KR100853814B1 - Oil recirculation apparatus for waste tire and mehtod therof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소극적으로 재활용되는 폐타이어를 고부가 가치를 갖는 1차에너지원으로 환원시킬 수 있도록 한 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an oil recovery apparatus and method for waste tires using an output variable microwave. More particularly, the present invention relates to an apparatus for recovering waste tires that are passively recycled to a primary energy source having a high value. The present invention relates to a waste oil recovery device and method.
일반적으로 폐타이어는 버려짐으로서 발생하는 환경문제와 이를 소각하기 위한 에너지문제를 동시에 가지고 있다. In general, waste tires have both environmental problems caused by waste and energy problems for incineration.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 단순히 토목공사와 같이 폐타이어의 원형을 이용하거나, 부가가치가 높은 고무분말로 소성 가공한다 든지, 시멘트 킬른과 같이 효율적인 재활용을 수행하여 그 이용을 확대하고 있다.In order to solve these problems, the use of waste tires, such as civil engineering, or plastic processing with high value-added rubber powder, or efficient recycling such as cement kilns, has been expanded.
그러나, 폐타이어의 원형을 이용한 방법은 환경오염이라는 문제점을 그대로 내포하고 있고, 특히 재활용에 있어서 그 활용빈도가 높은 시멘트 킬른은 열에너지 를 이용하여 재활용하므로 그 열원을 공급하는 연료의 가격상승에 매우 민감할 뿐만 아니라, 연소 후 다이옥신과 같은 인체에 치명적인 가스를 배출하여 환경오염을 유발시키게 되고, 나아가 소비되는 화석연료의 소모량을 비교할 때 저부가가치라는 단점이 도출되었다.However, the method using the prototype of waste tires has the problem of environmental pollution as it is, and in particular, the cement kiln, which is frequently used in recycling, is recycled using thermal energy, so it is very sensitive to the price increase of the fuel supplying the heat source. In addition, after combustion, a fatal gas such as dioxin is emitted to cause environmental pollution, and furthermore, a drawback of low added value is obtained when comparing the consumption of fossil fuel consumed.
공지의 예로서, 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 특허등록번호 제469161호(2005.02.19) "마이크로파를 이용한 폐고무 또는 폐타이어 분해방법 및 장치"가 개시되어 있다.As a known example, in order to solve the above problems, Korean Patent Registration No. 469161 (2005.02.19) discloses a waste rubber or waste tire decomposition method and apparatus using microwaves.
위와 같은 공지의 예는 마이크로파를 이용하므로써, 열원으로 이용하는 화석연료를 사용하지 않아 배출가스의 발생을 원천적으로 방지하여 공해물질의 발생을 예방할 수 있고, 마이크로파의 출력 및 조사를 적절하게 제어하므로써 그 반응효율을 증대시킬 수 있으며, 위와 같은 공정을 수행하는 반응장치를 소형화시키는 것을 그 출원의 목적으로 하고 있다.Known examples as described above use microwaves to prevent the generation of pollutants by avoiding the generation of exhaust gases by not using fossil fuels used as heat sources, and responding by controlling the output and irradiation of microwaves appropriately. The purpose of the application is to miniaturize the reaction apparatus that can increase the efficiency and to perform the above process.
또한, 개시된 실시예에 의하면 마이크로파를 발생시키도록 마그네트론이 설치된 타원형의 반응기와, 이 반응기에 일체로 마련된 각종 반응장치 들에 의해서 폐타이어를 분해시키고 있다.In addition, according to the disclosed embodiment, waste tires are decomposed by an elliptical reactor in which a magnetron is installed to generate microwaves, and various reactors integrally provided in the reactor.
그러나 단순화, 소형화된 반응장치는 그 설치나 작동 면에서 편리한 점도 있지 않으나, 인력에 의해서 폐타이어를 반응장치에 투입하여야 하고, 이는 대용량의 연속적인 반응작업에서는 경제성 면에서 매우 치명적이었으며, 이로 인해 마이크로파의 장점인 신속한 반응처리를 연속적으로 수행할 수 없는 단점이 발생하였다.However, the simplified and miniaturized reactor is not convenient in terms of its installation or operation, but the waste tires have to be put into the reactor by manpower, which is very cost-effective for large-scale continuous reaction operations, and thus microwaves. The disadvantage of not being able to continuously perform the rapid reaction treatment, which is an advantage.
