KR101326223B1 - 팜 폐기물을 이용한 성형 탄 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 팜 폐기물을 파쇄하는 과정과, 파쇄한 폐기물을 분쇄하는 과정과, 분쇄한 폐기물을 정량으로 공급하는 정량 공급과정과, 정량으로 공급되는 분쇄한 폐기물을 건조하는 과정과, 건조한 폐기물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 건조된 폐기물을 가열하여 탄화하는 과정과, 가열에 의해 탄화된 폐기물을 냉각하는 과정과, 냉각된 탄화폐기물에 바인더를 혼합하는 과정과, 바인더가 혼합된 탄화 폐기물을 교반하는 과정과, 교반하여 혼합된 혼합탄화물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 상기 혼합탄화물을 성형기에서 성형하는 과정과, 성형기에서 성형 탄을 분리하는 과정으로 구성되는 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 오일을 채취한 후에 폐기되는 팜 열매를 포함하는 팜 폐기물을 탄화하여 친환경적인 연료로 사용하기 위한 팜 폐기물의 성형 탄 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 팜 폐기물(이하 폐기물이라 함)을 파쇄하는 과정과, 파쇄한 폐기물을 분쇄하는 과정과, 분쇄한 폐기물을 정량으로 공급하는 정량 공급과정과, 정량으로 공급되는 분쇄한 폐기물을 건조하는 과정과, 건조한 폐기물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 건조된 폐기물을 저온(250~450℃)으로 탄화하는 과정과, 고온에 의해 탄화된 탄화물을 냉각하는 과정과, 냉각된 탄화물에 바인더를 혼합하는 과정과, 바인더가 혼합된 탄화물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 상기 혼합된 탄화물을 성형하는 과정과, 성형 된 성형 탄을 분리하는 과정과, 분리된 성형 탄을 저장하는 과정으로 구성되는 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법에 관한 것이다.
팜은 코코넛 팜, 팬 팜, 오일 팜 등이 있고, 특히 오일 팜, 대추야자 및 코코넛 팜은 동남아시아, 중동, 아프리카, 중 남미에서 다량으로 자생하거나 재배하는 팜으로 알려져 있다.
지금까지는 상기와 같은 여러 종류의 팜에서 폐기되는 것은 팜의 열매, 줄기, 잎 등이 폐기되며, 폐기할 때는 팜의 열매, 줄기, 잎을 소각하여 폐기하거나, 가축의 사료로 사용하고 있으나, 동남아에서는 팜 폐기물을 소각할 수 없도록 법제화되어 있기 때문에 특히 팜의 생산이 많은 동남아에서 팜 폐기물의 처리에 사료 또는 토양에 사용하는 방법만으로 팜의 폐기물을 처리하는데 한계가 있다.
상기와 같이 폐기되는 팜 폐기물을 퇴비로 사용하는 경우도 있으나, 팜의 폐기물이 섬유질로만 구성되어 퇴비화되는데 많은 시간이 필요하고, 상기 팜 폐기물이 생분해 또는 부패 되는 속도가 팜 폐기물이 발생하는 속도보다 느리기 때문에 팜 폐기물이 원형대로 단순히 퇴적되는 문제점이 있고, 단순히 팜 폐기물이 퇴적되는 경우 그 위에 식재되는 식물의 뿌리가 상기 팜 폐기물의 퇴적층에 위치하게 되면 식물이 고사하는 문제점이 있다.
상기와 같이 열대 지방이라는 환경 때문에 팜의 생산이 빠르고, 팜의 폐기물은 섬유질로 구성되어 있기 때문에 팜 폐기물을 탄화했을 때, 팜 폐기물이 재로 변하는 것보다 순수한 탄화물을 더 많이 얻을 수 있는 특성이 있다.
본 발명은 팜 폐기물을 파쇄하는 과정과, 파쇄한 팜 폐기물을 분쇄하는 과정과, 분쇄한 팜 폐기물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 분쇄한 팜 폐기물을 건조하는 과정과, 건조한 팜 폐기물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 건조된 팜 폐기물을 탄화하는 과정과, 탄화된 팜 폐기물을 냉각하는 과정과, 냉각된 팜 폐기물에 바인더를 혼합하는 과정과, 바인더가 혼합된 탄화물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 혼합된 탄화물을 성형하는 과정과, 성형 과정에서 성형 된 성형 탄을 분리하는 과정과, 분리된 성형 탄을 저장하는 과정으로 구성되는 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 적용되는 팜 폐기물은 팜 열매 부산물, 팜 잎, 팜 줄기 등을 적용 대상으로 할 수 있고, 바이오메스에 해당하는 물질을 대상으로 할 수 있다.
