KR101127520B1 - 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조 시스템 및 제조방법 - Google Patents

폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조 시스템 및 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐 플라스틱과 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 열분해를 통해 재생 연료유를 제조하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조방법은, (a) 폐 플라스틱을 제 1 열분해 반응기에 투입한 후 열분해 반응기에서 산소가 차단된 상태에서 고온의 공기로 폐 플라스틱의 수분을 증발시키는 단계와, (b) 액상의 폐 글리세린을 예비 가열기를 통해 150～200℃로 가열하고, 감압잔사유를 예비 가열기를 통해 300～350℃로 가열한 후, 제 1 열분해 반응기에 투입하여 폐 플라스틱과 혼합시키는 단계와, (c) 제 1 열분해 반응기에 300～400℃가 되도록 열을 가하여 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유가 가스화되도록 1차 열분해 시키는 단계와, (d) 제 1 열분해 반응기에 400～450℃가 되도록 열을 가하여 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유가 가스화되도록 2차 열분해 시키는 단계와, (e) 제 1 열분해 반응기에서 배출되는 고비점 가스를 가스체류 반응기를 구비한 제 2 열분해 반응기에서 저비점 가스가 되도록 3차 열분해 시키는 단계와, (f) 제 2 열분해 반응기에서 배출되는 가스를 오일 트랩 및 워터 트랩을 이용하여 응축시킴으로써 재생 연료유와 비응축가스를 생성하는 단계와, (h) 재생 연료유를 리시버 탱크로 이동시켜 저장하는 단계를 포함한다.

Description

폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조 시스템 및 제조방법{System and method for manufacturing recycled fuel oil using wasted plastic, crude glycerin and vacuum residue}
본 발명은 폐 플라스틱과 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 열분해를 통해 재생 연료유를 제조하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
매년 수백만 톤의 폐 플라스틱이 발생하고 있지만, 그 재활용률은 매우 저조한 실정이다. 일반적으로 폐 플라스틱은 폐기물을 수거해 선별장에서 1차 선별 후 소각대상은 소각장으로 옮겨져 소각되는 경우가 많은데, 이와 같은 소각시에는 다이옥신 등 인체에 유해한 가스가 발생하는 환경오염의 문제가 있다.
최근에는 폐 플라스틱을 석유자원으로 전환시켜 재생에너지를 얻는 기술에 대한 관심이 증대되고 있으며, 그 일환으로 폐 플라스틱의 열분해를 통해 재생 연료유를 얻는 기술들이 많이 등장하고 있다. 열분해는 무산소 또는 저산소 분위기하에서 350～450℃의 고온으로 가열하여 고체, 액체, 기체를 생산하는 시스템이며, 일반적인 연소가 발열반응에 의해 이루어지는 것에 반해 열분해는 흡열반응에 의해 이루어진다. 폐 플라스틱과 같은 폐기물을 무산소 또는 저산소 상태에서 열을 가하면 기체, 액체로 분해되어 증발되고 분해되지 않은 물질은 고체, 즉 잔사로 남게 된다.
이러한 열분해를 이용하여 폐 플라스틱으로부터 재생 연료유를 제조하는 방법이 다수 개시되어 있지만, 종래의 방법에서는 폐 플라스틱을 열분해하는 시간이 오래 걸렸고, 그 열분해 효율도 저조하다는 단점이 있어, 그 공정시간 단축과 효율 향상의 필요성이 요구된다.
또한, 종래 폐 플라스틱을 열분해하여 얻은 재생 연료유는 그 낮은 인화점, 탁한 색도, 심한 악취, 왁스 리폼(reform) 현상, 안식향산에 의한 배관 막힘 현상, 재생유의 산성화 등의 문제점이 있었다.
한편, 세계적으로 지구온난화 방지에 대한 대책마련에 많은 연구를 하고 있는 중이며, 탄소중립(carbon neutral)한 자원으로 대체에너지를 생산하는 신재생에너지에 대한 세계적인 관심이 증대되고 있다. 특히 주목받고 있는 차세대 연료로 바이오디젤연료(Bio Diesel Fuel ; BDF)가 있다.
