KR20150113812A

KR20150113812A - 건조 가연 물질의 제조 방법 및 건조 가연 물질

Info

Publication number: KR20150113812A
Application number: KR1020147033243A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 야마시타; 아키히사 오쿠다
Original assignee: 가부시키카이샤 액트
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2015-10-08
Also published as: WO2015128923A1; EP3112445A4; RU2604724C2; US10072226B2; US20150240177A1; RU2014147612A; KR101637802B1; EP3112445A1

Abstract

수분을 포함한 가연 물질(1)을 포함하는 다수의 입상체와, 합성 수지를 함유하는 에멀전을 포함하는 탈수 처리액(2)을 혼합하여 혼합물(3)을 형성함과 함께, 혼합물(3) 중의 입상체의 표면에 탈수 처리액(2)을 접촉시키는 혼합 공정 S1과, 입상체의 표면에 탈수 처리액(2)이 건조하여 이루어지는 합성 수지 피막을 형성함과 함께 입상체의 수분을 증발시킴으로써, 함수율을 저감시킨 입상체와, 그 표면을 피복하는 합성 수지 피막을 포함하는 피복 입상체를 형성하고, 상기 피복 입상체로 구성되는 건조 가연 물질(31)을 얻는 건조 공정 S3을 갖는 것을 특징으로 하는 건조 가연 물질의 제조 방법이다.

Description

건조 가연 물질의 제조 방법 및 건조 가연 물질 {METHOD FOR MANUFACTURING DRIED COMBUSTIBLE MATERIAL AND DRIED COMBUSTIBLE MATERIAL}

본 발명은, 예를 들어 연료 등으로서 이용 가능한 건조 가연 물질의 제조 방법에 관한 것이다.

수분을 함유하는 가연 물질은, 경제 활동의 결과로서, 오니나 동식물성 폐기물 등의 다양한 형태로 배출된다. 이와 같은 가연 물질은, 소각 처리나 건조 처리 등에 의해 그 체적이나 중량을 저감시킨 후에 매립 처분되고 있다. 최근에는, 이와 같은 가연 물질을 자원화하여 재이용하는 요구가 높아지고 있다.

가연 물질의 재이용의 예로서, 가연 물질을 포함하는 바이오매스 연료가 특허문헌 1에 기재되어 있다. 특허문헌 1에는, 함수율을 저감시킨 바이오매스 조립물의 표면을 악취 차단성의 코팅층으로 피복한 바이오매스 연료가 개시되어 있다. 이에 의해, 바이오매스 조립물의 원료인 유기성 페기물 특유의 악취를 저감시켜, 바이오매스 연료의 핸들링성을 향상시키고자 하는 것이다.

일본 특허 공개 제2008-81568호 공보

그런데, 특허문헌 1에 기재된 바이오매스 연료는, 저장 중의 흡습을 저감시키는 목적에서, 미리 건조시킨 가연 물질의 표면에 코팅을 실시한 것이다. 그러나, 이 경우에는 가연 물질의 건조 공정 이후에, 또한 코팅층의 형성 공정 및 건조 공정이 별도 필요해지기 때문에, 공정이 복잡해진다.

또한, 상기한 바이오매스 연료로 한정되지 않고, 수분을 포함하는 가연 물질을 건조시켜 함수율을 저감시키는 방법으로서, 열풍 건조나 진공 건조 등의 건조 방법이 일반적으로 채용되고 있지만, 이와 같은 종래의 건조 방법보다도 더욱 건조 속도를 높이는 방법이 요망되고 있다.

본 발명은 상기한 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 간소한 공정에 의해 가연 물질의 건조 속도를 향상시키는 것이 가능한 건조 가연 물질의 제조 방법 및 상기 제조 방법에 의해 제조되는 건조 가연 물질을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일 형태는, 수분을 포함한 가연 물질을 포함하는 다수의 입상체와, 합성 수지를 함유하는 에멀전을 포함하는 탈수 처리액을 혼합하여 혼합물을 형성함과 함께, 상기 혼합물 중의 상기 입상체의 표면에 상기 탈수 처리액을 접촉시키는 혼합 공정과,

상기 입상체의 표면에 상기 탈수 처리액이 건조하여 이루어지는 합성 수지 피막을 형성함과 함께 상기 입상체의 수분을 증발시킴으로써, 함수율을 저감시킨 상기 입상체와, 그 표면을 피복하는 상기 합성 수지 피막을 포함하는 피복 입상체를 형성하고, 상기 피복 입상체로 구성되는 건조 가연 물질을 얻는 건조 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 건조 가연 물질의 제조 방법에 있다.

본 발명의 다른 형태는, 함수율이 20질량％ 이하의 가연 물질을 포함하는 입상체와, 상기 입상체의 표면을 피복하는 합성 수지 피막을 포함하는 피복 입상체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 건조 가연 물질에 있다.