본 발명은 팜 폐기물을 파쇄하는 과정과, 파쇄한 팜 폐기물을 분쇄하는 과정과, 분쇄한 팜 폐기물을 정량으로 공급하는 정량 공급과정과, 정량으로 공급되는 분쇄한 팜 폐기물을 건조하는 과정과, 건조한 팜 폐기물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 건조된 팜 폐기물을 탄화하는 과정과, 탄화된 팜 폐기물을 냉각하는 과정과, 냉각된 팜 폐기물을 분쇄하는 과정과, 분쇄된 탄화물을 바인더와 혼합하는 과정과, 바인더와 혼합된 탄화물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 혼합된 탄화물을 성형하는 과정과, 성형하는 과정에서 성형 된 성형 탄을 분리하는 과정과, 분리된 성형 탄을 저장하는 과정으로 구성한다.
상기 폐기물을 파쇄하는 과정은 일반적으로 팜 폐기물을 소 입자로 분쇄하기 어려우므로 분쇄의 전 단계로 80~120mm의 길이로 압축, 절단하는 과정이다.
상기 폐기물을 분쇄하는 과정은 폐기물을 소 입자(30~50mm)로 분쇄하기 위한 과정이다.
상기와 같이 팜 폐기물을 소 입자로 분쇄하는 것은 건조를 용이하게 하기 위한 것이고, 탄화를 용이하게 하기 위한 것이다.
상기와 같이 파쇄된 팜 폐기물을 분쇄하게 되면 폐기물을 30~50mm의 크기로 분쇄할 수 있도록 구성한다.
상기와 같이 분쇄된 팜 폐기물은 정량으로 공급하는 과정은 팜 폐기물의 건조과정에서 건조로의 열량과 그 열량에 의한 건조 속도에 따라 일정한 건조율로 건조되어 일정한 속도로 이송하기 위한 과정이다.
상기와 같이 분쇄된 팜 폐기물이 정량으로 공급되는 팜 폐기물의 건조하는 과정은 팜 폐기물의 건조율을 20% 이내로 건조하도록 구성되고 건조로에는 150~350℃의 온도를 지속적으로 유지하여 건조함으로써 팜 폐기물의 탄화 비율을 높이기 위한 과정이다.
상기와 같이 탄화과정에서 탄화물의 건조율이 떨어지면 탄화과정에서 발생하는 물기 증발로 건조로 안의 온도 분포가 불규칙하여 양호한 탄화물을 얻을 수 없는 문제점이 있기 때문이다.
건조과정에서 건조된 팜 폐기물을 정량으로 공급하는 과정은 건조된 팜 폐기물을 탄화로에 정량으로 공급하여 탄화의 효율을 높이기 위한 것이다.
건조된 팜 폐기물을 탄화하는 과정은 팜 폐기물을 탄화하여 탄화물을 구성하기 위한 과정이고 간접으로 열을 가하여 탄화하는 과정이다.
상기 탄화과정은 팜 폐기물을 탄화하기 위해 250~450℃의 온도가 지속적으로 유입되어 팜 폐기물을 탄화하기 위한 과정이고 상기와 같이 탄화과정에서 탄화로 내부에 250~450℃의 열을 제공하기 위해서는 탄화로 밖에서 약 850~1000℃의 열이 제공되는 과정이다.
상기 탄화과정에서 팜 폐기물이 탄화물질이 아닌 경우에는 임의로 배출되도록 구성하여 순수한 팜 폐기물 탄화를 구성하는 과정이다.
탄화과정에서 탄화된 팜 폐기물을 냉각시키는 과정은 바인더와 혼합을 용이하게 하기 위해 탄화된 팜 폐기물을 냉각하는 과정이다.
