KR100815967B1 - 폐 타이어 열분해용 건류로 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐 타이어 절편을 가열하여 열 분해하는 건류로 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 폐 타이어를 절편을 일측 호퍼(2)를 통해 건류로(5) 내부에 공급하여 건류로의 회전으로 내부에서 이동하면서 연소수단에서 가열되는 고열과 스팀발생기(8)에 의해 분사되는 고온의 증기에 의해 열 분해 과정을 행하여 발생되는 가스, 증기에서 연료유를 추출하고, 그 밖의 부산물에서 카본, 메탈 등을 분리하되; 상기 호퍼(2) 하부에는 폐 타이어 절편을 이송공급하는 회전스크류(4)를 정역 구동모터(M1)가 정,역회전하도록 구성하고, 상기 건류로(5)의 외측에는 길이방향을 따라 기름버너(11)와 가스버너(12)를 겸용 구성한 연소수단(10)을 다수 설치하여 상기 기름버너(11)에 의한 초기 가열작동 후 건류로(5)에서 열 분해 과정에서 발생되는 가스에 의해 가열 작동하는 가스버너(12)에 의한 가열 유지작동을 행하도록 구성하므로서, 폐 타이어 절편을 열 분해하여 발생되는 카본, 메탈등을 분리 재활용함은 물론 연소수단의 연료로 기름과 함께 열 분해하는 과정에서 발생되는 가스를 재활용하므로 경제성을 극대화함은 물론 환경오염을 방지하도록 하고, 상기 폐 타이어 절편을 호퍼를 통해 공급함에 있어 외부 공기의 유입을 차단하여 폭발방지의 안전성을 확보함은 물론 스크류가 정,역회전하면서 폐 타이어를 건류로 내부로 원활히 이송 공급하여 작업성을 우수하게 제공하는데 그 특징이 있다.

폐 타이어, 건류로, 열분해, 연료유, 연소수단, 가스버너, 기름버너, 카본, 메탈

Description

폐 타이어 열분해용 건류로 장치{A dry distillation furnace device for pyroiysis of waste tires}

도 1은 본 발명 장치를 전체적으로 보여주는 구성도.

도 2은 본 발명 장치의 건류로를 보여주는 단면 구성도.

도 3은 본 발명 분리수단을 보여주는 정면 구성도.

도 4는 본 발명 장치의 전체적인 공정도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2: 호퍼 4: 회전스크류

5: 건류로 8: 스팀발생기

10: 연소수단 11: 기름버너

12: 가스버너 15: 냉각기

16: 가스배관 17: 연소버너

20: 부산물 1차 분리수단

25: 부산물 2차 분리수단

21: 수조탱크 22,26: 스크린 컨베이어

23: 배출 컨베이어 30: 침전수 냉각수단

55: 소각로 60: 외부공기 차단수단

61,62,63: 격판 64,65: 격실

본 발명은 폐 타이어 절편을 가열하여 열 분해하는 건류로 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 건류로 내로 폐 타이어 절편의 공급을 원활히 제공함은 물론 상기 폐 타이어 절편을 가열하는 연소수단의 연료를 기름과 함께 폐 타이어 절편을 열분해하는 과정에서 발생되는 가스를 분리, 재활용하여 경제성을 극대화하는 폐 타이어 열분해용 건류로 장치에 관한 것이다.

일반적으로 폐 타이어는 50% 이상의 고분자 화합물과, 30%정도의 카본, 20% 정도의 철심 또는 섬유질, 무기질 첨가재로 이루어져 있다.

이와 같은 폐 타이어를 그대로 폐기 처분하는 경우에는 폐 타이어의 고무에 포함된 황이 토양 등의 생태계를 오염시킬 뿐만아니라 이를 소각처리하는 경우에 엄청난 유독가스 및 그을음이 발생하여 대기를 오염시키게 되는 심각한 문제점이 있었다.

그래서, 상기와 같은 폐 타이어를 작은 절편으로 분쇄하여 건류로에 의해 열 분해하여 처리하되, 연료유 추출 및 카본, 메탈 등의 재 활용 부산물을 회수하도록 하였다.

이러한 종래의 건류로는 폐 타이어를 파쇄한 절편을 건류로의 일측 호퍼를 통해 공급하되, 상기 건류로 일측에서 구동모터에 의해 회전하면서 내부에 구비된 스크류에 의해 폐 타이어 절편이 이동하며 열 분해되는 과정을 거치게 된다.

