KR100245040B1 - 합성수지류의 처리방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스틱을 포함하는 합성수지류를 로의 연료나 환원제로서 사용할 때의 합성수지류의 처리방법 및 그 장치에 관한 것으로서,

합성수지류의 처리방법은 합성수지류를 로내에 공급하기에 적합한 형상으로 가공하고, 해당 가공된 합성수지류를 연료 또는 환원제로서 로내에 공급하는 것으로 이루어지고, 해당 합성수지류의 가공은 합성수지류를 가열하여 열분해에 의해 탈염소하는 것을 포함하며, 합성수지류의 처리장치는 합성수지류를 로내에 공급하기에 적합한 형상으로 가공하는 수단과 해당 가공된 합성수지류를 로내에 공급하는 수단으로 이루어지고, 해당 가공수단은 합성수지류를 가열하여 탈염소하기 위한 염소제거장치와 탈염소된 합성수지류를 분쇄하여 입자상의 합성수지류로 하기 위한 분쇄장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

합성수지류의 처리방법 및 그 장치

본 발명은 플라스틱을 포함하는 합성수지류를 로의 연료나 환원제로서 사용할 때의 합성수지류의 처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

근래 산업폐기물이나 일반폐기물로서 플라스틱을 파함하는 합성수지류가 급증하고 있으며, 그 처리가 사회적으로 커다란 문제가 되고 있다. 그 중에서도 고분자계의 탄화수소화합물인 플라스틱은 연소시에 발생하는 발열량이 높고 일반소각로에서 소각처리한 경우에 로벽 등을 손상시키는 것에서 대량처기가 곤란하며, 그 대부분이 쓰레기매립지 등에 투기되고 있는 것이 현실이다. 그러나 플라스틱 등의 투기는 환경대책상 바람직하지 않고, 또 요즘에는 매립용의 용지부족이 사회문제가 되고 있는 중이며, 이 때문에 투기에 의존하지 않는 합성수지류의 대량처리방법의 개발이 절실히 요망되고 있다.

이와 같은 배경하에서 플라스틱을 포함하는 합성수지류를 고로 등의 보조연료 또는 철원의 환원제로서 이용하는 방법이 일본 특허 공개공보96-507105호 및 일본 특허 공고공보76-33493호에 나타내어져 있다. 이들 방법은 합성수지의 분쇄물을 날개 등으로부터 고로내에 불어 넣는 것으로, 예를 들면 전자에 있어서는 로내에 불어넣어지는 합성수지분쇄물의 실질적인 조건으로서 입자직경 1∼10mm, 부피밀도 0. 35 이상이라는 조건이 나타내어져 있다.

그러나 폐기물인 합성수지류속에는 염화비닐수지 등의 함염소고분자수지가 평균 약 15%나 포함된다고 말해지고 있으며, 이와 같은 합성수지류를 고로 등에 공급한 경우에는 함염소고분자수지의 열분해나 연소에 의해 다량의 유해가스(HC1)가 발생하여 현저한 환경오염을 발생시킨다. 또 이 유해가스는 강한 부식성가스이기도 하기 때문에 배관 등의 부식을 초래한다. 따라서 이와 같은 유해가스의 발생을 방지하기 위해서는 사전에 합성수지류로부터 함염소고분자수지만을 분리제거하고, 또한 이를 효율적으로 처리할 필요가 있다.

산업폐기물이나 일반폐기물로서 폐기되는 합성수지류는 그 종류나 형태, 형상이 여러 가지 잡다하며 폴리에틸렌, 염화비닐 등의 열가소성 수지, 페놀수지 등의 열경화성 수지, 엔지니어링플라스틱 등을 비롯하여 그 종류는 수백에나 이르고 이들이 판재 등의 덩어리상, 필름상 또는 복합재 등의 형태로 존재하고 있다. 또 형상에 대해서도 입자상의 것에서 긴 것 또는 대직경의 것까지 여러 가지 잡다하다.

일반적으로 폐기합성수지류로부터 함염소고분자수지만을 사전에 분리제거하는 방법으로서는 비중차를 이용한 습식의 분리법이나 원심분리법 등이 생각되는데, 상기와 같이 폐기합성수지류에는 종류나 형태, 형상에 관하여 여러 가지 잡다한 수지재가 포함되는 까닭에 이들 분해법에는 이하와 같은 문제점이 있다.

① 분리장치에 장입했을 때의 합성수지류의 매달림 등을 방지하기 위해서는 수지재의 사이즈를 구비할 필요가 있으며, 이를 위한 사전의 파쇄처리, 즉 여러 가지 잡다한 형태나 형상을 갖는 수지재를 균일한 사이즈로 구비하기 위한 파쇄처리가 필요하게 된다.

② 비중차를 이용하는 습식의 분리법에서는 함염소고분자수지재와 다른 수지재의 비중이 동일 정도인 경우에는 함염소고분자수지재를 다른 수지재로부터 분리제거할 수 없다.

③ 처리하는 폐기합성수지류의 종류에 의해서는 분리효율이 낮다. 그와 같은 합성수지류로서 예를 들면 식품포장용 랩필름 등을 들 수 있다.

④ 함염소고분자수지와 다른 수지가 시트상으로 접착하고 있는 복합재에서는 함염소고분자수지만을 분리할 수 없다.

⑤ 비중차를 이용한 습식의 분리장치나 원심분리장치에서는 장치내에서 분리액이 이용되는데, 사용완료의 더러운 분리액의 처리가 필요하게 되어 처리비용의 증대를 초래한다.

⑥ 분리제거한 함염소고분자수지류의 처리를 별도 실시할 필요가 있다.

이와 같이 비중차를 이용한 습식의 분리법이나 원심분리법 등을 이용하여 사전에 폐기합성수지류로부터 함염소고분자수지재만을 분리제거하는 것에는 여러 가지 문제가 있으며, 현실에서는 실용화는 곤란하다. 따라서 이 폐기합성수지류에 포함되는 함염소고분자수지를 어떻게 간이하게, 또한 경제적으로 처리하는가가 합성수지류의 연료화 등에 의한 대량처리의 성공여부를 결정하는 중요한 요소가 된다.

본 발명의 목적은 폐기물인 플라스틱을 포함하는 합성수지류를 이것에 포함되는 함염소고분자수지에 의한 문제를 발생시키는 일 없이 로의 연료나 환원제로서 대량처리할 수 있는 합성수지류의 처리방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 합성수지류를 로내에 공급하기에 적합한 형상으로 가공하고, 해당 가공된 합성수지류를 로내에 공급하는 것으로 이루어지는 합성수지류의 처리방법을 제공한다. 해당 합성수지류의 가공은 합성수지류를 가열하여 열분해에 의해 탈염소하는 것을 포함한다. 탈염소된 합성수지류를 분쇄해도 좋다.

해당 합성수지류의 가공은 함염소고분자수지재를 분리제거하는 공정을 갖는 방법으로 실시해도 좋다. 이 합성수지류의 가공은 합성수지류로부터 함염소고분자수지재를 분리제거하고 함염소고분자수지재를 실질적으로 포함하지 않는 제 1 합성수지재를 얻는 공정과, 분리제거된 함염소고분자수지재를 가열하여 열분해에 의해 염소를 이탈시키고 염소분을 실질적으로 포함하지 않는 제 2 합성수지재를 얻는 공정으로 이루어진다. 제 1 합성수지재와 제 2 합성수지재가 로에 공급된다.

해당 합성수지류가 필름상 염소함유합성수지인 경우에는 해당 합성수지류의 가공은 이하의 공정으로 이루어진다. 필름상 염소함유합성수지를 파쇄하는 공정, 파쇄된 염소함유합성수지를 감용화하는 공정, 감용화한 염소함유합성수지를 가열하여 열분해시키는 공정.

탈염소를 포함하는 합성수지류의 가공을 로터리킬른(rotary kiln)으로 실시하는 것이 바람직하다. 합성수지류와 열매체가 로터리킬른에 공급된다. 공급된 합성수지류와 열매체는 가열되고 합성수지류는 열분해하여 염소가 제거된다.

해당 합성수지류와 열매체의 가열은 이하와 같이 하여 실시할 수 있다.

(a) 로터리킬른의 외부에 설치된 가열수단에 의해 합성수지류와 열매체를 가열한다.

(b) 열원으로서 고온가스를 로터리킬른에 공급하고 합성수지류와 열매체를 가열한다.

(c) 외관과 그 내부에 배치되는 내관을 갖는 로터리킬른을 준비하고 내관내에 합성수지류와 열매체를 공급하며 내관과 외관의 사이의 공간에 고온가스를 공급하여 합성수지류와 열매체를 가열한다.

로터리킬른에 공급되는 열매체는 로의 철원, 환원제, 연료 또는 부원료로서 사용되는 분체물(粉體物)이다. 해당 분체물은 코크스분(粉), 광석분(鑛石粉), 소결분(燒結粉), 열경화성 수지분(粉)과 철스크랩(粉)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.

해당 합성수지류와 열매체의 공급은 합성수지류의 공급위치가 열매체의 공급위치보다도 로터리킬른의 안쪽(출구측)이 되도록 실시된다. 첨가제로서 합성수지류 및 열매체보다도 비중이 큰 분체물을 사용하는 경우에는 합성수지류의 공급위치가 열매체 및 첨가재의 공급위치보다도 로터리킬른의 안쪽(출구측)이 되도록 합성수지류의 공급이 실시된다. 첨가재로서 철광석, 소결광, 철스크랩으로부터 선택된 적어도 하나의 분체물을 사용해도 좋다.

열매체로서 플라스틱의 용융물을 사용해도 좋다. 이 경우에는 염소함유합성수지와 그 이외의 열가소성 수지를 포함하는 폐플라스틱이 로터리킬른에 공급되어 가열된다. 가열온도는 250-350℃가 바람직하다. 열가소성 수지는 로터리킬른내에서 용융하고 용융플라스틱의 풀이 형성된다. 용융플라스틱이 열매체가 되고 염소함유합성수지를 열분해시켜서 염화수소와 염소함유합성수지의 잔사로 한다.

로터리킬른에 있어서 합성수지류를 가공할 때에 열분해잔사가 킬른내벽에 부착한다. 이 열분해잔사의 킬른내벽에 부착하는 것을 방지하기 위해서는 합성수지류가 연화용융하는 위치에 합성수지류의 연화용융온도 이상의 열풍을 취입파이프에 의해 내관내에 불어 넣는 것이 바람직하다. 해당 열풍의 취입은 내관벽을 향하여 불어 내어진다. 내관내의 합성수지류가 연화용융하는 위치에 열풍을 불어 넣는 파이프를 갖는다.

해당 합성수지류는 염소함유수지피복강재 또는 염소함유수지피복금속을 포함해도 좋다.

또한 본 발명은 합성수지류의 처리장치를 제공한다.

합성수지류의 처리장치는 합성수지류를 로내에 공급하기에 적합한 형상으로 가공하는 수단과 해당 가공된 합성수지류를 로내에 공급하는 수단으로 이루어진다. 해당 가공수단은 합성수지류를 가열하여 탈염소하기 위한 염소제거장치와 탈염소된 합성수지류를 분쇄하여 입자상의 합성수지류로 하기 위한 분쇄장치로 이루어진다.

해당 합성수지류의 가공수단은 함염소고분자수지재를 분리제거하는 장치를 가져도 좋다. 해당 합성수지류의 가공수단은 이하로 이루어진다.

해당 합성수지류를 가공하여 입자상의 합성수지류를 얻는 가공장치,

입자상의 합성수지류로부터 함염소고분자수지재를 분리제거하고 함염소고분자수지재를 실질적으로 포함하지 않는 입자상의 제 1 합성수지재를 얻는 분리제거장치,

분리제거된 함염소고분자수지재를 가열하여 열분해에 의해 염소를 이탈시키고 염소분을 실질적으로 포함하지 않는 입자상의 제 2 합성수지재를 얻는 염소제거장치,

해당 가공된 합성수지류의 로내에 대한 공급수단은 입자상의 제 1 합성수지재와 입자상의 제 2 합성수지재를 로에 공급한다.

해당 합성수지류가 필름상 염소함유합성수지인 경우에는 해당 합성수지류의 가공수단은 이하로 이루어진다.

필름상 염소함유합성수지를 파쇄하는 수단,

파쇄된 필름상 염소함유합성수지를 감용화하는 수단,

감용화한 필름상 염소함유합성수지를 가열하여 열분해시키는 수단.

염소제거장치로서 로터리킬른을 사용하는 것이 바람직하다. 로터리킬른으로서는 외관과 그 내부에 배치되는 내관을 갖는 로터리킬른을 사용하는 것이 바람직하다. 해당 내관내는 합성수지류와 열매체의 통로이며 내관과 외관의 사이의 공간이 고온가스용의 통로이다.

내관은 하나이어도 좋고 복수이어도 좋다. 하나인 경우에는 해당 로터리킬른은 외관과 그 내부에 배치되는 단일한 내관을 갖고, 해당 내관내는 합성수지류와 열매체의 통로이며, 내관과 외관의 사이의 공간이 고온가스용의 통로이다. 복수인 경우에는 해당 로터리킬른은 외관과 그 내부에 배치되는 복수의 내관을 갖고, 해당 복수의 내관내는 합성수지류와 열매체의 통로이며, 내관과 외관의 사이의 공간이 고온가스용의 통로이다. 해당 로터리킬른을 외관과 그 내부에 배치되는 내관이 일체로 회전하도록 구성해도 좋고 내관만이 회전하도록 구성해도 좋다.

로터리킬른은 입구측에 재료공급구를 갖는 재료공급수단을 갖는다. 로터리킬른은 입구측에 복수의 재료공급수단을 갖는 것이 바람직하다. 해당 복수의 재료공급수단의 각각의 재료공급구는 로터리킬른의 길이방향이 다른 위치에 배치되어 있다. 재료공급구는 로터리킬른 안쪽에 위치하는 공급구일수록 로터리킬른 내부의 윗쪽에 배치되어 있다.

도 1은 본 발명의 처리방법 및 설비의 한 구성예를 나타내는 설명도.

도 2는 열분해로방식의 염소제거장치의 한 구성예를 나타내는 설명도.

도 3은 스크류압출방식의 염소제거장치의 한 구성예를 나타내는 설명도.

도 4는 2축스크류압출방식의 염소제거장치의 한 구성예를 나타내는 설명도.

도 5는 로터리킬른방식의 염소제거장치의 한 구성예를 개념적으로 나타내는 설명도.