이러한 BDF는 폐식유(廢食油)를 원료로 하여 제조할 수 있는데, 이 경우 폐식유 10중량부에 메탄올 1중량부가 반응하여 10중량부의 BDF가 제조되며, 동시에 글리세린지방산염(Crude Glycerin)이 1~2중량부 생성된다. 글리세린지방산염은 순도가 낮고 불순물이 많아서 공업용 글리세린의 품질까지 순도를 높이기 위해서는 원가가 많이 들기 때문에 바이오 가스 생성용 원료와 비료제조용 원료 등으로 일부 처리되고 있으며, 대부분은 산업용 폐기물로 처리되고 있다.
이에, 본 발명자는 BDF 제조시 생성되는 글리세린지방산염을 폐 플라스틱을 열분해하는데 이용하여 재생 연료유를 제조할 수 있는 방안에 관하여 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 폐 플라스틱을 열분해하여 재생 연료유를 얻는 공정 시간이 단축되고 그 열분해 효율이 향상될 수 있는 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조 시스템 및 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 본 발명의 목적은, 폐 글리세린, 감압잔사유 및 폐 플라스틱이 각각 저장된 제 1 내지 제 3 저장고와, 상기 제 1 저장고로부터 이동되는 폐 글리세린이 일시적으로 저장되는 제 1 리시버 탱크와, 상기 제 2 저장고로부터 이동되는 감압잔사유가 일시적으로 저장되는 제 2 리시버 탱크와, 상기 제 1 및 제 2 리시버 탱크로부터 이동되는 폐 글리세린 및 감압잔사유를 각각 소정 온도로 예열시키는 예비 가열기와, 상기 예비 가열기로부터 이동되는 폐 글리세린 및 감압잔사유가 일시적으로 저장되는 제 3 리시버 탱크와, 상기 제 3 저장고로부터 이동되는 폐 플라스틱을 열분해 시키되 상기 제 3 리시버 탱크로부터 이동되는 폐 글리세린 및 감압잔사유가 상기 폐 플라스틱에 접촉되도록 혼합하여 열분해 시킨 후 가스를 배출하는 제 1 열분해 반응기와, 상기 제 1 열분해 반응기에서 배출되는 가스를 응축시킴으로써 재생 연료유가 생성되도록 하는 응축수단과, 상기 재생 연료유가 저장되는 제 4 리시버 탱크를 포함하는 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조 시스템을 제공함에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 제 1 열분해 반응기 및 응축수단 사이에 마련되며, 상기 제 1 열분해 반응기에서 배출되는 고비점 가스가 저비점 가스가 되도록 계속적으로 열분해시킴으로써 개질시키는 제 2 열분해 반응기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제 1 또는 제 2 열분해 반응기에는 PET의 분해생성물인 테레프탈산을 고체화하여 회수할 수 있도록 300℃ 이하로 냉각시키는 냉각장치가 구비될 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제 4 리시버 탱크로부터 이동되는 재생 연료유를 감압증류시키는 진공 증발기와, 상기 진공 증발기에 의해 증발되어 이동되는 가스를 응축시켜 2차 재생 연료유를 생성하는 응축기와, 상기 진공 증발기로부터 이동되는 잔사유를 저장하는 제 5 리시버 탱크와, 상기 응축기로부터 이동되는 2차 재생 연료유를 일시적으로 저장하는 제 6 리시버 탱크와, 상기 제 6 리시버 탱크로부터 이동되는 2차 재생 연료유를 저장하는 저장탱크를 더 포함할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 목적은, (a) 폐 플라스틱을 제 1 열분해 반응기에 투입한 후 상기 열분해 반응기에서 산소가 차단된 상태에서 고온의 공기로 상기 폐 플라스틱의 수분을 증발시키는 단계와, (b) 액상의 폐 글리세린을 예비 가열기를 통해 150～200℃로 가열하고, 감압잔사유를 예비 가열기를 통해 300～350℃로 가열한 후, 상기 제 1 열분해 반응기에 투입하여 상기 폐 플라스틱과 혼합시키는 단계와, (c) 상기 제 1 열분해 반응기에 300～400℃가 되도록 열을 가하여 상기 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유가 가스화되도록 1차 열분해 시키는 단계와, (d) 상기 제 1 열분해 반응기에 400～450℃가 되도록 열을 가하여 상기 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유가 가스화되도록 2차 열분해 시키는 단계와, (e) 상기 제 1 열분해 반응기에서 배출되는 고비점 가스를 가스체류 반응기를 구비한 제 2 열분해 반응기에서 저비점 가스가 되도록 3차 열분해 시키는 단계와, (f) 상기 제 2 열분해 반응기에서 배출되는 가스를 응축수단을 이용하여 응축시킴으로써 재생 연료유와 비응축가스를 생성하는 단계와, (h) 상기 재생 연료유를 리시버 탱크로 이동시켜 저장하는 단계를 포함하는 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조방법을 제공함에 의해 달성될 수 있다.
