KR101565544B1

KR101565544B1 - 복수 개의 열교환부를 구비한 폐원료 이용 재생오일 생산장치

Info

Publication number: KR101565544B1
Application number: KR1020140003460A
Authority: KR
Inventors: 이강열; 이범구; 이창렬
Original assignee: 에코플랜트 주식회사
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2015-11-03
Also published as: KR20150083654A

Abstract

본 발명은 재생오일 생산장치에 관한 것으로서, 탄소계 폐원료가 투입되는 폐원료투입부와; 상기 폐원료투입부로부터 공급된 폐원료에 열을 가하며 이송하여 상기 폐원료가 증발되며 증발가스가 발생되도록 하는 가열부와; 상기 가열부의 하부에 배치되어 상기 가열부에서 가스의 증발 후 잔류하는 슬러지를 냉각하여 회수하는 슬러지 회수부와; 상기 가열부에서 발생된 증발가스를 응축시켜 재생오일을 형성하는 복수개의 열교환부와; 상기 열교환부의 하부에서 상기 재생오일을 공급받아 저장하는 오일저장함을 포함하며, 상기 가열부는, 단열을 유지하는 단열케이싱과; 상기 단열케이싱 내부에 상하로 일정간격 이격되게 배치되며 상기 폐원료가 증발되도록 열을 가하는 상부열판 및 하부열판과; 상기 상부열판 및 상기 하부열판을 따라 일정속도로 이동되는 이송체인과; 상기 이송체인에 결합되어 함께 이동하며 상기 상부열판 및 상기 하부열판 상에 배치된 상기 폐원료에 이송압을 인가하는 복수개의 이송핑거를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

복수 개의 열교환부를 구비한 폐원료 이용 재생오일 생산장치{PYROLYSIS OIL RECOVERY APPARATUS USING WASTE MATERIAL WITH PLURAL HEAT EXCHANGER}

본 발명은 재생오일 생산장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수 개의 열교환부를 구비한 것으로, 탄소계 폐원료로부터 재생오일을 생산하는 장치에 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.

개시된 바와 같은 종래 재생오일 생산방법은 각 단계를 진행하는 장치가 독립적으로 형성된다. 이에 따라 원료의 투입 및 용융, 반응, 반응기 냉각 및 잔재물 배출 과정에 걸리는 시간이 길어 하루에 2회 이상 운전하기 어려운 제약이 있다. 또한, 원료의 투입, 잔재물의 배출 등에서 대부분 작업을 인력에 의존하고, 먼지의 발생, 악취의 발생 등 작업환경이 열악해지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 전체 공정을 연속화한 일체화된 장비를 통해 수행할 수 있는 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 폐원료를 가열하는 가열부에 폐원료를 이송하는 이송핑거를 결합시켜 폐원료의 이송효율을 높이고 열전달 및 용융속도를 향상시킬 수 있는 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 폐원료의 용융 후 발생되는 폐찌꺼기와 응축되지 않은 폐가스를 밀페상태에서 수거하여 환경오염 문제를 해결하고 작업장을 깨끗이 할 수 있는 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 복수개의 열교환부를 이용해 비중이 서로 다른 오일을 순차적으로 생산하여 폐원료의 오일 수율을 70-90%정도 까지 끌어올릴 수 있는 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치를 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 탄소계 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 재생오일 생산장치는, 탄소계 폐원료가 투입되는 폐원료투입부와; 상기 폐원료투입부로부터 공급된 폐원료에 열을 가하며 이송하여 상기 폐원료를 가스화시켜 증발가스가 발생되도록 하는 가열부와; 상기 가열부의 하부에 배치되어 상기 가열부에서 가스의 증발 후 잔류하는 슬러지를 냉각하여 회수하는 슬러지 회수부와; 상기 가열부에서 발생된 증발가스를 응축시켜 재생오일을 형성하는 복수개의 열교환부와; 상기 열교환부의 하부에서 상기 재생오일을 공급받아 저장하는 오일저장함을 포함하며, 상기 가열부는, 단열을 유지하는 단열케이싱과; 상기 단열케이싱 내부에 상하로 일정간격 이격되게 배치되며 상기 폐원료가 증발되도록 열을 가하는 상부열판 및 하부열판과; 상기 상부열판 및 상기 하부열판을 따라 일정속도로 이동되는 이송체인과; 상기 이송체인에 결합되어 함께 이동하며 상기 상부열판 및 상기 하부열판 상에 배치된 상기 폐원료에 이송압을 인가하는 복수개의 이송핑거를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 가열부는, 단열을 유지하는 단열케이싱과; 상기 단열케이싱 내부에 상하로 일정간격 이격되게 배치되며 상기 폐원료가 증발되도록 열을 가하는 상부열판 및 하부열판과; 상기 상부열판 및 상기 하부열판을 따라 일정속도로 이동되는 이송체인과; 상기 이송체인에 결합되어 함께 이동하며 상기 상부열판 및 상기 하부열판 상에 배치된 상기 폐원료에 이송압을 인가하는 복수개의 이송핑거를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 복수개의 열교환부 중 상기 가열부의 선단에 결합된 제1열교환부는 비중이 무거운 헤비오일을 추출하고, 상기 제1열교환부의 후단에 결합된 제2열교환부는 상기 제1열교환부를 경유한 용융가스로부터 비중이 가벼운 라이트오일을 추출한다.

