KR0140899B1 - 플라스틱의 열분해장치 및 플라스틱의 열분해 유화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스틱을 융해함과 동시에 열분해시켜, 발생한 열분해가스를 냉각하고, 응축시켜서 열분해유로서 회수하는 플라스틱의 열분해 장치에 있어서, 내부에서 플라스틱을 융해시킴과 동시에 열분해시키는 열분해 반응기와, 한쪽 말단이 열분해 반응기내의 플라스틱 융해액중으로 열려진 이물질 배출용 배관과, 이물질 배출용 배관의 다른쪽 말단이 접속되어 있는 이물질 포집 용기와, 이물질 배출용 배관을 통해 열분해 반응기내의 이물질을 플라스틱 융해액과 함께 이물질 포집 용기에 흡인하는 흡인 수단을 구비하고 있는 플라스틱의 열분해 장치에 관한 것이다.

Description

플라스틱의 열분해장치 및 플라스틱의 열분해 유화방법

본 발명은 예컨대 폐플라스틱을 융해하여 열분해시켜서 발생하는 열분해 가스를 냉각, 응축시켜서 열분해유로서 회수하는 장치, 및 폴리염화 비닐을 함유하는 폐플라스틱을 융해하여 열분해시켜서 발생하는 열분해 가스를 냉각, 응축시켜서 열분해유로서 회수하는 방법에 관한 것이다.

명세서 및 특허청구 범위를 통하여 열분해에 수반하여 발생하는 HCl 가스를 반응계외로 제거하는 처리를 [탈염]이라 부르고, 탈염의 목적으로 HCl 가스에 반응시키는 약제 및 장치를 각각 [탈염제] 및 [탈염탑]이라 부른다.

이와 같은 플라스틱의 열분해 방법의 하나로서 원료의 플라스틱을 열분해 반응기내에 있어서 융해시킴과 동시에 열분해시키고 열분해로 인하여 발생한 가스를 촉매층에 보내서 저탄소쇄의 탄화수소를 분해한 뒤, 냉각·응축부에서 응축시킴으로써 경질의 기름을 회수하는 방법이 실시되고 있다.

그런데, 이와 같은 방법에 있어서, 원료가 되는 플라스틱은 통상 산업폐기물로서 플라스틱 생산업자로부터 배출된 것이든가 분별 쓰레기로서 배출된 것이 많다. 따라서 원료 플라스틱에는 금속이나 유리등이 이물질이 혼입되어 있다. 이와 같은 이물질은 상기 방법에 있어서 융해시에 융해액중으로 방출되고 연속적으로 플라스틱의 열분해 처리를 하고 있으면 융해액중에 축적하고 플라스틱을 융해시킴과 동시에 열분해시키는 열분해 반응기내에 충만한다는 문제가 발생한다.

그래서, 종래 상기 문제를 해결하기 위하여 간헐적으로 장치의 운전을 정지시키고 장치를 상온 가까이까지 냉각시킨 뒤, 축적한 이물질을 제거하고 있다.

그러나, 이와 같은 방법으로는 이물질을 제거하기 위하여 장치를 상온 가까이까지 냉각시킬 때의 에너지 손실과 이물질 제거후 재운전할 때까지의 온도 상승에 소요되는 에너지 손실이 크게 되어 열분해에 소요되는 연료소비율이 나빠진다는 문제가 있다.

또, 산업폐기물로서 플라스틱 생산업자로부터 배출된 폐플라스틱이나 분별쓰레기로서 배출된 폐플라스틱은 폴리염화비닐제 폐기물을 많이 함유하기 때문에 폐플라스틱을 일괄하여 열분해 처리하면, 혼재하는 폴리염화비닐의 분해에 의하여 HCl 가스가 발생하고, 이것이 열분해 반응기나 후속의 냉각기, 회수장치등을 부식할 염려가 있고, 나아가서는 공해의 발생원인이 되기도 한다. 보통은 열분해 유화를 행하기 전에 폴리염화비닐제 폐기물을 대충 선별제거 해두는데 그 일부는 아무리해도 제거되지 않고 잔존한다.

종래, 폐플라스틱의 열분해 유화 기술로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, ABS 수지등을 포함하는 폐플라스틱을 처리 대상수지로 하고, 이것에 고농도 알칼리 수용액을 첨가하여, 압력 10 ㎏ /㎠ , 분해 온도 400℃ 에서 500℃ 에서 회분식으로 열분해를 행하는 방법과 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, ABS 수지 등을 포함하는 자동차 강판·쓰레기나 일반 폐기물의 분별 폐플라스틱을 처리대상 수지로 하고, 고정 촉매상-가스 접촉 반응의 회분식 2단계 열분해 방식으로서, 1단계에서 폐플라스틱의 용융·탈염, 2단계에서 열분해 유화를 행하는 방법이 알려져 있다. 전자의 방법을 고압으로 행하는 것은 물을 열분해 솥안에 보존하기 위함과 저비점 분해물만을 분취하기 위해서이다. 알칼리 수용액의 첨가는 열분해를 빠르게 하는데 중질 유분을 증가시키는 난점이 있다. 다른한편, 후자의 방법에서는 발생한 HCl 가스가 열분해유에 혼입되지 않으나, 분해 가스의 회수 장치가 HCl 가스에 의해 부식하는 것을 방지하는 대책이 필요하다.

그러나, 상기 두가지 방법은 모두 기초 실험 단계에 있고, 아직 실용화에는 이르지 않고 있다.

본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하고 장치를 정지시키는 일없이 이물질을 반응계외로 제거할 수 있으며, 이물질 제거시의 에너지 손실을 감소시킬 수 있는 플라스틱의 열분해 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 폴리염화비닐을 포함하는 플라스틱의 열분해에 의하여 발생한 HCl 가스를 고형의 염화물로서 제거함으로써 HCl 가스에 의한 장치의 부식이나 회수유중으로의 HCl 가스의 혼입이란 문제를 해결할 수 있는 플라스틱의 열분해 유화방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 플라스틱의 열분해 장치의 제1의 구체예를 나타내는 수직 단면도이다.

도 2는 대표적인 플라스틱 융해액의 온도와 증기압과의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 3은 진공 펌프의 배기량과 흡인상태를 나타내는 그래프이다.

도 4는 진공 펌프의 배기량과 흡인되는 이물질과의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 5는 본 발명의 플라스틱의 열분해 장치의 제 2의 구체예를 나타내는 수직 단면도이다.

도 6은 본 발명의 플라스틱의 열분해 장치의 제 3의 구체예를 나타내는 수직 단면도이다.

도 7은 본 발명의 플라스틱의 열분해 장치의 제 4의 구체예를 나타내는 수직 단면도이다.

도 8은 도 7의 X-X 선에 따른 단면도이다.

도 9는 제 4의 구체예의 교반날개를 나타내는 평면도이다.

도 10은 본 발명의 플라스틱의 열분해 장치의 제 5의 구체예를 나타내는 전체의 개략도이다.

