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실용기술 상세정보 게시판
제목 석탄폐석을 활용한 환경친화 및 에너지 절감형 점토벽돌 제조기술 개발
국적 한국
회사명 요업기술원
주소 서울시 금천구 가산동 233-5번지
업종 점토벽돌
대표전화 023282-2467
이메일 htkim@kicet.re.kr
요약

◎ 서론

  • 국내외 유일한 연료자원인 무연탄은 과거 1950년대 이후 우리나라 국민연료로서 크게 공헌하여 왔으나 갑작스런 탄광지역 산업의 붕괴현상과 아울러 지금까지 탄광을 개발해 오는 과정에서 폐기되어 온 탄광폐석이 탄전지역 곳곳에 쌓여 흉물처럼 방치되어 있고, 장마철이면 폐석더미가 쓸려 내려와 하천을 메우고 오염시키며, 도로로 쏟아져 교통이 두절되기도 하고, 농경지와 가옥이 유실 및 매몰의 위험이 있으며 산림훼손 등 환경문제가 날로 심각해지고 있다. 국내 탄광의 굴진과정 또는 채탄과정에서 얻어지는 폐석과 석탄의 품위제어를 위한 선탄과정(열량 2000kcal 이하)에서 폐기되는 폐석은 연간 700만 톤으로서 연간 총생산량의 30%를 차지하며 각 탄광마다 수백만 톤씩 야적되어 있다. 석탄폐석의 활용에 대한 연구사례는 국외의 경우 성숙된 활용 연구가 있으며 토목분야, 공업원료, 세라믹골재, 요업분야, 시멘트원료 등의 기타분야에 다각적으로 활용되고 있으나 국내에서는 요업 및 공업용 원료로서의 활용에 대한 연구가 일부 있었으나 실용화는 극히 부진한 실정이다. 국내 탄광 갱에서 폐기되어 야적되어 있는 무용한 폐석은 국토 건설사업의 건설재료로 활용하면 날로 심각해지는 골재 난을 해소하고, 석탄광 개발에 있어 부가가치 향상으로 침체된 탄광지역의 지역발전의 활력 화는 물론 폐석의 자원화와 함께 환경도 개선하는 효과가 있을 것이며, 더욱이 본 연구에서 의도하는 바처럼 세라믹 건자재의 원료로의 이용이 매우 기대된다.
효과

