KR890002403B1 - 농림수산업 부산물과 폐유분을 원료로 한 연료 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

농림수산업 부산물과 폐유분을 원료로 한 연료 제조방법

본 발명은 농촌의 농산물에서 부산되는 왕겨, 짚, 줄기와 임업에서 발생하는 나무잎, 나무가지, 초엽등 연료이외의 용도가 없는 부피가 큰 소재 및 어촌에서 채취 및 수집할 수 있는 수초 및 해태, 다시마등 가공물의 부스러기등 폐기처분하는 소재와 폐유지분을 주 원료로 하여 부피성을 최소의 고형체로 성형함과 동시에 착화가 쉽게하며 자연상태의 열량을 보존하고 연소시에 매연 발생이 최소화된 상태에서 완전 연소되도록 하여 많은 열량을 내며 회분발생을 적게하고 많은량을 적재하여 두고 장시간 연료로 사용할 수 있도록 함은 물론 학교, 군, 기숙사, 사무실등에서 동절기 난방연료 및 불소시게로 사용하기 편리하도록한 것이다.

종래에도 연료 및 연료착화용 발명품이 수없이 많이 출현해 왔으나 기술적 실시의 어려움이나 경제성있는 산업적 가치성의 결여로 실현되지 못하고 있는것이 많은것은 사실이며 국내 특허공보 제279호 공고번호 75-436호의 인조장의 제조방법과 같은 발명의 경우는 송진성분을 함유한 톱밥을 70%이상 수재로 사용하여 접착제 없이 가열가압하여서 성형하는 것으로서 이 기술로는 접착성 수지 성분이 없거나 적은것을 주재로 하는 경우는 적용할 수 없고, 국내 특허공보 135호 공고번호 840호의 고체 괴탄 제조방법의 경우는 무연탄 주재의 괴탄 연료를 제조함에 있어서 벤트나이트와 시멘트를 주첨가제로하고 알긴산 소오다와 물을 혼합하고 석회성을 첨가하여 방수막을 형성하여 보관시 견고하고 강고한 다공체를 형성하는 작용효과를 얻는것과 국내 특허공보 196호 공고번호 182호의 무독연탄의 경우는 20메쉬 이상으로 곱게 분쇄한 무연탄 분말을 주재로 하고 이에 적당량의 초탄분말을 첨가 혼합한 다음 점결재로서 해초풀, 리그닝설폰산과 전분으로된 점결재로 점착되어 성형함으로서 단전체의 밀도가 작아지고 기공이 많아 산소공급이 잘되어 착화와 연소가 잘되게 하는 목적의 발명이 있으나 이것은 부피가 적은 무화염성의 무연탄을 주재로하여 다공성으로 연소효율을 높이는데 목적을 둔 발명이며 일본국 공개특허공보 소49-115101호의 착화용 오가라이토(オガラフイン)의 제조방법은 동 식물유 또는 광물유를 가온한 파라핀 용액과 용해하여 이 액중에 고온의 오가라이토를 적당시간 침적하여 건조하는 것으로서 보관성과 휘발성 및 견고성을 개선한 것으로서 이들 발명은 연소시 무연성 연료인 무연탄 소재의 연료와 착화제에 관한 발명으로서 부피가 크고 혼합성인 농림수산 부산물을 주재로 하는 본 발명과 같이 부피를 최소화로 줄여 성형하는 상반된 입장의 기술적 목적을 가진 본원 발명과는 기술적용 내용이 전연 판이하여 연구에 별도움이 되지 못하였다.

