KR100923281B1 - 재생 원료 이물질 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스틱, PE, PP 등과 같은 재생 원료에 포함되어 있는 이물질을 제거하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 고압과 저압의 송풍 방식과 사이클론 원리를 이용한 분리 방식의 3단계 탈리 방식으로 폐 플라스틱에 붙어 있는 이물질을 제거할 수 있는 새로운 형태의 이물질 제거 방식을 구현함으로써, 이물질 제거 효율을 높일 수 있고, 처리 비용을 절감할 수 있는 등 설비의 운용을 효율적이고 경제적으로 할 수 있는 재생원료 이물질 제거장치를 제공한다.

폐 플라스틱, 재생, 이물질, 탈리, 송풍 방식, 사이클론 원리

Description

재생 원료 이물질 제거장치{Foreign element removal equipment for reclaimed materials}

본 발명은 재생 원료 이물질 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라스틱, PE, PP 등과 같은 재생 원료에 포함되어 있는 이물질을 제거하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지재를 주원료로 사용한 각종 석유화학제품이 산업 전 분야에 광범위하게 대량으로 사용되고 있으며, 이에 따른 폐 플라스틱 제품이 대량으로 배출되고 있는 실정이다.

이러한 플라스틱 폐기물은 분해되거나 썩지 않는 성질로 인해 매립시에는 토양을 황폐화시켜 자연환경을 파괴하고, 소각시에는 각종 중금속의 배출과 유독가스의 발생으로 자연환경의 파괴 뿐만 아니라 인체에도 악영향을 미치는 등의 문제점이 있다.

상기와 같은 문제로 인하여 폐 플라스틱을 재활용하기 위한 수단으로 물리적 인 공정에 의한 재활용과 화학적인 방법에 의한 재활용 및 에너지 자원으로 재활용하는 방법이 제시되고 있다.

보통 플라스틱 사출품을 생산할 때 불량이 발생되거나, 이미 제품으로 사용되다가 수명이 끝난 플라스틱 사출품을 폐기할 때, 이를 수거하여 다시 플라스틱 원료로 사용하기 위하여 재생하게 된다.

이러한 폐 플라스틱을 재생하는 여러 방법 중에서 한가지를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 폐 플라스틱에서 이물질을 제거하기 위하여 물로 깨끗이 플라스틱을 세척하여 건조한 다음, 세척 건조된 폐플라스틱을 입자 형태로 잘게 분쇄한다.

이어서, 잘게 분쇄된 폐플라스틱을 용융로에 투입하여 히터에 의해 용융시키고, 이렇게 용융된 플라스틱을 이송 방향을 따라 길게 압출한다.

그리고, 이렇게 이송 방향을 따라 길게 압출되는 플라스틱을 커터에 의해 다시 잘게 절단하여 입자 형태로 만들고, 이렇게 재생된 플라스틱 입자를 포대에 담아 출시하게 된다.

이와 같이, 폐 플라스틱은 장시간이 지나도 잘 썩지 않기 때문에 이를 재사용하면 자원 재활용과 함께 환경오염을 줄일 수 있어 일석이조의 효과가 있다.

따라서, 버려진 폐플라스틱은 거의 대부분 수거되어 재활용되고 있다.

재활용을 위해 수거된 플라스틱은 잘게 파쇄된 다음 깨끗이 세척된 후 재생처리과정을 거치게 되는데, 이를 위한 세척 공정은 파쇄된 플라스틱을 세척수가 채워진 교반기에 담아 그 교반기를 구동시켜 플라스틱을 장시간 휘저어 세척하는 방 법이다.