도 11은 제 5의 구체예의 탈염탑의 변형예를 나타내는 수직단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 열분해 반응기3 : 가열용 버너

15 : 이물질 흡입관23 : 이물질 배출용 배관

30 : 이물질 포집 용기43 : 냉각 응축조

85 : 탈염제 공급장치86 : 탈염탑

본 발명에 의한 제 1의 플라스틱의 열분해장치는 플라스틱을 융해함과 동시에 열분해시켜서 발생한 열분해가스를 냉각하고 응축시켜서 열분해유로서 회수하는 플라스틱의 열분해 장치로서, 내부에서 플라스틱을 융해시킴과 동시에 열분해시키는 열분해 반응기와 한쪽말단이 열분해 반응기내의 플라스틱 융해액중으로 열려진 이물질 배출용 배관과 이물질 배출용 배관의 다른쪽 말단에 접속되어 있는 이물질 포집 용기와 이물질 배출용 배관을 통하여 열분해 반응기내의 이물질을 플라스틱 융해액과 함께 이물질 포집 용기에 흡인하는 흡인 수단을 갖추고 있는 것이다.

본 발명에 의한 제 2의 플라스틱의 열분해 장치는 폴리염화비닐을 함유한 플라스틱을 융해시킴과 동시에 열분해시키고 발생한 열분해 가스를 냉각하고 응축시켜서 열분해유로 회수하는 플라스틱의 열분해 장치로서, 내부에서 폴리염화비닐을 함유한 플라스틱을 융해시킴과 동시에 열분해시키는 열분해 반응기와 한쪽말단이 열분해 반응기내의 플라스틱 융해액중으로 열려진 이물질 배출용 배관과 이물질 배출용 배관의 다른쪽 말단이 접속되어 있는 이물질 포집 용기와 이물질 배출용 배관을 통하여 열분해 반응기내의 이물질을 플라스틱 융해액과 함께 이물질 포집 용기에 흡인하는 흡인수단과 열분해 반응기의 후류측에 배치되고 또 열분해 반응기에서 발생한 HCl 가스를 함유하는 열분해가스중에 탈염제를 공급하는 수단과 이 수단의 후류측에 배치되고 또 열분해가스중의 HCl 가스를 탈염제와 반응시키는 탈염탑과 탈염탑의 후류측에 배치되고 또 열분해 가스를 냉각하고 응축시켜서 열분해유를 얻는 콘덴서를 갖추고 있는 것이다.

본 발명에 의한 플라스틱의 열분해유화방법은 폴리염화비닐을 함유하는 플라스틱의 열분해유화에 있어서, 열분해에 수반하여 발생한 HCl 가스를 탈염제와의 반응에 의하여 고체의 염화물로 만들고, 이것을 분해 가스에서 제거한 뒤, 분해 가스의 응축생성유를 회수하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.

도 1 내지 도 11을 통하여 동일물 및 동일부분에는 각각 동일부호를 부기하여 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 의한 플라스틱의 열분해 장치의 제 1의 구체예를 나타낸다.

도 1에 있어서, 플라스틱의 열분해 장치는 원료 플라스틱을 융해시킴과 동시에 열분해시키는 열분해 반응기(1)와 이물질 포집용기(2)를 갖추고 있다.

열분해 반응기(1)는 가열용 버너(3)를 갖는 노(4)안에 배치되어 있다. 열분해 반응기(1)의 바닥면 상면은 아랫쪽으로 오목한 오목(凹)구면 형상으로 되어 있다. 열분해 반응기(1)의 뚜껑(1a)에 원료 플라스틱의 공급관(5)과 열분해 가스의 배출관(6)이 접속되어 있다. 공급관(5)은 밸브(7)를 통하여 원료 호퍼(8)에 접속되어 있다. 배출관(6)은 탄화수소의 재차 분해를 행하는 도시를 생략한 촉매층을 지니는 부분에 접속되어 있다. 그리고, 열분해 가스는 열분해 반응기(1)에서 배출관(6)을 거쳐서 촉매층을 지니는 부분으로 보내지고, 여기서 촉매에 의하여 다시 분해된 뒤, 이에 계속하여 냉각, 응축부에 보내져서 응축되고, 여기서 경질의 기름으로서 회수된다.

열분해 반응기(1)의 뚜껑(1a)을 관통하여 중공상의 수직 회전축(9)이 배치되어 있다. 수직 회전축(9)과 뚜껑(1a)에 있어서 회전축(9)이 관통한 구멍의 주위와의 사이는 밀봉 장치에 의하여 밀봉되어 있다. 수직 회전축(9)의 하단부는 열분해 반응기(1)의 바닥부 근방에 위치하고 있다. 수직 회전축(9)의 상단부는 뚜껑(1a)보다도 위쪽에 위치하고 있고 기어(11)(12)를 통하여 구동 모터(13)에 연결되어 있다. 또, 수직 회전축(9)의 하단부에 복수개의 교반날개(14)가 고정상으로 설치되어 있다. 각 교반 날개(14)의 하부둘레는 열분해 반응기(1)의 바닥벽 상면의 형상에 맞추어서 대략 원호 상으로 되어 있다.

수직 회전축(9)안에 이물질 흡인관(15)이 배치되어 있다. 이물질 흡인관(15)의 상단부는 수직 회전축(9)의 상단보다 윗쪽으로 뻗어있고 도관(16)을 통하여 이물질 포집 용기(2)에 접속되어 있다. 이물질 흡인관(15)과 도관(16)과의 사이에 밸브(17)가 설치되어 있다. 그리고, 이물질 흡인관(15)과 도관(16)에 의하여 이물질 배출용 배관(23)이 구성되어 있다. 수직 회전축(9)의 상단과 이물질 흡인관(15)과의 사이는 밀봉장치(18)에 의하여 밀봉되어 있다. 또, 이물질 흡인관(15)의 하단은 수직회전축(9)의 하단과 거의 동일 높이의 위치에 있다.

이물질 포집 용기(2)에는 밸브(19)를 통하여 진공 펌프(20)(압력 조정 수단)가 접속되어 있다. 통상, 밸브(19)가 열림 상태로 됨과 동시에 밸브(17)이 닫힘 상태로 되고 다시 진공 펌프(20)가 운전됨으로써 도관(16)을 포함하여 이물질 포집 용기(2)안이 진공 상태로 되어져 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 산업폐기물등의 이물질을 혼입한 원료 플라스틱은 밸브(7)를 열림 상태로 함으로써, 원료 호퍼(8)에서 공급관(5)을 지나서 열분해 반응기(1)에 공급된다. 이 원료 플라스틱은 가열용 버너(3)의 연소열에 의하여 가열융해되어 융해액(21)으로 된다. 여기서, 반응을 촉진하기 위하여 수직 회전축(9)을 구동 모터(13)에 의하여 회전 시키고, 열분해 반응기(1) 안의 융해액(21)을 교반 날개(14)로 교반한다. 융해액(21)은 플라스틱의 종류에도 의거하지만 140℃이상으로 유지되면 열분해 반응을 일으켜서 열분해 가스가 발생한다. 발생한 가스는 탄소수 1-40의 탄화수소가스를 주성분으로 하는 것이고, 배출관(6)을 지나서 촉매층을 지니는 부분으로 보내지고, 여기서 다시 저탄소쇄의 탄화수소로 분해된 뒤 냉각 응축부로 이송되어 여기서 냉각되고 응축되어서 경질유로서 회수된다.

