형하는 과정들로 구성한 것이다.

Description

매립장의 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법{solid fuel}

본 발명은 매립장의 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법에 관한 것으로, 특히 매립장에서 수거하여 금속물질을 제거하고 절단 및 파쇄한 종이나 플라스틱 등의 가연성 쓰레기와 이물과 금속물질을 제거하고 파쇄한 하수 슬러지와 이물과 금속물질을 제거하고 절단 및 파쇄한 음식물쓰레기 그리고 파쇄한 옥수수대, 콩깍지, 코코넛, 팜, 왕겨 등의 바이오 매스를 1차 혼합하고, 탈수를 수행하면서 함수율을 조절한 후, 각각 분쇄하여 섞은 황토분말, 맥반석분말, 제올라이트분말, 게르마늄석분말 및 장석분말의 첨가제를 2차 혼합하면서 성형기를 경유하는 중에 소정 형태의 고형연료로 압축 성형하도록 함으로써 함수율의 조절과 연료 특성을 크게 향상시켜 5000∼6000Kcal/Kg 정도의 열량을 내는 연료를 얻도록 한 매립장의 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 한국의 연간 쓰레기의 발생량은 약 2천만톤에 이르고 있다. 한해동안 발생하는 음식물쓰레기의 양은 97년 기준으로 약 550만톤에 달하고 있으며, 하루 평균 배출량은 15,075톤으로 전체쓰레기 발생량의 28%를 차지하고 있다.

음식물 쓰레기를 처리하는 방법으로는 소각로에서 소각 처리하는 방법과, 일정부지에 매립시켜 자연적으로 발효 처리시키는 방법, 및 사료나 퇴비 등으로 재활용하는 방법이 있다.

음식물 쓰레기를 소각하는 방법의 경우에는, 가연성 쓰레기 소각장 및 대형 소각장의 건설기간이 많이 걸리고 소각으로 인한 다이옥신(dioxin) 등 유해물질 및 악취발생으로 주민 피해가 발생하기 때문에, 한국에서는 거의 채용되고 있지 않은 실정이다. 그리고, 음식물 쓰레기를 소각시키기 위해, 경유 등의 비교적 고가의 기름을 사용함으로써, 음식물 쓰레기 처리비용이 많이 소요된다는 단점도 있다.

한국의 경우 음식물쓰레기의 95%를 매립하고 있으며, 음식물쓰레기를 사료나 비료로 재활용하는 경우는 약 316톤에 불과한 실정이다.

그러나, 음식물쓰레기를 매립할 경우에는, 음식물쓰레기로부터 침출수가 발생하여 토양이 오염되고, 지반이 침하되는 현상이 일어나게 된다. 그리고, NIMBY(not in my backyard) 현상이 확산되고 있는 실정에서, 주민들이 오염시설인 쓰레기 매립장 설치에 반대하게 됨으로써, 매립장 확보도 힘든 실정이다.

음식물 쓰레기를 사료나 퇴비로 사용하는 방법은, 철저한 멸균처리, 신선도 유지, 이물질 제거 등의 어려움이 있다. 이중에서 특히 음식물 쓰레기 내에 함유되어 있는 염분(NaCl)을 제거하는 것이 가장 어려운 난관으로 인식되고 있다.

음식물 쓰레기를 사료화 혹은 비료화하기 위해서는, 먼저 음식물 쓰레기를 발효시키는 것이 필수적이다.

발효는 효모,세균,곰팡이 등의 미생물의 작용으로 유기물이 분해 또는 산화/환원하여 알코올이나 탄산가스 등으로 변하는 현상을 말하는 것으로, 음식물 쓰레기가 미생물의 작용에 의해 분해되는 것을 음식물쓰레기 발효방법이라 한다.

한국의 경우, 음식물 조리 과정에서 다른 나라에 비해 비교적 많은 양의 소금을 사용하고 있기 때문에, 음식물 쓰레기 내에는 다량의 염분이 함유되어 있다. 염분은 사료 및 비료를 제조하기 위해 반드시 제거되어야 할 성분으로서, 한국에서 음식물쓰레기의 사료화 및 비료화 실패의 가장 큰 요인으로 작용하고 있는 실정이다. 그래서, 현재에는 음식물쓰레기를 사료화 및 비료화하는 방법은 전체 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법 중에서 극히 국부적으로만 채용되고 있는 실정이다.