그러나, 이와 같은 기존의 세척방법은 교반기가 플라스틱을 단순히 정,역방향으로만 회전시키기 때문에 플라스틱을 깨끗이 세척할 수 없었고, 세척에 의해 발생된 슬러지가 용기에 그대로 누적되어 세척수를 자주 교환해야 하며, 세척수의 잦은 교환에 따른 공수 증가 및 그에 따른 처리비용 증가가 발생하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 고압과 저압의 송풍 방식과 사이클론 원리를 이용한 분리 방식의 3단계 탈리 방식으로 폐 플라스틱에 붙어 있는 이물질을 제거할 수 있는 새로운 형태의 이물질 제거 방식을 구현함으로써, 이물질 제거 효율을 높일 수 있고, 처리 비용을 절감할 수 있는 등 설비의 운용을 효율적이고 경제적으로 할 수 있는 재생원료 이물질 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 재생원료 이물질 제거장치는 재생원료의 공급을 위한 저장 탱크, 상기 저장 탱크와는 제1배관에 의해 연결되고 고압 송풍기를 이용하여 재생원료에 포함되어 있는 이물질을 1차 탈리하는 탈리 탱크, 상기 탈리 탱크와는 제2배관에 의해 연결되면서 이물질 배출구 및 재생원료 배출구를 구비하고 있으며 재생원료에 포함되어 있는 이물질을 사이클론 원리를 이용하여 2차 탈리하는 동시에 저압 송풍기를 이용하여 3차 탈리하는 사이클론 탱크, 재생물질의 이송을 위한 이송용 송풍기 등을 포함하는 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이송용 송풍기는 재생원료 공급측에 연결되어 재생물질을 강제로 압송시켜 밀어내는 방식이나, 또는 이물질 배출측에 연결되어 재생물질을 강제 로 흡입하는 빨아내는 방식으로 이루어진 것을 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 재생원료 이물질 제거장치는 고압 송풍기에 의한 1차 탈리, 사이클론 원리에 의한 2차 탈리, 저압 송풍기에 의한 3차 탈리 과정을 거치면서 폐 플라스틱, PE, PP 등과 같은 재생 원료에 포함되어 있는 이물질을 효과적으로 제거함으로써, 재생원료에 붙어 있는 이물질을 보다 효율적으로 제거할 수 있고, 전체적인 처리 비용을 절감할 수 있는 등 처리 설비를 효율적이고 경제적으로 운용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 재생원료로부터 탈리된 분진 등의 이물질을 필터링 공정을 거쳐 외부로 배출시킬 수 있으므로, 작업장 내의 환경을 쾌적하고 깨끗하게 조성할 수 있는 등 외부 환경 오염의 원인을 근본적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2는 본 발명의 여러 실시예에 따른 재생원료 이물질 제거장치를 나타내는 개략도이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 재생원료 이물질 제거장치는 고압의 에어, 사이클론 원리 및 저압의 에어를 이용하여 재생원료에 붙어 있는 분진 등의 이물질을 3단계로 탈리시켜 제거하는 방식으로 이루어져 있다.

이를 위하여, 적당한 크기로 분쇄된 폐 플라스틱, PE, PP 등과 같은 재생 원료를 저장하고, 또 저장되어 있는 원료를 공급하는 일정 용적의 저장 탱크(10)가 구비된다.

상기 저장 탱크(10)의 하부에는 수동 또는 자동 개폐식의 밸브장치(21a)가 설치되어 있으며, 이때의 밸브장치(21a)의 개폐 작동에 따라 탱크에 저장되어 있던 재생원료가 빠져나가면서 공급될 수 있고, 또 공급을 차단할 수도 있도록 되어 있다.

그리고, 고압의 에어를 이용하여 재생원료에 붙어 있는 이물질, 특히 정전기 등에 의해 달라붙어 있는 이물질을 제거하는 탈리 탱크(13)가 구비된다.여기서, 분사되는 공기는 정전기 분리를 극대화 하기 위해서 공기와 이온을 동시에 분사하는 이온 에어로 분사하는 것이 바람직하다.

상기 탈리 탱크(13)는 강한 공기압을 이용하여 쉽게 떨어지지 않는 이물질을 1차 제거함으로써, 결과적으로 2차 탈리 작용에 도움을 줄 수 있다.

이러한 탈리 탱크(13)는 제1배관(11)에 의해 저장 탱크(10)와 연결되며, 상부에는 고압 송풍기(12)가 마련되어 있어서 고압의 에어를 상방에서 하방으로 직접 분사할 수 있고, 이에 따라 정전기 등에 의해 재생원료에 붙어 있는 이물질을 효과적으로 탈리시킬 수 있다.

여기서, 상기 고압 송풍기는 800∼1200 mmAq의 범위를 갖는 용량을 적용하는 것이 바람직하다.

또한, 사이클론 원리를 이용한 분리와 저압의 에어를 이용하여 미세한 이물 질을 제거하는 사이클론 탱크(18)가 구비된다.

상기 사이클론 탱크(18)는 원심력에 의해 재생원료와 먼지 등의 이물질 간의 비중차를 이용하는 사이클론 원리로 재생원료와 이물질을 2차 탈리하는 일과, 또 저압의 에어를 이용하여 낙하되는 재생원료에 붙어 있는 미세한 이물질을 탈리하는 일을 수행한다.

