KR101500434B1 - 자원 재활용 추출장치 - Google Patents

Abstract

자원 재활용 추출장치이 개시된다. 본 발명은 폐전선이 투입되는 호퍼와 내부에 용액이 주입되고, 일측에 보일러가 장착된 반응기와, 상기 하단부가 상기 반응기에 통하도록 연결되고, 상방으로 경사지게 형성되어 반응기에서 인출된 구리선을 운반하는 컨베이어와, 상기 컨베이어의 상단에 형성된 타격기로 구성되는 용해장치; 상기 용해장치에서 피복이 용해된 후 인출된 구리선을 세척하는 세척조와, 세척조에 연결된 제3컨베이어로 구성된 세척장치; 상기 세척장치에서 세척된 구리선을 제4컨베이어로 이동시키면서 건조시키는 건조장치;를 포함하여 구성된다.
이에 따르면, 젤리를 포함하는 폐전선을 가열 용해시켜 피복을 제거한 구리선만 추출할 수 있어 자원 재생이 가능하며, 아울러 가열 용융공정에서 발생된 증기를 회수하여 안전하게 처리하고, 용융된 용액에서 PE를 분리함으로써 유해 물질을 저비용으로 처리할 수 있도록 하여 자원 활용과 환경 오염 방지를 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

자원 재활용 추출장치{Recycling extracting apparatus}

본 발명은 자원 재활용 추출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 젤리를 포함하는 폐전선을 재생하기 위해, 용해조 내에서 가열 용해시켜 피복을 제거한 구리선을 추출하여 재생하도록 하는 자원 재활용 추출장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업발전기를 거치면서 통신산업이 발달함에 따라 국가 산업의 중추적인 기간망을 확보하기 위해 통신 케이블을 대량적으로 설치하였으나 최근에는 통신산업의 고도화 및 대용량 전송 등의 필요에 따라 광통신 케이블을 설치 운용하고 있는 추세이다.

또한 통신 관련 회사의 투자가 주로 광케이블에 집중되고 광케이블 포설에 필요한 관로공사비용을 절감하기 위해, 기존 설치된 동(구리)전선 관로에서 동 전선을 철거하고 광케이블로 교체하고 있는데, 이에 따라 철거된 폐전선의 처리 문제를 두고 고심하고 있는 실정이다.

그런데, 현재 구리(Cu)의 금속 원재료 가격이 높은 가격으로 형성됨에 따라 폐전선 내의 구리에 대한 재활용의 필요성이 대두하여, 이에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

기존 구리전선은 젤리 컴파운드를 충진하지 않은 전선과 젤리 컴파운드를 충진한 전선으로 나누어지는데 젤리 컴파운드를 충진한 전선은 침수 및 물 침투 방지를 목적으로 미네랄오일을 주 베이스로하여 중합체인 폴리부틸렌, 폴리에틸렌 등의 유기화합물 및 첨가제 등으로 구성되며 젤리 충진물의 특성이 끈적임이 많아 일반적인 방법으로 구리(Cu)를 회수하기에는 작업에 어려움이 있다.

폐전선으로부터 구리를 회수하기 위한 종래 기술로서, 대한민국 등록특허 제 10-0283798호를 통해 폐전선을 용융, 건류 탄화시켜 합성수지와 구리선을 분리 취출하는 장치가 제안된 바 있다.

그러나, 이러한 장치는 폐전선으로부터 구리선을 회수하는 것으로만 그칠 뿐, 구리선의 주변에 피복되어 있던 합성수지(PE)는 재활용 없이 그대로 연소시키므로, 폐전선을 자원화하는데 한계가 있을 뿐 아니라, 합성수지의 연소시 발생하는 가스나 분진 등을 제거하기 위한 별도의 집진 혹은 세정탑과 같은 정화설비가 요구되므로, 설비 비용이 고가인데다가 그 유지비용도 고가여서 비효율적이다.