상기 건조 가연 물질의 제조 방법은, 상기 혼합 공정에 있어서, 상기 입상체와 상기 탈수 처리액의 혼합물을 형성함과 함께, 상기 입상체의 표면에 상기 탈수 처리액을 접촉시킨다. 이에 의해, 상기 입상체의 표면을 상기 탈수 처리액에 불균일없이 피복시킬 수 있다. 또한, 상기 입상체가 표면에 다수의 세공을 갖고 있는 경우에는, 상기 세공의 내부까지 상기 탈수 처리액을 침투시키는 효과를 기대할 수 있다.

상기 건조 공정에 있어서, 상기 혼합물을 건조시킴으로써, 상기 탈수 처리액의 건조와 함께 상기 입상체에 함유되는 수분이 증발한다. 그 결과, 상기 탈수 처리액의 작용에 의해 상기 입상체에 함유되는 수분의 증발이 촉진되어, 상기 혼합물의 건조 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 탈수 처리액에 의해 상기 입상체에 함유되는 수분의 증발이 촉진되는 이유에 대해서는 아직 완전히 해명되어 있지는 않지만, 상기 탈수 처리액의 건조 촉진 효과에 대해서는 후술하는 시험 결과에 의해 확인되어 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 상기 건조 공정에 있어서, 상기 탈수 처리액과 상기 입상체를 동시에 건조시킴으로써, 상기 입상체의 함수율의 저감과 상기 합성 수지 피막의 형성을 동시에 행할 수 있다. 그 결과, 상기 건조 가연 물질의 제조 공정을 보다 간소화할 수 있다.

이상과 같이, 상기 건조 가연 물질의 제조 방법은, 간소한 공정에 의해 가연 물질의 건조 속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 제조 방법에 의해 제조되는 상기 건조 가연 물질은, 함수율이 낮은 것으로 되기 때문에, 체적이나 중량이 작아, 저장이나 운반을 용이하게 행하는 것이 가능한 것으로 된다. 또한, 상기 건조 가연 물질은 함수율이 낮은 점에서, 상기 건조 가연 물질을 연료로서 사용하는 경우에 비교적 큰 열량을 발생시키기 쉬운 것으로 된다. 또한, 상기 합성 수지 피막의 존재에 의해, 저장 중에 상기 건조 가연 물질이 흡습하여 함수율이 오르거나, 점착성을 띠는 것을 억제할 수 있다. 그로 인해, 상기 건조 가연 물질은, 매우 취급하기 쉬운 것으로 된다.

도 1은 실시예 1에 있어서의, 건조 가연 물질의 제조 방법을 도시하는 설명도.
도 2는 실시예 1에 있어서의, 하수 오니를 구성하는 입상체를 도시하는 설명도.
도 3은 실시예 1에 있어서의, 표면에 탈수 처리액이 접촉한 입상체를 도시하는 설명도.
도 4는 실시예 1에 있어서의, 피복 입상체를 도시하는 설명도.
도 5는 실시예 2에 있어서의, 주박을 원료에 사용한 경우의 건조 중의 함수율 변화를 나타내는 그래프.
도 6은 실시예 3에 있어서의, 금잔디를 원료에 사용한 경우의 건조 중의 함수율 변화를 나타내는 그래프.

상기 건조 가연 물질의 제조 방법에 있어서, 상기 혼합 공정에 사용하는 상기 입상체는, 상기 가연 물질 그 자체의 상태이어도 되고, 상기 가연 물질의 분쇄나 절단을 행함으로써, 표면적을 미리 증대시킨 상태이어도 된다. 상기 입상체는, 표면적이 클수록, 그 표면에 접촉하는 상기 탈수 처리액의 양이 많아지기 때문에, 보다 건조 속도를 향상시키기 쉬워진다.

또한, 얻어지는 상기 건조 가연 물질은, 개별로 분리된 상기 피복 입상체 또는 서로 접착된 복수의 상기 피복 입상체 중 어느 하나로 구성되어 있어도 되고, 이들이 혼재되어 있어도 된다.

또한, 상기 건조 공정은, 상기 혼합물을 향해 강제적으로 공기를 보냄으로써 행할 수 있다. 이 경우에는, 상기 혼합물의 건조 속도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 이 경우에는, 상기 혼합물을 향해 송풍하는 공기를 필요에 따라 가열해도 된다.

