KR100638564B1

KR100638564B1 - 폐합성수지 유화 처리장치

Info

Publication number: KR100638564B1
Application number: KR1020050038292A
Authority: KR
Inventors: 이준
Original assignee: 이준
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2006-10-27
Also published as: KR20050050624A

Abstract

본 발명은 버려지는 각종 열경화성 및 열가소성합성수지를 소각 또는 열분해시킴으로써, 발생되는 열분해 가스를 응축기로 유도하여 유화를 추출할 수 있도록 한 폐합성수지 유화 처리장치(1)로, 상기 폐기물을 투입하기 위한 호퍼(10); 상기 호퍼와 연결되어 폐기물을 소각로 내에 유도하기 위한 투입통로(11); 상기 투입통로 내의 폐기물을 소각로 내로 밀어내기 위한 유압실린더(12); 상기 투입통로가 설치되는 측이 완만한 경사 각도를 이루고, 하부는 둥근 형상을 가지며 내부를 가로지르는 여러 개의 열교환 파이프(21a)가 설치되고, 상부가 개구되어 있는 내부로(21)와, 상기 내부로를 감싸며 여러 개의 보강판(22a)에 의해 지지되며 하부에 여러 개의 가열장치가 설치되는 외부로(22)로 이루어지는 소각로(20); 상기 내부로(21)의 개구부에 기밀하게 설치되며 냉각수단에 의해 소각로 내에 기화되는 가스를 냉각시켜 유화를 추출하기 위한 유화추출장치(30)로 구성된다.

Description

폐합성수지 유화 처리장치{OIL REVIVAL DEVICE OF DUST RESIN}

도1은 종래 터널식 폐합성수지 무촉매 열분해유 재생장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도2는 종래 터널식 폐합성수지 무촉매 열분해유 재생장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.

도3은 본 발명에 따른 폐합성수지 유화 처리장치를 간략하게 나타낸 사시도이다.

도4는 본 발명에 따른 폐합성수지 유화 처리장치의 내부를 간략하게 나타낸 일부 절결된 부분 사시도이다.

도5a는 본 발명에 따른 폐합성수지 유화 처리장치 측 단면도이고, 도5b는 정단면도이다.

도6은 본 발명에 따른 유화추출장치만 일부 발췌하여 간략하게 나타낸 도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 폐합성수지 유화 처리장치 10 : 호퍼

11 : 투입통로12 : 유압실린더

20 : 소각로21 : 내부로

21a : 열교환 파이프22a : 보강판

30 : 유화추출장치31 : 냉각 파이프

32 : 고정판33 : 냉각수유입구

34 : 배출구35 : 냉각탱크

발명의 분야

본 발명은 폐합성수지 유화 처리장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 버려지는 각종 열경화성 및 열가소성합성수지를 소각 또는 열분해시킴으로써, 발생되는 열분해 가스를 응축기로 유도하여 유화를 추출할 수 있도록 한 폐합성수지 유화 처리장치에 관한 것이다.

발명의 배경

최근에 플라스틱 산업의 급속한 발전과 아울러, 산업 활동의 증가에 따라 플라스틱의 생산 및 소비가 크게 증가하고 있는 바, 특히 폐플라스틱은 종량제 및 분리수거 실시 이후 그 배출량이 대폭 증가하고 있는 반면, 재활용률은 매우 낮아서 이들의 시급한 처리가 요구되고 있다.

또한, 상기와 같은 폐합성수지의 처리는 소각이나 매립에 의존하고 있으나, 소각의 경우 다이옥신과 같은 유해한 물질이 배출됨으로서 환경오염의 원인이 되며, 매립의 경우에는 환경오염의 문제점뿐만 아니라 매립지가 부족한 문제점 및 합성수지의 썩지 않는 성질로 인하여 지반의 불안정화 등을 초래하는 문제점이 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 환경오염을 줄이고, 자원의 재활용 측면에서 열분해에 의한 연료유 또는 석유자원으로의 회수에 대한 기술이 주목을 받고 있다.