또한, 통상적인 일반쓰레기를 이용한 고체연료 제조방법은, 가연성 폐기물을 투입부에 공급하는 단계, 전자석을 이용하여 투입부 내의 가연성 폐기물로부터 철을 분리하는 단계, 파쇄기를 이용하여 철금속이 분리된 가연성 폐기물을 순차적으로 파쇄하는 단계, 파쇄된 가연성 폐기물을 가열압축기를 이용하여 가열 및 압축하여 가연성 폐기물의 함수율을 균일하게 하는 단계, 함수율이 균일화된 가연성 폐기물을 순차적으로 재차 파쇄하는 단계, 재차 파쇄된 가연성 폐기물을 비산절단형 회전건조기 및 비산절단 어셈블리에 의해서 미세하게 절단함과 동시에 건조하는 단계, 절단 건조된 가연성 폐기물에 중화제를 투입하는 단계, 및 중화제와 혼합된 가연성 폐기물을 가열 압축하여 소정 형태의 고체연료로 성형하는 단계가 순차적으로 연결되는 방식으로 구성된다.그런데, 상기한 일반쓰레기 고체연료 제조방법에 사용되는 설비들은 비교적 고가의 장비로 구성되기 때문에, 고체연료의 제조단가가 높다는 문제점이 있다.

이에 따라 2006년 09월 29일자 특허출원 제10-2006-0095402호(음식물침출수 처리 가능한 음식물쓰레기 처리시스템)가 제안되었으며,

이는, 음식물 찌거기를 분쇄시키거나 미생물을 통해 음식물 찌꺼기를 발효시키는 음식물 쓰레기처리기에 있어서,

상기 음식물쓰레기 처리기에서 발생하는 오염원수를 저장하는 오염원수탱크와,

상기 오염원수탱크의 오염원수를 공급하기 위해 분사시키는 분사기와,

상기 분사기에 화학약품을 공급시키기 위해 내부에 화학약품을 저장하는 화학약품탱크와,

상기 분사기로부터 공급된 오염원수가 일정수위에 도달할 때 화학약품에 의해 응집된 오염원수를 상기 오염원수탱크에 부상시켜 보낼 수 있도록 중앙에 상하로 길게 회전축의 일정위치에 연결되어 연동하여 회전될 수 있는 회전날개가 연결되고, 상부에는 외부로부터 얻은 전력으로 동력을 발생하는 모터가 연결되는 압력부상기와,

상기 압력부상기는 오염원수의 찌꺼기를 걸러낼 수 있도록 내부에 다층의 여과재가 적층된 다층여과기와,

상기 다층여과기의 후단에는 오존램프를 통해 오존을 발생시켜 상기 압력부상기에 전달시키는 오존발생기와,

상기 오존발생기는 내부에 정해진 프로그램에 의해 온,오프가 이루어지면서 동작 제어하는 PLC 동작제어기를 포함하는 침출수장치로 구성함으로써 음식물 쓰레기 처리기의 사용에 의한 악취 및 세균 등의 비위생적인 면을 해결하고 음식물 쓰레기의 침출수 제거공정을 단축하도록 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 음식물침출수 처리 가능한 음식물쓰레기 처리시스템에 의하여서는 음식물쓰레기인 원물 잔반에서 비닐을 제거한 후 커팅 및 파쇄한 후 탈수하여 사료나 비료로 사용하도록 하였으나, 기계식 탈수를 수행할 경우에는 녹말과 지방 및 단백질과 같은 고분자 물질의 영양소가 빠져 나가 사료나 비료로 이용할 때 영양 공급이 원활하지 못하게 되는 단점이 있었다.

그리고 음식물쓰레기에는 세제가 포함되어 있으며 포함된 수분을 비롯한 많은 성분에 의해 이동 중에 혐기화가 진행되어 썩거나 심한 악취가 발생하는 등의 문제점이 있었다.