본 발명은 이러한 연구 배경하에서 시작된 발명으로서 오랜 연구끝에 성과를 거둔 것으로서 이하에 구체적으로 설명하면, 농산물, 임산물, 수산물과 동, 식물 광물성 폐지유분의 특징으로 최대한 활용하여 상호 조화있게 조성 제조함으로서 최대의 장점만을 보유하도록 연구한 것으로서 본 발명의 연료주재별로 특징을 열거하면, 1. 농업 부산물로서 수집이 쉽고 연료로서 제조하는데 경제적 부담이 적은 것은 왕겨와 보리짚이 대종을 이루는데 이것은 상당히 큰 부피물로서 공히 다량의 유리질 성분 조직중에 막상태로 함유하고 있어서 그대로 연소시킬 경우 공기 접촉이 불량하여 완전 연소가 않되는 결점이 있는 반면에 왕겨의 경우는 상당량의 유지분(油脂粉)을 함유하고 있어서 이것을 열처리용을 고화하면 점결제로 이용할 수 있는 특징이 있는 것이다.

2. 임산물의 부산로서 연료로 제조하는데 경제적 부담이 적은 것은 나무잎, 잔줄기, 초염, 나무껍질, 목재 가공 과정에서 부산되는 나무조각, 톱밥등인데 이것은 수분만 제거하면 연소가 용이한 것이나 자연 조건상태로 연소시 매연발생을 피할 수 없다.

3. 어촌에서 부산되거나 수집할 수 있는 수초(水草)는 다량의 일긴산과 알카리성 금속염으로서 Na, K, Ca,등을 함유하고 있어서 물에 불려서 고열로 끓이면 풀이되어 접착제 역활을 하며, 연소시에 매연이 적어 부피가 크고 연소열량이 적은 것이다.

4. 동물성 폐유지분으로서 우지, 돈지, 어유지 등이 있는데, 이것들은 공히 고급지방산 3가 알코올인 그리세린과의 에스텔(R(OO)₃, C₃H₅)로 되어 있어서 그 분자중에 함유하는 다량의 산소와 무연 연소 원소인 수소원자에 의하여 자연대기 연소조건에서도 매연이 극히 적은 것으로 연소열량이 크고 휘발되지 않는 특징이 있는 것이다.

5. 석유류 폐유로서 비휘발성유류는 엔진폐유, 파라핀유, 중질유등이 있는데 이것은 연소시 착화가 용이하고 연소열량이 크나 그 성분이 고급 탄소수소(C_nH_2n+2)로 되어 있어서 자연 대기연소 조건에서는 매연이 심한 결점이 있는 것이다.

본 발명은 이러한 소재의 특징중 장점만을 활용할 수 있도록 특별한 기술로 제조하는 것으로서 본 발명의 기술적 특징 및 실용상에 효과를 기해 확인하는데 도움이 되도록 하고자 종래의 연료제조 방법의 사용예를 들면 다음과 같다.

1. 본 발명에서 선택 사용하는 식물성 연료소재도 자연 상태 연료로서 농, 어촌에서 사용되었었으나 문명이 발달하면서 큰 부피로 인한 적재보관의 문제성과 수분에 의한 연소시의 매연, 불충분한 열량, 사용시 계속해서 연료를 넣어주고 풍구를 돌려주어야 하는등의 사용상의 번거로움등에 불편으로 사실상 연료로서 사용량이 퇴보하고 있는 실정이며, 2. 폐유지류만으로는 극심한 악취와 매연때문에 특수 연소장치를 사용하여 서만 연료화할 수 있고, 3. 식물성 연료소재류를 원료로하여 연료를 제조하는 방법으로서 탄화하여 휘발성 물질을 제거한 숯에 공지의 조연제와 정결제를 넣어 성형하는 방법이 수종류 출현하고 있으나 이 경우는 탄화 과정에서 원료중의 휘발성 연료성분이 제거되고, 탄화를 위한 연료사용에 의한 연료사용 손실과 제조과정상의 노력이 투자됨에 따라 막대한 비용이 실제 사용효과에 기여하지 못하고 제조과정에 투자손실되는 경제적인 결점이 있는 것이다.

