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폐비닐 분해 시스템을 이용한 가축분뇨로부터 고체연료 및 바이오차의 제조 방법 및 시스템

  • 기술번호 : KST2023004688
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 폐비닐 분해 시스템을 이용한 가축분뇨로부터 고체연료 및 바이오차의 제조 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 농촌 및 어촌 등에서 다량 배출되는 폐비닐을 분해 처리하여 기름을 얻고, 얻은 기름을 연료로 이용해서 가축분뇨로부터 바이오차 및 고체연료를 제조하며, 폐비닐에서 기름을 분리해낸 후에 남는 찌꺼기를 연료로 사용해서 태움으로써 추가 열공급이 가능하여 열 효율을 높일 수 있고, 열원이 부족할 경우를 대비해서 외부 열을 공급받아 각각 바이오차 및 고체연료를 생산할 수 있도록 하기 위한 폐비닐 분해 시스템을 이용한 가축분뇨로부터 고체연료 및 바이오차의 제조 방법 및 시스템에 관한 것이다.
Int. CL C10L 5/42 (2006.01.01) C10B 53/00 (2006.01.01) C10G 1/10 (2006.01.01) B29B 17/04 (2006.01.01)
CPC C10L 5/42(2013.01) C10B 53/00(2013.01) C10G 1/10(2013.01) B29B 17/04(2013.01) B29B 2017/0496(2013.01) C10G 2300/1003(2013.01) Y02E 50/30(2013.01)
출원번호/일자 1020220109779 (2022.08.31)
출원인 주식회사 케이아그로 , 경상국립대학교산학협력단
등록번호/일자 10-2521749-0000 (2023.04.11)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20230417) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2022.08.31)
심사청구항수 1

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 케이아그로 대한민국 대구광역시 서구
2 경상국립대학교산학협력단 대한민국 경상남도 진주시

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김국태 대한민국 강원 태백시
2 서동철 대한민국 경상남도 진주시 진주대
3 김명훈 대구광역시 북구
4 김태극 대한민국 대구광역시 수성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 장태화 대한민국 서울특별시 서초구 서초중앙로**길 *, ***호 (서초동, 신우빌딩)(에스앤에스특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 케이아그로 대구광역시 서구
2 경상국립대학교산학협력단 경상남도 진주시
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2022.08.31 수리 (Accepted) 1-1-2022-0914931-72
2 [우선심사신청]심사청구서·우선심사신청서
2022.09.20 수리 (Accepted) 1-1-2022-0986965-34
3 특허고객번호 정보변경(경정)신고서·정정신고서
2022.09.22 수리 (Accepted) 4-1-2022-5223092-37
4 [우선심사신청]선행기술조사의뢰서
[Request for Preferential Examination] Request for Prior Art Search
2022.09.26 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
5 [우선심사신청]선행기술조사보고서
[Request for Preferential Examination] Report of Prior Art Search
2022.09.27 수리 (Accepted) 9-1-2022-0014676-11
6 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2022.11.28 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2022-0921356-39
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
2023.01.30 수리 (Accepted) 1-1-2023-0105453-30