즉, 건류로 외부의 연소장치에서 가열하는 고열과, 스팀발생기에 의해 내부로 분사되는 고온의 포화증기(약 500℃정도)의 고열에 의해서 폐 타이어 절편들을 열 분해하여, 가스, 증기 및 그 밖의 카본, 메탈 등의 부산물을 배출하게 된다.

상기 배출되는 부산물에서 가스, 증기는 냉각기와 저장탱크에 의해 냉각하는 과정을 거쳐 응결하므로 연료유를 추출하고, 상기 카본, 메탈 등은 별도의 분리장치에서 카본, 메탈 등을 분리하여 재활용하도록 하였다.

그런데 상기 종래 건류로는 주로 건식이어서 폭발 위험성, 외부로 악취나 가스 등의 누출됨에 따른 환경오염성, 그리고 각종 부산물을 분리하기 위한 각종 부가장치를 별도 구비하는 등의 문제점 등이 있었다.

이에 본 출원인은 상기한 종래 건류로 장치의 문제점을 개선하기 위해 특허등록 제582948호 등에서 상기한 제 문제점들을 해결한 바 있다.

즉, 건류로 내부의 고압방지, 호퍼를 통한 건류로 내부로의 외부공기 유입을 차단하여 폭발 위험성을 방지하고, 건류로에 의해 열분해된 폐 타이어의 부산물을 종전의 건식 방식이 아닌 습식방식에 의해 분리하여 안전성을 제공하였다.

또한, 건류로에서 열분해된 가스, 증기 및 그 밖의 카본, 메탈 등의 부산물을 분리 및 배출하여 이송하는 과정중에 각종 유해가스나 악취, 폐수 등이 외부로 유출되는 것을 차단하여 환경오염을 방지하도록 하였다.

또한, 건류로에서 배출되는 각종 부산물의 분리 처리를 위한 각종 설비를 집약 구성하여 전체적인 크기를 축소하면서도 각종 부산물의 분리 처리 효율을 극대화 하였다.

그러나 상기한 종래 건류로 장치 및 본 출원인에 의해 출원 및 등록된 건류로 장치는 모두 건류로의 연소수단으로 기름버너만을 단독 구비하고 있고, 상기 기름버너에 의해 건류로 내부를 450~500℃ 정도로 가열 및 유지하도록 하였다.

즉, 상기 기름버너만을 사용함에 따라 기름버너의 기름 연료가 다량 소비되기 때문에 건류로에 의해 발생되는 경제적 잇점에 비해 상기 건류로를 운영함에 따른 제반 운영 비용이 더 많이 소요되는 비 경제적인 문제점을 유발하였다.

또한, 상기 종래 건류로 장치 및 본 출원인에 의해 출원 및 등록된 건류로 장치는 호퍼로 공급된 폐 타이어 절편을 모터에 의해 회전구동하는 스크류의 이송작동으로 건류로 내부로 공급하되, 상기 절편이 스크류에 끼이면서 스크류의 회전작동을 제한하는 등의 오작동으로 모터의 과부하 발생 등에 의한 손상 등을 유발하는 문제점이 있었다.

즉, 상기 호퍼로 공급된 폐 타이어 절편을 건류로 내부로 원활히 공급하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술 및 본 출원인에 의한 선 출원 기술이 갖는 제반 문제점을 근본적으로 해결하여 현실적으로 창출된 것이다.

본 발명은 폐 타이어 절편을 열 분해하여 발생되는 카본, 메탈 등을 분리 재활용함은 물론 폐 타이어 절편을 가열하는 연소수단의 연료를 기름과 함께 폐 타이어 절편을 열 분해하는 과정에서 발생되는 가스를 분리, 재활용하므로 경제성을 극대화함은 물론 환경오염을 방지하도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 호퍼를 통해 공급되는 폐 타이어 절편을 스크류의 정,역회전 구동에 의해 건류로 내부로 원활히 공급하여 작업성을 우수하게 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적은,

폐 타이어를 파쇄한 절편을 일측 호퍼를 통해 하부의 구동모터에 의해 회전구동하는 회전스크류로 건류로 내부에 공급하고,

상기 건류로 내부에 공급된 폐 타이어 절편은 건류로의 회전으로 내부의 스크류에 의해 이동하면서 연소수단에서 가열되는 고열과 스팀발생기에 의해 분사되는 고온의 증기에 의해 열 분해 과정을 행하여, 상기 열분해 과정에서 발생되는 가스, 증기는 냉각, 응결하는 과정을 거쳐 응결하여 연료유를 추출하고, 그 밖의 부산물은 분리수단에 의해 카본, 메탈 등을 분리하되;

상기 호퍼 하부에는 폐 타이어 절편을 이송공급하는 회전스크류를 정역 구동모터가 정,역회전하도록 구성하고,

상기 건류로의 외측에는 길이방향을 따라 기름버너와 가스버너를 겸용 구성 한 연소수단을 다수 설치하여 상기 기름버너에 의한 초기 가열작동 후 상기 가스버너에 의한 가열 유지작동을 행하도록 구성하되,

상기 가스버너는 건류로에서 열 분해 과정에서 발생되는 가스를 분리하여 별도 공급하는 가스배관에 연결하여 가열 작동하도록 함에 의해 달성된다.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같다.

