KR101554879B1 - 폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치 - Google Patents

Abstract

폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치가 개시된다.본 발명에 따른 폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치는 젤리 통신 폐전선이 수용되는 수용체와, 상기 수용체가 내부에 수용되며 밀폐상태가 되고, 용제 케미컬이 투입되어 폐전선의 젤리성분과 피복제 성분을 용해시키는 반응탱크; 상기 반응탱크에 열원을 공급하는 가열부; 상기 반응탱크에 용제 케미컬을 공급하는 용액공급부; 상기 반응탱크에서 생성된 용제 케미컬 증기를 회수하여 응축시켜 액화시키는 응축부; 상기 응축부에서 액화된 용제 케미컬을 상기 용액공급부로 이송하는 회수부;를 포함하여 이루어진다.
이에 따르면, 젤리 통신 폐전선을 용해조 내에서 가열 용해시켜 구리선만 추출한 후 남은 혼합용액에서 용제만 추출하여 재활용함으로써 환경오염을 줄일 수 있고, 용제 비용을 월등히 절감할수 있는 효과가 있다.

Description

폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치{Waste chemical recovery equipment for the extraction of the resources of the wire}

본 발명은 폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 젤리를 포함하는 폐전선을 재활용 처리하여 피복을 제거한 구리선을 추출한 후 케미컬 용제를 회수하여 재생하도록 하는 폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치에 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.

통신선로에 주로 사용되어왔던 젤리통신선은 설치작업중 훼손 또는 접속부분에 물이나 기타 이물질이 들어감으로써 발생되는 통화접촉불량을 막기 위해 외피(폴리에스테르)내측을 알루미늄박막으로 싸고 있으며, 알루미늄박막의 내부에는 젤리형 물질이 각 구리 세선 사이사이에 투입되어 세선을 서로엉켜붙도록 하고 있으며, 젤리의 성상은 합성유, 미네날오일, 바인더용으로 폴리스티렌계수지, 산화방지제, 유기합성물, 기타의 물질로 이루어져 있다.

젤리 폐통신선은 챠핑(CHOPPING)(전처리, 파쇄, 분쇄, 자석 선별과 비중선별을 거쳐 경사진동체등으로 처리하는 방법)기계에 의하여 처리되고 있으나, 젤리성분중 바인더로 폴리스티렌계통의 수지가 첨가되어 있어 챠핑 과정에서 수지의 부착력 때문에 젤리 폐통신선의 파쇄, 분쇄가 불가능하게되는 문제점이 있었다.

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, 구리선에 피복되어 있던 합성수지(PE)를 녹이는데 사용되는 케미컬 용제를 폐기처분해야 하므로 유지비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 젤리를 포함하는 폐전선을 재생하기 위해, 용해조 내에서 가열 용해시켜 발생된 용제와 피복제의 혼합용액을 분리하여 피복제는 폐기하고 용제만 추출하여 재활용함으로써 환경오염을 줄일 수 있고, 용제 비용을 월등히 절감할수 있도록 한 폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 젤리 통신 폐전선이 수용되는 수용체와, 상기 수용체가 내부에 수용되며 밀폐상태가 되고, 용제 케미컬이 투입되어 폐전선의 젤리성분과 피복제 성분을 용해시키는 반응탱크; 상기 반응탱크에 열원을 공급하는 가열부; 상기 반응탱크에 용제 케미컬을 공급하는 용액공급부; 상기 반응탱크에서 생성된 용제 케미컬 증기를 회수하여 응축시켜 액화시키는 응축부; 상기 응축부에서 액화된 용제 케미컬을 상기 용액공급부로 이송하는 회수부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 가열부는 반응탱크의 외주면 상부에 형성된 상부자켓과, 반응탱크의 외주면 하부에 형성되며 상부자켓과 통하도록 형성된 하부자켓 및 상기 상부자켓에 열원을 공급하는 보일러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보일러에는 상부자켓에 연결되어 열원을 공급하는 열원공급관과, 상기 하부자켓에 연결되어 열교환을 마친 열원을 회수하는 열원회수관이 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 용액공급부는 액상의 용제 케미컬이 저장되는 용액저장조; 상기 용액저장조의 액상의 용제 케미컬을 펌핑시켜 반응탱크에 공급하는 용액펌프; 상기 용액펌프에 일단이 연결되고 타단은 반응탱크의 뚜껑에 연결되어 용제 케미컬이 공급되는 용액공급관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 응축부는 상기 반응탱크의 뚜껑에 일단이 연결되어 증기를 회수하는 증기회수관; 상기 증기회수관의 타단에 연결되어 증기가 순환되는 냉각코일이 내부에 형성된 열교환기; 상기 열교환기에 냉각매체를 공급하여 증기가 액상으로 변화되도록 하는 쿨링장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 쿨링장치는 모터와 팬으로 구성된 송풍기와, 상기 송풍기에서 발생된 바람을 열교환기에 공급하는 덕트로 구성되어, 바람에 의해 증기가 냉각되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 회수부는 상기 응축부와 용액공급부를 연결하는 용액회수관과, 상기 용액회수관에 형성되어 펌핑하는 용액회수펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 젤리 통신 폐전선을 용해조 내에서 가열 용해시켜 구리선만 추출한 후 남은 혼합용액에서 용제만 추출하여 재활용함으로써 환경오염을 줄일 수 있고, 용제 비용을 월등히 절감할수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치를 나타낸 전체 구성도,
도 2는 상기 도 1에서 '반응탱크'를 나타낸 분해사시도,
도 3은 상기 도 1에서 '반응탱크'를 확대한 단면도.