이에, 상기한 열분해 기술은 폐기물을 무산소 또는 저산소 분위기하에서 고온으로 가열하여 분해하는 것으로서 이때, 탄소쇄가 긴 고분자 화합물을 산소가 없는 상태에서 환원 분해 시켜 각종 유기 화합물을 저분자화 하는데, 상기 저분자 생성물은 탄소쇄의 길이 또는 화합물의 형태에 따라 가스로 되거나 액체로 된다. 즉, 이러한 물질은 석유계 화합물과거의 같은 성상을 유지하여 연소에 필요한 연료로서의 재사용을 가능하게 하는 기술이다.

한편, 이와 같은 대상 폐기물로는 탄소쇄를 가진 유기성 화학 물질을 포함하고 있는 것이면 가능한 것으로 이에, 가장 많이 사용되고 있는 폐기물은 고분자 화학 물질인 폐합성수지로서, 상기 고분자 폐기물인 폐합성수지를 열분해하고자 하는 이유 중의 첫째는 조건과 정도의 차이가 있지만 열을 가하면 쉽게 분해된다는 것과, 둘째는 유독물질이 발생하더라도 순수한 형태로 발생되거나 공기비가 매우 낮아 상대적으로 처리가 용이하다는 것과, 셋째는 고분자 폐기물을 원래의 저분자 물질로 환원시켜 단량체 등 고가의 원료 물질을 회수할 수 있을 뿐만 아니라, 고열량의 연소 가스나 오일을 회수할 수 있는 장점이 있기 때문이다.

따라서 이와 같은 목적으로 국내 특허제2002-0065167호 "터널식 폐합성수지 무촉매 열분해유 재생장치"가 출원된바가 있다.

즉, 그의 구성을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

연소실(110)에서 발생된 고온의 연소열이 유입되는 재생실(120); 상기 재생실(120) 내부에 장착되어 연소실(110)에서 발생된 고온의 연소열을 간접적으로 전달받는 재생로(240); 상기 재생로(240)의 후방 상단으로부터 일정 각도의 기울기를 갖으며 일체로 형성된 연장로(240A); 상기 연장로(240A)의 끝단에 결합 설치되어 외부와 차단된 상태를 유지하며 폐합성수지(이하 폐기물이라 칭함)를 투입하기 위한 공급장치(230); 상기 공급장치(230)의 상단에 설치되어 분쇄기(210)로부터 분쇄된 폐기물을 컨베이어벨트(V)로 이송하여 저장하기 위한 호퍼(220); 상기 재생로(240)의 후방 단부에 설치되어 투입되는 폐기물을 재생로(240)의 내부로 밀어 넣기 위한 피스톤(280); 상기 재생로(240)의 전방 하단에 형성된 잔여물 배출구(244) 하측에 설치되어 외부와 차단된 상태를 유지하면서 열분해된 폐기물의 잔여물을 배출하기 위한 배출장치(290); 상기 재생로(240) 및 연장로(240A)의 상단부에 연통된 상태로 일정 간격 이격 형성되어 폐기물의 열분해에 의하여 발생된 열분해 가스를 배출하기 위한 복수개의 배기관(250); 상기 연통된 배기관(250)의 하단에 관계하여 재생로(240) 및 연장로(240A)의 일 측에는 열분해에 의하여 발생되는 열분해 가스를 배기관으로 안내하기 위한 안내부재(242); 상기 각각의 배기관(250)에 결합 설치되어 열분해 가스를 액체 상태로 응축시키기 위한 복수개의 응축기(260); 및 상기 응축기(260)의 타단에 결합 형성되어 응축기(260)로부터 응축된 액체상태의 열분해유를 저장하기 위한 열분해유 배출수단(270)로 구성된다.