또한, 폐타이어를 자원화하기 위해서는 폐타이어 내부에 함유된 금속 벨트를 폐타이어의 주 재료인 합성고무 재료와 분리해야 하나, 이러한 설비를 갖추는데 많은 비용이 요구되었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 젤리를 포함하는 폐전선을 재생하기 위해, 용해조 내에서 가열 용해시키고, 구리선을 추출하되, 가열 용융공정에서 발생된 증기를 회수하여 안전하게 처리하고, 아울러 용융된 용액에서 PE를 분리하여 환경오염을 줄일 수 있고, 유해 물질을 저비용으로 처리할 수 있도록 하여 자원 활용과 환경 오염 방지를 도모할 수 있도록 한 자원 재활용 추출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 폐전선이 투입되며 젤리를 용해시키는 용액이 충진된 반응기와, 하부는 상기 반응기의 내부에 장착되고 상부는 반응기의 외부로 노출되며 경사지게 형성되어 반응기에서 인출된 구리선을 운반하는 컨베이어와, 상기 컨베이어의 상단에 형성되어 폐전선을 타격하는 타격기로 구성된 용해장치; 상기 반응기에서 배출된 용액을 가열 증류하여 액상의 젤리유와 기상의 용매를 분리하고, 상기 용매를 응축시켜 상기 반응기에 공급하여 재사용하도록 하는 재생장치; 상기 용해장치에서 피복이 용해된 후 인출된 구리선을 세척하는 세척조와, 세척조에 연결된 제3컨베이어로 구성된 세척장치; 상기 세척장치에서 세척된 구리선을 제4컨베이어로 이동시키면서 건조시키는 건조장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 재활용 추출장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 용해장치는, 호퍼가 형성되고 하부에 배출구가 형성된 하부본체와, 상기 하부본체에 이어져 상방으로 경사지게 형성된 경사본체 및 상기 경사본체의 상단에 형성되며 타격기가 장착되는 상부본체로 구성되고, 상기 하부본체, 경사본체, 상부본체의 내부에 컨베이어가 장착된 것을 특징으로 한다.

상기 타격기는, 상기 폐전선이 운반되는 컨베이어벨트의 하부에 밀착되는 다수의 돌기가 외주면에 형성된 회전봉체와, 상기 회전봉체를 회전시키는 모터를 포함하는 것으로, 상기 다수의 돌기가 컨베이어벨트를 타격하여 구리선을 털어 용액이 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 타격기의 일측에는 전선가닥분리기가 더 형성된 것으로, 타격을 마친 전선의 엉킴을 풀어서 가닥으로 분리되도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 재생장치는, 상기 반응기로부터 회수된 용액이 충진되는 반응조; 상기 반응조에 가열원을 공급하는 보일러; 상기 반응조에서 가열 비등되는 증기를 회수하고, 증기에 포함된 용매를 회수하는 케미칼 회수장치; 상기 반응조에 잔재하는 젤리유를 회수하는 젤리유 회수장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 세척장치는 상기 용해장치로부터 전선 가닥이 공급되는 호퍼가 형성되고 하부에 배출구가 형성된 하부통체와, 상기 하부통체에 이어져 상방으로 경사지게 형성된 경사통체 및 상기 경사통체의 상단에 형성되며 타격기가 장착되는 상부통체로 구성된 세척조;를 포함하고, 상기 세척조의 내부에 세척액이 충진되거나 또는 세척액을 분사하는 노즐이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 제3컨베이어는 세척조를 경유하면서 적재된 구리선이 세척되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 건조장치는 제4컨베이어가 내부로 통과하는 함체와, 상기 함체에 가열원을 공급하는 가열기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 젤리를 포함하는 폐전선을 용해시켜 피복을 제거한 구리선만 추출할 수 있어 자원 재생이 가능하며, 아울러 가열 용융공정에서 발생된 증기를 회수하여 안전하게 처리하고, 용융된 용액에서 PE를 분리함으로써 유해 물질을 저비용으로 처리할 수 있도록 하여 자원 활용과 환경 오염 방지를 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자원 재활용 추출장치를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 자원 재활용 추출장치에서 '재생장치'의 일 실시예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 자원 재활용 추출장치에서 '가열부'를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 자원 재활용 추출장치에서 '타격부'를 나타낸 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 자원 재활용 추출장치를 나타낸 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 자원 재활용 추출장치에서 '재생장치'의 일 실시예를 나타낸 도면, 도 3은 본 발명에 따른 자원 재활용 추출장치에서 '가열부'를 나타낸 도면, 도 4는 본 발명에 따른 자원 재활용 추출장치에서 '타격부'를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자원 재활용 추출장치는, 크게 용해장치, 재생장치(5), 세척장치(3), 건조장치(4)로 구성된다.

용해장치는 반응기와 컨베이어를 포함하는 것으로, 적어도 2개 이상으로 구성된다.

