KR102029047B1

KR102029047B1 - 왁스 재처리장치를 구비하는 저온 열분해유 생산장치

Info

Publication number: KR102029047B1
Application number: KR1020170184924A
Authority: KR
Inventors: 나명원
Original assignee: 나명원
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-10-07
Also published as: KR20190082007A

Abstract

본 발명은 연료탱크로 부터 펌프에 의해 공급된 연료를 버너로 연소시켜 폐플라스틱 등을 녹이기 위한 가열로와, 상기 가열로에서 발생한 기체(유증기)를 빼내기 위한 기체분리기와, 상기 기체분리기로 부터 공급된 기체로 부터 타르를 분리하기 위한 타르분리기와, 타르를 분리하고 남은 기체로 부터 왁스를 분리하기 위한 왁스분리기와, 상기 왁스가 분리되고 남은 기체로 부터 다시 왁스를 포집하기 위한 왁스포집콘덴셔와, 상기 왁스포집콘덴셔로 부터 포집된 왁스를 저장하기 위한 왁스저장조와, 상기 왁스포집콘덴셔에 연결되어 일련의 장치(공정)에 의해 열분해유를 생산하기 위한 공지의 열분해유처리장치부와 왁스 재처리장치로 이루어지는 저온 열분해유 생산장치에 있어서, 상기 왁스 재처리장치는 왁스저장조에 일단이 연결되고 왁스정량공급장치에 왁스를 공급하기 위한 펌프를 구비하는 왁스공급관과, 상기 왁스공급관에 타단이 결합되어 왁스를 정량으로 가열로에 공급하기 위한 왁스정량공급장치와, 상기 왁스정량공급장치로 공급된 왁스를 정량으로 펌핑하기 위한 펌프와, 상기 펌프에 연결되어 가열로 내부에 왁스를 분사하기 위한 왁스투입관으로 이루어지되, 상기 왁스투입관은 기체분리기를 관통하여 가열로 내부에 위치하도록 구성되는 왁스 재처리장치를 구비하는 저온 열분해유 생산장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 효과로는 폐플라스틱을 열분해하여 재처리하는 과정중에 발생하는 왁스(타르 포함)가 코킹 및 노즐과 배관을 막는 현상 등에 의해 생산성이 떨어지는 문제를 해결함으로써 양질의 열분해유를 생산할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

왁스 재처리장치를 구비하는 저온 열분해유 생산장치{WAX COLLECTING AND SEPARATING DEVICE OF LOW-TEMPERATURE PYROLYSIS SYSTEM FOR RECYCLING OIL USING WASTE PLASTIC}

본 발명은 왁스 재처리장치를 구비하는 저온 열분해유 생산장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐플라스틱을 열분해하여 재처리하는 과정중에 발생하는 왁스(타르 포함)가 코킹 및 노즐과 배관을 막는 현상 등에 의해 생산성이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 왁스를 분리하여 포집하고 이를 완전히 분해시켜서 공급함으로써 양질의 열분해유를 생산할 수 있는 저온 열분해유 생산장치에 관한 것이다.

일반적으로, 국민생활 수준이 향상됨에 따라 1회용 플라스틱 사용량 증가와, 생선류의 소비량이 증가함에 따라 발생하는 그물망이 지속적으로 증가하고 있는데, 상기 1회용 폐플라스틱과 같은 폐자재의 경우에는 지중에 매립시 심각한 토양 오염을 유발하고, 상기 그물망과 같은 폐자재는 바다에 투기된 상태로 수거가 제대로 이루어지지 못해 바다의 생태계를 심각한 수준으로 오염시키면서 바다의 사막화 현상, 기형된 물고기 발견, 그리고 바닷속 생태계의 혼란을 야기시키기에 이르렀다.

도 1은 종래 열분해유 생산장치의 공정도를 도시한 것으로, 연료탱크(101)로 부터 펌프(102)에 의해 공급된 연료를 버너(111)로 연소시켜 폐플라스틱 등을 녹이기 위한 가열로(110)와, 상기 가열로에서 발생한 기체(유증기)를 빼내기 위한 기체분리기(120)와, 상기 기체분리기로 부터 공급된 기체로 부터 타르를 분리하기 위한 타르분리기(130)와, 타르를 분리하고 남은 기체로 부터 왁스를 분리하기 위한 왁스분리기(140)와, 상기 왁스가 분리되고 남은 기체로 부터 다시 왁스를 포집하기 위한 왁스포집콘덴셔(150)와, 상기 왁스포집콘덴셔로 부터 포집된 왁스를 저장하기 위한 왁스저장조(160)와, 상기 왁스포집콘덴셔에 연결되어 일련의 장치(공정)에 의해 열분해유를 생산하기 위한 공지의 열분해유처리장치부(200)으로 이루어진다.