상기 탄화물의 냉각 과정은 탄화된 팜 폐기물이 점진적으로 100℃ 이하로 냉각되도록 하는 과정이며, 고열의 탄화물이 이송과정에서 산화하여 재가 되는 것을 방지하기 위해 냉각과정에서 불활성 가스인 질소가스를 주입하도록 한다.
상기 냉각된 탄화물의 분쇄과정은 냉각된 탄화물은 100~150 메쉬의 분말이 되도록 분쇄하여 바인더와 혼합이 용이하도록 구성하는 과정이다.
상기와 같이 냉각된 탄화물의 혼합과정은 탄화물과 탄화물 대비 3~5중량%의 바인더를 함께 혼합하여 혼합 탄화물을 구성하는 과정이다.
상기와 같은 바인더와 혼합하는 과정은 탄화로에서 발생하는 타르와 물을 함께 사용하여 바인더와 혼합되는 탄화물의 함수율을 높이도록 한다.
탄화물을 성형하는 과정은 상기와 같이 바인더와 혼합된 혼합탄화물을 성형하도록 하는 과정이다.
성형 탄을 분리하는 과정은 상기 혼합 탄화물이 성형과정에서 그 전부가 성형 되는 것은 아니기 때문에 성형 된 성형 탄과 성형 되지 못한 혼합 탄화물을 분리하여 성형 되지 못한 혼합 탄화물은 다시 혼합과정으로 회수되도록 하는 과정이다.
상기 성형 탄의 저장과정은 저장하는 과정에서 성형 탄의 훼손을 방지하고 저장되는 성형 탄이 발화하지않도록 불활성 가스인 질소를 주입하여 저장하는 과정이다.
상기와 같은 각 과정을 통하여 본 발명에 의한 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법을 구현할 수 있다.
본 발명은 팜 폐기물을 탄화하여 청정에너지로 구성하고 상기 팜 폐기물 활성탄을 사용할 때 일산화탄소가 발생하지 않으므로 지구 환경을 보호할 수 있고, 팜 생산지에서 산업폐기물로 분류되어 폐기하는데 추가되는 비용을 절약할 수 있을 뿐 아니라 팜 폐기물을 활성탄 생산자에게 팔 수 있으므로 지역사회의 산업에 기여할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 공정 블록도
본 발명은 팜 폐기물을 파쇄하는 과정과, 파쇄한 팜 폐기물을 분쇄하는 과정과, 분쇄한 팜 폐기물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 분쇄한 팜 폐기물을 건조하는 과정과, 건조한 팜 폐기물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 건조된 팜 폐기물을 가열하여 탄화하는 과정과, 가열에 의해 탄화된 탄화물을 분쇄하는 과정과, 분쇄된 탄화물을 바인더와 혼합하는 과정과, 바인더가 혼합된 탄화물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 상기 혼합탄화물을 성형기에서 성형하는 과정과, 성형과정에서 성형 된 성형 탄을 분리하는 과정과, 분리한 성형 탄을 저장하는 과정으로 구성된다.
상기와 같은 과정을 통해서 구성되는 성형 탄을 연소할 때 고 칼로리를 형성하여 열에너지로 사용할 수 있고, 에너지로 사용하는 과정에서 발생하는 요소들은 탄소, 수소, 질소, 황, 산소, 소량의 재가 발생하는 것을 실험에서 알 수 있었다.
| 시료 | EFB-1 | EFB-2 | EFB-3 | CHAR-1 | CHAR-2 | CHAR-3 | 펠릿(EFB) | 비고 |
| 습도(%) | 47.11 | 70.49 | 67.78 | 6.08 | 9.29 | 1.71 | 9.20 | |
| 휘발성 물질(%) | 39.33 | 21.84 | 23.94 | 66.41 | 63.65 | 32.42 | 63.09 | |
| 재(%) | 2.89 | 3.08 | 1.95 | 6.46 | 6.44 | 20.30 | 6.22 | |
| 카본(%) | 10.67 | 4.58 | 6.33 | 21.06 | 20.61 | 45.57 | 47.67 | |
| C(%) | 45.43 | 43.71 | 45.44 | 46.23 | 46.36 | 57.75 | 48.10 | |
| H(%) | 5.20 | 5.48 | 5.56 | 6.30 | 6.06 | 3.98 | 5.66 | |
| N(%) | 1.35 | 0.19 | 0.18 | 0.72 | 0.55 | 1.28 | 1.05 | |
| S(%) | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
| O(%) | 42.56 | 40.17 | 42.76 | 39.88 | 39.94 | 16.34 | 39.40 | |
| 열량(kcal/) | 4,574.7 | 4,230.0 | 4,529.8 | 4,733.1 | 4,856.3 | 5,888.5 | 4,567.5 | |
| 시료의 조건 | 파쇄 | 파쇄 안됨 | 파쇄 안된 열매 | 20(연소시간) | 30(연소시간) | 40(연소시간) | 펠릿원료 |
상기 표 1에 기재되어 있는 것과 같이 시료를 여러 종류로 실시한 것이다.
