KR100767639B1 - Apparatus for making oil using chemical recycling of plastic wastes - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐합성수지의 열분해 시 생성되는 유기가스로부터 오일을 제조하기 위한 폐합성수지의 유화장치를 개시한다. 본 발명은 용융압출기, 주반응로와 복수의 보조반응로들로 구성된다. 용융압출기의 작동에 의하여 폐합성수지는 폐합성수지 용융물로 용융되어 주반응로의 제1 반응실에 공급된다. 주반응실의 제1 반응실에 공급되는 폐합성수지 용융물은 가열에 의하여 1차 열분해되고, 제1 교반날개들의 회전에 의하여 교반된다. 주반응실의 제1 반응실로부터 1차 열분해된 폐합성수지 용융물은 보조반응로들 중 어느 하나의 제2 반응실에 공급된다. 보조반응실들 각각의 제2 반응실에 공급되는 폐합성수지 용융물은 가열에 의하여 2차 열분해되고, 제2 교반날개들의 회전에 의하여 교반된다. 보조반응실들 각각의 제2 반응실에 서 2차 열분해 후 잔존하는 슬러지는 질소가스 압축기의 작동에 의하여 제2 반응실에 유기가스를 제거하기 위한 압축질소가스가 공급된 후 배출된다. 또한, 제2 반응실로부터 배출되는 슬러지는 질소가스가 충전되어 있는 슬러지 박스에 의하여 수집된다.The present invention discloses an emulsifying apparatus for waste synthetic resin for producing oil from organic gas generated during pyrolysis of waste synthetic resin. The present invention consists of a melt extruder, a main reactor and a plurality of auxiliary reactors. By operation of the melt extruder, the waste synthetic resin is melted into the waste synthetic resin melt and supplied to the first reaction chamber of the main reactor. The waste synthetic resin melt supplied to the first reaction chamber of the main reaction chamber is first thermally decomposed by heating and stirred by rotation of the first stirring vanes. The waste synthetic resin melt, which is first thermally decomposed from the first reaction chamber of the main reaction chamber, is supplied to the second reaction chamber of any one of the auxiliary reactors. The waste synthetic resin melt supplied to each of the second reaction chambers of the auxiliary reaction chambers is secondary pyrolyzed by heating and stirred by rotation of the second stirring blades. The sludge remaining after the second pyrolysis in the second reaction chambers of each of the auxiliary reaction chambers is discharged after the compressed nitrogen gas for removing the organic gas is supplied to the second reaction chamber by the operation of the nitrogen gas compressor. In addition, the sludge discharged from the second reaction chamber is collected by a sludge box filled with nitrogen gas.
열분해, 유화, 반응로, 용융압출기, 교반, 슬러지, 냉각Pyrolysis, Emulsification, Reactor, Melt Extruder, Stirring, Sludge, Cooling
Description
도 1은 종래기술의 폐합성수지의 유화장치를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing an emulsification apparatus of the waste synthetic resin of the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 폐합성수지의 유화장치를 나타낸 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing the emulsification apparatus of the waste synthetic resin according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 폐합성수지의 유화장치에서 슬러지 박스를 나타낸 정면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 110: 용융압출기 200: 주반응로
202: 제1 반응실 212: 제1 교반축
214: 제1 구동모터 216: 제1 교반날개
300a~300c: 보조반응로 302: 제2 반응실
312: 제2 교반축 314: 제2 구동모터
316: 제2 교반날개 322: 제1 밸브
324: 제2 밸브 400: 질소가스 압축기
500: 슬러지 박스Figure 3 is a front view showing a sludge box in the emulsification apparatus of the waste synthetic resin according to the present invention.
<Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100, 110: melt extruder 200: main reactor
202: first reaction chamber 212: first stirring shaft
214: first drive motor 216: first stirring blade
300a to 300c: auxiliary reactor 302: second reaction chamber
312: second stirring shaft 314: second drive motor
316: second stirring blade 322: first valve
324: second valve 400: nitrogen gas compressor
500: sludge box
본 발명은 폐합성수지의 유화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐합성수지의 열분해 시 생성되는 유기가스로부터 오일(Oil)을 제조하기 위한 폐합성수지의 유화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an emulsifying apparatus for waste synthetic resins, and more particularly, to an emulsifying apparatus for waste synthetic resins for producing oil (Oil) from organic gases generated during thermal decomposition of waste synthetic resins.
