KR101263997B1 - 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 글리세린을 포함하는 원료가 공급되며, 고온 및 고압 하에서 열분해가 일어나 가스가 생성되는 반응로; 상기 반응로로부터 토출되는 원료를 가열하고, 가열된 원료를 다시 상기 반응로로 순환시키도록 상기 반응로와 배관으로 연결되어 있는 제 1 가열부를 포함하는 제 1 가열부재; 및 상기 반응로에서 생성되는 가스를 냉각 응축시켜서 연료유를 추출하는 냉각부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치는 반응로에 공급된 글리세린을 직접 가열함으로써, 많은 양의 글리세린을 연료유로 신속하게 생성할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

글리세린을 이용한 연료유 생성 장치{APPARATUS FOR MAKING FUEL OIL USING GLYSERIN}

본 발명은 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치에 것으로, 보다 상세하게는 직접 가열에 의하여 글리세린을 연료유로 신속하게 생성할 수 있도록 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치에 관한 것이다.

최근 친환경 에너지 사업에 관심이 집중되면서, 바이오디젤에 대한 연구가 확대되고 있다. 바이오디젤은 식물성 기름 등 재생 가능한 자원을 주원료로 에스테르화반응(esterification)을 시킨 경유 대체에너지로서, 석유추출물인 경유와 물성이 매우 유사하여 경유를 100% 대체 또는 혼합하여 디젤엔진의 연료로 바로 사용 가능하다. 이러한 바이오 디젤 산업은 지구 환경 보호를 위하여 범세계적으로 증가하고 국내에서도 급격한 증가 추세에 있다. 이처럼, 바이오디젤의 생산량이 증가하면서 바이오디젤의 생산에 따라 발생하는 부산물들의 공급량도 과잉공급 추세에 있다. 상기 바이오디젤의 부산물로서 대표적인 것이 글리세린이다.

일반적으로 글리세린은 94%이상의 순도로 정제되어 의약품, 화장품, 식품 및 사료 배합용, 기타 공업용으로 다양하게 사용할 수 있다. 그러나, 바이오 디젤 공장에서 부산물로 생산되는 글리세린은 생산공장에 따라 순도가 낮고 여러 종류의 불순물이 많아서 바로 사용할 수가 없으며, 이에 따라, 저 순도의 글리세린을 고 순도의 글리세린으로 정제하여 사용하여야 한다. 저 순도의 글리세린을 정제하는 종래기술은 원료를 원심 분리하거나 수세 분리시킨 후 진공조(vessel)에서 먼저 가벼운 물질을 증발시키고, 다시 진공고온으로 증류하여 배취(Batch)식으로 생산하거나 또는 박막 증발기를 사용하여 진공 고온에서 정제하는 방법 등이 있다.

그러나 이러한 종래 정제기술은 글리세린의 품질 수준과 생산 수율이 낮으며, 경쟁력도 매우 낮고 경제성도 없는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 반응로에 공급된 글리세린을 직접 가열함으로써, 많은 양의 글리세린을 연료유로 신속하게 생성하도록 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치를 제공하도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 글리세린을 포함하는 원료가 공급되며, 고온 및 고압 하에서 열분해가 일어나 가스가 생성되는 반응로; 상기 반응로로부터 토출되는 원료를 가열하고, 가열된 원료를 다시 상기 반응로로 순환시키도록 상기 반응로와 배관으로 연결되어 있는 제 1 가열부를 포함하는 제 1 가열부재; 및 상기 반응로에서 생성되는 가스를 냉각 응축시켜서 연료유를 추출하는 냉각부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치를 제공한다.

또한, 상기 원료에는 폐합성수지가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치를 제공한다.

또한, 이중격벽 구조인 상기 반응로의 외벽과 내벽 사이에 충진되는 열매체와, 상기 이중격벽과 연결되는 연결관과, 상기 이중격벽과 상기 연결관을 순환하는 상기 열매체를 가열하는 제 2 가열부를 구비하는 제 2 가열부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치를 제공한다.

