KR100537465B1 - 폐비닐의 처리방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과열수증기와 고온의 간접열을 이용하여 폐비닐을 용융시켜 재활용 원료로 사용하거나 또는 열분해시켜 연료로 사용할 수 있는 가스(액화가스)와 그대로 폐기하여도 자연환경을 오염시키지 않게 되는 탄화분으로 분리하는 폐비닐의 처리방법 및 장치에 관한 것이다.

1차 처리로에 투입된 폐비닐을 간접열과 과열수증기로 가열하여 폐비닐에 묻어있는 수분 및 외부 공기등이 열과 팽창하는 과열수증기에 희석되어 분리되면 외부로 배출시켜 주고 폐비닐은 용융시켜 주는 1차 처리단계와, 용융된 폐비닐이 2차 처리로에 투입되면 간접열로 가열하여 잔류 수분 및 공기등을 증발시켜 모두 외부로 배출시켜 주고 폐비닐은 용융상태를 유지토록 하는 2차 처리단계와, 용융상태의 폐비닐이 3차 처리로에 투입되면 고온의 간접열로 열분해시켜 가스와 탄화분으로 분리하여 외부로 배출시켜 가스저장탱크와 탄화분의 수용탱크에 각각 저장되게 하는 3차 처리단계로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 폐비닐의 처리방법 및 장치.

Description

폐비닐의 처리방법 및 장치{method and device to dispose waste vinyl}

본 발명은 폐비닐의 처리방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 과열수증기와 고온의 간접열을 이용하여 폐비닐을 용융시켜 재활용 원료로 사용하거나 또는 열분해시켜 연료로 사용할 수 있는 가스(액화가스)와 그대로 폐기하여도 자연환경을 오염시키지 않는 탄화분으로 분리하는 폐비닐의 처리방법 및 장치에 관한 것이다.

종래에도 수거한 폐비닐을 소정의 크기로 절단하고 세척하여 묻어 있는 이물질을 제거한 다음 용융시켜 재활용 원료를 얻는 처리방법이 널리 알려져 있었는데, 이러한 종래의 처리방법은 용융과정에서 발생되는 냄새나 각종 오염물질이 대기중에 그대로 배출되었다.

또한, 처리작업에 많은 인력이 필요하였음은 물론 세척 후 수분을 완전히 제거하는데 많은 시간이 소요되었기 때문에 전체적인 처리시간이 많이 소요되었으며, 이에 따라 수분이 완전히 제거되지 않은 상태에서 처리를 수행하는 경우도 많았다.

그리고, 종래의 처리방법은 단순히 폐비닐을 용융시켜 재활용 원료로 사용하기 위한 것이었기 때문에 폐비닐의 재활용도가 한정되었다.

따라서, 종래의 처리방법에 의하면 용융과정에서 발생되는 냄새와 각종 오염물질이 대기중에 그대로 배출되었기 때문에 공해발생의 요인이 되었으며, 이로 인해 특히 작업자의 건강에 심각한 해를 끼치게 되는 등 많은 문제점이 있었다.

또한, 처리시간과 작업인력이 많이 소요됨에 따라 처리비용이 상승되는 등 비 경제적이었음은 물론 활용도가 한정되었기 때문에 폐비닐의 재활용을 기피하고 그대로 폐기함으로써 토양을 오염시키게 되는 등의 문제점도 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래 폐비닐의 처리방법의 문제점들을 감안하여 발명된 것으로서, 그 목적은 공해발생의 요인을 근본적으로 해결함과 동시에 매우 경제적인 폐비닐의 처리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 폐비닐의 활용도를 확대시켜 주는 폐비닐의 처리방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 상기와 같은 목적들은 처리과정에서 발생되는 냄새나 각종 오염물질이 대기중으로 배출되지 않게 함은 물론 처리시간이 대폭 단축됨과 동시에 재활용 원료로의 제공은 물론 연료(액화가스)를 제공할 수 있는 폐비닐의 처리방법 및 장치를 제공함으로써 달성되는데, 이 처리방법 및 장치는 소정의 크기로 절단하여 이물질이 제거되게 세척한 폐비닐을 1차 처리로에 투입한 다음 과열수증기와 간접열을 공급하여 대략 300℃∼340℃의 온도하에서 수분을 제거시켜 줌과 동시에 1차로 용융시켜 주는 1차 처리단계와, 1차 처리단계에서 용융된 폐비닐을 2차 처리로에 투입하여 과열수증기와 간접열을 공급하여 대략 300℃∼340℃의 온도하에서 잔류 수분을 완전히 제거시켜 줌과 동시에 용융상태를 유지시켜 주는 2차 처리단계와, 2차 처리단계를 거친 용융상태의 폐비닐을 3차 처리로에 투입한 후 400∼700℃의 열로 가열하여 가스와 탄화분으로 열분해 분리시켜 주는 3차 처리단계로 이루어 진다.