여기에서, (i) 상기 리시버 탱크에 저장된 재생 연료유를 진공 증발기로 이동시켜 감압증류시킨 후, 증발된 가스는 응축기로 이동시키고 잔사유는 리시버 탱크로 이동시켜 저장하는 단계와, (j) 상기 응축기에서 가스를 응축시킴으로써 2차 재생 연료유를 생성하는 단계와, (k) 상기 2차 재생 연료유를 저장탱크로 이동시켜 저장하는 단계가 더 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조 시스템 및 제조방법에 의하면, 폐 플라스틱을 열분해함에 있어 폐 글리세린 및 감압잔사유를 접촉분해 열매체로 이용하여 전열면적을 확대함으로써 그 열분해 효율이 향상되고 공정시간이 단축될 수 있다.
또한, 폐 플라스틱과 폐 글리세린을 혼합하여 열분해하기 때문에 종래 폐 플라스틱 열분해 재생유의 문제점인 낮은 인화점, 탁한 색도, 심한 악취, 왁스 리폼(reform) 현상, 안식향산에 의한 배관 막힘 현상, 재생유의 산성화 등의 문제점이 해소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조 시스템을 보인 도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유의 제조 시스템 및 제조방법에 관하여 설명한다.
재생 연료유의 제조 시스템은 제 1 저장고(1), 제 2 저장고(2), 제 3 저장고(3), 제 1 리시버 탱크(1-1), 제 2 리시버 탱크(2-1), 제 3 리시버 탱크(5), 예비 가열기(4), 제 1 열분해 반응기(6), 응축수단(8, 9), 제 4 리시버 탱크(8-1)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 제 2 열분해 반응기(7), 진공 증발기(10), 응축기(11), 제 5 리시버 탱크(10-1), 제 6 리시버 탱크(11-1), 저장탱크(11-2)를 더 포함할 수 있다.
제 1 저장고(1)에는 폐 글리세린이 저장되며, 저장된 폐 글리세린은 예비 가열기(4)에서 소정 온도로 예열된 후 제 3 리시버 탱크(5)로 이동되어 일시적으로 저장된다. 폐 글리세린은 액상으로서, 약 2.5톤씩 공급될 수 있고, 예비 가열기(4)에서 약 150～200℃로 기포가 발생하지 않을 때까지 가열되며, 바람직하게는 200℃로 가열되어 제 3 리시버 탱크(5)로 이동된다. 폐 글리세린에 함유된 수분은 예비 가열기(4)에서 제거된다.