일 실시예에 따르면, 상기 폐원료투입부는 진공압이 형성되어 상기 폐원료와 외기의 혼합이 방지된다.

일 실시예에 따르면, 상기 가열부와 상기 제1열교환부를 연결하여 상기 용융가스를 상기 열교환부로 공급하는 가스유입관을 더 포함하며, 상기 가스유입관에는 상기 가스유입관으로 유입되는 증발가스가 응축되는 것을 방지하도록 상기 가스유입관을 일정온도로 유지시키는 히팅코일이 결합된다.

일 실시예에 따르면, 상기 가스유입관과 상기 가열부의 결합영역에는 상기 폐원료로부터 발생된 분진이 상기 가스유입관으로 유입되는 것을 차단하는 분진유입방지필터가 결합된다.

본 발명에 따른 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치는 모든 공정이 연속화되어 진행되는 일체화된 장비로 이루어져 재생오일 생산시간을 단축시킬 수 있다. 이에 의해 재생오일 수율을 높일 수 있다.

또한, 가열부에서 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.

또한, 전체 장비가 기밀이 유지되므로 외기와 폐원료가 혼합되지 않아 불필요한 물과 이산화탄소의 생성을 방지하여 재생오일 수율일 높일 수 있다.

또한, 가스유입관에 분진유입방지필터를 설치하여 가열부의 분진이 열교환부 측으로 이동되는 것을 차단할 수 있다.

또한, 복수개의 열교환부를 이용해 먼저 비중이 무거운 헤비오일을 응축시켜 생성하고, 여기에서 응축되지 않은 잔류가스로부터 비중이 가벼운 헤비오일을 다시 응축시켜 생성한다. 이에 의해 오일 수율을 70-90%까지 끌어올릴 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치의 전체 구성을 도시한 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치의 전체 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치의 가열부의 구성을 도시한 사시도,
도 4는 가열부의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
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 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치(1)의 전체 구성을도시한 측면도이고, 도 2는 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치(1)의 구성을 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 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, 가열부(100)에서 가스가 증발된 후 잔류하는 슬러지를 회수하는 슬러지회수부(400)와, 가열부(100)로부터 발생된 증발가스를 응축시켜 재생오일을 생성하는 복수개의 열교환부(500,500a)와, 열교환부(500,500a)의 하부에 연결되어 재생오일을 수용하는 오일저장함(600,600a)을 포함한다.