또한, 상기 건조 공정은, 상기 건조 가연 물질의 함수율이 20질량％ 이하로 될 때까지 행하는 것이 바람직하다. 상기 건조 가연 물질은, 함수율의 값을 작게 할수록 체적이나 중량이 작아지기 때문에, 보다 용이하게 저장이나 운반을 행하는 것이 가능한 것으로 된다. 또한, 상기 건조 가연 물질을 연료로서 사용하는 경우에는, 함수율의 값을 작게 할수록 연소 시의 발열량이 커져, 연료로서 적절하게 사용할 수 있다. 그로 인해, 상기 건조 가연 물질의 함수율은, 20질량％ 이하가 바람직하고, 18질량％ 이하가 보다 바람직하고, 15질량％ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 상기 건조 가연 물질의 함수율은, 상기 건조 공정에 있어서의 건조 시간을 길게 할수록 작게 할 수 있지만, 10질량％ 미만의 것을 얻고자 하면, 상기 가연 물질의 종류에 따라서는 건조 시간이 과도하게 길어질 우려가 있어, 생산성이 저하될 우려가 있다.

여기서, 함수율이라 함은, 측정 대상물의 전체 질량에 대한 수분 함유량의 비율이다. 즉, 측정 대상물의 전체 질량을 W(g)라고 하고, 수분 함유량을 h(g)라고 하면, 함수율 w(질량％)는 하기 수학식 1에 의해 산출할 수 있다.

[수학식 1]

w＝h/W×100

또한, 상기 탈수 처리액은, 상기 합성 수지로서 아크릴 수지, 우레탄 수지 또는 아세트산 비닐 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 이들 수지를 포함하는 상기 탈수 처리액은, 상기 입상체의 건조를 촉진하는 작용이 비교적 크기 때문에, 상기 입상체의 건조를 위해 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 이들 수지를 포함하는 상기 합성 수지 피막은 발수성을 갖기 때문에, 저장 중 등에 있어서의 상기 건조 가연 물질의 흡습을 저감시켜, 함수율의 상승이나 상기 건조 가연 물질이 점착성을 띠는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 보다 취급하기 쉬운 건조 가연 물질을 얻을 수 있다.

또한, 상기 혼합 공정의 이후, 상기 혼합물을 두께 10㎜ 이하의 판 형상으로 정형한 상태에서 상기 건조 공정을 행하는 것이 바람직하다. 상기 혼합물을 상술한 바와 같이 정형함으로써, 정형된 혼합물의 내부로부터 표면을 향해 수분이 이동하는 거리를 짧게 할 수 있다. 그 결과, 상기 혼합물의 건조 속도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 정형된 혼합물의 두께를 작게 할수록 건조 속도가 보다 향상되기 때문에, 상기 두께는, 10㎜ 이하가 바람직하고, 8㎜ 이하가 보다 바람직하고, 5㎜ 이하가 더욱 바람직하고, 3㎜ 이하가 특히 바람직하다.

또한, 상술한 바와 같이 상기 혼합물을 판 형상으로 정형하는 경우에는, 상기 혼합물을 판 형상으로 정형함과 함께 복수의 블록 형상으로 분리한 상태에서 상기 건조 공정을 행하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 건조 공정에 있어서, 상기 혼합물이 블록 형상으로 분리되어 있지 않은 상태에 비해 표면적을 크게 할 수 있다. 그로 인해, 상기 혼합물의 건조 속도를 보다 향상시킬 수 있다.

상기 혼합물을 블록 형상으로 분리하는 방법으로서는, 예를 들어, 정형 시 또는 정형 이후 건조 공정을 행할 때까지의 동안에, 상기 혼합물을 원하는 크기로 구획하도록 절단면을 형성하는 방법을 채용할 수 있다. 이 경우, 건조에 수반되는 상기 혼합물의 수축에 의해, 상기 혼합물이 상기 절단면을 따라 자연스럽게 분할된다. 그로 인해, 얻어지는 건조 가연 물질의 치수가 균일해지기 쉬워, 취급하기 쉬운 건조 가연 물질을 얻을 수 있다.

또한, 상기 혼합물을 판 형상으로 정형하지 않고, 펠리타이저 등의 조립기를 사용하여 상기 혼합물을 펠릿 형상으로 정형할 수도 있다. 이 경우에도, 상술한 바와 같이, 펠릿 형상의 혼합물 내부로부터 표면을 향해 수분이 이동하는 거리를 짧게 할 수 있어, 상기 혼합물의 건조 속도를 보다 향상시킬 수 있다. 상기 혼합물을 펠릿 형상으로 정형하는 경우에는, 그 입경은, 10㎜ 이하가 바람직하고, 8㎜ 이하가 보다 바람직하고, 5㎜ 이하가 더욱 바람직하다.

또한, 펠릿 형상의 혼합물의 입경은, 예를 들어 이하의 방법에 의해 구할 수 있다. 먼저, 혼합물을 내포하는 직육면체 중, 가장 체적이 작아지는 직육면체를 정한다. 그리고, 상기 직육면체에 있어서의 각각의 축방향 치수 중, 가장 작은 치수를 상기 혼합물의 입경으로 한다.

상기 가연 물질은, 가연성을 갖고 있으면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 하수나 각종 공장으로부터 배출되는 폐수를 탈수 처리한 유기 오니, 가축의 분뇨, 동식물성의 폐기물 등을 사용할 수 있다.