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2023.01.30 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2023-0105452-95
9 등록결정서
Decision to grant
2023.02.01 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2023-0103839-50
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번호 청구항
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폐비닐 분해 시스템(1), 바이오차 제조 시스템(2), 그리고 고체연료 제조 시스템(3)을 포함함으로써, 폐비닐 분해 시스템(1)에서 농촌 및 어촌에서 배출되는 폐비닐을 분해 처리하여 기름을 얻고, 얻은 기름을 연료로 이용해서 가축분뇨로부터 바이오차 제조 시스템(2)이 바이오차를 제조하며, 가축분뇨로부터 고체연료 제조 시스템(3)이 고체연료를 제조하되, 바이오차 제조 시스템(2), 그리고 고체연료 제조 시스템(3)은 폐비닐에서 기름을 분리해낸 후에 남는 찌꺼기를 연료로 사용해서 태움으로써, 추가 열공급이 가능하여 열 효율을 향상시키며, 열원이 부족하는 경우를 대비해서 외부 열을 공급받아 각각 바이오차 및 고체연료를 생산하는 폐비닐 분해 시스템을 이용한 가축분뇨로부터 고체연료 및 바이오차의 제조 시스템(1000)에 있어서, 폐비닐 분해 시스템(1)은,폐플라스틱, 폐비닐을 포함하는 폐합성수지를 간접열로서 열 분해하여 유류 성분을 추출해 내며, 폐합성수지는 고분자물질을 열에 의해서 저분자물질로 크랙킹 할 수 있는 열가소성 수지로, 열가소성 수지는 PE, PP, 폴리스틸렌, ABS, 아크릴로니트릴스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌술파이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 아크릴 수지, 나이론, 폴리아미드, 발포폴리에틸렌, 테프론, 합성고무, 폴리염화비닐(PVC) 중 적어도 하나 이상을 포함하며,바이오차 제조 시스템(2)은,바이오차 제조 장치 그룹(10), 네트워크(20), 바이오차 제조 서버(30) 및 관리자 단말(40)을 포함하며,바이오차 제조 장치 그룹(10)은 원료 투입 장치(11), 이물질 분리 장치(12), 파쇄 장치(13), 입도 분리 장치(14), 건조 장치(15), 탄화 장치(16), 관리 장치(17)를 포함함으로써, 원료 투입 장치(11)를 통해 바이오매스 원료인 가축분뇨를 탱크로 투입하고, 이물질 분리 장치(12)가 가축분뇨에서 이물질 분리, 파쇄 장치(13)가 이물질이 분리되어 이송된 바이오매스 원료에 대한 파쇄를 수행하고, 입도 분리 장치(14)가 바이오매스 원료에서 입도를 분리하고, 건조 장치(15)가 바이오매스 원료에 대한 건조를 수행하고, 탄화 장치(16)가 건조가 수행된 바이오매스 원료에 대한 탄화를 수행하되, 탄화 장치(16)는 발전소 또는 쓰레기 소각장를 포함하는 열 발생 시설에서 활용성이 떨어지는 폐열을 이용하여 고수분의 가축분뇨를 처리하여 바이오차를 제조하며, 건조 및 탄화가 수행된 바이오매스 원료에 대한 이후에 냉각시설에 의한 냉각 과정이 추가되고, 상기 탄화 과정에 의해 숯 타입의 바이오차 중간 가공물이 생성된 뒤, 냉각 과정이 수행되고, 혼련시설 및 용수 급여에 의한 반죽 형태로 형성한 뒤, 포장시설에 의한 가공에 의해 바이오차 제조 과정을 완료하며, 건조 장치(15) 및 탄화 장치(16)는 폐비닐 분해 시스템(1)에서 폐플라스틱, 폐비닐을 포함하는 폐합성수지를 간접열로서 열 분해하여 유류 성분, 즉 기름을 분리해낸 후에 남는 찌꺼기를 연료로 사용해서 태움으로써, 열원을 활용하는 외에 열원이 부족할 경우를 대비해서 외부 열을 공급받으며, 기름을 분리해낸 후에 남는 찌꺼기를 연료로 사용한 연소열 활용하여 초기에는 수분율을 감소시키기 위한 건조 장치(15)에 의한 건조 공정에 활용하도록 관리 장치(17)가 제어하고, 이후 수분율이 미리 설정된 정도 이하가 되면 탄화 장치(16)에 의한 탄화 공정에 활용하도록 관리 장치(17)가 제어를 수행하며,탄화 공정을 수행하기 위해서 탄화 장치(16)는 열탈착 유닛(61)를 구비하며, 열탈착 유닛(61)은 발전소에서 제공되는 