WO2012134185A2

WO2012134185A2 - 합성수지-펄프제 폐기물을 주재료로 하는 고체연료 제조방법

Info

Publication number: WO2012134185A2
Application number: PCT/KR2012/002306
Authority: WO
Inventors: 전영철
Original assignee: Jeon Young Cheol
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2012-10-04
Also published as: US20120247004A1; CN102732351A; US8608813B2; WO2012134185A3; KR101131270B1; JP5436604B2; JP2012211318A

Abstract

본 발명은 제조과정에서 불량 처리된 1회용 폐기저귀나 폐생리대를 일정한 가공공정을 통해 저렴한 산업용 대체연료로 사용할 수 있고, 연소시 공해문제를 야기하기도 않는 고체연료를 제공하려는 것으로, 1회용 기저귀나 생리대처럼 합성수지와 펄프가 일련불가분적으로 결합된 합성수지-펄프제 폐기물을 주재료로 하는 친환경성 저가 고체연료와 그 제조방법을 제공하려는 것으로서, 1회용 기저귀, 생리대와 같이 펄프와 합성수지가 일체로 된 폐기물을 파쇄기에 투입하여 잘게 파쇄하고, 그 파편에 약간의 폐식용유를 점결조제로 첨가하여 압출성형하고 절단하여 펠릿화한 후 건조하는 합성수지-펄프제 폐기물을 주재료로 하는 고체연료 제조방법과, 이 방법으로 제조된 친환경성 저가 자연건조형 고체연료를 특징으로 한다.

Description

합성수지-펄프제 폐기물을 주재료로 하는 고체연료 제조방법

본 발명은 제조과정에서 불량처리된 주재료인 펄프와 합성수지 필름제 방수막을 기술적으로 분리하기 곤란하여 소각 외엔 달리 처리방법이 없던 것을 재활용하여 열량이 풍부한 고체연료화 한 합성수지-펄프제 폐기물을 주재료로 하는 고체연료 제조방법에 관한 것이다.

폐자재의 고체연료화 방법으로는 와이어가 분리된 폐타이어 등의 가연성 폐기물에 조연제를 첨가하고 가열 압출하여 고체연료 화하는 것(예; 특허 제709012호), 폐합성수지와 폐펄프 또는 폐지를 분쇄 선별하고 화학물질을 첨가하여 탄화시키는 것(예; 특허 제407374호), 가연성 쓰레기에 악취제거용 어패류를 첨가하고 가열하여 압출하는 것(예; 특허 제390933호), 가연성 쓰레기를 분쇄하여 선별하고, 강제 건조한 후 점결조제를 첨가하여 압출하는 것(예; 특허 제162130호), 목분과 활성탄에 셀룰로스 및 아세톤 등의 유기용매를 첨가하여 압출 성형하는 것(예; 특허 제153205호) 등 여러 가지가 있다.

위에 예시한 종래의 가연성 쓰레기를 주재료로 하는 재생 고체연료는 금속성분의 불완전한 제거에 기인되는 고체원료강제 이송수단 및 압출다이스의 내부 상처, 연소 후의 비탄화성 잔재(슬러지)의 발생, 압출형상의 유지 곤란에 기인하는 점결조제의 첨가에 따른 비용증가와 공해물질의 대기 중 방출, 연소촉진제나 조연제 또는 유기용매 등의 첨가로 인한 비용상승과 연소시 유해물질의 발생 등 여러 모로 문제가 많다.

근래, 빨래와 손질 부담을 더는 데 더없이 좋은 천 기저귀의 대용품으로 1회용 기저귀와 생리대의 수요가 급증하고 있다. 1회용 기저귀와 생리대는 배뇨 또는 분리물의 흡수성이 우수하고 촉감이 부드러운데다 부피도 작아서 사용하기 좋은 펄프에 합성수지 필름제 방수포를 접합하여 정형화한 것이다.

이 같은 1회용 기저귀와 생리대는 생산과정에서 불량처리된 대단위의 폐기저귀나 생리대는 특별하게 재활용이 곤란하기 때문에 전량 폐기한다. 이때의 폐기방법은 소각이 유일한 방법이다. 물에 녹지 않고 땅속에 묻어도 썩지 않을뿐더러 노지에 방치할 경우 오랜 동안 토양과 수질을 오염시키는 합성수지제 방수포 때문이다.

생산과정에 발생하는 대단위의 폐기저귀와 폐생리대는 단순히 소각 처리하는 것 보다는 재활용이 가능한 펄프가 재활용이 어려운 방수포(합성수지)에 비해 양적으로 우월하기 때문에 이를 잘만 활용한다면 자연보호, 자원절약차원에서, 적어도 대체 연료 차원에서 한 번 쯤은 심각히 고민해볼 만한 가치가 있을 것으로 본다.

