KR101120575B1

KR101120575B1 - 열분해 카본블랙 배출장치

Info

Publication number: KR101120575B1
Application number: KR1020110015724A
Authority: KR
Inventors: 박충열; 박현주
Original assignee: 주식회사 동성에코어
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2012-03-09
Also published as: KR20110025685A

Abstract

본 발명은 열분해 카본블랙 배출장치에 대한 것으로서, 특히 이중 플랩 댐퍼와 단일 플랩 댐퍼를 사용하거나 열분해 카본블랙을 슬러리 형태로 이송하여 기밀성 유지가 용이한 열분해 카본블랙 배출장치에 관한 것이다. 본 발명은 슬러리형 열분해 카본블랙 배출 공정 방법을 사용함으로써 열분해 카본블랙 배출장치의 기밀 유지와 열분해 카본블랙의 이동 및 보관이 용이한 열분해 카본블랙 배출장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 서로 상이하게 동작하는 이중 플랩 댐퍼와 단일 플랩 댐퍼를 사용하여 열분해 카본 블랙이 정체될 때 발생할 수 있는 문제점에 대응하여 공간 확보 및 비상 폐쇄 구조가 가능한 열분해 카본블랙 배출장치를 제공할 수 있다.

Description

열분해 카본블랙 배출장치{DISCHARGING APPARATUS FOR PYROLYTIC CARBON BLACK}

본 발명은 열분해 카본블랙 배출장치에 대한 것으로서, 특히 이중 플랩 댐퍼와 단일 플랩 댐퍼를 사용하거나 열분해 카본블랙을 슬러리 형태로 이송하여 기밀성 유지가 용이한 열분해 카본블랙 배출장치에 관한 것이다.

현대에는 자동차 산업이 급격히 발전하면서 차량의 보급상태가 증가되었으며, 이에 따라 타이어의 생산량도 많아지게 되었다. 또한, 이와 같이 타이어의 생산량이 많아짐에 따라 사용한 폐타이어의 처리가 사회문제로 대두되고 있다.

폐타이어는 탄화수소 동족체에 속하는 이소프렌과 부타디엔을 함유하고 있는 다량의 에너지를 지닌 고분자 화합물질로서, 공기 중이나 지층에서 분해되는 상태가 너무 지연되므로 주로 소각에 의해 처리하는 방법을 이용하고 있다. 즉, 폐타이어를 소각처리하여 이때 발생되는 폐열을 화력발전이나 보일러 등에 이용하고 있는 실정이다. 그러나, 이와 같은 소각처리 방법은 폐타이어의 연소 시 발생하는 각종 유해가스, 분진 등에 의해 대기를 오염시킬 뿐만 아니라 소각장소에 제한을 받게 되어 활용에 한계가 있었다.

따라서, 근래에는 공해 발생이 없는 폐타이어를 오일과 열분해 카본블랙 및 철심 등으로 열분해하는 방법이 사용되고 있다. 이때, 열분해 후 잔류물로 바로 배출되는 열분해 카본블랙은 미세한 분진입자이며, 높은 온도의 열에너지를 가지고 있기 때문에 산소와 만나면 폭발적인 반응이 일어날 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해 미세한 분진입자 형태의 열분해 카본블랙을 제품으로 가공할 때 기밀성 유지가 중요하다. 하지만, 미세한 분진입자 형태의 열분해 카본블랙은 그 형태로 인해 가공 시 기밀성을 유지하기가 어려운 문제점이 있다. 더욱이, 미세한 분진입자 형태의 열분해 카본블랙은 가공 시 이동 및 보관이 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 기밀성을 유지할 수 있는 열분해 카본블랙 배출장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 기밀성 유지와 함께 열분해 카본블랙의 제품화를 위한 이동 및 보관이 쉬운 열분해 카본블랙 배출장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 폐타이어를 파쇄하여 열분해하는 타이어 열분해 장치의 열분해 카본블랙을 포함하는 잔류물을 처리하는 슬러리형 열분해 카본블랙 배출장치에 관한 것으로, 상기 잔류물을 냉각하여 이송하는 냉각 컨베이어와, 상기 냉각 컨베이어에서 이송된 잔류물을 슬러리형태로 형성하여 밀도에 의해 상기 열분해 카본블랙을 슬러리 형태의 열분해 카본블랙과 철심으로 분리시키는 제1호퍼와, 상기 슬러리 형태의 열분해 카본블랙을 건조시키는 건조기와, 상기 건조기에서 건조된 열분해 카본블랙을 제품으로 패킹하는 패킹 시스템을 포함한다.