상기한 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명에 따른 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치 및 방법은, 전술한 문제를 모두 해소하도록 연속, 대용량으로 폐타이어를 신속히 반응처리하여 에너지효율을 증대시키고, 이로 인한 경제성을 확보할 수 있으며, 잔류물의 처리를 신속히 수행할 수 있도록 한다.In order to solve the above problems, the oil recovery apparatus and method of waste tire using the variable output microwave according to the present invention increase the energy efficiency by rapidly reacting waste tires in a continuous and large capacity to solve all the above problems. It is possible to secure the economics of this, and to make the treatment of residues quick.
본 발명의 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치 및 방법에 있어서는 폐타이어가 자동으로 피딩되는 마이크로파 연속식 분해장치(이하 "하우징" 이라 함)를 통과하면서 폐타이어를 분해시키고, 여기에서 발생된 오일 및 가스를 응축, 정제시켜 발전기나 보일러 등에 새로운 열원으로 이용하도록 한다.In the oil recovery apparatus and method for waste tire using the output variable microwave of the present invention, waste tire is decomposed while passing through a microwave continuous decomposition device (hereinafter referred to as a "housing") in which the waste tire is automatically fed, and is generated therefrom. Condensed and refined oils and gases are used as new heat sources in generators and boilers.
본 발명의 다른 목적은 위와 같은 오일 및 가스가 생성, 회수될 수 있도록 일관된 반응 및 오일, 가스회수공정 및 분해장치를 개량하는데 있다.Another object of the present invention is to improve a consistent reaction and oil, gas recovery process and decomposition apparatus to generate and recover the oil and gas as described above.
본 발명의 또 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되고, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다.Further objects and effects of the present invention will become apparent from the following detailed description, and the detailed description and examples showing the preferred embodiments of the present invention are not intended to limit the scope of the present invention.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 마이크로파의 출력에 의해 분해된 폐타이어에서 오일 및 카본블랙을 회수하는 장치로서, 상기 폐타이어를 연속하여 규칙적으로 투입시키는 투입조가 설치되어 있고, 상기 폐타이어가 규칙적으로 투입 된 후 피딩되면 밀폐되어 마이크로파에 의해서 상기 폐타이어를 열분해시키는 가열조(Cavity)가 설치되어 있으며, 상기 가열조를 차례로 통과한 후 분해된 폐타이어의 잔류물에 마이크로파를 재가열시켜 분리하는 회수조가 일체로 연속되어 있는 하우징과, 상기 가열조를 통과하면서 폐타이어에서 분해된 탄화수소(Hydrocarbon)를 회수하여 응축시키는 응축탱크와, 상기 회수조를 통과하면서 분리된 폐타이어의 잔류물 중 카본블랙을 50nm의 상태로 선별하여 회수하는 카본블랙분리장치를 포함하여 이루어지므로서 달성된다.The present invention for solving the above problems is an apparatus for recovering oil and carbon black from waste tires decomposed by the output of microwaves, and is provided with an input tank for continuously and regularly injecting the waste tires. Is regularly fed after being fed and is sealed, and a heating tank (Cavity) is installed to thermally decompose the waste tire by microwaves, and after passing through the heating tank one by one, the microwaves are reheated to separate the residue of the decomposed waste tires. A housing in which the recovery tank is continuously integrated, a condensation tank for recovering and condensing hydrocarbons decomposed in the waste tire while passing through the heating tank, and carbon in the residue of the waste tire separated while passing through the recovery tank. It comprises a carbon black separation device for sorting and recovering black at 50 nm. It is sex.
또한, 상기 가열조에는 투입된 폐타이어를 균일하게 가열시켜 분해하는 디스트리뷰터가 장착되어 있고, 상기 디스트리뷰터에 입사된 마이크로파를 안내하는 도파관의 출력구가 상기 디스트리뷰터에 연결된 후 상기 가열조의 외측으로 연장되어 있으며, 상기 도파관의 입력구에는 마이크로파를 발생시키는 마그네트론이 장착되어 있고, 상기 마그네트론에 마이크로파를 발진시키도록 전원을 공급하는 발진기가 상기 가열조의 외측에 장착되어 상기 마그네트론과 접속하고 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the heating tank is equipped with a distributor for uniformly heating the disassembled waste tires, and the output port of the waveguide for guiding the microwaves incident on the distributor is connected to the distributor and extends to the outside of the heating tank, A magnetron for generating microwaves is mounted at an input port of the waveguide, and an oscillator for supplying power to oscillate microwaves is mounted outside the heating bath and connected to the magnetron.