이와 같은 조작을 계속하면 융해액(21)중에 혼입되어 있던 금속 유리등의 이물질(22)은 열분해 반응기(1)안에 축적하게 된다. 그러면 금속, 유리등의 비중이 큰 물질(22)은 교반날개(14)의 하부둘레의 형상에 의한 응집 효과와 열분해 반응기(1)의 바닥면 상면의 형상에 의하여 열분해 반응기(1)의 바닥면의 중앙부에 집적하게 된다. 집적한 이물질(22)의 양이 많아지면 교반날개(14)의 손상이나 열분해 반응기(1)의 바닥부에 융해액(21)의 눌어붙음이란 문제가 생긴다. 이것을 방지하기 위하여 밸브(17) 과 밸브(19)를 열림 상태로 하고, 진공 펌프(20)를 운전하면 이물질 포집 용기(2)안이 진공 상태로 되고, 열분해 반응기(1)안의 융해액(21)은 이물질(22)과 함께 이물질 흡인관(15) 및 도관(16), 즉, 이물질 배출용 배관(23)을 거쳐 이물질 포집 용기(2) 안으로 흡인된다. 이리하여, 열분해 장치의 운전을 정지하는 일 없이 이물질(22)이 제거된다.

또,플라스틱을 열분해할 때에는 무기 탄소가 필연적으로 발생하고 융해액(21)중에 축적한다. 금속, 유리 등의 이물질(22)을 제거하는 것과는 별도로 융해액(21)의 흡인을 정기적으로, 혹은 수시로 행함으로써 무기 탄소의 열분해 반응기(1)안으로의 축적을 방지할 수 있다.

상기 제 1의 구체예에 있어서, 이물질 흡인 수단은 이물질 포집 용기내의 압력을 대기압 보다도 낮은 압력으로 조정하는 압력 조정 수단인 진공 펌프가 사용되고 있으나, 이에 한하는 것은 아니고, 압력 조정 수단으로서, 예컨대 최초로 이물질 포집 용기에 접속 되어 있는 반응계(系 )를 진공상태로 한뒤, 이물질 포집 용기를 냉각하고 진공 펌프로 배기하는데 상당하는 만큼의 가스를 응축시킨 반응계(系 )내를 일정 압력으로 유지하는 압력 조정 수단을 사용해도 된다.

다음에 제 1의 구체예의 장치를 이용하여 수행한 구체적 조작예에 대하여 도 2 내지 도 4를 참조로 하면서 설명한다. 또한, 도 2는 대표적인 플라스틱 융해액의 온도와 증기압과의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 3은 진공 펌프의 배기량과 흡인 상태를 나타내는 그래프이며, 도 4는 진공 펌프의 배기량과 흡인되는 이물질의 관계를 나타내는 그래프이다.

우선, 이물질 흡인관(15) 및 도관(16)의 입구 직경을 50 mm, 이물질 흡인관(15)의 입구(하단)에서 이물질 포집 용기(2)까지의 길이를 5m, 열분해 반응기(1)내의 플라스틱 융해액(21)의 액면과 이물질 포집 용기(2)와의 헤드차 3m, 이물질 포집 용기(2)의 용적 100리터, 진공 펌프(20)의 배기량 500리터/분, 열분해 반응기(1)내의 플라스틱 융해액(21)의 온도를 330℃ 로 각각 설정해두었다. 또, 밸브(19)를 열림 상태로 하는 동시에 밸브(17)을 닫힘 상태로 하고, 다시 진공 펌프(20)를 운전함으로써 도관(16)을 포함하여 이물질 포집 용기(2) 안을 진공 상태로 해두었다.

그리고, 밸브(17)을 열림 상태로 하면, 그 순간에 이물질 흡인관(15)의 상부에 모여 있는 증기는 흡인되고, 더우기 열분해 반응기(1)안이 대기압(760mmHg)으로 유지되어 있으므로, 열분해 반응기(1) 안과 이물질 포집 용기(2) 안과의 사이에 압력차가 생기고, 증기의 흡인에 이어서 흡인관(15) 안의 융해액(21)은 순간 증발을 일으키면서 흡인되어 도관(16)을 거쳐 이물질 포집 용기(2) 안으로 들어간다. 이때의 흡인 상태는 진공 펌프(2)의 배기량에 의존하고 500리터/분의 진공 펌프(20)를 이용하여 10리터의 융해액(21)을 흡인할 때 밸브(17)를 열림 상태로 한 순간에 융해액(21)은 순간 증발하고, 이물질 포집 용기(2) 안의 압력은 0mmHg에서 543mmHg까지 상승하고 융해액(21)은 증발잠열을 빼앗겨서 330℃ 에서 314℃ 까지 온도가 저하한다. 이때, 열분해 반응기(1)안과 이물질 포집 용기(2) 안과의 사이에는 압력 차가 존재하므로 이 압력 차에 의하여 융해액(21)은 이물질 흡인관(15)및 도관(16) 안으로 1.53m/초의 속도로 흡인되어서 이물질 포집 용기(2) 안으로 이동한다. 그리고, 증발전의 융해액(21)을 10리터 흡인하는데 13.5초가 소요된다.

이 상태에서 융해액(21)을 흡인한 경우, 제 4도에 나타낸 바와 같이 배기량 500리터/분의 진공 펌프(20)에서는 융해액(21)의 흡인 속도가 1.53m/초이므로, 이물질(22)로서 철구(鐵球 )를 예로 들면, 직경 8.3mm이하의 것이면 흡인이 가능해진다.

또, 도 2내지 도 4에서 명백한 바와 같이 융해액(21)의 상태나 사용하는 진공 펌프(20)의 배기량등 여러가지 조건을 변경함으로써 임의의 크기의 이물질(22)을 흡인제거 할 수 있다.

도 5는 본 발명에 의한 플라스틱의 열분해 장치의 제 2의 구체예를 도시한 것이다. 도 5에 있어서, 플라스틱 의 열분해 장치의 이물질 포집 용기(30)의 바닥부에 축적한 이물질을 외부로 배출하는 푸셔(31)가 설치되어 있다. 또, 이물질 포집 용기(30)안에는 당초의 회수된 열분해유가 유입되어 있다. 또, 이물질 포집 용기(30)안의 상부 공간에는 불활성 가스가 충전되어 있고 폭발의 위험성이 없어지게 된다. 불활성가스 대신에 배기가스등의 산소 함유량이 적은 가스가 충전되어 있어도 된다.

도관(16)에 있어서의 이물질 흡인관(15)측의 단부에, 도관(16)안에 구동 고속 유체를 분사하고, 이것에 의하여 열분해 반응기(1)안의 융해액을 이물질 흡인관(15)응 통하여 도관(16)안으로 흡인하는 이젝터(32)가 도관(16)내에 면하도록 설치되어 있다. 이젝터(32)에는 이물질 포집 용기(30)에서 뻗은 구동 유체 수송관(33)이 접속되어 있다. 구동 유체 수송관(33)의 도중에 밸브(34) 및 고압 펌프가 설치되어 있다. 또, 이젝터(32)의 노즐(32a) 보다도 하류측에는 이물질 포집 용기(30)에서 부터 뻗어 있고, 또한 이물질 포집 용기(30)안의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급관(36)이 접속되어 있다.불활성 가스 공급관(36)의 도중에는 불활성 가스와 함께 이물질 포집 용기(30)에서 나온 기름 증기를 분리하여 배출하는 기름 증기 배출관(37)이 분지상으로 설치되어 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 상기 제 1의구체예의 경우와 같이 산업 폐기물등의 이물질을 혼입한 페플라스틱은 열분해 반응기(1)안에서 가열용 버너(3)의 연소열에 의하여 가열 융해되어, 융해액(21)이 되고, 이 융해액(21)이 열분해 반응을 일으켜서 열분해 가스가 발생한다. 열분해 가스는 배출관(6)을 지나서 촉매층을 지니는 부분에 보내지고,여기서 다시 저탄소쇄의 탄화수소로 분해된 뒤 냉각 응축부로 보내지고, 여기서 냉각되어 응축되고 경질유로서 회수된다.

