KR100593727B1

KR100593727B1 - 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로

Info

Publication number: KR100593727B1
Application number: KR20050117713A
Authority: KR
Inventors: 권오준; 권기찬; 김태규
Original assignee: (주)에티스
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2006-06-30

Abstract

본 발명은 폐타이어 열분해 장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 본체에 설치된 제1반응관에 구비된 원료 투입장치에 철심이 제거된 폐타이어 칩을 넣고 가열부에서 간접 방식으로 제1반응관에 열을 가하면 폐타이어 칩에 함유된 가스 및 카본 블랙을 추출하여 재활용 할 수 있는 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로에 관한 것이다.

본 발명에 따른 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로는 일측 하부 외측에 외부 공기를 공급하는 연소용 공기 공급구와 이 연소용 공기 공급구에서 유입된 공기가 순환된 후 그 내부 공기를 외부로 배출하는 연소 가스 배출구를 포함하는 본체와, 상기 본체의 내부에 구비되어 본체 내부 공간에 열을 전달하는 가열부와, 일측에 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩을 공급하는 원료 투입장치와 타측에 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩에서 추출된 가스를 외부로 이송하는 제1가스 이송구를 포함하는 제1반응관과, 상기 제1반응관의 내부 중앙에 구비된 스크류 축과 이 스크류 축의 양측을 지지하며 제1반응관 양단에 설치된 기밀 유지장치와, 상기 제1반응관이 연결되며 폐타이어 칩에서 잔유물인 카본블랙을 배출하는 카본블랙 배출장치가 구비되며 폐타이어 칩에서 추출된 가스를 이송하는 제3가스 이송구를 포함하는 제3반응관과, 상기 스크류 축의 일측에 구비되어 상기 스크류 축을 회전시키는 구동수단으로 구성됨을 특징으로 한다.

본체, 제1반응관, 제2반응관, 제3반응관

Description

폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로{Waste tires of pyroiysis and oil paint system a incinerator}

도 1은 본 발명에 따른 제1실시예의 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로를 도시한 사시도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 제2실시예의 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로를 도시한 사시도.

도 4는 도 3의 B-B선 단면도.

도 5는 종래의 폐타이어 열분해 장치를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 본체

11 : 연소용 공기 공급구

12 : 연소 가스 배출구

2 : 가열부

3 : 제1반응관

31 : 원료 투입장치

32 : 제1가스 이송구

4 : 제2반응관

41 : 제2가스 이송구

5 : 제3반응관

51 : 카본블랙 배출장치

52 : 제3가스 이송구

6 : 스크류 축

7 : 기밀 유지장치

8 : 구동수단

일반적으로 폐타이어 열분해 장치라 함은 정량의 폐타이어 덩어리나 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩을 열분해로에 넣고 가열부를 통해 열을 가하여 폐타이어에 함유된 오일 증기 성분과 카본 블랙 성분을 분해하여 재활용하는 것이다.

이러한 폐타이어 열분해 장치는 폐타이어의 직접 소각에 비하여 분진이나 유 해 가스 발생이 적으므로 2차 공해 물질의 발생량이 낮고 발생되는 가연성 가스를 연소시켜 폐열을 활용할 수 있는 잇점이 있다. 특히, 늘어나는 자동차 수요의 증대로 점점 폐타이어의 발생량이 증가하여 이로 인한 환경오염이 심각함으로 열분해 소각을 적극 추진하여 환경오염도 줄이고 대체에너지 이용을 확대해 나가고 있다.