이러한 본 발명의 처리방법 및 장치에 의해 얻어지는 가스는 3차 처리로에서 가스저장탱크로 이송되어 수용된 후 냉각되면 액화가스로 저장되는 것으로서, 이 액화가스는 폐비닐의 제1-3차의 처리단계에서 필요한 열을 얻기 위한 연료로 사용하여도 됨은 물론이다.

그리고, 탄화분에는 오염물질이 전혀 잔류하지 않기 때문에 배출시켜 그대로 매립하여도 토양을 오염시키지 않게 된다.

한편, 1차 및 2차 처리과정에서 발생되는 수증기와 냄새등은 각 처리로에서 배출된 후 정화기를 거쳐 외부로 배기되기 때문에 대기중으로는 오염물질이 배기되지 않게 되는 것이며, 또한, 2차 처리단계와 3차 처리단계의 사이에는 상기 2차 처리단계에서 잔류 수분이 완전히 제거된 용융상태의 폐비닐을 3차 처리단계로 투입하지 않고 외부로 배출시켜 재활용 원료로 사용토록 하는 배출단계가 더 포함된다.

이와 같은 본 발명의 처리방법 및 장치는 폐비닐의 투입으로부터 액화가스와 탄화분으로 분리되는 모든 처리단계가 자동으로 일관되게 수행되는 것으로서,작업인력이 대폭 감소됨은 물론 처리시간이 단축되고 처리비용도 크게 절감됨은 물론 특히 재활용도가 확대되는 특징이 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 폐비닐의 처리방법 및 장치를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 폐비닐의 처리방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 실시예에 의한 폐비닐의 처리방법은, 소정의 크기로 절단하고 세척하여 이물질을 제거시킨 폐비닐을 간접열과 과열수증기를 공급하여 내부 온도가 300℃∼340℃를 유지하는 1차 처리로에 투입하여 상기 폐비닐에 묻어있는 수분 및 공기등이 과열수증기에 희석되어 분리되게 함과 동시에 상기 폐비닐을 용융시켜 주는 1차 처리단계와, 간접열에 의해 내부 온도가 300℃∼340℃를 유지하는 2차 처리로에 상기 1차 처리단계에서 용융된 폐비닐이 투입되면 잔류 수분 및 공기등을 증발시켜 완전히 제거되게 함과 동시에 폐비닐의 용융상태를 유지시켜 주는 2차 처리단계와, 간접열에 의해 내부 온도가 400℃∼700℃를 유지하는 3차 처리로에 상기 2차 처리단계를 거친 용융상태의 폐비닐이 투입되면 가스와 탄화분으로 열분해 분리시켜 주며 분리된 가스와 탄화분은 외부로 배출시켜 가스저장탱크와 수용탱크에 저장되게 하는 3차 처리단계로 이루어진다.

상기 1차 처리단계는, 하부의 배출구를 닫은 상태에서 상부의 투입구를 통해 1차 처리로내에 적정량의 폐비닐을 투입한 다음 투입구도 닫고 내부에 배관된 열관으로는 열을 통과시키고 공급관을 통해서는 과열수증기를 투입시켜 상기 열관을 통과하는 간접열과 공급관을 통해 투입되는 과열수증기에 의해 내부가 300℃∼340℃의 온도를 유지하게 가열함으로써 이루어진다.

이러한 상태에서 1차 처리로내에 투입된 폐비닐은 팽창하는 과열수증기에 의해 포장되는 동시에 용융이 되며, 이 과정에서 발생되는 냄새나 오염물질등은 물론 폐비닐에 묻어 있는 수분 및 공기등은 과열수증기에 희석되어 상기 처리로에 부설된 배기구를 통해 배기되어 정화기를 거치면서 완전히 정화된 다음 외부로 배출되며, 이에 따라 대기오염이 방지된다.

상기 2차 처리단계는, 하부의 배출구는 닫혀 있고 내부는 간접열에 의해 300℃∼340℃의 온도를 유지하게 가열되고 있는 2차 처리로내에 상기 1차 처리단계에서 용융된 폐비닐을 용융상태로 투입함으로써 이루어 진다.

