KR101641371B1 - Apparatus for Improving Recycle Fuel from Plastic Waste for Generating Engine Using Diesel and Heavy oil, and Method for Improving the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐플라스틱으로부터 생산된 재생 연료유의 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치 및 그의 개선 방법에 관한 것이고, 구체적으로 재생 연료유의 인화점 및 유동점을 개선시켜 경유 및 중유 엔진 발전에 적합하도록 품질을 개선하기 위한 플라스틱 폐기물로부터 생산된 재생 연료유의 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치에 관한 것이다. 플라스틱 폐기물로부터 생산된 재생 연료유의 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치는 생활용 폐플라스틱의 열분해를 위한 열분해로; 상기 열분해로의 재생 연료유를 기체와 액체 성분으로 분리시키는 분리 장치; 상기 분리 장치에서 분리된 기체 및 액체 성분을 냉각시키는 냉각 장치; 상기 냉각 장치에서 이송된 액체 성분과 기체 성분을 정제시켜 서로 다른 경로로 이송시키는 정제 장치; 및 상기 정제 장치로부터 이송된 재생연료유의 유동점을 높이기 위한 유동점 개선 유닛 및 발생된 폐수와 알칼리 금속 화합물의 첨가에 의하여 인화점을 높이는 인화점 개선 유닛을 포함한다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement device for diesel and heavy oil engine power generation from recycled fuel oil produced from waste plastics and an improvement method thereof, and more specifically, to improve the flash point and pour point of regenerated fuel oil to improve the quality to be suitable for light oil and heavy oil engine power generation The present invention relates to an improvement device for diesel and heavy oil engine power generation. Regeneration fuel oil produced from plastic waste The improvement device for the light oil and heavy oil engine power generation is a pyrolysis furnace for pyrolysis of waste plastic for domestic use; A separator for separating the regenerated fuel oil in the thermal decomposition furnace into a gas and a liquid component; A cooling device for cooling the gas and liquid components separated in the separation device; A purifier for purifying the liquid component and the gas component transferred from the cooling device and transferring the liquid component and the gas component through different paths; And a pour point improving unit for raising the pour point of the regenerated fuel oil transferred from the purifier and a flash point improving unit for increasing the flash point by adding the generated wastewater and alkali metal compound.
Description
본 발명은 폐플라스틱으로부터 생산된 재생 연료유의 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치 및 그의 개선 방법에 관한 것이고, 구체적으로 재생 연료유의 인화점 및 유동점을 개선시켜 경유 및 중유 엔진 발전에 적합하도록 품질을 개선하기 위한 플라스틱 폐기물로부터 생산된 재생 연료유의 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement device for diesel and heavy oil engine power generation from recycled fuel oil produced from waste plastics and an improvement method thereof, and more specifically, to improve the flash point and pour point of regenerated fuel oil to improve the quality to be suitable for light oil and heavy oil engine power generation The present invention relates to an improvement device for diesel and heavy oil engine power generation.
일반적으로 생활용 플라스틱을 열분해하여 얻어지는 재생연료유는 경유에 비하여 파라핀 성분과 휘발성이 높은 탄화 유기물을 다량으로 포함하고 있다. 이로 인하여 재생연료유의 인화점이 높아져 중유 및 경유 엔진으로 적절하지 못하다는 단점을 가진다. 또한 높은 유동점으로 인하여 겨울철 또는 대기의 온도가 낮은 경우 적절한 유량이 엔진으로 공급되기 어렵다는 단점을 가진다. 생활용 플라스틱은 염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS), 염화비닐(PVC) 및 강화플라스틱(ABS)을 포함한다. 이와 같은 생활용 플라스틱의 경우 염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌(PE)의 순서로 열분해 및 유화가 이루어진다. 그리고 열분해의 초기 과정에 올레핀과 파라핀이 상당 부분의 비중을 차지하고 있어 이중 파라핀이 유동점을 저해하는 주요 원인이 될 수 있다. 그러므로 낮은 온도에서 서로 엉켜 있는 파라핀의 유동점을 개선시킬 수 있는 적절한 수단이 요구된다. 또한 휘발성 유기 화합물의 성분으로 인한 낮은 온도에서 인화가 되는 현상이 방지될 필요가 있다. Generally, the recycled fuel oil obtained by pyrolyzing the plastic for daily use contains a large amount of paraffin component and highly volatile carbonized organic matter as compared with light oil. As a result, the flash point of the regenerated fuel oil is increased, which is a disadvantage in that it is not suitable as a heavy oil or light oil engine. In addition, due to the high pour point, when the temperature of the winter or the atmosphere is low, it is difficult to supply a proper flow rate to the engine. Plastics for daily use include PVC, polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS), vinyl chloride (PVC) and reinforced plastic (ABS). In the case of such a living plastics, pyrolysis and emulsification are carried out in the order of vinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polypropylene (PP) and polyethylene (PE). In the initial stage of pyrolysis, olefins and paraffins account for a large portion, and paraffin can be a major cause of inhibiting the pour point. Therefore, appropriate means are needed to improve the pour point of paraffin entangled at low temperatures. Also, it is necessary to prevent the phenomenon of becoming a print at a low temperature due to a component of a volatile organic compound.