폐열을 활용하여 바이오매스 원료에 대한 탄화를 수행하는 곳으로, 열탈착 유닛(61)은 단면이 45도 간격의 원형이 중앙을 기준으로 뭉쳐진 형태로 둘레가 나노 단위의 홀이 형성된 망사 형태가 홀이 중첩되지 않도록 2 내지 3 겹이 겹쳐져서 형성되며, 중첩된 망사(61a)의 외부에 형성된 열탈착 유닛 몸체(61b)의 내측에 형성되고, 망사(61a)와 열탈착 유닛 몸체(61b)가 개별적으로 관리 장치(17)에 의한 제어에 따라 서로 역방향 회전시, 망사(61a)는 정방향(반시계방향), 열탈착 유닛 몸체(61b)는 역방향(시계방향) 회전 또는 반대로 회전시, 내부의 바이오매스 원료에 대한 와류가 형성되면서 바이오매스 원료를 탄화시킴으로써, 내부의 바이오매스 원료 상호간의 열전달으로 균질하면서도 바이오차 생산을 위해 바이오매스 원료를 250 내지 800℃의 무산소에서 열분해 온도를 증가시킴에 따라 내부 구조가 안정한 형태인 방향족 구조로 재배열되고, 표면적이 많이 증가하게 거대기공이 생성되도록 하며,건조 장치(15) 및 탄화 장치(16)는 별도의 장치로서 분리된 공정으로 실시되거나 하나의 장치에서 공정만 달리하여 원스텝(one-step) 공정으로 실시되며,발전소에서 제공된 폐열 에너지가 중접된 망사(61a)와 열탈착 유닛 몸체(61b) 사이의 공간으로 관리 장치(17)에 의한 제어에 따라 직접적으로 제공됨으로써, 바이오매스 원료에 폐열이 직접 접촉하는 방식을 사용하여 열효율을 증대시키며, 중접된 망사(61a)와 열탈착 유닛 몸체(61b) 사이의 공간에는 열전도 섬유망(61c)으로 형성되며,열탈착 유닛(61)을 구성하는 망사(61a)와 열탈착 유닛 몸체(61b)은 모터의 회전력을 전달하기 위한 스프라켓에 결합되는 체인 및 기어를 포함하는 동력전달수단에 의해 회전하며, 모터의 회전력은 관리 장치(17)에 의해 감속기를 활용한 속도가 조절되어 상기 동력전달수단을 통하여 스프라켓에 전달되며,탄화 장치(16)는 가축분뇨가 투입되고 회전하면서 열탈착을 수행하는 망사(61a)와 망사(61a)의 외측에 배치되고 망사(61a)에 투입된 가축분뇨를 향하여 폐열을 방출하며 망사(61a)의 내부온도를 250 내지 800℃로 유지하게 하는 폐열 공급부와 연결된 열전도 섬유망(61c)과, 열전도 섬유망(61c)에 인접하여 배치되며 망사(61a) 내부가 산소농도가 미리 설정된 정도로 조정 되도록 하는 산소량 조절기를 포함하여 관리 장치(17)가 가축분뇨의 열탈착 유닛(61) 내부에 체류하는 체류시간을 20 내지 25분이 되도록 제어하며,탄화 장치(16)는 열탈착 유닛(61) 외에 폐가스 저장용기(62), 센싱부(63)를 더 포함하며, 바이오차 제조 서버(30)는 제 1 분석 모듈(31), 제 2 분석 및 제어 모듈(32) 및 제 3 분석 및 제어 모듈(33)을 더 포함하며,제 1 분석 및 제어 모듈(31)은,탄화 장치(16)에서 생성된 폐가스 저장용기(62)에 대해서 센싱부(63)를 통해 측정된 폐가스 충전량 정보, 폐가스 저장용기(62)에 대해서 측정된 표면 온도 측정 정보, 탄화 장치(16)에서 폐가스 저장용기(62)로 제공되는 가스배출수단 및 폐가스 저장용기(62)에서 발전소로 제공되는 가스배출수단에 대해서 측정된 압력 측정 정보를 수신한 뒤, 각각 미리 설정된 임계 폐가스 충전량 범위, 임계 표면 온도 측정 범위, 임계 압력 측정 범위 내인지를 분석하고,폐가스 충전량 정보로 폐가스 저장용기(62)를 이루는 두개의 저장탱크인 제 1 및 제 2 저장탱크 중 제 1 저장탱크에 대한 제 1 폐가스 충전량 정보 및 제 2 저장탱크에 대한 제 2 폐가스 충전량 정보를 수신한 뒤, 제 1 폐가스 충전량 정보에 대해서 제 1 임계 폐가스 충전량 범위, 그리고 제 2 폐가스 충전량 정보에 대해서 제 2 임계 폐가스 충전량 범위 내인지를 분석하고,제 1 폐가스 충전량 정보가 제 1 임계 폐가스 충전량 범위에 미달하지 않는 경우는 다음 주기에 센싱부(63)에 의해 폐가스 저장용기(62)에 대한 폐가스 충전량 정보 측정을 대기하며
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1 농림축산식품부 경상국립대학교 산학협력단 축산현안대응산업화기술개발사업 [EZBARO] 바이오매스 전소발전소 발생 바이오차를 이용한 고기능성 축사바닦 발효깔짚 소재 개발 및 실용화
2 농림축산식품부 경상대학교 산학협력단 기술사업화지원 랜더링된 가축사체 잔여물 활용 친환경 업사이클링 시스템 개발 및 실용화