이를 위해 상기 1차 처리로의 배출구와 2차 처리로의 유입구는 상하 직결되게 연결되며, 투입이 완료되면 상기 배출구와 유입구는 이들 사이에 설치된 밸브에 의해 유통이 차단된다.

이러한 상태에서, 2차 처리로에 투입된 용융상태의 폐비닐은 간접열에 의해 가열되어 잔류하는 수분등이 있으면 완전히 증발되며, 이 과정에서 발생되는 냄새나 오염물질은 증발되는 수분등과 함께 상기 처리로에 부설된 배기구를 통해 배기되어 정화기를 거치면서 완전히 정화된 다음 외부로 배출된다.

이와 같은 처리과정에서 2차 처리로의 내부 온도가 300℃∼340℃를 유지하게 하는 것은 1차 처리단계에서 미처 제거되지 않은 잔류 수분등을 모두 증발시켜 완전히 제거하는 과정에서 고열에 의해 열분해 분리되는 현상이 발생되는 것을 방지하기 위한 것이다.

즉, 수분등이 잔류하면 열분해작용이 원활히 이루어지지 않게 됨은 물론 열분해되어 가스와 탄화분으로 분리가 이루어져도 가스에 수분이 함유되어 양질의 순수한 가스를 얻을 수 없게 되므로, 열분해하기 전에 잔류하는 수분등을 완전히 제거하는 것이 필수적이다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 열분해하기 전에 수분등을 완전히 제거하기 위해서 1차 처리단계에서는 팽창하는 과열수증기에 의해 폐비닐에 묻어 있는 수분등이 희석되어 배출되게 하였고, 2차 처리단계에서는 간접열에 의해 잔류하는 수분등이 있으면 증발되어 배출되게 함으로써 수분등이 확실히 제거되게 한 것이다.

3차 처리단계는, 하부의 배출구는 닫혀 있고 내부는 고온의 간접열에 의해 400℃∼700℃의 온도를 유지하게 가열되고 있는 3차 처리로내에 상기 2차 처리단계에서 수분등이 완전히 제거된 용융상태의 폐비닐을 투입함으로써 이루어 진다.

이를 위해 상기 2차 처리로의 배출구와 3차 처리로의 유입구는 상하 직결되게 연결되며, 투입이 완료되면 상기 배출구와 유입구는 이들 사이에 설치된 밸브에 의해 유통이 차단된다.

이러한 상태에서, 3차 처리로에 투입된 용융상태의 폐비닐은 고온의 간접열에 의해 열분해되어 연소가능한 가스와 탄화분으로 분리되며, 분리되는 가스는 배기구를 통해 배기되어 가스저장탱크로 이송되고 상기 처리로내의 하부에 잔류하는 탄화분는 3차 처리단계가 완료되면 하부의 배출구를 개방하여 수용탱크로 배출시킨 다음 필요시에 폐기하면 된다.

이와 같이 1-3차의 처리단계를 거쳐 얻어지는 액화가스는 각종 오염물질이 제거된 순수한 연료로서 본 발명의 각 처리단계에서 필요한 열을 얻기 위한 연료로 사용하여도 됨은 물론 이며, 또한, 탄화분은 냄새나 각종 오염물질등이 잔류하지 않기 때문에 그대로 매립을 하여도 토양을 전혀 오염시키지 않게 된다.

한편, 2차 처리단계와 3차 처리단계의 사이에는 상기 2차 처리단계에서 잔류 수분등이 완전히 제거된 용융상태의 폐비닐을 3차 처리단계로 투입하지 않고 외부로 배출시켜 재활용 원료로 사용토록 하는 배출단계가 더 포함된다

이렇게, 배출단계에서 외부로 배출된 재활용 원료는 각종 비닐제품을 성형하는데 사용하면 된다.

도 2는 본 발명 실시예에 의한 폐비닐의 처리장치를 개략적으로 보인 구성도이고, 도 3은 동 처리장치에서 1차 처리로를 발췌하여 확대한 단면도이며, 도 4는 동 처리장치에서 2차 처리로를 발췌하여 확대한 단면도이고, 도 5는 동 처리장치에서 3차 처리로를 발췌하여 확대한 단면도이다.