이와 같은 조작을 계속하면, 제 1의 구체예의 경우와 같이, 융해액(21)중에 혼인되어 있던 금속, 유리등의 비중이 큰 이물질(22)은 열분해 반응기(1)의 바닥벽의 중앙부에 집적하게 된다. 그래서, 양밸브(17)(34)를 열림 상태로 함과 동시에 고압 펌프(35)를 운전시킨다. 그러면, 이물질 포집 용기(30)안의 열분해유가 이젝터(32)의 노즐(32a)에서 도관(16)을 향해 고속으로 분사되고 먼저, 이물질 포집 용기(2)안의 불활성 가스가 흡인되어서 열분해유와 혼합된다. 그리고, 이 열분해유와 불활성 가스와의 기체 액체 혼합상 유체가 구동 고속 유체로 되어 도관(16)내로 분사되고, 열분해 반응기(1)안의 이물질(22)이 혼입된 융해액(21)이 이물질 흡인관(15)에 의하여 흡인되고 도관(16)을 지나서 이물질 포집 용기(30)로 보내진다. 이물질 포집 용기(30)안에 보내진 이물질(22)은 그 바닥부에 모이고, 푸셔(31)에 의하여 용기(30) 밖으로 배출된다. 이리하여, 열분해 장치의 운전을 정지하는 일없이 이물질(22)이 제거된다. 또, 융해액(21)이 이물질 포집 용기(30)인으로 보내짐으로써 이물질 포집 용기(30)안의 열분해유에 융해액(21)이 혼입하고, 그후의 이물질 제거에는 구동 고속 유체로서 이 혼합액체가 이젝터(32)의 노즐(32a)에서 분사된다.

또, 플라스틱을 열분해할 때에 발생하는 무기탄소는 제 1의 구체예의 경우와 같이 이물질(22)을 제거하는 것과는 별도로 융해액(21)의 흡인을 정기적으로 혹은 수시로 행함으로써 제거된다.

제 2의 구체예의 장치를 사용한 방법에서는 이젝터의 구동 유체가 흡인한 폐플라스틱의 융해액과 회수한 열분해유를 혼합한 혼합 액체이므로 별개로 구동 고속 유체를 준비할 필요가 없어진다.

또, 구동 고속 유체가 액체와, 이 액체를 이젝터의 노즐에서 분사함으로써 노즐 근방에서 흡인된 기체와의 기체 액체 혼합상 유체이면, 열분해 반응기(1)내에서 흡인한 이물질이 혼입되어 있는 융해액을 수송하는 이물질 배출용 배관은 막히기 어려운 동시에 이 관내에서 공동 현상이 발생하기 어렵게 된다.

도 6은 본 발명에 의한 플라스틱의 열분해 장치의 제 3구체예를 도시한 것이다.

도 6에 있어서, 플라스틱 열분해 장치의 열분해 가스의 배출관(6)은, 탄화수소의 재차 분해를 수행하는 촉매층을 지니는 통(40)에 접속되어 있다. 촉매층을 지니는 통(40)은 도관(41)을 통하여 열교환기(42)를 갖춘 냉각 응축조(43)에 접속되어 있다. 냉각 응축조(43)에 배기 가스관(44)이 접속되고,배기 송풍기(45)에 의하여 응축하지 않았던 저탄소수 탄화수소를 주성분으로 하는 가스가 도시를 생략한 배기가스 처리 설비로 보내지게 되어 있다. 또, 냉각 응축조(43)의 아래쪽에 연속해서 회수된 열분해유를 모으는 기름 탱크(46)가 설치되어 있다.

도관(16)의 도중에 밸브(47)가 설치되어 있고, 이 밸브(47)와, 이물질 흡인관(15)과 도관(16)사이의 밸브(17)와의 사이에 기름 탱크(46)에서 부터 뻗은 유송관(48)(도관)이 접속되어 있다. 유송관(48)에는 밸브(49)와, 기름 탱크(46)에서부터 열분해유를 도관(16)에 압송하는 펌프(50)가 설치되어 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 상기 제 1 의 구체예의 경우와 같이 산업 페기물등의 이물질을 혼입한 폐플라스틱은 열분해 반응기(1)안에서 가열용 버너(3)의 연소열에 의하여 가열 융해되어 융해액(21)이 되고, 이 융해액(21)이 열분해 반응을 일으켜서 열분해 가스가 발생한다. 열분해 가스는 배출관(6)을 통하여 촉매 충전층을 지니는 통(40)에 보내지고, 여기서 다시 저탄소수의 탄화수소로 분해된다. 저탄소수의 탄화수소로 분해된 가스는 도관(41)을 지나서 냉각 응축조(43)에 보내지고, 열 교환기(42) 안을 흐르는 냉각수에 의하여 냉각되어 응축하고, 경질의 열분해유로서 회수된다. 이 열분해유는 기름 탱크(46)에 모아진다. 냉각 응축조(43)중에서 응축하지 않은 저탄소수 탄화수소를 주성분으로 하는 가스는 배기 송풍기(45)에 의하여 배기 가스관(44)을 거쳐, 도시를 생략한 배기가스 처리 설비로 보내지고, 여기서 처리된다. 또, 기름 탱크(46)내의 열분해유는 그 출구에 설치된 밸브(46a)를 열림 상태로 함으로써 기름 탱크(46)에서 부터 송출되어서 적당한 용도로 사용된다.

이와 같은 조작을 계속하면 제 1의 구체예의 경우와 같이, 융해액(21)중에 혼입하고 있던 금속, 유리등의 비중이 큰 이물질(22)은 열분해 반응기(1)의 바닥벽의 중앙부에 집적하게 된다. 그러면, 밸브(17)과 밸브(49)를 닫힘 상태로 함과 동시에 밸브(47)과 밸브(19)를 열림 상태로 하여 진공 펌프(20)를 운전하고, 이어서 밸브(17)을 열림 상태로 하면, 이물질 포집 용기(2) 안이 진공 상태로 되고, 열분해 반응기(1) 안의 융해액(21)은 이물질(22)과 함께 이물질 흡인관(15) 및 도관(16), 즉 이물질 배출용 배관(23)을 거쳐서 이물질 포집 용기(2) 안으로 흡인된다.

이리하여 열분해 장치의 운전을 정지하는 일 없이 이물질(22)이 제거된다. 그리고, 일정량의 융해액(21)을 흡인한 뒤 밸브(17)를 닫힘 상태로 하여 밸브(17)과 밸브(47)과의 사이의 부분에 잔류하고 있는 융해액(21)을 흡인하고, 밸브(47)과 밸브(19)를 닫힘 상태로 하여 진공 펌프(20)의 운전을 정지하면, 이물질 제거 조작이 종료된다. 운전시의 진공 펌프(20)의 배기는 도 6 에 파선으로 나타내는 배관(51)을 통하여 배기 가스관(44)으로 보내진다.

또, 플라스틱을 열분해할 때에 발생하는 무기탄소는 제 1구체예의 경우와 같이, 이물질(22)을 제거하는 것과는 별도로 융해액(21)의 흡인을 정기적으로 혹은 수시로 행함으로써 제거된다.