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

하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치를 나타낸 전체 구성도, 도 2는 상기 도 1에서 '반응탱크'를 나타낸 분해사시도, 도 3은 상기 도 1에서 '반응탱크'를 확대한 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치(A)는, 젤리 통신 폐전선이 수용되는 수용체(5)와, 상기 수용체(5)가 내부에 수용되며 밀폐상태가 되고, 용제 케미컬이 투입되어 폐전선의 젤리성분과 피복제 성분을 용해시키는 반응탱크(2); 상기 반응탱크(2)에 열원을 공급하는 가열부(4); 상기 반응탱크(2)에 용제 케미컬을 공급하는 용액공급부(6); 상기 반응탱크(2)에서 생성된 용제 케미컬 증기를 회수하여 응축시켜 액화시키는 응축부(8); 상기 응축부(8)에서 액화된 용제 케미컬을 상기 용액공급부(6)로 이송하는 회수부(10);를 포함하여 구성된다.

상기 반응탱크(2)는 내부에 공간이 형성되고, 상부는 개구되며 뚜껑(3)이 탈착 가능하게 결합되고, 하부는 원추형상으로 이루어지고 그 정점부에는 용액을 배출하도록 배출구(24)가 형성되며, 이 배출구(24)에 용액배출관(22)이 연결된다.

반응탱크(2)의 상단 외주연에 플랜지가 형성되고, 이에 대응하여 뚜껑(3)에도 플랜지가 형성되어 뚜껑(3)을 반응탱크(2)의 개구부에 덮은 후 플랜지에 볼트를 체결하여 밀폐되게 결합된다.

상기 뚜껑(3)은 모터(32)가 상부에 장착되고, 이 모터(32)에 연결되어 반응탱크(2)의 내부에 삽입되는 샤프트(34)로 구성되고, 상기 샤프트(34)의 하단은 수용체(5)에 결합되어 모터(32)의 회전에 의해 수용체(5)가 일정 속도로 회전되도록 하여 폐전선과 용제가 균일하게 혼합되는 역할을 하게 된다.

바람직하게는 모터(32)에는 감속기(미도시)가 연결되어 회전속도를 적정하게 감속시킬 수 있도록 한다.

상기 수용체(5)는 다수의 타공이 형성된 망체로 이루어지며, 상부는 개구되어 있고 상단에 환형 리브(52)가 형성되며, 하부에는 바닥판이 형성된다. 바닥판에도 타공이 형성된다.

수용체(5)는 뚜껑(3)의 플랜지에 환형 리브(52)가 밀착되어 반응탱크(2)의 플랜지 사이에 개재됨으로써 볼트 체결에 의해 동반되어 고정될 수 있다.

상기 가열부(4)는 반응탱크(2)의 외주면 상부에 형성된 상부자켓(42)과, 반응탱크(2)의 외주면 하부에 형성되며 상부자켓(42)과 통하도록 형성된 하부자켓(44) 및 상기 상부자켓(42)에 열원을 공급하는 보일러(46)를 포함하여 구성된다.