본 발명의 실시예에 의한 폐비닐의 처리장치는, 간접열과 과열수증기를 공급하여 투입된 폐비닐에 묻어있는 수분 및 공기등이 상기 과열수증기에 희석되어 분리되면 외부로 배출시켜 제거되게 함과 동시에 상기 폐비닐을 용융시켜 주는 1차 처리단계를 수행하는 1차 처리로(10)와, 상기 1차 처리로에서 용융된 폐비닐이 투입되면 잔류 수분 및 공기등을 증발시켜 모두 외부로 배출함으로써 수분등이 완전히 제거되게 함과 동시에 폐비닐의 용융상태를 유지시켜 주는 2차 처리단계를 수행하는 2차 처리로(20)와, 상기 2차 처리로에서 수분등이 모두 제거된 용융상태의 폐비닐이 투입되면 고온의 간접열로 가스와 탄화분으로 열분해 분리시켜 주는 3차 처리단계를 수행하는 3차 처리로(30)를 구비하여 된다.

1차 처리로(10)는, 상부에는 폐비닐을 투입하는 투입구(111)가 부설되고 하부에는 용융된 폐비닐의 배출구(112)가 부설되며 상면부에는 배기구(113)가 부설된 기통(11)과, 이 기통내에 설치된 제1 과열수증기발생기(12) 및 내부에 배관되는 열관(13)으로 구성된다.

기통(11)의 바닥면은 용융된 폐비닐의 배출이 용이하도록 배출구(112)를 향해 하향 경사지게 형성되며, 투입구(111)는 상기 기통의 크기 또는 투입할 폐비닐의 투입량이나 투입시간등을 감안하여 복수로 설치하여도 된다.

제1 과열수증기발생기(12)는 버너(121)와, 이 버너에 의해 가열되어 과열수증기를 발생시키는 보일러(122)와, 이 보일러에서 발생되는 과열수증기가 기통(11)의 내부로 토출되게 하는 토출구(123)를 구비하여 된다.

열관(13)은 기통(11)의 내부에 갈지자형태로 배관 되는 것으로서, 상기 기통의 상단은 배기구(113)에 하단은 버너(121)에 각각 연결되며, 내부를 향하는 내측면에는 방열핀(131)들이 소정의 각도로 하향 경사지게 착설된다.

그리고, 제1 과열수증기발생기(12)와 열관(13)도 각기 복수로 설치하여도 되는 것으로서, 투입구(111)와 배출구(112) 및 배기구(113)는 각각의 밸브(10a-c)로 개폐되며, 상기 배기구는 정화기(14)에 연결된다.

따라서, 1차 처리단계를 수행할 때에는 먼저 투입구(111)의 밸브(10a)와 배기구(113)의 밸브(10c)는 열고 배출구(112)의 밸브(10b)는 닫은 상태에서 상기 투입구를 통해 기통(11)내에 적량의 폐비닐을 투입한 다음 밸브(10a)를 닫아 주고, 버너(121)를 가동시켜 준다.

물론, 버너(121)는 폐비닐을 투입하기 전에 먼저 가동시켜도 되는 것으로서, 상기 버너의 가동으로 발생되는 열은 보일러(122)를 가열하여 과열수증기를 발생시키고 열관(13)을 순환하는 과정에서 기통(11)내로 방열되며 배기구(113)를 거쳐 정화기(14)를 통과하면서 정화되어 외부로 배출된다.

이러한 과정에서 과열수증기는 토출구(123)를 통해 기통(11)내로 계속 토출되어 열관(13)을 순환하는 고온의 열은 과열수증기와 열교환되므로 상기 기통의 내부는 300℃-340℃의 온도를 유지하게 되며, 이에 따라 투입되어 있는 폐비닐은 팽창하는 과열수증기에 의해 포장되기 때문에 투입되기 전에 세척한 후 미처 제거되지 않고 묻어 있는 수분은 물론 투입시 유입된 외부 공기등은 과열수증기에 희석되어 폐비닐로부터 분리되고, 배기구(113)를 거쳐 정화기(14)를 통과하면서 냄새나 오염물질등이 정화되어 외부로 배출되며, 이 과정에서 폐비닐은 용융된다.

그리고, 소정의 처리시간이 경과되어 1차 처리단계가 완료되면 이번에는 배기구(113)의 밸브(10c)를 닫고 배출구(112)의 밸브(10b)를 열어 용융된 폐비닐이 2차 처리로(20)에 투입되게 하며, 투입이 완료되면 밸브(10b)를 닫아 배출구(112)의 유통을 차단시켜 준다.

2차 처리로(20)는, 상부에는 1차 처리로(10)의 배출구(112)와 직결되는 유입구(211)가 부설되고 하부에는 용융상태의 폐비닐의 유출구(212)가 부설되며 상측부에는 배기구(213)가 부설된 기통(21)과, 이 기통내부에 나선상으로 배관되는 가열관(22) 및 제2 과열수증기발생기(23)로 구성된다.