도 6은 도 5의 로터리킬른(rotary kiln)본체의 횡단면도.

도 7은 로터리킬른방식의 염소제거장치의 다른 구성예를 나타내는 설명도.

도 8은 로터리킬른방식의 염소제거장치의 다른 구성예를 나타내는 설명도.

도 9는 도 8의 로터리킬른본체의 횡단면도.

도 10은 로터리킬른방식의 염소제거장치의 다른 구성예를 나타내는 설명도.

도 11은 도 10의 로터리킬른본체의 횡단면도.

도 12는 로터리킬른방식의 염소제거장치의 다른 구성예를 나타내는 횡단면

도.

도 13은 본 발명의 처리방법 및 설비의 다른 구성예를 나타내는 설명도.

도 14는 본 발명의 처리방법 및 설비의 다른 구성예를 나타내는 설명도.

도 15는 본 발명의 처리방법 및 설비의 한 구성예를 나타내는 설명도.

도 16은 본 발명의 처리방법 및 설비의 다른 구성예를 나타내는 설명도.

도 17은 도 16에 나타내는 방식의 처리방법 및 설비의 보다 구체적인 구성예

를 나타내는 설명도.

도 18은 함염소고분자수지재의 분리장치의 한 구성예를 나타내는 설명도.

도 19는 함염소고분자수지재의 분리장치의 다른 구성예를 나타내는 설명도.

도 20은 합성수지류(A)를 수축고체화-입자상화하기 위한 방법의 한 구성예를

나타내는 설명도.

도 21은 합성수지류(A)를 수축고체화-입자상화하기 위한 다른 방법의 원리를

모식적으로 나타내는 설명도.

도 22는 필름상 합성수지재를 특정한 방법으로 수축고체화-입자상화하여 얻

어진 입자상 합성수지재(a)가 전체입자상 합성수지재속에 차지하는

중량비율과 코크스치환률 및 공급트러블 발생빈도의 관계를 나타내

는 그래프.

도 23은 덩어리상 합성수지재를 분쇄처리하여 얻어진 입자상 합성수지재에

대하여 그 안식각과 공급트러블 발생빈도의 관계를 부피밀도가 다른

입자상 합성수지재별로 나타낸 그래프.

도 24는 로터리킬른의 한 실시형태를 나타내는 종단면도.

도 25는 도 24에 나타내는 로터리킬른횡단면도.

도 26은 실시예에서 이용한 로터리킬른을 모식적으로 나타내는 설명도.

도 27은 본 발명의 한 실시형태를 나타내는 설명도.

도 28은 도 1에 나타내는 실시형태에 있어서의 로터리킬른의 종단면도.

도 29는 도 1에 나타내는 실시형태에 있어서의 로터리킬른횡단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 가공처리설비 2: 염소제거장치

4: 공급수단 6: 열분해로본체

7: 스크류피더 8: 교반날개

9: 인출구 9a: 차단밸브

10, 16: 배출구 11: 공급구

17: 가열장치 28: 1차파쇄장치

29: 2차파쇄장치 30: 선별장치

34: 취입수단 35: 염산회수설비

36: 자선기 37, 49: 로터리킬른본체

43: 열풍도관 46: 배가스배출구

47: 열풍발생기 48: 스크류피더

50: 외관 51: 내관

55: 취입스테이션 56: 서비스탱크

58, 59: 이송수단 60: 차단밸브

71: 날개부 73: 기송지관

(구체예 1)

도 1은 본 발명에 의한 합성수지류의 처리방법 및 설비의 한 구성예를 나타내는 개념도이며, "1"은 합성수지류의 가공처리설비이다.

로에 연료나 철원환원제로서 공급되는 합성수지류는 가공처리설비(1)에 받아들여지고 로내공급에 적합한 형상으로 가공처리되는데, 본 발명에서는 이 가공처리공정에 있어서, 합성수지류를 가열하는 것으로 합성수지류에 포함되는 함염소고분자수지로부터 염화수소(가스)를 이탈시키는 탈염소처리를 실시한다. 도 1에 있어서, "2"가 이 탈염소처리공정이 실시되는 염소제거장치이다.

일반적으로 염화비닐 등의 함염소고분자수지를 가열한 경우 수지로부터의 염소(염화수소)의 이탈은 약 250℃ 전후에서 시작하여 약 350℃ 정도로 종료되고, 또한 고온에 가열하면 이번에는 탄화수소의 열분해가 시작된다. 따라서 상기의 탈염소처리는 합성수지류를 250∼350℃, 바람직하게는 300∼350℃ 정도의 온도로 가열함으로써 실시된다.

염소제거장치(2)의 형식에 특별한 제약은 없고, 예를 들면 외부가열 등에 의한 스크류압출방식, 열분해로방식, 유동마루방식, 로터리킬른방식 등의 각종 장치를 이용할 수 있다.

도 2는 열분해로방식의 염소제거장치(2)의 한 구성예를 나타내는 것으로, "6"은 열분해로본체, "7"은 열분해로에 합성수지류를 공급하는 스크류피더, "8"은 로내의 수지류를 교반하기 위한 교반날개, "9"는 탈염소처리후의 수지재를 로외로 빼내기 위한 인출구, "9a"는 그 차단밸브, "10"은 이탈한 염화수소(HC1)를 로외로 배출하기 위한 배출구이다. 상기 스크류피더(7)는 모터(18)에 의해 구동한다.

이 도 2에 나타내는 염소제거장치(2)에서는 수지류의 공급구(11) 및 스크류피더(7)를 통하여 로내에 합성수지류가 공급되고, 이 합성수지류는 모터(12)에 의해 회전하는 교반날개(8)로 교반되면서 250∼350℃ 정도로 가열된다. 이 가열에 의한 열분해에 의하여 합성수지류에 포함되는 함염소고분자수지 속의 염소분이 염화수소가스의 형태로 이탈하고, 이 염화수소가스는 배출구(10)로부터 로외로 배출된다. 한편 탈염소처리가 완료된 수지류(염소분이 이탈한 수지재의 탄소질의 잔사를 포함한다)는 인출구(9)로부터 로외로 빼내어진다. 로내의 가열은 가스가열이나 전기가열 등에 의한 외부가열방식, 가스를 로외로 직접 공급하는 가스가열방식 등의 어느쪽이어도 좋다.

또 도 3은 스크류압출방식의 염소제거장치(2)의 한 구성예를 나타내는 것으로 "13"은 수평형의 스크류피더, "14"는 이 스크류피더의 일단측에 합성수지류를 공급하기 위한 공급구, "15"는 스크류피더의 타단측으로부터 배출되는 처리완료의 수지재를 빼내기 위한 인출구, "16"은 염화수소가스의 배출구, "17"은 스크류피더(13)를 외위하는 가열장치이다. 상기 스크류피더(13)는 모터(19)에 의해 구동한다.

이 도 3에 나타내는 염소제거장치(2)에서는 공급구(14)로부터 스크류피더(13)의 일단측에 공급된 합성수지류는 스크류피더(13)로 이송되면서 가열장치(17)에 의해 250∼350℃ 정도로 가열되고, 이 가열에 의한 수지의 열분해에 의하여 합성수지류에 포함되는 함염소고분자수지 속의 염소분이 염화수소가스의 형태로 이탈하고, 이 염화수소가스는 배출구(16)로부터 배출된다. 또 이송중의 가열에 의하여 탈염소처리가 완료되고 스크류피더(13)의 타단으로부터 배출된 수지류(염소분이 이탈한 수지재의 탄소질의 잔사를 포함한다)는 인출구(15)로부터 빼내어진다.

또 도 4는 2축스크류압출방식의 염소제거장치(2)의 한 구성예를 나타내는 것으로 "20"은 수평형의 2축스크류피더, "21a", "21b" 는 이 스크류피더의 일단측에 합성수지류를 공급하기 위한 공급구이며, 본 구성예에서는 한쪽의 공급구(21a)에 공급용 스크류피더(22)가 부설되어 있다.

또 "23"은 스크류피더(20)의 타단측으로부터 배출되는 처리완료의 수지재를 빼내기 위한 인출구, "24"는 스크류피더(20)내에 수지가열용의 열매체(통상은 해당 장치에서 탈염소되어 액상화한 합성수지를 열매체로서 공급)를 공급하기 위한 열매공급구, "25"는 염화수소가스의 배출구이다. 상기 스크류피더(20)는 모터(26)에 의해, 또 상기 공급용 스크류피더(22)는 모터(27)에 의해 각각 구동한다.

이 염소제거장치(2)에서는 공급구(21a)(및 스크류피더(22)), 공급구(21b)의 어느쪽인가 한쪽 또는 양쪽으로부터 스크류피더(20)의 일단측에 공급된 합성수지류는 스크류피더(20)로 이송되면서 열매공급구(24)로부터 스크류피더(20)내에 공급된 열매체에 의해 250∼350℃ 정도로 가열되고, 이 가열에 의한 수지의 열분해에 의하여 합성수지류에 포함되는 함염소고분자수지 속의 염소분이 염화수소가스의 형태로 이탈하고, 이 염화수소가스는 배출구(25)로부터 배출된다. 또 이송중의 가열에 의하여 탈염소처리가 완료되고 스크류피더(20)의 타단측으로부터 배출된 수지류(염소분이 이탈한 수지재의 탄소질의 잔사를 포함한다)는 인출구(23)로부터 빼내어진다.

도 5 및 도 6은 로터리킬른방식의 염소제거장치(2)의 한 구성예를 나타내는 것으로, "37"은 로터리킬른본체이며, 이 로터리킬른본체(37)는 내화물(38)과 철피(39)로 이루어지고 내부가 합성수지류를 이송하면서 탈염소처리하기 위한 통로(40)를 구성하고 있다.

이 로터리킬른본체(37)의 통로(40)에는 그 일단측으로부터 합성수지류와 열매체가 공급되는 동시에 열원으로서 고온가스가 공급된다. 이 고온가스는 킬른 전체를 가열하는 동시에 합성수지류와 열매체를 가열한다. 합성수지류는 킬른의 회전에 의해 열매체와 혼합되면서 가열되고, 이 가열에 의하여 합성수지류에 포함되는 함염소고분자수지재 속의 염소분이 염화수소로서 이탈하는 반응이 생겨서 염화수소가스가 발생한다.

통로(40)를 흐른 고온가스와 함염소고분자수지재로부터 이탈한 염화수소가스는 통로(40)의 타단측으로부터 배출되고, 이 배출가스 속의 염화수소가스는 염화수소흡수탑 등에서 회수된다. 또 탈염소처리가 완료된 합성수지류(염소분이 이탈한 수지재의 탄소질의 잔사를 포함한다)는 열매체와 함께 킬른밖으로 배출된다.

이와 같은 로터리킬른을 이용한 탈염소처리에 있어서는 합성수지류와 함께 통로(40)내에 공급하는 열매체로서 로의 철원환원제, 연료 또는 부원료로서 사용할 수 있는 1종류 이상의 분체물을 이용하는 것이 바람직하다. 이에 따라서 탈염소처리를 끝낸 합성수지류를 열매체와 분리하는 일 없이 그대로 로의 철원환원제나 연료 등으로서 이용할 수 있다. 그와 같은 열매체에 적합한 분체물로서는 가루코크스, 가루광석, 소결가루 등을 들 수 있고, 이들 중 1종류 이상을 열매체로서 이용하는 것이 바람직하다.

또 통로(40)내에서의 열매체의 편석을 방지하여 가열효율을 향상시키기 위해서는 열매체의 입자직경이나 비중이 수지재에 가능한 한 가까운 편이 바람직하고, 이와 같은 관점에서는 열매체로서 가루코크스를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

도 7은 로터리킬른방식에 의한 염소제거장치(2)의 보다 구체적인 구성예를 나타내는 것으로 통로(40)를 갖는 로터리킬른본체(37)의 일단측에는 공급구(42)를 구비한 재료공급용의 스크류피더(41)와 고온가스(열풍)를 공급하기 위한 열풍도관(43)이 접속되어 있다. 또 로터리킬른본체(37)의 타단측에는 처리완료수지재 및 배가스의 배출장치(44)가 설치되어 있다. 이 배출장치(44)는 그 하부에 수지재의 배출구(45)를, 또 상부에 배가스배출구(46)를 갖고 있다. 그 밖에 도면에 있어서 "47"은 열풍발생기, "48"은 스크류피더(41)의 구동모터이다.

이와 같은 염소제거장치(2)에서는 스크류피더(41)를 통하여 합성수지류와 열매체가 로터리킬른본체(37)의 일단측으로부터 통로(40)내에 공급되는 동시에 열풍도관(43)으로부터 고온가스가 공급된다.

통로(40)내에서는 상기한 바와 같이 하여 합성수지류의 탈염소처리가 이루어지고 배가스(고온가스＋염화수소가스)와 탈염소처리가 완료된 합성수지류(염소분이 이탈한 수지재의 탄소질의 잔사를 포함한다) 및 열매체의 혼합체는 로터리킬른본체(37)의 타단측의 배출장치(44)에 배출되고 배가스는 상부의 배가스배출구(46)로부터, 또 합성수지류 및 열매체의 혼합체는 하부의 배출구(45)로부터 각각 배출된다.

또한 합성수지류와 열매체의 로터리킬른본체(37)에 대한 공급은 각각 따로 따로의 공급장치를 이용하여 실시해도 좋다.

도 8 및 도 9, 도 10 및 도 11, 도 12는 각각 로터리킬른방식의 염소제거장치(2)의 다른 구성예를 나타내는 것으로 이들은 로터리킬른본체를 외관과 그 내부에 배치되는 내관으로 구성하고 내관내를 피처리수지재용의 통로로 하는 동시에 내관과 외관간의 공간을 고온가스용의 통로로 한 공통의 특징을 갖고 있으며, 이와 같은 특징에 의해 발생한 염화수소가스를 고온가스와 혼합시키는 일 없이 꺼낼 수 있고, 이 때문에 배출가스의 처리에 요하는 설비비용이나 처리비용을 도 5에 나타내는 바와 같은 장치에 비하여 대폭으로 절감시킬 수 있다. 또 염화수소가스가 발생하는 내관 전체를 고온가스로 가열하는 구조이기 때문에 내관 전체의 온도를 염화수소가 강한 부식성을 나타내는 150℃ 이하의 온도영역보다도 높은 온도영역으로 유지할 수 있고, 이 때문에 발생한 염화수소가스에 의한 장치, 특히 내관 각 부의 부식을 적절히 방지할 수 있다.