바람직하게, 상기 가열조에는 마이크로파를 별도로 출력하는 디스트리뷰터가 2개 이상으로 연속배치되어 있고, 상기 회수조에도 적어도 하나 이상의 디스트리뷰터가 장착되어 있다.Preferably, the heating bath has two or more distributors continuously arranged to separately output microwaves, and the recovery tank is also equipped with at least one distributor.
여기에서, 상기 회수조에는 분해된 카본블랙을 흡입하는 흡입관이 외부로 연통되어 있는 것을 특징으로 한다.Here, the suction tank is characterized in that the suction pipe for sucking the decomposed carbon black is communicated to the outside.
또한, 상기 가열조에 마이크로파를 공급하는 마그네트론은 380℃-450℃ 사이 의 마이크로파를 출력하고, 상기 회수조에 마이크로파를 공급하기 위한 마그네트론은 600℃의 상태로 마이크로파를 발진시키는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the magnetron supplying microwaves to the heating tank outputs microwaves between 380 ° C and 450 ° C, and the magnetrons for supplying microwaves to the recovery tank oscillate microwaves at 600 ° C.
한편, 상기 응축탱크는 2개 이상으로 설치되어 분리된 탄화수소를 응축시켜 오일을 수집하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the condensation tank is installed in two or more characterized in that to collect the oil by condensing the separated hydrocarbons.
또한, 상기 응축탱크에서 응축되고 남은 탄화수소는 배출되어 스크라버에 의해 탈황처리되어 수집되는 것이 바람직하다.In addition, the hydrocarbon remaining after condensation in the condensation tank is preferably discharged and collected by desulfurization by a scrubber.
나아가, 카본블랙분리장치는 상기 회수조를 통해 배출된 카본블랙과 여기에 혼합되어 있는 철심이 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼에 투입된 카본블랙 내지 철심을 균일한 배출속도와 양으로 이동시키는 피더와, 상기 피터를 통해 이동된 카본블랙 내지 철심을 균일한 크기로 분쇄하는 롤러밀러와, 상기 롤러밀러를 통과한 카본블랙 내지 철심을 선별하여 분리시키는 마그네틱롤러를 포함하여 이루어진다.Furthermore, the carbon black separating apparatus includes a hopper into which the carbon black discharged through the recovery tank and the iron core mixed therein are introduced, a feeder for moving the carbon black to the iron core injected into the hopper at a uniform discharge speed and amount; It comprises a roller roller for pulverizing the carbon black to the iron core moved through the Peter to a uniform size, and a magnetic roller for separating and separating the carbon black to the iron core passed through the roller mirror.
한편, 본 발명은 마이크로파의 출력에 의해 분해된 폐타이어에서 오일 및 카본블랙을 회수하는 방법으로서, 상기 폐타이어를 원형의 상태로 투입하는 투입단계와, 상기 투입단계에서 투입된 원형의 폐타이어를 이동시켜 밀폐시킨 후 마이크로파를 발진시켜 가열분해한 후 탄화수소를 분리하는 가열분해단계와, 상기 가열분해단계에 의해서 분리된 탄화수소를 수집하여 응축시켜 오일화한 후 이를 후처리작업을 수행한 다음 저장하는 오일회수단계와, 상기 가열분해단계를 거친 폐타이어를 이동시켜 마이크로파의 재가열에 의해서 폐타이어를 구성하는 카본블랙과 철심을 분리하는 카본블랙분리단계와, 상기 카본블랙분리단계를 통해 분리된 카본블랙과 이에 혼재된 철심의 일부를 균일한 크기로 분쇄한 다음 카본블랙만 수거하여 저장 하는 카본블랙회수단계를 포함하여 이루어지므로서 달성된다.On the other hand, the present invention is a method for recovering the oil and carbon black from the waste tire decomposed by the output of the microwave, the input step of injecting the waste tire in a circular state and the movement of the circular waste tire injected in the input step After heat sealing, the microwave is pyrolyzed by oscillation, and the pyrolysis step of separating hydrocarbons, and the hydrocarbons separated by the pyrolysis step are collected, condensed and oiled, and the oil is stored after performing a post-treatment operation. The carbon black separation step of separating the carbon black and iron core constituting the waste tire by reheating the microwave by moving the waste tire after the recovery step and the thermal decomposition step, and the carbon black separated through the carbon black separation step; Carbon bubble which collects and stores only carbon black after crushing a part of mixed iron core to uniform size It is achieved because the stand comprises a number of steps.