상기 표 1의 성적을 위해 사용된 팜 폐기물의 건조율은 함수율 6%로 건조된 팜 폐기물을 사용하였다.
상기 시료인 EFB-1은 파쇄된 포괄적 팜 폐기물을 파쇄한 것이며, EFB-2는 파쇄 안 된 포괄적 팜 폐기물이고, EFB-3은 파쇄 안 된 열매로 한정한 것이다.
상기 시료인 CHAR-1, CHAR-2, CHAR-3은 숯이고, 1, 2, 3으로 구분한 것은 같은 숯으로 연소시간과 열량의 변화를 비교하기 위한 것이다.
상기 펠릿은 팜의 폐기물인 팜 열매와 줄기 등을 혼합하여 구성되는 EFB-2의 탄화물을 사용한 것이다.
상기와 같이 EFB-1, EFB-2, EFB-3의 비교에서 습도에서 차이가 있고, 카본에서 차이가 있으며, 질소에서 차이가 있는 것을 알 수 있다.
다만, 열량에서 EFB-1이 EFB-2와 비교하여 약간 높(350kcal/kg)은 것을 알 수 있다.
또한, 펠릿으로 구성하였을 경우 휘발성 물질이 높아지고 카본이 많아지는 것을 알 수 있고, EFB-2를 사용하여 펠릿을 구성한 결과 EFB-2의 탄화물보다 펠릿의 열량이 더 높(330kcal/kg)은 것을 알 수 있다.
따라서, EFB-1 또는 EFB-3을 펠릿으로 구성할 경우 펠릿의 열량은 더 높아질 것을 예측할 수 있다.
상기 분석표의 황은 각 탄화물과 펠릿에서 전혀 발견되지않고 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 성형 탄은 친환경적이고 높은 열량을 얻을 수 있으며, 이는 폐기되는 팜 폐기물에서 얻을 수 있으므로 팜 폐기물에서 재생에너지를 충분하게 얻을 수 있다.
본 발명을 도시한 도면과 예시한 표 1과 실시 예를 통하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 성형 탄 제조방법에 의한 각 공정을 도시한 것이다.
실시 예
본 발명은 종래의 팜 폐기물을 재활용하는 과정에서 발생하는 문제점을 개선한 것이다.
일반적으로 팜은 열대지방에서 자생하는 것이지만 팜에서 양질의 팜유를 생성하게 되어 팜유의 사용범위가 넓어지면서 팜을 집단으로 재배하게 되고 상대적으로 팜 폐기물이 증가하게 되어 증가한 팜 폐기물을 매립하거나 연소하는 방법으로 폐기물을 폐기하였으나, 세계적으로 탄산가스 규제가 엄격하여 팜 폐기물을 대량으로 연소하는 방법은 법으로 금지되어 있고, 팜 폐기물을 매립할 경우 팜 폐기물을 매립하는 속도보다 팜 폐기물의 폐기 속도가 더 커 팜 폐기물의 매립하는 방법으로 팜 폐기물을 처리할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같이 폐기 속도가 신속한 팜 폐기물이 그 전부가 섬유질로 구성되어 팜 폐기물을 탄화할 경우 양질의 활성탄을 얻을 수 있다는 것을 실험에서 확인할 수 있었다.
상기 표 1에서 EFB-2의 탄화물을 펠릿으로 사용하였으므로 펠릿의 성형 탄을 중심으로 설명하면 습도는 제일 낮(9.20%)으며, 휘발성은 제일 높(63.09%)고, 재 역시 제일 낮(6.22%)은 것을 알 수 있고, 탄소의 함유량은 숯보다는 낮지만 EFB- 1, EFB-2, EFB-3의 탄화물보다는 높은 것을 알 수 있다.
