KR20160027826A - Artificial lightweight aggregate using waste and manufacturing method thereof and manufacturing system thereof - Google Patents

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KR20160027826A
KR20160027826A KR1020140116424A KR20140116424A KR20160027826A KR 20160027826 A KR20160027826 A KR 20160027826A KR 1020140116424 A KR1020140116424 A KR 1020140116424A KR 20140116424 A KR20140116424 A KR 20140116424A KR 20160027826 A KR20160027826 A KR 20160027826A
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김영호
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Abstract

The present invention relates to an artificial lightweight aggregate using waste such as sludge, incineration ash, soil waste, etc., a method for manufacturing the same, and a system for manufacturing the same and, more specifically, to an artificial lightweight aggregate using waste, having high ratio of an inorganic additive in a first mixture for manufacturing the artificial lightweight aggregate, enabling easy stirring of the mixture by adding an organic additive, simplifying a manufacturing process by removing a sludge drying process, reducing the production facility costs and energy costs, having enough light weight, and increasing productivity of the artificial lightweight aggregate. The present invention also relates to a method for manufacturing the artificial lightweight aggregate, and a system for manufacturing the same.

Description

폐기물을 활용한 인공경량골재와 이를 제조하는 방법 및 이를 제조하기 위한 시스템{ARTIFICIAL LIGHTWEIGHT AGGREGATE USING WASTE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF AND MANUFACTURING SYSTEM THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an artificial lightweight aggregate using waste, a method for manufacturing the same and a system for manufacturing the same.

본 발명은 폐기물을 활용한 인공경량골재와 이를 제조하는 방법 및 이를 제조하기 위한 시스템으로서, 보다 상세하게는, 인공경량골재를 제조하기 위한 최초 혼합물에 무기물 첨가제의 비율을 높게 하고, 유기물 첨가제를 첨가함으로써 혼합물의 교반을 용이하게 하며, 슬러지 건조 과정을 생략할 수 있을 뿐만 아니라 인공경량골재의 충분한 경량성을 확보할 수 있는, 폐기물을 활용한 인공경량골재와 이를 제조하는 방법 및 이를 제조하기 위한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an artificial lightweight aggregate using waste, a method for producing the same and a system for manufacturing the same, and more particularly, to a method for manufacturing an artificial lightweight aggregate by increasing the ratio of an inorganic additive to an initial mixture for producing an artificial lightweight aggregate, A method for manufacturing the artificial lightweight aggregate, a method for manufacturing the artificial lightweight aggregate, a method for manufacturing the artificial lightweight aggregate, a method for manufacturing the artificial lightweight aggregate, a method for manufacturing the artificial lightweight aggregate, .

산업의 발달 및 대도시 인구 집중 현상은 여러 가지 환경문제를 야기해 왔으며, 그 중 한가지로 하수처리량 증가에 따른 하수슬러지 발생량의 증가를 들 수 있다. 하수슬러지 중에는 유기물 성분이 상당량 함유되어 있어 부패되기 쉽기 때문에 신속한 처리가 필요하며, 그 처리방법으로는 단순매립이나 해양배출이 많이 이용되었다. 그러나 환경 오염 등에 대한 규제 강화로 폐기물관리법 또는 국제협약에 의해 단순매립이나 해양배출이 규제되고 있어 이를 하수슬러지를 처리하는 새로운 방법이 요구되었다. 이에 하수슬러지를 자원화하는 방법이 고안되었고, 대한민국 등록특허공보 제10-0849765호, 제10-0347997호, 제10-1066193호 등에서 하수슬러지를 이용하여 인공경량골재를 제조하는 방법이 제시되었다.The development of industry and the concentration of population in large cities have caused various environmental problems, one of which is the increase in sewage sludge generation as sewage treatment capacity increases. Sewage sludge contains a considerable amount of organic matter and is subject to decay. Therefore, it needs to be treated quickly. However, as regulations on environmental pollution are strengthened, simple landfill or marine emission is regulated by the Waste Management Act or international convention, and a new method of treating sewage sludge is required. A method of recycling sewage sludge has been devised, and Korean Patent Registration Nos. 10-0849765, 10-0347997 and 10-1066193 disclose a method for producing an artificial lightweight aggregate using sewage sludge.

그러나 상술한 등록특허공보에서 제시한 방법들은 슬러지를 먼저 건조한 후 점토 등과 같은 무기물과 혼합하여 건조하는 과정이 필요하였고, 이에 슬러지 건조기와 같은 고가의 장비 등을 사용하여 수분을 제거함으로써 막대한 생산설비 비용 및 에너지 비용이 필요하였다. 따라서 충분한 경량성을 확보하면서도 막대한 에너지 비용을 절감할 수 있는 인공경량골재를 제조하는 방법이 요구되었다.However, the methods disclosed in the above-mentioned patent publication need to dry the sludge first and then mix it with an inorganic material such as clay, and then remove the moisture by using expensive equipment such as a sludge dryer, And energy costs. Therefore, a method of manufacturing an artificial lightweight aggregate capable of saving enormous energy costs while securing sufficient lightweight has been required.

대한민국 등록특허공보 제10-0849765Korean Patent Registration No. 10-0849765 대한민국 등록특허공보 제10-0347997Korean Registered Patent No. 10-0347997 대한민국 등록특허공보 제10-1066193Korean Registered Patent No. 10-1066193

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 인공경량골재를 제조하기 위한 최초 혼합물에 무기물 첨가제의 비율을 높게 하고, 유기물 첨가제를 첨가함으로써 혼합물의 교반을 용이하게 하며, 슬러지 건조 과정을 생략함으로써 슬러지 건조에 따르는 막대한 에너지 비용 및 슬러지 건조기 등의 고가 장비의 생산 설비 비용을 절감하고, 충분한 경량성을 확보한 인공경량골재의 생산성을 증대시키기 위한, 폐기물을 활용한 인공경량골재와 이를 제조하는 방법 및 이를 제조하기 위한 시스템을 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a lightweight aggregate of artificial lightweight aggregate, in which the ratio of the inorganic additive to the initial mixture is increased, , Owing to omission of the sludge drying process, enormous energy costs associated with sludge drying and production equipment costs of high-priced equipment such as a sludge dryer are reduced, and artificial lightweight aggregates using artificial waste Lightweight aggregate, a method of manufacturing the same, and a system for manufacturing the same.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.These and other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of a preferred embodiment thereof.

상기 목적은, 본 발명의 일 양상인 함수율 70 내지 80중량%의 슬러지, 함수율 10중량% 이하의 무기물 첨가제 및 유기물 첨가제를 포함하는 혼합물로부터 제조되되, 슬러지 : 무기물 첨가제의 중량비는 1 : 1.5~5이고, 유기물 첨가제는 혼합물 전체 100중량%에 대하여 5 내지 20중량%인 인공경량골재에 의해서 달성될 수 있다.The above object is achieved by a method of producing a sludge comprising a sludge having a water content of 70 to 80% by weight, an inorganic additive having a water content of 10% by weight or less and an organic additive, wherein the weight ratio of the sludge: inorganic additive is 1: , And the organic additive can be achieved by an artificial lightweight aggregate of 5 to 20% by weight based on 100% by weight of the total mixture.