또한, 상기 오일회수단계에서 후처리작업은 수집된 오일을 슬러지처리 내지 유수분리, 수소화탈황, 탈황제첨가처리를 동시에 수행하고, 응축 후 잔류하는 탄화수소를 스크라버로 공급하여 탈황처리하는 것을 특징으로 한다.In addition, the post-treatment operation in the oil recovery step is characterized in that the sludge treatment, oil-water separation, hydrodesulfurization, desulfurization additive treatment of the collected oil at the same time, and desulfurization treatment by supplying the remaining hydrocarbon after condensation to the scrubber. .
본 발명에 따른 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치 및 방법으로 아래의 표와 그래프와 같은 결과를 얻었다.The oil recovery device and method of waste tire using the variable power microwave according to the present invention were obtained as shown in the following table and graph.
폐타이어 투입: 181.6gWaste Tire Input: 181.6g
열분해 시간 : 8분Pyrolysis time: 8 minutes
위와 같은 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명을 적용하면 폐타이어의 열분해 시간을 10분 이내로 수행할 수 있고, 이로 인해 대용량의 폐타이어를 처리할 수 있으며, 오일의 수율은 40.5%로 양호함을 알 수 있어 분해를 위하여 공급되는 열원과 비교할 때, 경제성을 띄고 있으며, 저급잔류물인 카본블랙을 효과적으로 재처리하여 이를 열원 내지 고무류로 재생산할 수 있어 폐기처분시 환경오염을 획기적으로 감소시킬 수 있다.As can be seen from the above results, by applying the present invention it is possible to perform the pyrolysis time of the waste tires within 10 minutes, thereby processing a large amount of waste tires, it can be seen that the oil yield is good at 40.5%. Compared with the heat source supplied for decomposition, it is economical, and can effectively reprocess carbon black, which is a lower residue, and regenerate it as a heat source or rubber, which can drastically reduce environmental pollution at disposal.
나아가, 직접가열 형태의 마이크로파를 이용한 메카니즘으로 대용량의 폐타이어를 처리할 수 있어 대량으로 폐기처분되는 각종 폐타이어를 재활용할 수 있는 효과가 발생한다.Furthermore, a large amount of waste tires can be processed by a mechanism using a microwave of a direct heating type, and thus an effect of recycling various waste tires disposed of in large quantities can be recycled.
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도면에 걸쳐 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.Hereinafter, one preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, like reference numerals designate functionally identical or similar parts throughout the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치를 개략적으로 보인 시스템개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치에 적용되는 마그네트론의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치에 적용되는 카본블랙분리장치의 개략적인 구성도이다.1 is a system schematic diagram showing an oil recovery apparatus of a waste tire using an output variable microwave according to the present invention, Figure 2 is a configuration of a magnetron applied to the oil recovery apparatus of a waste tire using an output variable microwave according to the present invention 3 is a schematic configuration diagram of a carbon black separation device applied to an oil recovery device of a waste tire using an output variable microwave according to the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 구현예에 따른 출력가변형 마이크로 파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치가 도시되어 있다. 오일회수장치는 전체적으로 100으로 표시되어 있는 하우징(Housing), 하우징(100) 내부에 설치된 투입조(110), 가열조(120), 회수조(130), 취출조(140), 응축탱크(200) 및 카본블랙분리장치(300, 도 3 참조)를 구비하고 있다.1 to 3, there is shown an oil recovery apparatus of a waste tire using an output variable microwave according to an embodiment of the present invention. The oil recovery device is a housing (Housing), which is generally denoted by 100, the