또한 1999년 12월 09일자 특허출원 제10-1999-0056045호(음식물쓰레기를 이용한 고체연료 제조방법)이 제안되었으며,

이는, 음식물쓰레기를 저장챔버에 저장하는 제 1단계;

음식물쓰레기를 이송하는 제 2단계;

이송되는 음식물쓰레기로부터 음식물 외의 이물질을 제거하는 제 3단계;

이물질이 제거된 음식물쓰레기를 파쇄 및 탈수시키는 제 4단계;

탈수된 음식물쓰레기에 부패방지제를 투입하는 제 5단계;

음식물쓰레기를 건조시키는 제 6단계; 및

건조된 음식물쓰레기를 소정 형태로 압축 성형하여 고체연료를 완성하는 제 7단계를 포함하여 구성함으로써 음식물쓰레기에 의한 환경오염을 방지할 수 있고 화석연료를 대신할 수 있는 대체연료를 생산할 수 있으며 고체연료의 제조비용이 절감될 수 있도록 하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 음식물쓰레기를 이용한 고체연료 제조방법에 의하여서는 연소성은 어느 정도 유지되지만 한 번 연소한 후에 연소시간이 어느 정도 유지되는 연소 지속성이 낮아 연료로서의 가치가 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

또한 2002년 04월 10일자 특허출원 제10-2002-0019473호(곡물과 채소를 포함하는 음식물쓰레기, 종이와 플라스틱을 포함하는 일반쓰레기 및 석탄을 포함하는 재활용 고형연료제조 방법)이 제안되었으며,

이는, 곡물과 채소를 포함하는 음식물쓰레기를 압축하여 음식물쓰레기 압축물을 생성시키는 제 1 단계,

상기 음식물쓰레기 압축물을 절단하여 음식물쓰레기 분쇄물을 생성시키는 제 2 단계,

종이와 플라스틱을 포함하는 일반쓰레기를 압축하여 일반쓰레기 압축물을 생성시키는 제 3 단계,

상기 일반쓰레기 압축물을 절단하여 일반쓰레기 분쇄물을 생성시키는 제 4 단계,

상기 음식쓰레기 분쇄물, 상기 일반쓰레기 분쇄물 및 석탄을 혼합하는 제 5 단계,

상기 제 5 단계의 혼합물을 압축 성형하여 압축 성형물을 생성시키는 제 6 단계,

상기 제 6 단계의 압축 성형물을 가열함으로써 건조된 압축 성형물을 생성시키는 제 7 단계 및

상기 건조된 압축 성형물을 연소기에 투입가능한 크기로 절단하여 완성된 재활용 고형연료를 생성시키는 제 8 단계를 포함하여 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 곡물과 채소를 포함하는 음식물쓰레기, 종이와 플라스틱을 포함하는 일반쓰레기 및 석탄을 포함하는 재활용 고형연료제조 방법에 의하여서는 음식물쓰레기와 가연성 쓰레기 및 석탄을 단순히 혼합하여 제조하였으므로 성형 상태의 유지가 어려우며, 연소열에 비해 연료가 지속적으로 연소하면서 다음에 공급되는 연료를 착화하기 위한 연소 지속성이 낮아 연료로서의 가치가 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 매립장에서 수거하여 금속물질을 제거하고 절단 및 파쇄한 종이나 플라스틱 등의 가연성 쓰레기와 이물과 금속물질을 제거하고 파쇄한 하수 슬러지와 이물과 금속물질을 제거하고 절단 및 파쇄한 음식물쓰레기 그리고 파쇄한 옥수수대, 콩깍지, 코코넛, 팜, 왕겨 등의 바이오 매스를 1차 혼합하고, 탈수를 수행하면서 함수율을 조절한 후, 각각 분쇄하여 섞은 황토분말, 맥반석분말, 제올라이트분말, 게르마늄석분말 및 장석분말의 첨가제를 2차 혼합하면서 성형기를 경유하는 중에 소정 형태의 고형연료로 압축 성형하도록 함으로써 함수율의 조절과 연료 특성을 크게 향상시켜 5000∼6000Kcal/Kg 이하의 열량을 내는 연료를 얻도록 한 매립장의 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 매립장의 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법은,