바람직하게, 슬러지는 하수 슬러지 또는 제지 및 제조공장에서 발생하는 폐수 슬러지일 수 있다.Preferably, the sludge may be sewage sludge or wastewater sludge originating from the papermaking and manufacturing plants.

바람직하게, 무기물 첨가제는 소각재, 황토, 석탄재 및 돌가루 중 적어도 어느 하나일 수 있다.Preferably, the inorganic additive may be at least one of an ash, ash, coal ash and stone powder.

바람직하게, 유기물 첨가제는 톱밥, 왕겨, 음식물 쓰레기 중 적어도 어느 하나일 수 있다.Preferably, the organic additive may be at least one of sawdust, rice hulls, and food waste.

상기 목적은, 함수율 70~80중량%의 슬러지, 함수율 10중량% 이하의 무기물 첨가제 및 유기물 첨가제를 혼합하여 함수율 20중량% 초과하고 40중량% 이하인 혼합물을 생성하는 혼합단계; 혼합물을 구형 성형체로 제조하고, 함수율 20중량% 이하로 건조하는 성형 및 건조단계; 및 구형 성형체를 1100~1200℃에서 10~30분 소성하는 소성단계;를 포함하는 인공경량골재를 제조하는 방법에 의해서 달성될 수 있다.The object is achieved by mixing a sludge having a water content of 70 to 80% by weight, an inorganic additive having a water content of 10% by weight or less and an organic additive to produce a mixture having a water content of more than 20% by weight and not more than 40% by weight; A molding and drying step in which the mixture is formed into a spherical shaped body and dried to a water content of 20 wt% or less; And a sintering step of sintering the spherical shaped body at 1100 to 1200 ° C for 10 to 30 minutes.

바람직하게, 혼합단계에서 슬러지 : 무기물 첨가제의 중량비는 1 : 1.5~5이고, 유기물 첨가제는 혼합물 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 20 중량%일 수 있다.Preferably, the weight ratio of the sludge: inorganic additive in the mixing step is 1: 1.5 to 5, and the organic additive may be 5 to 20 wt% based on 100 wt% of the mixture.

상기 목적은, 슬러지를 저장하는 저장조1; 무기물 첨가제를 저장하는 저장조2; 유기물 첨가제를 저장하는 저장조3; 슬러지를 정량 공급하는 정량 공급장치1; 무기물 첨가제를 정량 공급하는 정량 공급장치2; 유기물 첨가제를 정량 공급하는 정량 공급장치3; 정량 공급장치 1~3에 의해 공급된 슬러지, 무기물 첨가제 및 유기물 첨가제를 고르게 혼합하는 무중력 혼합기; 무중력 혼합기에서 혼합된 혼합물을 압축하는 연속 니더; 연속 니더에서 압축된 혼합물을 성형 전 가공하는 토련기; 토련기에서 배출된 혼합물을 구형으로 성형하는 제환기; 제환기에서 제조된 구형 성형체를 소성 전에 건조하는 표면 건조기; 및 표면 건조기에서 표면 건조된 구형 성형체를 소성하는 소성로;를 포함하는 인공경량골재를 제조하기 위한 시스템에 의해 달성될 수 있다.The object is achieved by a sludge storage device comprising: a reservoir 1 for storing sludge; A reservoir 2 for storing an inorganic additive; A reservoir 3 for storing the organic additive; A quantitative feeder 1 for supplying a sludge in a quantitative manner; A quantitative feeder 2 for quantitatively feeding an inorganic additive; A quantitative feeder 3 for quantitatively feeding an organic additive; A non-gravity mixer for evenly mixing the sludge, mineral additive and organic additive supplied by the metered feed devices 1 to 3; A continuous kneader for compressing the mixed mixture in a zero-gravity mixer; A kneader for pre-forming the compressed mixture in the continuous kneader; A ventilator for shaping the mixture discharged from the shoemaker into a spherical shape; A surface dryer for drying the spherical shaped body manufactured in the ventilation system before firing; And a sintering furnace for sintering the spherically shaped body surface-dried in the surface drier.

바람직하게, 상술한 인공경량골재를 제조하기 위한 시스템은 대기오염 방지시설 및 폐수처리시설을 더 포함할 수 있고, 대기오염 방지시설은 인공경량골재 생산과정에서 발생하는 가스 및 분진을 포집하는 가스 및 분진 포집용 덕트(DUCT) 시스템; 가스 및 분진을 처리하여 악취를 제거하는 탈습탑; 여과집진기; 및 습식세정탑;을 포함할 수 있다.Preferably, the system for producing the artificial lightweight aggregate may further include an air pollution prevention facility and a wastewater treatment facility. The air pollution prevention facility may include a gas and dust collecting gas generated in the process of producing the artificial lightweight aggregate, Duct collecting duct (DUCT) system; A dehumidifying tower for removing odors by treating gas and dust; Filter dust collector; And a wet scrubbing tower.

본 발명에 따르면, 인공경량골재를 제조하기 위한 최초 혼합물에 무기물 첨가제의 비율을 높게 하고, 열량을 확보할 수 있는 유기물 첨가제를 첨가함으로써 혼합물의 교반을 용이하게 하고, 슬러지 건조 과정을 생략할 수 있어 슬러지에 포함된 수분을 감량하기 위한 막대한 에너지 비용 및 슬러지 건조기 등의 고가 장비의 생산설비 비용이 절감되어 경제성이 있으며, 인공경량골재의 충분한 경량성을 확보하면서도 생산성을 획기적으로 증대시킬 수 있는 효과를 가진다. 아울러, 폐기물을 자원화하고, 슬러지의 비율을 줄임으로써 인공경량골재를 제조하는 과정에서 발생할 수 있는 악취를 제거하기 용이하여 환경보전에도 기여할 수 있는 등의 효과를 가진다.According to the present invention, mixing of the mixture can be facilitated and the sludge drying process can be omitted by increasing the ratio of the inorganic additive to the initial mixture for producing the artificial lightweight aggregate and adding the organic additive capable of securing the heat amount It is economical because of the enormous energy cost to reduce moisture contained in sludge and the cost of production equipment such as sludge dryer, and it has the effect of dramatically increasing productivity while ensuring sufficient light weight of artificial lightweight aggregate. I have. In addition, it has the effect of contributing to the environmental preservation by making it easy to remove the odor that may occur in the process of manufacturing the artificial lightweight aggregate by reducing the proportion of the sludge by recycling the waste.