폐 타이어를 파쇄한 절편을 일측 호퍼(2)를 통해 하부의 구동모터에 의해 회전구동하는 회전스크류(4)로 건류로(5) 내부에 공급하고,

상기 건류로(5) 내부에 공급된 폐 타이어 절편은 건류로의 회전으로 내부의 스크류(6)에 의해 이동하면서 연소수단에서 가열되는 고열과 스팀발생기(8)에 의해 분사되는 고온의 증기에 의해 열 분해 과정을 행하되, 상기 열분해 과정에서 발생되는 가스, 증기는 냉각, 응결하는 과정을 거쳐 응결하여 연료유를 추출하고, 그 밖의 부산물은 분리수단에 의해 카본, 메탈 등을 분리하도록 하는 것에 있어서,

상기 호퍼(2) 하부에는 폐 타이어 절편을 이송공급하는 회전스크류(4)를 정역 구동모터(M1)가 정,역회전하면서 이송공급하도록 구성하고,

상기 건류로(5)의 외측에는 길이방향을 따라 기름버너(11)와 가스버너(12)를 겸용 구성한 연소수단(10)을 다수 설치하여 상기 기름버너(11)에 의한 초기 가열작동 후 상기 가스버너(12)에 의한 가열 유지작동을 행하도록 구성하되,

상기 가스버너(12)는 건류로(5)에서 열 분해 과정에서 발생되는 가스, 증기를 다수의 냉각기(15)를 통해 냉각, 응결처리하여 연료유와 응축수를 분리 추출한 후 기화된 가스를 별도 공급하는 가스배관(16)에 연결하여 재활용 가스에 의해 가열 작동하도록 이루어진다.

그리고, 상기 가스버너(12)에서 사용한 후 남는 잉여가스는 연소버너(17)에 의해 연소한 후 외부로 배출하도록 구성된다.

또한, 상기 건류로(5)에서 배출되는 카본, 메탈 등의 부산물은 1,2차 분리수단(20)(25)에 의해 카본, 메탈 등을 분리하되, 상기 부산물 1차 분리수단(20)은 부산물을 수조탱크(21) 내부의 침전수로 투입하여 부유 및 스크린 컨베이어(22)에 걸러진 부산물을 배출하여 분리 수거함과 함께 수조탱크(21) 바닥에 침전된 부산물은 배출 컨베이어(23)에 의해 긁어 배출하여 분리 수거하고, 상기 부산물 2차 분리수단(25)은 1차 분리수단의 스크린 컨베이어(22)에 분리 수거된 부산물을 공급하여 진동작동하는 스크린 컨베이어(26)에 의해 재차 이송하면서 카본, 메탈 등을 분리 수거하도록 구성된다.

이때, 상기 부산물 1차 분리수단(20)의 수조탱크(21)의 침전수는 별도의 냉각수단(30)에 의해 냉각 순환하면서 침전수의 온도를 일정 이하로 냉각하게 된다.

상기 호퍼(2)에는 다수의 격판(61)(62)(63)에 의해 복수의 격실(64)(65)을 상하로 형성하여 상기 격판을 실린더(61')(62')(63')에 의해 슬라이드 하면서 차례로 개폐하며 폐 타이어 절편을 투입하되, 상기 하부 격실(65)에는 진공펌프(P3)에 의한 진공 흡입작동으로 외부공기의 유입을 차단하는 외부공기 차단수단(60)을 구 비한다.

미설명부호로서, M2는 건류로를 회전 구동시키는 구동모터, 18은 기름버너(11)의 연료 공급배관, 27은 스크린 컨베이어(26)의 하부에서 캠작동하면서 스크린에 진동을 발생시키는 진동수단, 45는 분무 수단을 각각 나타내는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 본 발명은 폐 타이어를 파쇄장치에 의해 1차적으로 파쇄한 절편을 건류로(5)의 호퍼(2)를 통해 투입하게 된다.