이러한 사이클론 탱크(18)에는 탈리 탱크(13)로부터 연장되는 제2배관(14)이 연결되어 있으며, 이에 따라 1차 탈리를 마친 재생원료가 사이클론 탱크(18)의 내부로 유입될 수 있다.

이때, 상기 제2배관(14)은 사이클론 탱크(18)의 하단부 측면쪽에 탱크 접선방향으로 연결 설치되므로서, 탱크 내의 사이클론 흐름을 조성할 수 있고, 따라서 탱크 내부로 유입된 재생원료와 이물질은 사이클론 흐름을 보이면서 유동될 수 있으며, 결국 이러한 사이클론 흐름에 의한 원심력이 작용하면서 비중차에 의해 무게가 무거운 재생원료는 아래로 하강하고, 상대적으로 가벼운 먼지 등의 이물질은 위로 상승하면서 분리될 수 있다.

그리고, 상기 사이클론 탱크(18)에는 저압의 에어를 이용하여 재생원료에 붙어 있는 미세한 이물질을 제거하기 위한 저압 송풍기(17)가 마련되는데, 이때의 저압 송풍기(17)는 사이클론 탱크(18)의 하부 측면쪽으로 연결 설치되어서, 밑으로 낙하되는 재생물질에 에어를 분사하게 되고, 결국 최종적인 3차 탈리작용을 통해 재생원료에 붙어 있는 미세한 이물질을 제거할 수 있게 된다.

여기서, 상기 저압 송풍기는 50∼80 mmAq의 범위를 갖는 용량을 적용하는 것 이 바람직하다.

또한, 상기 사이클론 탱크(18)의 상부와 하부에는 각각 이물질과 재생원료를 배출하기 위한 이물질 배출구(15)와 재생원료 배출구(16)가 마련되어 있으며, 상기 재생원료 배출구(16)에는 수동 또는 자동으로 개폐가능한 밸브장치(21b)가 설치되어 있다.

한편, 함께 뒤섞여 있는 재생원료와 이물질을 강제로 이송시키기 위한 수단으로 이송용 송풍기(19)가 마련된다.

상기 이송용 송풍기(19)는 장치 전단에서 에어로 불어내는 압송식, 또는 장치 후단에서 에어로 흡입하는 흡입식을 적용할 수 있으며, 압송식 이송용 송풍기(19)의 경우에는 저장 탱크(10)와 탈리 탱크(13) 사이를 연결하는 제1배관(11)에 연결 설치될 수 있고(도 1), 흡입식 이송용 송풍기(19)의 경우에는 상기 이물질 배출구(15)나, 또는 후술하는 집진장치(20)의 배출 부위쪽에 설치될 수 있다(도 2).

한편, 본 발명에서는 재생원료로부터 탈리된 먼지 등의 이물질을 보다 효과적으로 처리하기 위한 수단, 즉 집진장치(20)를 제공한다.

상기 집진장치(20)는 필터와 집진통 등을 구비한 형태로 이루어져 있으며, 상기 사이클론 탱크(18)의 이물질 배출구(15)로부터 연장 설치되고, 이때의 배출되는 분진이나 먼지 등의 이물질을 흡착 제거하는 역할을 수행한다.

여기서, 상기 집진장치(20)는 필터의 기능 확보와 수명 연장을 위하여 필터에 달라 붙어 있는 분진 등을 탈리할 수 있는 에어펄스 방식의 탈리수단을 구비하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 재생원료로부터 탈리된 분진 등의 이물질을 여과한 깨끗한 공기를 외부로 배출시킬 수 있으므로, 작업장 내의 환경을 쾌적하고 깨끗하게 조성할 수 있으며, 결국 외부 환경 오염의 원인을 근본적으로 제거할 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성되는 재생원료 이물질 제거장치의 전체적인 작업 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 재활용을 위하여 적당한 크기로 분쇄된 재생원료를 저장 탱크(10)에 투입하고, 이송용 송풍기(19)를 가동한 후에 저장 탱크(10)의 밸브장치(21a)를 오픈하면, 재생원료와 이물질이 뒤섞인 채로 제1배관(11)을 통해 강제 이송되어 탈리 탱크(13)로 보내진다.

계속해서, 탈리 탱크(13)로 유입된 재생원료와 이물질은 고압 송풍기(12)가 분사하는 강한 공기압에 접하게 되고, 이에 따라 재생원료에 붙어 있는 이물질이 1차로 탈리된다.