다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 일 실시예에 따른 인공경량골재를 제조하기 위한 시스템을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2는 종래의 인공경량골재를 제조하기 위한 시스템을 설명하기 위한 공정도이다.
1 is a process diagram for explaining a system for manufacturing an artificial lightweight aggregate according to an embodiment.
2 is a process diagram for explaining a system for manufacturing a conventional artificial lightweight aggregate.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that these embodiments are provided by way of illustration only for the purpose of more particularly illustrating the present invention and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments .

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In case of conflict, the present specification, including definitions, will control.

본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.Although methods and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice or testing of the present invention, suitable methods and materials are described herein.

본 발명의 일 양상에 따른 폐기물을 활용한 인공경량골재는 함수율 70 내지 80중량%의 슬러지, 함수율 10중량% 이하의 무기물 첨가제 및 유기물 첨가제를 포함하는 혼합물로부터 제조되되, 슬러지 : 무기물 첨가제의 중량비는 1 : 1.5~5이고, 유기물 첨가제는 혼합물 전체 100중량%에 대하여 5 내지 20중량%일 수 있다. The artificial lightweight aggregate utilizing waste according to one aspect of the present invention is produced from a mixture comprising sludge having a water content of 70 to 80 wt%, an inorganic additive having a water content of 10 wt% or less and an organic additive, wherein the weight ratio of the sludge: 1: 1.5 to 5, and the organic additive may be 5 to 20% by weight based on 100% by weight of the mixture.

본 명세서에서 슬러지가 하수 슬러지인 경우에 대하여 설명하지만, 이에 국한하는 것은 아니고, 슬러지는 하수 슬러지 또는 제지 및 제조공장에서 발생하는 폐수 슬러지일 수 있다. 하수 슬러지의 성상 중에서 수분 함량은 처리 장치의 설계에 있어서 중요한 인자 중 하나이다. 수분 함량에 따라서 전처리 과정으로 적용되는 건조기의 건조 조건에 영향을 미치게 된다. 하수종말 처리장에서 발생하는 하수 슬러지의 경우 수분함량은 77~85중량% 정도로서, 평균 80중량% 정도의 수분함량을 나타내고 있다. 슬러지의 처리에 있어서 부자재 및 에너지 손실을 최소화하기 위하여 탈수 시 80%이하로 탈수하는 것이 바람직하고, 효과적인 처리를 위해서는 70~80%인 것이 더욱 바람직하다.Although the sludge is described herein as sewage sludge, it is not limited thereto, and the sludge may be sewage sludge or wastewater sludge originating in papermaking and manufacturing plants. Among the properties of sewage sludge, moisture content is one of the important factors in the design of treatment apparatus. Depending on the moisture content, the drying conditions of the dryer applied during the pretreatment process are affected. The sewage sludge generated in the sewage treatment plant has a water content of about 77 to 85% by weight and an average water content of about 80% by weight. In order to minimize the loss of auxiliary materials and energy in the treatment of the sludge, it is preferable to dehydrate to 80% or less at the time of dewatering, and more preferably 70 to 80% for effective treatment.

무기물 첨가제는 점결력 및 발포성을 가짐으로써 성형성을 부여할 수 있고, 기공이 잘 만들어지도록 하는 물질로서 소각재, 황토, 석탄재, 돌가루 등이 될 수 있다. 무기물 첨가제는 바짝 마른 것을 사용하는 것이 혼합물의 함수율 조정에 유리하므로 함수율은 10중량% 이하인 것이 바람직하다. 따라서 무기물 첨가제의 경우 함수율이 0중량%로서 수분을 전혀 포함하지 않을 수도 있음은 물론이다. 10중량%를 초과하는 경우, 수분이 많아 혼합물의 함수율 조정에 불리하다. The inorganic additive is a substance that can impart moldability by having a point clotting force and foaming property and can make a pore well, and can be an ash, a loess, a coal ash, a stone powder and the like. It is preferable that the water content of the inorganic additive is 10% by weight or less, since it is advantageous to adjust the water content of the mixture by using the dry additive. Therefore, it is needless to say that, in the case of the inorganic additive, the moisture content may be 0% by weight and may not contain moisture at all. If it is more than 10% by weight, the water content is high, which is disadvantageous in adjusting the water content of the mixture.

유기물 첨가제는 혼합물의 교반을 용이하게 하고, 후술하는 소성단계에서 슬러지에 포함된 유기물의 부족분을 보충하여 인공경량골재가 충분한 경량성을 확보할 수 있게 하는 것으로, 톱밥, 왕겨, 음식물 쓰레기 등 열량을 확보할 수 있는 것은 무엇이든 가능하다. The organic additive facilitates the agitation of the mixture and makes it possible to ensure sufficient lightweight properties of the artificial lightweight aggregate by supplementing the shortage of the organic matter contained in the sludge in the sintering step to be described later. The heat of the sawdust, rice hull, Anything that can be secured is possible.

슬러지 : 무기물 첨가제의 중량비는 1 : 1.5~5인 것이 바람직하다. 위 범위를 벗어나는 경우, 슬러지의 함수율을 40중량% 이하로 낮출 수 없어 혼합 및 성형에 어려움이 발생할 수 있으며, 후술하는 교착영역(Glue Zone)이 발생하여 건조과정이 비경제적일 수 있기 때문이다. 유기물 첨가제는 인공경량골재를 제조하기 위한 혼합물 전체 100중량%에 대하여 5 내지 20 중량%인 것이 바람직하다. 유기물 첨가제가 5중량% 미만인 경우, 성형물의 자체 발열량이 부족하여 경량성이 좋은 인공경량골재 생산이 잘 이루어지지 않을 수 있고, 20중량% 초과한 경우, 성형물의 자체발열량이 과도하여 비경제적임은 물론 경량성이 과도한 인공경량골재가 나올 수 있기 때문이다. 인공경량골재를 제조하기 위한 혼합물에 무기물 첨가제의 비율을 높이고, 유기물 첨가제를 첨가함으로써 슬러지의 건조과정을 생략할 수 있다. 교착영역(Glue zone)은 슬러지의 함수율이 40 중량% 초과 60중량% 미만인 경우로 슬러지의 겉 표면만 건조되고 내부의 수분이 건조되지 않는 것을 의미한다. 따라서 슬러지를 교착영역을 피하여 40중량% 이하로 건조하기 위해서는 막대한 에너지 비용이 들고, 슬러지 건조기 등의 고가 장비가 필요하다. 그러나 최초 혼합시 무기물 첨가제의 비율을 높게 하고, 유기물 첨가제를 첨가하여 혼합할 경우, 슬러지 건조기 등의 장비가 필요없이 혼합물의 함수율을 40중량% 이하로 낮춤으로써 막대한 에너지 비용 및 생산설비 비용을 절감할 수 있어 경제성이 뛰어나다. 또한, 유기물 첨가제는 소성과정에서 필요한 유기물의 함량을 보충해 줌으로써 인공경량골재의 충분한 경량성을 확보하고 생산성을 증대시킬 수 있다.The weight ratio of sludge: mineral additive is preferably 1: 1.5-5. If the above range is exceeded, the water content of the sludge can not be lowered to 40% by weight or less, which may cause difficulty in mixing and molding, and the drying process may be uneconomical due to the occurrence of a glue zone to be described later. The organic material additive is preferably 5 to 20% by weight based on 100% by weight of the whole mixture for producing the lightweight aggregate. If the organic additive is less than 5% by weight, the amount of self-heating of the molded product may be insufficient to produce artificial lightweight aggregates with good lightweight properties. If the organic additive is more than 20% by weight, This is because lightweight aggregate can be produced in excess of artificial lightweight aggregate. The ratio of the inorganic additive to the mixture for producing the artificial lightweight aggregate is increased and the drying process of the sludge can be omitted by adding the organic additive. The glue zone means that when the water content of the sludge is more than 40% by weight and less than 60% by weight, only the outer surface of the sludge is dried and the inner moisture is not dried. Therefore, in order to dry the sludge at 40 wt% or less avoiding the dead zone, an enormous energy cost is required, and expensive equipment such as a sludge dryer is required. However, when the ratio of the inorganic additive is increased during the initial mixing and when the organic additive is added to the mixture, the water content of the mixture is reduced to 40% by weight or less without requiring equipment such as a sludge dryer, Economical. In addition, the organic additive can compensate for the amount of organic matter required in the firing process, thereby ensuring sufficient lightweightness of the artificial lightweight aggregate and increasing the productivity.