그러나 상기와 같이 구성되는 터널식 폐합성수지 무촉매 열분해유 재생장치는 구조가 복잡하고, 그 규모가 커서 설치시간 및 비용이 많이 들고 설치장소의 제약과, 설치비에 투자된 투자자본 회수 등 경제적 어려움이 있어 사실상 실현이 불가능한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 개선하고자, 간단한 구조를 가지며 최소의 공간을 차지하고, 빠른 시간 내에 설치할 수가 있어 경제적으로 우수하고 효과적으로 폐기물을 처리하여 많은 량의 유화를 추출할 수 있도록 한 폐합성수지 유화 처리장치를 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 폐기물을 고온의 연소열로서 열분해하여 이때 발생되는 열분해 가스를 냉각수단을 이용하여 액화된 유화를 추출함으로서, 폐기물을 이용한 자원의 재 생산율을 향상시키고 폐기되는 잔여물의 양을 크게 감축할 수 있는 매우 환경보존적인 폐합성수지 유화 처리장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 간단한 구조를 가지며 최소의 공간을 차지하고, 빠른 시간 내에 설치할 수가 있어 경비절감을 항상 시킬 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명의 상기 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

발명의 요약

본 발명 폐합성수지 유화 처리장치(1)는

폐기물을 고온에서 열분해하는 용융과정 및 정제과정을 수행함으로서 양질의 기름을 생산할 수 있도록 한 것으로,

상기 폐기물을 투입하기 위한 호퍼(10);

상기 호퍼와 연결되어 폐기물을 소각로 내에 유도하기 위한 투입통로(11);

상기 투입통로 내의 폐기물을 소각로 내로 밀어내기 위한 유압실린더(12);

상기 투입통로가 설치되는 측이 완만한 경사 각도를 이루고, 하부는 둥근 형상을 가지며 내부를 가로지르는 여러 개의 열교환 파이프(21a)가 설치되고, 상부가 개구되어 있는 내부로(21)와, 상기 내부로를 감싸며 여러 개의 보강판(22a)에 의해 지지되며 하부에 여러 개의 가열장치(40)가 설치되는 외부로(22)로 이루어지는 소각로(20);

상기 내부로(21)의 개구부에 기밀하게 설치되며 냉각수단에 의해 소각로 내에 기화되는 가스를 냉각시켜 유화를 추출하기 위한 유화추출장치(30);

로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또 본 발명 유화추출장치(30)는 소각로(20)와 연결되어 통하도록 형성되는 여러 개의 파이프(31)와, 상기 파이프의 간격을 일정하게 유지하며 양단에 기밀하게 고정 형성되는 고정판(32)과, 상기 여러 개의 파이프와 고정판을 감싸도록 구성하되 상기 고정판의 양단이 기밀하게 고정되고, 이들은 소각로를 중심으로 45° 각도로 형성되며 상부에 냉각수가 유입되는 냉각수유입구(33)와, 이 냉각수 유입구로부터 들어오는 냉각수가 여러 개의 파이프(31)를 순환하여 배출되는 배출구(34)를 가지는 이중의 냉각탱크(35)와, 상기 냉각파이프(31)내의 잔류가스를 가열장치(30)로 송부하여 완전연소하기 위한 가스배출구(36) 및 배출가스유도관(37)으로 된 것 특징으로 한다.

이하 본 발명의 내용을 첨부된 도면을 참조로 하여 아래에서 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 폐합성수지 유화 처리장치를 간략하게 나타낸 사시도이고, 도4는 본 발명에 따른 폐합성수지 유화 처리장치의 내부를 간략하게 나타낸 일부 절결된 부분 사시도이며, 도5a는 본 발명에 따른 폐합성수지 유화 처리장치 측 단면도이고, 도5b는 정단면도이다.