하우징(100)은 사용자 또는 작업자가 작업을 편리하게 할 수 있게 횡방향 또는 종방향으로 연장되어 적합화되고, 각각의 조( 110, 120, 130, 140)는 서로 밀폐되도록 밀폐수단, 즉 에어락(102)이 설치되어 있으며, 이는 자동타이머 등과 같이 자동제어장치에 의해서 작동되어 편리하고 효과적인 작업 환경을 제공한다.The
하우징(100)의 내부, 즉 투입조(110), 가열조(120), 회수조(130), 취출조(140)에는 연속적으로 작동하여 폐타이어를 이동시키는 피딩기(160)가 설치되어 있고, 이는 전술한 에어락(102)과 연동되어 작동한다.Inside the
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(100)은 일체형으로 형성되어 있고, 다단의 조로 내부가 구획되어 있음을 알 수 있다. 구획된 각각의 조에는 유해물질의 배출로 인한 환경오염 내지 작업장의 안전을 위해서 작동중에는 밀폐되어 있어야 하며, 이는 전술한 에어락(102)에 의해서 밀폐된다.1 and 2, the
본 발명에서는 오일 및 카본블랙의 회수를 위해 다양한 부수적인 장치가 제공된다. 예를 들어, 하우징(100) 내에서 발생된 유해가스 및 오일화 후 잔류하고 있는 일부가스를 처리하여 대기중으로 방출하거나 고온의 가스(예를 들면, 공기 내지 질소)를 재활용하기 위하여 전술한 조, 바람직하게는 가열조(120)에 재공급하는 폐가스처리기(400)를 포함하고 있고, 이를 위하여 가열조(120) 내부에는 열교환기(170)가 설치되어 있다.Various additional devices are provided in the present invention for the recovery of oil and carbon black. For example, in order to process the harmful gas generated in the
또한, 전술한 피딩기(160)는 하우징(100)의 후방으로 연장되어 있고, 분해된 폐타이어의 폐기물을 이송시키면서 배출욕조(500)를 통과하고 있다.In addition, the above-described
한편, 도시된 바와 같이 투입조(110)와 가열조(120) 사이에는 아이들조(115)가 형성되어 있다. 여기에서는 투입된 폐타이어에 질소를 공급하는 역할을 수행하는 것으로서, 가열조(120)에서 수행되는 폐타이어 분해작업시 오일을 포함하고 있는 증기를 응축탱크(200)로 신속히 배출시키도록 하고, 질소를 투입시키기 위한 작업 중에는 전술한 에어락(102)이 작동되어 아이들조(115) 내부를 밀폐하고 있다.On the other hand, the
가열조(120)는 폐타이어에 마이크로파를 발진시켜 폐타이어에 포함되어 있는 오일을 추출하는 역할을 수행하는 곳으로서, 바람직하게는 원형상태의 폐타이어를 35 kg/hr 이상으로 연속하여 열분해 시킬 수 있는 성능을 가지고 있다. 도 2에 상세하게 도시되어 있듯이, 가열조(120)의 내부에는 투입된 폐타이어를 균일하게 가열시켜 분해하는 디스트리뷰터(122)가 장착되어 있다. 이 디스트리뷰터(122)는 발진된 마이크로파를 균일하게 분산시켜 폐타이어의 균일한 열분해를 유도하는 것으로, 열분해 온도를 최적화시키는 역할을 수행한다.The
디스트리뷰터(122)는 이를 통해 발진하게 될 마이크로파의 입사를 유도하여 안내하는 도파관(124)에 연결되어 있고, 안내되는 마이크로파의 누설을 방지하도록 밀폐된 덕트의 구조로 형성됨이 바람직하다. 이러한 도파관(124)은 출력구(124a)가 디스트리뷰터(122)에 연결되어 있고, 가열조(120)의 외부로 연장되어 입력구(124b) 를 형성하고 있다.
도파관(124)의 입력구(124b)에는 마이크로파를 발생시키는 마그네트론(126)이 장착되어 있다. 여기에서 마그네트론(126)이 방사하는 마이크로파는 초당 수십억회 까지 극성이 변화하여 피가열체는 이 극성 변화에 따라 진동하게 된다. 이로 인해 발생하는 마찰열에 의하여 피가열체의 내부에서 발열이 일어나게 된다. 이렇게 마그네트론(126)에 의해서 가열되는, 본 발명의 가열조(120) 내부에 수용된 폐타이어의 열분해 온도는 380℃ - 450℃ 사이로 유지시키고, 가열조(120) 내의 온도는 150℃ - 350℃ 사이로 유지시키며, 이때 폐타이어는 경량 내지 중량의 오일 및 가스로 분해된다.The
한편, 마그네트론(126)에서 발진된 마이크로파는 도파관(124)으로 입사되면 최소한의 손실로 피가열체, 즉 폐타이어를 가열하여야 하므로 마그네트론(126), 도파관(124) 사이에 절연체(미도시)를 설치하고, 누설전파를 감지하기 위한 추적기(미도시)를 장착한다. 이때, 추적기는 후술하게 될 본 발명에 따른 발진기(128)에 누설전파 또는 전파상태를 파악한 한 후 송신하여 출력을 자유롭게 가변시킬 수 있도록 한다.On the other hand, since the microwaves oscillated from the
전술한 발진기(128)는 본 출원인에 의하여 출원되고, 클레임된 특허출원번호 2000- 0004858호 "초고주파 가열장치"가 적용될 수 있다. 즉, 미도시된 추적기에 의하여 파악된 가열조(120) 내부 상태는 발진기(128)로 송신되어 마그네트론(126)의 출력을 자유롭게 조절하여 본 발명에서 설정한 가열온도를 최상의 상태로 유지시킨다.The
발진기(128)는 최상의 에너지 효율을 가지고 있어야 하며, 특히 49% - 64%의 효율로 셋팅되어 있어야 하고, 바람직하게는 50% - 55%의 효율을 가지고 있도록 셋팅되어 있어야 한다. 즉, 위와 같은 조건을 만족시키기 위하여 폐타이어로 흡수된 전력효율은 다음과 같다.The
따라서, 총 투입된 전기에너지를 100%로 할 때, 마이크로파로 발진되는 효율은 70% - 80%이고, 마이크로파는 손실 없이 폐타이어에 70% - 80%의 효율을 가지면서 가열하게 된다.Therefore, when the total amount of electrical energy input is 100%, the efficiency of oscillation with microwaves is 70%-80%, the microwaves are heated with efficiency of 70%-80% to the waste tire without loss.