슬러지 : 무기물 첨가제 중량비 및 유기물 첨가제의 비율은 상술한 비율에 국한하는 것은 아니다. 즉, 슬러지, 무기물 첨가제 및 유기물 첨가제의 특성이나 종류에 따라 달라질 수 있다.The weight ratio of the sludge: inorganic additive and the proportion of the organic additive is not limited to the above-mentioned ratio. That is, it may vary depending on the characteristics and kinds of the sludge, the inorganic additive, and the organic additive.

본 발명의 다른 양상에 따른 인공경량골재를 제조하는 방법은 함수율 70~80중량%의 슬러지, 함수율 10중량% 이하의 무기물 첨가제 및 유기물 첨가제를 혼합하여 함수율 20중량% 초과하고 40중량% 이하인 혼합물을 생성하는 혼합단계; 혼합물을 구형 성형체로 제조하고, 함수율 20중량% 이하로 건조하는 성형 및 건조단계; 및 구형 성형체를 1100~1200℃에서 10~30분 소성하는 소성단계;를 포함할 수 있다.A method for producing an artificial lightweight aggregate according to another aspect of the present invention comprises mixing a sludge having a water content of 70 to 80 wt%, an inorganic additive having a water content of 10 wt% or less, and an organic additive to produce a mixture having a moisture content of more than 20 wt% A mixing step; A molding and drying step in which the mixture is formed into a spherical shaped body and dried to a water content of 20 wt% or less; And a sintering step of sintering the spheroidally shaped body at 1100 to 1200 ° C for 10 to 30 minutes.

혼합단계에서는 교착영역(Glue zone)을 피하는 것이 중요하고, 이를 위해 무기물 첨가제의 비율을 높게 하고, 유기물 첨가제를 첨가하여 혼합물의 함수율을 40중량% 이하로 낮춘다. 함수율이 40중량% 초과일 경우, 교착영역(Glue Zone)의 특성으로 인해 성형단계에서 성형이 잘 이루어지지 않는다. 함수율은 낮을수록 좋으나, 통상 함수율은 20중량% 초과 40중량% 이하로 형성된다. 혼합은 후술하는 무중력 혼합기 내에서 이루어질 수 있다. In the mixing step, it is important to avoid glue zones. For this purpose, the ratio of inorganic additives is increased and the water content of the mixture is lowered to 40% by weight or less by adding an organic additive. When the water content is more than 40% by weight, the molding is not well performed in the molding step due to the characteristic of the glue zone. The water content is preferably as low as possible, but usually the water content is more than 20% by weight but not more than 40% by weight. The mixing can be done in a zero-gravity mixer described below.

혼합단계에서는 슬러지 : 상기 무기물 첨가제의 중량비는 1 : 1.5~5이고, 유기물 첨가제는 혼합물 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 20 중량%인 것이 바람직하다. 위 범위를 벗어나는 경우 상술한 제한사항이 문제된다. In the mixing step, the weight ratio of the sludge to the inorganic additive is 1: 1.5 to 5, and the organic additive is preferably 5 to 20 wt% based on 100 wt% of the mixture. Outside of the above range, the above limitations are problematic.

성형단계에서는 혼합단계에서 생성된 혼합물을 구형 성형체로 제조한다. 성형방법은 성형기나 성형방법에 따라 성형체의 강도가 달라지고 소성 후의 강도에도 영향을 미치게 되므로 최종적인 인공경량골재의 용도에 따라 적절히 성형체의 강도를 갖도록 해야 한다. 본 명세서에서 인공경량골재의 사용 목적을 위하여 구형 성형체로 한정하여 설명하였지만, 다른 목적으로 인공경량골재를 사용할 경우에는 구형 이외의 형태로 성형하는 것도 가능하다. 함수율이 높은 상태에서 소성할 경우 경량성이 확보되지 않고, 인공경량골재의 모양이 변형될 수 있다. 따라서 소성단계로 넘어가기 전에 제조된 구형 성형체를 건조할 수 있고, 표면 건조기를 통해 함수율 20중량% 이하로 건조할 경우 경량성을 확보하고, 소성 강도를 높일 수 있다. In the molding step, the mixture produced in the mixing step is made into a spherical shaped body. Since the molding method has a different strength depending on the molding machine or molding method and affects the strength after firing, it is necessary to appropriately provide the strength of the molding according to the final use of the artificial lightweight aggregate. In this specification, the artificial lightweight aggregate has been described as a spherical molded body for the purpose of using the artificial lightweight aggregate. However, when the artificial lightweight aggregate is used for other purposes, it may be molded in a shape other than spherical. When sintering is carried out at a high moisture content, the lightweight property can not be secured and the shape of the artificial lightweight aggregate can be deformed. Accordingly, the manufactured spherical molded body can be dried before proceeding to the firing step, and when dried at a moisture content of 20 wt% or less through the surface dryer, the lightweight property can be secured and the plasticity strength can be increased.