주지하고 있는 바와 같이, 폐합성수지는 소각장에서 소각 처리하거나 매립 처리하고 있다. 폐합성수지의 소각 처리는 염화수소(HCL)·유황산화물(SOX)·질소산화물(NOX)·다이옥신 등 대기 오염 물질이 배출되어 환경오염을 야기시키는 문제가 있다. 폐합성수지의 매립 처리는 합성수지의 특성인 난분해성에 따른 토양 오염과 매립지 부족 등의 문제가 제기되고 있다.As is well known, waste synthetic resins are incinerated or landfilled in an incinerator. Incineration of waste synthetic resins has a problem of causing environmental pollution by the release of air pollutants such as hydrogen chloride (HCL), sulfur oxides (SOX), nitrogen oxides (NOX), and dioxins. Landfill treatment of waste synthetic resins poses problems such as soil contamination and landfill shortage due to the hard degradability characteristic of synthetic resins.
이러한 폐합성수지는 종류별로 분류하여 플라스틱 제품의 원료로 재활용하고 있다. 그러나 폐합성수지의 재활용은 분류 공정에 수반되는 많은 난제로 인하여 경제성과 실용성이 낮고, 처리량이 매우 작은 편이다.These waste synthetic resins are classified by type and recycled as raw materials for plastic products. However, the recycling of waste synthetic resins has low economical efficiency and practicality due to the many difficulties involved in the sorting process, and the throughput is very small.
한편, 폐합성수지를 소각하거나 매립하지 않고 재활용하는 방안으로서 열가소성 수지를 열분해하여 유용한 오일을 얻을 수 있는 유화 방법이나 그 장치의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. On the other hand, research and development of an emulsification method or a device for thermally decomposing thermoplastic resins to obtain useful oils as a method of recycling waste synthetic resins without incineration or landfilling are being actively conducted.
폐합성수지의 유화 공정은 폐합성수지를 300~600℃로 가열하여 열분해시켜 유기가스, 즉 기체 상태의 유류 성분을 얻는 열분해 공정과 기체 상태의 유류 성분을 유종별로 액화 분리하는 분별 증류 공정으로 대별된다.
종래기술의 폐합성수지의 유화장치는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 반응로(10)의 본체(12)에는 폐합성수지(2)를 열분해하기 위한 반응실(14)이 형성되어 있다. 본체(12)의 상부 일측에 폐합성수지(2)를 반응실(14)에 투입하기 위한 투입관(16)이 연결되어 있으며 상부 중앙에 폐합성수지(2)의 열분해 시 생성되는 유기가스를 반응실(14)로부터 배출하는 가스 배출관(18)이 연결되어 있다. 본체(12)의 하부 일측에 폐합성수지(2)의 열분해 후 남는 금속류, 유리류, 토사류 등의 슬러지(Sludgy)를 반응실(14)로 배출하기 위한 슬러지 배출관(20)이 연결되어 있다.
반응실(14)의 하부에 본체(12)의 하부 중앙을 관통하여 교반축(22)이 장착되어 있고, 교반축(22)에 폐합성수지(2)의 교반을 위하여 복수의 교반날개(24)들이 장착되어 있다. 교반축(16)의 하부에 교반축(16)을 회전시키는 구동력을 제공하는 구동모터(26)가 연결되어 있다. 본체(12)는 지지구조물(Supporting structure: 28)에 의하여 지지되어 있고, 지지구조물(28)은 반응실(14)에 투입되어 있는 폐합성수지(2)의 중량를 검출하기 위한 복수의 로드셀(Load cell: 30)들에 지지되어 있으며, 로드셀(30)들은 베이스(Base: 32)의 상면에 지지되어 있다. The emulsification process of the waste synthetic resin is roughly divided into a pyrolysis process in which the waste synthetic resin is heated to 300 to 600 ° C. to thermally decompose to obtain an organic gas, that is, a gaseous oil component, and a fractional distillation process in which the gaseous oil component is liquefied.