매립장에서 수거하여 호퍼에 일시 저장된 종이나 폐플라스틱 등의 가연성 쓰레기에 포함된 금속물질을 금속감지센서를 이용하여 제거하는 과정과,

상기의 금속물질이 제거된 가연성 쓰레기를 직경 1mm 이하의 크기로 절단 및 파쇄하는 과정과,

호퍼에 하수 슬러지를 일시 저장하는 과정과,

상기의 하수 슬러지에 포함된 비닐과 같은 이물질은 물론, 금속감지센서에 의해 금속물질을 제거하는 과정과,

상기의 이물과 금속물질이 제거된 하수 슬러지를 직경 1mm 이하의 크기로 파쇄하는 과정과,

호퍼에 음식물쓰레기를 일시 저장하는 과정과,

상기의 음식물쓰레기에 포함된 비닐과 같은 이물질은 물론, 금속감지센서에 의해 금속물질을 제거하는 과정과,

상기의 이물과 금속물질이 제거된 음식물쓰레기를 직경 1mm 이하의 크기로 절단 및 파쇄하는 과정과,

호퍼에 일시 저장된 옥수수대, 콩깍지, 코코넛, 팜, 톱밥 그리고 왕겨와 같은 바이오 매스를 직경 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 과정과,

상기의 가연성 쓰레기 30∼50중량%와 하수 슬러지 10∼30중량%와 음식물쓰레기 10∼30중량% 및 바이오 매스 10∼30중량%를 제1 혼합기에서 혼합하면서 1차 혼합물을 제조하면서 함수율 40∼60%로 조절하는 과정과,

상기의 가연성 쓰레기와 하수 슬러지와 음식물쓰레기 및 바이오 매스의 1차 혼합물을 탈수기에서 탈수를 수행하면서 함수율 20∼40%로 조절하도록 탈수하는 과정과,

초탄을 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 과정과,

냄새를 제거하기 위하여 제오라이트를 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 과정과,

외부의 열에 의해 전기성분을 발생하는 전기석을 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 과정과,

상기의 초탄 70∼80중량%, 제오라이트 2∼4중량%, 전기석 2∼4중량%, 초산염, 염소산염, 수산염, 탄산염 중 적어도 하나 이상의 금속화합물 4∼6중량%, 메타놀, 에타놀, 벤젠 중 적어도 하나 이상의 유기용제 4∼6중량%, 탄산소다의 결합제 2∼4중량%, 과붕산소다의 탈취제 2∼4중량 그리고 혼합이 잘 되게 하기 위한 유화제 2∼4중량%를 혼합하면서 첨가제를 제조하는 과정과,

상기의 1차 혼합물 60∼95중량%에 첨가제 5∼40중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 과정과,

상기의 첨가제는 음식물쓰레기의 냄새를 중화하면서 녹말, 단백질 등의 고분자 물질이 음식물쓰레기에 계속 잔류하도록 한다.

상기의 2차 혼합물을 성형기로 공급하여 소정 형태의 고형연료로 압축 성형하는 과정들로 구성한 것이다.

상기의 본 발명에 따른 매립장의 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법에 의하여서는 매립장에서 수거하여 절단 및 분쇄한 종이와 폐플라스틱 등의 가연성 쓰레기와 이물과 금속물질을 제거하고 파쇄한 하수 슬러지와 이물과 금속물질을 제거하고 절단 및 파쇄한 음식물쓰레기 그리고 분쇄한 옥수수대, 콩깍지, 코코넛, 팜, 톱밥 및 왕겨와 같은 바이오 매스를 혼합하여 1차 혼합물의 함수율을 조절하도록 한다.

초탄 70∼80중량%, 제오라이트 2∼4중량%, 전기석 2∼4중량%, 초산염, 염소산염, 수산염, 탄산염 중 적어도 하나 이상의 금속화합물 4∼6중량%, 메타놀, 에타놀, 벤젠 중 적어도 하나 이상의 유기용제 4∼6중량%, 탄산소다의 결합제 2∼4중량%, 과붕산소다의 탈취제 2∼4중량 그리고 혼합이 잘 되게 하기 위한 유화제 2∼4중량%를 혼합하면서 첨가제를 제조하도록 한다.