제 2 저장고(2)에는 감압잔사유가 저장되며, 감압잔사유도 예비 가열기(4)에서 소정 온도로 예열된 후 제 3 리시버 탱크(5)로 이동되어 일시적으로 저장된다. 이 경우, 감압잔사유는 약 0.5톤씩 투입될 수 있고, 예비 가열기(4)에서 약 300～350℃로 가열되며, 바람직하게는 350℃로 가열되어 제 3 리시버 탱크(5)로 이동된다. 감압잔사유는 접촉분해 열매체의 역할을 함과 동시에 인화점을 올리는 역할을 하는 것이다. 감압잔사유는 370℃ 감압 정제 후에 남는 유분으로서, 370℃ 전까지는 가스화 반응이 일어나지 않으며, 예비 가열기(4)에서 350℃로 가열되면서 제 1 열분해 반응기(6)로 공급되기 때문에 제 1 열분해 반응기(6)의 내부 온도가 250℃ 정도이더라도 플라스틱과 접촉되어 플라스틱의 열전도율을 높이게 되어 빠른 액상화가 가능하게 한다. 그리고 감압잔사유는 450℃에서는 글리세린에 의해 고비점이 분해 열분해가 진행되며 다시 고분자, 저분자로 가스화가 되는 과정에서 플라스틱의 낮은 인화점을 높여주는 가스 개질(reform)을 하게 된다.
제 3 저장고(3)에는 폐 플라스틱이 저장된다. 폐 플라스틱은 파쇄나 분쇄되지 않고 압축된 상태이며, 다만 파쇄 또는 분쇄된 것이라도 무방하다. 폐 플라스틱은 플라스틱 호퍼(3)가 마련된 컨베이어(Cv)를 통해 제 1 열분해 반응기(6)로 이동된다. 제 1 열분해 반응기(6)에서 약 100℃의 온도가 가해져 폐 플라스틱의 표면수분이 증발되고 약 120℃의 온도가 가해져 고유수분이 증발된다. 따라서 제 1 열분해 반응기(6)에는 수분을 외부로 배출할 수 있는 가스배관을 구비한다. 폐 플라스틱은 약 2.5톤씩 정량 투입될 수 있으며, 폐 플라스틱이 투입된 경우 제 1 열분해 반응기(6)의 내부 온도는 약 100～120℃로 고정되는 것이 바람직하다.
제 1 열분해 반응기(6)는 투입된 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 열분해시킨다. 여기에서, 폐 글리세린과 감압잔사유는 접촉분해 열매체의 기능을 수행하게 된다. 특히, 지방산염을 함유하고 있는 폐 글리세린은 플라스틱과 접촉분해되고 플라스틱은 폐 글리세린에 잠겨있는 형태가 되며, 이때의 제 1 열분해 반응기(6)의 온도는 약 200℃로 조정되며 플라스틱의 액상화가 천천히 진행된다. 감압잔사유까지 투입된 상태에서는 제 1 열분해 반응기(6)의 온도는 300℃로 조정된다. 제 1 열분해 반응기(6)로는 회전 소각로(rotary kiln)가 적용될 수 있다. 제 1 열분해 반응기(6)에서 약 350℃로 가열되어 고비점 액상 접촉 반응에 의한 가열면적 확대로 플라스틱을 열분해하여 액상화시키게 된다.
이에 따라, 비점이 약 290℃인 폐 글리세린은 바이오매스 열분해가 시작되어 CO, CO2, H2, H2O가 가스화되어 기화된다. 이 경우의 열분해는 발열반응이 되는 것이다. 제 1 열분해 반응기(6)에서는 1차 열분해, 2차 열분해가 이루어지는데, 폴리에틸렌(PE)의 분해온도는 약 353℃이고 폴리프로필렌(PP)의 분해온도는 약 312℃로, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이 용해되어 열분해 되기 전까지를 1차 열분해로 정의한다.
이때, 경질의 탄화수소는 비점이 높은 중질의 탄화수소로 휘발물질이 이동하며, 그러한 과정에서 가스화 반응이 시작된다. 배출되는 것은 수증기, 비응축가스이며, 배출된 수증기는 응축수단을 통해 응축된다. 비응축가스는 무기가스를 분리 제거하고 기름으로 회수한다. 이때, 배출된 가스는 1차 오일 가스 트랩(oil gas trap)을 통과시켜 글리세린의 친수성 가스를 친유성 경유(light oil)로 회수하고, 다시 워터 가스 트랩(water gas trap)을 통과시켜 세정된 비응축가스를 생성한다. 생성된 오프가스(off gas)와 경유는 고온 공기 발생기(14)의 연료로 사용된다.