우선 도 8 및 도 9에 나타내는 염소제거장치(2)에 있어서, "49"는 로터리킬른본체, "50"은 이를 구성하는 외관, "51"은 똑같이 내관이며, 이 내관(51)은 외관(50)의 내부길이방향으로 외관(50)과 대략 동심상으로 배치되어 있다. 그리고 내관(51)의 내부가 합성수지류의 통로(52)(처리용 공간)를 구성하고, 또 외관(50)과 내관(51)의 사이의 공간이 고온가스의 통로(53)를 구성하고 있다.

또 도 10 및 도 11은 내관 등의 구성이 다른 그 밖의 구성예를 나타내는 것으로 도 8 및 도 9에서는 외관내에 단일한 내관을 배치한 구조로 한 것에 대하여 외관(50)내에 복수의 내관(51a∼51c)을 설치한 것이다. 또한 외관(50)내에 배치하는 내관(51)의 수는 임의이다.

이와 같은 구조에서는 내관을 복수개 설치했기 때문에 그만큼 전열면적이 커지고, 이 때문에 통로(53)를 흐르는 고온가스로부터 내관내에 대한 열전달을 효율적으로 실시할 수 있는 잇점이 있으며, 또 처리해야 할 수지재와 열매체의 배합비나 종류를 각 내관마다 바꿀 수 있기 때문에 예를 들면 입자직경이 크고 처리효율이 뒤떨어지는 수지재에 대해서는 열매체의 배합비를 많게 하고, 한편 입자직경이 작고 처리효율이 높은 수지재에 대해서는 열매체의 배합비를 적게 한 데다가 각각을 따로 따로의 내관에 공급하여 처리하는 조업도 가능하다.

도 12는 다른 구성예를 나타내는 것으로 내관(51)의 내부에 가스도관(54)을 배치하고 피처리수지재의 가열효율을 더욱 높일 수 있도록 한 것이다. 또한 이와 같은 가스도관은 도 10 및 도 11의 장치의 내관(51a∼51c)내에도 배치할 수 있다.

이상 서술한 도 8 내지 도 12의 로터리킬른방식의 염소제거장치(2)에 있어서, 실질적으로 내관(51, 51a∼51c)이 그 둘레방향으로 회전하기만 하면 합성수지류의 탈염소처리를 아무런 지장 없이 실시할 수 있다. 따라서 상기 각 장치에서는 외관(50)을 포함한 로터리킬른본체(49)의 전체를 그 둘레방향으로 회전 가능하게 구성해도 좋지만 내관(51, 51a∼51c)만을 그 둘레방향으로 회전 가능하게 구성해도 좋다. 또 도 10 및 도 11의 장치인 경우에는 내관(51a∼51c)을 일체적으로 회전(따라서 이 경우에는 로터리킬른(49)을 회전시키는 경우와 똑같이 개개의 내관은 편심회전한다)시켜도 좋고, 또 각 내관(51a∼51c)을 개별적으로 회전시켜도 좋다.

도 8 내지 도 12에 나타내는 염소제거장치(2)에서는 합성수지류 및 열매체(분체물)와 고온가스는 로터리킬른본체(49)의 일단측으로부터 도시하지 않는 공급기구를 통하여 통로(52) 및 통로(53)에 공급된다.

통로(53)에 공급된 고온가스는 내관(51, 51a∼51c)의 전체를 가열하고, 그 관벽을 통하여 합성수지류 및 열매체가 가열된다. 통로(53)를 흐른 고온가스는 로터리킬른본체(49)의 타단측으로부터 배출된다.

한편 내관(51, 51a∼51c) 내부의 통로(52)에 공급된 합성수지류는 내관(51, 51a∼51c)의 회전에 의하여 열매체와 혼합되고, 또한 통로(52)를 이송되면서 가열되며, 이 가열에 의하여 합성수지류에 포함되는 함염소고분자수지재 속의 염소분이 염화수소로서 이탈하고 염화수소가스가 발생한다. 이와 같이 하여 탈염소처리가 완료된 합성수지류(염소분이 이탈한 수지재의 탄소질의 잔사를 포함한다)는 열매체와 함께 로터리킬른본체(49)의 타단측으로부터 배출되고, 동시에 염화수소가스도 배출된다. 따라서 함염소고분자수지재의 가열에 의하여 발생한 염화수소가스는 고온가스와 혼합하는 일 없이 회수된다.

또한 수지재와 열매체를 통로(52)내에서 원활히 이동시키기 때문에 통로(52)내에 소량의 캐리어가스(에어 등)를 통기시킬 수 있다.

또 이상의 장치에서는 내부에서 염화수소가 발생하는 내관(51, 51a∼51c)의 외측을 고온가스가 흐르고, 따라서 내관 전체가 상기한 250∼350℃ 정도의 온도가 되기 때문에 염화수소가스가 접촉하는 부분에는 염화수소에 의한 부식작용이 큰 150℃ 이하의 온도영역은 존재하지 않는다. 따라서 염화수소가스에 의한 장치의 부식, 특히 내관 각 부의 부식이 적절히 방지된다.

또한 수지재와 함께 통로(52)내에 공급되는 열매체(분체물)로서는 상기한 이유에서 로의 철원환원제, 연료, 부원료로서 사용 가능한 분체물(예를 들면 가루코크스, 가루광석, 소결가루 등)의 1종류 이상을 사용하는 것이 바람직하고 이들 중에서도 특히 가루코크스를 이용하는 것이 가장 바람직하다.

또한 염소제거장치(2)는 상기한 도 2 내지 도 12에 나타내는 것에 한정되지 않고 임의의 방식 및 구조의 것을 채용할 수 있다.

상기한 바와 같은 가열에 의한 탈염소처리가 실시된 합성수지류는 통상 염소분을 포함하고 있던 수지재를 제외하는 수지재의 대부분이 반용융화 또는 용융화한 상태에 있으며, 이 때문에 염소제거장치(2)내에서 또는 해당 장치로부터 배출된 후에 수냉 등에 의해 냉각된다.

염소제거장치(2)에서 탈염소처리된 합성수지재는 탈염소처리의 처리방식에 의해서는 장치내에서 충분히 입자상화되지만, 그렇지 않은 경우에는 필요에 따라서 분쇄장치(4)에서 분쇄처리하여 입자상으로 가공처리된다. 이와 같은 분쇄처리는 수냉 등에 의한 상기 냉각중에 실시해도 좋고, 또 냉각후에 실시해도 좋다. 따라서 분쇄장치(4)를 염소제거장치(2)와 일체화시켜서 탈염소처리된 직후의 합성수지류를 수냉 등으로 냉각하면서 분쇄처리할 수 있는 장치구성으로 해도 좋다.

이상과 같이 하여 가공처리설비(1)에서 처리된 합성수지재는 공급수단(4)에 의해 로에 연료로서 또는 고로 등에 있어서는 철원의 환원제로서 반송·공급된다. 이 공급수단(4)은 연속식(예를 들면 반송콘베이어나 기송관 등), 배치식의 어느쪽이어도 좋지만, 특히 로에 대한 연속공급을 가능하게 하는 데에는 기송공급이 가장 바람직하다.

또한 로에 공급되는 합성수지재는 공급수단(4)에 의한 반송도중에 있어서, 도면에 나타내는 바와 같은 저장호퍼(5)에 일시적으로 저장시켜도 좋다.

한편 염소제거장치(2)로부터 배출된 염화수소는 이를 예를 들면 중화장치에 보내어 알칼리 또는 알칼리토류와 반응시키는 것으로 중화처리해도 좋지만, 예를 들면 염화수소가스를 염산으로서 회수하는 설비(염산회수설비)에 공급하는 것도 가능하다.

도 13은 본 발명의 처리방법 및 설비의 다른 구성예를 나타내는 것으로 가공처리공정에서는 1차파쇄공정, 2차파쇄공정, 선별공정(이물의 선별제거), 탈염소처리공정, 분쇄공정, 체거름공정이 차례로 실시되고 이들을 실시하기 위해 가공처리라인의 입구측으로부터 차례로 1차파쇄장치(28), 2차파쇄장치(29), 선별장치(30), 염소제거장치(2), 분쇄장치(3), 체거름장치(31)가 설치되어 있다.

이 가공처리라인에 받아들여진 합성수지류는 1차파쇄장치(28)에 있어서 거친 파쇄(덩어리상의 합성수지재인 경우, 예를 들면 입자직경 50mm 정도로 파쇄)된 후 콘베이어반송 등의 이송수단에 의해 2차파쇄장치(29)에 장입되어 2차파쇄(덩어리상의 합성수지재인 경우, 예를 들면 입자직경 20mm 정도로 파쇄)된다. 또한 1차파쇄된 합성수지류는 상기 콘베이어반송 등의 도중에서 자선기(36)(자석에 의해 철스크랩 등을 흡착하고 이를 제거하는 장치)에 의해 혼입해 있는 철스크랩의 제거가 실시된다.

2차파쇄된 합성수지류는 콘베이어반송 등의 이송수단에 의해 선별장치(30)에 장입되고 여기에서 금속이나 토사, 돌 등의 이물이 풍력선별 등의 방법에 의해 분리제거된다. 다음으로 합성수지류는 염소제거장치(2)에 보내어지고, 앞서 서술한 바와 같은 합성수지류속에 포함되는 함염소고분자수지재의 염소분의 제거가 실시되며 염소분을 실질적으로 포함하지 않는 합성수지류가 얻어진다. 이 염소제거장치(2)의 방식이나 구성예는 앞서 서술한 대로이다.

염소제거장치(2)에 있어서 함염소고분자수지재의 염소분이 제거된 합성수지류는 냉각후 분쇄장치(3)(3차분쇄장치)에 보내어지고 소정의 입자직경 이하(예를 들면 -6mm)까지 분쇄처리되어 입자상 합성수지재가 얻어진다. 또한 상기한 바와 같이 분쇄장치(4)를 염소제거장치(2)와 일체화하여 탈염소처리된 직후의 합성수지류를 수냉 등으로 냉각하면서 분쇄처리할 수 있는 장치구성으로 해도 좋다.

이와 같이 하여 얻어진 입자상 합성수지재는 체거름장치(31)에 의해 체거름되어 소정의 입자직경 이하(예를 들면 -6mm)의 것만이 공급수단(4)에 의해 저장사일로(5)를 거쳐서 로에 공급된다. 한편 소정의 입자직경을 넘는 입자상 합성수지재는 분쇄장치(3)의 입구측의 반송라인으로 되돌아가고 다른 합성수지류와 함께 분쇄장치(3)에 재장입된다. 또한 이 거친 입자의 입자상 합성수지재는 계외로 꺼내어 타공정에 직접 장입(예를 들면 고로나 스크랩용해로에 대한 로꼭대기장입, 코크스로나 소결로에 대한 직접장입 등)하도록 해도 좋다.

또한 이 구성예에서는 각 장치간을 연락하는 이송수단(경로) 중 선별장치(30)와 염소제거장치(2)간의 이송수단(32a), 거친 입자의 합성수지재를 체거름장치(31)로부터 분쇄장치(3)의 입구측으로 반송하기 위한 이송수단(32b) 및 체거름장치(31)와 저장사일로(5)간의 이송수단(32c)(공급수단(4)의 일부)은 각각 기송관(도면중 "33"은 송풍기)으로 구성되고 합성수지재는 이들 기송관을 통하여 기송된다.

저장사일로(5)에 저장된 입자상 합성수지재는 콘베이어반송이나 기송 등에 의하여 공급수단(4)의 일부를 구성하는 취입수단(34)으로 이송되고, 이 취입수단(34)을 통하여 고로 등의 로에 기송되어 로의 날개부 등으로부터 로내에 불어 넣어진다.

또 염소제거장치(2)에서 발생한 염화수소가스는 염산회수설비(35)에 보내어지고, 여기에서 염산으로서 회수된다. 이 염산회수설비(35)의 구성예는 앞서 서술한 대로이다.

또한 앞서 서술한 바와 같이 가공처리라인에 공급되는 합성수지류 속의 함염소고분자수지재의 비율은 폐기물이라는 성질상 경시적으로 어느 정도의 흐트러짐을 발생하는 일이 있으며 비교적 단기간(예를 들면 수시간∼수십시간 정도)에 한정된 경우에는 함염소고분자수지재가 전혀 포함되지 않은 합성수지류밖에 공급되지 않는 경우도 생각된다. 이와 같은 경우에는 일시적으로 염소제거장치(2)에 공급되는 합성수지류속에 함염소고분자수지재가 전혀 포함되지 않는 일도 있을 수 있다.

도 13에 나타낸 구성예에서는 자선기(36)를 1곳만에 설치하고 있지만 가공처리라인의 복수장소에 배치해도 좋다.

또 각 파쇄장치(분쇄장치(3)도 포함한다)의 파쇄방식은 임의이며 통상의 기계적 수단만에 의한 파쇄방식 이외에 예를 들면 피처리체를 냉동한 상태로 파쇄하는 이른바 냉동파쇄방식의 것을 적용할 수도 있다.

통상 도 13에 나타내는 가공처리설비의 입구측에는 반입합성수지류의 야드건조설비 등의 부대설비를 설치할 수도 있다.

도 14는 본 발명의 처리방법 및 설비의 다른 구성예를 나타내는 것으로 공급수단(4)이 가공처리라인에서 얻어진 입자상 합성수지재가 장입되는 1차저장사일로(5a)와, 이 1차저장사일로(5a)로부터 공급되는 입자상 합성수지재를 고로날개부 등의 취입부(이하 "취입부"가 고로날개부인 경우를 예로 설명한다)에 기송공급하기 위한 취입스테이션(55)을 갖는 것이다.

또한 본 구성예의 가공처리라인의 구성은 도 13과 똑같기 때문에 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

체거름장치(31)에서 체거름된 후의 소입자직경의 입자상 합성수지재는 이송수단(32c)을 통하여 1차저장사일로(5a)에 이송된다.

상기 1차저장사일로(5a)와 취입스테이션(55)의 사이에는 상류측으로부터 차례로 1차저장사일로(5a)로부터 공급되는 입자상 합성수지재를 받아들여서 일시적으로 저장하는 서비스탱크(56)와, 이 서비스탱크(56)로부터 공급되는 입자상 합성수지재를 받아들여서 이를 취입스테이션(55)에 기송공급하기 위한 리프트탱크(57)가 설치되어 있다.