재생연료유의 생산과 관련된 선행기술로 특허등록번호 제0659244호 ‘폐플라스틱을 이용한 재생연료유 가공시스템’이 있다. 상기 선행기술은 폐플라스틱의 용융을 위한 제1 분자 반응기; 상기 제1 분자 반응기에서 배출되는 재생유 가스에 함유되어 있는 이물질을 제거하기 위한 제1 분자 여과기; 상기 제1 분자 여과기를 통과한 재생유 가스의 온도를 낮추어 재생유 가스의 압력을 낮추기 위한 냉각 감압 장치; 상기 냉각 감압 장치에서 액화되지 못한 재생유 가스를 냉각하여 액화시키기 위한 제1 냉각기; 상기 냉각 감압 장치 및 제1 냉각기에서 액화된 재생유가 저장되고, 상기 제1 냉각기에서 액화되지 않는 재생유 가스가 유입되는 제1 재생유 저장 탱크; 상기 냉각 감압 장치에 냉각수를 공급하기 위한 제1 냉각수 펌프; 상기 냉각 감압 장치에서 배출되는 냉각수의 온도를 낮추기 위한 제1 냉각수 냉각 장치; 및 상기 제1 재생유 저장 탱크에 연결되는 가스 정제기를 포함하고, 상기 가스 정제기에서 정제된 가스는 가스 배관을 통해 상기 1차 반응기의 화실로 이송되어 상기 1차 반응기를 가열하기 위한 연료로 사용되는 것을 특징으로 하는 재생유 가공 시스템에 대하여 개시한다. As a prior art related to the production of regenerated fuel oil, Patent Registration No. 0659244 entitled 'Regenerated fuel oil processing system using waste plastic'. The prior art includes a first molecular reactor for melting waste plastic; A first molecular filter for removing impurities contained in the regeneration gas discharged from the first molecular reactor; A cooling decompression device for lowering the temperature of the regeneration gas that has passed through the first molecular filter to lower the pressure of the regeneration gas; A first cooler for cooling and liquefying the regeneration gas not liquefied in the cooling and depressurizing device; A first recycled oil storage tank for storing regenerated oil liquefied in the cooling decompression device and the first cooler, and for introducing regeneration oil not liquefied in the first cooler; A first cooling water pump for supplying cooling water to the cooling decompression device; A first cooling water cooling device for lowering the temperature of the cooling water discharged from the cooling decompression device; And a gas purifier connected to the first recycled oil storage tank, wherein the gas purified in the gas purifier is transferred to a firebox of the first reactor through a gas pipe to be used as fuel for heating the first reactor And a regeneration processing system for regeneration processing.
재생유의 생산과 관련된 다른 선행기술로 특허등록번호 제0969702호 ‘폐합성수지 유화 장치 및 폐합성수지 유화 방법’이 있다. 상기 선행기술은 폐합성수지를 기화시켜 가스를 제조하는 반응로, 상기 가스를 냉각시켜 재생유를 회수하는 냉각기, 상기 재생유를 회수하고 남은 가스에 포함된 유해 가스를 제거하는 유해 가스 처리 장치 및 상기 회수된 재생유를 저장하는 저장 탱크를 포함하고, 상기 유해 가스 처리 장치는 가스와 압축 공기를 1 : 1 내지 1.5 : 1의 부피비로 혼합하여 상기 가스에 포함되어 있는 유해 물질을 산화시켜 전-처리하는 전-처리 반응기, 상기 전-처리 반응기에서 전-처리된 가스와 산소를 1 : 1.5 내지 1 : 2의 부피비로 혼합하여 상기 전-처리가 된 가스에 포함되어 있는 유해 물질을 산화시켜 처리하는 산화 반응기 및 상기 가스에 수산화나트륨 수용액과 산호의 혼합물을 분사하여 유해 가스를 제거하는 중화 반응기를 포함하는 폐합성수지 유화 장치에 대하여 개시한다. Another prior art related to the production of regeneration oil is Patent No. 0969702, "Waste synthetic resin emulsification apparatus and waste synthetic resin emulsion method". The present invention relates to a process for producing a gas by vaporizing a waste synthetic resin, comprising a cooler for recovering regenerated oil by cooling the gas, a harmful gas processing device for removing the harmful gas contained in the gas remaining after recovering the regenerated oil, And a storage tank for storing the regenerated recovered oil, wherein the noxious gas processing apparatus oxidizes harmful substances contained in the gas by mixing the gas and the compressed air at a volume ratio of 1: 1 to 1.5: 1, , A pre-treatment reactor in which the pre-treated gas and oxygen are mixed in a volume ratio of 1: 1.5 to 1: 2 to oxidize and treat the harmful substances contained in the pre-treated gas An oxidation reactor and a neutralization reactor for removing harmful gas by injecting a mixture of an aqueous solution of sodium hydroxide and coral into the gas, .
상기 선행기술은 파라핀의 유동점 개선 또는 휘발성 성분은 저온 인화 현상에 대하여 개시하지 않으며 이로 인하여 경유 엔진 발전용으로 적용되기에 적합하지 않다는 단점을 가진다. The prior art does not disclose the improvement of the pour point of paraffin or the volatile component of the low temperature flame phenomenon, which is disadvantageous in that it is not suitable for application to light oil engine power generation.
본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art and has the following purpose.