본 발명의 설명에서는 이를 편의상 제1차 용해장치(1)와 제2차 용해장치(2)로 구분하기로 한다.

제1차 용해장치(1)의 후단에 제2차 용해장치(2)가 배치됨으로써 1차 용해가 완료된 후 2차 용해가 실시되도록 한다.

물론 용해장치는 필요에 따라 그 갯수를 증감시킬 수 있음은 당연하다.

상기 제1차 용해장치(1)는, 호퍼(610)가 상부에 형성되고 하부에 배출구(612)가 형성된 하부본체(61)와, 하부본체(61)에 이어져 상방으로 경사지게 형성된 경사본체(62) 및 경사본체(62)의 상단에 형성되며 타격기(8)가 장착되는 상부본체(63)로 구성되고, 상기 경사본체(62)의 상부까지 폐전선의 젤리를 용해시키는 용액이 충진된 본체부; 상기 본체부에 열을 가하는 가열부; 하부본체(61), 경사본체(62), 상부본체(63)의 내부에 장착되며 젤리가 용해된 구리선을 하부로부터 상부로 운반하는 컨베이어(C1); 상기 상부본체(63)에 장착되며 컨베이어(C1)의 상단에 배치되어 구리선을 타격하는 타격기(8); 상기 타격기(8)의 일측에 형성되는 전선가닥분리기(9)를 포함하여 구성된다.

상기 제2차 용해장치(2)는, 제1차 용해장치(1)의 상부본체(63)에 연결되어 구리선이 이송되는 연통관(25); 상기 연통관(25)의 하부에 장착된 하부본체(21)와, 하부본체(21)에 이어져 상방으로 경사지게 형성된 경사본체(22) 및 상기 경사본체(22)의 상단에 형성되며 타격기(8)가 장착되는 상부본체(23)로 구성되고, 경사본체(22)의 상부까지 폐전선의 젤리를 용해시키는 용액이 충진된 본체부; 상기 본체부에 열을 가하는 가열부; 상기 본체부의 내부에 장착되며 반응기(6)에서 인출된 구리선을 하부로부터 상부로 운반하는 컨베이어(C2); 상기 상부본체(23)에 장착되며 컨베이어(C2)의 상단에 배치되어 구리선을 타격하는 타격기(8); 상기 타격기(8)의 일측에 형성되는 전선가닥분리기(9)를 포함하여 구성된다.

상기 컨베이어(C1,C2)는 컨베이어벨트(V)가 하부의 수평구간과 그에 이어지는 상부 경사구간 및 상부의 수평구간을 포함하는 것으로, 컨베이어벨트(V)의 외면에 다수의 갈퀴(V10)가 형성되어 폐전선이 용액속에서도 미끄러짐없이 운반될 수 있도록 하고, 아울러 용액을 교반시킬 수 있는 교반기능을 갖게 된다.

도 3을 참조하면, 가열부는 본체부의 외주면에 형성된 자켓(320)과, 자켓(320)에 연결된 열원공급부를 포함하고, 열원공급부로부터 열원이 공급됨으로써 본체부의 가열이 이루어지게 된다.

열원공급부는 보일러가 적당하고, 보일러(400)는 자켓(320)의 상부에 연결되어 열원을 공급하는 열원공급관(462)과, 상기 자켓(340)의 하부에 연결되어 열교환을 마친 열원을 회수하는 열원회수관(464)으로 구성되어 본체부에 대해 열원의 공급과 회수를 반복 실시하게 된다.

열원은 고온 열수이며 반응탱크 내의 온도를 적어도 120~150℃로 가열된다.

상기 온도 범위로 가열함으로써 용제 케미컬의 증류점에 도달할 수 있으며 증류점이 더 높은 젤리 용액(피복제인 PE의 용융물)과 분리될 수 있다.

상기 본체부에는 내부에 생성된 증기가 배출될 수 있도록 에어벤트(13)가 형성된다. 에어벤트(13)는 경사본체(22)의 일측 상부에 형성된다.

에어벤트(13)는 도시하지는 않았지만 재생장치(5)에 연결되어 증기로부터 용매를 회수하여 재활용할 수 있도록 한다.