이들 중에서도, 상기 가연 물질로서는, 하수 오니 및 식품 폐기물을 적절하게 사용할 수 있다. 하수 오니나 식품 폐기물은, 함수율이 높은 상태에서 보관하면 부패할 우려가 있는 것 외에, 특유의 악취를 발생하기 때문에, 가연 물질 중에서도 비교적 저장이 곤란하다. 이와 같은 성질을 갖는 하수 오니나 식품 폐기물을 사용함으로써, 이들의 함수율을 상술한 바와 같이 신속히 저감시킬 수 있고, 그 결과, 부패를 억제하여 장기간 보존하는 것이 용이하게 된다. 또한, 함수율을 저감시킴으로써, 특유의 악취를 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 가연 물질로서는, 갈탄을 사용할 수도 있다. 갈탄은, 석탄 중에서도 함수율이 비교적 높아, 연소 효율이 낮기 때문에, 종래는 석탄 채굴 후의 갱도의 매립 등에 사용되고 있다. 그러나, 최근의 에너지 수요의 증대로부터, 갈탄을 연료화하는 것이 요망되고 있었다. 따라서, 상기 가연 물질로서 갈탄을 사용함으로써, 상술한 바와 같이 함수율을 신속히 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 갈탄의 연소 효율의 향상을 기대할 수 있어, 갈탄을 연료로서 활용하는 것을 기대할 수 있다.

상술한 바와 같이 상기 가연 물질로서 갈탄을 사용하는 경우에는, 상기 입상체의 입경이 5㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이 경우에는, 상술한 바와 같이, 상기 입상체의 표면적을 크게 할 수 있어, 건조 속도를 보다 향상시키기 쉬워진다. 또한, 이 경우에 있어서의 입경의 측정 방법은, 예를 들어 상술한 펠릿 형상의 혼합물의 입경을 측정하는 방법을 채용할 수 있다.

또한, 상기 제조 방법에 의해 제조되는 상기 건조 가연 물질은, 연소시켰을 때의 열량이 3700∼5000kcal/㎏인 것이 바람직하다. 이 경우에는, 상기 건조 가연 물질을 연소시켰을 때의 열량이 연료로서 적합한 것으로 되어, 상기 건조 가연 물질을 연료로서 적절하게 사용할 수 있다.

또한, 상기 건조 가연 물질은, 상기 합성 수지 피막이 아크릴 수지, 우레탄 수지 또는 아세트산 비닐 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 상술한 바와 같이, 상기 입상체의 건조가 촉진되기 때문에, 상기 건조 가연 물질의 함수율을 보다 저감시키기 쉬워진다. 또한, 상기 합성 수지 피막이 발수성을 갖기 때문에, 상기 건조 가연 물질은, 저장 중의 흡습을 보다 저감시킬 수 있어, 장기 보관이 가능한 것으로 된다.

또한, 상기 건조 가연 물질에 있어서의 상기 입상체는, 함수율을 20질량％ 이하까지 저감시킨 하수 오니 또는 식품 폐기물로 구성되어 있어도 된다. 상술한 바와 같이, 하수 오니나 식품 폐기물은 함수율이 높은 상태에서는 저장이 곤란하지만, 함수율을 20질량％ 이하까지 저감시킴으로써, 악취의 발생이나 부패를 억제하고, 장기 보관이 가능한 것으로 된다. 또한, 함수율을 20질량％ 이하까지 저감시킴으로써, 상기 건조 가연 물질을 연소시켰을 때의 열량이 보다 커져, 연료로서도 사용 가능한 것으로 된다.

또한, 상기 건조 가연 물질에 있어서의 상기 입상체는, 함수율을 20질량％ 이하까지 저감시킨 갈탄으로 구성되어 있어도 된다. 상술한 바와 같이, 갈탄은 함수율이 높은 상태에서는 연료로서의 이용이 곤란하지만, 함수율을 20질량％ 이하까지 저감시킴으로써, 연소시켰을 때의 열량을 증대시켜, 연료로서 적절하게 이용할 수 있는 것으로 된다.

실시예

상기 건조 가연 물질의 제조 방법의 실시예에 대해, 이하에 설명한다. 또한, 상기 제조 방법은, 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 초과하지 않는 범위에서 적절히 변경할 수 있다.

(실시예 1)

본 예는, 상기 가연 물질로서 하수 오니를 사용하여 건조 가연 물질을 제조한 예이다. 본 예에 있어서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 가연 물질로서 하수 오니의 탈수 케이크(1)를 사용하고, 탈수 케이크(1)와 탈수 처리액(2)을 혼합하여 혼합물(3)을 형성하는 혼합 공정 S1을 행하였다. 혼합 공정 S1의 이후, 혼합물(3)을 판 형상으로 정형함과 함께 복수의 블록 형상으로 분리하는 정형 공정 S2를 행하였다. 그 후, 혼합물(3)을 건조시키는 건조 공정 S3을 행하고, 건조 가연 물질(31)을 얻었다. 이하, 본 예에 있어서 사용한 가연 물질, 탈수 처리액(2), 각 공정의 상세 및 함수율의 측정 방법에 대해 설명한다.