이때, 상기 건류로(5)는 별도의 구동수단에 의해 회전구동함과 함께 연소수단(10)에서 발생되는 고열과 스팀발생기(8)에 의해 분사되는 고온의 증기에 의해 고온 고압 상태를 형성하게 된다.

따라서 상기 호퍼(2)를 통한 폐 타이어 절편의 투입시에 외부의 공기가 건류로(5) 내부로 유입되는 것을 차단하는 것이 필수적이다.

이를 위해서 상기 호퍼(2)를 통해 폐 타이어 절편을 투입시에 상하로 형성된 다수의 격판(61)(62)(63)을 작동실린더(61')(62')(63')을 차례로 개폐하면서 상하 격실(64)(65)로 순차 공급하되, 상기 공급과정에서 각 격실로 유입된 외부공기를 진공펌프(P3)에 의해 배출하여 진공 상태로 공급하므로서 건류로 내부로 외부 공기의 유입을 차단하게 되는 것이다.

상기와 같이 호퍼(2)를 통해 공급된 폐 타이어 절편은 하부 회전스크류(4)의 회전이송에 의해 건류로(5) 내부로 이송 공급하게 된다.

특히, 상기 회전스크류(4)는 구동모터(M1)에 의해 정,역 회전하며 이송작동하기 때문에 폐 타이어 절편이 스크류 사이로 끼이는 경우에 구동모터를 역회전하여 이를 제거한 후 다시 정회전하여 이송하도록 제어되기 때문에 종래와 같이 회전스크류(4)가 폐 타이어 절편을 이송하는 과정에서 끼임 현상에 의해 과부하를 발생하는 문제를 완전 방지하고, 폐 타이어 절편을 건류로 내부로 원활히 이송공급하게 되는 것이다.

이와 같이 건류로(5) 내부로 공급된 폐 타이어 절편은 건류로의 회전으로 내부의 스크류(6)에 의해 이동하면서 연소수단(10)에서 발생되는 고열과 스팀발생기(8)에 의해 분사되는 고온의 증기에 의해 열 분해 과정을 거치게 된다.

특히, 상기 연소수단(10)은 기름버너(11)와 가스버너(12)를 겸용구성하고 있는데, 우선적으로 상기 기름버너(11)에 의해 상기 건류로(5)의 내부를 가열하여 내부 폐 타이어 절편의 열 분해 과정을 행하게 된다.

이와 같은 열 분해 과정에서 상기 건류로(5) 내부에는 가스, 증기 및 카본, 메탈 등의 부산물이 발생된다.

상기 가스, 증기는 다수의 냉각기(15)를 경유하면서, 냉각 및 응축 과정을 거쳐 연료유와 냉각수가 혼합된 상태로 분리하고, 기화된 가스를 별도의 가스배관(16)을 통해 공급하게 된다.

이때, 상기 연료유와 냉각수가 혼합된 것은 별도의 분리수단에 의해 연료유 만을 추출하여 재활용하게 된다.

상기와 같이 건류로(5)의 열 분해과정에서 발생되는 가스는 가스배관(15)을 통해 건류로를 가열하는 가스버너(12)로 공급되게 된다.

즉, 상기 건류로(5)의 연소수단(10)은 초기 가열을 기름버너(11)에 행한 후, 열 분해과정에서 가스가 발생되면 상기 가스에 의해 가스버너(12)를 가동하고 기름버너(11)를 정지하게 된다.

이후, 상기 가스버너(12)의 가열작동에 의해 건류로(5)의 가열 상태를 유지하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 건류로(5)의 초기 가열시에만 별도의 연료를 필요로 하고, 그 이후에는 열 분해과정에서 발생되는 가스를 재활하기 때문에 경제적이게 되는 것이다.

상기와 같이 건류로(5)의 열 분해 과정에서 발생된 가스는 가스배관(16)을 통해 공급되어 가스버너(12)의 가열 작동을 행하되, 그 잉여가스는 계속적으로 연소버너(17)에 공급되어 연소되어 외부로 배출되게 되는 것이다.

즉, 상기 폐 타이어의 열분해 과정에서 발생되는 가스는 재활용 및 완전 연소된 상태로 외부 배출되기 때문에 환경오염의 문제를 방지하게 되는 것이다.

한편, 상기 열 분해 과정에서 배출되는 카본, 메탈 등의 부산물은 배출하여 부산물 1,2차 분리수단(20)(25)에 의해 카본, 메탈 등을 분리하게 되는 것이다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 건류로(5)에서 배출된 고온의 카본, 메탈 등의 부산물은 수조탱크(21) 내부의 침전수로 투입하게 된다.