상술한 바와 같이 이물질 제거 조작의 종료후 이물질 흡인관(15)의 상부와 도관(16)중에는 융해액(21)의 일부가 잔류하여, 이 상태에서는 운전을 계속하고 있는 중에 잔류 융해액(210이 냉각고화한다. 이물질 제거 조작을 행하는 간격이 단시간인 경우에는 이와 같은 잔류 융해액(21)의 냉각고화는 일어나지 않은나, 상기 간격이 장시간으로 될 경우에는 잔류 융해액(21)의 냉각고화는 회피할 수 없다. 그리고, 냉각고화하는 융해액(21)은 긴 탄소쇄를 갖는 탄화 수소가 주성분으로 되어 있으므로 이물질 흡인관(15) 및 도관(16)의 내부 주위면에 부착하면 이물질 흡인관(15) 및 도관(16)의 내부 횡단면적을 감소시킨다. 이물질 제거 조작의 횟수가 적을 경우에는 이물질 흡인관(15) 및 도관(16)의 내부 횡단면적을 감소시키는 정도이고, 다음의 이물질 제거 조작을 수많이 반복하여 행하면 이물질 흡인관(15) 및 도관(16)의 만곡부나 밸브(17)(47)부근등에 있어서 응고물이 성장하고, 마침내는 이물질 흡인관(15) 및 도관(16)이 폐쇄되어 흡인 불가능하게 되는 일이 있다.

그래서, 이물질 제거 조작 종료후, 밸브(49)를 열림 상태로 하고 펌프(50)로 압력을 걸면서 기름 탱크(46)안의 열분해유를 유송관(48)을 통하여 도관(16)내로 전송한다. 도관(16)은 융해액(21)의 잔여열에 의하여 온도가 내려가지 않기 때문에 전송된 열분해유의 일부가 증발하여 도관(16)안이 가압 상태로 됨과 동시에 긴 탄소쇄의 탄화수소를 주성분으로 하는 잔류 융해액(21)이 열분해유중에 용해된다. 이 상태로 밸브(17)을 열림 상태로 하면 기체 액체 혼합 상태로 되어 흡인관(15)중으로 분출하고, 흡인관(15) 상부에 체류하고 있던 잔류 융해액(21)을 열분해 반응기(1)안으로 반송함과 동시에 흡인관(15) 내부 주위면의 부착 융해액(21)을 용해, 세정하여 열분해 반응기(1)안으로 반송한다. 일정시간 경과후, 밸브(49) 및 밸브(17)의 순서로 닫힘 상태로 하고, 펌프(50)의 운전을 정지시키면 흡인관(15) 및 흡인관(15)에서 밸브(47)까지의 도관(16) 내부는 깨끗히 세정되고, 다음의 이물질 제거 조작에 전혀 지장이 없는 상태로 된다. 열분해 반응기(1)로 반송된 열분해유는 반응기(1)안에서 재차 증발하고 냉각 응축조(43)에서 기름으로서 회수되므로 소비되는 일은 없다. 또한, 밸브(47)와 이물질 포집 용기(2)와의 사이의 도관(16) 내부를 세정할 필요가 있을 경우에는, 밸브(17)가 닫힘 상태에 있을 때에 밸브(49)와 밸브(47)을 열림 상태로 하면 이 배관계는 진공 상태에 있으므로 상술한 경우와 같이 기체 혼합 상태에서 세정이 행하여진다.

상기에 있어서, 세정에 사용되는 기름 탱크(46)안의 열분해유는 본래 융해액(21)의 탄소쇄가 절단되어서 생성한 것이므로 부착 응고한 융해액(21)을 극히 쉽게 용해할 수 있고, 더우기 부착 응고한 융해액(21)에 대한 비율이 어떠한 것이든간에 이의 용해가 가능해진다.

구체적으로 본 발명의 장치의 효과를 확인하기 위하여 원료 플라스틱으로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리스티렌을 사용하여 상술한 바와 같은 조작을 수행하였는 바, 어느 경우도 흡인관(15) 및 도관(16)의 폐쇄는 확인되지 않았다.

제 3의 구체예의 장치에 의하면, 융해액 및 이물질의 흡인을 정지한 뒤 이물질 배출용 배관에 부착 잔류한 융해액이 냉각, 응고하면 배관이 폐쇄될 염려가 있으나 열분해유를 저장하고 있는 기름 탱크에서 도관을 통하여 이물질 배출용 배관내에 열분해유를 보내줌으로써 이 열분해유의 작용에 의하여 응고하고 있던 융해액이 용해된다. 또, 정기적으로 기름 탱크에서 이물질 배출용 배관내에 열분해유를 보내줌으로써 이 열분해유의 작용에 의하여 응고하고 있던 융해액이 용해됨으로써 이물질 배출용 배관의폐쇄를 방지 할 수 있다. 더우기, 이것에 이용한 열분해유는 재차 회수되므로 낭비가 없다.

도 7 내지 도 9는 본 발명에 의한 플라스틱의 열분해 잔치의 제 4의 구체예를 도시한 것이다.

도 7및 도 8에 있어서, 중공상(中空狀 )의 수직 회전축(9)은 상부 구성부재(9a)와, 상부 구성부재(9a)의 하단에 플랜지 이음매(60)를 통하여 접속된 횡단면 원형의 하부 구성 부재(9b)로 이루어진다. 수직 회전축(9)의 상부 구성 부재(9a)와, 뚜껑(1a)에 있어서 회전축(9)이 관통한 구멍의 주위와의 사이는 밀봉장치(10)에 의해 밀봉되어 있다. 수직 회전축(9)의 하부 구성 부재(9b)의 하단부는 열분해 반응기(1)의 바닥부 근방에 위치하고 있다.

수직 회전축(9)의 하부 구성 부재(9b)의 둘레벽의 하단부에 있어서 수직 회전축(9)의 회전 중심에 대해 대칭이 되는 위치에 직경 방향의 바깥쪽으로 돌출하고, 또한 직경 방향의 바깥쪽으로 향해서 수직 회전축(9)의 회전 방향 전방으로 만곡한 2개의 교반날개(61)가 고정상으로 설치되어 있다. 각 교반날개(61)의 회전 방향 후방의 면과, 수직 회전축(9)의 하부 구성 부재(9b)의 둘레벽에 걸치도록 리브(61a)가 설치되어 있다. 각 교반 날개(61)는 평면에서 볼때 수직 회전축(9)의 외주면과의 연접부를 정점으로 하는 포물선에 근사한 형상이다. 도 9 에 도시한 것처럼 수직 회전축(9)의 회전 중심(0)과 교반날개(61)의 길이 방향으로 간격을 둔 복수개의 각점(P1)-(P5)를 잇는 선(X1)-(X5)와, 교반날개(61)의 상기 각점(P1)-(P5)에 있어서의 접선(Y1)-(Y5)가 이루는 각도 (θ1)-(θ5)는 각기 25-30도의 범위내로 되어 있는 것이 바람직하다. 또, 수직 회전축(9)의 하부 구성 부재(9b)의 둘레벽의 하단부에 있어서의 각 교반날개(61)의 기저단부보다도 회전 방향 전방의 위치에 이물질 통과 부인 절단부(62)가 형성되어 있다.

수직 회전축(9)의 하부 구성 부재(9b)의 둘레벽에 있어서 포물선상의 교반날개(61)보다도 약간 윗쪽 위치에, 직경 방향의 바깥쪽으로 돌출한 평면에서 볼 때 직선상인 2개의 교반날개(63)가 고정상으로 설치되어 있다. 이들 교반날개(63)는 평면에서 볼 때 일직선상에 위치하고 있다. 평면에서 볼 때, 양쪽 포물선상 교반날개(61)의 선단부끼리를 잇는 직선과, 각 직선상 교반 날개(63)와는 대략 직각을 이루고 있다. 또, 각 교반날개(63)의 회전 방향 후방의 면과 수직 회전축(9)의 하부 구성 부재(9b)의 둘레벽에 걸치도록 리브(63a)가 설치되어 있다.