이에 통상적으로 알려진 폐타이어 열분해 장치에 사용되는 열분해로는, 도 5에 도시된 바와 같이, 열분해로(100) 상부에 폐타이어를 공급할 수 있도록 구비된 폐타이어 투입구(101)와, 상기 열분해로(100) 중앙에 수직으로 설치되는 회전축(200)과, 이 회전축(200)의 하단부에 연결되어 회전되는 임페러(201)와, 상기 회전축(100)의 상단부에 구비되어 이 회전축(100)을 구동시키는 구동모터(300)와, 상기 열분해로(100)에 열을 전달하는 가열부(400)와, 상기 열분해로(100) 일측 상부에 구비되어 있으며 내부에 있는 폐타이어 덩어리에서 생성된 가스가 배출되는 가스 배출구(102)와, 상기 열분해로(100) 일측 하부에 폐타이어 찌거기를 배출하는 폐타이어 배출구(103)로 구성됨을 특징으로 한다.

그러나, 상기와 같이 구성된 폐타이어 열분해 장치에 사용되는 열분해로는 그 내부에 철심이 포함되어 있는 폐타이어 칩을 넣고 회전축에 연결된 임펠러를 구동함으로써 폐타이어 열분해 시 철심이 임펠러에 엉키는 브리지 현상과 철심이 회전축에 엉켜 빈번히 기계 고장이 발생되는 문제점이 있었다.

또한 열분해로에 구비된 폐타이어 투입구에 폐타이어 덩어리를 공급하여야 함으로 폐타이어 덩어리에서 발생되는 가스에 의해 내부 온도와 압력이 상승되어 열분해로에 산소 공급시 폭발하는 안전상의 위험이 있어 연속적인 공정이 불가능한 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로서, 본체에 장착된 제1반응관에 구비된 원료 투입장치에 철심이 제거된 폐타이어 칩을 연속적으로 공급하고 이 제1반응관의 내부 중앙에 구비되어 있는 스크류 축이 구동함에 따라 철심에 의한 브리지 현상을 제거하여 기계 고장을 방지할 수 있는 목적이 있다.

또한 본체에 구비된 연소용 공기 공급구를 통해 유입된 산소가 순환하여 연소 가스 배출구를 통해 외부로 배출됨으로써, 본체 내부에 상승된 온도와 압력을 하강시켜 폭발의 위험성이 적어 연속적인 공정이 가능한 목적도 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일측 하부 외측에 외부 공기를 공급하는 연소용 공기 공급구와 이 연소용 공기 공급구에서 유입된 공기가 순환된 후 그 내부 공기를 외부로 배출하는 연소 가스 배출구를 포함하는 본체와, 상기 본체의 내부에 구비되어 본체 내부 공간에 열을 전달하는 가열부와, 일측에 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩을 공급하는 원료 투입장치와 타측에 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩에서 추출된 가스를 외부로 이송하는 제1가스 이송구를 포함하는 제1반응관과, 상기 제1반응관의 내부 중앙에 구비된 스크류 축과 이 스크류 축의 양측을 지지하며 제1반응관 양단에 설치된 기밀 유지장치와, 상기 제1반응관이 연결되며 폐타이어 칩의 잔유물인 카본블랙을 배출하는 카본블랙 배출장치가 구비 되며 폐타이어 칩에서 추출된 가스를 이송하는 제3가스 이송구를 포함하는 제3반응관과, 상기 스크류 축의 일측에 구비되어 상기 스크류 축을 회전시키는 구동수단으로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 이와 같은, 또 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명은 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 제1실시예의 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1실시예의 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로는 일측 하부 외측에 외부 공기를 공급하는 연소용 공기 공급구(11)와 이 연소용 공기 공급구(11)에서 유입된 공기가 순환된 후 그 내부 공기를 외부로 배출하는 연소 가스 배출구(12)를 포함하는 본체(1)와, 상기 본체(1)의 내부에 구비되어 본체(1) 내부 공간에 열을 전달하는 가열부(2)와, 일측에 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩을 공급하는 원료 투입장치(31)와 타측에 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩에서 추출된 가스를 외부로 이송하는 제1가스 이송구(32)를 포함하는 제1반응관(3)과, 상기 제1반응관(3)의 내부 중앙에 구비된 스크류 축(6)과 이 스크류 축(6)의 양측을 지지하며 제1반응관(3) 양단에 설치된 기밀 유지장치(7)와, 상기 제1반응관(3)와 연결되며 폐타이어 칩 잔유물인 카본블랙을 배출하는 카본블랙 배출장치(51)가 구비되며 폐타이칩에서 추출된 가스를 외부로 이송하는 제3가스 이송구(52)를 포함하는 제3반응관(5)과,상기 스크류 축(6)의 일측에 구비되어 상기 스크류 축(6)을 회전시키는 구동수단(8)으로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 제1실시예에서 상기 본체(1)는 일측 하부 외측에 구비되어 있는 연소용 공기 공급구(11)를 통해 유입된 외부 공기가 가열부(2)에서 발생되는 열에 의해 더워진 공기가 순환하여 제1반응관(3)내의 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩을 열분해 하고 본체(1) 내부 공간에 더운 공기가 연소 가스 배출구(12)를 통해 외부로 배출되는 것이다.