상기의 1차 혼합물 60∼95중량%에 첨가제 5∼40중량%를 혼합한 2차 혼합물을 성형기로 공급하여 소정 형태의 고형연료로 압축 성형하도록 함으로써 음식물쓰레기의 냄새를 중화하면서 음식물쓰레기에 포함된 녹말 단백질 등의 고분자 물질이 계속 잔류하도록 하여 연료로 사용할 때에는 연소성이 향상되고 함수율의 조절과 연료 특성을 크게 향상시켜 5000∼6000Kcal/Kg 정도의 열량을 내는 연료를 얻도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제조과정을 개략적으로 도시한 계통도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 매립장의 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법은,

매립장에서 수거하여 호퍼에 일시 저장된 종이나 폐플라스틱 등의 가연성 쓰레기에 포함된 금속물질을 금속감지센서를 이용하여 제거하는 가연성 쓰레기 이물제거과정과,

상기의 금속물질이 제거된 가연성 쓰레기를 직경 1mm 이하의 크기로 절단 및 파쇄하는 가연성 쓰레기 파쇄과정과,

호퍼에 하수 슬러지를 일시 저장하는 하수 슬러지 수집과정과,

상기의 하수 슬러지에 포함된 비닐과 같은 이물질은 물론, 금속감지센서에 의해 금속물질을 제거하는 하수 슬러지 이물제거과정과,

상기의 이물과 금속물질이 제거된 하수 슬러지를 직경 1mm 이하의 크기로 파쇄하는 하수 슬러지 파쇄과정과,

호퍼에 음식물쓰레기를 일시 저장하는 음식물쓰레기 수집과정과,

상기의 음식물쓰레기에 포함된 비닐과 같은 이물질은 물론, 금속감지센서에 의해 금속물질을 제거하는 음식물쓰레기 이물제거과정과,

상기의 이물과 금속물질이 제거된 음식물쓰레기를 직경 1mm 이하의 크기로 절단 및 파쇄하는 음식물쓰레기 파쇄과정과,

호퍼에 일시 저장된 옥수수대, 콩깍지, 코코넛, 팜, 톱밥 그리고 왕겨와 같은 바이오 매스를 직경 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 바이오 매스 분쇄과정과,

상기의 가연성 쓰레기 30∼50중량%와 하수 슬러지 10∼30중량%와 음식물쓰레기 10∼30중량% 및 바이오 매스 10∼30중량%를 제1 혼합기에서 혼합하면서 1차 혼합물을 제조하면서 함수율 40∼60%로 조절하는 1차 혼합과정과,

상기의 가연성 쓰레기와 하수 슬러지와 음식물쓰레기 및 바이오 매스의 1차 혼합물을 탈수기에서 탈수를 수행하면서 함수율 20∼40%로 조절하도록 탈수하는 ㅌ탈수과정과,

초탄을 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 초탄분말제조과정과,

냄새를 제거하기 위하여 제오라이트를 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 제오라이트분말제조과정과,

외부의 열에 의해 전기성분을 발생하는 전기석을 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 전기석분말제조과정과,

상기의 초탄 70∼80중량%, 제오라이트 2∼4중량%, 전기석 2∼4중량%, 초산염, 염소산염, 수산염, 탄산염 중 적어도 하나 이상의 금속화합물 4∼6중량%, 메타놀, 에타놀, 벤젠 중 적어도 하나 이상의 유기용제 4∼6중량%, 탄산소다의 결합제 2∼4중량%, 과붕산소다의 탈취제 2∼4중량 그리고 혼합이 잘 되게 하기 위한 유화제 2∼4중량%를 혼합하면서 첨가제를 제조하는 첨가제제조과정과,

상기의 1차 혼합물 60∼95중량%에 첨가제 5∼40중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 2차 혼합과정과,

상기의 첨가제는 음식물쓰레기의 냄새를 중화하면서 녹말, 단백질 등의 고분자 물질이 음식물쓰레기에 계속 잔류하도록 한다.

상기의 2차 혼합물을 성형기로 공급하여 소정 형태의 고형연료로 압축 성형하는 고형연료성형과정으로 구성한 것이다.

상기의 탈수기는 진동 모터에 의하여 진동하는 농축형 탈수기 본체의 외벽에 초음파발생기를 장착하여 음파를 발생하도록 하고, 초음파 발생기들의 사이에 다수의 전자석을 장착하여 본체의 내벽에 설치하며 영구자석을 부착한 금속판이 전자석의 극성이 변할 때마다 발생하는 떨림 현상에 의한 단파 및 장파가 발생하여 혼합물에 함유된 수분이 용이하게 분리되면서 탈수가 용이하게 이루어지도록 한다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 매립장의 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법의 과정을 상세히 기술하면 다음과 같다.