<가연 물질>

본 예에 있어서 사용한 가연 물질은, 미리 압착기 등에 의해 고체상으로 성형된 하수 오니의 탈수 케이크(1)이다. 탈수 케이크(1)는 도 2에 도시한 바와 같이, 다양한 입경을 갖는 입상체(10)가 응집하여 구성되어 있고, 각각의 입상체(10)가 수분을 함유하고 있다. 또한, 이들 입상체(10)의 사이에 형성되는 공간(100)에 수분이 보유 지지되기 쉬워져 있다. 또한, 본 예에서 사용한 탈수 케이크(1)의 함수율은, 표 1에 나타내는 바와 같이 67.0∼75.8질량％이었다.

<탈수 처리액(2)>

본 예에 있어서 사용한 탈수 처리액(2)은 표 2에 나타내는 바와 같이, 다양한 합성 수지를 함유하는 에멀전을 물로 적절히 희석한 것이다.

<혼합 공정 S1>

혼합 공정 S1에서는, 표 1의 실험예 1∼10에 나타내는 바와 같이, 탈수 케이크(1)에 대해 다양한 탈수 처리액(2)을 표 1에 나타내는 질량비로 첨가한다. 그 후, 이들을 5∼10분간 교반함으로써, 도 1에 도시한 바와 같이, 탈수 케이크(1)와 탈수 처리액(2)의 혼합물(3)을 형성한다. 혼합 공정 S1에 있어서 교반을 행하고 있는 동안에, 도 3에 도시한 바와 같이, 혼합물(3) 중의 입상체(10)의 표면과 탈수 처리액(2)이 접촉한다. 그리고, 혼합 공정 S1의 종료 시에는, 입상체(10)의 표면을 탈수 처리액(2)이 불균일없이 피복된 상태로 된다.

<정형 공정 S2>

정형 공정 S2에서는, 혼합 공정 S1에 의해 얻어진 페이스트 상태의 혼합물(3)을 두께 5㎜의 판 형상으로 정형한다. 그 후, 도 1에 도시한 바와 같이, 혼합물(3)의 두께 방향에서 볼 때 20㎜×20㎜ 정도의 크기로 구획되도록 커터를 사용하여 절단면(30)을 형성한다. 이에 의해, 혼합물(3)은 복수의 블록 형상으로 분리된다.

<건조 공정 S3>

건조 공정 S3에서는, 정형 공정 S2에 있어서 20㎜×20㎜ 정도의 크기로 분리된 혼합물(3)을 건조시킴으로써, 입상체(10)의 표면에 탈수 처리액(2)이 건조하여 이루어지는 합성 수지 피막(21)을 형성함과 함께 입상체(10)의 수분을 증발시킨다. 이에 의해, 도 4에 도시한 바와 같이, 함수율을 저감시킨 입상체(10)와, 그 표면을 피복하는 합성 수지 피막(21)을 포함하는 피복 입상체(310)가 형성된다. 또한, 건조에 수반되어 혼합물(3)이 수축함으로써, 도 1에 도시한 바와 같이, 혼합물(3)이 절단면(30)을 따라 자연스럽게 분할된다. 그 결과, 합성 수지 피막(21)을 개재하여 서로 접착된 복수의 피복 입상체(310)를 포함하는 건조 가연 물질(31)을 얻는다. 본 예에서는, 혼합물(3)을 건조시키는 방법으로서, 송풍 건조를 채용하였다. 송풍 건조는, 혼합물(3)을 실온 환경하에 두고, 송풍기 등을 사용하여 혼합물(3)에 대해 공기를 송풍하여 건조시키는 방법이다. 또한, 본 예에 있어서, 실온은 20∼38℃의 사이에서 변동하였다. 또한, 본 예에 있어서 사용한 송풍기는, 송풍기로부터 50㎝ 이격된 위치의 풍속이 1.9∼5.2m/s의 범위이었다.

<함수율의 측정 방법>

측정 대상으로 되는 혼합물(3)을 5g 채취하고, 가열 건조식 수분계(A&D 주식회사제, ML-50)를 사용하여 상기 수학식 1에 의해 산출되는 함수율을 측정하였다. 함수율의 측정 결과는, 표 1에 나타내는 바와 같다. 또한, 함수율의 측정은, 각각의 실험예에 대해, 탈수 케이크(1)와 탈수 처리액(2)을 혼합하기 전(혼합 전), 혼합물(3)의 송풍 건조를 행하기 전(건조 개시 시) 및 송풍 건조를 12시간 행한 후(건조 완료 시)에 행하였다.

