KR100752592B1

KR100752592B1 - 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치 및그 제조방법

Info

Publication number: KR100752592B1
Application number: KR1020070014652A
Authority: KR
Inventors: 조영삼
Original assignee: 서강오씨아이 주식회사
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2007-08-29

Abstract

본 발명은 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 천연 바이오 디젤에서 글리세린을 완전히 제거하여 폐수가 발생되지 않으며, 바이오 디젤을 생산 후 발생되는 바이오 디젤 부산물인 천연 글리세린, 지방산, 피치유 등을 재활용하기 용이한 상태로 전환시켜 부산물로 인한 2차 환경 오염을 방지하는 바이오 디젤유의 제조장치는 식물성 유지가 저장된 유지저장탱크에서 염분필터를 거친 후 반응기로 투입되며, 촉매탱크와 메탄올이 일정비율로 혼합 저장된 메탄올저장탱크에서 혼합기에서 교반 후 혼합유는 반응기로 투입되어 압력에 의해 반응하게 되는 제1 반응부와, 상기 제1 반응부를 거친 혼합유는 스팀을 분사하는 스팀공급부를 지나면서 강한 와류에 의해 반응 속도가 상승하여 미반응물이 반응하게 되는 제2 반응부와, 상기 제2 반응부에서 연결관을 통해 혼합유 이송시 연결관에 형성된 촉매투입구에 알카리촉매를 투입하여 반응한 물질에 분리 속도를 증가시키는 촉매투입부와, 상기 알카리촉매와 혼합되어 나팔관 형태의 분리기로 유입되어 분리기 내부에 형성된 분리막에 의해 혼합유가 분리기를 거치면서 천연 바이오디젤과 천연 글리세린으로 분리부와, 상기 분리기에 의해 분리된 천연 바이오디젤은 원심분리기로 투입되어 잔여 물질을 제거하게 되고, 제거된 천연 바이오디젤은 밸브를 통해 증류분해부를 통과하면서 분해되어 각각 바이오 디젤유탱크와 피지탱크로 이송 저장되는 제1 저장부와, 상기 분리기에 의해 분리된 천연 글리세린과 상기 원심분리기에 의해 발생된 찌꺼기가 제3 반응부의 반응기에 유입 되어 촉매 투입에 의한 반응으로 코크스 촉매유로 재활용되어 코크스 촉매유를 이송하여 저장하는 코크스 촉매유저장부로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치를 제공하는 데 있다.

천연 바이오 디젤, 식물성 오일, 천연 글리세린, 메탄올, 식물성 유지, 코크스 촉매유

Description

폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치 및 그 제조방법{Wastewater does not happen environment-friendly making installation of diesel fuel and the making method}

도 1은 바이오 디젤유의 제조장치 전체 구성도.

도 2는 바이오 디젤유의 제조장치의 분리부를 나타낸 도면.

도 3은 바이오 디젤유의 제조방법을 도시한 블럭도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:반응기 100:제1 반응부

110:유지저장탱크 112:염분필터

120:촉매탱크 130:메탄올저장탱크

140:혼합기 200:제2 반응부

210:스팀공급부 212:제1 스팀기

214:제2 스팀기 216:제3 스팀기

218:반응코일 220:연결관

300:분리부 310:촉매투입부

312:촉매투입구 320:분리기

322:분리막 324:좁은 관

326:넓은 관 400:원심분리기

420:바이오디젤탱크 500:증류분해부

510:제1 분해기 520:제2 분해기

530:제3 분해기 600:제1 저장부

610:바이오디젤유탱크 620:피지탱크

700:제3 반응부 710:코크스 촉매유저장부

720:글리세린탱크

본 발명은 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연 바이오 디젤에서 글리세린을 완전히 제거하여 폐수가 발생되지 않으며, 바이오 디젤을 생산 후 발생되는 바이오 디젤 부산물인 천연 글리세린, 지방산, 피치유 등을 재활용하기 용이한 상태로 전환시켜 부산물로 인한 2차 환경 오염을 방지하는 것이다.

현재 우리가 사용하고 있는 에너지원은 대부분 석유, 석탄 등과 같은 화석원료이므로 에너지 수급, 환경오염 등 많은 문제를 노출하고 있다.