가연성 쓰레기 수집과정

매립장에서 수거하여 호퍼에 가연성 쓰레기를 일시 저장하면서 지속적으로 공급되도록 한다.

가연성 쓰레기 이물제거과정

종이나 폐플라스틱 등의 가연성 쓰레기에 포함된 금속물질을 금속감지센서를 이용하여 제거하여 성형시 오작동을 방지하도록 한다.

가연성 쓰레기 파쇄과정

상기의 금속물질이 제거된 가연성 쓰레기를 직경 1mm 이하의 크기로 절단 및 파쇄한다.

하수 슬러지 수집과정

호퍼에 하수 슬러지를 일시 저장하면서 지속적으로 공급되도록 한다.

하수 슬러지 이물제거과정

상기의 하수 슬러지에 포함된 비닐과 같은 이물질은 물론, 금속감지센서에 의해 금속물질을 제거하여 성형 시 오작동을 방지하도록 한다.

하수 슬러지 파쇄과정

상기의 이물과 금속물질이 제거된 하수 슬러지를 일반적인 파쇄기에 의해 파쇄가 이루어져 직경 1mm 이하의 크기로 파쇄하도록 한다.

음식물쓰레기 수집과정

호퍼에 음식물쓰레기를 일시 저장하면서 지속적으로 공급되도록 한다.

음식물쓰레기 이물제거과정

상기의 음식물쓰레기에 포함된 비닐과 같은 이물질은 물론, 금속감지센서에 의해 금속물질을 제거하여 성형 시 오작동을 방지하도록 한다.

음식물쓰레기 파쇄과정

상기의 이물과 금속물질이 제거된 음식물쓰레기를 파쇄기에서 음식물쓰레기의 크기를 줄여주는 절단과 함께 작은 크기로 파쇄가 순차적으로 행하여지는 일반적인 파쇄기에 의해 절단 및 파쇄가 순차적으로 이루어져 음식물쓰레기를 직경 1mm 이하의 크기로 절단 및 파쇄하도록 한다.

바이오 매스 수집과정

호퍼에 바이오 매스를 일시 저장하면서 지속적으로 공급되도록 한다.

바이오 매스 분쇄과정

옥수수대, 콩깍지, 코코넛, 팜, 톱밥 그리고 왕겨와 같은 바이오 매스를 직경 1mm 이하의 크기로 분쇄한다.

1차 혼합과정

상기의 가연성 쓰레기 30∼50중량%와 하수 슬러지 10∼30중량%와 음식물쓰레기 10∼30중량% 및 바이오 매스 10∼30중량%를 제1 혼합기에서 혼합하면서 1차 혼합물을 제조하면서 함수율 40∼60%로 조절하도록 한다.

탈수과정

상기의 가연성 쓰레기와 하수 슬러지와 음식물쓰레기 및 바이오 매스의 1차 혼합물을 탈수기에서 탈수를 수행하면서 함수율 20∼40%로 조절하도록 한다.

초탄분말제조과정

초탄을 1mm 이하의 크기로 분쇄하도록 한다.

제오라이트분말제조과정

냄새를 제거하기 위하여 제오라이트를 1mm 이하의 크기로 분쇄하도록 한다.

전기석분말제조과정

외부의 열에 의해 전기성분을 발생하는 전기석을 1mm 이하의 크기로 분쇄하도록 한다.

첨가제제조과정

상기의 초탄 70∼80중량%, 제오라이트 2∼4중량%, 전기석 2∼4중량%, 초산염, 염소산염, 수산염, 탄산염 중 적어도 하나 이상의 금속화합물 4∼6중량%, 메타놀, 에타놀, 벤젠 중 적어도 하나 이상의 유기용제 4∼6중량%, 탄산소다의 결합제 2∼4중량%, 과붕산소다의 탈취제 2∼4중량 그리고 혼합이 잘 되게 하기 위한 유화제 2∼4중량%를 혼합하면서 첨가제를 제조하도록 한다.

2차 혼합과정

상기의 1차 혼합물 60∼95중량%에 첨가제 5∼40중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하도록 한다.

상기의 첨가제는 음식물쓰레기의 냄새를 중화하면서 녹말, 단백질 등의 고분자 물질이 음식물쓰레기에 계속 잔류하도록 하여 안정된 성형 및 연소가 가능하도록 한다.