본 발명에 따른 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치(1)는 진공 열분해를 이용하여 재생오일을 생산한다. 진공 열분해(Vacuum pyrolysis)는 바이오메스 뿐만 아니라 고무, 플라스틱, 오니 등과 같은 폐기물들을 유용한 물질, 즉 바이오 오일, 바이오 가스, 바이오 차르 등으로 재생할 수 있다.

진공 열분해가 진행되는 중에 원료는 진공 상태에서 열분해 된다. 진공 열분해 시, 복잡한 중합체의 구조를 가지는 고분자 유기물들은 가열부(100)에서 가열될 때 분해되어 오일 성분의 휘발액으로 변하게 된다. 오일 성분의 휘발액은 감압펌프에 의해 형성된 감압(15-20kPa의 압력)에 의해 빠르게 열교환부(500)로 이송된다. 열교환부(500)로 이송된 후, 휘발액은 응축되는데, 이를 통해 오일이 응축되어 최종 회수된다. 감압을 이용해서 휘발액(증기)을 빠르게 제거하면 고분자들이 가열부(100)에 머무르는 시간을 감소시킴으로 분해, 재중합, 재응결 등과 같은 2차 분해 반응을 줄일 수 있다.

한편, 진공 열분해의 반응은 진공을 건 상태에서 열분해 반응을 수행하는 것인데, 일반적으로 400-550C의 온도에서 수행되며, 외기와 차단된 진공 상태에서 열분해를 할 경우, 목적물질인 오일 외에 물 등의 부수 물질 생성을 막을 수 있다.

한편, 본 발명은 가열부(100)에 구비되어 폐원료(A)를 이송하는 이송핑거(135)의 구조를 특징으로 하기 때문에, 상기에서 기재한 진공열분해에 관한 사항 외의 구체적인 설명은 공지기술을 참조하기로 한다.

여기서, 본 발명에 따른 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치(1)에 사용되는 폐원료(A)는 탄소를 함유하는 모든 원료를 포함한다. 즉, 폐플라스틱, 폐타이어, 폐목재 등 일 수 있다.

폐원료(A)는 분쇄기(미도시)에서 미세한 크기로 분쇄된 후 원료투입관(220)으로 공급된다. 원료투입관(220)으로 투입되는 폐원료(A)는 통상 50㎛~200㎛ 크기 범위로 분쇄된다.

가열부(100)는 폐원료투입부(200)로부터 공급받은 폐원료(A)에 열을 가하여 폐원료(A)로부터 증발가스가 발생되도록 한다. 폐원료(A)로부터 증발가스가 발생되기 위해 가열부(100)는 통상 400~500℃ 범위로 가열된다.

도 3은 가열부(100)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 4는 가열부(100)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이고, 도 5는 가열부(100)의 동작과정을 도시한 예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이 가열부(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 원료투입부(200)로부터 폐원료(A)를 공급받는 폐원료투입공(111)과, 열교환부(500)의 가스유입관(530)과 연결되는 열교환기연결구(113)과, 슬러지유입관(430)과 연결되는 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(400)로 이동된다.

폐원료투입부(200)는 분쇄부(미도시)에서 미세크기로 분쇄된 폐원료(A)를 가열부(100)로 공급한다. 폐원료투입부(200)는 폐원료(A)의 공급시에 외부 공기가 내부로 투입되는 것이 방지되도록 진공상태가 유지된다. 이를 위해 폐원료투입부(200)는 투입호퍼(210)와, 투입호퍼(210)의 상부에 결합되어 폐원료를 투입하는 폐원료투입관(220)과, 투입호퍼(210) 내부를 감압하여 진공을 형성하는 진공압형성부(230)를 포함한다.