본 발명의 목적은 재생 연료유의 유동점 및 인화점을 개선시키면서 이와 동시에 휘발성 가스성분으로 인한 저온에서 인화되는 현상이 방지되어 폐플라스틱으로부터 생산된 연료유가 경유 및 중유 엔진 발전용을 사용될 수 있도록 하는 플라스틱 폐기물로부터 생산된 재생 연료유의 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치 및 그의 개선 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for improving the pour point and flash point of refueling fuel while at the same time avoiding the phenomenon of being ignited at low temperature due to volatile gas components so that the fuel oil produced from the waste plastics can be used for light- And to provide an improvement device for the light oil and heavy oil engine power generation and an improvement method thereof.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 플라스틱 폐기물로부터 생산된 재생 연료유의 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치는 생활용 폐플라스틱의 열분해를 위한 열분해로; 상기 열분해로의 재생 연료유를 기체와 액체 성분으로 분리시키는 분리 장치; 상기 분리 장치에서 분리된 기체 및 액체 성분을 냉각시키는 냉각 장치; 상기 냉각 장치에서 이송된 액체 성분과 기체 성분을 정제시켜 서로 다른 경로로 이송시키는 정제 장치; 및 상기 정제 장치로부터 이송된 재생 연료유의 유동점을 높이기 위한 유동점 개선 유닛 및 발생된 폐수와 알칼리 금속 화합물의 첨가에 의하여 인화점을 높이는 인화점 개선 유닛을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the improvement device for light oil and heavy oil engine power generation of regenerated fuel oil produced from plastic waste is a pyrolysis furnace for pyrolysis of waste plastic for domestic use; A separator for separating the regenerated fuel oil in the thermal decomposition furnace into a gas and a liquid component; A cooling device for cooling the gas and liquid components separated in the separation device; A purifier for purifying the liquid component and the gas component transferred from the cooling device and transferring the liquid component and the gas component through different paths; And a pour point improving unit for raising the pour point of the regenerated fuel oil transferred from the purifier and a flash point improving unit for increasing the flash point by adding the generated wastewater and alkali metal compound.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 재생 연료유의 경유 및 중유 엔지 발전용 개선 장치의 유동점 개선 장치는 상기 계면활성제의 저장을 위한 계면 활성제 저장 탱크를 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the pour point improvement device of the improvement device for light oil and heavy oil engine power generation of regenerated fuel oil includes a surfactant storage tank for storing the surfactant.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치의 인화점 개선 유닛은 알칼리 금속화합물 저장 탱크를 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the flash point improvement unit of the improvement apparatus for light oil and heavy oil engine power generation includes an alkali metal compound storage tank.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치의 인화점 강화 유닛 또는 유동점 개선 유닛은 공정단계별 비중과 동점도가 다른 재생연료유와 첨가물 및 폐수의 양을 정확하게 계량하고 이송시키기 위한 비접촉식 레벨 센서, 내화학성 전동밸브 및 내화학성 이송펌프로 이루어진 유량 제어 유닛을 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the flash point strengthening unit or the pour point improving unit of the improvement device for light oil and heavy oil engine power can accurately measure and transfer the amount of regenerated fuel oil, additives and wastewater having different specific gravity and kinematic viscosity per process step A non-contact type level sensor, a chemical resistance electromechanical valve, and a chemical resistance transfer pump.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 엔진 발전용 연료의 생산 방법은 폐플라스틱 재생 연료유를 개선시켜 경유 및 중유 엔진 발전용 연료유를 생산하는 방법에 있어서, 폐플라스틱을 열분해로 원료를 획득하는 단계; According to another preferred embodiment of the present invention, a method for producing fuel for engine power generation is a method for producing a fuel oil for diesel fuel oil and heavy oil engine power generation by improving waste plastic renewable fuel oil, ;
상기 열분해를 통하여 얻어진 연료유를 분리 및 냉각하는 단계; 상기 냉각된 재생 연료유를 정제하고 계면활성제를 첨가 및 혼합하여 유동점을 개선시키는 단계; 상기 유동점의 개선용으로 폐수와 알칼리 금속화합물을 첨가 및 혼합하여 인화점을 높이는 단계; 및 상기 인화점을 높이기 위하여 열분해 과정에서 발생된 폐수와 알카리 금속화합물의 혼합물과 계면활성제가 포함된 재생 연료유를 혼합·교반하여 고정식 엔진 발전용 연료를 만드는 단계를 포함한다. Separating and cooling the fuel oil obtained through the pyrolysis; Purifying the cooled regenerated fuel oil and adding and mixing a surfactant to improve the pour point; Adding and mixing wastewater and an alkali metal compound to improve the pour point to increase the flash point; And mixing and stirring the mixture of the wastewater and the alkali metal compound generated in the pyrolysis process with the regenerated fuel oil containing the surfactant to increase the flash point, thereby producing a stationary engine power generation fuel.
본 발명에 따른 개선 장치는 생활용 폐플라스틱으로부터 생산된 재생 연료유를 정해진 품질 규격에 적합하도록 개선시켜 고정식 중유 또는 경유 엔진 발전기에 적용될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 이와 같이 발전용 연료유로 사용될 수 있도록 하는 것에 의하여 폐플라스틱의 신재생에너지로 활용이 극대화가 되도록 한다는 이점을 가진다. 또한 민간 발전 산업에 적합한 품질의 연료를 생산하는 것에 의하여 자원의 재활용 측면에서 유리하다는 장점을 가진다. 생활용 폐플라스틱으로부터 재생 원료를 생산하면서 산성 폐수를 효과적으로 처리하는 것에 의하여 환경오염이 방지되도록 한다는 장점을 가진다. The improvement device according to the present invention has an advantage in that the regenerated fuel oil produced from waste plastic for life can be improved to meet a predetermined quality standard so that it can be applied to a fixed heavy oil or light oil engine generator. By using the fuel flow channel for power generation as described above, it is advantageous to maximize utilization of the waste plastic as renewable energy. It also has the advantage of being advantageous in terms of resource recycling by producing fuel of suitable quality for civil power generation industry. It has an advantage that environmental pollution is prevented by effectively treating acidic wastewater while producing recycled raw materials from waste plastics for living use.
도 1은 본 발명에 따른 엔진 발전용 연료의 생산 방법에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2b는 본 발명에 따른 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치에 적용될 수 있는 유동점 개선 장치 및 인화점 개선 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 개선 장치에서 생산된 연료유의 시험 성적표를 제시한 것이다. 1 shows an embodiment of a method for producing fuel for engine power generation according to the present invention.
FIG. 2A shows an embodiment of an improvement device for diesel and heavy oil engine power generation according to the present invention.
