KR102071339B1 - 가스 및 슬러지의 안정적 배출을 위한 연속식 열분해 유화장치 - Google Patents

가스 및 슬러지의 안정적 배출을 위한 연속식 열분해 유화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원료공급수단으로부터 고분자 폐기물을 공급받아 열분해로로 투입시키는 투입관을 구비한 투입수단, 일측에 투입수단과 연결되고 수평으로 배치되어 회전력에 의해 회전하면서 가열수단에 의해 고분자 폐기물을 가열 용융시켜 열분해하며 내측 둘레면에 나선이 형성되어 용융물을 배출구를 향해 이송시키는 열분해로, 열분해로의 타측과 연결되어 슬러지를 배출하는 슬러지배출관, 열분해로와 가스배출관을 통해 연결되어 열분해로에서 공급되는 유증기를 분별 증류하는 증류탑, 및 증류탑에서 증류된 유분을 액화시키는 냉각수단을 포함하는 연속식 열분해 유화장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 가스배출관과 슬러지배출관이 분리되고, 가스배출관으로 유입되는 카본, 먼지, 애쉬 등 이물질과 슬러지를 열분해로의 내부로 밀어내어 차단하여 양질의 정제유를 얻을 수 있고, 이물질이나 슬러지의 관내부 고착 및 그에 따른 관폐색을 방지하며, 이로 인해 유지관리 및 보수가 용이하고, 생산성, 수율 및 경제성이 증대되며, 공해물질의 배출량이 감소되고, 또한, 슬러지배출관에서 슬러지가 걸리거나 정체됨없이 안정적으로 배출되고, 열분해로 외부로 열이 발산되는 것을 사전에 차단할 수 있는 효과가 있다.

Description

가스 및 슬러지의 안정적 배출을 위한 연속식 열분해 유화장치{CONTINUOUS PYROLYSIS PETROLIZING APPARATUS FOR STABLE DISCHARGE OF GAS AND SLUDGE}
본 발명은 연속식 열분해 유화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐플라스틱, 폐비닐 등의 고분자 폐기물을 가열에 의해 연속적으로 열분해하여 정제유를 생산하는 가스 및 슬러지의 안정적 배출을 위한 연속식 열분해 유화장치에 관한 것이다.
현재, 다양한 용도로 사용되고 있는 탄화수소로 구성되는 고분자 물질인 플라스틱과 폐비닐 등은 산업발전에 의해 배출량이 증가하고, 대부분 소각 및 매립에 의해 처리되고 있어, 대기, 토양, 해양 등의 심각한 환경오염의 요인으로 부각되면서, 고분자 폐기물의 새로운 처리기술 개발이 요구되고 있다.
또한, 최근 유가상승으로 인하여 자원의 순환적 이용을 위한 여러 방안들이 강구되고 있고, 이에 다양한 종류의 폐플라스틱을 재활용하는 유화장치 기술이 활성화되고 있다. 일례로 석유를 원료로 하여 제조된 폐플라스틱, 비닐 등의 고분자 폐기물의 재활용 방법으로 산소가 없는 환원성 분위기에서 열을 가하여 고분자를 구성하는 탄소사슬이 끊어지는 분해 반응을 일으켜 여러 개의 저분자 물질로 변화시키는 것으로, 폐기물이 용해되면서 기체화된 후 냉각장치를 통해 액화되어 다시 정제유를 얻을 수 있게 된다. 일부 탄화수소는 200℃에서도 그 결합이 끊어지며, 350~400℃까지 승온될 경우 격렬한 열분해 반응이 발생한다.
이러한 유화장치는 폐기물을 열분해로에 장입시킨 상태에서 외부에서 가열하여 용융시키는 배치식과, 폐기물을 열분해로에 연속적으로 투입하여 외부에서 가열하면서 연속적으로 열분해하는 연속식이 있다.