산업이 발전함에 따라 디젤엔진을 포함하는 산업기계들과 전 세계적으로 차 량의 생산이 증가되어 이들의 원료로 사용되고 있는 디젤유에 대한 소비도 증가하고 있다. 디젤유는 원유로부터 얻어지는 여러 가지 연료 중에서 가격이 저렴하여 비용적 측면에서는 장점을 가지는 반면 다른 연료에 비해 연소 후 대기오염이 많이 발생하는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 바이오 디젤의 제조하는데 종래의 제조방법으로 바이오 디젤유에 남아 있는 글리세린 잔류 성분을 제거하기 위하여 필수적 공정으로 수세를 여러 차례 실시하고 있다. 이같은 이유로 친환경을 목적으로 바이오 디젤유를 생산하지만, 다량의 폐수발생으로 인하여 환경오염이 회손되는 문제점이 있다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 본 발명의 목적은, 천연 바이오 디젤에서 글리세린을 나팔관 형태의 분리기에서 완전 분리시키고, 완전 분리된 천연 바이오 디젤을 원심분리기에서 잔류 물질까지 제거하여 완제품인 바이오 디젤을 만들어, 완전히 제거하여 폐수가 발생되지 않으며, 바이오 디젤을 생산 후 발생되는 바이오 디젤 부산물인 천연 글리세린, 지방산, 피치유 등을 재활용하기 코크스 성형 및 연소 촉매유, 보일러유로 생산하여 품질향상 및 생산성을 향상시키게 되는 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치는, 식물성 유지가 저장된 유지저장탱크에서 염분필터를 거친 후 반응기로 투입되며, 촉매탱크와 메탄올이 일정비율로 혼합 저장된 메탄올저장탱크에서 혼합기에서 교반 후 혼합유는 반응기로 투입되어 압력에 의해 반응하게 되는 제1 반응부와,

상기 제1 반응부를 거친 혼합유는 스팀을 분사하는 스팀공급부를 지나면서 강한 와류에 의해 반응 속도가 상승하여 미반응물이 반응하게 되는 제2 반응부와,

상기 제2 반응부에서 연결관을 통해 혼합유 이송시 연결관에 형성된 촉매투입구에 알카리촉매를 투입하여 반응한 물질에 분리 속도를 증가시키는 촉매투입부와,

상기 알카리촉매와 혼합되어 나팔관 형태의 분리기로 유입되어 분리기 내부에 형성된 분리막에 의해 혼합유가 분리기를 거치면서 천연 바이오디젤과 천연 글리세린으로 분리부와,

상기 분리기에 의해 분리된 천연 바이오디젤은 원심분리기로 투입되어 잔여 물질을 제거하게 되고, 제거된 천연 바이오디젤은 밸브를 통해 증류분해부를 통과하면서 분해되어 각각 바이오 디젤유탱크와 피지탱크로 이송 저장되는 제1 저장부와,

상기 분리기에 의해 분리된 천연 글리세린과 상기 원심분리기에 의해 발생된 찌꺼기가 제3 반응부의 반응기에 유입되어 촉매 투입에 의한 반응으로 코크스 촉매유로 재활용되어 코크스 촉매유를 이송하여 저장하는 코크스 촉매유저장부로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐수가 발생하지 않는 바이오 디젤유의 제조장치를 제공한다.

아울러, 바이오 디젤유의 제조방법은

식물성 유지와 촉매, 메탄올이 혼합된 혼합유가 제1 반응기에서 압력에 의해 반응하는 단계와,

상기 혼합유가 스팀공급부의 제1,2,3 스팀기를 거치면서 미 반응물을 반응시키는 단계와,

상기 혼합유를 완전 반응시킨 혼합유가 이송되는 연결관에서 알카리촉매를 투입시키는 단계와,

상기 알카리촉매와 혼합된 혼합유가 나팔관 형태의 분리기를 유입되어 분리기의 짧은 관에서 넓은 관으로 이동되면서 천연 바이오디젤과 천연 글리세린으로 분리되는 단계와,