FIG. 2B shows an embodiment of a pour point improving apparatus and a flash point improving apparatus which can be applied to the improvement apparatus for light oil and heavy oil engine power generation according to the present invention.
FIG. 3 is a table showing test results of the fuel oil produced in the improvement device according to the present invention.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so that they will not be described repeatedly unless necessary for an understanding of the invention, and the known components will be briefly described or omitted. However, It should not be understood as being excluded from the embodiment of Fig.
도 1은 본 발명에 따른 엔진 발전용 연료유의 생산 방법에 대한 실시 예를 도시한 것이다. 1 shows an embodiment of a method for producing fuel oil for engine power generation according to the present invention.
도 1을 참조하면, 폐플라스틱으로부터 생산된 재생 연료유를 경유 및 중유 엔진 발전에 적합한 연료유로 생산하는 방법은 폐플라스틱의 열분해공정으로 원료를 획득하는 단계(P11); 상기 열분해를 통하여 얻어진 연료유를 분리 및 냉각하는 단계(P12); 상기 냉각된 재생 연료유를 정제하고(P13) 계면활성제를 첨가 및 혼합하여 유동점을 개선시키는 단계(P14); 상기 인화점을 개선하기 위해 열분해 공정에서 발생된 폐수에 알칼리 금속화합물을 첨가 및 혼합하여 인화점을 높이기 위한 혼합물을 조성하는 단계(P15); 및 상기 유동점이 개선된 재생연료유와 인화점 개선용 혼합물을 교반하여 엔진 발전용 연료를 만드는 단계(P16)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a method of producing a fuel oil suitable for diesel fuel and heavy oil engine power generation by using a regenerated fuel oil produced from waste plastic includes a step (P11) of obtaining a raw material by a pyrolysis process of waste plastic; Separating and cooling the fuel oil obtained through pyrolysis (P12); (P13) adding and mixing the surfactant to improve the pour point (P14); (P15) of adding a mixture of alkali metal compounds to the wastewater generated in the pyrolysis process to improve the flash point to increase the flash point; And a step (P16) of making a fuel for engine power generation by stirring the mixture for improving the flash point and the flash point improving the pour point.
본 발명에 따른 개선 방법이 적용될 수 있는 폐플라스틱은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS), 염화비닐(PVC) 및 강화 플라스틱(ABS)을 포함하는 열가소성 수지가 될 수 있다. 이와 같은 열가소성 수지는 예를 들어 수평식 회전형 열분해 장치에 투입되어 열분해가 되면서 수증기와 유증기가 분리될 수 있다. 그리고 열분해가 된 수증기 및 오일 성분은 슬러지와 분리가 되어 냉각이 되면서 액체 상태로 될 수 있다(P12). 액체 생태로 된 수증기 및 유증기는 액체 슬러지를 분리하여 정제가 될 수 있다(P13). 그리고 정제 과정에서 부생 가스가 발생될 수 있다(P131). 발생된 부생 가스는 가열로에 투입이 되어 열분해를 위한 연료유로 사용될 수 있고 폐수는 재활용되며, 오일은 재생 연료유로 만들어질 수 있다.The waste plastic to which the improvement method according to the present invention can be applied may be a thermoplastic resin including polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS), vinyl chloride (PVC) and reinforced plastic (ABS). Such a thermoplastic resin can be separated into steam and vapor as pyrolysis is applied to, for example, a horizontal rotary pyrolyzer. The pyrolyzed water vapor and oil components can be separated from the sludge and become liquid when cooled (P12). Liquid ecological water vapor and vapor can be purified by separating liquid sludge (P13). In addition, by-product gas may be generated during purification (P131). The generated by-product gas can be supplied to the heating furnace to be used as a fuel flow path for pyrolysis, the waste water can be recycled, and the oil can be used as a regenerating fuel flow path.
열분해는 염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PSP) 및 폴리에틸렌(PE)의 순서로 이루어지고 열분해로 인하여 재생 연료유는 올레핀 및 파라핀 성분을 포함할 수 있다. 열분해가 된 파라핀은 냉각이 되면 서로 엉키면서 굳어지게 되고 이로 인하여 재생 연료유의 유동점을 저하시키게 된다. 그러므로 이와 같은 파라핀 성분을 포함하는 재생 연료유의 유동점이 개선될 필요가 있다. 유동점의 개선을 위하여 45 내지 55 ℃의 온도에서 계면활성제가 첨가되어 혼합 및 교반하고 이로 인하여 파라핀이 작은 덩어리로 만들어져 재생 연료유의 유동점이 개선될 수 있다(P14). 이와 같은 유동점의 개선에 의하여 낮은 온도에서 재생 연료유의 올레핀 및 파라핀 성분을 포함된 재생연료유의 흐름이 원활하게 되어 경유 및 중유 엔진 발전에 원활하게 공급될 수 있다. 또한 재생 연료유의 생산을 위한 열분해 공정(pyrolysis process) 초기에 예를 들어 200 내지 350 ℃로 온도가 상승하는 과정에서 탄소수가 1 내지 6개가 되는 휘발성 유기성분이 발생될 수 있다. 이와 같은 휘발성 성분은 재생 연료유의 인화점이 낮아지도록 한다는 문제점을 가진다. 그러므로 재생연료유의 인화점이 개선될 필요가 있다. 인화점의 개선을 위하여 산성을 띠는 재생 연료유에 열분해 공정에서 발생된 산성 폐수에 알칼리 금속 화합물을 투입하여 혼합할 수 있고 이로 인하여 인화점이 개선될 수 있다(P15). 이와 같은 인화점을 개선하여 경유 및 중유 엔진 발전의 화재 발생이 방지될 수 있고 재생 연료유가 품질 기준에 적합하게 된다. 이와 같이 유동점이 개선된 재생 연료유와 그리고 인화점 개선용 혼합물을 혼합하여 교반 과정을 통하여 (P16) 엔진 발전용 재생 연료유로 만들어질 수 있다(P17).Pyrolysis is carried out in the order of vinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polypropylene (PSP) and polyethylene (PE), and because of the pyrolysis furnace, the regenerated fuel oil may contain olefin and paraffin components. The pyrolyzed paraffins become entangled with each other when cooled, thereby lowering the pour point of the recycled fuel oil. Therefore, the pour point of the recycle fuel oil containing such paraffin components needs to be improved. In order to improve the pour point, a surfactant is added at a temperature of 45 to 55 캜 to mix and stir, and paraffin is made into a small lump to improve the pour point of the recycled fuel oil (P14). By improving the pour point, the flow of regeneration fuel containing olefin and paraffin components of the regenerated fuel oil can be smoothly supplied at a low temperature to the light oil and heavy oil engine power generation. Volatile organic compounds having 1 to 6 carbon atoms may be generated in the early stage of the pyrolysis process for the production of regenerated fuel oil, for example, during the temperature rise to 200 to 350 ° C. Such a volatile component has a problem that the flash point of the regenerant oil is lowered. Therefore, the flash point of the refueling oil needs to be improved. In order to improve the flash point, the alkali metal compound may be added to the acidic wastewater generated in the pyrolysis process and mixed with the acidified renewable fuel oil, thereby improving the flash point (P15). By improving such a flash point, it is possible to prevent the occurrence of fires in light oil and heavy oil engine power generation, and to meet the quality standard of the renewable fuel oil. The regeneration fuel flow path for engine power generation can be made through agitation (P16) by mixing the regenerated fuel oil with improved pour point and the mixture for improving the flash point (P17).