상기 열분해유처리장치부(200)는 유증기를 냉각하기 위한 다수개의 콘덴셔(210)와, 역화방지기(220) 및 수집분해탱크(230), 기름필터(240) 및 유수분리기(250)를 통해 열분해유를 생산하게 되는데, 이 과정중에 열분해되는 유증기를 냉각과 정제 및 혼합 과정을 거쳐 중질유와 경유의 중간형태 특성을 가지는 열분해유가 제조되는 것이다. 이때 생성되는 열분해유의 질은 원료가 되는 플라스틱의 성질，온도，압력에 의해 질이 다르게 생산된다.

이처럼 폐자재(예; 폐플라스틱, 어업용 폐그물망, 산업용 화학고분자물, 원유에서 정제되는 주산물인 나프타를 이용한 용기 등)를 이용하여 열분해유를 생산하는 과정 중에 왁스(타르 포함)가 생성되는데, 상기 왁스는 열에 민감하고 쉬 굳는 성질을 갖는 것이어서 열분해유처리장치부(200)를 통과하는 도중 필연적으로 코킹현상, 노즐 및 배관막힘현상이 발생하게 된다.

따라서 종래의 열분해유 생산 플렌트는 왁스로 인한 작업지연 및 수리 등으로 인한 비용 부담 때문에 생산성이 현저히 떨어지는 단점을 갖는다.

[선행기술문헌]

1. 국내등록특허 10-1522997호

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 열분해유의 생산과정 중에 발생하는 왁스(타르 포함)를 분리하여 포집하고, 이를 기체분리기를 통해 가열로에 재투입하여 완전히 분해된 상태로 열분해유처리장치부를 통과하도록 함으로써 코킹현상과 노즐 및 배관막힘현상을 해결하며, 양질의 열분해유를 생산할 수 있는 저온 열분해유 생산장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 해결수단을 살펴보면, 연료탱크로 부터 펌프에 의해 공급된 연료를 버너로 연소시켜 폐플라스틱 등을 녹이기 위한 가열로와, 상기 가열로에서 발생한 기체(유증기)를 빼내기 위한 기체분리기와, 상기 기체분리기로 부터 공급된 기체로 부터 타르를 분리하기 위한 타르분리기와, 타르를 분리하고 남은 기체로 부터 왁스를 분리하기 위한 왁스분리기와, 상기 왁스가 분리되고 남은 기체로 부터 다시 왁스를 포집하기 위한 왁스포집콘덴셔와, 상기 왁스포집콘덴셔로 부터 포집된 왁스를 저장하기 위한 왁스저장조와, 상기 왁스포집콘덴셔에 연결되어 일련의 장치(공정)에 의해 열분해유를 생산하기 위한 공지의 열분해유처리장치부와 왁스 재처리장치로 이루어지는 저온 열분해유 생산장치에 있어서, 상기 왁스 재처리장치는 왁스저장조에 일단이 연결되고 왁스정량공급장치에 왁스를 공급하기 위한 펌프를 구비하는 왁스공급관과, 상기 왁스공급관에 타단이 결합되어 왁스를 정량으로 가열로에 공급하기 위한 왁스정량공급장치와, 상기 왁스정량공급장치로 공급된 왁스를 정량으로 펌핑하기 위한 펌프와, 상기 펌프에 연결되어 가열로 내부에 왁스를 분사하기 위한 왁스투입관으로 이루어지되, 상기 왁스투입관은 기체분리기를 관통하여 가열로 내부에 위치하도록 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 왁스공급관에는 왁스수집통의 왁스연결관과 타르수집통의 타르연결관이 연결되도록 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 효과로는 열분해 공정에서 유증기를 침탕시켜 버블에 의해 왁스성분을 분리하고 이를 가열로에 재투입하여 완전 분해시킴으로써 별도의 왁스 재처리 설비를 필요로 하지 않는다.

또 본 발명은 마지막에 남은 왁스를 EPR투입시 같이 투입하므로 별도의 촉매제가 필요 없이 왁스 자체가 촉매제 역할을 하게 할 수도 있다.