이때, 상기 냉각 컨베이어에서 이송된 잔류물을 단속하여 상기 제1호퍼에 공급하는 플랩 댐퍼 유닛을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 플랩 댐퍼 유닛은, 상기 냉각 컨베이어에서 이송된 잔류물을 1차 단속하는 이중 플랩 댐퍼와, 상기 이중 플랩 댐퍼에서 이송된 열분해 카본블랙을 이송하는 제2호퍼와, 상기 제2호퍼에서 공급된 잔류물을 2차 단속하는 단일 플랩 댐퍼와, 상기 제2호퍼에 장착된 하이 레벨 감지기로 구성되어, 상기 하이 레벨 감지기의 신호에 의해 상기 이중 플랩 댐퍼가 개방되면 상기 단일 플랩 댐퍼가 폐쇄되고, 상기 이중 플랩 댐퍼가 폐쇄되면 상기 단일 플랩 댐퍼가 개방된다.

본 발명은 슬러리형 열분해 카본블랙 배출 공정 방법을 사용함으로써 열분해 카본블랙 배출장치의 기밀 유지와 열분해 카본블랙의 이동 및 보관이 용이한 열분해 카본블랙 배출장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 서로 상이하게 동작하는 이중 플랩 댐퍼와 단일 플랩 댐퍼를 사용하여 열분해 카본 블랙이 정체될 때 발생할 수 있는 문제점에 대응하여 공간 확보 및 비상 폐쇄 구조가 가능한 열분해 카본블랙 배출장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리형 열분해 카본블랙 배출장치를 포함하는 폐타이어 처리장치의 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리형 열분해 카본블랙 배출장치의 개념도.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리형 열분해 카본블랙 배출장치를 포함하는 폐타이어 처리장치의 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 폐타이어 처리장치는, 폐타이어 칩을 이용하여 오일 및 열분해 카본블랙을 회수하는 디스크 이동식 튜브 반응기(10, 리액터라고도 함)와, 상기 디스크 이동식 튜브 반응기(10)에서 배출된 고온의 가스로부터 열을 회수하고 회수된 열에너지를 이용하여 증기를 생산하는 열회수 증기 발생기(20)와, 상기 열회수 증기 발생기(20)에서 생산된 증기에 의해 가동되는 스팀터빈(30)과, 상기 스팀터빈(30)에 연결되어 전기에너지를 발생하는 제너레이터(40)와, 상기 디스크 이동식 튜브 반응기(10)에서 생성된 오일증기를 이용하여 오일을 회수하는 오일 회수장치(50)와, 상기 오일 회수장치(50)에서 생성된 비응축오일증기를 회수하는 비응축오일증기 회수장치(60)와, 상기 비응축오일증기 회수장치(60)에서 회수된 비응축오일증기를 이용하여 고온의 가스를 생성하여 상기 디스크 이동식 튜브 반응기(10)로 공급하는 가스 제너레이터(70)와, 상기 디스크 이동식 튜브 반응기(10)에서 생성된 열분해 카본블랙을 배출하는 열분해 카본블랙 배출장치(400)와, 상기 열회수 증기 발생기(20)에서 발생된 배기가스를 여과하여 외부로 배출하는 습식 스크러버(scrubber, 90)를 포함하여 구성된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리형 열분해 카본블랙 배출장치의 개념도로, 도 2를 참조하여 슬러리형 열분해 카본블랙 배출장치(400)에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 슬러리형 열분해 카본블랙 배출장치는, 냉각 컨베이어(410)와, 플랩 댐퍼 유닛(420,430,440)과, 플로우 체인 컨베이어(450)와, 제1호퍼(510)와, 물 저장고(520)와, 슬러리 펌프(530)와, 건조기(540)와, 응축기(550)와, 패킹 시스템(미도시)을 포함한다. 이때, 상술한 구성 중 플랩 댐퍼 유닛(420,430,440)은 생략하거나 상황에 맞게 선택적으로 설치될 수 있다.

냉각 컨베이어(410)는 폐타이어 열분해 장치에서 배출된 열분해 카본블랙을 포함하는 잔류물을 냉각하고 이송하여 플랩 댐퍼 유닛(420,430,440)에 공급하기 위한 것으로서, 냉각 컨베이어(410)의 스크류 주위에 냉각수가 지나가면서 이동 중인 열분해 카본블랙을 간접 냉각시킨다. 열분해 카본블랙이 어느 정도 냉각이 되면 이중 플랩 댐퍼 유닛(420,430,440)을 거쳐 플로우 체인 컨베이어(450)로 이송된다. 이때, 열분해 카본블랙의 처리에 있어서 가장 중요한 것은 기밀을 유지하는 것이다. 즉, 열분해 반응 후 바로 배출된 열분해 카본블랙은 미세한 분진입자이고, 높은 온도의 열에너지를 가지고 있으므로 기밀이 유지되지 않을 경우 산소와 폭발적으로 반응할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 건식형 열분해 카본블랙 배출장치는 기밀을 유지할 수 있도록 밀폐형으로 제작하는 것이 바람직하다.

