KR101555282B1

KR101555282B1 - 재생오일 생산장치용 폐원료 가열장치

Info

Publication number: KR101555282B1
Application number: KR1020140003458A
Authority: KR
Inventors: 이강열; 이범구; 이창렬
Original assignee: 에코플랜트 주식회사
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2015-09-23
Also published as: WO2015105258A1; KR20150083653A

Abstract

본 발명의 폐원료 가열장치는, 폐원료가 유입되는 폐원료투입공과, 폐원료로부터 가스가 증발된 후 생성된 슬러지를 외부로 배출시키는 슬러지배출구와, 가스를 열교환기 측으로 배출시키는 열교환기연결구가 각각 형성된 단열케이싱과; 상기 단열케이싱 내부에 상하로 일정간격 이격되게 배치되며 상기 폐원료가 용융되는 온도로 가열되는 상부열판 및 하부열판과; 상기 상부열판 및 상기 하부열판을 따라 일정속도로 이동되는 한 쌍의 이송체인과; 상기 한 쌍의 이송체인에 가로방향으로 결합되어 상기 이송체인과 함께 이동하며 상기 상부열판 및 상기 하부열판 상에 적재된 상기 폐원료에 이송압을 인가하는 복수개의 이송핑거를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

재생오일 생산장치용 폐원료 가열장치{WASTE MATERIAL HEATING APPARATUS FOR RECOVERING PYROLYSIS OIL}

본 발명은 폐원료 가열장치에 관한 것으로서, 보다 자세히는 재생오일 생산장치에 결합되어 사용되는 폐원료 가열장치에 관한 것이다.

최근에 에너지 고갈 문제가 대두됨에 따라 재생 에너지에 대한 연구가 증가하고 있다. 이 중 하나로 폐플라스틱, 폐타이어, 폐목재 등의 탄소계 폐원료를 열분해하여 재생오일을 생산하는 방법이 연구되고 있다.

폐원료를 이용한 재생오일 생산방법은 등록특허 제10-1125844호 "폐플라스틱으로부터 재생연료유를 생산하는 회분식 공정의 연속공정화 방법"에 개시된 바 있다.

여기서, 폐원료를 통해 재생오일을 생산하기 위해서는 폐원료를 가열하여 가스화시켜 증발시키는 과정이 요구된다. 그런데, 폐원료를 이송함과 동시에 열을 가하여 가스를 증발시키는 구성이 복잡하고, 작업 시간이 길어 작업수율이 저하되는 한계가 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 폐원료를 가열하는 가열부에 폐원료를 이송하는 이송핑거를 결합시켜 폐원료의 이송효율을 높이고 열전달 및 용융속도를 향상시킬 수 있는 폐원료 가열장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 폐원료 가열장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 폐원료 가열장치는, 폐원료가 유입되는 페원료투입공과, 폐원료가 가스화 되어 증발된 후 생성된 슬러지를 외부로 배출시키는 슬러지배출구와, 가스를 열교환기 측으로 배출시키는 열교환기연결구가 각각 형성된 단열케이싱과; 상기 단열케이싱 내부에 상하로 일정간격 이격되게 배치되며 상기 폐원료가 용융되는 온도로 가열되는 상부열판 및 하부열판과; 상기 상부열판 및 상기 하부열판을 따라 일정속도로 이동되는 한 쌍의 이송체인과; 상기 한 쌍의 이송체인에 가로방향으로 결합되어 상기 이송체인과 함께 이동하며 상기 상부열판 및 상기 하부열판 상에 적재된 상기 폐원료에 이송압을 인가하는 복수개의 이송핑거를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 한 쌍의 이송체인의 길이방향을 따라 일정 간격으로 가로방향으로 결합된 핑거축과; 상기 이송핑거는 상기 핑거축으로부터 하부방향으로 수직하게 연장형성되며 상기 상부열판 및 상기 하부열판과 접촉되지 않는 길이로 형성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 상부열판은 상기 하부열판에 비해 길이가 짧게 형성되고, 상기 상부열판과 상기 하부열판 사이의 길이차에 의해 형성되는 이격공간으로 상기 핑거축에 의해 상기 상부열판을 따라 이송된 폐원료가 상기 하부열판으로 낙하된다.

본 발명에 따른 가열장치는 상부열판과 하부열판을 따라 폐원료가 이송되므로, 열원과 접촉되는 시간과 면적이 길어져 증발가스의 양이 증가하게 된다. 이 때, 이송핑거가 폐원료를 강제로 이송하므로 시간당 300-500Kg정도의 폐원료를 처리할 수 있다. 따라서, 재생오일의 수율이 증가될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가열부가 장착되어 사용되는 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치의 구성을 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 가열부의 구성을 도시한 사시도,
도 3은 가열부의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 4는 가열부에서 단열케이싱을 제거한 구성을 도시한 사시도,
도 5는 가열부의 동작과정을 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 가열장치(100)가 장착되어 사용되는 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치(1)의 개략적인 구조를 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치(1)는 폐원료(A)에 열을 가하여 폐원료(A)로부터 가스가 증발되도록 하는 가열부(100)와, 가열부(100)로 폐원료(A)를 공급하는 폐원료투입부(200)와, 폐원료투입부(200)와 가열부(100) 사이에 배치되어 폐원료(A)를 예열하는 예열부(300)와, 가열부(100)에서 가스가 증발된 후 잔류하는 슬러지를 회수하는 슬러지회수부(400)와, 가열부(100)로부터 발생된 증발가스를 응축시켜 재생오일을 생성하는 열교환부(500)와, 열교환부(500)의 하부에 연결되어 재생오일을 수용하는 오일저장함(600)을 포함한다.