4. 또한 왕겨, 톱밥등의 소재만으로된 식물성 연료 소재류를 고열, 고압하에서 성형하는 기술도 다수 제안되고 있으나 이것들로 부터 만들어진 연료는 모두가 보관중 흡습팽윤하여 붕괴됨으로 보관중에 파손되어 보관이 지극히 어렵고, 흡습된 제품은 착화가 매우 어려우며 특히 왕겨 성분중 함유 유리질 성분의 막이 그대로 있음에 의하여 완전 연소가 되지 않고 새까만 재가 많이 남는 결점이 있으며 별도로 착화용 연료로 종이나 기름불을 준배하여야 하는 번거로움이 있는 것이다.

5. 한편, 학교나 사무실과 같이 야간에는 화재의 우려 및 연료의 절약을 위하여 불을끄고 아침부터 낮에만 난로불을 피워두는 경우에는 연료비와 열량을 고려하여 저렴한 조개탄, 마세크탄, 연탄등을 사용하는데 이때에는 착화용 연료가 별도로 준비되어야 함은 물론 연료가 완전히 착화되는 1-2시간 가량의 시간인 하루중 가장 추운 아침시간의 추운 고통을 겪어 내야만 하는 결점이 있는 것이다.

본 발명은 이상과 같은 제반 문제점을 시정하고자 광범위한 고찰로서 연구완성한 것으로서 제조공정별로 나누어 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 공정 소재 처리방법

(1) 왕겨는 요철디스크분쇄기와 스크류로울러를 가열된 시린더내에서 회전시키고 그 사이를 가공물이 통과되면서 분쇄되고 유지분을 용출하여 왕겨입자간에 점결제 역활을 하도록하여 압출성형하는 압출성형기로 분쇄 압출하여 왕겨 세포에 막을 이루고 있는 유리질(SiO₂)을 분쇄 및 균열이 가게하여 후처리하는 폐유지분과 수초처리물의 흡착이 용이해지도록하고, (2) 짚과 농작물 줄기 및 목재가공시 발생하는 목재조각톱밥과 나무잎, 나무가지, 초엽 및 폐직물성, 폐지설 소재는 1-5cm정도의 크기로 절단한 후 요철표면을 가진 압축로울러로 압착, 연신, 절개처리하여 부피를 최소화하면서 표면적은 최대로 넓게하고 후처리로 흡착시킬때 폐유지분과 수초처리물의 흡착이 용이하게 한다.

(3) 한편 수초는 5-10cm 정도의 크기로 절단한 것을 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH) 및 수산화칼슘(Ca(OH)₂)등의 알칼리성 조연제 3-5%를 첨가한 상태로 으깨지게 갈아서 죽 상태로 만들어 혼합한것이나, 이것을 끓여서 풀 상태가 되게한다.

(4) 또한 동식물성 폐유지분 20-80%와 광물설 석유류 폐유지분 20-80%는 경제적 여건에 맞게 혼합비를 정하여 혼합하되 여기에 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH) 수산화칼슘(Ca(OH)₂)등의 알카리성 조연제로 10%를 넣어 R,P,M 1000-2000의 혼합회전익으로 20-100℃에서 10-30분간 혼합하여 에스텔화 반응체가된 흡착용 폐유지분을 만든다. 이때 동식물성 폐유지분량이 많을 경우는 가열온도를 30℃-100℃로 하여 석유류 폐유지분이 많을 경우는 80℃ 이하에서 작업하여 휘발에 의한 화기의 위험을 막는다.

제 2 공정 성형 연료 제조

제 1 공정의 (1)상에서 처리한 왕겨소재와 제 1 공정의 (2)항에서 처리한 짚과 농작물줄기 및 목재조각과 나무잎, 나무가지, 초엽 및 폐직물설, 폐지설등의 처리소재 및 제 1 공정의 (3)항의 수초 처리물은 수집 용이성에 맞춰 각각 또는 적외 혼합하여 200-350℃ 압력 50-150kg/cm²의 압력성형기로 압출하여 각봉, 원봉, 관형, 입자형의 성형연료를 제조한다.