고형연료성형과정

상기의 2차 혼합물을 성형기로 공급하여 소정 형태의 고형연료로 압축 성형함으로써 음식물쓰레기의 냄새를 중화하면서 음식물쓰레기에 포함된 녹말 단백질 등의 고분자 물질이 계속 잔류하도록 하여 연료로 사용할 때에는 연소성이 향상되어 5000∼6000Kcal/Kg 정도의 열량을 내도록 한다.

상기의 탈수기는 진동 모터에 의하여 진동하는 농축형 탈수기 본체의 외벽에 초음파발생기를 장착하여 음파를 발생하도록 하고, 초음파 발생기들의 사이에 다수의 전자석을 장착하여 본체의 내벽에 설치하며 영구자석을 부착한 금속판이 전자석의 극성이 변할 때마다 발생하는 떨림 현상에 의한 단파 및 장파가 발생하여 혼합물에 함유된 수분이 용이하게 분리되면서 탈수가 용이하게 이루어지도록 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (1)

1. 매립장에서 수거하여 호퍼에 일시 저장된 종이나 폐플라스틱 등의 가연성 쓰레기에 포함된 금속물질을 금속감지센서를 이용하여 제거하는 가연성 쓰레기 이물제거과정과,
   상기의 금속물질이 제거된 가연성 쓰레기를 직경 1mm 이하의 크기로 절단 및 파쇄하는 가연성 쓰레기 파쇄과정과,
   호퍼에 하수 슬러지를 일시 저장하는 과정과,
   상기의 하수 슬러지에 포함된 비닐과 같은 이물질은 물론, 금속감지센서에 의해 금속물질을 제거하는 과정과,
   상기의 이물과 금속물질이 제거된 하수 슬러지를 직경 1mm 이하의 크기로 파쇄하는 과정과,
   호퍼에 음식물쓰레기를 일시 저장하는 음식물쓰레기 수집과정과,
   상기의 음식물쓰레기에 포함된 비닐과 같은 이물질은 물론, 금속감지센서에 의해 금속물질을 제거하는 음식물쓰레기 이물제거과정과,
   상기의 이물과 금속물질이 제거된 음식물쓰레기를 직경 1mm 이하의 크기로 절단 및 파쇄하는 음식물쓰레기 파쇄과정과,
   호퍼에 일시 저장된 옥수수대, 콩깍지, 코코넛, 팜, 톱밥 그리고 왕겨와 같은 바이오 매스를 직경 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 바이오 매스 분쇄과정과,
   상기의 가연성 쓰레기 30∼50중량%와 하수 슬러지 10∼30중량%와 음식물쓰레기 10∼30중량% 및 바이오 매스 10∼30중량%를 제1 혼합기에서 혼합하면서 1차 혼합물을 제조하면서 함수율 40∼60%로 조절하는 1차 혼합과정과,
   상기의 가연성 쓰레기와 하수 슬러지와 음식물쓰레기 및 바이오 매스의 1차 혼합물을 탈수기에서 탈수를 수행하면서 함수율 20∼40%로 조절하도록 탈수하는 탈수과정과,
   초탄을 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 초탄분말제조과정과,
   냄새를 제거하기 위하여 제오라이트를 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 제오라이트분말제조과정과,
   외부의 열에 의해 전기성분을 발생하는 전기석을 1mm 이하의 크기로 분쇄하는 전기석분말제조과정과,
   상기의 초탄 70∼80중량%, 제오라이트 2∼4중량%, 전기석 2∼4중량%, 초산염, 염소산염, 수산염, 탄산염 중 적어도 하나 이상의 금속화합물 4∼6중량%, 메타놀, 에타놀, 벤젠 중 적어도 하나 이상의 유기용제 4∼6중량%, 탄산소다의 결합제 2∼4중량%, 과붕산소다의 탈취제 2∼4중량 그리고 혼합이 잘 되게 하기 위한 유화제 2∼4중량%를 혼합하면서 첨가제를 제조하는 첨가제제조과정과,
   상기의 1차 혼합물 60∼95중량%에 첨가제 5∼40중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 2차 혼합과정과,
   상기의 2차 혼합물을 성형기로 공급하여 소정 형태의 고형연료로 압축 성형하는 고형연료성형과정으로 구성한 것을 특징으로 하는 매립장의 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법.

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