In the conventional emulsification apparatus for waste synthetic resin, as shown in FIG. 1, a
The
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이와 같은 종래기술의 폐합성수지의 유화장치에 의한 유화공정을 살펴보면, 수집된 폐합성수지에서 열분해되지 않는 열경화성 합성수지류, 금속류, 목재류, 유리류 등을 분리해 내고, 선별된 열가소성 합성수지류를 적정 크기로 절단 또는 파쇄하는 전처리 공정을 거친다.Looking at the emulsification process by the emulsification device of the waste synthetic resin of the prior art, the thermosetting synthetic resins, metals, woods, glass, etc., which are not pyrolyzed from the collected waste synthetic resins, are separated, and the selected thermoplastic synthetic resins are separated into an appropriate size. It undergoes a pretreatment process that cuts or shreds.
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전처리 공정을 거쳐 분쇄된 폐합성수지는 건조기를 통과시켜 폐합성수지에 포함되어 있는 수분을 건조시킨 후, 투입관(16)을 통하여 반응실(14)에 투입한다. 본체(12)의 외측에 부착되어 있는 전기히터, 버너 등의 가열장치에 의하여 반응로(10)를 280∼550℃로 가열함으로써, 폐합성수지(2)를 열분해하여 유기가스를 얻는다. The waste synthetic resin pulverized through the pretreatment step is passed through a dryer to dry the moisture contained in the waste synthetic resin, and then introduced into the
폐합성수지(2)의 열분해와 병행하여 구동모터(26)의 구동에 의하여 교반축(22)이 회전되고, 교반축(22)과 함께 회전되는 교반날개(24)들은 폐합성수지(2)를 교반한다. 따라서 용융되는 폐합성수지(2)의 열분해가 활발하게 이루어지게 된다.In parallel with the pyrolysis of the waste
한편, 폐합성수지(2)의 열분해에 의하여 얻어지는 유기가스는 가스 배출관(18)을 통하여 본체(12) 밖으로 배출된다. 유기가스는 가스 배출관(18)과 연결되어 있는 기상 촉매 장치를 거쳐 분리 타워로 공급되어 비점 차이에 의하여 유종별로 분류된 후, 냉각기를 거치면서 액화 분리된다. 액화 분리되어 생성된 오일은 불순물 제거와 수분 제거 등을 거치는 정제 공정과 별도의 후처리 공정을 거친 후 저장 설비로 이송되어 저장된다.On the other hand, the organic gas obtained by thermal decomposition of the waste synthetic resin (2) is discharged out of the
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그러나 상기한 바와 같은 종래기술의 폐합성수지의 유화장치는 무산소 배치식(Batch type)으로 운전되기 때문에 연속 공정에 의하여 폐합성수지를 처리할 수 없으며, 슬러지의 배출이 어려운 문제가 있다. 특히, 슬러지의 배출을 위하여 슬러지 배출관(20)을 열 때 외부의 공기가 슬러지 배출관(20)을 통하여 반응실(14)에 유입되어 유기가스와 산소가 반응하면서 폭발의 위험성이 높기 때문에 반응로(10)의 충분한 냉각이 필요하다. 즉, 폐합성수지의 열분해를 위하여 반응실(14)은 300~600℃의 온도로 운전되는 바, 슬러지의 배출을 위하여 반응실(14)의 가열을 중지하고 150℃ 미만으로 냉각해야 하므로, 반응로(10)의 냉각에 무려 10~15시간 이상이 소요되어 실질적으로 작업의 연속성이 없고, 생산성이 낮으며, 반응로(10)의 재가열에 많은 에너지가 소요되어 경제성이 없는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이 종래 기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 용융압출기에 의하여 폐합성수지를 폐합성수지 용융물로 용융하여 주반응로에 공급함으로써, 주반응로의 용적을 최대치로 올려 사용할 수 있는 폐합성수지의 유화장치를 제공함에 있다.However, since the emulsification apparatus of the waste synthetic resin of the prior art as described above is operated in an oxygen-free batch type (Batch type), the waste synthetic resin can not be treated by a continuous process, it is difficult to discharge the sludge. In particular, when the sludge discharge pipe 20 is opened for the discharge of sludge, external air flows into the
The present invention has been made in order to solve the various problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to melt the waste synthetic resin into the waste synthetic resin melt by a melt extruder to supply to the main reactor, An object of the present invention is to provide an emulsifying device for waste synthetic resin that can be used at a maximum volume.