또한 폐플라스틱을 열분해하여 재처리하는 과정중에 발생하는 왁스(타르 포함)가 코킹 및 노즐과 배관을 막는 현상 등에 의해 생산성이 떨어지는 문제를 해결함으로써 양질의 열분해유를 생산할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 종래 열분해유 생산장치의 공정도.
도 2는 본 발명에 있어서 왁스 재처리장치의 구성도.
도 3은 본 발명 열분해유 생산장치의 공정도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

이하, 본 발명에 따른 왁스 재처리장치를 구비하는 저온 열분해유 생산장치에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 있어서 왁스 재처리장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명 열분해유 생산장치의 공정도이다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 왁스 재처리장치를 구비하는 저온 열분해유 생산장치는, 연료탱크(101)로 부터 펌프(102)에 의해 공급된 연료를 버너(111)로 연소시켜 폐플라스틱 등을 녹이기 위한 가열로(110)와, 상기 가열로(110)에서 발생한 기체(유증기)를 빼내기 위한 기체분리기(120)와, 상기 기체분리기(120)로 부터 공급된 기체로 부터 타르를 분리하기 위한 타르분리기(130)와, 타르를 분리하고 남은 기체로 부터 왁스를 분리하기 위한 왁스분리기(140)와, 상기 왁스가 분리되고 남은 기체로 부터 다시 왁스를 포집하기 위한 왁스포집콘덴셔(150)와, 상기 왁스포집콘덴셔(150)로 부터 포집된 왁스를 저장하기 위한 왁스저장조(160)와, 상기 왁스포집콘덴셔(150)에 연결되어 일련의 장치(공정)에 의해 열분해유를 생산하기 위한 공지의 열분해유처리장치부(200)와, 왁스재처리장치로 이루어진다.

상기 왁스재처리장치는 상기 왁스저장조(160)에 일단이 연결되고 펌프(161)를 구비하는 왁스공급관(162)과, 상기 왁스공급관(162)에 타단이 결합되어 왁스를 정량으로 가열로(110)에 공급하기 위한 왁스정량공급장치(170)와, 상기 왁스정량공급장치(170)로 공급된 왁스를 정량으로 펌핑하기 위한 펌프(171)와, 상기 펌프(171)에 연결되어 가열로(110) 내부에 왁스를 분사하기 위한 왁스투입관(172)으로 이루어지되, 상기 왁스투입관(172)은 기체분리기(120)를 관통하여 가열로(110) 내부에 위치하도록 구성된다.

이때 본 발명은 왁스분리기(140)와 왁스포집콘덴셔(150)는 동일한 기능을 하는 것이어서 이들 중 어느 하나만의 장치를 선택적으로 사용할 수도 있음은 당연하다.

상기 왁스공급관(162)에는 왁스수집통(141)의 왁스연결관(142)과 타르수집통(131)의 타르연결관(132)이 연결되도록 하여 왁스가 펌프(161)에 의해 펌핑될 때 타르수집통(131)과 왁스수집통(141)에 수집되어 있던 왁스와 타르도 동시에 펌핑되어 왁스정량공급장치(170)로 공급되도록 구성할 수도 있다.

이때 타르수집통(131)은 타르분리기(130)의 하단에 위치하게 되는데, 상기 타르분리기(130)는 유증기로 부터 타르를 분리하기 위한 장치이다. 상기 타르는 타르분리기(130)의 내부 침탕관에 침탕된 상태이고, 상기 침탕관은 타르가 굳는 것을 방지하기 위하여 이중탱크구조의 침탕식 보온장치가 설치되어 있다.

상기 왁스수집통(141)은 왁스분리기(140)의 하단에 위치하게 되는데, 상기 왁스분리기(140)는 유증기로 부터 왁스를 분리하기 위한 장치이다. 역시 상기 왁스는 왁스분리기(140)의 내부 침탕관에 침탕된 상태이고, 상기 침탕관은 왁스가 굳는 것을 방지하기 위하여 이중탱크구조의 침탕식 보온장치가 설치되어 있다.