상기 분리기에서 분리된 천연 바이오디젤은 원심분리기로 투입되어 잔여 물질인 찌꺼기와 분리하는 단계와,

상기 원심분리기에 의해 찌꺼기가 제거된 천연 바이오디젤은 밸브를 통해 증류분해부를 통과하면서 분해되어 각각 바이오 디젤탱크와 피지탱크로 이송되어 저장하는 단계와,

상기 원심분리기에 분리된 찌꺼기와 분리기에 의해 분리된 천연 글리세린이 제3 반응부로 유입되는 단계와,

상기 제3 반응부에 촉매 투입으로 인한 반응으로 찌꺼기와 천연 글리세린을 코크스 촉매유로 재활용 변형 시키는 단계와,

상기 코크스 촉매유를 이송하여 코크스촉매유저장부에 저장하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수가 발생하지 않는 바이오 디젤유의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 바이오 디젤유의 제조장치 전체 구성도이며, 도 2는 바이오 디젤유의 제조장치의 분리부를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이오 디젤유 제조장치에는 식물성 유지 가 주원료로 사용된다.

우선, 상기 바이오 디젤유 제조장치에서 식물성 유지와 원료가 혼합하는 제1 반응부(100)와 제2 반응부(200)의 공정을 거쳐 혼합유가 만들어지게 된다.

상기 식물성 유지가 유지저장탱크(110)에 저장되고, 식물유에 잔존하고 있는 오염물을 제거하기 위하여 염분필터(112)에 식물성 유지를 통과시켜 반응기(10)로 투입된다.

또한, 촉매탱크(120)와 메탄올이 일정비율로 혼합 저장된 메탄올저장탱크(130)에서 혼합기(140)에서 교반 후 생성된 원료는 반응기(10)로 투입된다.

이와 같이 상기 반응기(10)로 투입된 식물성 유지와 촉매와 메탄올이 일정비율로 혼합된 원료가 다시 반응기(10)에서 혼합되어 혼합유가 만들어진다.

상기 혼합유는 반응기(10)에서 압력에 의해 반응하게 되는 제1 반응부(100)를 거치게 된다.

이와 같이, 상기 제1 반응부(100)에서의 압력은 5 ~ 10㎏을 유지한다.

아울러, 상기 제1 반응부(100)를 거친 혼합유는 스팀을 분사하는 스팀공급부(210)로 투입된다.

이때, 상기 스팀공급부(210)는 제1 스팀기(212), 제2 스팀기(214), 제3 스팀기(216)로 나누어지며, 상기 제1,2,3 스팀기(212)(214)(216)는 반응코일(218)로 연결되는 것이다.

즉, 상기 스팀공급부(210)는 제1 스팀기(212)에서 제2 스팀기(214)로 연결되고 제2 스팀기(214)에서 제3 스팀기(216)로 연결되는 것으로 상기 제1,2,3 스팀 기(212)(214)(216)를 연결하는 반응코일(218)이 구성되는 것이다.

여기서, 상기 반응코일(218)은 20 ~ 80A의 파이프를 사용하며, 상기 반응코일(218)에 스팀을 분사하여 반응코일(218) 내부에는 열을 유지하게 된다.

그리고, 상기 스팀을 분사하여 제1,2,3 스팀기(212)(214)(216)를 연결하는 반응코일(218)에 고압이 전가되어 상기 제1,2,3 스팀기(212)(214)(216)와 연결코일(218) 내부에서 흐르는 혼합유는 강한 와류를 일으키며 이동하여 2차 반응 속도가 증가하여 제1 반응부(100)에서 미반응한 미반응물을 제2 반응부(200)에서 반응시켜 혼합유가 모두 반응하게 된다.

상기 제2 반응부(200)에서 연결관(220)을 통해 혼합유 이송시 연결관(200) 일측에 형성된 촉매투입구(312)에 알카리촉매를 투입하여 반응한 물질에 분리 속도를 증가시키는 촉매투입부(310)가 구성된다.

이때, 상기 촉매투입부(310) 측에서 투입되는 알카리촉매는 가성소다, KOH가 사용될 수 있으며, 촉매투입부(310)에 투입되는 촉매로 사용되는 알카리촉매가 아닌 효과가 더욱 우수한 다른 소재가 사용될 수도 있음은 물론이다.

