KR101213754B1 - 열분해로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열분해로의 가스배출구를 T자형 관형부로 하여, 서로 등을 지고 있는 양단부들 중 하나의 단부를 제1챔버에 접속시키고, 다른 하나의 단부를 로드의 선단에 스크래퍼가 달린 실린더 기구에 접속시키고, 상기 양단부의 중심축선에 직교하는 중간단부를 가스배출관에 접속시켜, 열분해로가 연속식 타입이어도 가스배출구의 막힘을 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

Description

열분해로{furnace for pyrolysis}

본 발명은 열분해로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기폐기물을 연속식으로 공급받아 열분해시켜, 가스성분과 고형성분을 분리하여 외부로 배출하는 열분해로에 구비된 가스배출구에 대한 막힘을 방지하는 수단에 관한 것이다.

일반적으로 열분해란, 유기물을 무산소 상태하에서 간접열을 가하여 분해시키는 것으로서, 고분자 유기물에 열을 가하면 분자구조가 파괴됨과 동시에 발생되는 열분해가스를 응축시켜 보다 간단한 저분자 물질로 전환된 부산물을 얻을 수 있다. 상기 부산물은 고체 상태의 카본, 액체 상의 오일 및 기체상의 불응축성 가스 등이 있다.

오일과 카본을 회수하기 위한 열분해 장치를 이용하여 폐타이어, 폐고무, 비닐, 플라스틱, 피혁 슬러지 등의 고분자 화합물을 열분해 시키면 열분해될 때 발생된 가스는 배기관을 따라 배출되어지고, 배출되어진 가스를 냉각 및 정제하여 오일을 얻게 된다.

이러한 열분해 반응장치는 통상적으로 열분해로를 포함하고 있다.

종래의 열분해로는 열분해된 고형성분을 배출하기 위한 고형물 배출구, 오일성분을 함유한 가스성분을 배출하기 위한 가스배출구, 처리대상인 유기물을 공급받기 위한 투입구, 열분해로의 내부를 가열시키기 위한 버너, 및 투입된 유기물을 고형물 배출구로 이송시키기 위한 이송장치를 포함하고 있다.

이러한 구성을 가지고 있는 종래의 열분해로는 배치(batch)타입이어서, 투입구와 고형물 배출구를 선택적으로 닫을 수 있어서, 로내를 열분해에 바람직한 상태인 무산소 상태로 유지하기에는 바람직하지만, 연속식 열분해로 보다는 수율이 낮다고 하는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 열분해로가 연속식 타입으로 변경되어야 하지만, 열분해로에서 배출되는 연료가스에는 고/중/저 점도 및 고/중/저 비점의 유기물이 혼재되어 있어서, 열분해로의 가스배출구에서 액화된 고비점 연료가스와 유기물의 열분해후 간재물인 고형성분의 카본 입자가 혼합되어 가스배출구가 막히는 문제점이 빈번히 발생되어, 연속으로 가동되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가지고 있다.

본 발명은 열분해로의 가스배출구를 T자형 관형부로 하여, 서로 등을 지고 있는 양단부들 중 하나의 단부를 제1챔버에 접속시키고, 다른 하나의 단부를 로드의 선단에 스크래퍼가 달린 실린더 기구에 접속시키고, 상기 양단부의 중심축선에 직교하는 중간단부를 가스배출관에 접속시킴으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제해결수단에 의해, 열분해로가 연속식 타입이어도가스배출구의 막힘현상을 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시예의 개념도.
도 2는 도 1의 가스배출구에 대한 상세도.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 다음과 같다.

도 1에는 본 실시예의 열분해로가 부호 100으로서 지시되어 있다.