이와 관련된 종래기술로 도 1을 참고하면 특허문헌 1에는 수평으로 배치되어 모터(13)가 제공하는 회전력에 의해 회전하고, 투입된 폐플라스틱 및 폐비닐을 내주면에 형성된 나선(11)에 의해 용매와 교반하여 가열하는 원통형의 가열로(10)와, 가열로(10)의 출구쪽에 연결된 배출관(12)으로부터 배출된 가스를 중유가스와 경유가스로 분리하는 분리장치(20)와, 분리장치(20)에 의해 분리된 경유가스를 냉각 및 액화하는 냉각장치(30)와, 냉각장치에 의해 냉각된 가스와 경유를 저장 및 액화하는 가스저장부(40)와, 가스저장부에 의해 액화하지 않는 가스를 가열로에 재공급하는 가스공급부(50)와, 폐기물의 연소가스를 가열로(10)의 외부로 배출하는 연소가스 배출구(60)와, 연소가스 중에 포함된 미문자를 분리 및 포집하는 집진기(70)와, 집진기(70)를 통과한 연소가스를 외부로 배출시키는 배기팬(80)을 포함하는 폐플라스틱 및 폐비닐 종합 유화장치가 공개되어 있다.
그러나, 상술한 종래기술은 가스와 슬러지가 하나의 배출관(12)을 통해 배출되어 가열로의 회전 과정에서 카본, 먼지 등의 이물질과 슬러지가 유증기와 함께 배출되어 분리 과정을 거쳐야 하므로 생산성이 저하되고, 수율과 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
특히, 우리나라의 생활쓰레기와 해양폐기물 등은 수분이 많고, 정확한 선별이 어렵기 때문에 철, 비철, 유리 등의 이물질이 많이 포함되어 있으며, 열분해후 잔류물로 배출되는 슬러지는 미세한 분진입자이면서 고열의 에너지를 갖고 있기 때문에 배출 과정이 어렵고, 슬러지가 배출관 내부에 적체되어 배출이 원활하지 않거나 적탄 현상이 발생되어 생산성을 저하시키는 문제가 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0452087호(2011.02.01. 공개)
본 발명은 상술한 문제들을 모두 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가스배출관과 슬러지배출관이 분리되고, 가스배출관으로 유입되는 카본, 먼지, 애쉬 등 이물질과 슬러지를 열분해로의 내부로 밀어내어 차단하여 양질의 정제유를 얻을 수 있고, 이물질이나 슬러지의 관내부 고착 및 그에 따른 관폐색을 방지하며, 이로 인해 유지관리 및 보수가 용이하고, 생산성, 수율 및 경제성이 증대되며, 공해물질의 배출량을 감소시키기 위한 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 슬러지배출관에서 슬러지가 걸리거나 정체됨없이 안정적으로 배출되고, 열분해로 외부로 열이 발산되는 것을 사전에 차단할 수 있는 것에도 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 원료공급수단으로부터 고분자 폐기물을 공급받아 열분해로로 투입시키는 투입관을 구비한 투입수단, 일측에 투입수단과 연결되고 수평으로 배치되어 회전력에 의해 회전하면서 가열수단에 의해 고분자 폐기물을 가열 용융시켜 열분해하며 내측 둘레면에 나선이 형성되어 용융물을 배출구를 향해 이송시키는 열분해로, 열분해로의 타측과 연결되어 슬러지를 배출하는 슬러지배출관, 열분해로와 가스배출관을 통해 연결되어 열분해로에서 공급되는 유증기를 분별 증류하는 증류탑, 및 증류탑에서 증류된 유분을 액화시키는 냉각수단을 포함하는 연속식 열분해 유화장치에 있어서, 상기 열분해로는 배출구에 배출관체가 연결되고, 배출관체의 내측을 가스배출관과 슬러지배출관의 수평라인이 통과하며, 상기 가스배출관은 수평라인 내측에 역회전스크루가 구동수단에 의해 회전 가능하게 설치되고, 관입구가 배출관체 외부로 노출되어 열분해로의 내측으로 인입되도록 돌출 형성되고 관입구의 단부가 상측에서부터 하향 경사지도록 경사부가 형성되며, 경사부에 측단면이 