그리고, 유입구(211)는 밸브(10b)에 의해 개폐되는 것이며, 유출구(212) 및 배기구(213)는 밸브(20a)(20b)에 의해 각각 개폐된다.

기통(21)의 바닥면은 용융상태의 폐비닐이 용이하게 배출되도록 배출구(212)를 향해 하향 경사지게 형성되며, 가열관(22)은 상하단이 봉합된 외관체(221)와 이 외관체 보다 직경이 작으며 외관체의 내부에 장착되는 내관체(222) 및 이 내관체의 외주면에 적정한 간격으로 결합 고정되어 내관체가 상기 외관체내의 중앙을 관통하게 지지하는 다수의 다공성 지지링(223)으로 구성된다.

제2 과열수증기발생기(23)는 버너(231)와 이 버너에 의해 가열되어 과열수증기를 발생시키는 보일러(232)를 구비하여 되는 것이며, 상기 버너에는 내관체(222)의 하단이 연결되고 상기 보일러에는 외관체(221)의 하단이 연결된다.

또한, 외관체(221)의 상단은 1차 처리로(10)의 보일러(122)의 상측부에 연결되고, 내관체(222)의 상단은 상기 1차 처리로내에 배관된 열관(13)의 하단측에 연결된다.

따라서, 제2 과열수증기발생기(23)의 가동으로 버너(231)에서 발생되는 열은 보일러(232)를 가열한 다음 내관체(222)내로 공급되어 순환한 후 열관(13)으로 유입되어 이 열관을 순환하게 되며, 또, 상기 보일러에서 발생되는 과열수증기는 외관체(221)내로 공급되어 이 외관체의 내주면과 상기 내관체의 외주면 사이에 이들 직경의 차이에 비례하는 공간을 순환한 다음 보일러(122)로 유입되어 재 가열된 후 1차 처리로(10)내로 투입되기 때문에 열손실과 연료의 낭비가 방지된다.

한편, 외관체(221)와 내관체(222)사이의 공간에는 지지링(223)들이 개재되어 있지만 이 지지링들은 다공성이기 때문에 과열수증기는 원활히 순환하게 되는 것으로서, 이러한 순환과정에서 상기 내관체를 순환하는 고온의 열과 열교환을 하여 과열수증기는 300℃-340℃의 온도를 유지하게 된다.

이렇게 열교환을 한 과열수증기의 열은 기통(21)내로 방열되어 내부의 온도가 300℃∼340℃를 유지하게 가열하는 것이며, 이때, 유입구(211)와 유출구(212) 및 배기구(213)를 개폐시켜 주는 밸브(10b)(20a)(20b)들은 모두 닫혀 있게 된다.

이러한 상태에서 기통(21)에 유입되어 있는 용융된 폐비닐은 가열관(22)으로부터 방열되는 간접열에 의해 용융상태가 유지됨과 동시에 1차 처리단계에서 미처 제거 되지 않고 잔류하는 수분등이 있으면 모두 증발된다.

그리고, 증발되는 수분등과 열에 의해 기통(21)의 내부 압력이 상승되어 소정의 압력에 도달하면 배기구(213)에 부설된 압력계(24)가 이를 감지하게 되고, 이렇게 되면 밸브(20b)가 열려 증발된 수분등은 상기 배기구를 통해 정화기(14)로 보내져 냄새나 오염물질 등은 제거되고 외부로 배기된다.

이와 같은 2차 처리단계가 수행될 때 1차 처리로(10)내에는 폐비닐을 다시 투입하여 상기와 같은 1차 처리단계를 동시에 수행하여도 되는 것으로서, 2차 처리단계의 수행으로 잔류 수분등이 모두 제거되면 배기구(213)의 밸브(20b)는 닫고 유출구(212)의 밸브(20a)는 열어 융용상태의 폐비닐이 3차 처리로(30)에 투입되게 하고, 투입이 완료되면 밸브(20a)를 닫아 유출구(212)의 유통을 차단시켜 준다.

한편, 상기의 1,2차 처리단계를 수행하는 1,2차 처리로(10)(20)의 내부 온도를 300℃∼340℃의 온도를 유지하게 하는 것은, 투입된 폐비닐로부터 잔류하는 수분과 공기등이 미처 분리되지 않은 상태에서 용융되는 현상이 발생될 경우 3차 처리단계에서 열분해가 원활히 이루어지지 않게 됨은 물론 열분해가 이루어져도 가스에 수분등이 함유되어 양질의 순수한 가스를 얻을 수 없게 되므로 열분해하기 전에 잔류하는 수분을 완전히 제거하는 것이 필수적이기 때문이다.