보일러(46)는 상기 상부자켓(42)에 연결되어 열원을 공급하는 열원공급관(462)과, 상기 하부자켓(44)에 연결되어 열교환을 마친 열원을 회수하는 열원회수관(464) 및 상기 열원공급관(462)과 열원회수관(464)이 연결되어 반응탱크(2)에 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 용액공급부(6)는 액상의 용제 케미컬이 저장되는 용액저장조(62); 상기 용액저장조(62)의 액상의 용제 케미컬을 펌핑시켜 반응탱크(2)에 공급하는 용액펌프(64); 상기 용액펌프(64)에 일단이 연결되고 타단은 반응탱크(2)의 뚜껑(3)에 연결되어 용제 케미컬이 공급되는 용액공급관(66)을 포함하여 구성된다.

상기 용제 케미컬은 젤리성분과 피복제를 용융시키기 위한 것으로 취급의 위험성이 비교적 낮고 끓는점이 젤리성분 및 피복제 성분보다 낮아 증류에 의해 분리될 수 있다.

일 예로 용제 케미컬은 C9 아로마틱을 사용하며, 끓는점이 130℃이므로 젤리성분 및 피복제 성분의 끓는점이 220℃ 정도이므로 온도 차이에 의해 끓는점이 낮은 용제 케미컬이 먼저 증발됨에 따라 분류가 가능해진다.

상기 응축부(8)는 반응탱크(2)에서 가열되어 증기상태가 된 용제 케미컬을 회수하여 액화시키기 위한 것으로, 상기 반응탱크(2)의 뚜껑(3)에 일단이 연결되어 증기를 회수하는 증기회수관(82); 상기 증기회수관(82)의 타단에 연결되어 증기가 순환되는 냉각코일이 내부에 형성된 열교환기(84); 상기 열교환기(84)에 냉각매체를 공급하여 증기가 액상으로 변화되도록 하는 쿨링장치(86);를 포함하여 구성된다.

상기 쿨링장치(86)는 모터와 팬으로 구성된 송풍기(862)와, 상기 송풍기(862)에서 발생된 냉풍을 덕트(864)를 통해 열교환기(84)에 송기함으로써 열교환기(84)를 통과하는 증기가 냉각되도록 하여 액상의 용제 케미컬로 상변화하게 된다.

상기 회수부(10)는 액화된 용제 케미컬을 회수하여 용액공급부(6)로 공급하기 위한 것으로, 상기 응축부(8)와 용액공급부(6)를 연결하는 용액회수관(102); 상기 용액회수관(102)에 형성되어 펌핑하는 용액회수펌프(104)를 포함하여 구성된다.

회수된 용제 케미컬은 용액저장조(62)에 저장된 후 용액펌프(64)의 구동에 의해 다시 반응탱크(2)로 이송되어 용제로 재사용된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

수용체(5)에 폐전선을 넣은 후 뚜껑(3)을 결합한 후 이 수용체(5)가 결합된 뚜껑(3)을 반응탱크(2)의 내부에 넣고 뚜껑(3)을 반응탱크(2)와 체결하여 밀폐시킨다.

이후 용액펌프(64)를 구동시켜 반응탱크(2)의 내부에 용제 케미컬을 투입한다.

이후 보일러(46)를 가동시켜 열원이 상부자켓(42)을 경유하여 하부자켓(44)으로 순환되도록 함으로써 반응탱크(2)가 적정한 온도로 가열되도록 한다.

이후 모터(32)를 구동시켜 수용체(5)가 일정 속도로 회전되도록 하고, 교반 모드는 연속 또는 간헐적인 모드를 번갈아가면서 수행한다.

이후 일정 시간동안 가열 상태에서 교반을 반복하면서 젤리와 피복제가 용제 케미컬에 의해 충분히 용해되어 혼합용액이 생성되도록 한다.

이렇게 가열 용해가 이루어지는 동안 용제는 증발되어 기체 상태로 변한 후 증기회수관(82)을 통해 응축부(8)로 회수된 후 액상으로 상변화되어 다시 용액저장조(62)로 회수된다.

힌? 충분히 용해가 완료된 후에는 반응탱크(2)의 하부 배출구(24)를 개방시켜 혼합용액을 용액배출관(22)으로 배출시킨다.

용액배출관(22)으로 배출되는 혼합용액은 펌프(92)의 구동에 의해 분리기(9)로 회수되고, 분리기(9)에서 점성이 높은 용액과 낮은 용액으로 분리된 후 점성이 낮은 용액은 다시 반응탱크(2)로 회수된다.

상기 점성이 낮은 용액은 용제 케미컬 성분이 많이 함유되어 있으므로 이를 다시 재순화시켜 용제 역할을 하도록 하여 용제 사용량을 절감하는데 일조하도록 한다.

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.