플랩 댐퍼 유닛(420,430,440)은 냉각 컨베이어(410)에서 이송된 잔류물을 1차 단속하는 이중 플랩 댐퍼(420)와, 이중 플랩 댐퍼(420)에서 이송된 열분해 카본블랙을 이송하는 제2호퍼(430)와, 제2호퍼(430)에서 공급된 잔류물을 2차 단속하는 단일 플랩 댐퍼(440)를 포함한다.

제2호퍼(430)는 이중 플랩 댐퍼(420)와 단일 플랩 댐퍼(440) 사이를 연결하여 열분해 카본블랙을 포함하는 잔류물을 공급하기 위한 것으로서, 하이 레벨 감지기가 장착된다. 즉, 냉각 컨베이어(410)를 지난 열분해 카본블랙을 포함하는 잔류물은 이중 플랩 댐퍼(420)를 지나 제2호퍼(430) 및 단일 플랩 댐퍼(440)로 공급되며, 단일 플랩 댐퍼(440)로 공급된 열분해 카본블랙을 포함하는 잔류물은 플로우 체인 컨베이어(450)로 이송된다. 이때, 제2호퍼(430)에 부착된 하이 레벨 감지기는 레벨 감지에 의해 이중 플랩 댐퍼(420)와 단일 플랩 댐퍼(440)를 자동으로 동작시킨다. 즉, 하이 레벨 감지기에서 하이 레벨이 감지되면 냉각 컨베이어(410)가 정지되면서 상부의 이중 플랩 댐퍼(420)가 폐쇄된다. 또한, 상부의 이중 플랩 댐퍼(420)가 폐쇄되면 하부의 단일 플랩 댐퍼(440)가 개방되어 열분해 카본블랙이 플로우 체인 컨베이어(450)로 이동된다. 열분해 카본블랙이 플로우 체인 컨베이어(450)로 이동된 후 하부의 단일 플랩 댐퍼(440)가 폐쇄되고 상부의 이중 플랩 댐퍼(420)가 개방되면서 냉각 컨베이어(410)가 다시 작동된다. 즉, 본 실시예는 상부의 플랩 댐퍼를 이중으로 사용하여 상부에서 열분해 카본 블랙이 정체될 때 발생할 수 있는 문제점에 대응하여 공간 확보 및 비상 폐쇄 구조를 적용할 수 있다.

제1호퍼(510)는 플로우 체인 컨베이어(450)에서 이송된 열분해 카본블랙을 슬러리 형태로 만들기 위한 것으로서, 이를 위해 제1호퍼(510)에는 물 저장고(520)가 연결된다. 또한, 물 저장고(520)에서 공급된 실온의 물을 열분해 카본블랙과 혼합하여 슬러리 형태의 열분해 카본블랙으로 형성한다. 슬러리 형태의 열분해 카본블랙은 냉각 컨베이어에서 배출될 때보다 냉각의 효과가 있으며 기밀 유지가 쉽고 이송이 편리하다. 또한, 전처리, 즉, 폐타이어 열분해 장치에서 미처 분리되지 못한 슬러리 형태의 열분해 카본블랙에 포함되어 있는 미량의 철심은 밀도에 의해 제1호퍼(510) 하부에 가라앉게 된다. 이때, 철심은 제1호퍼(510)의 하부로 분리하고 슬러리형의 열분해 카본블랙은 슬러리 펌프(530)를 이용해 건조기(540)로 이송한다. 또한, 열분해 카본블랙에 물이 주입될 경우 발생되는 스팀은 배출밸브(570)를 통해 외부로 배출하는 것이 바람직하다.

건조기(540)는 고온 가스나 스팀을 이용한 간접가열 방식을 택한다. 슬러리형의 열분해 카본블랙에 포함된 물은 섭씨 100도 이상만 되면 증기 형태가 되므로 고온 가스 또는 스팀의 온도는 섭씨 100도 이상을 유지한다. 건조기(540)에서 간접가열이 되면 물을 수증기 형태가 되어 상부로 빠져나가고 건조된 열분해 카본블랙은 하부에서 회수한다. 수증기는 응축기(550)에서 상변화 과정을 거쳐 물로 만든 다음 재사용한다. 물론, 이러한 물을 저장하기 위해 물 탱크(560)가 별도로 구비될 수 있다.