소성단계에서는 함수율 20중량% 이하의 구형 성형체를 환원분위기에서 경량성, 흡수성, 흡착성의 기능성과 기계적 강도를 갖도록 소성한다. 유기물은 환원분위기의 소성에서 유기물질이 산화되면서 다공성을 갖게 된다. 인공경량골재의 강도 및 기능성은 소성온도에 의하여 좌우되기 때문에 인공경량골재의 용도에 따라 적정온도를 선택해야 하는데, 1100~1200℃에서 10~30분간 소성하는 것이 바람직하다. 위 온도 범위를 벗어나 1100℃보다 낮은 경우 , 소성이 충분히 이루어지지 않고 다이옥신 등의 유해물질이 생성될 위험이 있고, 1200℃보다 높을 경우, 소성로의 온도를 높이기 위한 불필요한 에너지가 필요한 문제점이 있다.In the sintering step, the spherical shaped body having a water content of not more than 20% by weight is fired in a reducing atmosphere so as to have lightweight, absorbent, adsorbing functionality and mechanical strength. The organic material becomes porous when the organic material is oxidized in the calcination of the reducing atmosphere. Since the strength and the functionality of the artificial lightweight aggregate depend on the firing temperature, an appropriate temperature should be selected depending on the use of the artificial lightweight aggregate. It is preferable that the firing is performed at 1100 to 1200 ° C for 10 to 30 minutes. If the temperature is lower than 1100 ° C, the firing may not be sufficiently performed, and harmful substances such as dioxin may be generated. When the temperature is higher than 1200 ° C, unnecessary energy is required to raise the temperature of the firing furnace.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 인공경량골재를 제조하기 위한 시스템(100)은 슬러지를 저장하는 저장조1(111); 무기물 첨가제를 저장하는 저장조2(112); 유기물 첨가제를 저장하는 저장조3(113); 슬러지를 정량 공급하는 정량 공급장치1(121); 무기물 첨가제를 정량 공급하는 정량 공급장치2(122); 유기물 첨가제를 정량 공급하는 정량 공급장치3(123); 정량 공급장치 1~3에 의해 공급된 슬러지, 무기물 첨가제 및 유기물 첨가제를 고르게 혼합하는 무중력 혼합기(130); 무중력 혼합기에서 혼합된 혼합물을 압축하는 연속 니더(140); 연속 니더에서 압축된 혼합물을 성형 전 가공하는 토련기(150); 토련기에서 배출된 혼합물을 구형으로 성형하는 제환기(160); 제환기에서 제조된 구형 성형체를 소성 전에 건조하는 표면 건조기(170); 및 표면 건조기에서 표면 건조된 구형 성형체를 소성하는 소성로(180);를 포함할 수 있다. 바람직하게, 대기오염 방지시설(190) 및 폐수처리시설(195)을 더 포함할 수 있고, 대기오염 방지시설은 인공경량골재 생산과정에서 발생하는 가스 및 분진을 포집하는 가스 및 분진 포집용 덕트 시스템(191); 상기 가스 및 분진을 처리하여 악취를 방지하는 탈습탑(192); 여과집진기(193); 및 습식세정탑(194);을 포함할 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공경량골재를 제조하기 위한 시스템을 설명하기 위한 공정도이고, 도 2는 종래의 인공경량 골재를 제조하기 위한 시스템을 설명하기 위한 공정도이다. A system (100) for manufacturing an artificial lightweight aggregate according to another aspect of the present invention includes: a storage tank (111) for storing sludge; A storage tank 2 (112) for storing an inorganic additive; A storage tank 3 (113) for storing the organic additive; A quantitative feeder 1 (121) for feeding the sludge in a quantitative manner; A quantitative feeder 2 (122) for quantitatively feeding the inorganic additive; A quantitative feeder 3 (123) for quantitatively feeding the organic additive; A non-gravity mixer 130 for evenly mixing the sludge, inorganic additive and organic additive supplied by the dosing devices 1 to 3; A continuous kneader 140 for compressing the mixed mixture in the zero-gravity mixer; A kneader 150 for pre-forming the compressed mixture in the continuous kneader; A ventilator (160) for shaping the mixture discharged from the gullet machine into a spherical shape; A surface dryer (170) for drying the spherical shaped body manufactured in the ventilation system before firing; And a firing furnace 180 for firing the spherically shaped body that has been surface-dried in the surface dryer. The air pollution prevention facility may further include an air pollution prevention facility 190 and a wastewater treatment facility 195. The air pollution prevention facility may include a duct for collecting gas and dust generated in the process of producing artificial lightweight aggregate, (191); A dehumidifying tower 192 for treating the gas and dust to prevent odors; A filter / dust collector 193; And a wet scrubbing column 194. FIG. 1 is a process diagram for explaining a system for manufacturing an artificial lightweight aggregate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a process diagram for explaining a system for manufacturing a conventional artificial lightweight aggregate.

저장조1 내지 3(111~113)은 각각 슬러지, 무기물 첨가제, 유기물 첨가제를 저장하는 곳으로 개폐식일 수 있다. The storage tanks 1 to 3 (111 to 113) may be openable and closable for storing sludge, inorganic additive, and organic additive, respectively.

정량공급장치1 내지 3(121~123)은 각각 슬러지, 무기물 첨가제, 유기물 첨가제를 무중력 혼합기까지 자동으로 공급해주는 것으로 이송펌프 혹은 컨베이어를 포함하고 있다.Each of the quantitative feeders 1 to 3 (121 to 123) automatically feeds sludge, inorganic additive, and organic additive to a zero-gravity mixer, and includes a feed pump or a conveyor.

무중력 혼합기(130)는 정량공급장치1 내지 3에 의해 공급된 슬러지, 무기물 첨가제, 유기물 첨가제를 고르게 혼합한다. 무중력 혼합기는 도2(section view)와 도3(top view)를 통해서 알 수 있는 것처럼, 트윈 섀프트 배치 타입 믹서(Twin Shaft Batch Type Mixer)로 평행한 2개의 메인 섀프트(main shaft)에 여러 개의 암(arm)이 고정되고 이 암(arm)에 패들(paddle)이 각각 장착되어 있는 장치로서, 감속기에 의한 체인(chain) 구동장치로 동력이 전달되어 두 축이 반대 방향으로 정속 회전되고, 회전력에 의해 패들이 원료를 혼합실 중앙 상층부로 퍼올려주면 유효 부피가 증가 하면서 순식간에 무중력 존(Zone)이 형성되어 혼합을 완료할 수 있다.The zero-gravity mixer 130 evenly mixes the sludge, mineral additive, and organic additive supplied by the metered feed devices 1 to 3. The zero-gravity mixer has two main shafts parallel to the Twin Shaft Batch Type Mixer, as can be seen in FIG. 2 (section view) and FIG. 3 (top view) Wherein two arms are fixed and a paddle is mounted on the arm, power is transmitted to the chain drive device by the reducer, the two shafts are rotated at the constant speed in the opposite direction, If the paddle is pushed up to the upper center of the mixing chamber by the rotational force, the effective volume is increased and the zero gravity zone is instantly formed to complete the mixing.