아래에서 이와 같은 방법이 적용될 수 있는 본 발명에 따른 개선 장치의 실시 예에 대하여 설명된다. An embodiment of the improvement device according to the present invention in which such a method can be applied will be described below.
도 2a는 본 발명에 따른 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치(20)의 실시 예를 도시한 것이고 그리고 도 2b는 본 발명에 따른 경유 및 중유 엔진 발전에 적합한 개선 장치에 적용될 수 있는 유동점 개선 장치(232) 및 인화점 개선 장치(233)의 실시 예를 도시한 것이다 . FIG. 2A shows an embodiment of an improvement device 20 for diesel and heavy oil engine power generation according to the present invention, and FIG. 2B shows an embodiment of a pour point improvement device 232 and a flash point improving device 233 according to an embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 재생 연료유의 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치(20)는 폐플라스틱의 열분해를 위한 수평식 저속 회전형 열분해로(21); 상기 열분해로의 재생 연료유를 기체와 액체 성분으로 분리시키는 분리 장치(22); 상기 분리 장치에서 분리된 기체 및 액체 성분을 냉각시키는 냉각 장치(23); 상기 냉각 장치(23)에서 이송된 액체 성분과 기체 성분을 분리 및 정제시켜 서로 다른 경로로 이송시키는 정제 장치(24); 및 상기 정제 장치(23)로부터 이송된 재생 연료유의 유동점을 높이기 위하여 계면활성제를 첨가 및 교반을 하는 유동점 개선 유닛(25) 및 열분해 공정에서 발생된 발생 폐수에 알칼리 금속 화합물을 첨가하는 것에 의하여 인화점을 높이는 인화점 개선 유닛(26)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2A, the improvement device 20 for regenerating diesel fuel and heavy oil engine according to the present invention includes a horizontal low speed
열분해로(21)는 예를 들어 수평식 저속 회전형 열분해 장치와 같은 것이 될 수 있고 유입된 폐플라스틱이 융해되는 열분해로(212) 및 열분해로(212)의 가열을 위한 가열로(213)를 포함할 수 있다. The
가열로(213)의 연료는 예를 들어 부생가스 및 재생연료유와 같은 것이 될 수 있고 부생 가스버너 혹은 재생 연료유 버너가 될 수 있다. 부생 가스버너가 사용되는 것은 가열로(213)의 초기 가동을 위하여 재생 연료유 버너가 사용되고 그리고 고분자 폐기물의 열분해가 진행되면서 발생되는 부생 가스를 가열로(213)의 연소 원료로 사용될 수 있도록 하기 위한 것이다. 가열로(213)는 열분해로(212)의 앞쪽 및 길이 방향을 따라 버너가 설치된 구조로 만들어질 수 있다. 가열로(213)에서 버너는 원통 형상의 실린더의 아래쪽에 설치될 수 있고 그리고 열분해로(212)의 저속 회전에 의하여 둘레 면을 따라 가열이 될 수 있고 그리고 길이 방향을 따라 설치되는 다수 개의 버너에 의하여 열분해로(212) 전체가 가열이 될 수 있다. 가열로(213)는 열분해로(213)의 온도가 예를 들어 300 내지 500 ℃가 되도록 열을 가할 수 있지만 가열 온도는 고분자 폐기물의 온도에 따라 적절하게 조절이 될 수 있다. The fuel in the
열분해로(212)에서 폐플라스틱으로부터 열분해가 되어 발생된 부생 가스 및 유증기는 분리장치(22)로 이송될 수 있다. 분리 장치(22)에서 액체 형태의 슬러지는 다시 열분해로(212)로 이송이 되고 그리고 기체 상태의 유증기 및 수증기는 냉각 장치(23)로 이송이 될 수 있다. 냉각 장치(23)에서 기체 상태의 유증기 및 수증기가 냉각이 되어 액체 상태로 변하게 되어 유증기는 액체 상태의 재생 연료유와 액체 슬러지로 변화가 된다. 이와 같이 열분해로(21)에서 부생 가스, 유증기 및 폐수와 같은 액체가 모두 기체 상태로 될 수 있고 액체 슬러지와 함께 분리 장치(22)로 이송이 될 수 있다. 그리고 액체 슬러지는 분리 장치(22)에서 다시 용융로(212)로 이송이 될 수 있다. 이에 비하여 수증기 및 유증기 성분은 냉각 장치(23)에 의해서 기체 형태로부터 액체 형태로 변환이 될 수 있다. 이와 같이 냉각 장치(23)는 폐수와 유증기 성분을 액체로 변하도록 만든다. 냉각 장치(23)는 예를 들어 공기 냉각, 물 냉각, 자연 냉각 또는 이들의 혼합 방식이 사용될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 냉각 장치(23)의 끝 부분에 급격하게 온도가 낮아지는 냉각 유닛(도시되지 않음)이 설치될 수 있다. 냉각 유닛은 예를 들어 다수 개의 튜브 형태가 될 수 있다. 다만 부생 가스는 기체 상태로 유지되어야 하므로 적어도 부생 가스의 기화 온도에 비하여 높은 온도로 냉각 유닛의 냉각 온도가 설정될 수 있다. The by-product gas and the vapor generated as a result of pyrolysis from the waste plastics in the
냉각 장치(23)에서 나오는 기화 상태의 혼합물은 액체 상태의 폐수, 유증기 및 고형물이 될 수 있고 그리고 부생 가스가 포함될 수 있다. 부생 가스는 분리가 되어 다시 열분해로(21)로 이송이 되어 연료로 사용된다. The vaporized mixture exiting the