또한, 상기 반응로의 일측에 촉매분해부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치를 제공한다.

또한, 상기 반응로는 고온 및 고압 하에서 열분해가 일어난 후, 감압되면서 가스가 생성되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치를 제공한다.

또한, 상기 제 1 가열부재에서, 상기 배관은, 일단부는 상기 반응로 측부를 관통하여 상기 반응로 내부와 연결되고 타단부는 상기 제 1 가열부와 연결되어, 상기 반응로 내부의 상기 원료를 상기 제 1 가열부로 토출시키는 토출관과, 일단부는 상기 제 1 가열부와 연결되고 타단부는 상기 반응로 내부와 연결되어 상기 제 1 가열부에서 가열된 상기 원료를 상기 반응로로 순환시키는 순환관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치를 제공한다.

또한, 상기 순환관의 타단부에는 상기 원료를 상기 반응로로 순환시키도록 제 1 배출구와 제 2 배출구가 각각 형성되며, 상기 제 1 배출구는 상기 반응로에서 상기 원료의 열분해가 진행될 때 사용되고, 상기 제 2 배출구는 상기 반응로에서 상기 원료의 열분해가 진행된 후, 감압 하에서 상기 원료를 순환하여 가스화하는 과정에서 사용되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치를 제공한다.

또한, 상기 제 1 배출구는 단부가 외측 방향으로 벌어지지 않도록 형성되고, 상기 제 2 배출구는 단부가 외측 방향으로 벌어져, 순환되는 원료가 옆으로 퍼지면서 상기 반응로 내벽에 부딪히도록 구성되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 글리세린을 포함하는 원료를 고온 및 고압 하에서 열분해하기 위하여 반응로에 공급하는 원료공급 단계; 상기 반응로와 배관으로 연결된 제 1 가열부에서 상기 원료를 가열한 후, 다시 상기 반응로에 순환 공급하여, 상기 원료의 직접 가열을 통하여 상기 원료를 고온으로 유지하여 열분해 하는 직접 가열식 열분해 단계; 상기 열분해가 진행된 후, 상기 반응로를 감압하여, 상기 열분해된 원료의 가스화를 촉진하는 감압 단계; 및 상기 반응로에서 추출된 가스를 냉각 응축시켜서 연료유를 추출하는 추출 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 방법을 제공한다.

또한, 상기 원료공급 단계에서 상기 원료에는 폐플라스틱이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 방법을 제공한다.

또한, 상기 직접 가열식 열분해 단계에서의 열분해 온도는 350℃ 내지 500℃이고, 열분해 압력은 3 내지 7 기압(atm)인 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 방법을 제공한다.

또한, 상기 감압단계에서의 압력은 10 torr 이하이고, 온도는 100℃ 내지 300℃인 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 방법을 제공한다.

또한, 상기 감압단계 이후, 촉매분해단계를 더 거치는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 방법을 제공한다.

또한, 상기 직접가열식 열분해 단계에서, 상기 원료의 직접 가열과 더불어, 이중격벽 구조인 상기 반응로의 외벽과 내벽 사이에 열매체가 충진되어 있으며, 상기 열매체의 가열을 위한 제 2 가열부를 통하여 상기 열매체를 가열하여 상기 반응로를 외부에서 가열하는 것을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치는 반응로에 공급된 글리세린을 직접 가열함으로써, 많은 양의 글리세린을 연료유로 신속하게 생성할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치는 저온열분해로 품질이 우수한 연료유를 얻을 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치의 반응로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 방법을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치를 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치는 글리세린을 포함하는 원료가 공급되는 반응로(10), 촉매분해부(40), 기체분리부(50), 냉각부(60) 및 가스저장부(70)를 포함하여 구성된다.