상기 촉매투입부(310) 측에서 투입된 알카리촉매에 의해 촉매와 혼합된 혼합유는 분리부(300) 측으로 유입된다.

상기 분리부(300)는 나팔관 형태의 분리기(320)를 구성하는 것으로 분리기(320)로 유입되어 분리기(320) 내부에 형성된 분리막(322)에 의해 혼합유가 분리기를 거치면서 천연 바이오디젤과 천연 글리세린으로 분리된다.

여기서, 상기 분리기(320)의 분리막(322)은 좁은 관(324) 측에 형성되는 것 으로 혼합유가 분리기(320)로 투입 시 압력을 가지며 유입되는 혼합유의 와류를 완화시키는 막 구조이다.

이때, 상기 분리기(320)는 나팔관 형태로 혼합유가 투입되는 측으로 좁은 관(324)으로 형성되면서 점점 갈수록 넓어지게 형성되는 것으로 타측에는 넓은 관(326)으로 구성된다.

상기 분리기(320) 내부의 분리막(322)을 걸치면서 분리된 천연 바이오 디젤은 원심분리기(400)로 이동하게 되며, 원심분리기(400)에서 천연 바이오 디젤을 다시 한번 분리가 이루어져 바이오 디젤과 찌꺼기를 분리한다.

이와 같이 상기 원심분리기(400)에 의해 분리된 천연 글리세린은 글리세린탱크(720)로 이송 저장되고, 천연 바이오 디젤은 바이오 디젤탱크(420)에 저장되고 다시 증류분해부(500)로 이동하게 된다.

이때, 상기 증류분해부(500)는 제1 분해기(510), 제2 분해기(520), 제3 분해기(530)로 나누어 지게 구성되어 바이오디젤은 제1 분해기(510)에서 제3 분해기(530)를 거쳐 3차적으로 증발이 이루어진다.

이러한, 상기 증류분해부(500)를 통과하면서 분해되어 각각 투명 바이오 디젤유와 피지로 분리되고, 상기 투명 바이오 디젤유와 피지는 제 1저장부(600)의 바이오 디젤유탱크(610)와 피지탱크(620)로 각각 이송되어 저장된다.

아울러, 상기 분리기(320)에 의해 분리되어 글리세린탱크(720)에 저장된 천연 글리세린과 상기 원심분리기(400)에 의해 발생된 찌꺼기가 제3 반응부(700)의 반응기(10)에 유입되며, 상기 천연 글리세린과 찌꺼기에 촉매를 투입시키고, 투입 에 의한 반응으로 코크스 촉매유로 재활용되게 생성된 코크스 촉매유를 이송하여 저장하는 코크스 촉매유저장부(710)로 이송 저장 된다.

여기서, 상기 제3 반응부(700)는 반응기(10)로 구성된 것으로 상기 반응기(10)에서 교반이 이루어져 천연 글리세린과 찌꺼기를 혼합시키고, 투입된 촉매에 의해 반응이 이루어져 코크스 촉매유를 생성하는 것이다.

그리고, 도 3은 바이오 디젤유의 제조방법을 도시한 블럭도이다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 제조장치에 의한 바이오 디젤유 제조방법을 설명하면 식물성 유지가 유지저장탱크(110)에 저장되고, 식물유에 잔존하고 있는 오염물을 제거하기 위하여 염분필터(112)를 통과한 식물성 유지와 촉매, 메탄올이 혼합된 혼합유가 반응기(10)에 의해 반응(S10)하게 된다.

상기 반응기(10)에서의 압력은 5 ~ 10㎏을 유지하며, 30분을 반응시키게 된다.

그리고, 상기 반응기(10)에서 반응한 혼압유는 스팀공급부(310)의 제1,2,3 스팀기(212)(214)(216)를 거치면서 미 반응물을 완전 반응(S20)된다.