냉각 장치(23)에서 처리된 유증기, 폐수 및 액체슬러지는 정제 장치(24)로 이송될 수 있다. 정제 장치(24)는 예를 들어 유수 침전 장치 및 유수 분리 장치를 포함할 수 있다. The vapor, wastewater and liquid sludge treated in the
유수 침전 장치는 예를 들어 외부 압력이 가해지면서 부생 가스 성분이 압력에 의하여 배출되고 그리고 고형물이 액체 형태의 폐수와 재생연료유 및 액체 슬러지에 침전이 되도록 하는 장치가 될 수 있다. 유수 침전 장치에서 분리된 부생 가스는 위에서 설명한 것처럼, 열분해로(21)로 이송이 되어 원료로 사용되거나 저장 탱크로 이송이 될 수 있다. The oil precipitation apparatus can be, for example, a device for allowing the by-product gas to be discharged by pressure as the external pressure is applied, and to allow the solids to settle in the wastewater in liquid form and the regenerated fuel oil and liquid sludge. The byproduct gas separated from the oil precipitation apparatus can be transported to the pyrolysis furnace (21) as described above and used as raw material or transferred to the storage tank.
유수 침전 장치에서 처리된 액체 성분의 폐수와 재생연료유 그리고 액체슬러지는 유수 분리 장치로 이송될 수 있다. 필요에 따라 고형물은 유수 분리 장치로 이송되기 전에 별도로 처리가 될 수 있다. The wastewater and regenerated fuel oil and the liquid sludge of the treated liquid components in the oil precipitation apparatus can be transferred to an oil separation apparatus. If necessary, the solids can be treated separately before being conveyed to the oil separator.
유수 분리 장치는 재생 연료유와 폐수 그리고 액체 슬러지를 분리하기 위한 것으로 재생 연료유와 폐수 그리고 액체 슬러지는 3개의 층으로 분리가 될 수 있다. 그리고 유수 분리 장치는 예를 들어 비중과 온도 차이를 이용한 직사각 형태의 용기가 될 수 있고, 재생 연료유와 폐수 그리고 액체 슬러지가 구분되어 모일 수 있도록 높이가 다른 2개의 격벽을 가질 수 있다. 필요에 따라 유수 분리 장치의 온도가 조절될 수 있다. 예를 들어 유수 분리 장치의 온도는 35 내지 45 ℃로 유지될 수 있다. 유수 분리 장치는 폐수 탱크와 연결이 될 수 있고 그리고 폐수 탱크에 필터가 설치될 수 있다. 다른 한편으로 유수 분리 장치는 혼합 장치와 연결이 될 수 있다. 유수 분리 장치에서 폐수와 재생 연료유 및 액체 슬러지로 완전히 분리가 되면 폐수는 폐수 탱크로 이송이 되고 그리고 재생 연료유는 혼합 장치로 이송이 될 수 있다. 그리고 액체 슬러지는 열분해로 이송되어 재활용이 될 수 있다. 폐수 탱크로 이송된 폐수는 여과가 된 이후 혼합 장치로 이송이 될 수 있다. 혼합 장치로 이송되어 혼합이 되는 재생 연료유와 폐수의 중량 비율은 총발열량을 감안하여 재생 연료유 : 폐수 = 85 : 15 내지 10이 될 수 있다. 혼합 장치는 속도 가변형 교반기를 가질 수 있고 예를 들어 알카리 금속 화합물과 같은 첨가물, 폐수 및 재생연료유를 교반하여 혼합이 될 수 있다. 이후 재생 연료유는 인화점 개선 유닛(26)으로 이송될 수 있다. The oil separator is for separating the regenerated fuel oil, waste water and liquid sludge, and the regenerated fuel oil, waste water and liquid sludge can be separated into three layers. The oil-water separator may be, for example, a rectangular container using a specific gravity and a temperature difference, and may have two partition walls having different heights so that regenerated fuel oil, waste water, and liquid sludge can be separated. The temperature of the oil water separator can be adjusted as needed. For example, the temperature of the oil separation apparatus can be maintained at 35 to 45 占 폚. The oil water separator can be connected to the wastewater tank and a filter can be installed in the wastewater tank. On the other hand, the oil-water separation device can be connected to the mixing device. When the oil separator is completely separated from the wastewater and the renewable fuel oil and liquid sludge, the wastewater can be transferred to the wastewater tank and the recycled