상기 원료는 글리세린 등을 포함하며, 상기 글리세린 이외에 폐플라스틱, 예를 들면, 폴리에틸렌(Polyethylene: PE)이나 폴리프로필렌(Polypropylene: PP) 등의 폐플라스틱을 더 포함할 수 있다.

반응로(10)는 무산소 또는 저산소 상태에서 그 내부에 공급된 글리세린, 폐플라스틱 등의 원료를 고온 고압 하에서 열분해가 일어나도록 하여 가스를 발생시키는 것이다. 상기 반응로(10) 내부에 상기 원료가 공급되면, 3 내지 7 기압(atm), 바람직하게는 5기압 이상의 압력에서, 350℃ 내지 500℃, 바람직하게는 430℃ 정도의 열을 30분 이상 가한다. 만약, 반응로(10) 내부 압력이 3기압 미만이거나, 7기압를 초과하는 경우, 글리세린이 기화되는데 걸리는 시간 또는 글리세린의 온도를 상승시키는데 걸리는 시간이 오래 걸리는 문제점이 발생될 수 있다. 그리고 반응로(10) 내부 온도가 350℃ 미만이거나, 500℃를 초과하는 경우, 글리세린이 기화되지 않거나, 온도를 상승시키는데 드는 비용이 많이 소비되는 문제점이 발생될 수 있다.

그리고 원료가 430℃에서 30분 이상 반응을 거치면, 글리세린이 열분해되어, 기화되기 시작하는데, 이때, 반응로 내부 온도를 100 내지 300℃, 반응로(10) 압력을 감압펌프(미도시) 등으로 10 torr 이하로 낮추어 감압증류시켜서, 원료를 안정적으로 기화시킨다. 이때, 생성되는 가스는 스스로의 압력에 의하여 반응로(10) 상부에 형성되는 연결관(38)을 거쳐 촉매분해부(40)로 이동되며, 이어서 기체분리부(50) 및 냉각부(60)로 순차 공급되어 연료유가 추출된다.

여기서 가스의 발생량이 빠르고 많으면 많을수록, 연료유의 추출량은 늘어나므로, 공급로로 공급되는 글리세린을 보다 빠르게 기액 분리시켜야 효율적인 에너지 회수는 물론, 그 처리시간이 단축된다. 이에 따라, 본 발명에서는, 제 1 가열부재(30)와, 제 2 가열부재(20)를 통하여 반응로(10)로 공급된 글리세린을 고온으로 빠르게 상승시키도록 구성되는데, 이는 하기 도 2를 통하여 상세하게 설명하기로 한다.

한편, 반응로(10)의 상부에는 반응로(10) 내부를 무산소 또는 저산소 상태로 유지시키도록 배출관(39)이 형성되어, 반응로(10) 내부의 공기가 배출관(39)을 통하여 외부로 배출된다.

촉매분해부(40)는 반응로(10)에서 생성된 가스에서 특정 성분 등을 촉매 반응으로 분해 및 제거하는 것으로, 반응로(10) 상부에 설치된다. 그리고 반응로(10) 상부로 이동한 가스가 촉매분해부(40)를 통과하면서, 왁스 성분 등이 흡수 제거된다. 상기 촉매분해부(40)에 사용되는 촉매는 제한되지 않으며, 종래의 글리세린 유화 장치에 사용되는 촉매이면 어느 것이든 사용 가능하다. 그리고 촉매분해부(40)에서 걸려지는 왁스 성분 등은 태워져서 외부로 방출된다.

기체분리부(50)는 촉매분해부(40)를 통과한 가스에서 고상의 불순물을 분리 추출한다.