또, 수분등의 제거를 위한 처리단계를 1,2차로 수행하는 것은 1차 처리단계에서 1차 처리로(10)내에 과열수증기를 직접 투입하여 수분 및 공기등을 희석시켜 배출하기 때문에, 1차 처리단계에서 미처 제거되지 않은 잔류 수분등이 열분해 분리단계로 투입되는 것을 방지하기 위한 것이다.

3차 처리로(30)는, 상부에는 2차 처리로(20)의 유출구(212)와 직결되는 입구(311)가 부설되고 하부에는 탄화분의 출구(312)가 부설되며 상측부에는 가스배기구(313)가 부설된 기통(31)과, 이 기통내에 나선상으로 배관되는 가열관(32) 및 버너(33)로 구성된다.

입구(311)는 밸브(20a)에 의해 개폐되고 출구(312) 및 가스배기구(313)는 밸브(30a)(30b)에 의해 각각 개폐되는 것으로서, 2차 처리로(20)에서 수분등이 모두 제거된 용융상태의 폐비닐이 유입될 때에는 밸브(30a)(30b)들은 닫혀 있고, 유입이 완료되면 밸브(20a)도 닫히게 된다.

기통(31)의 바닥면은 탄화분이 용이하게 배출되도록 출구(312)를 향해 하향 경사지게 형성되며, 가열관(32)의 상단은 배기구(113)에 연결되고 하단은 버너(33)에 연결된다.

물론, 상기와는 달리 가열관(32)의 상단을 배기구(113)에 직접 연결하지 않고 열관(13)이나 가열관(22)의 내관체(222)의 하단에 연결하여도 된다.

이와 같은 3차 처리로(30)는, 버너(33)의 가동으로 발생되는 고온의 열이 가열관(32)을 순환하면서 기통(31)의 내부를 가열하게 되는데, 이때 방열되는 열에 의해 상기 기통의 내부는 400℃∼700℃를 유지하게 가열된다.

이렇게 되면, 고온에 의해 기통(31)에 유입되어 있는 용융상태의 폐비닐은 열분해가 이루어져 가스와 탄화분으로 분리되며, 이러한 작용으로 상기 기통내부의 압력이 분리된 가스에 의해 상승되어 소정의 압력에 도달하여 가스배기구(313)에 부설된 압력계(34)에 감지되면 밸브(30b)가 열려 가스는 상기 가스배기구를 통해 가스저장탱크(35)로 이송되어 저장된다.

이러한 작용으로 3차 처리단계가 완료되면, 가스배기구(313)의 밸브(30b)는 닫고 출구(312)의 밸브(30a)를 열어 기통(31)내의 하부에 잔류하는 탄화분이 배출되어 수용탱크(40)에 수용되게 한 다음 모두 배출되면 다시 밸브(30a)를 닫고 밸브(20a)를 열어 2차 처리단계를 거친 용융상태의 폐비닐을 유입시켜 주고 3차 처리단계를 재차 수행하면 된다.

한편, 수용탱크(40)에는 버너(41)와 이 버너에 의해 가열되어 과열수증기를 발생시키는 보일러(42)를 부설하여 본 발명 처리장치의 초기 가동시 또는 재가동시에 고온의 열과 과열수증기를 상기 수용탱크와 2차 처리로(31)내로 주입하여 내부에 들어 있는 수분과 공기를 모두 제거시켜 줌으로써 열분해 분리작용이 순조롭게 이루어지게 한다.

이와 같은 3차 처리단계를 수행하는 3차 처리로(30)는, 복수로 설치하는 반면에 융용상태의 폐비닐의 수용량을 2차 처리로(20)에 비하여 작게 하면 열분해 분리시간을 대폭 단축시킬 수 있게 된다.

또한, 3차 처리단계가 수행될 때 2차 처리로(20)내에는 1차 처리로(10)에서 1차 처리단계를 거친 용융된 폐비닐을 투입하고, 상기 1차 처리로에는 폐비닐을 다시 투입하여 1,2차 처리단계를 동시에 수행하여도 된다.

그리고, 가스저장탱크(35)로 이송된 가스는 냉각되어 액화가스로 저장되는 것으로서, 이 액화가스는 오염물질등이 제거된 양질의 연료가 된다.

또, 3차 처리로(30)에는 배출기(36)를 부설하여 탄화분를 신속 원활하게 배출시킬 때 사용하여도 되는데, 이 배출기는 모터(361)와 이 모터의 회전력을 전달 받아 회전 되는 스크류(362)를 구비하여 되는 것으로서 회전력 전달축과 베벨기어들은 보호관(363)내에 장착된다.