즉 상기 본체의 일측에 구비된 연소용 공기 공급구를 통해 외부 공기가 본체 내부로 공급되어 그 내부에 설치된 가열부에서 발생되는 열에 의해 제1반응관의 폐타이어 칩이 열분해 한 후 상기 본체 내부에 더운 공기가 연소 가스 배출구를 통해 외부로 배출됨으로 본체 내부의 온도와 압력을 일정하게 유지할 수 있어 폭발의 위험성을 감소시킬 수 있고 연속적인 공정을 할 수 있는 것이다.

그리고 상기 가열부(2)는 본체(1)의 내부 공간에 구비된 제1반응관(3)과 제2반응관(4)에 간접 가열을 하는 역할을 한다.

즉 가열부의 기준 온도460°C 정도로 균일하게 가열함으로써, 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩에 함유된 카본 블랙 및 오일 증기 성분이 추출되도록 열을 전달하는 것이다.

또한 본 발명에 따른 제1실시예에 있어서 상기 제1반응관(3)은 철심이 제거된 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩을 공급하는 원료 투입장치(31)가 구비되어 있으며, 상기 가열부(2)에서 간접적으로 제1반응관(3)에 열이 전달됨으로 그 내부에 있는 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩에서 추출된 오일 증기 성분은 제1가스 이송구(32)를 통해 배출되는 것이다.

즉 원료 투입장치에 지속적으로 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩을 공급하고 상기 가열부에서 발생되는 열에 의해 제1반응관 내부에 구비된 스크류 축이 회전하면서 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩을 분해하여 카본 블랙 및 오일 증기 성분이 추출되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 제1실시예에서 상기 기밀 유지장치(7)는 제1반응관(3) 양단에 구비되어 있으며 상기 제1반응관(3) 내부 중앙에 구비된 스크류 축(6)을 고정하여 회전할 수 있도록 중앙이 관통되며 상기 스크류 축(6)에 밀착되는 부분이 고무 패킹등을 사용하여 밀봉할 수 있는 것이다.

즉 제1반응관의 일측에 구비된 원료 투입장치에 지속적으로 공급하는 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩에서 발생되는 가스가 외부로 배출되는 것을 예방할 수 있는 것이다.

그리고 상기 제3반응관(5)은 상기 제1반응관(3)에 연결되어 있으며 이 제1반응관(3)에 구비된 원료 투입장치(31)에 공급된 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩이 제1반응관(3) 내부에 구비된 스크류 축(6)을 거쳐 추출된 카본 블랙은 카본블랙 배출장치(51)를 통해 건조되면서 외부로 배출되며 또한 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩에서 추출된 가스를 제3반응관(5)에 연결된 제3가스 이송구(52)를 통해 외부로 배출되는 것이다.

아울러 본 발명에 따른 제1실시예에 있어서 상기 구동수단(8)은 상기 스크류 축(6)의 일측에 구비되어 있으며, 이 스크류 축(6)을 회전시키는 역할을 수행하는 것이다.