즉 가열로(110)에서 발생한 유증기는 기체분리기(120)와 기체이송배관(121)을 통해 왁스분리기(140)를 통과하게 되는데, 이과정중 유증기는 침탕관에서 버블(bubble)에 의해 분해된다. 즉 버블은 기체 부피가 크기 때문에 기체에 포함된 왁스가 많을 경우 왁스분리기(140) 내부에 설치된 분해망에 의해 잘게 분해되며 이 과정에서 1차 왁스를 분리하게 된다. 이때 분리된 왁스는 비중차이에 의해 왁스수집통(141)으로 침전되어 저장된다. 상기 타르의 분리도 왁스와 마찬가지이다.

다시 유증기는 왁스포집콘덴셔(150)로 보내져 다시 분리할게 할 수도 있는데, 이때 왁스의 분리는 상기 왁스포집콘덴셔(150) 내부에 설치된 다수개의 냉각관을 통해 이루어진다. 즉 상기 냉각관을 통과하는 유증기 중 비중이 무거운 왁스는 침전되고, 순수 유증기는 배출되어 열분해유처리장치부(200)으로 공급되어진다.

이때 상기 왁스포집콘덴셔(150)의 내부온도가 250℃이상이 되면 왁스도 같이 기화되기 때문에 왁스포집콘덴셔(150)의 외측에 냉각수단을 설치하여 온도상승을 방지함이 바람직하다.

상기 분리된 왁스는 왁스저장조(160)에 저장되었다가 왁스정량공급장치(170)로 공급되게 되는데, 이때 왁스정량공급장치(170)는 헤리컬 펌프를 인버터 기동방식으로 작동시켜 일정량의 왁스를 가열로(110)에 공급하게 된다. 이때 상기 왁스정량공급장치(170)에는 왁스저장량 확인장치에 의해 저장량을 확인하여 항상 일정량을 저장하여 항상 일정량과 일정속도로 왁스를 공급할 수 있도록 함이 바람직하다.

이처럼 본 발명은 한번 분리시킨 왁스를 다시 가열로(110)로 보내 재처리하게 되므로 완전 분해된 상태로 열분해유처리장치부(200)로 공급되는 것이어서 코킹현상과 노즐 및 배관막힘현상을 해결할 수 있게 된다.

상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

110: 가열로
120: 기체분리기
130: 타르분리기
140: 왁스분리기
150: 왁스포집콘덴셔
160: 왁스저장조
170: 왁스정량공급장치
171: 펌프
172: 왁스투입관
200: 열분해유처리장치부

Claims

연료탱크(101)로 부터 펌프(102)에 의해 공급된 연료를 버너(111)로 연소시켜 폐플라스틱을 녹이기 위한 가열로(110)와, 상기 가열로(110)에서 발생한 기체(유증기)를 빼내기 위한 기체분리기(120)와, 상기 기체분리기(120)로 부터 공급된 기체로 부터 타르를 분리하기 위한 타르분리기(130)와, 타르를 분리하고 남은 기체로 부터 왁스를 분리하기 위한 왁스분리기(140) 및 왁스포집콘덴셔(150)와, 상기 왁스포집콘덴셔(150)로 부터 포집된 왁스를 저장하기 위한 왁스저장조(160)와, 상기 왁스포집콘덴셔(150)에 연결되어 일련의 장치(공정)에 의해 열분해유를 생산하기 위한 공지의 열분해유처리장치부(200)와, 왁스재처리장치로 이루어지는 왁스 재처리장치를 구비하는 저온 열분해유 생산장치에 있어서,
상기 왁스재처리장치는 상기 왁스저장조(160)에 일단이 연결되고 펌프(161)를 구비하는 왁스공급관(162)과, 상기 왁스공급관(162)에 타단이 결합되어 왁스를 정량으로 가열로(110)에 공급하기 위한 왁스정량공급장치(170)와, 상기 왁스정량공급장치(170)로 공급된 왁스를 정량으로 펌핑하기 위한 펌프(171)와, 상기 펌프(171)에 연결되어 가열로(110) 내부에 왁스를 분사하기 위한 왁스투입관(172)으로 이루어지되, 상기 왁스투입관(172)은 기체분리기(120)를 관통하여 가열로(110) 내부에 위치하도록 구성됨을 특징으로 하는 왁스 재처리장치를 구비하는 저온 열분해유 생산장치.
청구항 1에 있어서, 상기 왁스공급관(162)에는 왁스수집통(141)의 왁스연결관(142)과 타르수집통(131)의 타르연결관(132)이 연결됨을 특징으로 하는 왁스 재처리장치를 구비하는 저온 열분해유 생산장치.