구체적으로, 혼합실(batch) 내, 두 개의 회전축(twin shaft)에 여러 개의 패들(paddle)이 상호 중첩(over lapping) 되도록 설계되어 있어 정속회전에 의해 원료가 이송영역(transport zone)과 혼합영역(mixing zone)을 만들어 준다. 혼합영역에서 원료의 입경(particle size), 비중(viscosity), 형상(shape)에 관계없이 무중력 상태의 유동층이 형성되어 단시간에 혼합을 완료한다. Specifically, a plurality of paddles are designed to over lapping on two twin shafts in a mixing chamber, so that the material is transported by the constant speed rotation to the transport zone and the mixing zone (mixing zone). In a mixed region, a fluidized bed of a zero gravity state is formed irrespective of the particle size, viscosity, and shape of the raw material, thereby completing the mixing in a short time.

연속 니더(140)는 공급되는 혼합물을 짓이겨 내부의 기공을 제거하도록 내부에 니딩 스크류(kneading screw)가 모터에 의해 작동하도록 구성되고, 회전수는 10~20RPM, 내부 체류시간은 1~5분을 유지하도록 하는 것이 좋다. 연속 니더에 압축된 혼합물은 토련기로 공급된다.The continuous kneader 140 is configured such that a kneading screw is operated by a motor to crush the supplied mixture to remove pores therein, and the number of revolutions is 10 to 20 RPM and the internal residence time is 1 to 5 minutes It is good to keep it. The compressed mixture in the continuous kneader is supplied to the spooler.

토련기(150)는 브레이드가 달린 스크류 컨베이어가 내장된 것으로, 회전수는 10~20RPM, 체류시간은 2~5분을 유지하도록 하는 것이 좋다. 토련기에서 토련된 혼합물은 제환기로 이송된다.It is preferable that the kneader 150 is equipped with a screw conveyor with a braid and the rotation speed is 10 to 20 RPM and the residence time is 2 to 5 minutes. The mixture stoichiometrically transferred to the ventilator.

제환기(볼 성형기)(160)는 내부에 원통실린더와 회전체가 있고, 회전체가 모터에 의해 회전되면서 누들 상태의 혼합물이 구형으로 성형되게 구성되며, 회전속도는 200~400RPM이고, 체류시간은 30~50초를 유지하는 것이 바람직하다. 제환기는 최소 두 조로 구성하며 혼합물을 구형으로 제조하여 후술하는 표면건조기로 구형 성형체를 이송한다.The ball mill (ball milling machine) 160 has a cylindrical cylinder and a rotating body. The rotating body is rotated by a motor to form a nodule mixture into a spherical shape. The rotating speed is 200 to 400 RPM, Is preferably maintained for 30 to 50 seconds. The ventilation system consists of at least two sets of spherical moldings, and the spherical moldings are transferred to a surface dryer to be described later.

표면건조기(170)는 내부온도 100~150℃에서 구형 성형체 중 수분함량이 20중량% 이하로 건조되도록 구성되며, 체류시간은 10~30분을 유지하는 것이 바람직하다. 표면건조기의 열원은 소성로의 폐열을 이용한 폐열 회수 보일러로부터 공급받도록 구성된다. 표면건조기로부터 배출된 구형 성형체는 소성로로 이송된다.The surface dryer 170 is configured such that the water content of the spherical shaped body is dried to 20 wt% or less at an internal temperature of 100 to 150 ° C, and the residence time is preferably maintained for 10 to 30 minutes. The heat source of the surface dryer is configured to be supplied from the waste heat recovery boiler using the waste heat of the firing furnace. The spherical shaped body discharged from the surface dryer is transferred to the firing furnace.

소성로(180)는 소성로를 회전하기 위한 모터와 소성로 그리고 구형 성형체의 투입구와 소성된 성형체의 배출구 및 고온 가스 배출구로 구성되어 있으며, 회전속도는 1~5RPM, 기울기는 1~2도를 유지하고, 내부 체류시간은 10~30분, 소성로 내부온도는 1100~1200℃로 하는 것이 좋다. 소성로의 열원은 경유 또는 가스버너를 통해 내부로 공급되며 성형체의 배출구는 소성 후 고온인 성형체의 특성상 스크류 컨베이어 타입으로 구성되어 소성된 성형물을 이송 및 지연 냉각 시킨다. 소성로에서는 구형 성형체는 내부가 발포되어 기공을 형성하고, 외부는 소성에 의해 일정 표면강도를 갖는 인공경량골재가 제조된다.The firing furnace 180 is composed of a motor for rotating the firing furnace, a firing furnace, an inlet for the spherically shaped body, an outlet for the fired body, and a hot gas outlet. The rotational speed is 1 to 5 RPM, the slope is 1 to 2 degrees, The internal retention time is 10 to 30 minutes, and the internal temperature of the firing furnace is 1100 to 1200 ° C. The heat source of the firing furnace is supplied to the inside through a gas oil or gas burner. The outlet of the firing furnace is composed of a screw conveyor type due to the characteristic of the high-temperature molding after the firing, so that the fired molding is transferred and delayed cooled. In the firing furnace, the spherical shaped body is foamed to form pores, and the outside is fired to produce an artificial lightweight aggregate having a certain surface strength.

가스 및 분진 포집용 덕트(DUCT) 시스템(191)은 인공경량골재를 제조하는 과정에서 발생된 가스 및 분진을 포집하고, 탈습탑(192)은 포집된 가스 및 분진을 처리하여 악취를 제거한다. 여과집진기(193)에는 소석회를 투입하여 유해 가스를 정화하고, 습식 세정탑(194)에는 가성소다를 투입하여 유해물질을 포집한다. 따라서 유해가스는 테프론 백을 이용하는 집진을 위한 여과집진기와 습식 세정탑을 거치면서 탈황산화물, 탈질소산화물, 탈염화수소, 집진 과정 등을 통해 정화되어 외부로 배출되게 된다.The gas and dust collecting duct (DUCT) system 191 collects the gas and dust generated in the process of manufacturing the artificial lightweight aggregate, and the dehumidifying tower 192 processes the collected gas and dust to remove the odor. The filtration and dust collector 193 is filled with calcium hydroxide to purify the noxious gas, and the wet cleaning column 194 is filled with caustic soda to collect harmful substances. Accordingly, the harmful gas is purified through desulfurization oxides, denitrification oxides, dehydrochlorides, dust collecting processes, etc., through a filter and dust collector for dust collection using a Teflon bag and a wet cleaning tower, and is discharged to the outside.

폐수처리시설(195)은 혼합물 건조 과정의 수증기, 설비 운용상의 용수 등을 교반조, 폭기조, 생물학적 반응조 등을 통해 생물학적, 화학적으로 처리하여 외부로 배출하게 구성되어 있다.The wastewater treatment facility (195) is configured to biologically and chemically treat water vapor in the course of drying the mixture, water in the operation of the facility, and the like through the agitating tank, the aeration tank, the biological tank, and the like.