여기서, 폐원료투입부(200)를 진공상태로 유지하는 것은 외부 공기가 내부로 유입된 후 가열부(100)에서 발생된 증기가스와 공기와 반응하여 물과 이산화탄소가 생성되는 것을 원천적으로 차단하기 위함이다. 증기가스와 공기가 반응하여 물과 이산화탄소가 생성되면 이산화탄소는 응축되지 않고 배출되고 물이 증기가스와 함께 열교환부(500)로 이동되어 재생오일에 함유되므로 재생오일의 수율과 발열량을 감소시킨다.

따라서, 폐원료투입부(200) 뿐만 아니라 가열부(100)도 기밀상태가 유지되도록 구비된다.

한편, 투입호퍼(210)의 하부와 상부에는 폐원료의 투입여부에 따라 작동하는 하부개폐밸브(240)와 상부개폐밸브(250)가 각각 구비된다. 하부개폐밸브(240)는 투입호퍼(210) 측의 폐원료가 모두 가열부(100) 측으로 이송되면 투입호퍼(210)의 하부를 닫는다. 이에 의해 가열부(100) 측으로 공기가 유입되는 것을 차단한다.

또한, 상부개폐밸브(250)도 폐원료가 투입호퍼(210) 내부로 유입될 때만 개방되고, 폐원료의 공급이 완료되면 투입호퍼(210)의 상부를 닫는다. 이에 의해 공기가 투입호퍼(210)로 유입되는 것을 차단한다.

이 때, 투입호퍼(210)의 상부에는 필터(260)가 구비된다. 필터(260)는 진공압에 의해 폐원료를 석션하여 공급하면, 폐원료와 함께 분진이 발생되는데 이것을 걸러준다. 필터(260)는 투입호퍼(210)의 형상에 대응되게 구비되어 투입호퍼(210)의 내벽면과 가운데영역을 커버하도록 형성된다.

슬러지회수부(400)는 가열부(100)에서 가스가 증발한 후 잔류하는 슬러지(A1)를 회수한다. 도 5에 도시된 바와 같이 상부열판(140a)과 하부열판(140b)과 접촉하며 가열된 폐원료(A)로부터 가스가 증발되고 폐원료(A)는 숯과 같은 슬러지 상태로 변화된다. 슬러지(A1)는 하부열판(140b)을 따라 이동된 후 슬러지배출구(115)를 통해 슬러지회수부(400)로 이동된다.

슬러지회수부(400)는 슬러지(A1)를 냉각하는 형태로 구비된다. 즉, 슬러지회수부(400)는 이중관 형태를 가지며 회수내부관(420)을 따라 슬러지(A1)가 이동된다. 이 때, 회수내부관(420)에는 이송스크류가 구비된다. 회수외부관(410)과 회수내부관(420) 사이의 공간을 따라 냉각부(470)에서 발생된 냉기가 이동하며 슬러지(A1)를 냉각한다.

냉각된 슬러지(A1)는 슬러지배출관(440)을 통해 슬러지회수함(450)으로 공급된다. 슬러지회수함(450)도 기밀이 유지되게 형성되어, 주변 환경이 오염되는 것을 방지한다.

열교환부(500,500a)는 가열부(100)에서 발생된 증발가스를 응축시켜 재생오일을 생성한다. 제1열교환부(500)와 제2열교환부(500a)는 순차적으로 배치된다. 가열부(100)로부터 이동된 증발가스(G)는 제1열교환부(500)에서 1차적으로 열교환에 의해 응축되어 비중이 무거운 헤비오일이 먼저 생성된다. 그리고, 제1열교환부(500)에서 응축되지 않은 잔여가스가 제2열교환부(500a)로 이동되고 2차 열교환에 의해 응축되어 라이트오일이 생성된다.

제1열교환부(500)와 제2열교환부(500a)는 서로 동일한 구조를 갖게 형성된다. 다만, 내부의 온도조건은 상이하게 설정될 수 있다. 제1열교환부(500)와 제2열교환부(500a)는 연결관(570)에 의해 연결되어 잔여가스가 이동된다.