도 2는 본 발명에 따른 가열장치(100)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 가열장치(100)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.

가열장치(100)는 폐원료를 가열하여 폐원료로부터 가스를 증발시킨다. 가열장치(100)에서 생성된 증발가스는 열교환부(500)에서 응축되어 재생오일로 형성된다. 폐원료(A)로부터 증발가스가 발생되기 위해 가열장치(100)는 통상 400~500℃ 범위로 가열된다.

가열장치(100)는 외기와의 접촉이 차단된 상태에서 내부의 단열을 유지하는 단열케이싱(110)과, 단열케이싱(110) 내부에 수용되는 상부열판(140a) 및 하부열판(140b)과, 상부열판(140a)과 하부열판(140b)을 따라 이동되며 폐원료(A)를 이송시키는 이송체인부(130)를 포함한다.

단열케이싱(110)은 내부가 폐원료(A)가 증발될 수 있는 온도조건이 유지될 수 있도록 한다. 또한, 단열케이싱(110)은 외부의 공기가 내부로 유입되어 폐원료(A)와 반응하는 것이 차단되도록 기밀이 유지된다. 단열케이싱(110)에는 폐원료(A)를 공급받는 폐원료투입공(111)과, 열교환부(500)와 연결되는 열교환기연결구(113)과, 슬러지(A1)를 외부로 배출시키는 슬러지배출구(115)가 각각 형성된다.

이 때, 폐원료투입공(111)과 슬러지배출구(115)는 상하로 배치되고, 열교환기연결구(113)는 폐원료투입공(111)과 대향되는 방향에 배치된다.

단열케이싱(110) 내부에는 한 쌍의 지지프레임(120)이 수직하게 배치된다. 한 쌍의 지지프레임(120)에 가로방향으로 상부열판(140a)과 하부열판(140b)이 결합된다. 그리고, 상부열판(140a)과 하부열판(140b)을 따라 이송체인부(130)가 이동되도록 지지프레임(120)에 결합된다.

이송체인부(130)는 상부열판(140a)과 하부열판(140b)을 순환하는 순환경로를 따라 이동하는 한 쌍의 이송체인(131)과, 이송체인(131)이 이동되도록 이송체인(131)의 양단부를 지지하는 이송기어(133)와, 이송체인(131)에 결합되어 폐원료(A)를 이송시키는 이송핑거(135)를 포함한다.

이송기어(133)는 상부열판(140a)과 하부열판(140b)의 길이차이에 의해 발생되는 양단부의 여백공간에 배치된다. 이송기어(133)는 체인구동모터(137)에 의해 회전된다. 이송체인(131)은 이송기어(133)에 양단부가 결합된 상태로 이송기어(133)의 회전에 연동하여 이동된다.

이송체인(131)의 이송방향에 가로방향으로 복수개의 핑거축(135a)이 결합된다. 그리고, 핑거축(135a)의 하부로 일정길이의 이송핑거(135)가 연장형성된다. 이송핑거(135)는 핑거축(135a)에 고정결합되어 이송체인(131)의 이동에 연동하여 이동된다. 이송핑거(135)는 상부열판(140a) 및 하부열판(140b)에 접촉되지 않지만 미세크기의 폐원료(A)와 접촉될 수 있는 길이로 형성된다.

이에 따라 이송핑거(135)가 이송체인(131)과 함께 이동될 때 이송핑거(135)의 하부가 도 5에 도시된 바와 같이 폐원료(A)를 접촉가압하게 되며 폐원료(A)에 이송압을 인가한다. 이송핑거(135)와 함께 폐원료(A)가 상부열판(140a)과 하부열판(140b) 표면을 따라 이동된다. 이 과정에서 상부열판(140a)과 하부열판(140b)의 열을 전달받아 가열되고, 폐원료(A)로부터 가스가 증발된다.

상부열판(140a)과 하부열판(140b)은 서로 일정간격 이격되게 단열케이싱(110) 내부에 상하로 배치된다. 상부열판(140a)과 하부열판(140b)은 히터(150)에 의해 가열되어 폐원료(A)가 증발될 수 있는 온도조건을 유지한다. 상부열판(140a)과 하부열판(140b)은 지지프레임(120)에 위치가 고정된다.