상기 열분해로(100)는, 케이스(10); 상기 케이스(10)의 하단 옆에 배치되어 상기 케이스(10)의 내부공간을 가열하는 버너(20); 일측이 상기 케이스(10) 밖으로 노출된 상태에서 타측이 상기 케이스(10) 내의 전장에 걸쳐서 수평방향으로 뻗어 있는 제1챔버(30); 일측이 상기 케이스(10) 밖으로 노출된 상태에서 타측이 상기 케이스(10) 내의 전장에 걸쳐서 수평방향으로 뻗어 있고 상기 제1챔버(30)보다 낮은 높이 레벨에 배치되어 있는 제2챔버(40); 상기 제1챔버(30) 내의 전장에 걸쳐 뻗어서, 일측에서 타측으로 유기물을 이송시키는 제1오거(35); 상기 제2챔버(40) 내의 전장에 걸쳐 뻗어서, 상기 제1챔버(30)에서 배출된 유기물을 타측에서 일측으로 유기물을 이송시키는 제2오거(45); 상기 제1챔버(30)의 타측 하단에 형성된 출구(31)에 일단이 접속되어 있고, 상기 제2챔버(40)의 타측 상단에 형성된 입구(41)에 타단이 접속되어 수직방향으로 뻗어 있는 연결챔버(50); 상기 제1챔버(30)의 타측 상단에 형성된 가스출구(32)에 일단이 접속되어 있고, 타단이 상기 케이스(10)의 타측 상단을 관통하여 노출된 가스배출구로서의 T자형 관형부(60); 및 상기 케이스(10)의 일측 상단에 버너(20)의 배기가스를 외부로 배출시키기 위한 배기가스출구(11)을 포함하고 있다.

상기 제1챔버(30)의 노출된 일측 상단에는 유기물 입구(33)가 형성되어 있다.

또한, 상기 제2챔버(40)의 노출된 일측 하단에는 열분해되어 남은 고형성분을 배출시키는 고형물 출구(42)가 형성되어 있다.

상기 가스배출구로서의 T자형 관형부(60)는 가스에 함유된 오일을 추출하기 위한 도시되지 않은 설비에 접속되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, T자형 관형부(60)의 3개의 개구들 중에서, 서로 등을 지고 있는 상/하단개구(61, 62)들 중 하단개구(62)가 제1챔버(30)의 출구(32)에 접속되어 있고, 상단개구(61)가 실린더 기구(200)에 접속되어 있고, 그리고 상기 상/하단개구(61, 62)의 중심축선에 직교하는 중간개구(63)가 배출가스에 함유된 오일을 추출하는 설비에 일단이 접속된 가스배출관(240)의 타단에 한 쌍의 플랜지(231)를 개재하여 접속되어 있다.

상기 실린더 기구(200)는 한 쌍의 플랜지(201)를 개재하여 상기 상단개구(61)와 하단개구(202a)가 접속된 기립 가이드관(202), 상기 기립 가이드관(202)의 상단개구(202b)를 폐쇄하는 수평덮개판(203)의 일측에 고정 구비된 브래킷(204)에 장착된 기립실린더(205), 상기 기립실린더(205)에서 상하방향으로 출몰하는 기립로드(206)의 선단에 일단이 장착되어 있고 타단이 상기 덮개판(203)의 중앙에 형성된 관통구멍(203a)과 상기 한 쌍의 플랜지(201)의 중앙에 형성된 각각의 관통구멍(201a)을 관통하여 상기 T자형 관형부(60)의 상단개구(61) 내로 뻗어 있는 ㄱ자형 로드(207), 상기 ㄱ자형 로드(207)의 타단에 고정적으로 외접된 스크래퍼(208)를 포함하고 있다.

상기 ㄱ자형 로드(207)는 일단이 상기 기립로드(206)의 선단과 결합되어 있는 수평부(207a); 및 상단이 상기 수평부(207a)의 타단에 일체로 결합되어 있고, 하단이 상기 덮개판(203)의 중앙에 형성된 관통구멍(203a)과 상기 한 쌍의 플랜지(201)의 중앙에 형성된 각각의 관통구멍(201a)을 관통하여 상기 T자형 관형부(60)의 상단개구(61) 내로 뻗어 있는 기립부(207b)를 포함하고 있다.

상기 한 쌍의 플랜지(201)의 각각의 관통구멍(201a)에는 하나의 패킹링(230)이 고정적으로 그리고 기밀적으로 내접되어 있고, 상기 패킹링(230)의 중앙관통구멍(230a)에는 상기 ㄱ자형 로드(207)의 기립부(207b)가 미끄럼왕복운동가능하게 그리고 기밀적으로 내접되어 있다.

상기 한 쌍의 플랜지(201) 사이에는 도시되지 않은 가스킷이 개재되어 있고, 상기 패킹링(230)이 상기 기립부(207b)에 대하여 기밀적으로 외접되어 있고, 상기 각각의 관통구멍(201a)에 대하여 기밀적으로 내접되어 있어서, 상기 기립부(207b)가 상기 한 쌍의 플랜지(201)의 각각의 관통구멍(201a)을 관통하여 왕복운동하여도 가스출구(32)에서 나오는 가스가 상기 각각의 관통구멍(201a)을 통하여 외부로 방출되지 않는다.