열교환부(500)는 증발가스가 유동되는 열교환본체(510)와, 열교환본체(510)를 냉각하는 칠러(520)와, 열교환본체(510)와 가열부(100)를 연결하는 가스유입관(530)과, 열교환본체(510) 내부에서 응축되지 않은 잔류가스를 제2열교환부(500a)로 공급하는 연결관(570)과, 열교환본체(510)의 하부에 구비되어 재생오일을 배출하는 오일배출관(550)과, 가열부(100)로부터 열교환부(500)로 증발가스가 유입되도록 압력을 인가하는 가스석션관(540)을 포함한다.

열교환본체(510)는 증발가스가 유동될 수 있는 체적을 갖도록 형성된다. 칠러(520)는 열교환본체(510) 외부에 결합되어 열교환본체(510)를 증발가스가 응축될 수 있는 온도조건으로 냉각한다.

증발가스는 열교환본체(510) 내부에서 저온의 온도조건과 접하며 응축되고 재생오일이 생성된다. 그리고, 재생오일은 비중에 의해 하부로 낙하되어 오일배출관(550)으로 배출된다. 그리고, 오일저장함(600)에 수용된다.

한편, 가스유입관(530)은 가열부(100)와 열교환본체(510) 사이의 온도 차이에 의해 결로가 발생될 수 있다. 이에 따라 가스유입관(530)은 증발가스의 결로가 발생되지 않는 온도조건을 유지해야 한다. 이를 위해 가스유입관(530) 내부에는 히팅코일(미도시)이 결합되어 결로가 발생되지 않도록 100℃ 내외의 온도가 유지되도록 한다.

또한, 가스유입관(530)과 가열부(100)의 결합영역에는 가열부(100) 내부에서 이송되는 폐원료(A)에서 발생된 분진이 가스유입관(530)으로 유입되는 것을 차단하기 위한 분진유입방지필터(533)가 구비된다. 분진유입방지필터(533)에 의해 분진이 가스유입관(530)을 통해 열교환부(500)로 이동되는 것이 차단된다.

제2열교환부(500a)는 열교환부(500)와 동일한 구성을 갖도록 형성된다. 다만 2차 열교환에 의해서도 응축되지 않는 최종 잔여가스는 가스배출관(540)을 통해 외부로 배출된다.

가스석션관(540)은 석션펌프(560)와 연결되어 증발가스에 강제흐름을 형성시킨다. 석션펌프(560)에서 인가되는 압력이 가스석션관(540)을 통해 열교환본체(510)로 전달되고 증발가스가 가스유입관(530)으로 유입되도록 한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치(1)의 동작과정을 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

자동화 설비에 의해 분쇄기(미도시)에서 미세 크기로 분쇄된 폐원료(A)가 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(321)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, 가스가 증발된다. 가스의 증발에 따라 폐원료(A)의 크기는 점차 작아지고, 도 3에 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 가스유입관(530)을 통해 제1열교환부(500)로 이동된다.

이 때, 가스유입관(530)은 결로가 방지되도록 온도조건이 유지되므로 증발가스는 안정적으로 제1열교환부(500)로 이동된다. 65-75℃의 저온조건이 유지되는 열교환본체(510) 내부에서 증발가스는 응축이 일어나고, 재생오일이 생성된다. 재생오일은 제1오일저장함(600)에 저장된다.

제1열교환부(500) 내부에서 가열부(100)에서 발생된 증발가스가 응축 되는데 재생오일의 대부분이 1차열교환에서 응축된다. 그리고, 응축이 되지 않은 잔류가스는 제2열교환부(500a)로 연결관(570)을 통해 이동된다. 15-30℃로 유지되는 제2열교환부(500a)에서 2차열교환에 의해 다시 한번 응축이 발생되고, 상대적으로 비중이 가벼운 라이트오일이 생성된다. 라이트오일은 제2오일저장함(600a)에 수용된다. 그리고, 2차에 걸친 열교환에도 응축이 일어나지 않은 최종잔여가스는 가스배출관(540)을 통해 외부로 배출된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치는 모든 공정이 연속화되어 진행되는 일체화된 장비로 이루어져 재생오일 생산시간을 단축시킬 수 있다. 이에 의해 재생오일 수율을 높일 수 있다.