도 2를 참조하면, 재생장치(5)는, 상기 제1차 용해장치(1) 및 제2차 용해장치(2)로부터 회수된 용액을 재생하는 것으로, 상기 제1차 용해장치(1) 및 제2차 용해장치(2)로부터 회수된 용액이 충진되는 반응조(51); 상기 반응조(51)에 가열원을 공급하는 보일러(52); 상기 반응조(51)에서 가열 비등되는 증기를 회수하고, 증기에 포함된 용매를 회수하는 케미칼 회수장치(53); 상기 반응조(51)에 잔재하는 젤리유를 회수하는 젤리유 회수장치(54)로 구성된다.

반응조(51)는 1차 반응조(511)와 2차 반응조(512)가 펌프(55)로 연결되어 구성되며, 1차 반응조(511)에 보일러(52)가 연결되어 고온으로 가열되도록 하고, 1차 반응조(511)와 2차 반응조(512)의 뚜껑(516)에는 용융시 발생된 증기를 회수하도록 덕트(65)의 전단이 연결되고, 상기 덕트(65)의 후단은 케미칼 회수장치(53)와 연결되어 구성된다.

그리고 1차 반응조(511)의 하부와 2차 반응조(512)의 하부가 배관으로 연결되고, 배관에는 펌프(55)가 형성되어 1차 반응조(511)에서 배출된 젤리유를 2차 반응조(512)로 공급하여 2차로 증류시킨다.

케미칼 회수장치(53)에서 응축되어 액상의 용매로 변화된 후 다시 반응조에 공급된다. 다시 회수된 용매는 초기 용매 보다 순도가 낮아지므로 보충용 용매가 공급되어야 함이 바람직하다.

타격기(8)는 제1차 용해장치(1) 및 제2차 용해장치(2) 각각에 구비되어 피복이 용해된 구리선(W)이 컨베이어(C1,C2)의 상부에 도달하여 수평구간을 지나가는 동안 타격기(8)로 털어주어 잔존하는 용액이 제거되도록 한 것이다.

마찬가지로 제2차 용해장치(2)에서 피복이 용해된 구리선(W)을 재차 타격하여 줌으로써 용액이 잔류량을 현저하게 감소시킬 수 있게 된다.

타격기(8)의 일 실시형태로는, 상기 폐전선이 운반되는 컨베이어벨트(C1-2)에 접촉되는 해머(82)가 하단에 장착된 로드(83)와, 상기 로드(83)를 상하로 승강작동시키는 액츄에이터(84)를 포함하여 구성된다.

액츄에이터(84)는 유압 또는 공압실린더일 수도 있고, 또는 로드가 편심결합된 회전판과, 이 회전판을 회전시키는 전동모터일 수도 있다.

따라서 해머(82)가 컨베이어벨트(C1-2) 및 구리선 다발을 타격하게 됨으로써 구리선(W)을 털어주게 되어 잔존하는 용액이 제거될 수 있다.

또한 타격기(8)의 일측에는 전선가닥분리기(9)가 구비되어 타격을 마친 구리선(W)의 엉킴을 풀어서 가닥으로 분리되도록 한다.

전선가닥분리기(9)의 일 실시형태로는 회전되는 드럼(92)의 외주에 갈퀴(94)가 형성되고, 상기 드럼(92)을 일정 속도로 회전시킨 모터(96)가 포함된 것으로, 회전되는 드럼(92)의 갈퀴(94)가 다발로 된 구리선(W)을 풀어헤쳐서 가닥으로 분리시킬 수 있다.

세척장치(3)는 제2차 용해장치(2)에서 피복이 용해된 후 인출된 구리선(W)에 남아있는 용액을 세척하기 위한 것으로, 구리선(W)을 세척하는 세척조(32)와, 세척조(32)에 연결된 제3컨베이어(C3)로 구성된다.

상기 세척조(32)는 구리선(W)이 침지되어 용액이 세척될 수 있도록 세척액이 충진된다.

또는 세척조(32)는 구리선(W)이 통과하는 도중에 세척액을 분사시켜 용액을 제거토록 하기 위한 노즐(미도시)이 형성된 것도 가능하다.

제3컨베이어(C3)는 세척조(32)를 경유하면서 적재된 구리선(W)이 세척되도록 하는 것으로, 물빠짐이 용이하도록 다수의 미세공이 천공된 형태이거나 또는 그물 형태로 형성된다.

건조장치(4)는 세척장치(3)에서 세척된 구리선(W)을 제4컨베이어(C4)로 이동시키면서 건조시켜 물기를 완전히 제거하게 된다.