하지만, 지금까지는 폐타이어, 폐합성수지, 폐지, 목분 따위의 일반 가연성 쓰레기의 고체연료화에만 관심을 가졌지 배설물, 분비물의 처리 때문인지 1회용 폐기저귀와 폐생리대의 재활용에는 의외로 소극적이었으며, 무관심했다 해도 과언이 아니다.

사실, 불량처리된 1회용 기저귀와 생리대를 단순히 소각하는 것은 펄프면에서는 재활용 가치가 충분함에도 이를 폐기하는 것이므로, 자원재생적 관점에서 자원 손실이 클 것이고, 합성수지분인 방수포의 소각하는 것 또한 악취와 함께 공해물질이 발생될 것으로 보여 환경적으로도 불리하다.

위에 예시한 선행기술 가운데 폐합성수지와 폐펄프 또는 폐지를 분쇄 선별하는 공정이 포함된 특허 제407374호에 있어서의 폐합성수지와 폐지 또는 폐펄프는 합성수지와 펄프가 결합된 폐기물에서 합성수지 성분과 펄프 성분을 분리 선별한다기 보다는 수집한 합성수지 - 폐지 또는 폐펄프가 혼재된 쓰레기에서 연소시 공해물질 방출 등의 문제점을 안고 있어 고체연료화에 주적합한 폐합성수지를 분리한다는 뜻이 강해 이를 펄프와 방수포가 합쳐져서 일련불가분의 일체물을 이룬 1회용 기저귀, 생리대 등의 페기물을 수지와 펄프를 분리 선별하는 공정에 견주어 동일시하는 것은 무리다.

이런 점을 고려한 본 발명은 불량처리되어 소각 외엔 마땅한 처리방안이 없던 1회용 기저귀나 생리대처럼 합성수지와 펄프가 일련불가분적으로 결합된 합성수지-펄프제 폐기물을 주재료로 하는 친환경성 저가 고체연료 제조방법을 제공하려는 것이다.

상기의 과제는 사용한 1회용 폐기저귀, 폐생리대와 같이 펄프와 합성수지가 일체로 된 폐기물을 파쇄기에 투입하여 잘게 파쇄하고, 그 파편에 약간의 폐식용유를 점결조제로 첨가하여 압출성형하고 절단하여 펠릿화한 후 건조하는 합성수지-펄프제 폐기물을 주재료로 하는 고체연료 제조방법과, 이 방법으로 제조된 친환경성 저가 자연건조형 고체연료로 달성할 수 있다.

소각 외에는 딱히 다른 용도가 없었던 제조과정의 불량품인 기저귀와 생리대의 폐기물을 유용한 고체연료로 가공해 저렴한 산업용 대체연료로 사용할 수 있다.

부피가 커서 압출하기 곤란한 1회용 폐기저귀와 1회용 폐생리대를 잘게 파쇄하여 압출형상이 유지되도록 하는데 필요한 점결조제가 폐식용유이므로 가연성 폐기물을 주재료로 하는 재생 고체연료의 제조원가를 대폭 낮출 수 있고, 일반 점결조제와는 달리 연소시 악취 및 공해물질이 전혀 발생하지 않는다.

본 발명에 따른 고체연료 제조방법의 최선의 실시예는 사용한 1회용 폐기저귀, 폐생리대와 같이 펄프와 합성수지가 일체로 된 폐기물을 파쇄기에 투입하여 잘게 파쇄하고, 그 파편에 약간의 폐식용유를 점결조제로 첨가하여 압출성형하고 절단하여 펠릿화한 후 건조하는 합성수지-펄프제 폐기물을 주재료로 한다.

합성수지와 펄프가루가 일체로 일체로 된 대표적인 물품으로 1회용 기저귀와 생리대가 있으며, 상기 제품의 제조과정에서 생기는 폐기저귀 및 생리대는 합성수지-펄프가 혼용된 것이므로, 폐기물은 환경문제 및 처리공정을 고려하여 합성수지와 펄프를 분리 수거하는 것을 원칙으로 한다.

상기 제조과정에서 불량 처리된 기저귀 및 생리대는 그 구성재료를 구분하지 않고 파쇄기에 투입하여 잘게 파쇄하여 파편화한다. 파쇄된 파편은 작을수록 후속 공정에서 첨가되는 점결조제의 침투가 용이하고, 스크류 컨베이어에 의한 이송성 및 다이스에 의한 고밀도 압출도 가능하다.