열분해는 접촉분해 열매체의 역할을 하는 폐 글리세린 및 감압잔사유에 의해 급격히 목표 승온 온도에 도달하게 되기 때문에 짧은 시간에 가스화가 일어난다. 부연하면, 폐 글리세린은 예비 가열기(4)를 통해 수분만 증발된 상태에서 제 1 열분해 반응기에 투입되어 액상 접촉분해로 플라스틱의 열전도율이 높아져 회전로의 고온공기 간접 가열로 플라스틱의 빠른 액상화가 진행된다. 그리고 감압잔사유는 플라스틱의 고비점 왁스를 저비점이 되도록 한다.
2차 열분해는 제 1 열분해 반응기(6)가 300～450℃ 사이로 가열되었을 때 가스화가 되는 것을 의미한다. 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌은 각각 335～450℃ 및 328～410℃에서 랜덤(random) 분해되어 라디칼 전이가 일어나서 탄소수가 약 11,000kcal/kg인 파라핀, 올레핀이 생성된다. 폐 글리세린은 비점 290～450℃에서 라디칼 전이가 일어나서 6,000kcal/kg으로 수분이 15.65%, 휘발성분 77.5%, 회분 6%, 카본 1.5%로 높은 가열 값을 갖는다.
2차 열분해는 450℃에서 오일 가스화하는 것이다. 이때 열분해 반응은 고비점 액상 접촉 열분해로 고비점을 저비점 오일 가스화 반응을 전열면적의 확대로 빠르게 진행된다. 또한 글리세린은 왁스의 개질과 고비점의 저비점화, 알데히드에 의한 배관 막힘 등을 해소하게 된다. 고비점인 잔사유는 글리세린에 의해 저비점으로 변화하게 되며, 전체적인 인화점을 올리는 역할을 한다.
설명되지 않은 도면부호 6-1은 제 1 열분해 반응기(6)에서의 열분해시 발생하게 되는 숯(charcoal)을 저장하기 위한 리시버 탱크를 가리키는 것이다.
응축수단(8, 9)은 제 1 열분해 반응기(6)에서의 열분해로 배출되는 가스를 응축시키며, 그에 따라 재생 연료유가 생성된다. 응축수단(8, 9)은 온도에 따른 2개가 구비될 수 있으며, 구체적으로 오일 트랩(8)과 워터 트랩(9)이 적용될 수 있다.
이때, 가스는 재생 연료유와 접촉시켜 비티엑스(BTX)를 생성시키며 재생 연료유의 일부를 개질시키는 구조를 갖는다. 오일 트랩(8) 및 워터 트랩(9)의 온도 조절을 위해 오일펌프(OP) 및 워터 펌프(wp)가 마련되며, 오일펌프(OP) 및 워터 펌프(wp)를 통해 오일 트랩(8) 및 워터 트랩(9)의 외부를 냉각시킨다.
제 4 리시버 탱크(8-1)는 오일 트랩(8) 및 워터 트랩(9)에 의해 생성된 재생 연료유를 저장하기 위한 것이다.
제 2 열분해 반응기(7)는 제 1 열분해 반응기(6)와 응축수단(8, 9) 사이에 마련되며, 제 1 열분해 반응기(6)에서 배출되는 가스를 계속적으로 열분해시킴으로써 개질시키는 역할을 하는 것이며, 고비점 가스를 저비점 가스화시키기 위한 것이다. 즉, 제 2 열분해 반응기(7)에서 3차 열분해 반응이 일어나게 되며, 약 450℃ 상태에서 고비점 가스를 저비점 가스화한다. 이때, C8-C28(디젤)을 목표로 가스를 개질한다.