본 발명의 다른 목적은 주반응로에 별도로 작은 용량을 갖는 2~5개의 보조반응로들을 연결하고, 주반응로에서 약 35%의 유화가 이루어진 폐합성수지를 보조반응로들 중 어느 하나에 공급하여 처리함으로써, 주반응로에 폐합성수지 용융물을 연속적으로 공급하여 처리할 수 있는 폐합성수지의 유화장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to connect two to five auxiliary reactors having a small capacity separately to the main reactor, and to supply any one of the auxiliary reactors waste synthetic resin of about 35% emulsification in the main reactor The present invention provides an emulsification apparatus for waste synthetic resin that can be continuously processed by supplying waste synthetic resin melt to a main reactor.
본 발명의 또 다른 목적은 주반응로에 연결되어 있는 보조반응로들 각각으로부터 폐합성수지의 열분해 후에 잔존하는 슬러지의 배출을 시도할 때 압축질소가스를 보조반응로들에 공급하여 유기가스와 산소의 반응을 차단한 후, 보조반응로들로부터 슬러지를 배출하는 것에 의하여 보조반응로들의 냉각이 필요 없어 폐합성수지를 연속 공정으로 처리할 수 있는 폐합성수지의 유화장치를 제공함에 있다. It is still another object of the present invention to supply compressed nitrogen gas to the auxiliary reactors in order to discharge the sludge remaining after thermal decomposition of the waste synthetic resin from each of the auxiliary reactors connected to the main reactor. After blocking the reaction, by discharging the sludge from the auxiliary reactors, there is no need to cool the auxiliary reactors to provide an emulsification apparatus of the waste synthetic resin that can process the waste synthetic resin in a continuous process.
본 발명의 또 다른 목적은 교반축의 나선형 구조에 의하여 보조반응로들로부터 슬러지를 용이하게 배출할 수 있는 폐합성수지의 유화장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide an emulsifying apparatus for waste synthetic resin that can easily discharge sludge from auxiliary reactors by a spiral structure of the stirring shaft.
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본 발명의 또 다른 목적은 슬러지의 배출 시 보조반응로들의 슬러지 배출관에 질소가스가 충전되어 있는 슬러지 박스를 연결하여 슬러지 배출관을 통한 외부 공기의 접촉을 방지할 수 있는 폐합성수지의 유화장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an emulsification apparatus of waste synthetic resin that can prevent the contact of the outside air through the sludge discharge pipe by connecting a sludge box filled with nitrogen gas to the sludge discharge pipe of the secondary reactors during the discharge of the sludge. have.
이하, 본 발명에 따른 폐합성수지의 유화장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the emulsifying apparatus for waste synthetic resin according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 폐합성수지의 유화장치는 용융압출기(100), 주반응로(200)와 2∼5개의 보조반응로(300a~300c)들로 구성되어 있다. 용융압출기(100)는 선별과 파쇄의 전처리 공정과 건조 공정을 거친 폐합성수지를 폐합성수지 용융물로 용융하여 공급하며, 용융압출기(100)는 폐합성수지 용융물을 공급하는 압출관(102, 104)들을 갖는다. 용융압출기(100)의 상류에 용융압출기(110)가 연결되어 있다.
폐합성수지의 열분해 온도는 그 종류, 크기, 폐합성수지에 첨가되어 있는 첨가제 등에 따라 다르지만 통상 280~550℃의 범위를 갖는다. 용융압출기(100, 110)의 개별 작동에 의해서는 폐합성수지의 약 60%가 용융된다. 용융압출기(110)의 작동에 의하여 1차로 용융되어 있는 폐합성수지 용융물을 용융압출기(100)에 공급하여 2차로 용융하면, 폐합성수지는 고체 상태에서 완전히 용융된다. 용융압출기(100)의 압출관(102, 104)들을 통과하는 폐합성수지 용융물에 포함되어 있는 수분과 가스는 탈염화수소반응(Zipper reaction)에 의하여 제거된다. 용융압출기(100, 110)을 통하여 공급되는 폐합성수지 용융물은 일반적으로 180~250℃로 녹은 젤리(Jelly) 상태이다. First, referring to FIG. 2, the emulsifying apparatus for waste synthetic resin according to the present invention includes a
The pyrolysis temperature of the waste synthetic resin varies depending on its type, size, additives added to the waste synthetic resin, and the like, and usually ranges from 280 to 550 ° C. Individual operations of the
주반응로(200)는 융융압출기(100)로부터 공급되는 폐합성수지 용융물을 열분해하기 위한 제1 반응실(202)이 형성되어 있는 제1 본체(204)를 갖추고 있다. 제1 본체(204)는 그 상부가 돔형(Doom shape)으로 설계되어 있는 직립원통형으로 구성되어 있다. 제1 본체(204)의 외측에 제1 본체(204)를 가열할 수 있도록 잘 알려진 전기히터, 버너 등의 가열장치가 장착되어 있다.