사다리꼴 형상을 갖는 관팁이 하측 방향으로 연결 형성되어 슬러지의 유입을 최소화하고, 상기 슬러지배출관은 수평라인 내측에 정회전스크루가 구동수단에 의해 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 가스 및 슬러지의 안정적 배출을 위한 연속식 열분해 유화장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 가스배출관과 슬러지배출관이 분리되고, 가스배출관으로 유입되는 카본, 먼지, 애쉬 등 이물질과 슬러지를 열분해로의 내부로 밀어내어 차단하여 양질의 정제유를 얻을 수 있고, 이물질이나 슬러지의 관내부 고착 및 그에 따른 관폐색을 방지하며, 이로 인해 유지관리 및 보수가 용이하고, 생산성, 수율 및 경제성이 증대되며, 공해물질의 배출량이 감소되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 슬러지배출관에서 슬러지가 걸리거나 정체됨없이 안정적으로 배출되고, 열분해로 외부로 열이 발산되는 것을 사전에 차단할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래의 유화장치를 도시한 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 유화장치의 블록도이고, 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 유화장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유화장치의 일부를 도시한 측면도이다.
도 4a는 도 3의 AA'선에서 절개한 배출관체의 단면을 도시한 도면이고, 도 4b는 역회전스크루를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 유화장치의 가이드부를 도시한 도면이다.
이하에서, 도면을 참고하여 본 발명에 따른 가스 및 슬러지의 안정적 배출을 위한 연속식 열분해 유화장치를 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 실시예를 중심으로 상세하게 설명하도록 하겠다.
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 본 발명에 따른 가스 및 슬러지의 안정적 배출을 위한 연속식 열분해 유화장치(1)는 호퍼 등 원료공급수단(90)으로부터 고분자 폐기물을 공급받아 열분해로(200)로 투입시키는 투입관(110)을 구비한 투입수단(100), 일측은 투입수단(100)과 연결되고 수평으로 배치되어 회전력에 의해 회전하면서 가열수단(250)에 의해 고분자 폐기물을 가열 용융시켜 열분해하며 내측 둘레면에 나선(210)이 형성되어 용융물을 타측의 배출구를 향해 이송시키는 열분해로(200), 열분해로(200)의 배출구와 연결되어 슬러지를 배출하는 슬러지배출관(500), 열분해로(200)와 가스배출관(400)을 통해 연결되어 열분해로(200)에서 공급되는 유증기를 분별 증류하는 증류탑(700), 증류탑(700)에서 증류된 유분을 액화시키는 냉각수단(800) 및 액화된 정제유를 저장하는 저장수단(900)을 포함하여 이루어진다.
상기 열분해로(200)는 대략 원통형으로 형성되고, 수평으로 배치되어 모터(205)가 제공되는 회전력에 의해 회전하며, 모터(205)와 열분해로(200) 사이에는 기어나 벨트와 같은 동력전달수단(미도시)이 설치될 수 있고, 일측에 연결된 투입수단(100)으로부터 폐플라스틱, 폐비닐 등의 고분자 폐기물이 자동으로 연속 투입되어 열분해로(200)의 회전에 의하여 교반되면서 가열 및 용융되며, 용융물은 나선(11)에 의해 가이드되면서 배출구쪽으로 이송되며, 이로써, 본 발명의 열분해로(200)는 고정식 열분해로(200)에 비하여 많은 면적이 가열되고, 열이 고르게 전달될 수 있다.