또한, 회수된 열분해 카본블랙에 대한 후처리는 건식과 마찬가지로 스크류 컨베이어(미도시)나 진동 피더(미도시), 마그넷 세퍼레이터(미도시)를 이용하여 상황에 맞게 설치할 수 있고, 패킹 시스템(미도시)을 거쳐서 판매될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 열분해 카본블랙 배출장치는 슬러리형 열분해 카본블랙 배출 공정 방법을 사용함으로써 열분해 카본블랙 배출공정에서 가장 중요한 기밀 유지가 용이하며, 이동 및 보관이 용이하다는 장점이 있다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

400: 열분해 카본블랙 배출장치 410: 냉각 컨베이어
420: 이중 플랩 댐퍼 430: 제2호퍼
440: 단일 플랩 댐퍼 450: 플로우 체인 컨베이어
510: 제1호퍼 520: 물 저장고
530: 슬러리 펌프 540: 건조기
550: 응축기 560: 물 탱크
570: 배출밸브

Claims

폐타이어를 파쇄하여 열분해하는 타이어 열분해 장치의 열분해 카본블랙을 포함하는 잔류물을 처리하는 슬러리형 열분해 카본블랙 배출장치에 있어서,
상기 잔류물을 냉각하여 이송하는 냉각 컨베이어;
상기 냉각 컨베이어에서 이송된 잔류물을 슬러리형태로 형성하여 밀도에 의해 상기 열분해 카본블랙을 슬러리 형태의 열분해 카본블랙과 철심으로 분리시키는 제1호퍼;
상기 슬러리 형태의 열분해 카본블랙을 건조시키는 건조기; 및
상기 건조기에서 건조된 열분해 카본블랙을 제품으로 패킹하는 패킹 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해 카본블랙 배출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각 컨베이어에서 이송된 잔류물을 단속하여 상기 제1호퍼에 공급하는 플랩 댐퍼 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해 카본블랙 배출장치.
청구항 2에 있어서,
상기 플랩 댐퍼 유닛은,
상기 냉각 컨베이어에서 이송된 잔류물을 1차 단속하는 이중 플랩 댐퍼;
상기 이중 플랩 댐퍼에서 이송된 열분해 카본블랙을 이송하는 제2호퍼; 및
상기 제2호퍼에서 공급된 잔류물을 2차 단속하는 단일 플랩 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해 카본블랙 배출장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제2호퍼에 장착된 하이 레벨 감지기를 더 포함하고,
상기 하이 레벨 감지기의 신호에 의해 상기 이중 플랩 댐퍼가 개방되면 상기 단일 플랩 댐퍼가 폐쇄되고, 상기 이중 플랩 댐퍼가 폐쇄되면 상기 단일 플랩 댐퍼가 개방되는 것을 특징으로 하는 열분해 카본블랙 배출장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
상기 제1호퍼에 물을 공급하여 잔류물을 슬러리형태로 형성하는 물 저장고를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해 카본블랙 배출장치.
청구항 5에 있어서,
상기 건조기 내의 슬러리 형태의 잔류물에서 증발된 수증기를 상변화 과정을 거쳐 물로 변환하여 상기 물 저장고에 공급하는 응축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해 카본블랙 배출장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제1호퍼에 저장된 슬러리 형태의 열분해 카본블랙을 상기 건조기로 이송하는 슬러리 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해 카본블랙 배출장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
상기 건조기는 고온 가스 스팀 방식 또는 간접 가열 방식 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열분해 카본블랙 배출장치.
청구항 8에 있어서,
상기 건조기는 내부 온도가 섭씨 100도 이상인 것을 특징으로 하는 열분해 카본블랙 배출장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
상기 건조기에서 이송된 열분해 카본블랙의 철심을 분류하는 마그넷 세퍼레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해 카본블랙 배출장치.
청구항 10에 있어서,
상기 건조기에서 공급된 열분해 카본블랙을 상기 마그넷 세퍼레이터로 이송하는 플로우 체인 컨베이어와 스크류 컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해 카본블랙 배출장치.
청구항 11에 있어서,
상기 스크류 컨베이어에서 공급된 열분해 카본블랙을 입자 크기에 따라 분류하여 상기 마그넷 세퍼레이터로 이송하는 진동 피더를 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해 카본블랙 배출장치.