주지하다시피, 1회용 기저귀와 생리대는 두터운 펄프층의 저면에 유연한 합성수지 필름으로 된 방수포가 접합된 것이다. 이런 폐기물에서 기계적으로 펄프와 방수포를 분리하는 것은 현실적으로 불가능에 가깝거니와 그런 기계나 장치도 실제 개발되어 있지 않은 실정이다. 굳이 분리한다하더라도 인력이 동원되어야 하는 데, 그 많은 1회용 폐기저귀와 폐생리대로부터 펄프와 방수막을 수작업으로 분리하는 건 현실적으로 매우 곤란하며 막대한 인건비 또한 감당하기도 어렵다.

이런 점에서 불량 처리된 1회용 기저귀, 생리대는 분리하여 연소시 환경적으로 문제가 덜한 펄프만을 따로 분리하기 보다는 분리되지 않은 상태의 1회용 기저귀나 생리대를 스크류 컨베이어로 압송시키면서 점결조제를 섞어 서로 뭉치게 하여 파편화하는 것이 제조 공정상 가장 편한 방법이다.

폐기물 파편의 입도가 너무 크면 스크류 컨베이어에 딸린 투입호퍼에 투하될 때 날림이 심하고 스크류 컨베이어의 투입구로 쉽게 말려들지도 않아 이송성에 문제가 생기는가하면, 스크류 컨베이어를 타고 이송되는 동안의 압송밀도가 낮아 고밀도 압출물, 다시 말해 압출 후 고체연료의 형상유지가 곤란하다. 그래서 페기물의 파편은 작을수록 이런 문제가 나타나지 않아 좋은 것이다

폐기물의 파편들은 호퍼의 하단 토출구를 통해 스크류 컨베이어의 투입구로 말려든다. 이렇게 말려드는 파편들은 스크류의 이송압력과 실린더의 주면마찰력의 협력에 의해 압축되다가 다이스에 다달으면 압송밀도가 최고조에 이른다.

컨베이어의 실린더 초입부 상에는 점결조재 노즐이 설치되어 있다. 점결조제 노즐은 합성수지-펄프 폐기물의 파편끼리 서로 엉겨 붙도록 하는 게 점결조제를 분무하는 것으로, 압송초기의 느슨한 합성수지-펄프 폐기물 파편들 사이로 고르게 점결조제가 침투할 수 있도록 이송방향을 따라 균등의 간격을 두고 복수로 설치하거나 실린더의 원주를 등분한 지점에 나선방향으로 균등 분배 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 점결조제는 폐식용유이다. 폐식용유는 알려진대로 재생비누 외엔 쓰임새가 그렇게 많지 않다. 폐식용유는 수요가 많은데다 수집하고도 용이하다. 또, 셀룰로스나 수지류, 일반 유류에 비해 가격도 아주 저렴하며, 농도 조절도 용이하다. 게다가, 소각해도 환경공해문제를 야기하지 않고, 악취도 나지 않는다.

폐식용유는 적을수록 경제적이고, 연소시 악취라든가 끄름 감소에 유리하다. 폐식용유는 폐기물 파편의 총중량에 대하여, 5중량% 내지 10중량%에 해당하는 중량비로 분무되는 것이 바람직하다. 폐식용유의 양이 기준치에 미달하면 폐기물 파편들에 대한 점결성이 낮아 압출형상 유지가 곤란한데다 작업과정에서 작업장 내에 날리는 폐기물 파편의 보프라기로 인하여 인한 작업자의 호흡기 질환이 유발될 가능성이 있고, 폐식용유의 첨가량이 기준치를 넘어서게 되면 폐식용유의 조달에 소요되는 비용이 증가하여 비경제적이고, 또한 폐기물 파편들의 뭉침상태가 묽어서 압출된 형상을 그대로 유지하기가 곤란해진다.

〈참고〉이 발명의 고체연료 제조 공정도

Claims

제조과정에서 불량 처리된 것으로서, 펄프의 저면에 합성수지 방수막이 접합된 1회용 기저귀 또는 1회용 생리대와 같은 폐기물을 잘게 파쇄하여 파편화하는 과정과;

상기 파편화 과정처리된 폐기물 파편을 스크류 컨베이어로 압송하면서 점결조제를 분무하여 버무리는 과정;

상기 버무리는 과정처리된 폐기물을 압출기로 압출하고 건조하는 과정;을 포함하여 구성되고,

상기 점결조제는 폐식용유이고, 폐식용유는 폐기물 파편의 총중량에 대하여, 5중량% 내지 10중량%에 해당하는 중량비로 분무되며,

상기 점결조제는 컨베이어의 실린더 초입부에 컨베이어의 이송방향을 따라 균등의 간격을 두고 복수 개로 설치되거나, 실린더의 원주를 등분한 지점에 나선방향으로 균등 분배설치되는 점결조재 노즐을 통하여 분무되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 합성수지-펄프제 폐기물을 주재료로 하는 고체연료의 제조방법.