건조장치(4)는 제4컨베이어(C4)가 내부에 수평되게 형성된 함체(42)와, 상기 함체(42)에 가열원을 공급하는 가열기(45)를 포함하여 구성된다.

건조는 상온에서 방치하는 방법으로도 구현될 수 있지만 시간이 오래 걸리므로 신속하게 건조시키기 위해 가열기(45)를 열풍기나 히터를 적용하여 열풍건조 또는 히터에 의한 발열건조가 수행된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

1 : 제1차 용해장치 2 : 제2차 용해장치
3 : 세척장치 4 : 건조장치
6 : 반응기 7 ; 보일러
8 : 타격기 32 : 세척조
42 : 함체 62 ; 뚜껑
64 : 도어 65 : 덕트
66 ; 케미칼 회수장치 82 : 회전봉체
C1~C4 ; 컨베이어

Claims (5)

1. 내부에 컨베이어가 형성되며 폐전선의 젤리를 용해시키는 용액이 충진된 본체부와, 상기 본체부에 열을 가하는 가열부를 구비한 제1차 용해장치(1) 및 제2차 용해장치(2);
   상기 제1차 용해장치(1) 및 제2차 용해장치(2)에서 배출된 용액을 가열 증류하여 액상의 젤리유와 기상의 용매를 분리하고, 상기 용매를 응축시켜 반응기에 공급하여 재사용하도록 하는 재생장치;
   상기 제2차 용해장치(2)에서 피복이 용해된 후 인출된 구리선을 세척하는 세척장치(3);
   상기 세척장치(3)에서 세척된 구리선을 이동시키면서 건조시키는 건조장치(4);를 포함하고,
   상기 제1차 용해장치(1)의 본체부는,
   호퍼(610)가 상부에 형성되고 하부에 배출구(612)가 형성된 하부본체(61)와,
   상기 하부본체(61)에 이어져 상방으로 경사지게 형성된 경사본체(62) 및
   상기 경사본체(62)의 상단에 형성되는 상부본체(63)로 구성되고, 경사본체(62)의 상부까지 폐전선의 젤리를 용해시키는 용액이 충진된 것이고,
   상기 제2차 용해장치(2)의 본체부는,
   상기 제1차 용해장치(1)의 상부본체(63)에 연결되어 구리선이 이송되는 연통관(25)이 형성된 하부본체(21)와,
   상기 하부본체(21)에 이어져 상방으로 경사지게 형성된 경사본체(22) 및
   상기 경사본체(22)의 상단에 형성되며 타격기(8)가 장착되는 상부본체(23)로 구성되고,
   상기 경사본체(22)의 상부까지 폐전선의 젤리를 용해시키는 용액이 충진된 것이고,
   상기 상부본체(63,23)에 장착되며 컨베이어(C2)의 상단에 배치되어 구리선을 타격하는 타격기(8)를 포함하고,
   상기 타격기(8)는
   폐전선이 운반되는 컨베이어벨트(C1-2)에 접촉되는 해머(82)가 하단에 장착된 로드(83)와, 상기 로드(83)를 상하로 승강작동시키는 액츄에이터(84)를 포함하고,
   상기 타격기(8)의 일측에는 전선가닥분리기(9)가 구비되고,
   상기 전선가닥분리기(9)는
   회전되는 드럼(92)의 외주에 갈퀴(94)가 형성되고, 상기 드럼(92)을 일정 속도로 회전시킨 모터(96)가 포함된 것으로, 회전되는 드럼(92)의 갈퀴(94)가 다발로 된 구리선(W)을 풀어헤쳐서 가닥으로 분리시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자원 재활용 추출장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 가열부는 본체부의 외주면에 형성된 자켓(320)과, 상기 자켓(320)에 연결된 열원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 재활용 추출장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 재생장치(5)는,
   상기 제1차 용해장치(1) 및 제2차 용해장치(2)로부터 회수된 용액이 충진되는 반응조(51);
   상기 반응조(51)에 가열원을 공급하는 보일러(52);
   상기 반응조(51)에서 가열 비등되는 증기를 회수하고, 증기에 포함된 용매를 회수하는 케미칼 회수장치(53);
   상기 반응조(51)에 잔재하는 젤리유를 회수하는 젤리유 회수장치(54)
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 재활용 추출장치.
   

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