본 발명 폐합성수지 유화 처리장치(1)는 도3 또는 도4 에 나타낸 바와 같이, 호퍼(10)와 연결되어 폐기물을 소각로 내에 유도하기 위한 투입통로(11)가 바닥으로부터 소각로 투입부 까지 "S"구조를 가지도록 하여 폐기물이 천천히 소각로 내로 흘러들어 갈 수 있도록 하였다 이때, 상기 폐기물은 투입통로(11)의 일 측에 설치된 유압실린더(12)에 의해 소각로 내로 투입된다.

상기 소각로(20)는 크게 내부로(21)와 외부로(22)로 구성된다.

내부로(21)는 상기 투입통로(11)가 설치되는 측이 완만한 경사 각도를 이루도록 하여 폐기물이 서서히 녹을 수 있도록 유도하고, 하부는 열 분포 면적을 고려하여 둥근 형상을 가지도록 형성하였다.

또한, 여러 개의 열교환 파이프(21a)가 내부를 가로지르도록 설치되며, 상부가 개구되고, 하부 일 측에 폐기물이 소각된 잔류재를 제거하기 위한 소각문(21b)이 개폐가능하게 설치된다.

외부로(22)는 내부로(21)를 감싸도록 형성되며, 상기 외부로와 내부로 사이에는 여러 개의 보강판(22a)에 의해 지지되고, 상기 보강판에는 가열장치에 의해 가열된 고열이 순활 할 수 있도록 구멍(22b)이 형성된다.

이때, 상기 외부로(22)와 내부로(21)를 통하여 상기 내부로의 내부를 확인할 수 있는 확인창(21c)이 내부로의 측벽에 설치된다.

상기 확인창(21c)은 내화, 내열성이 우수한 강화유리를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 소각로(20)를 구성하는 외부로(22)의 바닥에 가열장치 즉, 버너(40)가 투입될 수 있도록 구멍이 형성된다.

또한, 상기 내부로(21)의 개구부는 유화추출장치(30)가 기밀하게 설치된다.

상기 유화추출장치(30)는 도5a 에 도시된 바와 같이, 소각로(20)와 연결되어 통하도록 형성되는 여러 개의 냉각파이프(31)와, 상기 냉각파이프의 간격을 일정하게 유지하며 양단에 기밀하게 고정 형성되는 고정판(32)과, 상기 여러 개의 냉각파이프와 고정판을 감싸도록 구성하되 상기 고정판의 양단이 기밀하게 고정되고, 이들은 소각로를 중심으로 15°∼90° 각도로 형성되도록 하되. 바람직하게는 45° 각도로 형성하는 것이 좋다.

또한 상부에는 냉각수가 유입되는 냉각수유입구(33)와, 이 냉각수 유입구로부터 들어오는 냉각수가 여러 개의 파이프(31)를 순환하여 배출되는 배출구(34)를 가지는 이중의 냉각탱크(35)로 구성된다.

냉각탱크(35) 내에 투입되는 냉각수단은 10℃ 이하의 물 또는 냉각가스를 사용하며, 상기 냉각수의 경우 물이 지속적으로 순환되도록 펌프와 냉각장치를 별도로 설치할 수도 있다.

또한, 상기 냉각파이프(31) 내에서 미처 유화되지 못한 잔류가스를 가열장치(30)로 송부하여 완전연소하기 위한 가스배출구(36) 및 배출가스유도관(37)이 냉각탱크(35) 상부에 형성된다.

또한, 상기 냉각탱크 상부와 소각로 내의 온도 및 압력을 측정하기 위한 계이지 들이 각각 설치되는 것은 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

따라서 상기 구성을 가지는 폐합성수지 유화 처리장치(1)는 가열장치인 버너(40)를 이용하여 소각로(20)를 가열한 상태에서, 호퍼(10)를 통해 폐기물을 투입하면, 상기 폐기물은 유압실린더(12)에 의해 투입통로(11)를 따라 서서히 배부로(21)로 투입된다.