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실험예 1∼10의 모두에 대해서, 송풍 건조를 12시간 행한 후의 함수율은 11.1∼17.8질량％로 되었다. 또한, 표 1에는 나타나지 않지만, 혼합 공정 S1 등을 행하지 않고, 입수한 탈수 케이크(1)에 대해 그대로 송풍 건조를 행한 경우, 건조를 10일간 계속한 후의 함수율이 30질량％ 정도로 되었다.

이어서, 본 예의 작용 효과를 설명한다. 본 예에서는, 혼합 공정 S1에 있어서, 입상체(10)와 탈수 처리액(2)의 혼합물(3)을 형성함과 함께, 입상체(10)의 표면에 탈수 처리액(2)을 접촉시킨다. 이에 의해, 도 3에 도시한 바와 같이, 입상체(10)의 표면을 탈수 처리액(2)에 불균일없이 피복시킬 수 있다.

또한, 건조 공정 S3에 있어서, 혼합물(3)을 건조시킴으로써, 탈수 처리액(2)의 건조와 함께 입상체(10)에 함유되는 수분이 증발한다. 또한, 건조 공정 S3은, 혼합물(3)을 향해 강제적으로 공기를 보냄으로써 행하고 있다. 그 결과, 표 1에 나타내는 바와 같이, 입상체(10)에 함유되는 수분의 증발이 촉진되어, 혼합물(3)의 건조 속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 건조 공정 S3에 있어서, 탈수 처리액(2)과 입상체(10)를 동시에 건조시킴으로써, 입상체(10)의 함수율의 저감과 합성 수지 피막(21)의 형성을 동시에 행할 수 있다. 그 결과, 건조 가연 물질(31)의 제조 공정을 보다 간소화할 수 있다.

또한, 탈수 처리액(2)은 합성 수지로서 아크릴 수지 또는 아세트산 비닐 수지를 함유하고 있다. 이들 수지를 포함하는 탈수 처리액(2)은 입상체(10)의 건조를 촉진하는 작용이 비교적 크기 때문에, 입상체(10)의 건조를 위해 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 이들 수지를 포함하는 합성 수지 피막(21)은 발수성을 갖기 때문에, 저장 중 등에 있어서의 건조 가연 물질(31)의 흡습을 저감시켜, 함수율의 상승이나 건조 가연 물질(31)이 점착성을 띠는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 보다 취급하기 쉬운 건조 가연 물질(31)을 얻을 수 있다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 혼합물(3)을 두께 10㎜ 이하의 판 형상으로 정형한 상태에서 건조 공정 S3을 행하고 있다. 그로 인해, 정형된 혼합물(3)의 내부로부터 표면을 향해 수분이 이동하는 거리를 짧게 할 수 있다. 그 결과, 혼합물(3)의 건조 속도를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 정형 시 또는 정형 이후 건조 공정 S3을 행할 때까지의 동안에, 혼합물(3)을 원하는 크기로 구획하도록 절단면(30)을 형성함으로써, 혼합물(3)을 복수의 블록 형상으로 분리하고 있다. 그로 인해, 건조 공정 S3에 있어서, 혼합물(3)의 표면적을 보다 크게 할 수 있어, 혼합물(3)의 건조 속도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 건조에 수반되는 혼합물(3)의 수축에 의해, 도 1에 도시한 바와 같이, 혼합물(3)이 절단면(30)을 따라 자연스럽게 분할된다. 그로 인해, 얻어지는 건조 가연 물질(31)의 치수가 균일해지기 쉬워, 취급하기 쉬운 건조 가연 물질(31)을 얻을 수 있다.

또한, 상기 제조 방법에 의해 제조되는 건조 가연 물질(31)은 함수율이 20질량％ 이하로 되기 때문에, 체적이나 중량이 작아, 저장이나 운반을 용이하게 행하는 것이 가능한 것으로 된다. 또한, 건조 가연 물질(31)은 함수율이 낮은 점에서, 연료로서 사용하는 경우에 비교적 큰 열량을 발생시키기 쉬운 것으로 된다. 또한, 합성 수지 피막(21)의 존재에 의해, 저장 중에 건조 가연 물질(31)이 흡습하여 함수율이 오르거나, 점착성을 띠는 것을 억제할 수 있다. 그로 인해, 건조 가연 물질(31)은 매우 취급하기 쉬운 것으로 된다.

또한, 가연 물질로서 하수 오니의 탈수 케이크(1)를 사용하고 있기 때문에, 상기 제조 방법에 의해 함수율을 저감시킴으로써, 부패를 억제하여 장기간 보존하는 것이 용이하게 된다. 또한, 함수율을 저감시킴으로써, 특유의 악취를 저감시킬 수 있다.