특히 질소와 황이 발생하지 않는 특성이 있었다.
EFB-1, EFB-2, EFB-3의 탄화물보다 열량이 높은 것을 알 수 있다.
상기 표 1에 기재되어 있는 것과 같이 사용한 시료(펠릿)를 100으로 했을 때 순수 탄소는 48.10의 수치로 구성되는 것을 알 수 있고, 재(ash)는 6.84이고, 질소와 황이 없는 것을 알 수 있으며, 열량이 4,567.5k/cal로 높은 열량이 형성되는 것을 알 수 있다.
상기 표 1의 성적표를 근거하여 본 발명에 의한 실시 예의 파쇄 과정에서 팜의 폐기물은 폭 150~300mm, 두께 100~300mm, 길이 250~550mm의 크기로 구성되고 함수율은 25~45%로 구성되어 있는 팜 폐기물(이하 폐기물이라 함)을 대상으로 파쇄하도록 구성된다.
상기와 같은 크기로 구성되는 팜 폐기물은 파쇄과정에서 100mm정도의 크기로 파쇄하게 된다.
약 100mm의 크기로 절단된 팜 폐기물은 분쇄과정에서 분쇄된다.
상기와 같이 100mm의 팜 폐기물은 분쇄과정에서 약 50mm의 크기로 분쇄하게 된다.
상기와 같이 팜 폐기물을 더 작은 크기로 분쇄하여 탄화할 경우 탄화물보다 재가 더 많아 질 수 있기 때문에 팜 폐기물의 분쇄 과정에서 분쇄되는 팜 폐기물의 크기는 기술적이고 작업의 노하우에 속하는 문제다.
상기와 같이 분쇄된 팜 폐기물은 정량공급과정에서 일정량이 공급되도록 구성 된다.
상기와 같이 정량으로 공급되는 팜 폐기물은 건조하는 과정으로 이송된다.
상기 건조 과정에서 건조 온도는 150~350℃의 온도가 지속적으로 유지될 수 있도록 구성된다.
상기 건조 과정에서 팜 폐기물의 건조율은 20% 이내로 건조하기 위한 과정이다.
상기 건조과정에서 사용된 건조 열(150~350℃)은 건조과정을 통과하는 열은 폐열이 되면서 150℃의 낮은 온도로 배기 되면서 사이클론으로 배기 되고 폐열 일부는 연소열에 재사용되도록 구성된다.
상기 건조 과정에서 건조되는 팜 폐기물은 3~5도의 경사각을 느린 속도로 이동하면서 건조하도록 형성되어 있고 팜 폐기물의 이동속도를 조절하도록 형성되고 외부로부터 유입되는 가열가스에 의해 건조온도를 유지하도록 형성된다.
상기 건조과정에서 팜 폐기물이 건조되는 시간은 30~80분 정도 지나면서 건조되도록 형성된다.
상기 팜 폐기물이 건조하는 동안 발생하는 분진과 수분을 포함하는 가스를 분리하여 분진은 별도로 사이클론과 같은 수단을 이용하여 분리 폐기하고, 수분을 포함하는 가스는 응축기를 이용하여 수분은 응축하여 폐기하고 수분이 제거된 연소할 수 있는 가스는 건조 과정과 탄화과정에서 연소가스로 재사용할 수 있도록 구성된다.
건조과정에서 건조된 팜 폐기물은 정량공급 과정을 통과하면서 정량으로 탄화과정으로 이송하도록 구성된다.
상기와 같이 건조된 팜 폐기물이 정량으로 탄화과정으로 이송되면 간접으로 탄화로 밖에 850~1000℃의 열이 제공되어 간접으로 탄화로 내에는 250~450℃의 열을 유지하고 팜 폐기물을 탄화되도록 구성된다.
상기 팜 폐기물이 탄화과정에서 탄화되는 시간은 30~120분 정도가 소요된다.
상기와 같이 팜 폐기물의 탄화 과정은 탄화로를 이용하여 실시한다.
본 발명의 실시 예에서 탄화로 외부에 열(850~1000℃)을 제공하고 밖에 제공된 열에 의해 탄화로 내부에 250~450℃의 열이 간접으로 제공되어 팜 폐기물을 탄화하도록 구성된다.