도 1에서 확인할 수 있는 본 발명의 일 양상인 인공경량골재를 제조하기 위한 시스템은 인공경량골재를 제조하기 위한 혼합물에 무기물 첨가제의 비율을 높게하고, 유기물 첨가제를 첨가함으로써 종래의 시스템인 도 2와 달리 슬러지 건조 단계를 생략할 수 있다. 따라서 고가의 슬러지 건조기(도 2의 20), 반송 컨베이어(도 2의 26), 보조보일러(도 2의 80)가 필요없어 생산설비 및 막대한 에너지 비용을 절감할 수 있고, 인공경량골재 제조 공정을 단순화하였을 뿐만 아니라 경량성이 확보된 인공경량골재의 생산성을 증대시킬 수 있다.
1, a system for producing an artificial lightweight aggregate, which is an aspect of the present invention, can be obtained by increasing the ratio of the inorganic additive to the mixture for producing the artificial lightweight aggregate and adding the organic additive thereto, Otherwise, the sludge drying step can be omitted. Therefore, it is possible to reduce the production facilities and enormous energy costs by eliminating the need for the expensive sludge drier (20 in FIG. 2), the conveyor conveyor (26 in FIG. 2) and the auxiliary boiler (80 in FIG. 2) The productivity of the artificial lightweight aggregate which is not only simplified but also lightweight can be increased.

이하 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.The composition and effect of the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples. However, this embodiment is intended to explain the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments.

[실시예][Example]

함수율 80중량%의 하수슬러지(유기물 및 무기물 각 10중량% 포함) 2kg, 함수율 10중량%의 무기물 황토 6.5kg, 유기물 첨가제(톱밥) 1.5kg을 혼합하고, 이 혼합물을 구형으로 성형한 후, 함수율 20중량% 이하로 건조시킨 다음, 투입구 온도 800℃의 소성로에 투입하여 20℃/min의 승온율로 1,140℃까지 상승시키고, 1,140℃에서 10분간 소성시켜 인공경량골재를 제조하였다.2 kg of sewage sludge having a moisture content of 80% by weight (including 10% by weight of each of organic and inorganic matters), 6.5 kg of an inorganic yellow loam having a water content of 10% by weight and 1.5 kg of an organic additive (sawdust) were mixed, 20% by weight or less, and then charged into a sintering furnace having an inlet temperature of 800 캜, elevated to 1,140 캜 at a heating rate of 20 캜 / min, and fired at 1,140 캜 for 10 minutes to produce an artificial lightweight aggregate.

[비교예1][Comparative Example 1]

함수율 80중량%의 하수슬러지(유기물 및 무기물 각 10중량% 포함) 15kg을 건조하여 함수율 40중량%의 슬러지 5kg을 제조한 후, 무기물 첨가제로서 점토 3kg 및 석탄회 2kg을 혼합하고, 이 혼합물을 구형으로 성형한 후, 함수율 20중량% 이하로 건조시킨 다음, 투입구 온도 800℃의 소성로에 투입하여 20℃/min의 승온율로 1,140℃까지 상승시키고, 1,140℃에서 10분간 소성시켜 인공경량골재를 제조하였다.15 kg of sewage sludge having a water content of 80% by weight (including 10% by weight of each organic matter and inorganic matters) was dried to prepare 5 kg of a sludge having a water content of 40% by weight, 3 kg of clay and 2 kg of fly ash as an inorganic additive were mixed, After the molding, it was dried to a water content of 20 wt% or less, then charged into a sintering furnace having an inlet temperature of 800 캜, elevated to 1,140 캜 at a heating rate of 20 캜 / min, and fired at 1,140 캜 for 10 minutes to produce an artificial lightweight aggregate .

[비교예2][Comparative Example 2]

함수율 80중량%의 하수슬러지(유기물 및 무기물 각 10중량% 포함) 27kg을 건조하여 함수율 40중량%의 슬러지 9kg을 제조한 후, 무기물 첨가제로서 점토 0.8kg, 석탄회 0.2kg을 혼합하고, 이 혼합물을 구형으로 성형한 후, 함수율 20중량% 이하로 건조시킨 다음, 투입구 온도 800℃의 소성로에 투입하여 20℃/min의 승온율로 1,140℃까지 상승시키고, 1,140℃에서 10분간 소성시켜 인공경량골재를 제조하였다.27 kg of sewage sludge having a moisture content of 80% by weight (including 10% by weight of each organic matter and inorganic matters) was dried to prepare 9 kg of sludge having a water content of 40% by weight, 0.8 kg of clay and 0.2 kg of fly ash as an inorganic additive were mixed, The mixture was sintered at 1,140 ° C at a heating rate of 20 ° C / min and calcined at 1,140 ° C for 10 minutes to obtain an artificial lightweight aggregate. .

[실험예][Experimental Example]

슬러지 수분 감량 소요열량Sludge Moisture Consumption Calories

실시예 및 비교예 1,2의 수분 감량 소요열량을 측정하여 표1에 기재하였다.The amounts of heat required to reduce moisture in Examples and Comparative Examples 1 and 2 were measured and are shown in Table 1.

LNG 기준 연료비 추산LNG standard fuel cost estimate

실시예 및 비교예 1,2의 LNG 기준으로 연료비를 추산하여 표1에 기재하였다.The fuel ratios based on the LNG standards of Examples and Comparative Examples 1 and 2 were estimated and are shown in Table 1.

인공경량골재 생산량 측정Measurement of artificial lightweight aggregate production

실시예 및 비교예 1,2의 인공경량골재 생산량을 측정하여 표1에 기재하였다.The amounts of artificial lightweight aggregate produced in Examples and Comparative Examples 1 and 2 were measured and reported in Table 1.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 표1을 통해 알 수 있듯이, 인공경량골재를 제조하기 위한 최초 혼합물에 무기물 첨가제의 비율을 높게 하고, 유기물 첨가제(톱밥)를 넣을 경우, 별도의 슬러지 건조과정 없이 인공경량골재의 생산량을 증대시킬 수 있다. 따라서, 비교예1,2에 비해 실시예의 경우 슬러지 수분감량 소요열량이 적었고, 이에 따라 LNG 기준으로 연료비가 매우 절감되었을 뿐만 아니라 인공경량골재의 생산량은 가장 우수하였다.As can be seen from Table 1, when the ratio of the inorganic additive to the initial mixture for producing the artificial lightweight aggregate is increased and the organic additive (sawdust) is added, the production amount of the artificial lightweight aggregate is increased without a separate sludge drying process . Therefore, compared to the comparative examples 1 and 2, the amount of heat required to reduce sludge moisture was small, and thus the fuel cost was greatly reduced on the basis of LNG, and the production of artificial lightweight aggregate was the most excellent.