제1 본체(204)의 상부 일측에 폐합성수지 용융물을 도입하기 위하여 용융압출기(100)의 압출관(104)와 제1 반응실(202)을 연결하는 제1 투입관(206)이 장착되어 있고, 하부에 폐합성수지 용융물을 배출하기 위하여 제1 반응실(202)과 연결되는 제1 배출관(208)이 장착되어 있다. 제1 본체(204)의 상부 타측에 폐합성수지 용융물로부터 발생되는 유기가스를 배출하기 위하여 제1 반응실(202)과 연결되는 제1 가스배출관(210)이 장착되어 있다.The
In order to introduce the waste synthetic resin melt on the upper side of the
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또한, 제1 반응실(202)의 중앙에 제1 교반축(212)이 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 제1 본체(204)의 상부 중앙에 제1 교반축(212)을 회전시킬 수 있도록 정역회전하는 제1 구동모터(214)가 장착되어 있다. 제1 교반축(212)의 하부에 제1 반응실(202)과 근접되어 폐합성수지 용융물을 교반할 수 있도록 복수의 제1 교반날개(216)들이 방사상으로 장착되어 있다. 제1 교반축(212)의 하단에 제1 구동모터(214)의 역회전 시 제1 배출관(208)을 통하여 폐합성수지 용융물을 이송하여 배출할 수 있도록 제1 나선형 축(218)이 형성되어 있다.In addition, the
주반응로(200)의 제1 반응실(202)에 제1 교반축(212)의 떨림 방지와 제1 교반날개(216)들의 원활한 회전을 위하여 제1 교반축(212)을 지탱하는 3개의 앵커(Anchor: 220)들이 장착되어 있다. 앵커(220)들의 일단에 제1 교반축(212)이 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 앵커(220)들의 타단은 제1 반응실(202)의 벽면에 부착되어 있다.Three supporting the
한편, 주반응로(200)의 제1 배출관(208)을 통하여 배출되는 폐합성수지 용융물은 보조반응로(300a~300c)들 중 어느 하나에 공급되어 열분해된다. 도 2에는 3개의 보조반응로(300a~300c)들을 일례로 나타냈다. 보조반응로(300a~300c)들 각각의 제2 반응실(302), 제2 본체(304), 제2 투입관(306), 제2 배출관(308), 제2 가스배출관(310), 제2 교반축(312), 제2 구동모터(314), 제2 교반날개(316)들, 제2 나선형 축(318)과 앵커(320)들을 구비한다.
보조반응로(300a~300c)들 각각의 제2 반응실(302), 제2 본체(304), 제2 투입관(306), 제2 배출관(308), 제2 가스배출관(310), 제2 교반축(312), 제2 구동모터(314), 제2 교반날개(316)들, 제2 나선형 축(318), 앵커(320)들은 주반응로(200)의 제1 반응실(202), 제1 본체(204), 제1 투입관(206), 제1 배출관(208), 제1 가스배출관(210), 제1 교반축(212), 제1 구동모터(214), 제1 교반날개(216)들, 제1 나선형 축(218), 앵커(220)들과 동일하게 구성되어 있다.Meanwhile, the waste synthetic resin melt discharged through the
The
보조반응로(300a~300c)들 각각은 주반응로(200)를 소형으로 제작한 것으로 보조반응로(300a~300c)들의 용량은 주반응로(200)의 용량보다 작게 제작되어 있다. 주반응로(200)의 제1 배출관(202)에 보조반응로(300a~300c)들 각각의 제2 투입관(306)이 연결되어 있으며, 제2 투입관(306)에는 제2 투입관(306)을 개폐하여 폐합성수지 용융물의 흐름을 제어하는 제1 밸브(322)가 장착되어 있다. 보조반응로(300a~300c)들의 제2 배출관(308)에는 제2 배출관(308)을 개폐하는 제2 밸브(324)가 장착되어 있다. Each of the
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한편, 주반응로(200)의 폐합성수지 용융물은 보조반응로(300a~300c)들 중 어느 하나에 제1 밸브(322)의 개방에 의하여 공급된다. 보조반응로(300a~300c)들 중 어느 하나에 공급되는 폐합성수지 용융물의 공급 시점과 공급량을 조절하기 위하여 주반응로(200)의 제1 반응실(202)에 투입되어 있는 폐합성수지 용융물의 중량와 수준이 측정된다. 주반응로(200)의 제1 반응실(202)에 투입되어 있는 폐합성수지 용융물의 중량은 종래기술의 폐합성수지의 유화장치와 마찬가지로 주반응로(200)를 로드셀 위에 설치하여 검출할 수 있다. 또한, 폐합성수지 용융물의 수준은 제1 반응실(202)에 레벨러(Leveler)를 장착하여 검출할 수 있다. 