한편, 2차 처리로(20)의 유출구(212)를 개폐시켜 주는 밸브(20a)의 일측방에는 펌프(25)를 부설하고 타측방에는 토출관(26)을 배관하여, 2차 처리단계에 의해 수분등이 모두 제거된 용융상태의 폐비닐을 3차 처리로(30)에 투입되게 하지 않고 상기 펌프를 가동하여 상기 토출관을 통해 수용함(27)에 수용되게 외부로 토출시켜 재활용 원료로 사용토록 하여도 된다.

물론, 이를 위해서 밸브(20a)는 4방 밸브를 사용하면 된다.

이와 같이 작동되는 본 발명 실시예에 의한 폐비닐 처리장치의 모든 작동은 일반적인 자동제어시스템의 제어에 의해 모든 과정이 순차적으로 일관되게 자동 수행되는 것이며, 또, 1-3차 처리로에는 온도감지(도시되지 않음)가 설치되어 항상 적정한 온도를 유지하게 제어된다.

이와 같은 본 발명 실시예에 의한 처리방법 및 장치에 의하면, 폐비닐의 투입으로부터 액화가스와 탄화분으로 분리되는 모든 처리단계가 자동으로 일관되게 수행되는 것이므로 작업인력이 대폭 감소됨은 물론 처리시간이 단축되고 처리비용도 크게 절감되며, 특히 재활용 원료는 물론 양질의 연료를 제공할 수 있게 되므로 폐비닐의 활용도가 확대되는 특징이 있다.

또한, 처리과정에서 발생되는 냄새나 오염물질등이 그대로 배출되지 않기 때문에 대기오염이 방지되며, 탄화분에도 오염물질이 잔류하지 않기 때문에 폐기시 그대로 매립을 하여도 토양을 오염시키지 않게 되는 등의 장점도 있다.

도 1은 본 발명 실시예에의 의한 폐비닐의 처리방법을 나타낸 흐름도

도 2는 본 발명 실시예에 의한 폐비닐의 처리장치의 개략적인 구성도

도 3은 동 처리장치에서 1차 처리로를 발췌하여 확대한 단면도

도 4는 동 처리장치에서 2차 처리로를 발췌하여 확대한 단면도

도 5는 동 처리장치에서 3차 처리로를 발췌하여 확대한 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 ; 1차 처리로 11 ; 기통

12 ; 제1 과열수증기발생기 13 ; 열관

111 : 투입구 112 ; 배출구

113 ; 배기구 121 ; 버너

122 ; 보일러 123 ; 토출구

20 ; 2차 처리로

21 ; 기통 22 ; 가열관

23 ; 제2 과열수증기발생기 25 ; 펌프

26 ; 토출관 211 ; 유입구

212 ; 유출구 213 ; 배기구

221 ; 외관체 222 ; 내관체

223 ; 지지링 231 ; 버너

232 ; 보일러

30 ; 3차 처리로

31 ; 기통 32 ; 가열관

33 ; 버너 35 ; 가스저장탱크

36 ; 배출기 311 ; 입구

312 ; 출구 313 ; 가스배기구

Claims (9)

1차 처리로내에 투입된 폐비닐을 간접열과 과열수증기로 가열하여 투입된 상기 폐비닐에 묻어있는 수분 및 외부 공기등이 열과 팽창하는 과열수증기에 희석되어 분리되게 하며, 분리된 수분과 공기등은 외부로 배출시켜 주고, 상기 폐비닐은 용융시켜 주는 1차 처리단계와;

상기 1차 처리단계에 의해 용융된 폐비닐이 2차 처리로에 투입되면 간접열로 가열하여 잔류 수분 및 공기등이 증발되게 하며, 증발된 잔류 수분등은 모두 외부로 배출시켜 주고, 상기 폐비닐은 용융상태를 유지토록 하는 2차 처리단계와;

상기 2차 처리단계를 거친 용융상태의 폐비닐이 3차 처리로에 투입되면 고온의 간접열로 열분해시켜 가스와 탄화분으로 분리시켜 주며, 분리된 가스와 탄화분는 외부로 배출시켜 가스저장탱크와 탄화분의 수용탱크에 각각 저장되게 하는 3차 처리단계로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 폐비닐의 처리방법.

