도시 고형 폐기물(MSW)의 고유한 불균질성 때문에 단순한 감량 방법으로는 처리가 어렵습니다. 다단계 분쇄 및 분쇄 시스템은 경사 공정을 통해 플라스틱, 종이, 직물의 복잡한 구조를 분해하는 데 필요합니다. 이러한 체계적인 감량은 불일치한 파편을 균질한 분말로 변환하며, 이는 정확한 과학 분석 및 연료 특성 분석에 필수적인 요구 사항입니다.
입자 크기를 거친 덩어리에서 미세 분말로 점진적으로 줄임으로써 다단계 시스템은 폐기물 재료의 변동성을 중화합니다. 이러한 균질화는 대표 샘플링과 열역학 분석의 반복성을 보장하는 가장 중요한 요소입니다.
MSW의 복잡성 해결
혼합 재료의 문제
MSW는 매우 복잡하고 불균질한 구조입니다. 단단한 플라스틱, 섬유질 종이, 직물 등 다양한 물리적 특성을 가진 다양한 재료로 구성됩니다.
균일성이 어려운 이유
이러한 재료는 응력에 다르게 반응하기 때문에 단일 기계적 작용으로는 균일하게 줄일 수 없습니다. 특수 시스템 없이는 공급 원료가 일관되지 않아 신뢰할 수 없는 데이터와 처리 비효율로 이어집니다.
다단계 경사 공정의 역학
진정한 균질화를 달성하려면 재료가 특정 경사 공정을 거쳐야 합니다. 여기에는 제어된 단계별로 입자 크기를 줄이는 것이 포함됩니다.
1단계: 거친 및 중간 분쇄
공정은 거친 분쇄로 시작하여 원료 폐기물을 약 2cm로 줄입니다. 이어서 중간 분쇄를 통해 재료를 약 0.5cm로 더 줄입니다.
2단계: 미세 칼날 분쇄
최종적이고 가장 중요한 단계는 미세 칼날 분쇄입니다. 이 단계에서는 0.5cm 입자를 단 0.1cm로 분쇄합니다.
결과: 균질한 분말
이 다단계 접근 방식을 통해 최종 결과물은 단순히 작은 쓰레기 조각이 아니라 균질한 분말이 됩니다. 이 분말은 배치 전체에 걸쳐 혼합물의 특성이 일관된 균일한 혼합물을 만듭니다.
분석에서의 중요한 역할
대표 샘플링 활성화
과학적 분석에서는 종종 수 톤의 폐기물을 대표하는 작은 샘플에 의존합니다. 균질한 분말은 채취한 모든 작은 샘플이 벌크 재료를 진정으로 대표하도록 보장합니다.
측정 반복성 보장
신뢰할 수 있는 데이터는 실험을 반복하고 동일한 결과를 얻는 능력에 달려 있습니다. 다단계 시스템에서 제공하는 균일성은 열역학 분석에서 측정 반복성을 가능하게 합니다.
TGA 및 DSC 지원
열중량 분석(TGA) 및 시차 주사 열량 측정법(DSC)과 같은 고급 기술에는 정밀한 입력이 필요합니다. 0.1cm 분말 형태는 이러한 장비가 연료의 열 특성을 정확하게 특성화하는 데 필요한 일관성을 제공합니다.
운영 고려 사항 및 절충
에너지 집약도 대 데이터 품질
다단계 시스템을 구현하면 단순 셰딩에 비해 에너지 소비와 처리 시간이 증가합니다. 그러나 이는 높은 수준의 연료 인증에 필요한 데이터 정밀도를 얻기 위해 필요한 절충입니다.
장비 유지보수
마모성이 있고 다양한 MSW 재료를 미세 칼날을 통해 처리하면 상당한 마모가 발생합니다. 운영자는 시스템이 유효한 결과를 얻는 데 필요한 0.1cm 허용 오차를 유지하도록 정기적인 유지보수를 계획해야 합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
연료 특성을 분석하든 산업적 전환을 준비하든 처리 수준은 목표와 일치해야 합니다.
- 열역학 분석(TGA/DSC)이 주요 초점인 경우: 최대 측정 반복성을 위해 0.1cm 균질한 분말을 얻으려면 전체 다단계 분쇄 공정을 사용해야 합니다.
- 물류 및 취급이 주요 초점인 경우: 운송을 위해 밀도를 개선하기 위해 고압 펠릿 프레스용 공급 원료를 준비하기 위해 초기 분쇄 단계만 필요할 수 있습니다.
분쇄 공정의 정밀도는 연료 분석의 신뢰성을 위한 전제 조건입니다.
요약 표:
| 처리 단계 | 목표 입자 크기 | 주요 기능 |
|---|---|---|
| 거친 분쇄 | ~2.0 cm | 원료 폐기물 파편의 초기 감량 |
| 중간 분쇄 | ~0.5 cm | 미세 분쇄를 위한 재료 준비 |
| 미세 칼날 분쇄 | ~0.1 cm | TGA/DSC 분석을 위한 균질한 분말 생성 |
| 결과 상태 | 균질한 분말 | 대표 샘플링 및 반복성 보장 |
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참고문헌
- Gizem Ayas, Hakan F. Öztop. Thermal analysis of different Refuse Derived Fuels samples. DOI: 10.2298/tsci201010249a
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