2 ; 반응탱크 3 ; 뚜껑
4 : 가열부 5 : 수용체
6 : 용액공급부 8 : 응축부
9 ; 분리기 10 : 회수부
22 : 용액배출관 24 : 배출구
42 : 상부자켓 44 : 하부자켓
46 : 보일러 62 ; 용액저장조
64 ; 용액펌프 66 : 용액공급관
82 : 증기회수관 84 : 열교환기
86 : 쿨링장치 102 ; 용액회수관
104 : 용액회수펌프

Claims (11)

1. 젤리 통신 폐전선이 수용되는 수용체와, 상기 수용체가 내부에 수용되며 밀폐상태가 되고, 용제 케미컬이 투입되어 폐전선의 젤리성분과 피복제 성분을 용해시키는 반응탱크;
   상기 반응탱크에 열원을 공급하는 가열부;
   상기 반응탱크에 용제 케미컬을 공급하는 용액공급부;
   상기 반응탱크에서 생성된 용제 케미컬 증기를 회수하여 응축시켜 액화시키는 응축부;
   상기 응축부에서 액화된 용제 케미컬을 상기 용액공급부로 이송하는 회수부;를 포함하고,
   상기 가열부는
   반응탱크의 외주면 상부에 형성된 상부자켓과,
   반응탱크의 외주면 하부에 형성되며 상부자켓과 통하도록 형성된 하부자켓 및
   상기 상부자켓에 열원을 공급하는 보일러를 포함하며,
   상기 보일러에는 상부자켓에 연결되어 열원을 공급하는 열원공급관과, 상기 하부자켓에 연결되어 열교환을 마친 열원을 회수하는 열원회수관이 연결되는 것이며,
   상기 용액공급부는
   액상의 용제 케미컬이 저장되는 용액저장조;
   상기 용액저장조의 액상의 용제 케미컬을 펌핑시켜 반응탱크에 공급하는 용액펌프;
   상기 용액펌프에 일단이 연결되고 타단은 반응탱크에 연결되어 용제 케미컬이 공급되는 용액공급관;을 포함하고,
   상기 응축부는
   상기 반응탱크에 일단이 연결되어 증기를 회수하는 증기회수관;
   상기 증기회수관의 타단에 연결되어 증기가 순환되는 냉각코일이 내부에 형성된 열교환기;
   상기 열교환기에 냉각매체를 공급하여 증기가 액상으로 변화되도록 하는 쿨링장치;를 포함하며,
   상기 쿨링장치는 모터와 팬으로 구성된 송풍기와, 상기 송풍기에서 발생된 바람을 열교환기에 공급하는 덕트로 구성되어, 바람에 의해 증기가 냉각되도록 하고,
   상기 반응탱크는
   내부에 공간이 형성되고, 상부는 개구되며 뚜껑이 탈착 가능하게 결합되고, 하부에는 용액을 배출하도록 배출구가 형성되며, 상기 배출구에 용액배출관이 연결되고,
   상기 반응탱크의 상단 외주연에 플랜지가 형성되고, 상기 뚜껑에도 플랜지가 형성되어 뚜껑을 반응탱크의 개구부에 덮은 후 각각의 플랜지에 볼트를 체결하여 밀폐되게 결합되도록 한 것이며,
   상기 뚜껑은 모터가 상부에 장착되고, 상기 모터에 연결되어 반응탱크의 내부에 삽입되는 샤프트를 포함하고,
   상기 샤프트의 하단은 수용체에 결합되어 이루어진 것으로,
   상기 모터의 회전에 의해 수용체가 회전되도록 하고,
   상기 수용체는 다수의 타공이 형성된 망체로 이루어지며, 상부는 개구되어 있고 상단에 환형 리브가 형성되며, 하부에는 바닥판이 형성되어 이루어진 것이며,
   상기 수용체는 뚜껑의 플랜지에 환형 리브가 밀착되어 반응탱크의 플랜지 사이에 개재되어 상기 볼트 체결에 동반되어 고정되는 것을 특징으로 하는 폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 회수부는
   상기 응축부와 용액공급부를 연결하는 용액회수관;
   상기 용액회수관에 형성되어 펌핑하는 용액회수펌프;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1항에 있어서,
    상기 용액배출관으로 배출되는 혼합용액이 회수되는 분리기가 포함되고,
    상기 분리기에서 분리된 일부 용액이 반응탱크로 회수되도록 한 것을 특징으로 하는 폐전선의 자원 추출용 케미컬 회수장치.

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