냉각부(60)는 기체분리부(50)를 통과한 가스를 냉각 및 응축시켜서 연료유를 생성하는 것으로, 제 1 냉각기(62)와 제 2 냉각기(66)로 구성된다. 그리고 기체분리부(50)를 통과한 가스는 제 1 냉각기(62)와 제 2 냉각기(66)를 거치면서 응축되어 연료유가 된다. 본 발명에서는 2개의 냉각기(62, 66)를 포함하여 가스를 액화하는 것에 대하여 설명하고 있으나, 본 발명을 이로 한정하는 것은 아님은 당연하고, 2개 이상의 냉각기를 사용할 수도 있으며, 1개의 냉각기만을 사용할 수도 있다. 그리고 제 1, 2 냉각기(62, 66)를 거치며 회수된 연료유는 제 1, 2 냉각기(62, 66)에 각각 위치된 오일탱크(64, 67)에 임시 보관되었다가 정제 과정을 거쳐 저장 탱크(미도시)에 저장된다.

가스저장부(70)는 냉각기를 거친 후, 응축되지 않은 가스가 저장되는 것으로, 이렇게 저장된 가스는 별도의 버너 장치의 원료로 사용된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치는 반응로(10)에서 생성된 가스가 촉매분해부(40) 및 기체분리부(50)를 통과한 후 냉각부(60)에서 액화됨으로써 연료유가 되는 것으로 설명되어 있으나, 촉매분해부(40) 및 기체분리부(50)는 선택적으로 포함될 수 있으며, 이외에도 글리세린을 기화시켜 가스를 제조한 후, 이를 냉각시켜 연료유를 얻는 방법이면 종래의 어떤 방법도 채용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치의 반응로를 개략적으로 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치의 반응로(10)에 공급된 원료에 열을 가하는 방법은 직접 가열방식과, 간접 가열방식이 있으며, 이를 위하여 제 1 가열부재(30)와, 제 2 가열부재(20)가 구비된다.

제 1 가열부재(30)는 전기 또는 가스를 사용하여 원료에 열을 직접적으로 가하는 것으로, 본 발명에서는 전기를 사용하여 열을 발산시키는 제 1 가열부(32) 및 배관(33)을 포함한다. 제 1 가열부(32)는 반응로(10) 외측에 위치되며, 전력 등에 의하여 자체 발열되도록 구성된다. 배관(33)은 토출관(34)과, 순환관(35)을 포함하며, 먼저, 토출관(34)은 일단은 반응로(10) 측방 하단을 관통하여 반응로(10) 내부와 연결되고, 타단은 제 1 가열부(32)와 연결되어, 반응로(10) 내부의 원료를 제 1 가열부(32)로 공급한다. 순환관(35)은 일단은 제 1 가열부(32)와 연결되고, 타단은 반응로(10) 상단에 위치되어, 제 1 가열부(32)를 통하여 직접 열이 가해진 원료를 반응로(10) 상단을 통하여 반응로(10) 내부로 순환한다. 이때, 순환관(35)의 타단에는 상기 원료를 상기 반응로(10)로 순환시키도록 반응로(10) 내부 방향으로 두 개의 배출구(36, 37), 즉, 단부가 외측으로 벌어지지 않은 제 1 배출구(36)와, 단부가 외측으로 벌어진 제 2 배출구(37)가 각각 형성된다. 상기 제 1 배출구(36)는 상기 반응로(10)에서 상기 원료의 열분해가 진행될 때 사용되고, 상기 제 2 배출구(37)는 상기 반응로(10)에서 상기 원료의 열분해가 진행된 후, 감압 하에서 상기 원료를 순환하여 가스화하는 과정에서 사용된다. 이는 하기에서 다시 설명하기로 한다.

이렇게 형성되는 제 1 가열부재(30)는 토출관(34)을 통하여 반응로(10)에서 용융되는 원료를 제 1 가열부(32)로 이동시켜서 직접 가열함으로써, 원료의 온도를 430℃ 정도의 고온으로 빠르게 상승시킬 수 있게 되며, 이에 따라, 반응로(10) 가동시 소요되는 전력을 대폭 절감시킬 수 있게 된다. 그리고 이렇게 제 1 가열부(32)에서 고온으로 가열된 원료는 순환관(35)의 제 1 배출구(36)를 통하여 반응로(10)로 다시 투입된다. 이때, 제 2 배출구(37)는 차단부(미도시)에 의하여 차단되도록 구성된다.