제1항에 있어서,

상기 2차 처리단계와 3차 처리단계의 사이에는,

상기 2차 처리단계에 의해 잔류 수분과 공기등이 모두 제거된 용융상태의 폐비닐을 외부로 배출시켜 재활용 원료를 제공하는 배출단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 폐비닐의 처리방법.

제1항 또는 제2항에 있어서,

1차 처리단계의 가열온도는 300℃∼340℃ 이고, 2차 처리단계의 가열온도는 300℃∼340℃ 이며, 3차 처리단계의 가열온도는 400℃∼700℃ 인 것을 특징으로 하는 폐비닐의 처리방법.

투입된 폐비닐에 묻어있는 수분 및 공기등을 간접열과 과열수증기를 공급하여 팽창하는 과열수증기에 희석되어 분리되게 하고, 분리된 수분등은 외부로 배출시켜 제거하며, 상기 폐비닐은 용융시켜 주는 1차 처리로와;

상기 1차 처리로에서 용융된 폐비닐이 투입되면 간접열에 의해 잔류 수분 및 공기등을 증발시켜 주고, 증발된 잔류 수분등은 모두 외부로 배출시켜 완전히 제거하며, 상기 폐비닐의 용융상태를 유지시켜 주는 2차 처리로와;

상기 2차 처리로에서 용융상태의 폐비닐이 투입되면 고온의 간접열에 의해 가스와 탄화분으로 열분해 분리시켜 주며, 분리된 가스와 탄화분는 외부로 배출시켜 주는 3차 처리로를 구비하여 되는 것을 특징으로 하는 폐비닐의 처리장치.

제4항에 있어서,

상기 1차 처리로는, 상부에는 폐비닐의 투입구가 부설되고 하부에는 용융된 폐비닐의 배출구가 부설되며 상면부에는 폐비닐로부터 분리된 수분 및 공기등의 배기구가 부설된 기통과, 상기 기통에 부설되어 기통내부에 과열수증기를 공급하는 제1 과열수증기발생기와, 상기 기통의 내부에 배관되며 상기 제1 과열수증기발생기로부터 공급되는 열을 방열하여 간접열을 공급하는 열관을 구비하여 되며,

상기 2차 처리로는, 상부에는 상기 1차 처리로의 배출구와 직결되어 용융된 폐비닐이 유입되는 유입구가 부설되고 하부에는 용융상태의 폐비닐의 유출구가 부설되며 상측부에는 용융상태의 폐비닐로부터 증발되는 잔류 수분 및 공기등의 배기구가 부설된 기통과, 상기 기통의 내부에 배관되며 간접열을 방열하여 용융상태의 폐비닐로부터 잔류 수분등을 모두 증발시켜 주는 가열관과, 상기 가열관에 열을 공급하는 제2 과열수증기발생기를 구비하여 되고,

상기 3차 처리로는, 상부에는 상기 2차 처리로의 유출구와 직결되어 용융상태의 폐비닐이 유입되는 입구가 부설되고 하부에는 용융상태의 폐비닐이 열분해되어 분리된 탄화분의 출구가 부설되며 상측부에는 용융상태의 폐비닐이 열분해되어 분리되는 가스의 배기구가 부설된 기통과, 상기 기통내에 배관되며 고온의 간접열을 방열하여 용용상태의 폐비닐을 열분해시켜 주는 가열관과, 상기 가열관에 고온의 열을 제공하는 버너를 구비하여 되는 것을 특징으로 하는 폐비닐의 처리장치.

제5항에 있어서,

상기 1차 처리로의 열관과 투입구 및 1차 과열수증기발생기는 각각 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 폐비닐의 처리장치.

제5항에 있어서,

상기 가열관은 상하단이 봉합된 외관체와 이 외관체 보다 직경이 작으며 외관체의 내부에 장착되는 내관체 및 이 내관체의 외주면에 적정한 간격으로 결합 고정되어 내관체가 상기 외관체내의 중앙을 관통하게 지지하는 다수의 다공성 지지링으로 구성되며, 상기 외관체는 제2 과열수증기발생기의 버너에 의해 가열되어 과열수증기를 발생시키는 보일러에 연결되고, 상기 내관체는 버너에 연결되는 것을 특징으로 하는 폐비닐의 처리장치.

제4항 또는 제5항에 있어서,

상기 2차 처리로의 유출구에는, 용융상태의 폐비닐을 외부로 토출시켜 재활용 원료로 사용토록 하는 펌프와 토출관이 부설되는 것을 특징으로 하는 폐비닐의 처리장치.

제4항 또는 제5항에 있어서,

상기 3차 처리로는, 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 폐비닐의 처리장치.