상부열판(140a)은 하부열판(140b)에 비해 길이가 짧게 형성되어 상부열판(140a)의 일단부로 이동된 폐원료(A)가 하부열판(140b)으로 낙하되도록 한다. 폐원료(A)는 상부열판(140a)을 따라 이동된 후 하부열판(140b)으로 낙하되어 다시 하부열판(140b)을 따라 이동하게 된다. 이 과정에서 상부열판(140a) 및 하부열판(140b)과 접촉되며 가열되어 가스가 증발된다. 가스가 증발된 후 잔류되는 슬러지(A1)는 하부열판(140b)의 단부에 형성된 슬러지배출구(115)를 통해 슬러지회수부(미도시)로 이동된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 가열장치(100)의 동작과정을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

자동화 설비에 의해 분쇄기(미도시)에서 미세 크기로 분쇄된 폐원료(A)가 도 1에 도시된 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치(1)의 폐원료투입부(200)로 공급된다. 진공압형성부(230)에 의해 감압되어 진공상태를 유지하는 투입호퍼(210) 내부로 폐원료투입관(220)을 통해 폐원료(A)가 투입된다.

폐원료(A)는 폐원료유입관(미도시)을 통해 예열부(300)의 내부관(미도시)으로 유입된다. 폐원료(A)는 이송스크류(330)의 회전에 의해 내부관(미도시)을 따라 점차 이동되며 내열된다. 예열된 폐원료(A)는 폐원료배출관(323)을 통해 가열부(100)의 상부열판(140a)으로 공급된다. 상부열판(140a)의 일단에 투입된 폐원료(A)는 이송체인(131)을 따라 이동되는 복수개의 이송핑거(135)에 의해 가압되어 점차 상부열판(140a)을 따라 이동된다.

폐원료(A)는 상부열판(140a)을 따라 이동되며 상부열판(140a)의 고온을 전달받아 가열되고, 가스(G)가 증발된다. 가스(G)의 증발에 따라 폐원료(A)의 크기는 점차 작아지고, 도 4에 도시된 바와 같이 상부열판(140a)의 끝단에서 낙하되어 하부열판(140b)으로 공급된다.

계속되는 이송체인(131)의 이동과 이송핑거(135)에 의해 폐원료(A)는 하부열판(140b)의 타측단부로 이동되고, 계속하여 가스가 증발된다. 단열케이싱(110) 내부에 발생된 증발가스는 열교환부(500)로 이동된다.

열교환부(500) 내부에서 가열부(100)에서 발생된 증발가스의 80~90%가 재생오일로 응축된다. 그리고, 응축이 되지 않은 잔류가스는 가스배출관(540)을 통해 외부로 배출된다. 한편, 생성된 재생오일은 오일배출관(550)을 통해 이동되어 오일저장함(600)에 수용된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 가열장치는 상부열판과 하부열판을 따라 폐원료가 이송되므로, 열원과 접촉되는 시간과 면적이 길어져 증발가스의 양이 증가하게 된다. 이 때, 이송핑거가 폐원료를 강제로 이송하므로 시간당 300-500Kg정도의 폐원료를 처리할 수 있다. 따라서, 재생오일의 수율이 증가될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 가열장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 페원료 가열장치 110 : 단열케이싱
111 : 폐원료투입공 113 : 열교환기연결구
115 : 슬러지배출구 120 : 지지프레임
130 : 이송체인부 131 : 이송체인
133 : 이송기어 135 : 이송핑거
135a : 핑거축 137 : 체인구동모터
140 : 열판 150 : 히터

Claims

폐원료가 유입되는 페원료투입공과, 폐원료가 가스화된 후 생성된 슬러지를 외부로 배출시키는 슬러지배출구와, 가스를 열교환기 측으로 배출시키는 열교환기연결구가 각각 형성된 단열케이싱과;
상기 단열케이싱 내부에 상하로 일정간격 이격되게 배치되며 상기 폐원료가 용융되는 온도로 가열되는 상부열판 및 하부열판과;
상기 상부열판 및 상기 하부열판을 따라 일정속도로 이동되는 한 쌍의 이송체인과;
상기 한 쌍의 이송체인에 가로방향으로 결합되어 상기 이송체인과 함께 이동하며 상기 상부열판 및 상기 하부열판 상에 적재된 상기 폐원료에 이송압을 인가하는 복수개의 이송핑거를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐원료 가열장치.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 이송체인의 길이방향을 따라 일정 간격으로 가로방향으로 결합된 핑거축과;
상기 이송핑거는 상기 핑거축으로부터 하부방향으로 수직하게 연장형성되며 상기 상부열판 및 상기 하부열판과 접촉되지 않는 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 폐원료 가열장치.
제2항에 있어서,
상기 상부열판은 상기 하부열판에 비해 길이가 짧게 형성되고,
상기 상부열판과 상기 하부열판 사이의 길이차에 의해 형성되는 이격공간으로 상기 핑거축에 의해 상기 상부열판을 따라 이송된 폐원료가 상기 하부열판으로 낙하되는 것을 특징으로 하는 폐원료 가열장치.