이때, 내부로(21)는 대략 450 ∼ 650 ℃를 유지되어 있는 상태에서, 투입통로(11) 쪽이 완만 경사면을 가지고 있어 투입되는 폐기물은 서서히 녹는다.

또한, 상기 버너에 의해 데워진 공기는 도5a에 도시된 바와 같이, 내부로(21) 내에 설치된 열교환파이프(21a)와 보강판(22a)에 형성된 구멍(22b) 통해 계속적으로 순환됨으로써, 소각로의 열을 일정하게 유지함과 열손실은 최소화 할 수가 있다.

따라서 소각로 내로투입되는 폐기물이 서서히 녹음으로써, 발생되는 기체는 유화추출장치(30) 즉, 여러 개의 냉각파이프(31) 쪽으로 배출되는 데, 이때 냉각탱크(35)에 설치된 냉각수유입구(33)를 통해 냉각수를 유입시키면, 상기 냉각수유입구(33)로부터 들어오는 냉각수는 여러 개의 파이프(31)를 순환하여 배출구(34)를 통하여 배출하게 되고, 동시에 냉각파이프(31)의 급냉에 의해 기화되던 기체가 액체로 액화되면서 유화만 추출된다.

이때, 상기 냉각파이프(31) 내에서 미처 유화되지 못한 잔류 가스는 가스배출구(36)를 거쳐 배출가스유도관(37)을 타고 가열장치(30)로 송부되어 완전 연소하게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 고온의 연소열로서 열분해하여 이때 발생되는 열분해 가스를 냉각수단을 이용하여 액화된 유화를 추출함으로서, 폐기물을 이용한 자원의 재 생산율을 향상시키고 폐기되는 잔여물의 양을 크게 감축할 수 있는 매우 환경보존적인 효과가 있다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

폐기물을 고온에서 열분해하는 용융과정 및 정제과정을 수행함으로서 양질의 기름을 생산할 수 있도록 하는 통상의 유화 처리장치에 있어서:

상기 폐기물을 투입하기 위한 호퍼(10);

상기 호퍼와 연결되어 폐기물을 소각로 내에 유도하기 위한 투입통로(11);

상기 투입통로 내의 폐기물을 소각로 내로 밀어내기 위한 유압실린더(12);

상기 투입통로가 설치되는 측이 완만한 경사 각도를 이루고, 하부는 둥근 형상을 가지며 내부를 가로지르는 여러 개의 열교환 파이프(21a)가 설치되고, 상부가 개구되어 있는 내부로(21)와, 상기 내부로를 감싸며 여러 개의 보강판(22a)에 의해 지지되며 하부에 여러 개의 가열장치가 설치되는 외부로(22)로 이루어지는 소각로(20);

상기 내부로(21)의 개구부에 기밀하게 설치되며 냉각수단에 의해 소각로 내에 기화되는 가스를 냉각시켜 유화를 추출하기 위한 유화추출장치(30);

로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐합성수지 유화 처리장치.
제1항에 있어서, 유화추출장치(30)는 소각로(20)와 연결되어 통하도록 형성되는 여러 개의 냉각파이프(31)와, 상기 냉각파이프의 간격을 일정하게 유지하며 양단에 기밀하게 고정 형성되는 고정판(32)과, 상기 여러 개의 냉각파이프와 고정판을 감싸도록 구성하되 상기 고정판의 양단이 기밀하게 고정되고, 이들은 소각로를 중심으로 15°∼90° 각도로 형성되며 상부에 냉각수가 유입되는 냉각수유입구(33)와, 이 냉각수 유입구로부터 들어오는 냉각수가 여러 개의 파이프(31)를 순환하여 배출되는 배출구(34)를 가지는 이중의 냉각탱크(35)와, 상기 냉각파이프(31)내의 잔류가스를 가열장치(30)로 송부하여 완전연소하기 위한 가스배출구(36) 및 배출가스유도관(37)으로 된 것 특징으로 하는 폐합성수지 유화 처리장치.