이러한 로드셀과 레벨러는 보조반응로(300a~300c)들 각각의 폐합성수지 용융물의 중량과 수준을 검출하는데 동일하게 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 폐합성수지의 유화장치는 보조반응로(300a~300c)들 각각의 제2 반응실(302)에 다량의 압축질소가스를 공급하는 질소가스 압축기(400)를 구비한다. 질소가스 압축기(400)는 도입관(402)에 의하여 보조반응로(300a~300c)들 각각의 제2 반응실(302)에 연결되어 있다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 폐합성수지의 유화장치는 보조반응로(300a~300c)들 각각의 제2 배출관(308)에 연결되어 슬러지를 받아내는 슬러지 박스(500)를 구비한다. 슬러지 박스(500)는 연결관(502)에 의하여 보조반응로(300a~300c)들 각각의 제2 배출관(308)에 연결되며, 슬러지 박스(500)의 내측에는 질소가스 압축기(510)에 의하여 공급되는 질소가스가 충전된다. Meanwhile, the waste synthetic resin melt of the
The emulsification apparatus for waste synthetic resin according to the present invention includes a
As shown in Figure 3, the emulsification apparatus of the waste synthetic resin according to the present invention is provided with a
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 폐합성수지 유화장치는, 용융압출기(110)의 작동에 의하여 1차로 용융되어 있는 폐합성수지 용융물을 용융압출기(100)로 공급하고, 용융압출기(100)의 작동에 의하여 폐합성수지 용융물을 2차로 용융한다. 그리고 용용압출기(100)의 압출관(102, 104)과 주반응로(200)의 제1 투입관(206)을 통하여 제1 반응실(202)에 젤리 상태의 폐합성수지 용융물을 공급한다.The waste synthetic resin emulsifying apparatus according to the present invention having such a configuration supplies the waste synthetic resin melt that is primarily melted by the operation of the
다음으로, 폐합성수지 용융물의 공급 후 제1 구동모터(214)가 정회전되면, 제1 교반축(212)과 제1 교반날개(216)들이 함께 정회전되어 제1 반응실(202)의 폐합성수지 용융물을 교반한다. 제1 본체(204)의 외측에 장착되어 있는 전기히터, 버너 등이 작동되어 제1 본체(204)가 가열되면, 제1 반응실(202)에서 폐합성수지 용융물의 열분해가 이루어진다. 폐합성수지 용융물의 열분해 시 생성되는 유기가스는 제1 가스배출관(210)을 통하여 배출된 후 후속하는 기상 촉매 장치, 분리 타워, 냉각기, 정제 공정과 후처리 공정을 거쳐 저장 설비로 이송되어 저장된다. Next, when the
또한, 주반응로(200)의 제1 반응실(202)에서 폐합성수지 용융물의 열분해가 약 35% 이루어지면, 보조반응로(300a~300c)들 중 어느 하나, 예를 들어 보조반응로(300a)의 제1 밸브(322)를 개방한다. 제1 밸브(322)가 개방되면 제1 구동모터(214)는 정회전에서 역회전되고, 제1 구동모터(214)의 역회전에 의하여 제1 교반축(212)과 제1 교반날개(218)들이 함께 역회전된다. 제1 교반축(212)의 역회전에 의하여 제1 나선형 축(218)은 제1 배출관(208)을 통하여 폐합성수지 용융물을 이송하여 배출한다.In addition, when the pyrolysis of the waste synthetic resin melt is about 35% in the
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폐합성수지 용융물은 제1 배출관(208)과 제1 밸브(322)가 개방되어 있는 제2 투입관(306)을 통하여 제2 반응실(302)에 공급된다. 폐합성수지 용융물의 공급 후 제2 구동모터(314)가 정회전되면, 제2 교반축(312)과 제2 교반날개(316)들이 함께 정회전되어 제2 반응실(302)의 폐합성수지 용융물을 교반한다. 제2 본체(304)의 외측에 장착되어 있는 전기히터, 버너 등의 가열장치가 작동되어 제2 본체(304)가 가열되면, 제2 반응실(302)에서 폐합성수지 용융물의 열분해가 이루어진다. 폐합성수지 용융물의 열분해 시 생성되는 유기가스는 제2 가스배출관(310)을 통하여 배출된 후 후속하는 기상 촉매 장치, 분리 타워, 냉각기, 정제 공정과 후처리 공정을 거쳐 저장 설비로 이송되어 저장된다.