1차저장사일로(5a)로부터 서비스탱크(56)에는 이송수단(58)에 의해 입자상 합성수지재가 공급된다. 이 이송수단(58)은 예를 들면 정량잘라냄장치와 반송콘베이어 또는 자유낙하식의 이송덕트 또는 이송관 등에 의해 구성된다. 또 서비스탱크(56)로부터 리프트탱크(57)에는 이송수단(59)에 의해 입자상 합성수지재가 이송되는데, 이 이송수단(59)은 자유낙하식의 이송관에 의해 구성되고, 이 이송관의 도중에는 입자상 합성수지재의 공급 및 정지와 리프트탱크내의 기압을 유지하기 위한 차단밸브(60)가 설치되어 있다.

상기 리프트탱크(57)에는 어큐뮬레이터(61)로부터의 에어공급관(62)이 접속되고 기송용 에어가 공급된다. 이 기송용 에어에 의해 리프트탱크(57)내의 입자상 합성수지재가 기송관(63)을 통하여 취입스테이션(55)에 공급된다. 또 입자상 합성수지재의 기송량은 리프트탱크(57)내에 공급되는 기송용 에어의 압력으로 제어된다.

상기 취입스테이션(55)은 입자상 합성수지재의 고로날개부에 대한 연속공급을 가능하게 하기 위한 다단식의 탱크를 갖고 있으며, 이 구성예에서는 상류측으로부터 차례로 2차저장사일로(64), 균압탱크(65) 및 취입탱크(66)를 갖고, 상기 기송관(63)이 2차저장사일로(64)에 접속되어 있다. 2차저장사일로(64)로부터 균압탱크(65)에는 이송수단(67)에 의해, 또 균압탱크(65)로부터 취입탱크(66)에는 이송수단(67)에 의해 각각 입자상 합성수지재가 공급된다. 이들 각 이송수단(67, 68)은 자유낙하식의 이송관에 의해 구성되고, 또 그들의 도중에는 입자상 합성수지재의 공급 및 정지와 균압탱크(65) 및 취입탱크(66)내의 기압을 유지하기 위한 차단밸브(69, 70)가 설치되어 있다.

상기 취입탱크(66)로부터 고로(BF)의 날개부(71)에는 기송관(72) 및 각 날개부에 통하는 기송지관(73)(도면중 "74"는 각 기송지관(73)에 대한 분배기)에 의해 입자상 합성수지재가 기송공급된다. 기송관(72)의 취입탱크출구측위치에는 탱크로부터 배출된 입자상 합성수지재를 가스와 혼합하여 유동화시키기 위한 유동화장치(75)가 설치되어 있다. 이 유동화장치(75)는 입자상 합성수지재의 공급·정지를 실시하는 기능도 갖고 있다. 또 기송관(72)에는 어큐뮬레이터(76)로부터의 에어공급관(77)이 접속되고 기송용 에어를 공급한다.

(실시예)

도 8에 나타내는 염소제거장치를 구비한 도 13의 흐름도로 나타내는 본 발명의 합성수지재의 처리설비에 대하여 표 1에 나타내는 함염소고분자수지를 포함하는 합성수지류를 공급하여 입자직경 6mm 이하의 입자상 합성수지재에 가공처리하고 이들을 저장사일로에서 일시적으로 저장한 후 기송관계를 통하여 고로에 기송하고 미분탄과 함께 날개부로부터 로내에 불어넣었다.

가공처리후의 입자상 합성수지재의 조성 및 고로에 대한 공급량을 표 2에, 또 고로의 조업조건을 표 3에 나타낸다.

또한 입자상 합성수지재의 고로에 대한 기송조건은 이하와 같다.

기송가스: 공기

고체기체비: 4. 5kg/kg

이상과 같은 합성수지류의 처리와 고로에 대한 공급을 실시한 결과 고로의 조업 자체에는 전혀 지장은 없고, 또 고로에 공급해야 할 입자상 합성수지재의 저장사일로잘라냄부나 기송관계에서의 막힘 등의 공급트러블 등도 거의 발생하지 않았다.

또 표 2에 나타내는 바와 같이 가공처리에 의하여 합성수지류 속의 염소분의 대부분이 제거되어 있으며, 이 때문에 전체 조업중 로꼭대기가스를 채취하여 그 가스조성을 분석한 결과에서도 C1은 거의 검출되지 않았다.

이상 서술한 바와 같이 본 발명에 따르면 폐기물인 플라스틱을 포함하는 합성수지류를 함염소고분자수지의 연소에 의한 유해가스의 발생이라는 문제를 전혀 염려하는 일 없이, 또 함염소고분자수지재의 분리제거에 동반하는 문제를 발생하는 일 없이 로의 연료나 철원환원제로서 사용할 수 있고 폐기합성수지류의 대량처리와 유효이용을 가능하게 하는 효과가 있다.

또 특허청구의 범위 제 6 항에 관련되는 발명의 처리방법에 따르면, 로에 공급되는 합성수지류의 유동성이나 반송성을 효과적으로 높일 수 있어서 고로나 스크랩용해로 등의 로에 있어서 로의 조업에 지장을 초래하는 일 없이 합성수지재를 연료나 철원환원제로서 로내에 적절히 공급할 수 있다.

표 1

표 2

표 3

(구체예 2)

도 15는 본 발명에 의한 합성수지류의 처리방법 및 설비의 한 구성예를 나타내는 개념도이며, "201"은 합성수지류의 가공설비, "202"는 염소제거장치이다.

로에 공급되는 합성수지류는 우선 가공설비(201)에 장입되고, 여기에서 합성수지류로부터 함염소고분자수지재가 분리제거되고 함염소고분자수지재를 실질적으로 포함하지 않는 합성수지재(가)가 얻어진다. 이 함염소고분자수지재의 분리제거에는 후술하는 바와 같은 비중분리방식 또는 원심분리방식 등의 분리장치가 이용된다.

또 가공설비(201)에 있어서는 상기와 같은 함염소고분자수지재의 분리제거와는 별도로 합성수지재를 로내공급에 적합한 형상(일반적으로는 입자상체)으로 가공처리하는 공정이 필요에 따라서 실시된다. 이 공정에는 예를 들면 덩어리상의 합성수지류인 경우에는 수지재를 입자상으로 파쇄하는 공정, 또 필름상의 합성수지류인 경우에는 수지재를 가열하여 감용고체화시킨 후에 파쇄하는 공정 등이 포함된다. 이 가공처리는 상기한 함염소고분자수지재의 분리제거공정 전 또는 후에 실시할 수 있다. 즉 가공설비(201)에 있어서의 합성수지류의 가공처리공정과 함염소고분자수지의 분리제거공정은 합성수지류의 성상 등에 따라서 소정의 순서로 실시된다.

상기 가공설비(201)에서 분리제거된 함염소고분자수지재는 염소제거장치(202)에 보내어지고, 여기에서 탈염소처리가 실시된다. 이 탈염소처리는 함염소고분자수지를 가열하여 열분해에 의해 수지로부터 염소(염화수소)를 이탈시키는 것이며, 이에 따라 염소분을 실질적으로 포함하지 않는 합성수지재(나)가 얻어진다.

일반적으로 염화비닐 등의 함염소고분자수지를 가열한 경우 수지로부터의 염소(염화수소)의 이탈은 약 250℃ 전후에서 시작하여 약 350℃ 정도에서 종료되고, 또한 고온에 가열하면 이번에는 탄화수소의 열분해가 시작된다. 따라서 상기의 가열처리는 250∼350℃, 바람직하게는 300∼350℃ 정도의 온도로 실시하는 것이 바람직하다.

염소제거장치(202)의 형식에 특별히 제약은 없고, 예를 들면 외부가열에 의한 스크류압출방식, 열분해로방식, 유동마루방식, 로터리킬른방식 등의 장치를 이용할 수 있다.

염소제거장치(202)에서 300∼350℃ 정도로 가열되고 염화수소가 이탈함으로써 처리가 완료되어 응고한 후는 비교적 다공성의 구조가 되고 덧붙여서 필름상의 합성수지재인 경우에는 감용고체화(감용＝용적 감소)한 상태가 된다.

상기 가공설비(201)에서 처리된 합성수지재(가)와 염소제거장치(202)에서 탈염소처리된 합성수지재(나)는 공급수단(203)에 의해 로에 반송·공급된다. 이 공급수단(203)은 연속식(예를 들면 반송콘베이어나 기송관 등), 배치식의 어느쪽이어도 좋다. 또한 염소제거장치(202)에서 처리된 합성수지재(나)는 처리방식에 의해서는 장치내에서 충분히 입자상화되는데, 그렇지 않은 경우에는 필요에 따라서 파쇄장치 등의 가공장치(204)를 설치하여 입자상으로 가공처리된다. 또 이와 같은 가공장치는 염소제거장치(202)의 내부기구로서 설치해도 좋고, 예를 들면 탈염소처리된 직후의 합성수지류를 수냉 등으로 냉각하면서 파쇄처리할 수 있는 장치구성으로 해도 좋다.

한편 염소제거장치(202)로부터 배출된 염화수소는 이를 예를 들면 중화장치에 보내어 알칼리 또는 알칼리토류와 반응시키는 것으로 중화처리해도 좋지만, 예를 들면 염화수소가스로부터 염산을 회수하기 위한 설비(염산회수설비)에 공급하여 염산으로서 회수하는 것도 가능하다.

상기 합성수지재(가) 및 (나)는 연료로서 또는 고로 등에 있어서는 철원의 환원제로서 로에 공급된다. 또한 로에 공급되는 합성수지재는 공급수단(203)에 의한 반송도중에 있어서, 도면에 나타내는 바와 같은 저장호퍼(5)에 일시적으로 저장시켜도 좋다.

다음으로 도 16은 본 발명에 의한 합성수지류의 처리방법 및 설비의 다른 구성예를 나타내는 개념도이며, 이 처리방법은 로에 공급해야 할 합성수지류를 필름상 합성수지재를 주체로 하는 합성수지류(A)와 그 이외(즉 덩어리상 합성수지재가 주체)의 합성수지류(B)로 분별된 상태에서 각각의 가공처리라인에 받아들여지고 이들을 각각 다른 공정에서 입자상물로 가공처리하는 것이다.

여기에서 합성수지류(A)에는 필름상 합성수지재 외에 유동성이나 반송성에 어려움이 있는 다른 형태의 합성수지재, 예를 들면 발포플라스틱 등을 포함시킬 수 있다.

또 필름상 합성수지재에 특별한 제한은 없지만 본 발명자들이 실험에 의해 확인한 바에 따르면 두께가 100㎛ 이하의 합성수지필름이 특히 유동성이나 반송성에 뒤떨어지는 것에서 분별 가능한 한도에 있어서 두께 100㎛ 이하의 합성수지필름에 대해서는 합성수지류(A)로 분별하는 것이 바람직하다. 다만 반드시 이와 같은 분별기준에 한정되지 않는 것은 말할 것도 없고, 또 폴리에틸렌필름 등과 같은 극박재 외에 이른바 패트(pat)병 등에 이용되고 있는 비교적 두꺼운 합성수지류도 합성수지류(A)에 포함시킬 수 있다. 또 합성수지류(A)로 분별하는지 안하는지는 두께 이외에도 합성수지류의 성분조성, 재질(예를 들면 복합재로서 합성수지류 이외의 것이 포함되어 있는 경우와, 그렇지 않은 경우 등), 형태 등의 요소에 따라서 결정된다.

한편 합성수지류(B)로서는 판재 등의 덩어리상 합성수지재가 주체가 되는데 물론 이에 한정되는 것은 아니다.

요는 수집된 합성수지류의 유동성이나 반송성 등을 고려하여 적어도 폴리에틸렌필름과 같이 파쇄처리한 상태로는 유동성이나 반송성이 극단적으로 뒤떨어지는 것은 합성수지류(A)로 분별하고, 그보다도 유동성이나 반송성이 양호한 덩어리상 플라스틱과 같은 것은 합성수지류(B)로 분별하고 그 이외의 것은 유동성이나 반송성 등을 고려하여 합성수지류(A), (B)의 어느쪽인가로 분별하면 좋다.

또한 처리시스템 전체로서 본 경우 반드시 로에 공급해야 할 합성수지류중의 필름상 합성수지재의 전체를 합성수지류(A)에, 또 덩어리상 합성수지재의 전체를 합성수지류(B)에 각각 엄밀하게 분별할 필요는 없고, 또 폐기물이라는 성질을 고려하면 그와 같은 엄밀한 분별은 실제상도 곤란하다. 따라서 합성수지류(A)에 덩어리상 합성수지재 등이, 또 합성수지류(B)에 필름상 합성수지재 등이 어느 정도 포함되는 것은 허용된다.

도 16에 있어서, X가 필름상 합성수지재를 주체로 하는 합성수지류(A)의 가공처리라인을, 또 Y가 덩어리상 합성수지재를 주체로 하는 합성수지류(B)의 가공처리라인을 각각 나타내고 있다.

각 가공처리라인(X) 및 (Y)에서는 각각의 가공설비(201a, 201b)에 있어서 합성수지류(A) 및 (B)로부터 함염소고분자수지재를 분리제거하는 공정과 합성수지류( A) 및 (B)를 입자상 합성수지재(a) 및 덩어리상 합성수지재(b)에 가공처리하는 공정이 실시되고 입자상 합성수지재(a) 및 입자상 합성수지재(b)가 공급수단(203a, 203b, 203)을 통하여 고로 등의 로에 반송·공급된다.

입자상 합성수지재(a)와 입자상 합성수지재(b)의 로에 대한 공급방법은 임의이며 예를 들면 도면에 나타내는 바와 같이 공급수단(203)의 도중에 있어서 일단 저장호퍼(205)에 저장하여 혼합한 후 로에 공급하여 불어 넣는 방법, 저장호퍼에 저장하는 일 없이 공급수단(203)의 도중에서 양자를 혼합한 후 로에 공급하여 불어 넣는 방법, 각각을 별개로 로에 공급하여 취입 직전에 혼합하는 방법, 각각을 별개로 공급하여 로에 불어 넣는 방법 등 임의의 방법을 채용할 수 있다.

또 앞서 서술한 바와 같이 각 가공처리라인의 가공설비에 있어서의 합성수지류의 입자상화 가공처리공정과 함염소고분자수지재의 분리제거공정은 합성수지류의 성상 등에 따라서 소정의 순서로 실시된다.