한편, 제 1 열분해 반응기(6) 또는 제 2 열분해 반응기(7)에는 냉각장치(도면부호 표시되지 않음)가 구비될 수 있는데, 냉각장치는 PET의 분해생성물인 테레프탈산을 고체화하여 회수할 수 있도록 약 300℃로 냉각시키는 역할을 하게 된다. 테레프탈산은 약 300℃ 이하에서 고체로 되는 승화성 물질로서 배관을 막는 원인이 되는 물질이 되기 때문에 열분해 후 고체화하여 추출해내는 것이 바람직하다. 회수된 테레프탈산은 고온 공기 발생기(14)의 연료로 이용될 수 있다.
설명되지 않은 도면부호 7-1은 타르를 저장하기 위한 리시버 탱크를 가리키는 것이며, 도면부호 7-2는 고체화된 테레프탈산을 회수하여 저장하기 위한 리시버 탱크를 가리키는 것이다. 또한, 도면부호 13은 질소 발생기를 가리키는 것으로, 질소 발생기(13)는 제 1 및 제 2 열분해 반응기(6, 7)의 투입구로 질소를 공급하여 액상 원료 공급시 불이 붙을 수 있는 현상을 방지하기 위해 마련되는 것이다.
전술한 바와 같이 오일 트랩(8) 및 워터 트랩(9)에 의해 생성되는 재생 연료유는 제 4 리시버 탱크(8-1)에 일시적으로 저장되며, 저장된 재생 연료유는 이후 진공 증발기(10)로 이동된다.
진공 증발기(10)는 재생 연료유를 감압증류시키는 역할을 하는 것이다. 즉, 제 4 리시버 탱크(8-1)에 저장된 재생 연료유를 오일 펌프(OP)를 이용하여 진공 증발기(10)로 공급하며 진공 증발기(10)에서 감압증류된다. 이때, 증발되는 가스가 응축기(오일 트랩 및 워터 트랩)(11)로 이동되어 응축됨으로써 2차 재생 연료유가 생성된다. 그리고 진공 증발기(10)에서 잔사유는 오일 펌프(OP)에 의해 제 5 리시버 탱크(10-1)에 이동되어 저장된다. 진공 증발기(10)에서 발생하는 저비점 가스는 진공 펌프(vp 2)에 의해 고온 공기 발생기(14)의 연료로 이용된다.
응축기(11)에 의해 생성되는 2차 재생 연료유는 오일 펌프에 의해 제 6 리시버 탱크(11-1)로 이동되어 일시적으로 저장되었다가, 다시 오일 펌프에 의해 저장탱크(11-2)로 이동되어 저장되며, 이로써 재생 연료유의 제조가 완료된다.
1 : 제 1 저장고 1-1 : 제 1 리시버 탱크
2 : 제 2 저장고 2-1 : 제 2 리시버 탱크
3 : 제 3 저장고 4 : 예비 가열기
5 : 제 3 리시버 탱크 6 : 제 1 열분해 반응기
7 : 제 2 열분해 반응기 8 : 오일 트랩
8-1 : 제 4 리시버 탱크 9 : 워터 트랩
10 : 진공 증발기 10-1 : 제 5 리시버 탱크
11 : 응축기 11-1 : 제 6 리시버 탱크
11-2 : 저장탱크 12 : 쿨링 타워
13 : 질소 발생기 14 : 고온 공기 발생기
15 : 가스 저장고

Claims (7)

  1. 폐 글리세린, 감압잔사유 및 폐 플라스틱이 각각 저장된 제 1 내지 제 3 저장고;
    상기 제 1 저장고로부터 이동되는 폐 글리세린이 일시적으로 저장되는 제 1 리시버 탱크;
    상기 제 2 저장고로부터 이동되는 감압잔사유가 일시적으로 저장되는 제 2 리시버 탱크;
    상기 제 1 및 제 2 리시버 탱크로부터 이동되는 폐 글리세린 및 감압잔사유를 각각 소정 온도로 예열시키는 예비 가열기;
    상기 예비 가열기로부터 이동되는 폐 글리세린 및 감압잔사유가 일시적으로 저장되는 제 3 리시버 탱크;
    상기 제 3 저장고로부터 이동되는 폐 플라스틱을 열분해 시키되, 상기 제 3 리시버 탱크로부터 이동되는 폐 글리세린 및 감압잔사유가 상기 폐 플라스틱에 접촉되도록 혼합하여 열분해 시킨 후 가스를 배출하는 제 1 열분해 반응기;
    상기 제 1 열분해 반응기에서 배출되는 가스를 응축시킴으로써 재생 연료유가 생성되도록 하는 응축수단; 및