한편, 보조반응로(300a)의 제2 반응실(302)는 주반응로(200)로부터 폐합성수지 용융물을 공급하기 전에 가열장치의 작동에 의하여 가열시키고, 제2 구동모터(314)의 정회전에 의하여 제2 교반날개(316)들을 회전시킬 수 있다. 보조반응로(300a)의 제2 반응실(302)에 공급되는 일정량의 폐합성수지 용융물은 이미 약 35% 열분해가 이루어진 상태이며, 이 폐합성수지 용융물은 제2 반응실(302)에 공급되는 즉시 미리 가열되어 있는 온도와 회전하고 있는 제2 교반날개(316)들에 의하여 원활하게 열분해된다. The waste synthetic resin melt is supplied to the
On the other hand, the
이와 같이 보조반응로(300a)의 2차 열분해 공정에 의하여 진행되고 있는 폐합성수지 용융물의 상태, 즉 폐합성수지 용융물의 양은 보조반응로(300a)의 중량을 로드셀에 의하여 검출하고, 로드셀에 의하여 검출되는 중량으로부터 보조반응로(300a)의 중량을 빼서 산출할 수 있다. 산출되는 폐합성수지 용융물의 양을 근거로 열분해 공정을 제어할 수 있다.As such, the state of the waste synthetic resin melt that is being progressed by the secondary pyrolysis process of the
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다음으로, 보조반응로(300a)의 제2 반응실(302)에서 폐합성수지 용융물의 유화가 완료되면, 제2 반응실(302)의 바닥에 슬러지가 잔존하게 된다. 제2 구동모터(314)의 정회전에 의하여 회전하는 제2 교반날개(316)들은 제2 반응실(302)의 바닥에 잔존하는 슬러지를 분쇄하여 분말로 만든다. Next, when emulsification of the waste synthetic resin melt is completed in the
보조반응로(300a)의 제2 반응실(302)에서 슬러지의 분말화가 완료되면, 질소가스 압축기(400)가 작동되어 제2 반응실(302)에 압축질소가스를 다량으로 공급한다. 압축질소가스의 공급에 의하여 제2 반응실(302)에 잔류하는 유기가스는 제2 가스배출관(310)을 통하여 배출된다. 그리고 압축질소가스는 유기가스를 치환하고, 계속되는 유기가스의 발생을 억제시킨다. 압축질소가스는 에어 커튼 형태를 취하면서 제2 반응실(302)로부터 유기가스를 완전하게 배출시키므로, 제2 밸브(324)를 개방하여 안전하게 슬러지를 배출할 수 있다. When the sludge is powdered in the
도 2와 도 3을 참조하면, 슬러지 박스(500)의 내측에 질소가스 압축기(510)의 작동에 의하여 질소가스를 충전한 후, 제2 배출관(308)에 슬러지 박스(500)의 연결관(502)을 연결한다. 그리고 제2 배출관(308)에 장착되어 있는 제2 밸브(324)를 개방한다.2 and 3, after filling the nitrogen gas by the operation of the
제2 밸브(324)가 개방되면 제2 구동모터(314)는 정회전에서 역회전되고, 제2 구동모터(314)의 역회전에 의하여 제2 교반축(312)과 제2 교반날개(318)들이 함께 역회전된다. 제2 교반축(312)의 역회전에 의하여 제2 나선형 축(318)은 제2 배출관(308)을 통하여 슬러지를 이송하여 배출한다. 제2 배출관(308)을 통하여 배출되는 슬러지는 연결관(502)을 통하여 슬러지 박스(500)에 수집된다.When the
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이와 같이 보조반응로(300a)의 제2 배출관(308)을 통하여 질소가스가 충전되어 있는 슬러지 박스(500)에 슬러지를 배출하는 것에 의하여 보조반응로(300a)의 운전을 중지하지 않고 제2 반응실(302)의 온도를 300~500℃로 유지시킨 상태에서 슬러지를 안전하게 배출할 수 있으며, 슬러지를 5분 이내의 단시간에 배출할 수 있으므로, 생산성과 작업성이 크게 향상된다.