그러나 본 발명에서 팜 폐기물을 탄화할 때 꼭 간접열을 이용하여 탄화하는 것은 아니다.
단, 본 발명의 실시 예에서 연소열은 간접으로 제공되는 연소방법을 사용함으로써 열이 탄화물에 직접 접촉하지 않도록 함으로써 탄화물을 훼손하지 않고 원형으로 탄화하도록 구성한 것이다.
본 발명의 실시 예에서 탄화과정은 탄화로 내의 저온(250~450℃)이 필요하기 때문에 탄화로의 외부에 제공되는 연소열은 기존의 성형 탄과 오일을 이용하게 되며 상기 오일은 연질 유를 사용함으로써 완전 연소를 목적으로 구성하게 된다.
탄화로의 외부를 가열한 후의 폐열(400~450℃)과 탄화로 내부의 폐열(200~300℃)은 배기 되면서 일부는 건조기의 연소열과 탄화로의 연소열에 사용된다.
상기와 같이 팜 폐기물이 탄화되는 동안 발생하는 타르 및 수분은 응축기에서 수분을 포함하는 타르는 바인더로 같이 사용하여 혼합 탄화물의 함수율을 조절하도록 하게 된다.
분진은 사이클론으로 배출하도록 구성된다.
상기와 같이 탄화하는 과정의 탄화 시간은 실시할 때마다 상이할 수 있으나 본 발명의 실시 예에서 30~120분을 사용하였다.
상기와 같이 탄화시간은 탄화로의 온도와 탄화물의 건조 온도에 따라 상이할 수 있다.
상기와 같이 탄화된 탄화물은 냉각하는 과정으로 이송된다.
상기 탄화물이 이송과정에서 공기와 접촉하게 되면 연소가 발생하기 때문에 탄화물이 재가 되는 경우가 있을 수 있다.
상기와 같이 탄화물의 일부라도 연소가 되는 경우 양질의 탄화물을 구성할 수 없게 되어 상품성이 떨어지게 되고, 탄화물에 연소가 발생하게 되면 상대적으로 재가 많아지고 탄화물의 열량이 적어지는 문제점이 있게 된다.
상기와 같이 고온의 탄화물이 적어도 80℃로 냉각되어야 바인더와 혼합할 수 있게 된다.
상기와 같이 탄화물이 냉각될 때 탄화물을 훼손하지 않고 최대한으로 원형을 유지하기 위해 탄화물을 탄화할 때와 같이 탄화물을 냉각하는 냉각기 외주 연에 재킷을 구성하고 상기 재킷을 통해 유통되는 냉각수에 의해 냉각기가 냉각되어 냉각기 내의 탄화물이 냉각되는 구조의 간접 열을 이용하여 냉각하도록 하였다.
상기 탄화물은 적어도 80℃ 이하로 냉각해야 하므로 탄화로로부터 유입되는 고온(400~450℃)의 탄화물을 단계별로 냉각하도록 구성되며 본 발명의 실시 예에서 3단계로 냉각하도록 하였다.
상기와 같이 1단계를 통과하는 탄화물의 온도는 250℃로 냉각하도록 하였다.
상기와 같이 탄화물을 냉각하는 방법은 탄화물이 이동하는 냉각기의 외주 면에 형성되는 재킷으로 냉각수가 유통하도록 구성되어 냉각기의 열을 강하시키게 된다. 상기와 같이 방법으로 3단계를 통과하게 되면 탄화물의 온도는 80℃까지 하강시킬 수 있게 된다.
상기와 같은 방법으로 탄화물의 온도를 강하시키는 방법과 병행하여 냉각하는 과정의 1단계에서 탄화물의 온도는 400~450℃이고 2단계에서 탄화물의 온도는 250℃이므로 탄화물이 연소하여 재로 변화할 수 있기 때문에 1단계와 2단계에서 탄화물의 연소를 방지하기 위해 불활성 가스인 질소가스를 지속적으로 주입하여 탄화물이 연소하는 것을 방지하도록 하였다.
상기와 같이 3단계에서 탄화물이 80℃ 이하로 냉각이 되면 탄화물을 분쇄하게 된다. 상기 분쇄되는 탄화물의 굵기는 100~150메쉬로 분쇄하여 바인더와 혼합을 용이하도록 한다.