제 2 가열부재(20)는 전기 또는 가스를 사용하여 원료에 열을 간접적으로 가하는 것으로, 본 발명에서는 전기를 사용하여 열을 발산시키는 열매체(24), 제 2 가열부(22), 제 1 연결부(23) 및 제 2 연결부(23')를 포함한다.

열매체(24)는 반응로(10)를 가열시키는 것으로, 열전도율이 높은 물질로 구성되며, 이중 격벽 구조인 상기 반응로의 외벽(11)과 내벽(12) 사이에 충진된다. 제 2 가열부(22)는 반응로(10) 외측에 위치되며, 열매체(24)를 가열시키도록 구성된다. 제 1 연결부(23)는 열매체(24)의 하단과 제 2 가열부(22)를 연결시키는 것이고, 제 2 연결부(23')는 열매체(24)의 상단과 제 2 가열부(22)를 연결시키도록 구성된다. 그리고 열매체(24)가 제 2 가열부(22)를 통하여 가열된 후, 제 1, 2 연결부(23, 23')와 반응로(10)의 이중 격벽을 순환하게 되어, 반응로(10)가 가열되며, 이러한 반응로(10)의 가열에 의하여 원료에 열이 간접적으로 가해지게 된다.

한편, 반응로(10)에 투입된 원료는 반응로(10) 압력 5기압 및 온도 430℃ 에서 30분 동안 가열시킨다. 그 후, 반응로(10) 압력 10 torr 이하 및 온도 100 내지 300℃ 에서 감압증류시키며 이때, 제 1 가열부재(30)의 제 2 배출구(37)를 통하여 반응로(10)로 원료를 분사시켜서, 원료를 안정적으로 기화시킨다. 여기서, 제 2 배출구(37)는 단부가 바깥방향으로 벌어져 있으므로, 제 1 가열부재(30)를 통하여 가열된 후, 제 2 배출구(37)를 통하여 반응로(10)로 순환되는 원료는 옆으로 퍼지면서 반응로(10) 내벽에 부딪히게 되어, 원료의 기화가 촉진된다. 여기서 제 1 배출구(36)는 차단부(미도시)에 의하여 차단되도록 구성된다.

그리고 이렇게 기화된 원료는 반응로(10) 상부의 연결관(38)을 거쳐 촉매분해부(40)로 이동되며, 이어서 기체분리부(50)와 냉각부(60)를 거치면서 연료유가 생성된다.

이처럼 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 방법은 제 1 가열부재(30)와, 제 2 가열부재(20)를 사용하여 반응로(10) 가장자리뿐만 아니라, 반응로(10)로 공급된 글리세린 등의 원료에도 직접 열을 전달할 수 있어, 반응로(10)에 투입된 글리세린 등의 원료를 빠르게 기화시킬 수 있어, 높은 수율과 높은 품질의 연료유를 추출할 수 있게 되는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 방법을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글리세린을 이용한 연료유 생성 방법은 먼저, 글리세린 또는, 글리세린과 폐플라스틱을 포함하는 원료를 반응로(10)에 70 내지 80 중량% 투입시킨다(S10). 그리고 이렇게 반응로(10)에 공급된 원료, 즉, 글리세린과 폐플라스틱은 골고루 혼합된다. 그 후, 제올라이트계 또는 실리카, 알루미나 촉매를 반응기에 1 내지 5 중량% 투입 후, 반응기 내부를 무산소 상태로 유지시킨다(S20). 이어서 상기 원료가 공급된 반응로(10)에 열을 가하여 원료를 용융 및 열분해 시켜서 가스를 추출한다(S30).