이와 같이 침전수로 투입된 고온의 카본, 메탈 등의 부산물은 침전수에 의해 부산물의 온도를 저감하므로 인해 금속재와 충돌하면서 발생할 수 있는 폭발 위험성을 방지하게 된다.

또한, 상기와 같이 수조탱크(21)내의 침전수로 투입된 고온의 카본, 메탈 등의 부산물로 인해 침전수가 고온(대략 80℃이상)으로 급 상승되기 때문에 상기 침전수는 냉각수단(30)에 의해 계속적으로 냉각 순환 공급하면서 수조탱크(21)내의 침천수 온도를 일정하게 유지하게 된다.

상기와 같이 수조탱크(21) 내로 투입된 고온의 카본, 메탈 등의 부산물은 부유하거나 가라 앉은 상태로 하부의 스크린 컨베이어(22)에 의해 수조탱크 외부로 배출하여 분리 수거하게 된다.

또한 상기 스크린 컨베이어(22)를 통과하여 수조탱크(21) 바닥에 침전된 부산물은 배출 컨베이어(23)의 버킷등에 의해 긁어 수조탱크 외부로 배출하여 분리 수거하게 된다.

이때, 상기 부유하거나 스크린 컨베이어(22)에 걸러진 부산물은 카본과 메탈이 엉켜져 있는 덩어리이고, 상기 수조탱크 바닦에서 긁어 배출한 것은 카본 가루가 된다.

특히, 상기 스크린 컨베이어(22)에 분리 배출되는 부산물은 컨베이어의 끝단에서 다시 낙하하여 진동작동하는 스크린 컨베이어(26)에 의해 이송하면서 상기 카본과 메탈의 분리 과정을 재차 거치게 된다.

이와 같이 스크린 컨베이어(26)로 공급된 부산물은 스크린을 진동수단(27)에 의해 상하로 진동하며 이동하는 과정중에 카본과 메탈을 분리하여 각각 수거하게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 폐 타이어 절편을 열 분해하여 발생되는 카본, 메탈등을 분리 재활용함은 물론 폐 타이어 절편을 가열하는 연소수단의 연료를 기름과 함께 폐 타이어 절편을 열 분해하는 과정에서 발생되는 가스를 분리, 재활용하므로 경제성을 극대화함은 물론 환경오염을 방지하도록 하고, 상기 폐 타이어 절편을 호퍼를 통해 공급함에 있어 외부 공기의 유입을 차단하여 폭발방지의 안전성을 확보함은 물론 스크류가 정,역회전하면서 폐 타이어를 건류로 내부로 원활히 이송 공급하여 작업성을 우수하게 제공하는 효과를 갖는 것이다.

Claims (3)

1. 폐 타이어를 파쇄한 절편을 일측 호퍼(2)를 통해 하부의 구동모터에 의해 회전구동하는 회전스크류(4)로 건류로(5) 내부에 공급하고,

   상기 건류로(5) 내부에 공급된 폐 타이어 절편은 건류로의 회전으로 내부의 스크류(6)에 의해 이동하면서 연소수단에서 가열되는 고열과 스팀발생기(8)에 의해 분사되는 고온의 증기에 의해 열 분해 과정을 행하되, 상기 열분해 과정에서 발생되는 가스, 증기는 냉각, 응결하는 과정을 거쳐 응결하여 연료유를 추출하고, 그 밖의 부산물은 분리수단에 의해 카본, 메탈 등을 분리하도록 하는 것에 있어서,

   상기 호퍼(2) 하부에는 폐 타이어 절편을 이송공급하는 회전스크류(4)를 정역 구동모터(M1)가 정,역회전하면서 이송공급하도록 구성하고,

   상기 건류로(5)의 외측에는 길이방향을 따라 기름버너(11)와 가스버너(12)를 겸용 구성한 연소수단(10)을 복수개 설치하여 상기 기름버너(11)에 의한 초기 가열작동 후 상기 가스버너(12)에 의한 가열 유지작동을 행하도록 구성하되,

   상기 가스버너(12)는 건류로(5)에서 열 분해 과정에서 발생되는 가스, 증기를 다수의 냉각기(15)를 통해 냉각, 응결처리하여 연료유와 응축수를 분리 추출한 후 기화된 가스를 별도 공급하는 가스배관(16)에 연결하여 재활용 가스에 의해 가열 작동하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 폐 타이어 열분해용 건류로 장치.
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