상기 제1 스팀기(212)에서 제2 스팀기(214)로 연결되고 제2 스팀기(214)에서 제3 스팀기(216)로 연결되는 것으로 상기 제1,2,3 스팀기(212)(214)(216)를 연결하는 반응코일(218)은 20 ~ 80A의 파이프를 사용하며, 상기 반응코일(218)에 스팀을 분사하여 반응코일(218) 내부의 온도가 60℃ ~ 80℃를 유지하는 반응코일(218)에서 혼합유 이송시 고압(10 ~ 20㎏)을 가해 반응코일(218) 내부에 구성된 나선형 형태의 싸이클론 회전장치(도면 미 도시)에 의해 강한 와류를 일으켜 반응 속도가 증가 하여 혼합유의 미반응한 미반응물을 제2 반응부(200)에서 반응시켜 혼합유가 모두 반응하게 된다.

다음으로, 상기 혼합유를 완전 반응시킨 혼합유가 이송되는 연결관(220)에서 알카리촉매를 투입(S30)시킨다.

상기 알카리촉매는 완전 반응한 혼합유가 빠른 속도로 분리되도록 하는 것이다.

상기 알카리촉매와 혼합된 혼합유가 나팔관 형태의 분리기(320)를 유입되어 분리기(320)의 좁은 관(324)에서 넓은 관(326)으로 이동되면서 천연 바이오디젤과 천연 글리세린으로 분리(S40)된다.

이때, 분리기(320)의 좁은 관(324) 측에 형성된 분리막(322)에 의해 강한 와류를 일으키며 투입된 혼합유의 와류를 분리막(322)에 의해 완화시 키게 된다.

이것은, 스팀공급부(210)에서 연결관(220)로 이동하는 혼합유는 강한 와류로 이동하게 되며 강한 와류로 분리기(320)의 좁은 관(324)에 미는 힘을 가하면서 투입되어 분리기(320)로 유입된 혼합유는 넓은 관(326) 측으로 팽창하려는 힘을 가하게 되는데 이때, 분리막(322)에 의해 강한 와류를 완화시 키면서 넓은 관(324) 측으로 서서히 이동하면서 무게가 무거운 천연 글리세린과 알코올 등 다른 물질은 하단으로 내려가며 반면 가벼운 무게로 형성된 바이오 디젤은 상승하여 자연적으로 분리가 이루어진다.

이러한, 상기 분리기(320)는 좁은 관(324)에서 분리가 활발히 일어나고, 넓은 관(326)으로 갈수록 층(상승하는 바이오 디젤 층과 하강하는 글리세린,알코올, 촉매,불투명 바이오디젤 층)이 빠르게 분리된다.

그리고, 상기 분리기(320)의 나팔관 형태에 의해 분리 속도를 2배 이상 증가시키며, 분리실패물질(분리가 안된 물질)이 생성되지 않는다.

아울러, 상기 분리기(320)의 넓은 관(326) 측에서는 천연 바이오 디젤과 천연 글리세린으로 완전 분리된다.

상기 분리기(320)에서 분리된 천연 바이오디젤은 원심분리기(400)로 투입되어 잔여 물질인 찌꺼기와 분리(S50)된다.

상기 원심분리기(400)는 천연 바이오 디젤의 잔존해 있는 잔류 물질을 분리한다.

다음으로, 상기 원심분리기(400)에 의해 찌꺼기가 제거된 천연 바이오디젤은 밸브를 통해 증류분해부(500)를 통과하면서 분해되어 투명 바이오 디젤유로 형성되어 바이오 디젤유탱크(610)로 이송 저장하고, 증류로 남은 검은 찌꺼기는 피지탱크(620)로 이송되어 저장(S60)한다.

이때, 상기 증류분해부(500)는 제1 분해기(510), 제2 분해기(520), 제3 분해기(530)로 나누어 지게 구성되어 바이오디젤은 제1 분해기(510)에서 제3 분해기(530)를 거쳐 3차적으로 증발 과정이 이루어진다.

이러한, 상기 증류분해부(500)를 통과하면서 분해되어 각각 투명 바이오 디젤과 피지로 분리되고, 상기 투명 바이오 디젤유와 피지는 제 1저장부(600)의 바이오 디젤유탱크(610)와 피지탱크(620)로 각각 이송되어 저장된다.