이와 같은 상기 구동수단(8)은 모터에 직접 연결하거나 체인, 벨트등을 사용하여 연결할 수 도 있다.

이하 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 제1실시예의 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 본체(1)에 장착된 제1반응관(3)이 가열부(2)에서 발생되는 열을 흡수할 수 있도록 460°C 정도로 균일하게 가열한다.

그리고 제1반응관(3)의 일측에 구비된 원료 투입장치(31)에 철심이 제거된 폐타이어 칩의 크기가 가로 3cm 세로 3cm 정도 혹은 그 이하인 폐타이어 칩을 90%정도 채운 후 원료 투입장치(31)에 공기가 유입되는 것을 방지하기 위해 자동으로 뚜껑을 닫는다.

다음 제1반응관(3)의 일측에 구비된 구동수단(8)에 전원을 인가하면 상기 구동수단(8)에 연결된 스크류 축(6)이 회전되고 가열부(2)에서 간접적으로 공급된 열이 흡열 반응에 의해 제1반응관(3) 내부에 공급되는 폐타이어 칩을 분해한다.

그리고 분해된 폐타이어 칩에서 가스 및 카본 블랙이 추출되며 가스는 제1가스 이송구(32)를 통해 배출되고, 카본 블랙은 제1반응관(3)에 연결된 제3반응관(5)을 통과하면서 카본 블랙에 잔류하고 있는 가스는 제3반응관(5)에 연결된 제3가스 이송구(52)를 통해 외부로 배출되며 제3반응관(5) 하단의 둘레에 구비된 연소 가스 배출구(12)를 통해 외부로 배출되는 더운 연소 가스에 의해 카본 블랙 건조하여 외부로 배출하는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 제2실시예의 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 B-B선 단면도이다.

이에 본 발명에 따른 제2실시예의 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로는, 상기 제1실시예의 구성을 포함한 것으로서, 일측 하부에 구비된 연소용 공기 공급구(11)와 이 연소용 공기 공급구(11)에서 유입된 공기가 내부 공간에서 순환된 후 외부로 배출되는 연소 가스 배출구(12)를 포함하는 본체(1)와, 상기 본체(1)의 하단에 구비되어 본체(1) 내부 공간에 열을 전달하는 가열부(2)와, 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩을 공급하는 원료 투입장치(31)가 구비되며 이 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩에서 추출된 오일 증기 성분을 외부로 배출하는 제1가스 이송구(32)가 구비되어 있으며 그 내부 중앙에 구비된 스크류 축(6)을 포함하는 제1반응관(3)와, 상기 제1반응관(3) 양단에 구비되어 스크류 축(6)을 지지하는 기밀 유지장치(7)와, 상기 제1반응관(3)와 연결되어 폐타이어 찌꺼기를 배출하는 카본블랙 배출장치(51)를 포함하는 제3반응관(5)와, 상기 스크류 축(6)의 일측에 연결된 구동수단(8)으로 구성됨을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 제2실시예의 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로는 상기 제1반응관(3)와 제3반응관(5) 사이에 연결되며 내부에 구동수단(8)에 의해 회전되는 스크류 축(6)과 제2가스 이송구(41)를 포함하며 양단에 기밀 유지장 치(7)에 의해 밀폐되는 제2반응관(4)가 더 구비된다.

즉 제1반응관(3)와 제3반응관(5) 사이에 제2반응관(4)가 더 구비됨으로써, 제1반응관(3) 내부 공간에 공급된 폐타이어 칩이 제2반응관(4)에 구비된 스크류 축(6)을 통과하면서 폐타이어 칩에 함유된 카본 블랙과 가스를 한 번 더 추출하는 것이다.

이하 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 제2실시예의 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 본체(1)에 장착된 제1반응관(3)이 가열부(2)에서 발생되는 열을 흡수할 수 있도록 460°C 정도로 균일하게 가열한다.