◎ 기술개발 효과 및 적용분야

  • 기술개발효과
  • 기술적인 측면 지정폐기물의 안정화 기술과 다양한 폐기물의 조합기술 완성으로 폐기물 재활용율 제고에 일조와 함께, 본 기술의 파급을 통한 폐기물의 대규모 자원화가 기대됨. 비가소성 분체인 폐기물분진의 습식공정 기술을 개발하여 다양한 종류의 에코 제품생산이 가능하다.
    • 기술적인 측면
    • 지정폐기물의 안정화 기술과 다양한 폐기물의 조합기술 완성으로 폐기물 재활용율 제고에 일조와 함께, 본 기술의 파급을 통한 폐기물의 대규모 자원화가 기대됨. 비가소성 분체인 폐기물분진의 습식공정 기술을 개발하여 다양한 종류의 에코 제품생산이 가능하다.
      • 지정폐기물의 안정화 기술과 다양한 폐기물의 조합기술 완성으로 폐기물 재활용율 제고에 일조와 함께, 본 기술의 파급을 통한 폐기물의 대규모 자원화가 기대됨. 비가소성 분체인 폐기물분진의 습식공정 기술을 개발하여 다양한 종류의 에코 제품생산이 가능하다.
  • 환경적 측면 현재 국내의 점토벽돌의 시장은 약 2400억원이며 생산량은 년간 약 12억장에 해당한다. 장기적으로 전체 생산량의 절반인 6억장의 벽돌 생산에 석탄폐석을 활용한다고 할 때 년 간 석탄폐석이 사용되는 양을 추정할 수 있다. 본 참여기업에서 년간 4,500만장에 약 2.0kg의 무게를 가지는 벽돌 한 장의 원료중 평균적으로 40%의 석탄폐석이 활용된다면 년 간 사용될 수 있는 석탄폐석의 양은 3.6 만톤을 추정할 수 있다.
    • 환경적 측면
    • 현재 국내의 점토벽돌의 시장은 약 2400억원이며 생산량은 년간 약 12억장에 해당한다. 장기적으로 전체 생산량의 절반인 6억장의 벽돌 생산에 석탄폐석을 활용한다고 할 때 년 간 석탄폐석이 사용되는 양을 추정할 수 있다. 본 참여기업에서 년간 4,500만장에 약 2.0kg의 무게를 가지는 벽돌 한 장의 원료중 평균적으로 40%의 석탄폐석이 활용된다면 년 간 사용될 수 있는 석탄폐석의 양은 3.6 만톤을 추정할 수 있다.
      • 현재 국내의 점토벽돌의 시장은 약 2400억원이며 생산량은 년간 약 12억장에 해당한다. 장기적으로 전체 생산량의 절반인 6억장의 벽돌 생산에 석탄폐석을 활용한다고 할 때 년 간 석탄폐석이 사용되는 양을 추정할 수 있다. 본 참여기업에서 년간 4,500만장에 약 2.0kg의 무게를 가지는 벽돌 한 장의 원료중 평균적으로 40%의 석탄폐석이 활용된다면 년 간 사용될 수 있는 석탄폐석의 양은 3.6 만톤을 추정할 수 있다.
  • 경제적(에너지 절감) 측면 석탄폐석의 활용으로 인한 직접적인 경제적 효과로는 에너지 비용의 절감을 들 수 있다. 본 연구에서 가능한 에너지 절감의 요소는 크게 세가지로 나누어 볼 수 있다. (1) 석탄폐석의 미연탄소 연소에 의한 에너지 절감 (2) 소성온도 저하(약 50℃)에 의한 에너지 절감 20% (1000~1200℃구간) (3) 함수량(기존 20-21% → 17-18%) 감소에 따른 건조용 에너지 절감. 년 간 약 23.7억원 ~ 57.2억원의 연료비 절감을 기대.
    • 경제적(에너지 절감) 측면
    • 석탄폐석의 활용으로 인한 직접적인 경제적 효과로는 에너지 비용의 절감을 들 수 있다. 본 연구에서 가능한 에너지 절감의 요소는 크게 세가지로 나누어 볼 수 있다. (1) 석탄폐석의 미연탄소 연소에 의한 에너지 절감 (2) 소성온도 저하(약 50℃)에 의한 에너지 절감 20% (1000~1200℃구간) (3) 함수량(기존 20-21% → 17-18%) 감소에 따른 건조용 에너지 절감. 년 간 약 23.7억원 ~ 57.2억원의 연료비 절감을 기대.
      • 석탄폐석의 활용으로 인한 직접적인 경제적 효과로는 에너지 비용의 절감을 들 수 있다. 본 연구에서 가능한 에너지 절감의 요소는 크게 세가지로 나누어 볼 수 있다.
      • (1) 석탄폐석의 미연탄소 연소에 의한 에너지 절감
        • (1) 석탄폐석의 미연탄소 연소에 의한 에너지 절감