    상기 재생 연료유가 저장되는 제 4 리시버 탱크;를 포함하는 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 열분해 반응기 및 응축수단 사이에 마련되며, 상기 제 1 열분해 반응기에서 배출되는 고비점 가스가 저비점 가스가 되도록 계속적으로 열분해함으로써 개질시키는 제 2 열분해 반응기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 열분해 반응기에는 PET의 분해생성물인 테레프탈산을 고체화하여 회수할 수 있도록 300℃로 냉각시키는 냉각장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조 시스템.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 4 리시버 탱크로부터 이동되는 재생 연료유를 감압증류시키는 진공 증발기;
    상기 진공 증발기에 의해 증발되어 이동되는 가스를 응축시켜 2차 재생 연료유를 생성하는 응축기;
    상기 진공 증발기로부터 이동되는 잔사유를 저장하는 제 5 리시버 탱크;
    상기 응축기로부터 이동되는 2차 재생 연료유를 일시적으로 저장하는 제 6 리시버 탱크; 및
    상기 제 6 리시버 탱크로부터 이동되는 2차 재생 연료유를 저장하는 저장탱크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조 시스템.
  5. (a) 폐 플라스틱을 제 1 열분해 반응기에 투입한 후 상기 열분해 반응기에서 산소가 차단된 상태에서 고온의 공기로 상기 폐 플라스틱의 수분을 증발시키는 단계;
    (b) 액상의 폐 글리세린을 예비 가열기를 통해 150～200℃로 가열하고, 감압잔사유를 예비 가열기를 통해 300～350℃로 가열한 후, 상기 제 1 열분해 반응기에 투입하여 상기 폐 플라스틱과 혼합시키는 단계;
    (c) 상기 제 1 열분해 반응기에 300～400℃가 되도록 열을 가하여 상기 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유가 가스화되도록 1차 열분해 시키는 단계;
    (d) 상기 제 1 열분해 반응기에 400～450℃가 되도록 열을 가하여 상기 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유가 가스화되도록 2차 열분해 시키는 단계;
    (e) 상기 제 1 열분해 반응기에서 배출되는 고비점 가스를 가스체류 반응기를 구비한 제 2 열분해 반응기에서 저비점 가스가 되도록 3차 열분해 시키는 단계;
    (f) 상기 제 2 열분해 반응기에서 배출되는 가스를 오일 트랩 및 워터 트랩을 이용하여 응축시킴으로써 재생 연료유와 비응축가스를 생성하는 단계; 및
    (h) 상기 재생 연료유를 리시버 탱크로 이동시켜 저장하는 단계;를 포함하는 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    (i) 상기 리시버 탱크에 저장된 재생 연료유를 진공 증발기로 이동시켜 감압증류시킨 후, 증발된 가스는 응축기로 이동시키고 잔사유는 리시버 탱크로 이동시켜 저장하는 단계;
    (j) 상기 응축기에서 가스를 응축시킴으로써 2차 재생 연료유를 생성하는 단계; 및
    (k) 상기 2차 재생 연료유를 저장탱크로 이동시켜 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조방법.
  7. 청구항 5 또는 6에 있어서,
    상기 (c), (d) 또는 (e) 단계에서 각각 열분해 후 300℃로 냉각하여 PET의 분해생성물인 테레프탈산을 고체화한 후 회수하는 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱, 폐 글리세린 및 감압잔사유를 이용한 재생 연료유 제조방법.
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