각 가공처리라인(X, Y)에서 분리제거된 함염소고분자수지재는 공급수단(220a, 220b, 220)을 통하여 염소제거장치(202)에 보내어지고 상기한 바와 같은 탈염소처리가 실시되며 염소분을 실질적으로 포함하지 않는 합성수지재(c)가 얻어진다. 이 합성수지재(c)는 필요에 따라서 가공장치(204)에서 입자상으로 가공처리(파쇄)된 후 공급수단(21)을 통하여 로측에 반송·공급된다.

또한 상기 공급수단(203a, 203b, 203, 220a, 220b, 220, 221)도 연속식(예를 들면 반송콘베이어나 기송관 등), 배치식의 어느쪽이어도 좋다.

도 17은 도 16에 나타내어지는 방식의 처리방법 및 설비의 보다 구체적인 구성예를 나타낸 것이며 가공처리라인(X)에서는 합성수지류(A)를 열에 의해 용융 또는 반용융화시킨 후 고체화시킴으로써 감용고체화된 입자상 합성수지재(a)로 가공하고, 한편 가공처리라인(Y)에서는 합성수지류(B)를 분쇄처리하여 입자상 합성수지재(b)로 가공한다.

가공처리라인(X)에서는 합성수지류(A)는 필요에 따라서 파쇄장치(222)에 있어서 파쇄(또는 거친 파쇄)된 후 콘베이어반송 등에 의해 분리장치(223)에 장입되고 합성수지류(A)로부터 염화비닐이나 염화비닐리덴 등의 함염소고분자수지재만이 분리제거된다.

염화비닐 등의 함염소고분자수지는 다른 합성수지에 비하여 비중이 크기 때문에(폴리에틸렌의 비중: 0. 91∼0. 96, 폴리프로필렌의 비중: 0. 89∼0. 91 정도인 것에 대하여 염화비닐의 비중: 1. 16∼1. 55 정도), 통상 분리장치(223)는 물 등의 액체를 이용한 비중분리방식 또는 원심분리방식 등에 의해 합성수지류(A)로부터 함염소고분자수지재를 분리한다. 또 상기 콘베이어반송 등의 도중에서 자선기(226)(자석에 의해 철스크랩 등을 흡착하고 이를 제거하는 장치)에 의해 합성수지류에 혼입해 있는 철스크랩의 제거가 실시된다. 또한 합성수지류(A)가 후술하는 입자상 고체화장치(224)에서 파쇄처리되는 경우에는 상기 파쇄장치(222)에 의한 파쇄처리는 반드시 필요하지는 않고, 따라서 그 경우에는 파쇄장치(222)는 설치하지 않아도 좋다.

또한 가공처리라인(X)에 있어서의 상기 분리장치(223)는 입자상 고체화장치(224)보다도 상류측의 임의의 위치에 배치할 수 있다.

도 18은 비중분리방식에 의한 분리장치(223)의 한 구성예를 나타내고 있으며, 합성수지류(A)는 물이 넣어진 분리조(240)에 장입되고 조내에서 침강하는 염화비닐 등의 함염소고분자수지재와 부상하는 그 이외의 합성수지재로 분리된다. 침강분리한 함염소고분자수지재는 적당한 배출수단에 의해 조외로 배출되고 스크린(241a)을 거쳐서 물과 분리된 후 계외로 배출된다. 한편 조내에서 부상한 함염소고분자수지재 이외의 합성수지재는 적당한 배출수단으로 조외로 배출되고 스크린(241b)을 거쳐서 물과 분리된 후 건조기(242)에서 건조되고 차공정으로 보내어진다. 또한 도 18에 있어서, "243"은 스크린(241a, 241b)에서 분리된 물을 배출하는 배수탱크이다.

또 도 19는 원심분리방식에 의한 분리장치(223)의 한 구성예를 나타내고 있다. 이 장치는 내부가 중공인 통상 또는 방추상의 본체(244)와, 이 본체(244) 내부의 길이방향으로 회전 자유롭게 배치되는 스크류부착의 내통체(245)와, 이 내통체회전구동용의 모터(246) 등으로 구성된다. 이 장치에서는 합성수지재와 물 등의 매체와의 혼합물이 고속회전하는 내통체(245)의 일단으로부터 그 내부에 공급된다. 혼합물은 내통체(245)의 길이방향 대략 중앙에 설치된 개구(247)로부터 원심력의 작용에 의해 본체(244)의 내부공간으로 토출되고 매체의 비중을 경계로 하여 이보다도 비중이 큰 중질분(重質分)(함염소고분자수지재)과 비중이 작은 경질분(함염소고분자수지재 이외의 합성수지재)로 분리된다. 즉 원심력에 의하여 합성수지재중의 중질분만이 본체(244)의 내벽면측에 모여지는 결과 경질분과 중질분이 본체(244)의 직경방향에서 분리한 상태가 된다.

여기에서 내통체(245)는 상기 개구(247)를 대략의 경계로 한 길이방향 절반에 경질분반송용의 스크류(248a)가, 다른 길이방향 절반에 중질분반송용의 스크류(248b)가 설치되어 있다. 이들 스크류(248a, 248b)는 스크류의 나선방향이 서로 역방향이며 내통체(245)가 회전함으로써 스크류(248a, 248b)는 각각의 측의 본체단부방향으로 합성수지재를 반송한다. 즉 경질분의 합성수지재는 날개가 비교적 짧은 스크류(248a)에 의하여 본체(244)의 한쪽 단부까지 반송되고 배출구(249a)로부터 배출된다. 한편 본체(244)의 내벽면측에 모여진 중질분의 합성수지재는 날개가 본체(244)의 내벽면 근처까지 연장된 스크류(248b)에 의하여 본체(244)의 다른쪽의 단부까지 반송되고 배출구(249b)로부터 배출된다. 한편 물 등의 매체는 본체(244)의 대략 중앙부에 설치된 배출구(250)로부터 장치 밖으로 배출된다.

이와 같은 장치에 따르면 중질분(함염소고분자수지재)과 경질분(함염소고분자수지재 이외의 합성수지재)에 각각 분리된 합성수지재를 수분이 매우 적은 상태로 장치 밖으로 배출시킬 수 있다.

상기와 같이 분리장치(223)에서 함염소고분자수지재가 분리제거된 합성수지류(A)는 입자상 고체화장치(224)에 장입되고, 여기에서 감용고체화된 입자상 합성수지재(a)로 가공된다.

상기 입자상 고체화장치(224)에서는 예를 들면 이하의 ①∼③의 어느쪽인가의 방법으로 합성수지류(A)의 감용고체화-입자상화처리가 실시되고 입자상 합성수지재(a)가 얻어진다.

① 합성수지류(A)를 가열하여 용융시킨 후 냉각하여 고체화시키고, 이 고체화한 합성수지재를 재단 또는 분쇄처리하는 방법.

② 합성수지류(A)를 재단 또는 파쇄하고(이 재단 또는 파쇄는 입자상 고체화장치(224)내는 아니고 상기 파쇄장치(222)에서 실시해도 좋다), 이 재단 또는 파쇄된 합성수지재를 가열 또는 상기 재단 또는 파쇄에 의한 마찰열에 의해 반용융화시키고 반용융화한 합성수지재를 급랭함으로써 수축고체화시키며, 이 때 입자상으로 수축고체화시키거나 또는 수축고체화한 합성수지재를 분쇄처리하여 입자상 합성수지재(a)를 얻는 방법.

③ 상기 ②의 방법의 한 형태로서 합성수지류(A)를 고속회전하는 회전날로 재단 또는 파쇄하는 동시에 이 재단 또는 파쇄에 의한 마찰열에 의해 합성수지재를 반용융화시키고, 다음으로 이 반용융화한 합성수지재를 물분무 등에 의해 급랭함으로써 수축고체화시키고, 이 때 입자상으로 수축고체화시키거나 또는 수축고체화와 동시에 상기 회전날에 의해 분쇄처리하여 입자상 합성수지재(a)를 얻는 방법.

이들 방법중 ①의 방법의 전형적인 예는 합성수지류(A)를 완전용융시키고, 이를 압출기에 의해 선상 등으로 압출성형한 후 입자상으로 재단함으로써 입자상 합성수지재(a)를 얻는 방법인데, 이 밖에도 여러가지 가공방법을 채택할 수 있다.

이에 대하여 ②③의 방법은 합성수지류(A)를 완전하게는 용융시키지 않고 반용융화시킨 상태에서 물분무 등에 의하여 급랭함으로써 수축고체화시키고, 이 때 입자상으로 수축고체화시키거나 또는 수축고체화한 것을 입자상으로 분쇄처리함으로써 입자상 합성수지재(a)를 얻는 방법이다. 본 발명자들은 특히 이와 같은 ②, ③의 방법(특히 ③의 방법)으로 얻어진 입자상 합성수지재(a)가 필름상 합성수지재의 분쇄물은 말할 필요도 없이 덩어리상 합성수지재의 분쇄물에 비해서조차 매우 우수한 유동성과 반송성을 나타내고, 또한 연소성에도 매우 우수해 있는 것, 나아가서는 이들을 덩어리상 합성수지재의 파쇄물과 혼합하여 이용함으로써 합성수지재 전체의 반송성 및 연소성을 현저히 향상시킬 수 있는 것을 발견해낸 것이며, 따라서 본 발명의 처리법에 있어서는 입자상 고체화장치(224)에 있어서 상기 ② 또는 ③의 방법으로 합성수지류(A)의 입자상 수축고체화 또는 수축고체화-입자상화처리를 실시하여 입자상 합성수지재(a)를 얻는 것이 가장 바람직하다.

도 20은 상기 ②의 방법으로 입자상 수축고체화 또는 수축고체화-입자상화의 연속처리를 실시하기 위한 한 구성예를 나타내고 있으며, 입자상 고체화장치(224)에 장입된 합성수지류(A)는 파쇄장치(251)에서 파쇄된 후 감용고체화장치(252)에 장입된다. 이 감용고체화장치(252)에서는 합성수지류(A)는 가열실(253) 및 이에 계속되는 냉각실(254)을 반송장치(255)(반송벨트 등)에서 연속반송되고 가열실(253)에서 가열(가스가열, 가스간접가열 또는 전기가열실 등)되는 것으로 반용융화한 후 냉각실(254)에서 물분무 등에 의해 급랭되어 수축고체화한다. 이 때 합성수지류(A)의 파쇄형태나 가열실내에 대한 장입상태 등을 적절히 선택함으로써 합성수지재를 입자상으로 수축고체화시킬 수 있고, 따라서 이 방법에 따르면 수축고체화상태로 입자상 합성수지재(a)가 얻어진다.

한편 합성수지재의 일부 또는 전부를 입자상으로 수축고체화시키지 않는 방법에서는 수축고체화한 합성수지재는 감용고체화장치(252)로부터 분쇄장치(256)에 장입되고, 이 분쇄장치(256)에 의해 입자상으로 분쇄처리되는 것으로 입자상 합성수지재(a)가 얻어진다.

이상과 같이 하여 얻어진 입자상 합성수지재(a)는 파쇄된 필름상 합성수지재를 반용융상태로부터 입자상으로 수축고체화시키거나, 또는 수축고체화시킨 후 이를 분쇄처리한 것이기 때문에 덩어리상 합성수지재의 파쇄물에 비하여 비교적 다공성의 성상이며 비표면적이 크고, 또한 덩어리상 합성수지재의 파쇄물과 같이 모난 형상은 아니고 전체적으로 보아 둥그스름한 형상을 갖기 때문에 우수한 연소성과 유동성을 나타낸다.

또 도 21은 상기 ③의 방법으로 실시되는 입자상 수축고체화 또는 수축고체화-입자상화처리의 원리를 모식적으로 나타내는 것으로 합성수지류(A)를 고속회전하는 회전날(257)로 재단 또는 파쇄하는 동시에, 이 재단 또는 파쇄에 의한 마찰열에 의해 합성수지재를 반용융화시키고, 다음으로 이 반용융화한 합성수지재를 물분무 등에 의해 상기 온도에서 급랭함으로써 수축고체화시키고, 이 때 입자상으로 수축고체화시키거나 또는 수축고체화와 동시에 상기 회전날(257)에 의해 분쇄처리하여 입자상 합성수지재(a)가 얻어진다. 이 방법은 배치방식에 의해 합성수지재의 파쇄(또는 재단)처리, 반용융화처리 및 수축고체화후의 분쇄처리(다만 급랭에 의해 입자상으로 수축고체화시키는 경우는 분쇄처리는 필요 없다)의 전체를 고속회전하는 회전날(257)에 의해 실시하는 것이며, 「파쇄(또는 재단)→반용융화→급랭에 의한 입자상 수축고체화」 또는 「파쇄(또는 재단)→반용융화→급랭에 의한 수축고체화→분쇄」라는 일련의 처리공정이 단시간으로 신속하게 실시되고, 또한 합성수지재가 회전날(257)에 의한 파쇄(재단)-고속교반중에 반용융화하고, 이와 같은 상태에서 신속히 급랭처리가 이루어지기 때문에 비표면적 및 입자형상 등의 면에서 보다 바람직한 입자상 합성수지재(a)가 얻어진다. 또 회전날(257)의 작용만으로 파쇄(또는 재단)처리, 반용융화처리 및 수축고체화후의 분쇄처리가 실시되기 때문에 설비비용 및 운전비용의 면에서도 유리하다.

또한 상기 ③의 방법에 있어서도 합성수지류(A)의 파쇄형태나 회전날에 대한 장입상태 등을 적절히 선택함으로써 합성수지재를 입자상으로 수축고체화시킬 수 있고, 따라서 이 방법에 따르면 실질적으로 수축고체화후의 회전날에 의한 분쇄처리 없이 수축고체화상태로 입자상 합성수지재(a)가 얻어진다. 한편 합성수지재의 일부 또는 전부를 입자상으로 수축고체화시키지 않는 방법에서는 상기와 같이 회전날에 의한 분쇄처리에 의해 입자상 합성수지재(a)가 얻어진다.

또 상기 ②, ③의 방법에 있어서 합성수지재류(A)를 반용융화하는 온도는 합성수지의 종류나 형상 등에 따라서 어느 정도 다르고 예를 들면 재질면만으로 말하면 저밀도폴리에틸렌의 경우에 105∼115℃ 정도, 중저밀도폴리에틸렌의 경우에 128℃ 전후이다. 따라서 합성수지류(A)에 포함되는 합성수지재의 종류나 비율, 형태 등에 따라서 반용융화시키기 위한 온도가 적절히 선택된다.