제 3 공정 방습성의 착화가 용이한 연료제조

제 2 공정에서 제조한 성형 연료를 1-40cm로 절단하여 이것의 전표면 또는 일부분에 제 1 공정의 (4)항에서 제조한 폐유지분을 흡착시켜서 표면에 유지 피막이 형성되도록 하여 방습이 있게함과 동시에 착화가 용이하게 만든다.

이와같이 제조한 본 발명의 성형연료는 보관시 유지피막에 의한 방습성이 있어서 흡습 붕괴되지 않아 보관이 안전하고 연료로 사용시에는 성냥불로서도 쉽게 착화되는 것으로 열량이 크고 연소속도가 빠르며 화염이 풍부하여 불소시개로 사용할 경우 마세크탄, 조개탄, 연탄등의 착화가 쉽고 단독연료로 사용할 경우 착화와 동시에 많은 열을 발생함으로 난방용 난로 연료로서 사용하면 아침에 추위를 쉽게 타개할 수 있는 것으로서 적재하여도 부피가 적으므로 농어촌에서 비축연료로 사용할 수 있는 것이다.

이와같이 제조하는 본 발명의 연료는 제조과정에서 비닐봉투속에 완제품을 넣고 제 1 공정에서 준비한 조연제를 함유하는 수초풀과 폐유지분을 적당량 추가해 넣어 밀봉하는 수초물과 폐유지분을 적당량 추가해 넣어 밀봉하여 공급하면 사용시에 연소기에 넣고 그대로 성냥불을 붙여 더욱 왕성한 화염을 발생하는 연료를 공급케 되는 것이다.

이하에 본 발명의 실시예를 들면 다음과 같다.

[실시예 1]

제조처리 공정에 따라 가공처리되는 연료소재인 왕겨, 짚, 농작물줄기, 목재조각, 톱밥, 나무잎, 나무가지, 초엽, 폐직물성, 폐지설등을 수집용이한 염가의 가연성 연료 소재를 단독성분 및 혼합성분으로 조성하여서 된것 7%에 조연제를 첨가한 수초처리물 풀 3%를 첨가 혼합한 것을 압출성형기에 주입하여 200-350℃의 온도와 90kg/cm²의 압력으로 압출 성형하여 각봉, 원봉, 관형, 입자형 등 원하는 형태와 규격의 성형연료를 만들고 이것을 1-40cm로 절단하여 전표면 또는 일부분에 별도로 동식물성 폐유지 50%와 석유계 광물성 폐유지40%, 수산화나트륨 4% 수산화칼륨 3%, 수산화칼슘 3%를 넣어서 80℃에서 R,P,M 1500으로 20분간 에스텔화 반응을 시켜서 만든 폐유지분 15-20%를 흡착시켜 유지 피막이 형성되게한 것을 비닐봉지에 1회 사용분량씩 넣어서 포장하여 완제품으로 한다.

Claims (1)

1. 왕겨, 짚, 농작물줄기, 목재조각, 톱밥, 나무잎, 나무가지, 초엽, 폐직물성, 폐지설등 공지의 연료소재를 단독 및 혼합성분으로 만들어 분쇄 및 압착연신, 절개하여서된 95-98%에 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 공지의 알카리성 조연제 3-15%를 첨가한 수초풀 2-5%를 첨가 혼합하여 압출 가열 성형기로 여러가지 모양의 성형 연료를 제조한 연후 연료 전표면이나 절단한 일부면에 별도로 동식 광물성 폐유지에 상기 알카리성 조연제 3-10%를 첨가하여 R,P,M 1000-2000의 회전 혼합으로 20-100℃에서 10-30분간 반응하여 에스텔화 하여서 만든 폐유지분 10-20%를 흡착시켜서 유지 피막을 형성함을 특징으로 하는 농림수산업 부산물과 폐유분분을 원료로한 연료제조방법.