상기 S30 단계는 반응로(10)에 투입된 글리세린 등의 원료를 빠르게 기화시키도록 하기 위하여, 상기 반응로(10) 내부가 350℃ 내지 500℃의 온도 및 3기압 내지 7기압의 압력하에서, 30분 내지 60분 동안 상기 원료를 가열시켜서 원료를 열분해시킨다.

보다 상세하게, 상기 반응로(10) 내부 압력을 3기압 내지 7기압, 바람직하게는 5기압로 유지시킨 상태에서, 제 2 가열부재(20)를 통하여 상기 반응로(10) 내부가 350℃ 내지 500℃의 온도, 바람직하게는 430℃ 정도가 되도록 상기 반응로(10) 외측을 가열시킨다. 이와 동시에 상기 반응로(10) 내부로 공급된 원료를 상기 반응로(10) 외측에 위치된 제 1 가열부재(30)의 제 1 가열부(32)로 이동시켜서, 상기 제 1 가열부(32)에서 350℃ 내지 500℃, 바람직하게는 430℃로 원료를 직접 가열시킨 후, 순환관(35)을 통하여 반응로(10)로 원료를 다시 순환시킨다. 이때, 상기 제 1 가열부(32)에서 가열된 원료는 상기 순환관(35)의 타단부에 형성되는 제 1 배출구(36)를 통하여 반응로(10) 내부로 순환되도록 구성된다.

이처럼 본 발명은 제 1 가열부재(30)와 제 2 가열부재(20)를 통하여, 반응로(10) 가장자리뿐만 아니라, 반응로(10)로 공급된 글리세린 등의 원료에도 직접 열을 전달할 수 있어, 반응로(10)에 투입된 원료의 온도를 빠르게 상승시켜서 열분해가 빠르게 진행되도록 하는 장점이 있다.

그 후, 가열된 상기 원료를 100℃ 내지 300℃의 온도 및 10 torr 이하의 압력으로 감압증류시킨다(S35). 보다 상세하게 상기 S30 단계에서 3기압 내지 7기압 하에서 원료를 열분해 시킨 상기 반응로(10)의 내부 압력을 10 torr 이하로 감압한 상태에서, 제 2 가열부재(20)를 통하여 상기 반응로(10) 내부가 100℃ 내지 300℃의 온도가 되도록 상기 반응로(10) 외측을 가열시키고, 이와 동시에 상기 반응로(10) 내부로 공급된 원료를 반응로(10) 외측에 위치된 제 1 가열부재(30)의 제 1 가열부(32)로 이동시켜서, 상기 제 1 가열부(32)에서 100℃ 내지 300℃로 직접 가열시킨 후, 순환관(35)을 통하여 상기 반응로(10)로 다시 순환시킨다. 이때, 상기 제 1 가열부(32)에서 가열된 상기 원료는 상기 순환관(35)의 타단부에 형성되는 제 2 배출구(37)를 통하여 상기 반응로(10) 내벽에 부딪히면서 순환되어, 원료의 기화가 촉진된다.

이처럼 본 발명은 상기 S35 단계에서 반응로(10) 내부 압력을 낮추는 감압 증류를 진행함으로써, 반응로(10)에서 기화된 가스가 후술하는 S40 내지 S60 단계를 거치면서 경질유 및 중질유로 정제될 수 있도록 하는 효과를 가진다.

종래에는 열분해되는 시점에 반응로(10)에 압력이 가해져 라디칼 반응이 일어날 수 있는 분위기를 역행해 더욱더 열을 가해야만 분위기를 유도할 수 있었지만, 본 발명은 생성물을 강제로 제거해줌으로써, 정반응을 유도하여 저온열분해를 할 수 있다.

그리고 반응로(10)에서 기화된 가스는 촉매분해부(40)와 기체분리부(50)를 거치면서 특정 성분, 수증기 등의 불순물이 분리 및 제거된다(S40). 상기 S40 단계는 경우에 따라 생략 가능하다.