이상과 같이 하여 얻어진 입자상 합성수지재(a)는 체거름장치(225)에 의해 체로 걸러지고 소정의 입자직경 이하(예를 들면 -6mm)의 것만이 공급수단인 경로(234)를 통하여 저장사일로(235)에 보내어진다. 이 구성예에서는 경로(234)는 기송관(도면중 "233"은 송풍기)으로 구성되고 입자상 합성수지재(a)는 저장사일로(235)에 기송(공기수송, 이하 똑같음)된다. 한편 소정의 입자직경을 넘는 입자상 합성수지재는 기송관인 경로(236)(도면중 "233"은 송풍기)를 통하여 분리장치(223) 또는 입자상 고체화장치(224)의 입구측의 반송라인으로 되돌아가게 되고 합성수지류(A)와 함께 분리장치(223) 또는 입자상 고체화장치(224)에 재장입된다.

또한 이 거친 입자의 입자상 합성수지재를 반송하는 위치는 임의이며 경우에 따라서는 가공처리라인(Y)에 공급할 수도 있다. 이 가공처리라인(Y)에 공급하는 경우에는 예를 들면 1차파쇄장치(227)의 입구측, 1차파쇄장치(227)와 2차파쇄장치(228)간, 2차파쇄장치(228)와 선별기(229)간, 선별기(229)와 분쇄장치(231)간 등의 임의의 위치(통상은 반송라인)에 공급할 수 있다. 또 이 이외에 거친 입자의 입자상 합성수지재를 계외로 꺼내고 타공정에 직접장입(예를 들면 고로나 스크랩용해로에 대한 로정장입, 코크스로나 소결로에 대한 직접장입 등)하도록 해도 좋다.

한편 가공처리라인(Y)에서는 합성수지류(B)는 1차파쇄장치(227)에서 거친 파쇄(예를 들면 입자직경 50mm 정도로 파쇄)된 후 콘베이어반송 등에 의해 2차파쇄장치(228)에 장입되어 2차파쇄(예를 들면 입자직경 20mm 정도로 파쇄)된다. 또한 1차파쇄된 합성수지류(B)는 상기 콘베이어반송 등의 도중에서 자선기(232)(자석에 의해 철스크랩 등을 흡착하고, 이를 제거하는 장치)에 의해 혼입해 있는 철스크랩의 제거가 실시된다.

2차파쇄된 합성수지류(B)는 콘베이어반송 등에 의해 선별장치(229)에 장입되고, 여기에서 금속이나 토사, 돌 등의 이물이 풍력선별 등의 방법에 의해 분리제거된다. 다음으로 경로(237a)를 통하여 분리장치(230)에 보내어지고 합성수지류(B)로부터 함염소고분자수지재만이 분리제거된다. 이 분리장치(230)의 분리방식이나 구성예는 앞서 서술한 분리장치(223)와 똑같으며, 따라서 그 설명은 생략한다. 또한 이 분리장치(230)의 배치는 본 실시예에 한정되는 것은 아니고 분쇄장치(231)보다도 상류측 또는 하류측의 임의의 위치, 예를 들면 1차파쇄장치(227)와 2차파쇄장치(228)간, 2차파쇄장치(228)와 선별장치(229)간, 분쇄장치(231)의 출구측 위치 등에 배치할 수 있다.

분리장치(230)에 있어서 함염소고분자수지재가 분리제거된 합성수지류(B)는 경로(237b)를 통하여 분쇄장치(231)(3차파쇄기)에 보내어지고 소정의 입자직경 이하(예를 들면 -6mm까지 분쇄처리되어 입자상 합성수지재(b)가 얻어진다. 이 입자상 합성수지재(b)는 공급수단인 경로(237c)를 통하여 저장사일로(235)에 보내어진다. 이 구성예에서는 경로(237a∼237c)는 기송관(도면중 "233"은 송풍기)으로 구성되고 입자상 합성수지재(b)는 저장사일로(235)에 기송된다.

한편 분리장치(223) 및 분리장치(230)에서 분리된 함염소고분자수지재는 공급수단(238a, 238b, 238)을 통하여 염소제거장치(202)에 공급되어 상기한 바와 같은 탈염소처리가 실시되고 염소분을 실질적으로 포함하지 않는 합성수지재(c)가 얻어진다. 이 합성수지재(c)는 필요에 따라서 가공장치(도시하지 않음) 또는 염소제거장치에 내장된 가공처리기구에 의해 입자상으로 가공처리(파쇄)된 후 경로(239)(기송관)를 통하여 로측에 반송·공급된다. 또한 상기 공급수단(238a, 238b, 238c)은 연속식(예를 들면 반송콘베이어나 기송관 등), 배치식의 어느쪽이어도 좋다.

저장사일로(235)에 저장된 입자상 합성수지재(a) 및 (b)와 합성수지재(c)의 혼합체는 취입수단(232)에 콘베이어반송이나 기송 등에 의해 이송된 후 이 취입수단(232)을 통하여 고로 등의 로에 기송되고 로의 날개부 등으로부터 로내에 불어 넣어진다.

또한 도 24에 나타낸 구성예에서는 자선기(232)를 각 가공처리라인에서 한군데만에 설치하고 있는데 가공처리라인의 복수장소에 배치해도 좋다.

또 각 파쇄장치(분쇄장치(231)도 포함한다)의 파쇄방식은 임의이며 통상의 기계적 수단만에 의한 파쇄방식 이외에 예를 들면 피처리수지재를 냉동한 상태로 파쇄하는 이른바 냉동파쇄방식의 것을 적용할 수도 있다.

통상 도 17에 나타내는 가공처리설비의 입구측에는 반입합성수지류의 야드건조설비 등의 부대설비를 설치할 수도 있다.

또한 앞서 서술한 바와 같이 가공처리설비에 공급되는 합성수지류중의 함염소고분자수지재의 비율이나 필름상 합성수지재를 주체로 하는 합성수지류(A)와 그 이외의 합성수지류(B)의 가공처리설비에 대한 공급량은 폐기물이라는 성질상 경시적으로 어느 정도의 흐트러짐을 발생하는 일이 있으며, 비교적 단기간(예를 들면 수시간∼수십시간 정도)으로 한정된 경우에는 함염소고분자수지재가 전혀 포함되지 않은 합성수지류밖에 공급되지 않는 경우나 합성수지류(A) 및 (B)중의 어느쪽인가 한쪽 종류의 합성수지류밖에 공급되지 않는 경우도 생각된다. 이와 같은 경우에는 일시적으로 염소제거장치(2)에 함염소고분자수지재가 전혀 공급되지 않았거나 또는 처리되고, 또한 로에 공급되는 합성수지류가 일시적으로 합성수지류(A)-입자상 합성수지재(a) 또는 합성수지류(B)-입자상 합성수지재(b)의 어느쪽인가 한쪽이 되는 일도 있을 수 있다. 또 이 이외의 이유에 의해 일시적으로 입자상 합성수지재(a) 및 (b)의 어느쪽인가 한쪽만이 로에 기송되는 일도 있을 수 있다.

또 도 17의 처리방법에 있어서는 입자상 합성수지재(a) 및 (b)를 따로 따로의 사일로 등에 저장하고 이를 따로 따로의 경로를 통하여 로에 기송할 수도 있다.

또한 폐기물인 합성수지재가 실질적으로 함염소합성수지재만으로 이루어지는 경우에는 각 가공처리라인에서의 분리제거공정을 거치는 일 없이 직접 염소제거장치(202)에 공급할 수 있다.

앞서 서술한 바와 같이 상기 ②, ③의 방법에 의해 입자상 수축고체화 또는 수축고체화-입자상화하여 얻어진 입자상 합성수지재(a)는 비교적 다공성의 성상으로 비표면적이 크고, 또한 전체적으로 보아 둥그스름한 형상을 갖고 있기 때문에 우수한 연소성과 유동성을 나타내고, 이들을 입자상 합성수지재(b)와 혼합함으로써 로에 공급되는 입자상 합성수지재 전체의 연소성과 유동성 및 반송성을 효과적으로 높일 수 있다. 즉 연소성에 관해서는 로내에 입자상 합성수지재(a)와 입자상 합성수지재(b)의 혼합체가 불어 넣어진 경우 연소성이 양호한 입자상 합성수지재(a)가 급속연소하여 입자상 합성수지재(b)를 신속히 착화시키고, 이에 따라서 로내에 불어 넣어진 입자상 합성수지재 전체의 연소성이 현저히 높여진다.

또한 유동성 및 반송성에 관해서도 둥그스름한 형상을 갖는 유동성 및 반송성이 우수한 입자상 합성수지재(a)가 입자상 합성수지재속에 포함됨으로써 이것이 입자상 합성수지재 전체의 유동성을 향상시키는 윤활적 기능을 완수하고, 이 결과 입자상 합성수지재 전체의 유동성, 반송성이 크게 개선된다.

상기와 같은 작용을 얻기 위해서는 입자상 합성수지재(a)의 전체입자상 합성수지재에 차지하는 중량비율을 10% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 도 22는 필름상 합성수지재를 상기 ③의 방법으로 수축고체화-입자상화처리하여 얻어진 입자직경 6mm 이하의 입자상 합성수지재(a)와 덩어리상 합성수지재를 분쇄처리하여 얻어진 입자직경 6mm 이하의 입자상 합성수지재(b)(어느쪽의 입자상 합성수지재도 안식각: 40°)를 여러 가지의 비율로 혼합하고, 이 혼합체를 고로의 날개부에 기송하여 로내 취입을 실시하고, 그 때의 입자상 합성수지재(a)의 중량비율과 혼합체의 반송성(공급트러블 발생빈도) 및 합성수지에 의한 코크스치환률과의 관계를 조사한 것이다. 또한 공급트러블 발생빈도와 코크스치환률은 이하와 같이 정했다.

(가) 공급트러블 발생빈도

덩어리상 합성수지재를 분쇄처리하여 얻어진 입자직경 6mm 이하의 입자상 합성수지재(b)(안식각: 40°)만을 단독으로 로에 공급한 경우의 공급트러블 발생빈도지수를 "1"로 하고, 이 경우와 비교한 공급트러블 발생빈도를 지수 로 나타냈다. 공급트러블발생의 유무는 저장사일로내의 입자상 합성수지재 의 중량변동을 항상 감시하고 중량변동: 0인 상태가 소정 시간(예를 들면 10 분간 정도) 계속된 경우에 트러블발생(사일로잘라냄부나 기송관 도중에서의 막힘 발생)이라고 판단했다.

(나) 코크스치환률

코크스치환률＝(입자상 합성수지재의 취입에 의해 절감된 코크스비)/ (입자상 합성수지재의 취입비)

다만 입자상 합성수지재의 취입에 의해 절감된 코크스비: kg/t·pig, 입자상 합성수지재의 취입비: kg/t·pig

도 22에 의하면 전체입자상 합성수지재에 차지하는 입자상 합성수지재의 비율이 10% 이상이면 우수한 연소성과 반송성이 얻어지는 것을 알 수 있다.

상기와 같이 입자상 합성수지재(a)의 비율을 관리하기 위해서는 입자상 합성수지재(a)와 그 이외의 입자상 합성수지재를 일단 각각의 저장사일로에 저장한 후에 혼합하도록 하는 것이 바람직하다.

또 입자상 합성수지재(a), (b), (c)는 부피밀도 0. 30 이상, 안식각 40° 이하로 가공되는 것이 바람직하다. 앞서 서술한 바와 같이 종래기술에 있어서는 합성수지분쇄물의 부피밀도를 0. 35 이상으로 하는 것이 제안되고 있는데, 특히 덩어리상 합성수지재의 분쇄물에 대해서는 부피밀도를 높이면 그만큼 파쇄기의 부하가 증대하는(파쇄날의 수명이 짧아지는) 문제가 있으며, 파쇄기에 따라서는 부피밀도 0. 35 미만의 분쇄물 밖에 얻을 수 없는 것도 있다. 한편 본 발명자들의 검토에 따르면 입자상 합성수지재의 부피밀도가 0. 30 이상이면 압력손실 등의 점을 포함하여 입자상 합성수지재를 기송하는 것에 아무런 문제도 발생하지 않는 것, 또 입자상 합성수지재의 저장사일로에서의 브리지(매달림)나 기송관계내의 곡관부나 밸브 주변에서의 막힘 등의 트러블의 발생은 입자상 합성수지재의 부피밀도와는 거의 관계가 없고 입자상 합성수지재의 입자형상에 크게 좌우되는 것, 그리고 이 입자형상을기초로 하는 상기 트러블의 발생억제효과는 입자상 합성수지재의 안식각으로 정리할 수 있는 것이 판명되었다.

도 23은 덩어리상 합성수지재를 분쇄처리하여 얻어진 입자직경 6mm 이하의 입자상 합성수지재에 대하여 그 안식각과 저장사일로에서의 브리지(매달림)나 기송관 내에서의 막힘 등의 공급트러블 발생빈도의 관계를 부피밀도가 다른 입자상 합성수지재별로 나타낸 것이다. 또한 공급트러블 발생빈도의 평가는 도 22와 똑같은 방법으로 실시했다.

도 23에 의하면 입자상 합성수지재의 부피밀도에 관계 없이 안식각을 40° 이하로 함으로써 상기와 같은 공급트러블을 적절하게 방지할 수 있는 것을 알 수 있다.

또 입자상 합성수지재(a)중 상기 ②, ③의 방법으로 입자상 수축고체화 또는 수축고체화-입자상화하여 얻어지는 것에 대해서는 해당 방법으로 입자상 수축고체화 또는 수축고체화-입자상화하는 것만으로 안식각 40° 이하의 입자상 합성수지재가 얻어지는 것을 알았다. 한편 상기 ①방법으로 감용고체화-입자상화하여 얻어지는 입자상 합성수지재(a), 또는 상기 ①∼③ 이외의 방법으로 수축고체화-입자상화하여 얻어지는 입자상 합성수지재(a)나 합성수지류(B)를 파쇄처리하여 얻어지는 입자상 합성수지재(b), 나아가서는 입자상 합성수지재(c)에 대해서는 안식각 40° 이하를 달성하기 위해 파쇄방식 등이 적절히 선택된다.

또한 본 발명에 있어서 가공처리하여 얻는 입자상 합성수지재(a) 및 (b)의 입자직경, 나아가서는 합성수지재(c)의 입자직경은 연소성 등의 관점에서 10mm 이하, 바람직하게는 4∼8mm로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 합성수지류의 처리방법은 고로, 스크랩용해로, 회전킬른 등을 비롯한 각종 로에 적용할 수 있다.