수직 회전축(9)내에 배치되어 있는 이물질 흡인관(15)의 하단은 수직 회전축(9)의 하부 구성 부재(9b) 둘레벽의 절단부(62)보다도 약간 윗쪽에 위치하고 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 산업 폐기물등의 이물질을 혼입한 원료인 폐플라스틱은 밸브(7)를 열림 상태로 함으로써 원료 호퍼(8)에서 공급관(5)을 통해 열분해 반응기(1)에 공급된다. 이 원료 플라스틱은 가열용 버너(3)의 연소열에 의해 가열 융해되어 융해액(21)으로 된다. 여기서, 플라스틱 융해액(21)의 온도 분포를 균일하게 하여 반응을 촉진하기 위해 수직 회전축(9)을 구동모터(13)에 의해 제 8도 및 제 9도에 화살표로 나타낸 방향으로 회전시켜, 열분해 반응기(1)내의 융해액(21)을 교반날개(61)(63)로 교반한다. 그러면, 융해액(21)은 열분해 반응을 일으켜서 열분해가스가 발생하고, 발생한 가스는 배출관(6)을 지나 촉매층을 지니는 부분으로 보내지고, 여기서 재차 저탄소쇄의 탄화수소로 분해된 후 냉각 응축부로 전달되고, 여기서 냉각되고 응축되어서 경질유로서 회수된다.

이와 같은 조작을 계속하면, 융해액(21)중에 혼입되어 있던 금속, 유리 등의 비중이 큰 이물질(22)은 침강하고, 열분해 반응기(1)의 바닥부에 모인다. 이들 이물질(22)은 포물선상 교반날개(61)의 작용으로 인해, 원심력에 의해 분산되는 일 없이 열분해 반응기(1)의 바닥부의 중앙부, 즉 수직 회전축(9)근방에 모여진다.

그래서, 밸브(17)과 밸브(19)를 열림 상태로 하여, 진공 펌프(20)를 운전하면 이물질 포집 용기(2)내가 진공 상태로 되고, 열분해 반응기(1)내의 이물질(22)은 플라스틱 융해액(21)과 함께 수직 회전축(9)의 하부 구성 부재(9b)의 절단부(62)를 지나 수직 회전축(9)내에 들어가고, 다시 이물질 흡인관(15)및 도관(16), 즉 이물질 배출용 배관(23)을 거쳐 이물질 포집 용기(2)내에 흡입된다. 절단부(62)가 수직 회전축(9)의 하부 구성 부재(9b)의 둘레벽의 하단부에 있어서 각 교반날개(61)의 기저단부 보다도 회전 방향 전방 위치에 형성되어 있으므로, 교반날개(61)에 의해 수직 회전축(9) 근방에 모여진 이물질(22)의 수직 회전축(9)내로의 침입이 원활하게 이루어진다. 이렇게 해서, 열분해 장치의 운전을 정지 하는일없이, 이물질(22)이 제거된다.

상기 제 4의 구체예에 있어서, 포물선상 교반날개(61)가 존재하지 않고, 직선상 교반날개(63)만이 존재한다면 침강한 이물질은 원심력에 의해 분산된다.

상기 제 4의 구체예에 있어서, 아래쪽의 만곡된 교반날개(61)는 평면에서 볼 때 포물선상 이지만, 평면에서 볼 때 수직 회전축의 둘레벽 외주면측을 기점으로 하고, 또한 선단을 향해 서서히 곡률이 작아지게끔 변화하는 곡선 형상이지만, 그 형상은 한정되지 않는다. 또, 상기 제 4의구체예에 있어서는 만곡한 교반날개외에 직선상 교반날개가 수직 회전축에 고정상으로 설치되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 포물선상 교반날개만이 고정상으로 설치되어 있어도 된다. 또, 상기 제 4의 구체예에 있어서, 흡인 수단은 진공 펌프이지만 이것에 한정되는 것은 아니며, 이젝터나 분사류 펌프로 이루어진 흡인 수단이 사용되어도 된다. 또한, 상기 제 4의 구체예에 있어서, 이물질 통과부는 수직 회전축의 둘레벽 하단에 형성된 절단부이지만, 이것에 한정된 것은 아니다.

제 4 의 구체예의 장치에 의하면, 수직 회전축을 회전시켰을 때의 교반날개의 작용에 의해 플라스틱 융해액중에 혼입되어 있는 이물질은 원심력에 의해 분산되는 일 없이 열분해 반응기내에 있어서의 수직 회전축 근방에 모여진다. 그리고, 이물질이 수직 회전축 근방에 모여진 상태에서, 흡인 수단에 의해 이물질 흡인관을 통해 열분해 반응기내의 플라스틱 융해액과 함께 이물질을 흡인 제거할 수 있다. 더구나, 교반날개의 작용에 의해 플라스틱 융해액중에 혼입하고 있는 이물질이 원심력에 의해 분산되는 일 없이 열분해 반응기 내에 있어서의 수직 회전축 근방에 모여지므로 이물질 제거 효율이 향상된다. 또한, 수직 회전축을 회전시켰을 때 교반날개의 작용에 의해 플라스틱 융해액의 온도 분포가 균일해지므로, 열분해의 효율이 향상된다.

도 10은 본 발명에 의한 플라스틱의 열분해 장치의 제 5의 구체예를 나타낸다.

도 10에 있어서, 플라스틱 열분해 장치는 내부에서 폴리염화비닐을 함유한 폐플라스틱을 융해시킴과 동시에 열분해시키는 열분해 반응기(70)와, 열분해 반응기(70)의 후류(後流 )측에 배치되며 또한 열분해 반응기(70)에서 발생한 열분해 가스를 냉각해서 응축시켜 등유(열분해유)를 얻는 제 1의 콘덴서(71)와 제 1 콘덴서(71)의 후류측에 배치되며 또한 제 1콘덴서(71)에서 응축하지 않은 열분해가스를 냉각해서 응축시켜 가솔린(열분해유)을 얻는 제 2콘덴서(72)와 제 2 콘덴서(72)의 후류측에 배치되며, 또한 양 콘덴서(71)(72)에 있어서 응축하지 않은 가연성의 열분해가스를 연소시키는 가스연소로(73)를 구비하고 있다. 제 1콘덴서(71)에서 회수된 등유는 등유 탱크(74)에 저장된다. 제2콘덴서(72)에서 회수된 가솔린은 가솔린 탱크(75)에 저장된다.

열분해 반응기(70)는 회수유 탱크(76)내에 들어 있는 열분해유를 원료로 하는 가열용 버너(77)를 갖는 노(78)내에 배치되어 있다. 열분해 반응기(70)의 바닥벽 상면은 아래쪽으로 오목한 오목구면상으로 되어 있다. 열분해 반응기(70)의 상부벽(70a)에 개폐자재인 폐플라스틱의 공급구(79)가 설치되어 있고, 이 공급구(79)를 통해 폐플라스틱 수조(80)에서 컨베이어(81)에 의해 반송되어 온 폐플라스틱이 열분해 반응기(70)내에 공급되도록 되어 있다. 또, 열분해 반응기(70)의 상부벽(70a)에 열분해 가스의 배출관(82)이 설치되어 있고, 이 배출관(82)의 선단이 제 1콘덴서(71)에 접속되어 있다.