또한, 본 발명에서 특이할 점은 전술한 가열조(120)에 마이크로파를 별도로 출력하는 디스트리뷰터(122)가 2개 이상으로 연속배치되어 있다. 이는 대용량의 폐타이어를 처리하기 위한 것으로, 본 발명에서 목적으로 하는 35 kg/hr 이상의 처리 능력을 수행할 수 있도록 하기 위함이다.In addition, it is unique in the present invention is that the
다시, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 회수조(130)는 가열조(120)에서 분해된 폐타이어의 카본블랙을 분리하여 재활용하기 위한 공정으로, 전술한 투입조(110), 아이들조(115), 가열조(120) 후술하게 될 취출조(140)와 서로 연결되어 있으나, 작동시 서로 밀폐될 수 있는 구조로 이루어져 있다.1 and 3, the
본 발명에서 회수조(130) 에서는 통상 600℃ 까지 가열하는 특성을 가지고 있다. 이는 분해되는 카본블랙의 순도를 높이기 위한 것으로, 이를 통해 통상적으 로 취출될 수 있는 카본블랙의 순도인 85%를 최대 91%까지 높일 수 있다.In the present invention, the
이를 위하여, 회수조(130)에도 전술한 가열조(120)에 장착된 디스트리뷰터(122)가 적어도 하나 이상으로 장착되어 있다. 전술한 바와 같이 회수조(130)에 장착되는 디스트리뷰터(122)는 600℃까지 분해된 폐타이어를 가열하게 되므로 별도의 도파관(124)과, 마그네트론(126), 발진기(128)를 가지고 있어야 함은 당연하다.To this end, at least one
회수조(130)에는 흡입관(132)이 분해된 폐타이어의 카본블랙을 흡입할 수 있도록 폐타이어의 상하측에 설치되어 있고, 회수조(130)의 외부로 연통되어 있다. 흡입관(132)은 피딩기(160)에 의해서 피딩되는 폐타이어의 특성상 피딩기(160)의 하부 내지 동력부가 장착된 흡입수단과 연결된 상부에 위치하고 있다.The
흡입관(132)을 통해 취출된 카본블랙은 도 3에 상세하게 도시된 바와 같이, 카본블랙분리장치(300)에 의해서 가공, 분리되고, 바람직하게 카본블랙분리장치(300)를 통과한 카본블랙은 50nm의 상태로 선별되어 회수된다.As shown in detail in FIG. 3, the carbon black taken out through the
이러한 흡입관(132)을 통해 유입된 고온의 카본블랙과 여기에 혼합되어 있는 철심을 이송시켜 온도를 저하시키는 콘베이어(310)로 투입된다. 콘베이어(310)의 이송에 의해 온도가 저하된 카본블랙과 철심은 호퍼(320)으로 투입되어 일시 저장되고, 호퍼(320)를 통해 배출되는 카본블랙과 철심은 피더(330)를 통해 균일한 속도와 양으로 재배출된다.The hot carbon black introduced through the
피더(330)를 통과한 카본블랙과 철심은 다양한 크기로 이루어져 있으므로 균일한 크기, 바람직하게는 50nm의 크기가 되도록 분쇄시키는 롤러밀러(340)를 통과한다. 롤러밀러(340)는 바람직하게 롤러타입의 밀(Mill)이 적용되고, 카본블랙과 철심은 여기를 통과하면서 균일한 크기로 분쇄된다.Since the carbon black and the iron core having passed through the
일정한 크기로 분쇄된 카본블랙과 철심은 서로 혼합되어 있으므로 철심은 따로 분리하여야 한다. 이를 위해 배출, 투입된 카본블랙과 철심은 자석성분의 콘베어로 이루어진 마그네틱롤러(350)를 통과한다. 이러한 마그네틱롤러(350)는 혼합되어 있는 철심을 콘베어에 부착시켜 이를 분리하는 역할을 수행하고, 동시에 잔류하고 있는 카본블랙을 외부로 이송시켜 저장한다. 이때, 카본블랙이 분리되는 비율은 원형의 폐타이어와 비교할 때, 25%의 비율로 취출된다.Carbon black crushed to a certain size and the iron core are mixed with each other, so the iron core should be separated separately. To this end, the discharged, injected carbon black and the iron core passes through the
이렇게 취합된 카본블랙은 일반고무 및 수지 충진제, 벨트 내지 소모성 고무류, 전지용재료 등 다양한 분야에 적용될 수 있고, 열병합발전소의 열원 또는 도로포장재에 혼입되어 적용될 수 있다.The carbon black thus collected may be applied to various fields such as general rubber and resin fillers, belts or consumable rubbers, and battery materials, and may be mixed and applied to heat sources or road paving materials of cogeneration plants.