상기 바이오 디젤과 원심분리기(400)에서 분리된 찌꺼기와 분리기(320)에 의 해 분리된 천연 글리세린이 반응기(10)로 유입(S70)되고, 상기 반응기(10)에서 촉매 투입으로 인한 반응으로 찌꺼기와 천연 글리세린을 코크스 촉매유로 재활용 변형(S80) 시키며, 상기 코크스 촉매유를 이송하여 코크스 촉매유저장부(710)에 저장(S90)한다.

상기한 바와 같이, 바이오 디젤유 제조방법에 의해 물질은 (표1)과 같이 완전 완전반응 되고, 완전분리 시키는 기술로 미 반응물 및 미 분리된 물질을 제거하기 위하여 수세를 하는 공정이 필요하지 않게 되므로, 폐수가 발생하지 않는다.

[표1]

또한, 분리된 물질이 촉매를 포함하고 있어 재활용이 용이한 형태가 되어 지방산 및 글리세린 등의 2차 생산제품과 코크스 성형 및 연소 촉매유로 재활용 된다.

그리고, 증류분해부(500)에서의 증류과정으로 바이오 디젤유와 피치유로서 1차 증류에서 피치유는 코크스 성형 및 연소 촉매유로 재활용되며, 제2 분해기(520)와 제3 분해기(530)의 증류에 의해 피치유는 보일러유로서 쓰인다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

이상 설명한 바와같이 본 발명의 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치 및 그 제조방법은 천연 바이오 디젤에서 글리세린을 완전히 제거하여 폐수가 발생되지 않으며, 바이오 디젤을 생산 후 발생되는 바이오 디젤 부산물인 천연 글리세린, 지방산, 피치유 등을 재활용하기 용이한 상태로 전환시켜 부산물로 인한 2차 환경 오염을 방지하는 효과가 있다.

또한, 분리된 물질이 촉매를 포함하고 있어 재활용이 용이한 형태가 되어 지방산 및 글리세린 등의 2차생산제품과 코크스 성형 및 연소 촉매유로 재활용 되며, 그리고, 증류분해부에서의 증류과정으로 바이오 디젤유와 피치유로서 1차 증류에서 피치유는 코크스 성형 및 연소 촉매유로 재활용되며, 2차와 3차 증류에 의해 피치유는 보일러유로서 쓰이는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명의 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치 및 그 제조방법에 의한 작업이 정확하게 이루어짐에 따라 생산성 향상과 품질 향상에 기여하게 되는 효과가 있으므로 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

유지 및 알콜을 촉매 존재하에서 반응시켜 바이오디젤유를 제조함에 있어서,

식물성 유지가 저장된 유지저장탱크(110)에서 염분필터(112)를 거친 후 반응기(10)로 투입되며, 촉매탱크(120)와 메탄올이 일정비율로 혼합 저장된 메탄올저장탱크(130)에서 혼합기(140)에서 교반 후 원료는 반응기로 투입되어 압력에 의해 반응하게 되는 제1 반응부(100)와,

상기 제1 반응부(100)를 거친 혼합유는 스팀을 분사하는 스팀공급부(210)를 지나면서 와류에 의해 반응 속도가 상승하여 미반응물이 반응하게 되는 제2 반응부(200)와,

상기 제2 반응부(200)에서 연결관(220)을 통해 혼합유 이송시 연결관(220)에형성된 촉매투입구(312)에 알카리촉매를 투입하여 반응한 물질에 분리 속도를 증가시키는 촉매투입부(310)와,

상기 알카리촉매와 혼합되어 나팔관 형태의 분리기(320)로 유입되어 분리기(320) 내부에 형성된 분리막(322)에 의해 혼합유가 분리기(320)를 거치면서 천연 바이오디젤과 천연 글리세린으로 분리부(300)와,

상기 분리기(320)에 의해 분리된 천연 바이오디젤은 원심분리기(400)로 투입되어 잔여 물질을 제거하게 되고, 제거된 천연 바이오디젤은 밸브를 통해 증류분해부(500)를 통과하면서 분해되어 각각 바이오 디젤유탱크(610)와 피지탱크(620)로 이송 저장되는 제1 저장부(600)와,