본 명세서에서는 본 발명자가 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

100 : 인공경량골재를 제조하기 위한 시스템
111 : 저장조1
112 : 저장조2
113 : 저장조3
121 : 정량공급기1
122 : 정량공급기2
123 : 정량공급기3
130 : 무중력 혼합기
140 : 연속 니더
150 : 토련기
160 : 제환기
170 : 표면 건조기
180 : 소성로
190 : 대기오염 방지시설
195 : 폐수처리시설
100: System for manufacturing artificial lightweight aggregate
111: Storage tank 1
112: storage tank 2
113: storage tank 3
121: Quantitative feeder 1
122: Quantitative feeder 2
123: Quantitative feeder 3
130: zero-gravity mixer
140: continuous kneader
150: Dewatering machine
160: My ventilation
170: Surface dryer
180: firing furnace
190: Air Pollution Prevention Facility
195: Wastewater treatment facility

Claims (8)

폐기물을 활용한 인공경량골재에 있어서,
함수율 70 내지 80중량%의 슬러지, 함수율 10중량% 이하의 무기물 첨가제 및 유기물 첨가제를 포함하는 혼합물로부터 제조되되,
상기 슬러지 : 상기 무기물 첨가제의 중량비는 1 : 1.5~5이고,
상기 유기물 첨가제는 상기 혼합물 전체 100중량%에 대하여 5 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는, 인공경량골재.
In an artificial lightweight aggregate utilizing waste,
A sludge having a moisture content of 70 to 80% by weight, an inorganic additive having a water content of 10% by weight or less, and an organic additive,
Wherein the weight ratio of the sludge to the inorganic additive is 1: 1.5 to 5,
Wherein the organic additive is present in an amount of 5 to 20% by weight based on 100% by weight of the entire mixture.
제1항에 있어서,
상기 슬러지는 하수 슬러지 또는 제지 및 제조공장에서 발생하는 폐수 슬러지인 것을 특징으로 하는, 인공경량골재.
The method according to claim 1,
Characterized in that the sludge is sewage sludge or wastewater sludge originating from papermaking and manufacturing factories.
제1항에 있어서,
상기 무기물 첨가제는 소각재, 황토, 석탄재 및 돌가루 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 인공경량골재.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic additive is at least one of an ash, a loess, a coal ash, and a stone powder.
제1항에 있어서,
상기 유기물 첨가제는 톱밥, 왕겨, 음식물 쓰레기 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 인공경량골재.
The method according to claim 1,
Wherein the organic material additive is at least one of sawdust, rice hull, and food waste.
폐기물을 활용한 인공경량골재를 제조하는 방법에 있어서,
함수율 70 내지 80중량%의 슬러지, 함수율 10중량% 이하의 무기물 첨가제 및 유기물 첨가제를 혼합하여 함수율 20중량% 초과하고 40중량% 이하인 혼합물을 생성하는 혼합단계;
상기 혼합물을 구형 성형체로 제조하고, 함수율 20중량% 이하로 건조하는 성형 및 건조단계; 및
상기 구형 성형체를 1100~1200℃에서 10~30분간 소성하는 소성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공경량골재를 제조하는 방법.
A method for producing an artificial lightweight aggregate using waste,
Mixing a sludge having a water content of 70 to 80% by weight, an inorganic additive having a water content of 10% by weight or less and an organic additive to produce a mixture having a moisture content of more than 20% by weight and not more than 40% by weight;
A molding and drying step of preparing the mixture as a spherical shaped body and drying at a moisture content of 20 wt% or less; And
And firing the spherical shaped body at 1100 to 1200 ° C for 10 to 30 minutes.
제5항에 있어서,
상기 혼합단계에서 상기 슬러지 : 상기 무기물 첨가제의 중량비는 1 : 1.5~5이고, 상기 유기물 첨가제는 상기 혼합물 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는, 인공경량골재를 제조하는 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the weight ratio of the sludge to the inorganic additive in the mixing step is 1: 1.5 to 5, and the organic additive is 5 to 20 wt% based on 100 wt% of the whole mixture. .
슬러지를 저장하는 저장조1;
무기물 첨가제를 저장하는 저장조2;
유기물 첨가제를 저장하는 저장조3;
상기 슬러지를 정량 공급하는 정량 공급장치1;
상기 무기물 첨가제를 정량 공급하는 정량 공급장치2;
상기 유기물 첨가제를 정량 공급하는 정량 공급장치3;
상기 정량 공급장치 1 내지 3에 의해 공급된 상기 슬러지, 상기 무기물 첨가제 및 상기 유기물 첨가제를 고르게 혼합하는 무중력 혼합기;
상기 무중력 혼합기에서 혼합된 혼합물을 압축하는 연속 니더;
상기 연속 니더에서 압축된 상기 혼합물을 성형 전 가공하는 토련기;
상기 토련기에서 배출된 상기 혼합물을 구형으로 성형하는 제환기;
상기 제환기에서 제조된 구형 성형체를 소성 전에 건조하는 표면 건조기; 및
상기 표면 건조기에서 표면 건조된 상기 구형 성형체를 소성하는 소성로;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공경량골재를 제조하기 위한 시스템.
A reservoir 1 for storing the sludge;
A reservoir 2 for storing an inorganic additive;
A reservoir 3 for storing the organic additive;
A fixed amount supply device 1 for supplying the sludge in a fixed amount;
A fixed amount supply device 2 for supplying the inorganic additive in a fixed amount;
A quantitative feeder 3 for feeding the organic additive in a quantitative manner;
A non-gravity mixer for evenly mixing the sludge, the inorganic additive and the organic additive supplied by the dosing devices 1 to 3;
A continuous kneader for compressing the mixed mixture in the zero-gravity mixer;
A kneader for shaping the mixture compressed in the continuous kneader before molding;
A ventilator for shaping the mixture discharged from the sloop unit into a spherical shape;
A surface dryer for drying the spherical shaped body produced in the ventilator before firing; And
And a sintering furnace for sintering the spherically shaped body that is surface-dried in the surface dryer.
제7항에 있어서,
대기오염 방지시설 및 폐수처리시설을 더 포함하되,
상기 대기오염 방지시설은 인공경량골재 생산과정에서 발생하는 가스 및 분진을 포집하는 가스 및 분진 포집용 덕트(DUCT) 시스템; 상기 가스 및 분진을 처리하여 악취를 제거하는 탈습탑; 여과집진기; 및 습식세정탑;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공경량골재를 제조하기 위한 시스템.
8. The method of claim 7,
Air pollution prevention facilities and wastewater treatment facilities,
The air pollution prevention facility includes a gas and dust collecting duct (DUCT) system for collecting gas and dust generated in the process of producing artificial lightweight aggregate; A dehumidifying tower for treating the gas and dust to remove odors; Filter dust collector; And a wet scrubbing tower. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
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