그러면 분해된 폐타이어 칩에서 추출된 가스는 제1가스 이송구(32)로 배출되고 상기 제1반응관(3) 내부에 있는 폐타이어 칩이 제2반응관(4)으로 전달된다.

다음 제2반응관(4) 내부에 구비된 스크류 축(6)이 회전되고 가열부(2)에서 전달된 열에 의해 폐타이어 칩이 열분해하여 추출된 캐스는 제2가스 이송구(41)로 배출되고 남은 카본 블랙이 제3반응관을 통과하면서 카본 블랙에 잔류하고 있는 캐스를 추출하여 제3가스 이송구(52)를 통해 배출되고 남은 카본 블랙이 제3반응관(5) 하단의 둘레에 구비된 가스 배출구(12)를 통해 외부로 배출되는 더운 연소 가스에 의해 카본블랙 배출장치(51)의 내부를 통과하는 카본 블랙을 건조하여 외부로 배출하는 것이다.

상기와 같은 작동 상태에서 철심이 제거된 폐타이어 칩을 지속적으로 공급하여 폐타이어로부터 가스 및 카본 블랙을 추출할 수 있어 환경오염도 줄이고 에너지원도 얻을 수 있는 것이다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로는 본체에 장착된 제1반응관에 구비된 원료 투입장치에 철심이 제거된 폐타이어 칩을 연속적으로 공급하고 이 제1반응관 내부 중앙에 구비되어 있는 스크류 축이 구동함에 따라 철심에 의한 브리지 현상을 제거하여 기계 고장을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한 본체에 구비된 연소용 공기 공급구를 통해 유입된 산소가 순환하여 연소 가스 배출구를 통해 외부로 배출됨으로써, 본체 내부에 상승된 온도와 압력을 하강시켜 폭발의 위험성이 적어 연속적인 공정이 가능한 효과도 있다.

또 폐타이어 칩을 분해하여 가스 와 카본 블랙을 추출할 수 있어 환경오염도 줄이고 에너지원도 얻을 수 있는 효과도 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지 만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims

일측 하부 외측에 외부 공기를 공급하는 연소용 공기 공급구(11)와 이 연소용 공기 공급구(11)에서 유입된 공기가 순환된 후 그 내부 공기를 외부로 배출하는 연소 가스 배출구(12)를 포함하는 본체(1)와,

상기 본체(1)의 내부에 구비되어 본체(1) 내부 공간에 열을 전달하는 가열부(2)와,

일측에 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩을 공급하는 원료 투입장치(31)와 타측에 폐타이어 분말 가루 및 폐타이어 칩에서 추출된 가스를 외부로 이송하는 제1가스 이송구(32)를 포함하는 제1반응관(3)과,

상기 제1반응관(3)의 내부 중앙에 구비된 스크류 축(6)과 이 스크류 축(6)의 양측을 지지하며 제1반응관(3) 양단에 설치된 기밀 유지장치(7)와,

상기 제1반응관(3)에 연결되며 폐타이어 칩의 잔류물인 카본블랙을 배출하는 카본블랙 배출장치(51)가 구비되며 폐타이어 칩에서 추출된 가스를 이송하는 제3가스 이송구(52)를 포함하는 제3반응관(5)과,

상기 스크류 축(6)의 일측에 구비되어 상기 스크류 축(6)을 회전시키는 구동수단(8)으로 구성됨을 특징으로 하는 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로.
제 1항에 있어서,

상기 제1반응관(3)와 상기 제3반응관(5) 사이에 연결되며 내부에 구동수단 (8)에 의해 회전되는 스크류 축(6)과 제2가스 이송구(41)를 포함하며 양단에 기밀 유지장치(7)에 의해 밀폐되는 제2반응관(4)가 더 구비됨을 특징으로 하는 폐타이어의 열분해 및 유화 시스템의 반응로.