fuel oil can be transferred to the mixing unit. And the liquid sludge can be transported by pyrolysis and can be recycled. The wastewater transferred to the wastewater tank can be transferred to the mixing apparatus after filtration. The weight ratio of the regenerated fuel oil and the wastewater fed to the mixing device to be mixed can be 85: 15 to 10, taking the total heat generation amount into consideration as the regenerated fuel oil: wastewater. The mixing device may have a speed variable stirrer and may be mixed by stirring, for example, an additive such as an alkali metal compound, wastewater and regenerated fuel oil. Thereafter, the regenerated fuel oil can be transferred to the flash
도 2b를 참조하면, 유동점 개선 유닛(25)으로 이송되기 전 재생연료유는 임시 저장소(251)로 이송이 될 수 있고 임시 저장소(251)에서 온도 조절 유닛을 이용하여 재생 연료유의 온도가 45 내지 55 ℃가 되도록 유지될 수 있다. 유동점 개선 유닛(25)은 계면활성제 탱크(252)를 포함할 수 있고 그리고 계면활성제 탱크(252)에서 공급되는 계면활성제의 양은 재생 연료유의 양에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어 재생 연료유 100 리터에 대하여 계면 활성제의 양이 3 내지 8 리터의 양이 되도록 계면 활성제가 공급될 수 있다. 이후 재생 연료유와 계면활성제는 교반 유닛으로 이동될 수 있고 교반 유닛에 가변 모터가 설치될 수 있다. 교반 유닛에 설치된 가변 모터는 예를 들어 분당 500 내지 800회의 속도로 10 내지 20분 동안 재생 연료유 및 계면활성제를 교반시킬 수 있다. 이와 같이 유동점 개선 유닛(25)에서 유동점이 개선되어야 하는 혼합 액체는 혼합장치(27)로 이송될 수 있다. 2B, the regenerated fuel oil before being transferred to the pour
인화점 개선 유닛(26)은 열분해 공정에서 발생된 폐수가 이송된 임시 저장소(261), 알칼리 금속화합물 탱크(262), 교반 유닛 및 유량 제어 유닛(264)을 포함할 수 있다. 임시 저장소(261)는 폐수의 온도를 80 내지 90℃의 온도를 유지하기 위한 온도 조절 유닛을 포함할 수 있다. 또한 알칼리 금속 화합물 탱크(262)에서 공급되는 알칼리 금속 화합물의 양은 예를 들어 재생 연료유 100 wt%에 대하여 0.5 내지 1.5 wt%의 양이 될 수 있다. 제시된 양으로 폐수 및 알칼리 금속 화합물이 가변 교반 유닛으로 이송될 수 있고 교반 유닛에 가변 모터가 설치될 수 있다. 가변 모터는 예를 들어 분당 400 내지 800회의 회전 속도로 8 내지 15 분 동안 회전이 되면서 폐수 및 알칼리 금속 화합물을 교반시킬 수 있다. 교반이 완료된 유동점이 개선된 연료유는 혼합 장치(27)로 이송될 수 있다. 교반 과정에서 온도가 60 ℃이하가 되면 파라핀의 성분이 불규칙하게 엉킨 상태로 되어 재생 연료유의 유동점이 다시 저하될 수 있다. 이와 같이 유동점 개선유닛(25)의 재생연료유와 인화점 개선유닛(26)의 혼합물이 혼합 유닛(27)으로 이송이 되어 10 내지 20분 동안 혼합이 되어 엔진 발전용 연료유로 만들어질 수 있다. The flash
유량 제어 유닛(254,264)은 재생 연료유 및 물 그리고 첨가물의 유입과 유출의 양을 비접촉식 레벨 센서를 이용한 유량 측정과 동시에 이송 펌프 및 전동 밸브를 결합하여 유입 및 유출 동안 가동과 정지를 스스로 제어하는 기능을 가질 수 있다. 이와 같은 유량 제어 센서(254, 264)는 계면활성제 저장 탱크(252), 재생 연료유 임시 저장 탱크(251), 알칼리 금속 화합물 탱크(262), 열분해 공정에서 발생된 폐수 임시 저장탱크(261), 재생 연료유 유동점 개선 유닛(253), 재생 연료유 인화점 개선 유닛(263) 또는 혼합장치(27)에 사용될 수 있다. The flow
본 발명에 따른 방법 또는 장치에 따라 생산된 재생 연료유는 경유 및 중유 엔진 발전용으로 적합한 것으로 나타났다. The regenerated fuel oil produced according to the method or apparatus according to the present invention has been shown to be suitable for diesel and heavy oil engine power generation.
계면활성제로 알킬나프탈렌이 전체 중량의 5 wt%의 양으로 첨가되고 그리고 알칼리 금속 화합물이 전체 중량의 1.0 wt%로 첨가되어 제조된 재생 연료유의 물성은 아래와 같이 나타났고 도 3은 위와 같이 제조된 재생 연료유의 시험 성적서를 제시한 것이다. The physical properties of the regenerated fuel oil prepared by adding alkylnaphthalene as a surfactant in an amount of 5 wt% of the total weight and the alkali metal compound in an amount of 1.0 wt% of the total weight were as follows. The test report of fuel oil is presented.