다시, 도 1에 도시된 바와 같이 가열조(120)를 통과하면서 마이크로파에 의해서 열분해된 폐타이어는 고체상태의 카본블랙과 철심, 그리고 증기화된 탄화수소로 분해되어 가열조(120)에 존재하게 된다. 분해된 탄화수소 및 질소성분의 가스는 응축탱크(200)로 취출되고, 응축작용을 통해 위 가스들은 액화되어 오일로 변환된다. 변환된 오일에는 이물질이 혼입되어 있고, 이물질은 취출된 오일의 무게에 영향을 주어 경량 내지 이보다 무거운 중량의 오일로 이루어져 있다. 본 발명에서는 이를 위해 응축탱크(200)를 2개 이상으로 설치하여 분리된 경, 중의 오일을 분리하여 별도의 공정을 수행하여 고품질의 오일을 얻을 수 있다.Again, as shown in FIG. 1, waste tires thermally decomposed by microwaves while passing through the
이때, 오일로 응축되고 남은 전술한 가스는 스크라버(220)를 통과하여 탈황처리시켜 액화시킨 후 오일로 재저장시킨다. At this time, the above-described gas remaining after condensation into oil passes through the
위와 같이, 응축탱크(200)를 통해 응축되어 분리된 오일은 다양한 방법에 의해서 불순물을 제거하여 오일 또는 필요에 따라 탈황처리된 가스의 상태로 저장된다.As described above, the oil separated by condensation through the
다음에는 이러한 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수방법 및 이에 따른 효과를 도 4 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.Next, the oil recovery method of the waste tire using the output variable microwave and the effects thereof will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 5.
도 4는 본 발명에 따른 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수방법을 이루는 순서도이고, 도 5는 본 발명에 따른 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수방법을 개략적으로 보인 시스템공정도이다.Figure 4 is a flow chart of the oil recovery method of the waste tire using the variable output microwave according to the present invention, Figure 5 is a system process diagram schematically showing the oil recovery method of the waste tire using the output variable microwave according to the present invention.
도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 마이크로파의 출력에 의해 분해된 폐타이어에서 오일 및 카본블랙을 회수하는 방법으로서, 상기 폐타이어를 원형의 상태로 투입하는 투입단계(S100)와, 상기 투입단계(S100)에서 투입된 원형의 폐타이어를 이동시켜 밀폐시킨 후 마이크로파를 발진시켜 가열분해한 후 탄화수소를 분리하는 가열분해단계(S200)와, 상기 가열분해단계(S200)에 의해서 분리된 탄화수소를 수집하여 응축시켜 오일화 한 후 이를 후처리작업을 수행한 다음 저장하는 오일회수단계(S300)와, 상기 가열분해단계(S200)를 거친 폐타이어를 이동시켜 마이크로파의 재가열에 의해서 폐타이어를 구성하는 카본블랙과 철심을 분리하는 카본블랙분리단계(S400)와, 상기 카본블랙분리단계(S400)를 통해 분리된 카본블랙과 이에 혼재된 철심의 일부를 균일한 크기로 분쇄한 다음 카본블랙만 수거하여 저장하는 카본블랙회수단계(S500)를 포함하고 있다.As shown in Figures 4 to 5, the present invention is a method for recovering oil and carbon black from the waste tire decomposed by the output of the microwave, the input step (S100) and the input of the waste tire in a circular state; After the closing of the waste tires put in the input step (S100) to seal and then pyrolysis by oscillating the microwaves, the pyrolysis step (S200) for separating the hydrocarbon and the thermal decomposition step (S200) separated After collecting and condensing hydrocarbons and oiling the hydrocarbons, the oil is recovered after performing the post-treatment, and the waste tires are moved by reheating the microwaves by moving the waste tires through the pyrolysis step (S200). Carbon black separation step of separating the carbon black and the iron core constituting (S400), the carbon black separated through the carbon black separation step (S400) and a portion of the iron core mixed therewith After pulverizing to the same size and includes only the carbon black recovery step of collecting the carbon black (S500).