배출관(82)도중에, 열분해 반응기(70)에서 발생한 열분해 가스를 저비점 성분으로 성분을 개질하는 개질 장치(83)가 설치되어 있다. 개질 장치(83)는 열분해 반응기(70)를 가열한 가열용 버너(77)의 연소 배기가스에 의해 가열되도록 되어 있다. 그리고, 개질 장치(83)를 가열하는 가열용 버너(77)의 연소 배기가스는 대기중에 방출되게끔 되어 있다.

배출관(82) 도중이며 또한 개질 장치(83)의 후류측에, 개질 장치(83)에서 충분히 개질이 행해지지 않은 고비점 성분을 포집하는 중질유 포집 장치(84)가 설치되어 있다. 중질유 포집 장치(84)에서 포집된 중질유는 열분해 반응기(70)로 반송되게끔 되어 있다.

배출관(82)의 도중이며 또한 중질유 포집 장치(84)의 후류측에, 배출관(82)내에 탈염제를 공급하는 탈염제 공급 장치(85)가 설치되어 있다.

배출관(82) 도중이며 또한 탈염제 공급장치(85)의 후류측에, HCI 가스를 탈염제와 반응시키는 탈염탑(86)이 설치되어 있다. 탈염탑(86)내에는 하행관(87)이 배치되어 있다. 또, 탈염탑(86)내에는 하행관(87)이 배치되어 있다. 또, 탈염탑(86)의 아래쪽에는 HCI가스와 탈염제의 반응 결과 생성한 고형의 염화물을 탈염탑(86)의 탑바닥부에서 연속적으로 배출하는 스크류 컨베이어(88)가 배치되어 있다.

제 2콘덴서(72)의 후류측이며 또한 가스연소로(73)의 전류(前流 )측의 부분에 있어서, 열분해 가스의 역류를 방지하여 역화(逆火 )의 발생을 방지하는 수봉장치(89)가 설치되어 있다.

열분해 반응기(70)의 상부벽(70a)을 관통하여 중공상의 수직 회전축(90)이 배치되어 있다. 수직 회전축(90)의 하단은 열분해 반응기(70)의 바닥부의 근방에 위치하고 있다. 수직 회전축(90)의 상단부는 상부벽(70a)보다도 윗쪽에 위치하고 있으며, 도시를 생략한 감속 장치를 통해 구동 모터에 연결되어 있다. 또, 수직 회전축(90)의 하단부에는 복수개의 교반날개(91)가 고정상으로 설치되어 있다. 각 교반날개(91)의 아래 가장 자리는 열분해 반응기(70)의 바닥벽 상면의 형상에 맞추어서 대략 원호상으로 되어 있다.

수직 회전축(90)내에 수직상의 이물질 흡인관(92)이 배치되어 있다. 이물질 흡인관(92)의 상단은 수직 회전축(90)의 상단보다도 있쪽으로 뻗어 있고, 도관(93)에 의해 이물질 포집 용기(94)에 접속되어 있다.그리고, 이물질 흡인관(92)과 도관(93)에 의해 이물질 배출용 배관(102)이 구성되어 있다. 이물질 포집용기(94)의 상부벽(94a)에는 한쪽 말단이 배출관(82)에 있어서의 제 2콘덴서(72)와 수봉 장치(89)의 사이의 부분에 접속된 도관(95)의 다른족 말단이 접속 되어 있다.도관(95)의 도중에 열분해 반응기(70)내에서 이물질 혼입 융해액을 이물질 포집 용기(94)내에 흡인하는 진공 펌프(96)가 설치되어 있다. 도관(95)에 있어서 이물질 포집 용기(94)와 진공 펌프(96)와의 사이의 부분에, 진공 펌프(96)에 의해 열분해 반응기(70)에서 흡인되어 오는 이물질 혼입 융해액에 혼입되어 있던 열분해 가스를 냉각하여 응축시키는 콘덴서(97)가 설치되어 있다. 콘덴서(97)에 의해 회수된 열분해유는 탱크(98)에 모여지게끔 되어 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 폐플라스틱 수조(80)내에 들어 있는 이물질이 혼입하고 또한 폴리염화비닐을 함유한 폐플라스틱은 컨베이어(81)에 의해 반송되어 공급구(79)에서 열분해 반응기(70)내로 공급된다. 그리고, 소정량의 폐플라스틱이 열분해 반응기(70)내에 공급되면, 공급구(79)는 닫힌다. 이 폐플라스틱은 가열용 버너(77)의 연소 배기가스에 의해 가열,융해되어, 융해액으로 된다. 융해액은 소정온도 이상으로 유지되면 열분해 반응을 일으켜 열분해 가스가 발생한다. 여기서, 반응을 촉진하기 위해, 도시를 생략한 구동 모터에 의해 수직 회전축(90)을 회전시켜 열분해 반응기(70)내의 융해액을 교반날개(91)로 교반한다. 발생하는 열분해 가스는 배출관(82)을 지나 개질 장치(83)로 보내지고, 열분해 반응기(70)를 가열하는 가열용 버너(77)의 연소 배기 가스에 의해 가열됨으로써 저비점성분으로 개질된다.

저비점성분으로 개질된 열분해 가스는 배출관(82)을 지나 제 1 콘덴서(71)로 보내진다. 그리고, 개질 장치(83)에서 충분히 개질이 이루어지지 않은 열분해 가스의 고비점성분은 중질유 포집 장치(84)에 있어서 중질유로서 포집된다. 중질유 포집 장치(84)로 포집된 중질유는 열분해 반응기(70)로 반송되어 다시 열분해에 첨가된다.

중질유 포집 장치(84)를 통과한 열분해 가스에, 탈염제 공급장치(85)로부터 탈염제로서 Ca(OH)₂등이 투입된다. 탈염제를 포함하는 열분해 가스는 탈염탑(86)으로 보내지고, 그 내부의 하행관(87)을 통해 아래로 이동한다. 하행관(87)내에 있어서, 열분해 가스중의 HCI 가스는 탈염제와 병행류로서 아래로 이동하고, 그 동안에 반응하여 고체의 염화물(CaCI₂)로 되어 자연침강해서 탑 바닥부에 퇴적된다. 이 퇴적물은 스크류 컨베이어(88)로 탑바닥부에서 연속적으로 배출된다.

탈염탑(86)내의 온도는 중질유 포집 장치(84)의 온도와 동등하거나 약간 높게 하고, 탈염탑(86)내에서는 열분해 가스가 응축하지 않도록 해둔다.그리고, 중질유 포집 장치(84)의 온도는 수득하고자 하는 회수유의 성질에 따라 변동한다. 탈염탑(86)내의 온도는 120 -300℃ 의 범위내가 좋다. 상기 온도 범위의 하한 온도인 120℃ 는 HCI 가스와 물의 공비점이상이며, 또한 HCI 가스와 Ca(OH)₂와의 반응 생성물(CaCI₂)이, 열분해 가스중의 수분 20%로도 조해(潮解 )하지 않는 온도로서 설정된 값이며, 또한 상온 온도인 300℃는 중질유 포집 장치(84)의 온도를 이 이상으로 하면 왁스상의 회수유가 많아지는 것을 해서 설정된 값이다.