      • (2) 소성온도 저하(약 50℃)에 의한 에너지 절감 20% (1000~1200℃구간)
        • (2) 소성온도 저하(약 50℃)에 의한 에너지 절감 20% (1000~1200℃구간)
      • (3) 함수량(기존 20-21% → 17-18%) 감소에 따른 건조용 에너지 절감. 년 간 약 23.7억원 ~ 57.2억원의 연료비 절감을 기대.
        • (3) 함수량(기존 20-21% → 17-18%) 감소에 따른 건조용 에너지 절감. 년 간 약 23.7억원 ~ 57.2억원의 연료비 절감을 기대.
  • 산업적 측면 에코벽돌의 폐기물 이용에 따른 기대효과 10만장/일 벽돌생산시 월 8천만원 이상의 유류비 절감 달성 성형소지의 수분 함유율을 3~5% 감소시킴으로 건조 및 성형시간 감소에 의한 일일 생산량 15% 증가 효과 현 참여기업은 당장 년간 3만 6천톤의 폐기물을 자원화 하는 효과 예상 국내 벽돌공장 40% 에 적용시 400억원/년의 경제적 이익이 기대 부수적으로 폐기물 발생업체의 폐기물 처리시설의 투자비 감소 및 처리비용의 절감이 기대됨
    • 산업적 측면
    • 에코벽돌의 폐기물 이용에 따른 기대효과 10만장/일 벽돌생산시 월 8천만원 이상의 유류비 절감 달성 성형소지의 수분 함유율을 3~5% 감소시킴으로 건조 및 성형시간 감소에 의한 일일 생산량 15% 증가 효과 현 참여기업은 당장 년간 3만 6천톤의 폐기물을 자원화 하는 효과 예상 국내 벽돌공장 40% 에 적용시 400억원/년의 경제적 이익이 기대
      • 에코벽돌의 폐기물 이용에 따른 기대효과
      • 10만장/일 벽돌생산시 월 8천만원 이상의 유류비 절감 달성
        • 10만장/일 벽돌생산시 월 8천만원 이상의 유류비 절감 달성
      • 성형소지의 수분 함유율을 3~5% 감소시킴으로 건조 및 성형시간 감소에 의한 일일 생산량 15% 증가 효과
        • 성형소지의 수분 함유율을 3~5% 감소시킴으로 건조 및 성형시간 감소에 의한 일일 생산량 15% 증가 효과
      • 현 참여기업은 당장 년간 3만 6천톤의 폐기물을 자원화 하는 효과 예상
        • 현 참여기업은 당장 년간 3만 6천톤의 폐기물을 자원화 하는 효과 예상
      • 국내 벽돌공장 40% 에 적용시 400억원/년의 경제적 이익이 기대
        • 국내 벽돌공장 40% 에 적용시 400억원/년의 경제적 이익이 기대
    • 부수적으로 폐기물 발생업체의 폐기물 처리시설의 투자비 감소 및 처리비용의 절감이 기대됨
      • 부수적으로 폐기물 발생업체의 폐기물 처리시설의 투자비 감소 및 처리비용의 절감이 기대됨
  • 적용분야
  • 점토벽돌 생산 이외에 폐기물을 이용한 고부가가치 2차 제품(예를 들어, 난석, 인조석, 흡음-방음재 등)을 개발하여 다양한 분야의 고기능성 환경친화적 제품시장 개척이 기대할 수 있다.
    • 점토벽돌 생산 이외에 폐기물을 이용한 고부가가치 2차 제품(예를 들어, 난석, 인조석, 흡음-방음재 등)을 개발하여 다양한 분야의 고기능성 환경친화적 제품시장 개척이 기대할 수 있다.
특징

◎ 결론 및 향후 전망

  • 향후 사용량을 늘려가며 성형성 조건 제어를 통해 양산화 적용을 위한 시도 및 실증화 사업으로 연계 필요성
  • 폐석의 발생지와의 협의 분쇄, 이동, 조합설비의 실용화 적용을 위한 정책지원이 필요함.
  • 기능성 확대로 적용분야를 다양화 하는 시도가 필요
  • 신기술 개발에 의한 자원 재활용한 에코벽돌이 종전의 점토벽돌과 대등한 시장경쟁력을 갖기 위해서는 국가적인 차원에서 자원 재활용 제품에 대한 홍보가 요구됨

※ 자세한 사항은 첨부파일 참조

첨부파일 31C3A0610033.hwp
조회수 2421
등록일 2006-09-05

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