한편, 보조반응로(300a)의 운전 중에 용융압출기(100, 110)의 작동에 의하여 주반응로(200)의 제1 반응실(202)에 앞에서 설명한 것과 마찬가지의 동작으로 폐합성수지 용융물을 공급하고, 주반응로(200)의 제1 반응실(202)에서 1차 열분해된 폐합성수지 용융물은 보조반응로(300b, 300c)들 중 어느 하나에 공급하여 2차 열분해를 연속 공정에 의하여 실시할 수 있다.As such, the second reaction is performed without stopping the operation of the
Meanwhile, the waste synthetic resin melt is supplied to the
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상과 특허 청구 범위 내에서 이 분야의 당 업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시 예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으 로 이해되어야 한다.The embodiments described above are merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention. Various changes, modifications or substitutions may be made by the present invention, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 폐합성수지의 유화장치에 의하면, 1개 또는 2개의 용융압출기에 의하여 1개의 주반응로에 폐합성수지 용융물을 공급하여 1차 열분해하고, 주반응로에 연결되어 있는 복수의 보조반응로들에 폐합성수지 용융물을 순차적으로 공급하면서 2차 열분해하여 유기가스를 생산함으로써, 주반응로의 용적을 최대치로 올려 사용할 수 있고, 폐합성수지를 연속 공정에 의하여 처리하여 생산성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the emulsification apparatus of the waste synthetic resin according to the present invention, the waste synthetic resin melt is supplied to one main reactor by one or two melt extruders, and the first pyrolysis is connected to the main reactor. By supplying waste synthetic resin melts to a plurality of auxiliary reactors sequentially to produce the organic gas by secondary pyrolysis, the volume of the main reactor can be raised to the maximum value, and the waste synthetic resin can be processed by a continuous process to improve productivity. You can.
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또한, 주반응로에 연결되어 있는 보조반응로들 각각으로부터 폐합성수지의 열분해 후에 잔존하는 슬러지의 배출을 시도할 때 압축질소가스를 보조반응로들에 공급하여 유기가스와 산소의 반응을 차단한 후, 보조반응로들로부터 슬러지를 배출하는 것에 의하여 보조반응로들의 냉각이 필요 없어 폐합성수지를 연속 공정으로 처리할 수 있으며, 교반축의 나선형 구조에 의하여 보조반응로들로부터 슬러지를 용이하게 배출할 수 있다. 그리고 슬러지의 배출 시 보조반응로들의 슬러지 배출관에 질소가스가 충전되어 있는 슬러지 박스를 연결하여 슬러지 배출관을 통한 외부 공기의 접촉을 방지함으로써, 폭발이 방지되고, 슬러지의 배출 시간이 크게 단축되며, 냉각이 필요 없어 고효율·저에너지로 운전할 수 있는 효과가 있다.In addition, when attempting to discharge the remaining sludge after pyrolysis of waste synthetic resin from each of the auxiliary reactors connected to the main reactor, compressed nitrogen gas is supplied to the auxiliary reactors to block the reaction of organic gas and oxygen. By discharging the sludge from the auxiliary reactors, it is not necessary to cool the auxiliary reactors so that the waste synthetic resin can be processed in a continuous process, and the sludge structure of the stirring shaft can easily discharge the sludge from the auxiliary reactors. . When the sludge is discharged, the sludge box filled with nitrogen gas is connected to the sludge discharge pipe of the secondary reactors to prevent contact with the outside air through the sludge discharge pipe, thereby preventing explosion and greatly reducing the discharge time of the sludge. There is no need to operate with high efficiency and low energy.
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