상기 스크래퍼(208)는 상기 기립부(207b)의 하단에 고정적으로 외접된 허브(208a), 상기 T자형 관형부(60)의 상하단개구(61, 62)의 내주면과 접촉할 수 있는 크기를 가진 링형상부(208b) 및 양단이 상기 허브(208a)와 상기 링형상부(208b)에 고정된 복수개의 로드(208c)를 포함하고 있어서, 상기 스크래퍼(208)의 전후진 운동시 배기가스의 흐름을 유지할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 스크래퍼(208)이 실린더기구(200)를 통하여 승하강 운동시키는 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 실린더기구(200)없이 수동으로 상기 스크래퍼(208)가 가동될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 열분해로는 다음과 같이 작동될 수 있다.

입구(33)를 통해 상기 제1챔버(30)내로 유입된 유기물은 제1오거(35)에 의해 일측에서 타측으로 이송되면서 버너의 가열에 의해 가열되고, 타측으로 이송된 유기물은 상기 챔버 연결관(50)을 통하여 제2챔버(40)에 유입되고, 상기 제2챔버(40)에 유입된 유기물은 제2오거(45)에 의해 타측에서 일측으로 이송되면서, 버너의 가열에 의해 가열된다.

상기 유기물이 제1챔버(30)에서 이송되면서 열분해된 가스는 가스출구(32) 및 T자형 관형부(60)를 경유하여 도시되지 않은 오일추출설비로 방출되고, 그리고 상기 유기물이 제2챔버(40)에서 이송되면서 열분해된 가스는 입구(41), 제1챔버(30), 출구(31), 가스출구(32) 및 T자형 관형부(60)을 경유하여 도시되지 않은 오일추출설비로 방출된다.

그 다음, 제2오거(45)에 의해 상기 제2챔버(40)의 일측에 이송되면서 열분해되어 남은 고형물은 도시되지 않은 고형물 처리설비에 이송된다.

그리고, 주기적으로 상기 실린더기구(200)를 가동하여, 상기 기립로드(206)에 연동된 상기 ㄱ자형 로드(207)를 상하로 왕복운동시켜서, 스크래퍼(208)를 상하로 왕복운동시킴으로써, 상기 스크래퍼(208)로 하여금 상기 T자형 관형부(60)의 상/하단개구(61, 62) 사이에 기립방향으로 뻗은 기립관형부(63)의 내주면과 접촉하여 상기 기립관형부(63)의 내주면에 붙어 있는 고형물, 즉, 비산되어 오일과 함께 상기 기립관형부(63)의 내주면에 고착된 카본 입자를 긁어낸다.

10; 케이스(10), 11; 배기가스출구, 20; 버너, 30; 제1챔버, 31; 출구, 32; 가스출구, 33; 유기물 입구, 35; 제1오거, 40; 제2챔버(40), 41; 입구, 42; 고형물 출구, 45; 제2오거, 50; 연결챔버, 60; T자형 관형부, 61; 상단개구, 62; 하단개구, 63; 중간개구, 200; 실린더 기구, 201; 한 쌍의 플랜지, 201a; 관통구멍, 202; 기립 가이드관, 202a; 하단개구, 202b; 상단개구, 203; 수평덮개판, 203a; 관통구멍, 204; 브래킷, 205; 기립실린더, 206; 기립로드, 207; ㄱ자형 로드, 207a; 수평부, 207b; 기립부, 208; 스크래퍼, 208a; 허브, 208b; 링형상부, 208c; 로드, 230; 패킹링, 230a; 중앙관통구멍, 231; 한 쌍의 플랜지, 240; 가스배출관

Claims (3)