도시된 바와 같이, 원형상태의 폐타이어를 투입하여 연속적으로 작동하는 가열조(120)를 통과시킨다.As shown in the drawing, waste tires in a circular state are introduced to pass the
가열조(120)는 전술한 구성에서 설명한 바와 같이, 마이크로파에 의한 가열로 폐타이어를 분해시키고, 이때, 분해된 탄화수소 및 기타 가스는 응축탱크(200)를 통과하면서 응축, 액화된다.As described in the above-described configuration, the
특히, 마그네트론(126)에서 발생된 마이크로파는 정해진 경로를 따라 가열조(120) 내부에 도달하면, 다양한 모양의 디스트리뷰터(122)가 이 마이크로파를 각기 다른 방향으로 분산시켜 폐타이어를 가열시킨다. 따라서, 가열조(120)는 마이크로파를 흡수하지 않는 재질로 만들어져 있고, 600℃의 고온과 분해작업시 적용될 최고압력에 견딜 수 있어야 한다. In particular, when the microwave generated from the
전술한 바와 같이, 응축탱크(200)는 2개 이상으로 설치되어 다양한 무게를 갖는 오일을 분리할 수 있다. 이렇게 분리된 오일은 재처리, 즉 상기 오일회수단계(S300)에서의 후처리작업은 수집된 오일을 슬러지처리 내지 유수분리, 수소화탈황, 탈황제첨가처리를 동시에 수행하여 오일 내지 잔류 탄화수소를 저장한다.As described above, two or
이렇게 저장된 오일 내지 탄화수소는 발전기 및 보일러, 스팀발생기의 열원으로 사용되고, 여기에서 사용되고 취출되는 폐가스는 열교환기(170)를 통해 다시 가열로(120)로 재공급되어 가열로(120)의 내부온도를 조정하는데 사용된다.The stored oil or hydrocarbon is used as a heat source of a generator, a boiler, and a steam generator, and the waste gas used and withdrawn is supplied back to the
한편, 카본블랙분리단계(S400)를 통해 분리된 카본블랙과 이에 혼재된 철심의 일부를 균일한 크기로 분쇄한 다음 카본블랙만 수거하여 저장하는 카본블랙회수단계(S500)를 포함하고 있고, 이는 전술한 구성의 설명과 동일하다.On the other hand, the carbon black separated through the carbon black separation step (S400) and a portion of the iron core mixed therein is pulverized to a uniform size and then includes a carbon black recovery step (S500) for collecting and storing only the carbon black, which is The same as the description of the above-described configuration.
즉, 전기 설명으로부터 명확해지듯이, 이 발명은 유전체 가열인 마이크로파를 적용하여 얻어진 오일로 각종 설비의 열원으로 사용되는 엘앤지 또는 석유와 같은 고부가가치의 1차에너지로 대체 가능하다.In other words, as will be clear from the above description, the present invention can be replaced by high value-added primary energy such as L & G or petroleum, which is oil obtained by applying microwave, which is dielectric heating, used as a heat source of various facilities.
본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.This invention can be implemented in other various forms, without deviating from the mind or main characteristic. For this reason, the above-described embodiments are merely examples in all respects and should not be interpreted limitedly. The scope of the present invention is shown by the scope of the claims, and is not limited by the specification text. Again, all variations and modifications belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치를 개략적으로 보인 시스템개략도.1 is a system schematic diagram showing an oil recovery apparatus of a waste tire using an output variable microwave according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치에 적용되는 마그네트론의 구성도.Figure 2 is a block diagram of a magnetron applied to the oil recovery device of the waste tire using the variable output microwave according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치에 적용되는 카본블랙분리장치의 개략적인 구성도.3 is a schematic configuration diagram of a carbon black separation device applied to an oil recovery device of a waste tire using an output variable microwave according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수방법을 이루는 순서도. Figure 4 is a flow chart of the oil recovery method of the waste tire using the variable output microwave according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수방법을 개략적으로 보인 시스템공정도.5 is a system process diagram schematically showing the oil recovery method of the waste tire using the output variable microwave according to the present invention.
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