또한 폐기물로서 처리설비에 투입되어오는 합성수지류중 함염소고분자수지를 포함하지 않고, 또한 형태가 이미 형상이기 때문에 그대로 로에 기송공급 가능한 것(예를 들면 입자상인 이온교환수지재, 성형가공용 합성수지펠렛, 완구용 합성수지소구 등)에 대해서는 본 발명에 의한 가공처리를 거치는 일 없이 그대로 저장사일로에 장입하는 등으로 하여 로에 공급할 수 있는 것은 말할 것도 없다.

(실시예)

[실시예 1]

도 17에 나타내는 본 발명의 합성수지류의 처리설비에 대하여 필름상 합성수지재를 주체로 하는 합성수지류(A)를 1. 60t/hr, 덩어리상 합성수지재를 주체로 하는 합성수지류(B)를 2. 98t/hr의 비율로 각각 공급하여 입자상 합성수지재(a), (b) 및 (c)로 가공처리하고 이들을 저장사일로에서 혼합한 후 기송관계를 통하여 고로에 기송하고 미분탄과 함께 날개부로부터 로내에 불어 넣었다. 이 때의 합성수지류의 가공 및 공급조건과 고로의 조업조건을 이하에 나타낸다.

(가) 합성수지류의 가공처리조건

(가-1) 합성수지류(A)

도 17의 가공처리라인(X)에 있어서 거친 파쇄 및 함염소고분자수지재의 분리제거를 실시한 후 상기 ③의 방법으로 수축고체화-입자상화처리하여 입자직경 6mm 이하의 입자상 합성수지재(a)에 가공하고, 이를 저장사일로에 이송했다.

(가-2) 합성수지류(B)

도 17의 가공처리라인(Y)에 있어서 1차파쇄, 2차파쇄, 함염소고분자수지재의 분리제거 및 분쇄처리를 실시하여 입자직경 6mm 이하의 입자상 합성수지재(b)로 가공처리하고, 이를 저장사일로에 이송했다.

(가-3) 함염소고분자수지재

가공처리라인(X, Y)의 각 분리장치에서 분리제거된 함염소고분자수지재를 스크류압출방식의 염소제거장치에 반송·공급하여 탈염소처리를 실시하고, 다음으로 분쇄처리를 실시하여 입자직경 6mm 이하의 입자상 합성수지재(c)로 가공하고, 이를 저장사일로에 이송했다.

(가-4) 입자상 합성수지재의 고로내 취입

저장사일로에 장입된 입자상 합성수지재(a), (b) 및 (c)의 혼합체를 사일로로부터 정량적으로 잘라내고, 이를 기송공급설비까지 이송하며 기송공급설비로부터 고로날개부에 입자상 합성수지재를 기송하여 로내에 불어 넣었다.

(나) 고로조업조건

출선량: 10000t/일

코크스비: 425kg/t·pig

날개 입자상 합성수지재의 취입량: 10kg/t·pig

미분탄 취입량: 80kg/t·pig

송풍량: 1020Nm³/t·pig

산소부화율: 4%

송풍온도: 1150℃

이상과 같은 합성수지류의 처리와 고로에 대한 공급을 실시한 결과 고로의 조업 자체에는 전혀 지장은 없고, 또 고로에 공급해야 할 입자상 합성수지재의 저장사일로잘라냄부나 기송관계에서의 막힘 등의 공급트러블 등도 거의 발생하지 않았다.

또 이 조업예에서는 가공처리라인(X, Y)에 공급된 합성수지류중의 약 9%가 염화비닐수지 등의 함염소고분자수지재였지만, 이 함염소고분자수지재의 약 99%를 분리장치에서 분리회수하고, 또한 염소제거장치에서는 함염소고분자수지재의 염소분을 약 97% 제거할 수 있었다. 따라서 전체조업중 로꼭대기가스를 채취하여 그 가스조성을 분석한 결과에서도 HCl은 거의 검출되지 않았다.

또한 가공처리라인(X, Y)의 각 분리장치에서 분리회수된 함염소고분자수지재는 약 616kg/hr이며, 이 조업시에 있어서의 함염소고분자수지재의 염소함유량은 약 35wt%였던 것에서 염소제거장치에서의 탈염소처리에서는 염화수소가스로서 약 142kg/hr이 제거되고 염소분을 실질적으로 포함하지 않는 합성수지재(탄소질의 잔사) 약 474kg/hr이 로측에 공급된 것이 된다.

[실시예 2]

도 17의 흐름도에서 나타내는 합성수지류의 처리설비에 대하여 필름상 합성수지재를 주체로 하는 합성수지류(A)와 덩어리상 합성수지재를 주체로 하는 합성수지류(B)를 각각 공급하여 입자상 합성수지재(a), (b) 및 (c)로 가공처리하고, 이들을 저장사일로에서 혼합한 후 기송관계를 통하여 고로에 기송해서 미분탄과 함께 날개부로부터 로내에 불어 넣었다. 가공처리공정에 공급된 합성수지류에는 폴리에틸렌 등의 열가소성 수지 이외에 폴리에틸렌 테레푸탈레이트(PET), ABS수지, PVC수지, 페놀수지, 우레탄수지 등이 포함되고, 또한 푸탈산디에틸 등과 같은 가소제, 트리메틸포스페이트 등과 같은 난연재, 유리섬유 등과 같은 충진재 등도 포함되어 있었다.

본 실시예에 있어서의 합성수지류의 가공 및 공급조건을 이하에 나타낸다. 또 가공처리라인(X) 및 (Y)에 공급한 합성수지류와 가공처리라인(X) 및 (Y)에서 분리되어 염소제거장치에 공급된 함염소고분자수지재에 대하여 그 공급량과 조성을 표 4 및 표 5에, 처리에 의해 얻어진 취입용의 입자상 합성수지재의 공급량과 조성을 표 6 및 표 7에, 고로의 조업조건을 표 8에 각각 나타낸다.

(가) 합성수지류의 가공처리조건

(가-1) 합성수지류(A)

가공처리라인(X)에 대한 합성수지류의 공급량이 다른 이외는 실시예 1과 같음.

(가-2) 합성수지류(B)

가공처리라인(Y)에 대한 합성수지류의 공급량이 다른 이외는 실시예 1과 같음.

(가-3) 함염소고분자수지재

가공처리라인(X, Y)의 각 분리장치에서 분리제거된 함염소고분자수지재를 로터리킬른방식의 염소제거장치에 반송· 공급하여 탈염소처리를 실시하고, 다음으로 분쇄처리를 실시하여 입자직경 6mm 이하의 입자상 합성수지재(c)로 가공하고, 이를 저장사일로에 이송했다.

(가-4) 입자상 합성수지재의 고로 취입

저장사일로에 장입된 입자상 합성수지재(a), (b) 및 (c)의 혼합체를 사일로로부터 정량적으로 잘라내고, 이를 기송공급설비까지 이송하고 하기조건으로 기송공급설비로부터 고로날개부에 입자상 합성수지재를 기송하여 로내에 불어 넣었다.

기송가스: 공기

고체기체비: 4. 5kg/kg

이상과 같은 합성수지류의 처리와 고로에 대한 공급을 실시한 결과 고로의 조업 자체에는 전혀 지장이 없고, 또 고로에 공급해야 할 입자상 합성수지재의 저장사일로잘라냄부나 기송관계에서의 막힘 등의 공급트러블 등도 전혀 발생하지 않았다.

또 염소제거장치에 있어서는 함염소고분자수지재로부터 조업예 1에서는 372kg/hr, 조업예 2에서는 394kg/hr, 조업예 3에서는 201kg/hr, 조업예 4에서는 611kg/hr이 각각 염소분으로서 제거되고 염소분이 충분히 절감된 표 3 및 표 4에 나타내는 양의 수지재(염소분이 이탈한 수지의 잔사)가 로측에 공급되었다.

이상 서술한 바와 같이 본 발명에 따르면 폐기물인 플라스틱을 포함하는 합성수지류를 함염소고분자수지의 연소에 의한 유해가스의 발생이라는 문제를 전혀 염려하는 일 없이 로의 연료나 철원의 환원제로서 사용할 수 있고 합성수지류의 폐기물의 대량처리와 유효이용을 가능하게 하는 효과가 있다.

표 4

표 5

표 6

표 7

표 8

도 24 및 도 25는 로터리킬른의 한 실시형태를 나타내는 것으로, "A"는 장치 본체, "301"은 이를 구성하는 외관, "302"는 똑같이 내관이며, 이 내관(302)은 외관(301)길이방향에 외관(301)과 대략 동심상으로 배치되어 있다. 그리고 내관(302)의 내부가 피처리수지재의 통로(303)(처리용 공간)를 구성하고, 또 외관(301)과 내관(302)의 사이의 공간이 고온가스의 통로(304)를 구성하고 있다.

도 26에 나타내는 로터리킬른을 이용하여 염회비닐수지재의 탈염소처리를 실시했다. 장치구성의 개략은 이하와 같다.

[장치구성]

킬른치수(외관내부직경 D₂×전체길이 L): 600mm1

×3000mm

내관치수(내관내부직경 D₁×전체길이 L): 400mm1

×3000mm

장치 본체의 경사각(θ): 5°

본 실시예에서는 염소함유율: 35%, 재분: 1. 5%, 입자직경 10∼20mm의 염화비닐수지재의 처리를 실시하고, 또 고체의 열매체로서는 가루코크스(입자직경 10mm 이하)를 이용했다.

탈염소처리는 염화비닐수지재 공급량: 50kg/h, 가루코크스공급량 20kg/h(이상 실시예 1)와 염화비닐수지재 공급량: 70kg/h, 가루코크스 공급량: 10kg/h(이상 실시예 2)의 2수준으로 실시하고 염화비닐수지재와 열매체(가루코크스)의 킬른내 체류시간이 15분 정도가 되도록 킬른회전수 등을 조정했다. 또 내관내의 통로에는 염화비닐수지재와 열매체의 이동을 원활하게 하기 위해 소량의 캐리어가스를 통기시켰다.

각 실시예의 처리조건과 처리의 결과를 표 1에 나타낸다. 이에 따르면 본 발명의 방법에 의해 염화비닐수지재로부터 염소를 고효율로 제거할 수 있고, 또 배가스속에는 미량의 저급탄화수소가스가 포함되어 있었지만 고농도의 염화비닐가스를 회수할 수 있었다.

표 9

도 27 내지 도 29는 본 발명의 처리방법 및 설비의 한 실시형태를 나타내는 것으로 가스외부가열방식에 의한 로터리킬른을 사용한 실시형태를 나타내고 있다.

도면에 있어서, "A"는 로터리킬른본체, "401"은 이를 구성하는 외관, "402"는 똑같이 내관이며, 이 내관(402)은 외관(1)의 내부길이방향으로 외관(401)과 대략 동심상으로 배치되어 있다. 그리고 내관(402)의 내부가 피처리재의 통로(404)(처리용 공간)를 구성하고, 또 외관(401)과 내관(402)의 사이의 공간이 고온가스의 통로(403)를 구성하고 있다.

또 통로(404)를 형성하고 있는 내관(402)의 일단측은 외관(401)의 바깥쪽으로 연장 돌출되고, 이 내관일단측이 재료공급부를 구성하고 있다.

이와 같은 로터리킬른에서는 도시하지 않는 정량공급장치 등을 통하여 피처리재(피처리재가 실질적으로 염소함유수지만으로 이루어지는 경우에는 염소함유수지재)와 고체열매체가 통로(404)내에 공급되는 동시에 열풍도관 등을 통하여 통로(403)내에 고온가스가 공급된다. 통로(403)에 공급된 고온가스는 내관(402)의 전체를 가열하고, 그 관벽을 통하여 피처리재가 가열된다. 통로(403)를 흐른 고온가스는 로터리킬른출구측의 도시하지 않는 배출구로부터 배출된다.

한편 내관(402)의 내부의 통로(404)에 공급된 피처리재와 고체열매체는 내관(402)의 회전에 의하여 혼합되고, 또한 통로(404)내를 이송되면서 가열되며, 이 가열에 의하여 피처리재에 포함되는 염소함유수지 속의 염소분이 염화수소로서 이탈하여 염화수소가스가 발생한다. 이 염화수소가스를 포함하는 배가스와 탈염소처리가 완료된 수지잔사 및 고체열매체는 로터리킬른출구측의 도시하지 않는 배출장치에 배출된 후 배가스와 수지잔사 및 고체열매체가 분리되어 따로 따로 회수된다. 따라서 염소함유수지의 가열에 의하여 발생한 염화수소가스는 통로(403)를 흐르는 고온가스와 혼합하는 일 없이 회수된다.

본 발명에서는 이와 같은 로터리킬른에 의한 염소함유수지의 탈염소처리에 있어서, 로터리킬른내에 피처리재와 고체열매체를 공급할 때에 피처리재를 고체열매체의 공급위치보다도 킬른 안쪽에 공급한다.

도 27 내지 도 29에 있어서, "405", "406"은 각각 로터리킬른입구측의 재료공급부에 설치된 재료공급수단이며, 이들 복수의 재료공급수단(405, 406)의 재료공급구(a, b)는 로터리킬른길이방향이 다른 위치에 배치되어 있다. 본 실시형태에서는 이들 재료공급수단(405, 406)은 공급관에 의해 구성되고 각 공급관의 선단이 재료공급구(a, b)를 구성하고 있다. 따라서 이와 같은 구조의 재료공급부에 있어서는 고체열매체의 공급을 재료공급수단(406)에서 실시하고 피처리재의 공급을 재료공급수단(405)에서 실시함으로써 피처리재를 고체열매체의 공급위치보다도 로터리킬른 안쪽으로 공급할 수 있다.

피처리재와 고체열매체를 상기와 같이 공급함으로써 고체열매체가 피처리재에 앞서서 킬른내에 공급되고 고체열매체가 고온의 킬른내벽에 접촉하는 것으로 예열된 후, 그 상층에 피처리재가 공급되기 때문에 피처리재가 탈염소처리의 초기단계에서 고체열매체에 의해 효율적으로 가열되고, 이 결과 높은 탈염소효율을 얻을 수 있다. 또 수지가 용융연화하여 열분해를 개시하는 초기단계에 있어서 고체열매체가 피처리재와 킬른내벽의 사이에 개재하기 때문에 수지잔사의 킬른내벽에 대한 부착도 효과적으로 억제할 수 있다.