계속해서, 고압의 에어에 의해 1차 탈리 과정을 거친 재생원료와 이물질은 제2배관(14)을 통해 강제 이송되어 사이클론 탱크(13)로 보내진다.

계속해서, 사이클론 탱크(13)로 유입된 재생원료와 이물질은 사이클론 흐름을 따라 유동되는데, 이때의 재생원료와 이물질 간의 비중차에 의해 재생원료는 아래쪽으로, 먼지 등의 이물질은 위로 유동되어 분리되면서 2차 탈리가 이루어지게 된다.

계속해서, 사이클론 원리에 의해 2차 탈리 과정을 마친 재생원료는 아래로 낙하하면서 하부의 저압 송풍기(17)에서 분사되는 저압의 에어와 접하게 되고, 이 와 함께 재생원료에 붙어 있는 미세한 이물질이 최종 분리되면서 3차 탈리가 이루어지게 된다.

이렇게 3차 탈리 과정을 모두 마친 재생원료는 밸브장치(21b)의 개폐 작동을 통해 재생원료 배출구(16)로부터 회수될 수 있다.

한편, 재생원료와 분리되어 사이클론 탱크(18)의 상부로 상승된 먼지 등의 이물질은 이물질 배출구(15)롤 통해 탱크를 빠져나가게 되고, 계속해서 집진장치(20)을 거쳐 여과되어 깨끗히 정화된 상태로 외부로 배출된다.

이와 같이, 강제 송풍 방식으로 재생원료와 이물질을 이송시키면서 3차례에 걸쳐 단계적으로 재생원료에 붙어 있는 이물질을 제거함으로써, 이물질 제거 효율을 크게 높일 수 있고, 기존 물로 세척하는 방식에 비해 처리 비용을 절감할 수 있는 등 매우 경제적으로 장치를 운용할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재생원료 이물질 제거장치를 나타내는 개략도

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재생원료 이물질 제거장치를 나타내는 개략도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 저장 탱크 11 : 제1배관

12 : 고압 송풍기 13 : 탈리 탱크

14 : 제2배관 15 : 이물질 배출구

16 : 재생원료 배출구 17 : 저압 송풍기

18 : 사이클론 탱크 19 : 이송용 송풍기

20 : 집진장치

Claims (7)

1. 재생원료의 공급을 위한 저장 탱크(10);

   상기 저장 탱크(10)와는 제1배관(11)에 의해 연결되고 고압 송풍기(12)를 이용하여 재생원료에 포함되어 있는 이물질을 1차 탈리하는 탈리 탱크(13);

   상기 탈리 탱크(13)와는 제2배관(14)에 의해 연결되면서 이물질 배출구(15) 및 재생원료 배출구(16)를 구비하고 있으며 재생원료에 포함되어 있는 이물질을 사이클론 원리를 이용하여 2차 탈리하는 사이클론 탱크(18);

   상기 사이클론 탱크(18)의 하부에 설치되어 사이클론 탱크(18)에서 낙하되는 재생물질에 에어를 분사함으로써 재생물질에 붙어 있는 미세한 이물질을 3차 탈리하는 저압 송풍기(17); 및

   재생물질의 이송을 위한 이송용 송풍기(19);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생원료 이물질 제거장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 이송용 송풍기(19)는 재생원료 공급측에 연결되는 압송식, 또는 이물질 배출측에 연결되는 흡입식으로 이루어진 것을 특징으로 하는 재생원료 이물질 제거장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 고압 송풍기(12)는 탈리 탱크(13)의 상방에서 하방으로 고압의 에어를 분사하는 방식으로 이루어져 정전기에 의해 재생원료에 붙어 있는 이물질을 효율적으로 탈리시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 재생원료 이물질 제거장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 고압의 에어는 공기와 이온이 동시에 분사되는 이온 에어인 것을 특징으로 하는 재생원료 이물질 제거장치.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서, 상기 사이클론 탱크(18)에 연결되는 제2배관(14)은 탱크의 접선방향으로 연결 설치되어 탱크 내의 사이클론 흐름을 조성할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 재생원료 이물질 제거장치.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 사이클론 탱크(18)의 이물질 배출구(15)로부터 연장 설치되어 분진이나 먼지 등의 이물질을 흡착 제거하는 집진장치(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재생원료 이물질 제거장치.

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