상기와 같이 분쇄된 탄화물에 탄화물 대비 3~5중량%의 바인더를 혼합하도록 한다.
상기와 같이 탄화물을 바인더와 혼합할 때 건조과정과 탄화과정에서 발생하는 타르는 바인더와 같이 사용하여 혼합할 수 있도록 구성된다.
탄화물에 혼합되는 바인더의 종류를 제한하지는 않지만 본 발명의 실시 예에서 타르 피치, 당밀, 타피오카를 혼합하도록 하였다.
상기와 같이 바인더와 탄화물이 혼합되어 혼합활성탄으로 구성하였다.
상기와 같이 혼합활성탄으로 성형 탄을 구성하기 위해서 혼합활성탄이 5~8%의 함수율을 구성할 수 있도록 5~8%의 물을 주입하도록 한다.
상기와 같이 함수율 5~8%를 유지하는 혼합활성탄을 성형하도록 한다.
상기와 같이 혼합활성탄을 성형하게 되면 조개 모양으로 성형 된다.
본 발명에서 혼합활성탄의 성형 모양은 여러 가지 모양으로 성형할 수 있다.
상기 혼합활성탄이 성형 되는 과정에서 성형 탄으로 성형 되는 경우와 성형 되지 못하는 경우가 있기 때문에 성형과정을 통과한 혼합활성탄은 성형 탄으로 구성되는 과정에서 성형 탄의 부산물과 성형과정에서 성형이 도지 못하여 혼합활성탄이 발생하기 때문에 성형과정에서 형성되는 성형 탄과 혼합활성탄은 스크린을 통과하면서 성형 탄은 저장소로 이송되고, 혼합 할성탄의 분말은 스크린 아래로 선별되어 혼합과정에 투입되어 바인더와 다시 혼합하게 된다.
상기와 같이 저장소로 이송되는 성형 탄은 저장소 내에 형성되는 슬로프를 이용하여 최소한의 충격으로 저장되며 저장되는 과정에서 방전 등에 의해 연소하는 것을 방지하기 위해 주기적으로 불활성 가스인 질소가스를 주입하도록 한다.
Claims (9)
- 팜 폐기물을 파쇄하는 과정과, 파쇄한 폐기물을 분쇄하는 과정과, 분쇄한 폐기물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 분쇄한 폐기물을 건조하는 과정과, 건조한 폐기물을 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 건조된 폐기물을 고온으로 탄화하는 과정과, 고온에 의해 탄화된 탄화물을 냉각하는 과정과, 냉각된 탄화물을 분쇄하는 과정과, 분쇄된 탄화물을 바인더와 혼합하는 과정과, 혼합된 탄화물을 성형기에 정량으로 공급하는 과정과, 정량으로 공급되는 탄화물을 성형하는 과정과, 성형 된 성형 탄을 분리하는 과정과, 분리된 성형 탄을 저장하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 정량공급은 수평으로 이송되도록 구성되어 이송속도를 일정하게 유지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 건조온도는 150~350℃로 구성되고 탄화과정의 탄화온도는 250~450℃로 구성되는 것을 특징으로 하는 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 건조되면서 이동하는 팜 폐기물은 3~5도의 경사도를 느린 속도로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 팜 폐기물을 탄화할 때 간접 열을 사용하여 연소열이 직접 탄화물에 접촉하지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 탄화물을 냉각할 때 냉각수 탑의 냉각수를 순환하여 이용하도록 구성되고 상기 순환하는 냉각수는 간접으로 냉각하여 탄화물의 냉각속도가 동일하게 냉각되도록 구성되며 100℃ 이하로 냉각되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 냉각되는 탄화물의 방화를 방지하기 위해 탄화물에 불활성 가스인 질소가스가 제공되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 성형 탄과 혼합 탄화물이 분리되어 성형 탄은 저장고로 이송되고 혼합 탄화물은 혼합과정으로 이송되어 다시 바인더와 혼합되어 성형 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 성형 탄이 저장되는 저장고에 불활성 가스인 질소가스가 주입되어 성형 탄의 발화를 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 팜 폐기물을 이용한 성형 탄의 제조방법.
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| R401 | Registration of restoration | ||
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