탈염탑(86)의 탑 정상부에서 나온 열분해 가스의 저비점 성분은 먼저 제 1콘덴서(71)로 냉각되고, 응축되며, 이것에 의해 등유가 회수된다. 회수된 등유는 등유 탱크(74)에 저장된다. 제 1콘덴서(71)에 있어서, 응축하지 않고 통과해 온 열 분해 가스의 저비점 성분은 제 2 콘덴서(72)로 보내지고, 여기서 냉각되고, 응축되며, 이것에 의해 가솔린이 회수된다. 회수된 가솔린은 가솔린 탱크(75)에 저장된다.

제 2 콘덴서(72)에 있어서 응축하지 않은 열분해 가스는 수봉장치(89)를 거쳐 가스연소로(73)로 보내지고, 여기서 연소된다.

이와 같은 조작을 계속하면 폐플라스틱중에 혼입되어 있던 금속, 유리등의 이물질은 폐플라스틱이 융해함으로써 열분해 반응기(70)내에 축적된다. 그러면, 금속, 유리등의 비중이 큰 이물질은 교반날개(91)의 형상에 의한 응집 효과와 열분해 반응기(70)의 바닥벽 상면의 형상에 의해 열분해 반응기(70)의 바닥벽 중앙부에 집적하게 된다.집적된 이물질의 양이 많아지면, 교반날개(91)의 손상이나 열분해 반응기(70)의 바닥부에서의 융해액이 눌어 붙는다고 하는 따위의 문제가 생긴다. 이 것을 방지하기 위해, 진공 펌프(96)를 작동시킨다. 그러면, 이물질 포집 용기(94)내가 진공 상태로 되어, 열분해 반응기(70)내의 융해액이 이물질과 함께 이물질 흡수관(92) 및 도관(93), 즉 이물질 배출용 배관(102)을 거쳐 이물질 포집 용기(94)내에 흡인된다. 이렇게 해서, 유화시스템의 운전을 전지하는 일 없이 이물질이 제거 된다.

융해액이 이물질 포집 용기(94)내에 흡인되면 열분해 반응기(70)내가 부압으로 된다. 열분해 반응기(70)내가 부압으로 되었을 경우에는 열분해 반응기(70)내에 불활성 가스가 전송되어 압력이 조정되도록 하지만, 그래도 시스템내가 부압이 되는 것은 피할 수 없으며, 열분해 반응기(70)내에서 송출되고 있는 열분해 가스의 역류는 방지되고, 확실하게 가스 연소로(73)에 보내져서 여기서 연소된다. 따라서, 역화의 발생도 방지된다.

상기 제 5의 구체예에 있어서는 열분해 가스를 냉각하여 응축시키는 콘덴서가 2개 설치되어 있지만, 이와 같은 콘덴서의 수는 이것에 한정되는 것은 아니다. 또, 상기 5의 구체예에 있어서는 응축하지 않은 열분해 가스가 가스연소로(73)에 의해 연소되도록 되어 있지만, 이것 대신에 열분해 가스를 회수 장치로 회수하게끔 해도 된다.

도 11 은 상기 제 5의 구체예에 있어서의 탈염탑의 변형예를 나타낸다. 도 11에 있어서 탈염탑(99)의 내부에 탈염제의 탑(99)내 체류 시간을 길게 하고, 탈염제의 이용율을 높일 목적으로 복수개의 경사판(100)이 엇갈린 모양으로 배치되고, 탑 정상부에서 전송된 탈염제가 복수개의 경사판(100)상을 S자 모양으로 아래로 이동하는 사이에 탑정상부에서 전송된 열분해 가스중의 HCI가스와 반응한다.

본 발명의 제 1의 플라스틱의 열분해 장치에 의하면 이물질 흡인수단에 의하여 열분해 반응기내의 플라스틱 융해액 및 그중에 혼입되어 있는 이물질은 이물질 배출용 배관을 통해서 이물질 포집 용기내로 흡인되므로 장치의 가동중에 이물질을 제거할 수 있다. 따라서, 장치를 정지시켜 상온 부근까지 냉각할 필요가 없어지고 이물질 제거시의 에너지 손실이 감소하여 열 분해에 소요되는 연료 소비율이 향상한다.

본 발명의 제 2의 열분해 장치에 의하면, 상기 제 1의 장치의 경우와 같이 이물질 제거시의 에너지 손실이 감소하여 열분해에 소요되는 연료 소비율이 향상한다. 또, 열분해 반응기의 후류측에 배치되고 또 열분해 반응기에서 발생한 HCI 가스를 함유하는 열분해 가스중에 탈염제를 공급하는 수단에 의하여 탈염제를 공급하면, 탈염탑에 있어서 열분해 가스에서 제거 되므로 HCI 가스에 의한 장치의 부식이나 회수된 열분해유 중으로의 HCI 가스의 혼입이 방지된다.

본 발명의 플라스틱의 열분해 유화방법에 의하면 HCI 가스에 의한 장치의 부식이나 회수된 열분해유중으로의 HCI 가스의 혼입이 방지된다.

Claims (5)

1. 폴리염화비닐을 함유한 플라스틱을 용해함과 동시에 열분해시켜, 발생한 열분해 가스를 냉각하고, 응축시켜서 열분해유로서 회수하는 플라스틱의 열분해 장치에 있어서, 내부에서 폴리염화비닐을 함유한 프라스틱을 융해시킴과 동시에 열분해시키는 열분해 반응기와, 한쪽 말단이 열분해 반응기내의 플라스틱 융해액중으로 열려진 이물질 배출용 배관과, 이물질 배출용 배관의 다른 쪽 말단이 접속되어 있는 이물질 포집 용기와, 이물질 배출용 배관을 통해 열분해 반응기내의 이물질을 플라스틱 융해액과 함께 이물질 포집 용기로 흡인하는 흡인 수단과, 열분해 반응기의 후류측에 배치되며 또한 열분해 반응기에서 발생한 HCI 가스를 포함하는 열분해 가스중에 탈염제를 공급하는 수단과, 이 수단의 후류측에 배치되며, 또한 열분해 가스중의 HCI 가스를 탈염제와 반응시키는 탈염탑과, 탈염탑의 후류측에 배치되며 또한 열분해 가스를 냉각하고 응축시켜서 열분해유를 얻는 콘덴서를 구비하고 있는 플라스틱의 열분해 반응 장치.
2. 제 1 항의 플라스틱 열분해 장치를 이용한 폴리염화비닐을 함유한 플라스틱의 열분해유화에 있어서, 열분해에 수반하여 발생한 HCl 가스를 탈염제와의 반응에 의해 고체의 염화물로 만들고, 이것을 열분해 가스로부터 제거한 다음, 열분해 가스 의 응축생성유를 회수하는 것을 특징으로 하는 플라스틱의 열분해 유화방법.
3. 제 2 항에 있어서, HCI 가스를 탈염제와 반응시키는 탈염탑에 있어서, 탑정상부에서부터 탑바닥부를 향해 열분해 가스와 탈염제를 병행류로 하여 반응시키고, 생성되는 고형의 염화물을 탑바닥부에 퇴적시키며, 열분해 가스를 탑정상부로부터 배출시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱의 열분해 유화방법.
4. 제 3 항에 있어서, 탈염탑의 탑바닥부에 퇴적한 염화물을 탈염탑으로부터 연속적으로 배출시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱의 열분해 유화 방법.
5. 제 2 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 열분해 가스중의 중질유를 포집한 다음이며 또한 응축생성유를 회수하기 전에, 열분해 가스의 탈염처리를 수행하며, 이 처리온도가 120℃ 내지 300℃ 의 범위인 것을 특징으로 하는 플라스틱의 열분해 유화방법.

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