그리고 이렇게 불순물이 제거된 가스는 제 1 냉각기(62)와 제 2 냉각기(66)를 통하여 냉각 및 응축되어 연료유가 추출된다(S50). 본 발명의 일 실시예에서 S50 단계는 2개의 냉각기(62, 66)를 통하여 이루어지나, 본 발명을 이로 한정하는 것은 아님은 당연하고, 경우에 따라, 한 개의 냉각기 또는 두 개 이상의 냉각기가 사용될 수 있다. 그리고 냉각 온도 또한 본 발명에서 한정되지 않으며, 원료인 글리세린, 폐플라스틱의 종류에 따라 다양하게 조절 가능하다.

그리고 상기 S50 단계에서 추출된 액상의 연료유는 오일탱크(64, 67)에 임시 보관된 후, 정제 과정을 거쳐 저장 탱크(미도시)에 저장된다(S60).

본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10: 반응로 11: 외벽
12: 내벽 20: 제 2 가열부재
22: 제 2 가열부 23: 제 1 연결부
23': 제 2 연결부 24: 열매체
30: 제 1 가열부재 32: 제 1 가열부
33: 배관 34: 토출관
35: 순환관 36: 제 1 배출구
37: 제 2 배출구 38: 연결관
39: 배출관 40: 촉매분해부
50: 기체분리부 60: 냉각부
62, 66: 제 1, 2 냉각기 64, 67: 오일탱크
70: 가스저장부

Claims (14)

1. 글리세린을 포함하는 원료가 공급되며, 고온 및 고압 하에서 열분해가 일어나 가스가 생성되는 반응로;
   상기 반응로로부터 토출되는 원료를 가열하고, 가열된 원료를 다시 상기 반응로로 순환시키도록 상기 반응로와 배관으로 연결되어 있는 제 1 가열부를 포함하는 제 1 가열부재; 및
   상기 반응로에서 생성되는 가스를 냉각 응축시켜서 연료유를 추출하는 냉각부를 포함하고,
   상기 반응로는 고온 및 고압 하에서 열분해가 일어난 후, 감압되면서 가스가 생성되는 것을 특징으로 하고,
   상기 제 1 가열부재에서,
   상기 배관은, 일단부는 상기 반응로 측부를 관통하여 상기 반응로 내부와 연결되고 타단부는 상기 제 1 가열부와 연결되어, 상기 반응로 내부의 상기 원료를 상기 제 1 가열부로 토출시키는 토출관과, 일단부는 상기 제 1 가열부와 연결되고 타단부는 상기 반응로 내부와 연결되어 상기 제 1 가열부에서 가열된 상기 원료를 상기 반응로로 순환시키는 순환관을 포함하고,
   상기 순환관의 타단부에는 상기 원료를 상기 반응로로 순환시키도록 제 1 배출구와 제 2 배출구가 각각 형성되며,
   상기 제 1 배출구는 상기 반응로에서 상기 원료의 열분해가 진행될 때 사용되고,
   상기 제 2 배출구는 상기 반응로에서 상기 원료의 열분해가 진행된 후, 감압 하에서 상기 원료를 순환하여 가스화하는 과정에서 사용되는 것을 특징으로 하고,
   상기 제 1 배출구는 단부가 외측 방향으로 벌어지지 않도록 형성되고,
   상기 제 2 배출구는 단부가 외측 방향으로 벌어져, 순환되는 원료가 옆으로 퍼지면서 상기 반응로 내벽에 부딪히도록 구성되며,
   상기 제 1 배출구와 상기 제 2 배출구에는 각각 차단부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 원료에는 폐합성수지가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   이중격벽 구조인 상기 반응로의 외벽과 내벽 사이에 충진되는 열매체와, 상기 이중격벽과 연결되는 연결관과, 상기 이중격벽과 상기 연결관을 순환하는 상기 열매체를 가열하는 제 2 가열부를 구비하는 제 2 가열부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치.
   
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 반응로의 일측에 촉매분해부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 글리세린을 이용한 연료유 생성 장치.
   
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