품질 기준: ISO8217Quality standard: ISO8217
본 발명에 따른 개선 장치는 생활용 폐플라스틱으로부터 생산된 재생 연료유를 정해진 품질 규격에 적합하도록 개선시켜 고정식 중유 또는 경유 엔진 발전기에 적용될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 이와 같이 신재생 발전용 연료로 사용될 수 있도록 하는 것에 의하여 폐플라스틱의 신재생에너지로 활용을 극대화한다는 이점을 가진다. 또한 민간 발전 산업에 적합한 품질의 연료를 생산하는 것에 의하여 자원의 재활용 측면에서 유리하다는 장점을 가진다. 생활용 폐플라스틱으로부터 재생 원료유를 생산하면서 산성 폐수를 효과적으로 처리하는 것에 의하여 환경오염이 방지되도록 한다는 장점을 가진다. The improvement device according to the present invention has an advantage in that the regenerated fuel oil produced from waste plastic for life can be improved to meet a predetermined quality standard so that it can be applied to a fixed heavy oil or light oil engine generator. As such, it can be used as a fuel for new and renewable power generation, thereby maximizing utilization of waste plastics as renewable energy. It also has the advantage of being advantageous in terms of resource recycling by producing fuel of suitable quality for civil power generation industry. It has an advantage that environmental pollution can be prevented by effectively treating acidic wastewater while producing regenerated oil from waste plastic for living use.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention . The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.
20: 엔진 발전용 개선 장치 21: 열분해로
22: 분리 장치 23: 냉각 장치
24: 정제 장치 25: 유동점 개선 유닛
26: 인화점 개선 유닛 27: 혼합 장치
212: 열분해로 213: 가열로
232: 유동점 개선 장치 233: 인화점 개선 장치
251, 261: 임시 저장소 252: 계면활성제 탱크
253: 유동점 개선 유닛 254, 264: 유량 제어 유닛
262: 알칼리 금속화합물 탱크 263: 인화점 개선 유닛 20: Improvement device for engine power generation 21: Pyrolysis furnace
22: separator 23: cooling device
24: Purification apparatus 25: Pour Point Improvement Unit
26: flash point improving unit 27: mixing device
212: pyrolysis furnace 213: heating furnace
232: Pour Point Improving Device 233: Flash Point Improving Device
251, 261: Temporary storage 252: Surfactant tank
253: Pour
262: alkali metal compound tank 263: flash point improving unit
Claims (5)
상기 열분해로의 재생 연료유를 기체와 액체 성분으로 분리시키는 분리 장치;
상기 분리 장치에서 분리된 기체 및 액체 성분을 냉각시키는 냉각 장치;
상기 냉각 장치에서 이송된 액체 성분과 기체 성분을 정제시켜 서로 다른 경로로 이송시키도록 외부 압력이 가해지면서 부생 가스와 고형물을 처리하는 유수 침전 장치 및 서로 다른 층을 형성하는 재생 연료유, 폐수 및 액체 슬러지를 분리시키는 유수 분리 장치로 이루어지는 정제 장치;
상기 정제 장치로부터 이송된 재생연료유의 유동점을 높이기 위한 유동점 개선 유닛 및 발생된 폐수와 알칼리 금속 화합물의 첨가에 의하여 인화점을 높이는 인화점 개선 유닛; 및
상기 재생 연료유와 폐수를 혼합시키는 혼합 장치;를 포함하고,
상기 유동점 개선은 알킬나프탈렌에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 폐기물로부터 생산된 재생 연료유의 경유 및 중유 엔진 발전용 개선 장치. Pyrolysis furnace for pyrolysis of waste plastics for daily use;
A separator for separating the regenerated fuel oil in the thermal decomposition furnace into a gas and a liquid component;
A cooling device for cooling the gas and liquid components separated in the separation device;
An oil precipitation apparatus for treating by-product gas and solid matter as external pressure is applied so as to purify the liquid component and the gas component transferred from the cooling device and transfer the same to different paths, and a regenerated fuel oil, wastewater and liquid A purification device comprising an oil-water separation device for separating sludge;
A pour point improving unit for raising the pour point of the regenerated fuel oil transferred from the purifier and a flash point improving unit for increasing the flash point by adding the generated wastewater and alkali metal compound; And
And a mixing device for mixing the regenerated fuel oil and the waste water,
Wherein the improvement of the pour point is made by alkyl naphthalene.
폐플라스틱의 열분해로 원료를 획득하는 단계;
상기 열분해를 통하여 얻어진 연료유를 액체 성분과 기체 성분으로 분리 및 냉각하는 단계;
상기 냉각된 액체 성분과 기체 성분을 정제시켜 서로 다른 경로로 이송되도록 외부 압력이 가해지면서 부생 가스와 고형물로 처리되는 단계:
상기 부생 가스 및 고형물로 처리된 연료유를 재생 연료유, 폐수 및 액체 슬러지로 이루어지는 서로 다른 층으로 분리시키는 단계;
상기 재생 연료유를 냉각 및 정제하고 알킬나프탈렌을 첨가 및 혼합하여 유동점을 개선시키는 단계;
상기 폐수에 알칼리 금속화합물을 첨가 및 혼합하여 인화점을 높이는 단계; 및
상기 재생 연료유와 폐수를 혼합하여 엔진 발전용 연료유로 만드는 단계;를 포함하는 엔진 발전용 연료의 개선 방법.
A method for producing fuel oil for light oil and heavy oil engine power generation by improving waste plastic renewable fuel oil,
Obtaining a raw material by thermal decomposition of waste plastics;
Separating and cooling the fuel oil obtained through pyrolysis into a liquid component and a gas component;
Treating the cooled liquid component and the gaseous component with a by-product gas and a solid material while an external pressure is applied to purify the cooled liquid component and the gaseous component so as to be transferred through different routes;
Separating the fuel oil treated with the by-product gas and the solid matter into different layers of regenerated fuel oil, wastewater and liquid sludge;
Cooling and refining the regenerated fuel oil and adding and mixing alkyl naphthalene to improve the pour point;
Adding an alkali metal compound to the wastewater to increase the flash point; And
And mixing the regenerated fuel oil and the wastewater to form a fuel flow path for engine power generation.
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