또한 도 28에 나타내는 바와 같이 복수의 재료공급수단(405, 406)의 재료공급구(a, b)는 로터리킬른 안쪽에 위치하는 재료공급구일수록 킬른 내부의 윗쪽에 배치되는 것이 바람직하고, 이에 따라 재료공급수단(405, 406)을 도시하는 바와 같은 관체로 구성하고, 그 단부를 재료공급구(a, b)로 할 수 있다.

또 본 발명의 처리법에서는 피처리재(피처리재가 실질적으로 염소함유수지만으로 이루어지는 경우에는 염소함유수지재)와 고체열매체와 함께 첨가재로서 염소함유수지 및 고체열매체보다도 비중이 큰 물질의 분체물 또는 파쇄물을 공급할 수 있다. 이에 따라 로터리킬른에 의한 탈염소처리중 염소함유수지 및 고체열매체보다도 비중이 큰 첨가재가 킬른내벽측에 편석하고 피처리재와 킬른내벽의 사이에 항상 개재하게 되기 때문에 수지의 잔사가 킬른내벽에 부착하는 것이 보다 효과적으로 억제되고, 또 이에 따라서 고체열매체의 편석에 의한 기능저하를 억제할 수 있기 때문에 보다 높은 탈염소효율이 얻어진다.

이와 같은 첨가재를 공급하는 경우에도 피처리재를 고체열매체 및 첨가재의 공급위치보다도 로터리킬른 안쪽에 공급한다. 이 경우 피처리재, 고체열매체 및 첨가재에 대하여 각각 따로 따로의 재료공급수단을 이용하여, 예를 들면 첨가재를 재료공급부의 가장 입구측위치에, 고체열매체를 그보다도 킬른 안쪽위치에, 피처리재를 그보다도 더욱 킬른 안쪽위치에 각각 공급하도록 해도 좋지만, 보다 간편하게는 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같은 설비를 이용하여 고체열매체와 첨가재를 재료공급수단(6)에 의해, 또 피처리재를 재료공급수단(5)에 의해 각각 공급하도록 해도 좋다.

본 발명에서 사용하는 고체열매체로서는 킬른 내에서의 현저한 편석을 발생하기 어려운 기능성 및 탈염소처리된 후의 수지잔사를 고체열매체와 분리하는 일 없이 그대로 고로 등의 로(특히 용해로)에 공급하는 관점에서 로의 원재료로서 사용 가능한 것, 즉 로의 철원, 철원환원제, 연료, 부원료 등으로서 사용 가능한 분체물을 이용하는 것이 바람직하다. 이에 따라서 탈염소처리를 끝낸 수지재의 잔사를 고체열매체와 분리하는 일 없이 그대로 용해로 등에 철원의 환원제나 연료로서 공급할 수 있다.

그와 같은 열매체에 적합한 분체물로서는 코크스, 철광석, 소결광, 열경화성 수지(예를 들면 페놀수지, 유리어수지 등) 등의 분체물을 들 수 있고, 이들 1종류 이상을 고체열매체로서 사용할 수 있다. 또 킬른 내에서의 고체열매체의 편석을 방지하여 피처리재의 가열효율을 향상시키기 위해서는 열매체의 비중이 수지재에 가능한 한 가까운 편이 바람직하고, 이와 같은 관점에서는 고체열매체로서 코크스, 열경화성 수지의 분체물을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

또 본 발명에서 사용하는 첨가재로서는 그 기능성과 탈염소처리된 수지의 잔사를 첨가재와 분리하는 일 없이 그대로 고로 등의 로(특히 용해로)에 공급하는 관점에서 철광석, 소결광, 철스크랩 등의 분체물 또는 파쇄물이 가장 적합하며 이들 중에서 선택되는 1종류 이상을 이용하는 것이 바람직하다.

첨가재의 공급량은 피처리재와 고체열매체의 공급량에 따라서 적절히 결정하면 좋지만, 이 첨가재는 로터리킬른에 의한 탈염소처리중에 피처리재와 고체열매체의 혼합물이 킬른내벽과 접하는 범위, 즉 회전하는 킬른 내면의 하부영역의 전체에 피처리재와 고체열매체의 혼합물과 킬른내벽의 사이에 개재(편석)하도록 하여 존재하는 것이 바람직하고, 따라서 이와 같은 영역 전체에 분포할 수 있는 공급량으로 하는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명의 방법에 있어서 첨가재를 공급하는 경우에는 고체열매체로서 로의 철원, 철원환원제, 연료, 부원료 등으로서 사용 가능한 분체물(예를 들면 코크스, 철광석, 소결가루, 열경화성 수지 등의 1종류 이상으로 이루어지는 분체물)을 이용하고, 첨가재로서 철광석, 소결광, 철스크랩 등의 1종류 이상으로 이루어지는 분체물 또는 파쇄물을 이용하면 탈염소처리를 끝낸 수지재의 잔사를 열매체나 첨가재와 분리하는 일 없이 그대로 용해로 등에 철원의 환원제나 연료로서 공급할 수 있다.

또한 상기의 설명에 있어서는 고체열매체에 가장 적합한 분체물과 첨가재에 가장 적합한 분체물로서 같은 종류의 소재(예를 들면 철광석, 소결광)를 들었지만, 본 발명의 방법은 사용하는 고체열매체와 첨가재의 비중이 열매체〈첨가재인 것을 조건으로 하는 것이며, 따라서 이 조건에 따른 고체열매체와 첨가재의 조합을 선택하면 좋다.

킬른내(본 실시형태에서는 통로(404)내)에 있어서의 피처리재의 가열온도는 250∼350℃, 바람직하게는 300℃ 전후로 하는 것이 바람직하다. 가열온도가 250℃ 미만에서는 염화수소의 이탈반응이 효율적으로 실시되지 않고, 한편 350℃를 넘으면 수지재의 가스상 및 액상 탄화수소에 대한 열분해가 일어나기 시작한다.

또한 본 발명의 방법에서는 피처리재를 통로(404)내에서 원활하게 이동시키기 위해 통로(404)내에 소량의 캐리어가스(에어 등)를 통기시킬 수 있다.

Claims (31)

1. 로내에 공급할 수 있는 적합한 형상으로 합성수지류를 가공하고,

   해당 합성수지류의 가공은 합성수지류를 가열하여 열분해에 의해 탈염소하는 것으로 구성되고,

   해당 가공된 합성수지류를 연료 또는 환원제로서 로내에 공급하는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   해당 합성수지류의 가공은,

   해당 합성수지류를 가열하여 열분해에 의해 탈염소하는 공정과,

   탈염소된 합성수지류를 분쇄하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   해당 합성수지류의 가공은,

   합성수지류로부터 함염소고분자수지재를 분리제거하고 함염소고분자수지재를 실질적으로 포함하지 않는 제 1 합성수지재를 얻는 공정과,

   분리제거된 함염소고분자수지재를 가열하여 열분해에 의해 염소를 이탈시키고 염소분을 실질적으로 포함하지 않는 제 2 합성수지재를 얻는 공정과,

   해당 가공된 합성수지류의 로내에 대한 공급은 제 1 합성수지재와 제 2 합성수지재를 로에 공급하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   해당 합성수지류의 가공은,

   로터리킬른에 합성수지류와 열매체를 공급하고,

   공급된 합성수지류와 열매체를 가열함으로써 탈염소하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   해당 합성수지류와 열매체의 가열은 로터리킬른의 외부에 설치된 가열수단에 의해 합성수지류와 열매체를 가열하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   해당 합성수지류와 열매체의 가열은 열원으로서 고온가스를 로터리킬른에 공급하고 합성수지류와 열매체를 가열하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   해당 로터리킬른은 외관과 그 내부에 배치되는 내관을 갖고 내관내에 합성수지류와 열매체가 공급되며 내관과 외관의 사이의 공간에 고온가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
8. 제 4 항에 있어서,

   해당 합성수지류와 열매체의 공급은 외관과 그 내부에 배치되는 내관으로 이루어지는 로터리킬른의 내관내에 합성수지류와 열매체를 공급하는 것으로 이루어지고,

   해당 합성수지류와 열매체의 가열은 고온가스를 내관과 외관의 사이의 공간에 공급하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
9. 제 4 항에 있어서,

   해당 합성수지류와 열매체의 공급은 합성수지류의 공급위치를 열매체의 공급위치보다도 로터리킬른의 안쪽으로 함으로써 실시되는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    해당 합성수지류와 열매체는 합성수지류 및 열매체보다도 비중이 큰 분체물과 함께 공급되는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    해당 분체물은 철광석, 소결광, 철스크랩에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
12. 제 4 항에 있어서,

    해당 열매체는 로의 철원, 환원제, 연료 또는 부원료로서 사용되는 분체물인 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
13. 제 10 항에 있어서,

    해당 분체물은 가루코크스, 가루광석, 소결가루, 열경화성 수지가루와 철스크랩가루로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
14. 제 1 항에 있어서,

    해당 합성수지류의 가공은,

    외관과 그 내부에 배치되는 내관으로 이루어지는 로터리킬른의 내관내에 합성수지류와 열매체를 공급하고,

    고온가스를 내관과 외관의 사이의 공간에 공급된 합성수지류와 열매체를 가열함으로써 내관내의 합성수지류를 연화용융시키고,

    합성수지류가 연화용융하는 위치에 합성수지류의 연화용융온도 이상의 열풍을 내관내에 불어 넣는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    해당 열풍의 취입은 내관벽을 향하여 불어내어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
16. 제 1 항에 있어서,

    해당 합성수지류의 가공은,

    염소함유합성수지와 열가소성 수지를 포함하는 플라스틱을 공기를 차단한 로터리킬른으로 가열하고 열가소성 수지를 용융시켜서 용융플라스틱을 형성시키고,

    용융플라스틱과 열매체로서 염소함유합성수지를 열분해시키고 염화수소와 염소함유합성수지의 잔사로 하는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
17. 제 1 항에 있어서,

    해당 합성수지류는 필름상 염소함유합성수지이며,

    해당 합성수지류의 가공은,

    필름상 염소함유합성수지를 파쇄하고,

    파쇄된 필름상 염소함유합성수지를 감용화하고,

    감용화한 필름상 염소함유합성수지를 가열하여 열분해시키는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
18. 제 1 항에 있어서,

    해당 합성수지류는 염소함유수지피복강재를 포함하는 피처리재이며,

    해당 합성수지류의 가공은 해당 피처리재를 로터리킬른으로 가열하여 염소함유수지를 열분해시키는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
19. 제 1 항에 있어서,

    해당 합성수지류는 염소함유수지피복금속을 포함하는 피처리재이며,

    해당 합성수지류의 가공은 해당 피처리재를 로터리킬른으로 가열하여 염소함유수지를 열분해시키는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리방법.
20. 합성수지류의 처리장치는,

    로내에 공급할 수 있는 형상으로 합성수지류를 가공하는 수단으로 이루어지고,

    해당 가공수단은,

    합성수지류를 가열하여 탈염소하기 위한 염소제거장치와,

    탈염소된 합성수지류를 분쇄하여 입자상의 합성수지류로 하기 위한 분쇄장치로 이루어지고,

    해당 가공된 합성수지류를 로내에 공급하는 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리장치.
21. 제 20 항에 있어서,

    해당 합성수지류의 가공수단은,

    해당 합성수지류를 가공하여 입자상의 합성수지류를 얻는 가공장치와,

    입자상의 합성수지류로부터 함염소고분자수지재를 분리제거하고 함염소고분자수지재를 실질적으로 포함하지 않는 입자상의 제 1 합성수지재를 얻는 분리제거장치와,

    분리제거된 함염소고분자수지재를 가열하여 열분해에 의해 염소를 이탈시키고 염소분을 실질적으로 포함하지 않는 입자상의 제 2 합성수지재를 얻는 염소제거장치로 이루어지고,

    해당 가공된 합성수지류의 로내에 대한 공급수단은 입자상의 제 1 합성수지재와 입자상의 제 2 합성수지재를 로에 공급하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리장치.
22. 제 20 항에 있어서,

    해당 염소제거장치는 로터리킬른이며 해당 로터리킬른에 합성수지류와 열매체가 공급되는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리장치.
23. 제 20 항에 있어서,

    해당 염소제거장치는 로터리킬른으로 이루어지고,

    해당 로터리킬른은 외관과 그 내부에 배치되는 내관을 갖고, 해당 내관내는 합성수지류와 열매체의 통로이며, 내관과 외관의 사이의 공간이 고온가스용의 통로인 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리장치.
24. 제 23 항에 있어서,

    해당 로터리킬른은 외관과 그 내부에 배치되는 단일한 내관을 갖고, 해당 내관내는 합성수지류와 열매체의 통로이며, 내관과 외관의 사이의 공간이 고온가스용의 통로인 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리장치.
25. 제 23 항에 있어서,

    해당 로터리킬른은 외관과 그 내부에 배치되는 복수의 내관을 갖고, 해당 복수의 내관내는 합성수지류와 열매체의 통로이며, 내관과 외관의 사이의 공간이 고온가스용의 통로인 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리장치.
26. 제 23 항에 있어서,

    해당 로터리킬른은 외관과 그 내부에 배치되는 내관이 일체로 회전하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리장치.
27. 제 23 항에 있어서,

    해당 로터리킬른은 내관만이 회전하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리장치.
28. 제 20 항에 있어서,

    해당 로터리킬른은 입구측에 재료공급구를 갖는 복수의 재료공급수단을 갖고,

    해당 복수의 재료공급수단의 재료공급구는 로터리킬른의 길이방향이 다른 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리장치.
29. 제 28 항에 있어서,

    복수의 재료공급수단의 재료공급구는 로터리킬른 안쪽에 위치하는 공급구일수록 로터리킬른 내부의 윗쪽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리장치.
30. 제 20 항에 있어서,

    해당 염소제거장치는 로터리킬른으로 이루어지고,

    해당 로터리킬른은 외관, 외관의 내부에 배치되는 내관과, 내관내의 합성수지류가 연화용융하는 위치에 열풍을 불어 넣는 파이프를 갖고, 해당 내관내는 합성수지류와 열매체의 통로이며, 내관과 외관의 사이의 공간이 고온가스용의 통로인 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리장치.
31. 제 20 항에 있어서,

    해당 합성수지류의 가공수단은,

    필름상 염소함유합성수지를 파쇄하는 수단과,

    파쇄된 필름상 염소함유 합성수지를 감용화하는 수단과,

    감용화한 필름상 염소함유합성수지를 가열하여 열분해시키는 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성수지류의 처리장치.

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