상기 분리기(320)에 의해 분리된 천연 글리세린과 상기 원심분리기(400)에 의해 발생된 찌꺼기가 제3 반응부(700)의 반응기(10)에 유입되어 촉매 투입에 의한 반응으로 코크스 촉매유로 재활용되어 코크스 촉매유를 이송하여 저장하는 코크스 촉매유저장부(710)로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치.
제 1항에 있어서, 상기 스팀공급부(210)는 제1 스팀기(212)에서 제2 스팀기(214)로 연결되고 제2 스팀기(214)에서 제3 스팀기(216)로 연결되는 것으로 상기 제1,2,3 스팀기(212)(214)(216)를 연결하는 반응코일(218)이 구성되는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치.
제 1항에 있어서, 상기 분리기(320)는 나팔관 형태로 형성된 것으로 일측은 혼합유가 투입되는 좁은 관(324)으로 형성되고, 타측으로 갈수록 넓어지는 넓은 관(326)으로 구성되는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 증류분해부(500)는 제1 분해기(510), 제2 분해기(520), 제3 분해기(530)로 나누어져 바이오 디젤을 제1,2,3 분해기(510)(520)(530)를 통과시켜 증류 분해하는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조장치.
식물성 유지와 촉매, 메탄올이 혼합된 혼합유가 반응기(10)에 의해 반응하는 단계(S10)와,

상기 혼합유가 스팀공급부(210)의 제1,2,3 스팀기(212)(214)(216)를 거치면서 미 반응물을 반응시키는 단계(S20)와,

상기 혼합유를 완전 반응시킨 혼합유가 이송되는 연결관(220)에서 알카리촉매를 투입시키는 단계(S30)와,

상기 알카리촉매와 혼합된 혼합유가 나팔관 형태의 분리기(320)를 유입되어 분리기(320)의 좁은 관(324)에서 넓은 관(326)으로 이동되면서 천연 바이오디젤과 천연 글리세린으로 분리되는 단계(S40)와,

상기 분리기(320)에서 분리된 천연 바이오디젤은 원심분리기(400)로 투입되어 잔여 물질인 찌꺼기와 분리하는 단계(S50)와,

상기 원심분리기(400)에 의해 찌꺼기가 제거된 천연 바이오디젤은 밸브를 통해 증류분해부(500)를 통과하면서 분해되어 투명 바이오 디젤유로 형성되어 바이오 디젤유탱크(610)로 이송 저장하고, 증류로 남은 검은 찌꺼기는 피지탱크(620)로 이 송되어 저장하는 단계(S60)와,

상기 원심분리기(400)에 분리된 찌꺼기와 분리기(320)에 의해 분리된 천연 글리세린이 반응기(10)로 유입되는 단계(S70)와,

상기 반응기(10)에서 촉매 투입으로 인한 반응으로 찌꺼기와 천연 글리세린을 코크스 촉매유로 재활용 변형 시키는 단계(S80)와,

상기 코크스 촉매유를 이송하여 코크스 촉매유저장부(710)에 저장하는 단계(S90)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조방법.
제 5항에 있어서, 상기 제1,2,3 스팀기(212)(214)(216)를 연결하는 반응코일(218)에 스팀이 분사되어 60℃ ~ 80℃를 유지하는 반응코일(218)에서 혼합유 이송시 내부에 구성된 싸이클론 회전장치에 의해 와류를 일으켜 반응 속도가 증가하여 혼합유의 미반응물을 완전 반응시키는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조방법.
제 5항에 있어서, 상기 분리기(320)는 나팔관 형태로 형성된 것으로 혼합유가 투입되는 좁은 관(324)에서 분리막(322)을 통해 넓은 관(326)으로 이송하면서 상승한 바이오 디젤과 하강하는 글리세린, 알코올, 촉매, 불투명 바이오디젤 층으로 분리되고, 마지막 넓은 관(326)으로 유입되면 천연 바이오디젤과 천연 글리세린으로 분리되어 유출시키는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조방법.
제 5항에 있어서, 상기 증류분해부(500)의 제1 분해기(510), 제2 분해기(520), 제3 분해기(530)를 바이오 디젤이 통과하면서 3차적 증류 과정을 거쳐 투명 바이오 디젤유를 생산하는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수가 발생하지 않는 친환경 바이오 디젤유의 제조방법.