1. 케이스(10); 상기 케이스(10)의 하단 옆에 배치되어 상기 케이스(10)의 내부공간을 가열하는 버너(20); 일측이 상기 케이스(10) 밖으로 노출된 상태에서 타측이 상기 케이스(10) 내의 전장에 걸쳐서 수평방향으로 뻗어 있는 제1챔버(30); 일측이 상기 케이스(10) 밖으로 노출된 상태에서 타측이 상기 케이스(10) 내의 전장에 걸쳐서 수평방향으로 뻗어 있고 상기 제1챔버(30)보다 낮은 높이 레벨에 배치되어 있는 제2챔버(40); 상기 제1챔버(30) 내의 전장에 걸쳐 뻗어서, 일측에서 타측으로 유기물을 이송시키는 제1오거(35); 상기 제2챔버(40) 내의 전장에 걸쳐 뻗어서, 상기 제1챔버(30)에서 배출된 유기물을 타측에서 일측으로 폐타이어 칩을 이송시키는 제2오거(45); 상기 제1챔버(30)의 타측 하단에 형성된 출구(31)에 일단이 접속되어 있고, 상기 제2챔버(40)의 타측 상단에 형성된 입구(41)에 타단이 접속되어 수직방향으로 뻗어 있는 연결챔버(50); 및 상기 제1챔버(30)의 타측 상단에 형성된 가스출구(32)에 일단이 접속되어 있고, 타단이 상기 케이스(10)의 타측 상단을 관통하여 노출된 가스배출구을 포함하고 있는 열분해로에 있어서,
   상기 가스배출구는 T자형 관형부(60)이며,
   상기 T자형 관형부(60)의 3개의 개구들 중에서, 서로 등을 지고 있는 상/하단개구(61, 62)들 중 하단개구(62)가 제1챔버(30)의 출구(32)에 접속되어 있고, 상단개구(61)가 실린더 기구(200)에 접속되어 있고, 그리고 상기 상/하단개구(61, 62)의 중심축선에 직교하는 중간개구(63)가 배출가스에 함유된 오일을 추출하는 설비에 일단이 접속된 가스배출관(240)의 타단에 접속되어 있으며,
   상기 실린더 기구(200)의 로드는 상기 상/하단개구(61, 62)의 쪽으로 상하방향으로 운동하며, 상기 로드의 선단에는 스크래퍼가 고정적으로 외접되어 있고,
   상기 스크래퍼는 상기 로드의 선단에 고정적으로 외접된 허브(208a), 상기 T자형 관형부(60)의 상하단개구(61, 62)의 내주면과 접촉할 수 있는 크기를 가진 링형상부(208b) 및 양단이 상기 허브(208a)와 상기 링형상부(208b)에 고정된 복수개의 로드(208c)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 열분해로.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 실린더 기구(200)는 한 쌍의 플랜지(201)를 개재하여 상기 상단개구(61)와 하단개구(202a)가 접속된 기립 가이드관(202), 상기 기립 가이드관(202)의 상단개구(202b)를 폐쇄하는 수평덮개판(203)의 일측에 고정 구비된 브래킷(204)에 장착된 기립실린더(205), 상기 기립실린더(205)에서 상하방향으로 출몰하는 기립로드(206)의 선단에 일단이 장착되어 있고 타단이 상기 덮개판(203)의 중앙에 형성된 관통구멍(203a)과 상기 한 쌍의 플랜지(201)의 중앙에 형성된 각각의 관통구멍(201a)을 관통하여 상기 T자형 관형부(60)의 상단개구(61) 내로 뻗어 있는 ㄱ자형 로드(207), 상기 ㄱ자형 로드(207)의 타단에 고정적으로 외접된 상기 스크래퍼(208)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 열분해로.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 ㄱ자형 로드(207)는 일단이 상기 기립로드(206)의 선단과 결합되어 있는 수평부(207a); 및 상단이 상기 수평부(207a)의 타단에 일체로 결합되어 있고, 하단이 상기 덮개판(203)의 중앙에 형성된 관통구멍(203a)과 상기 한 쌍의 플랜지(201)의 중앙에 형성된 각각의 관통구멍(201a)을 관통하여 상기 T자형 관형부(60)의 상단개구(61) 내로 뻗어 있는 기립부(207b)를 포함하고 있고,
   상기 한 쌍의 플랜지(201)의 각각의 관통구멍(201a)에는 하나의 패킹링(230)이 고정적으로 그리고 기밀적으로 내접되어 있고, 상기 패킹링(230)의 중앙관통구멍(230a)에는 상기 ㄱ자형 로드(207)의 기립부(207b)가 미끄럼왕복운동가능하게 그리고 기밀적으로 내접되어 있는 것을 특징으로 하는 열분해로.

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