또한, 건조 가연 물질(31)을 연료로서 사용하는 경우에는, 상술한 바와 같이, 연소시켰을 때의 열량이 3700∼5000kcal/㎏인 것이 바람직하다. 이에 대해, 본 예의 실험예 9에 의해 얻어진 건조 가연 물질(31)을 사용하여 연소 시에 발생하는 열량의 측정을 행한 바, 연소 시의 열량은 5130kcal/㎏이었다. 이 값은 상기 특정한 범위의 상한보다도 약간 큰 값이지만, 예를 들어 건조 가연 물질(31)의 함수율을 상승시키도록 혼합 공정 S1이나 건조 공정 S3 등의 조건을 적절히 조정하는 등의 방법에 의해, 연소 시의 열량을 상기 특정한 범위 내로 조절하는 것이 가능하다.

(실시예 2)

본 예는, 실시예 1에 있어서의 가연 물질로서, 주박을 사용하여 건조 가연 물질(31)을 제조한 예이다. 즉, 가연 물질로서 하수 오니 대신에 함수율이 90.3질량％인 주박을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 혼합 공정 S1, 정형 공정 S2 및 건조 공정 S3을 행하였다. 이에 의해, 표 3의 실험예 11에 나타내는 바와 같이, 함수율 12.8질량％의 건조 가연 물질(31)을 얻었다. 또한, 표 3의 실험예 12는 탈수 처리액(2)을 첨가하지 않는 것 이외는 실험예 11과 동일한 수순에 의해 건조를 행한 예이다.

또한, 본 예에서는, 실험예 11의 혼합물(3)에 대해, 송풍 건조 중의 함수율을 1시간마다 측정하였다. 도 5에 그 결과를 나타낸다. 또한, 도 5에 있어서, 횡축은 건조 개시 시부터의 경과 시간이며, 종축은 측정한 함수율의 값이다. 또한, 도 5 중의 파선은, 실험예 12의 주박에 대해, 건조 개시부터 12시간 후에 측정한 함수율의 값을 나타내는 것이다.

본 예에 있어서 사용한 주박은, 일본 술의 양조 과정에 있어서 배출되는 고형물이며, 주미 등의 잔사를 포함하는 입상체(10)로 구성되어 있다. 그로 인해, 표 3 및 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 제조 방법을 사용함으로써 건조 속도를 보다 향상시킬 수 있다. 그 외, 실시예 1과 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.

(실시예 3)

본 예는, 실시예 1에 있어서의 가연 물질로서, 동식물성의 폐기물을 사용한 예이다.

<가연 물질>

본 예에 있어서는, 표 4에 나타내는 바와 같이, 가연 물질로서 금잔디 또는 해파리를 사용하여 건조 가연 물질(31)을 제조하였다. 금잔디는, 예취기 등에 의해 예취한 것을 사용하고 있고, 탈수 처리액(2)과의 혼합 전의 함수율은 64.6질량％이었다. 또한, 해파리는, 미리 10㎜×10㎜ 정도로 절단한 것을 사용하고 있고, 탈수 처리액(2)과의 혼합 전의 함수율은 84.8질량％이었다.

상술한 금잔디 또는 해파리에 대해, 실시예 1과 마찬가지로 혼합 공정 S1을 행하여, 표면이 탈수 처리액(2)에 의해 피복된 혼합물(3)을 얻었다. 계속해서, 이 혼합물(3)을 적당한 용기 내에 균등하게 퍼지게 하고, 실시예 1과 마찬가지로 얻어진 혼합물(3)의 송풍 건조를 행하였다. 이에 의해, 표 4의 실험예 21, 23에 나타내는 바와 같이, 금잔디를 사용하여 제조한 함수율 11.4질량％의 건조 가연 물질(31)과, 해파리를 사용하여 제조한 함수율 9.6질량％의 건조 가연 물질(31)을 얻었다. 또한, 표 4의 실험예 22는 탈수 처리액(2)을 첨가하지 않는 것 이외는 실험예 21과 동일한 수순에 의해 건조를 행한 예이다. 또한, 표 4의 실험예 24는 탈수 처리액(2)을 첨가하지 않는 것 이외는 실험예 23과 동일한 수순에 의해 건조를 행한 예이다.

또한, 본 예에서는, 금잔디를 사용한 실험예 21, 22에 대해, 송풍 건조 중의 함수율을 1시간마다 측정하였다. 도 6에 그 결과를 나타낸다. 또한, 도 6에 있어서, 횡축은 건조 개시 시부터의 경과 시간이며, 종축은 측정한 함수율의 값이다.

표 4 및 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 제조 방법은, 하수 오니나 식품 폐기물로 한정되지 않고, 동식물성의 폐기물에 대해서도 유효한 방법이다.