또한, 전체 장비가 기밀이 유지되므로 외기와 폐원료가 혼합되지 않아 불필요한 물과 이산화탄소의 생성을 방지하여 재생오일의 수율과 발열량 높일 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치는 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.

1 : 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치
10 : 본체프레임 100 : 가열부
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 200 : 폐원료투입부
210 : 투입호퍼 220 : 폐원료투입관
230 : 진공압형성부 240 : 하부개폐밸브
250 : 상부개폐밸브 400 : 슬러지 회수부
410 : 회수외부관 420 : 회수내부관
430 : 슬러지유입관 440 : 슬러지배출관
450 : 슬러지회수함 500,500a : 열교환부
510,510a: 열교환본체 520,520a : 칠러
530 : 가스유입관 531 : 가스유입관본체
533 : 분진유입방지필터 535 : 외부케이싱
540 : 가스석션관 550 : 오일배출관
560 : 석션펌프 570 : 연결관
600 : 헤비오일저장함 600a : 라이트오일저장함

Claims

탄소계 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치에 있어서,
탄소계 폐원료가 투입되는 폐원료투입부와;
상기 폐원료투입부로부터 공급된 폐원료를 가스화시켜 증발가스가 발생되도록 하는 가열부와;
상기 가열부의 하부에 배치되어 상기 가열부에서 가스의 증발 후 잔류하는 슬러지를 냉각하여 회수하는 슬러지 회수부와;
상기 가열부에서 발생된 증발가스를 응축시켜 재생오일을 형성하는 복수개의 열교환부와;
상기 열교환부의 하부에서 상기 재생오일을 공급받아 저장하는 오일저장함을 포함하며,
상기 가열부는,
단열을 유지하는 단열케이싱과;
상기 단열케이싱 내부에 상하로 일정간격 이격되게 배치되며 상기 폐원료가 증발되도록 열을 가하는 상부열판 및 하부열판과;
상기 상부열판 및 상기 하부열판을 따라 일정속도로 이동되는 이송체인과;
상기 이송체인에 결합되어 함께 이동하며 상기 상부열판 및 상기 하부열판 상에 배치된 상기 폐원료에 이송압을 인가하는 복수개의 이송핑거를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 열교환부 중 상기 가열부의 선단에 결합된 제1열교환부는 비중이 무거운 헤비오일을 추출하고,
상기 제1열교환부의 후단에 결합된 제2열교환부는 상기 제1열교환부를 경유한 용융가스로부터 비중이 가벼운 라이트오일을 추출하는 것을 특징으로 하는 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 폐원료투입부는 진공압이 형성되어 상기 폐원료와 외기의 혼합이 방지되는 것을 특징으로 하는 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치.
제3항에 있어서,
상기 가열부와 상기 제1열교환부를 연결하여 상기 용융가스를 상기 열교환부로 공급하는 가스유입관을 더 포함하며,
상기 가스유입관에는 상기 가스유입관으로 유입되는 증발가스가 응축되는 것을 방지하도록 상기 가스유입관을 일정온도로 유지시키는 히팅코일이 결합되는 것을 특징으로 하는 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치.
제4항에 있어서,
상기 가스유입관과 상기 가열부의 결합영역에는 상기 폐원료로부터 발생된 분진이 상기 가스유입관으로 유입되는 것을 차단하는 분진유입방지필터가 결합되는 것을 특징으로 하는 폐원료를 이용한 재생오일 생산장치.