또한, 상기 제조 방법에 있어서의 가연 물질은, 실시예 1∼3에 나타낸 것 이외에도 다양한 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 실시예 1에 있어서의 가연 물질에, 하수 오니 대신에 갈탄을 사용할 수도 있다. 이하에, 갈탄을 사용하여 예비적으로 행한 실험예를 나타낸다.

본 예에 있어서는, 탈수 처리액(2)과의 혼합을 행하기 전에, 분쇄기를 사용하여 갈탄의 분쇄를 행하고, 갈탄을 포함하는 입경 1㎜ 이하의 입상체(10)를 얻었다. 또한, 본 예에 있어서 사용한 갈탄은, 탈수 처리액(2)과의 혼합 전에 있어서의 함수율이 20질량％ 정도이었지만, 채굴한 직후의 갈탄의 함수율은, 통상 50∼60질량％ 정도이다. 그로 인해, 입상체(10)에 탈수 처리액(2)을 혼합하기 전에, 입상체(10)에 대해 수분을 첨가하여 함수율을 조정하였다.

상술한 바와 같이 함수율을 조정한 80질량부의 입상체(10)에 대해 표 5에 나타내는 탈수 처리액(2)을 20질량부 첨가하고, 실시예 1과 마찬가지로 혼합 공정 S1을 행하였다. 이에 의해, 입상체(10)와 탈수 처리액(2)의 혼합물(3)을 얻었다. 혼합 공정 S1이 완료되었을 때의 각 혼합물(3)의 함수율은, 표 5의 「건조 개시 시」의 란에 나타내는 바와 같다.

계속해서, 이 혼합물(3)을 적당한 용기 내에 균등하게 퍼지게 하고, 건조 공정 S3을 행하였다. 본 예에 있어서의 건조 공정 S3은, 표 5에 나타내는 바와 같이, 실시예 1과 동일한 송풍 건조와, 자연 건조의 2종류의 방법을 채용하였다. 자연 건조는, 혼합물(3)을 실온 환경하에 둔 상태에서, 강제 송풍 등을 행하지 않고 건조시키는 방법이다. 또한, 본 예에 있어서, 실온은 20∼38℃의 사이에서 변동하였다.

이상과 같이, 갈탄의 입상체(10)에 대해 혼합 공정 S1과 건조 공정 S3을 행함으로써, 표 5의 실험예 31∼39에 나타내는 바와 같이, 송풍 건조를 행한 것에 대해서는 함수율이 13.6∼17.3질량％, 자연 건조를 행한 것에 대해서는 함수율이 12.9∼19.5질량％인 건조 가연 물질(31)을 얻었다.

Claims

수분을 포함한 가연 물질을 포함하는 다수의 입상체와, 합성 수지를 함유하는 에멀전을 포함하는 탈수 처리액을 혼합하여 혼합물을 형성함과 함께, 상기 혼합물 중의 상기 입상체의 표면에 상기 탈수 처리액을 접촉시키는 혼합 공정과,
상기 입상체의 표면에 상기 탈수 처리액이 건조하여 이루어지는 합성 수지 피막을 형성함과 함께 상기 입상체의 수분을 증발시킴으로써, 함수율을 저감시킨 상기 입상체와, 그 표면을 피복하는 상기 합성 수지 피막을 포함하는 피복 입상체를 형성하고, 상기 피복 입상체로 구성되는 건조 가연 물질을 얻는 건조 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 건조 공정은, 상기 혼합물을 향해 강제적으로 공기를 보냄으로써 행하는 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 건조 공정은, 상기 건조 가연 물질의 함수율이 20질량％ 이하로 될 때까지 행하는 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탈수 처리액은, 상기 합성 수지로서 아크릴 수지, 우레탄 수지 또는 아세트산 비닐 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합 공정의 이후, 상기 혼합물을 두께 10㎜ 이하의 판 형상으로 정형한 상태에서 상기 건조 공정을 행하는 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질의 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 혼합물을 판 형상으로 정형함과 함께 복수의 블록 형상으로 분리한 상태에서 상기 건조 공정을 행하는 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가연 물질은 하수 오니인 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가연 물질은 식품 폐기물인 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가연 물질은 갈탄인 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 입상체의 입경은 5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질의 제조 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 건조 가연 물질은, 연소시켰을 때의 열량이 3700∼5000kcal/㎏인 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질의 제조 방법.
함수율이 20질량％ 이하의 가연 물질을 포함하는 입상체와, 상기 입상체의 표면을 피복하는 합성 수지 피막을 포함하는 피복 입상체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질.
제12항에 있어서,
상기 합성 수지 피막은 아크릴 수지, 우레탄 수지 또는 아세트산 비닐 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 입상체는, 함수율을 20질량％ 이하까지 저감시킨 하수 오니 또는 식품 폐기물인 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 입상체는, 함수율을 20질량％ 이하까지 저감시킨 갈탄인 것을 특징으로 하는, 건조 가연 물질.