이때, 가열수단(250)이 열분해로(200) 하측에 형성되어 열분해로(200)를 가열할 수 있다. 상술한 구성 중 열분해로(200)의 회전과 가열을 위한 구성 및 작동은 이미 공지된 기술이므로 여기서 더이상 자세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 도 3 및 도 5를 참고하면 상기 열분해로(200)는 배출구의 둘레면을 따라 복수 개의 가이드부(220)가 서로 이격된 채 연결 설치되어 이물질과 슬러지가 슬러지배출관(500)으로 유입되도록 안내한다. 이를 위하여, 상기 가이드부(220)는 바닥판(220a)에 복수 개의 선상 돌기(221a)가 형성되어 이물질과 슬러지가 바닥판(220a)에 고착되지 않고 분리가 용이하게 되고, 바닥판(220a)의 양측에는 단부로 갈수록 사선 방향으로 폭이 점점 확개되도록 입설된 측판(222)이 연결 형성되며, 전방에 경사판(223)이 바닥판(220a)과 양측의 측판(222)과 결합되고 단부로 갈수록 사선 방향으로 점점 확개되도록 형성된 형성됨으로써, 열분해로(200)가 회전함에 따라 발생되어 회전 이송되는 이물질과 슬러지가 슬러지배출관(500)의 입구로 향하도록 안내하여 원활한 유입이 가능하게 한다. 이때, 가이드부(220)의 단부는 슬러지배출관의 단부보다는 더 돌출 형성되고, 가스배출관(400)의 단부보다는 덜 돌출되게 형성되어 가이드부(220)에 의해 안내된 이물질과 슬러지가 가스배출관(400)으로 유입되지 않고 슬러지배출관(500)으로 유입되도록 하는 것이 바람직하다.
도 3을 참고하면, 상기 열분해로(200)는 타측의 배출구에 배출관체(300)가 연결되고, 배출관체(300)의 내측을 가스배출관(400)과 슬러지배출관(500)의 각 수평라인(400a, 500a)이 통과하도록 설치되어 유증기 가스와 슬러지를 각각 분리하여 배출한다.
도 4a를 참고하면 상기 배출관체(300)는, 열분해로(200)의 열이 가스배출관(400)과 슬러지배출관(500)으로 직접 전달되지 않도록 차단하기 위해 관입구를 폐쇄하는 차단판(310)이 형성되고, 차단판(310)은 가스배출관(400)과 슬러지배출관(500)의 입구가 열분해로(200)의 내측과 연통될 수 있도록 개구가 형성된다.
상기 가스배출관(400)은 수평 방향으로 형성된 수평라인(400a) 내측에 역회전스크루(410)가 구동수단(412)에 의해 열분해로(200)의 회전방향과 반대로 역회전하도록 설치되어, 열분해로(200)에서 가열 및 용융되어 생성된 유증기와 같은 가스는 통과시키고, 열분해로(200)가 회전하면서 관입구를 통해 가스배출관(400)으로 유입될 수 있는 카본, 먼지, 애쉬 등의 이물질과 슬러지는 열분해로(200)의 내부를 향해 밀어내서 차단하여 양질의 정제유를 얻을 수 있고, 이물질이나 슬러지의 관내부 고착 및 그에 따른 관폐색을 방지하며, 이로 인해 유지관리 및 보수가 용이하고, 생산성, 수율 및 경제성이 증대되며, 공해물질의 배출량을 감소시킬 수 있다.
이때, 도 4b를 참고하면 상기 역회전스크루(410)는, 날개깃(411a)과 회전샤프트(411) 사이에 날개홀(411b)이 형성되도록 구비되어 유증기와 같은 가스가 원활히 통과될 수 있다.
또한, 상기 가스배출관(400)은 관입구가 배출관체(300) 외부로 노출되어 열분해로(200)의 내측으로 일부가 인입되도록 돌출 형성되어 열분해로(200)의 회전에 따른 이물질과 슬러지의 유입이 최소화되고, 게다가 열분해로(200) 내부로 인입된 관입구는 단부가 상측에서부터 배출구 쪽을 향하여 하향 경사지도록 경사부(430)가 형성되어 이물질과 슬러지의 유입을 더욱 최소화 할 수 있다.
더불어, 측단면이 사다리꼴 형상을 갖는 관팁(440)이 상기 경사부(430)에 하측 방향으로 경사지도록 연결 형성되어, 열분해로(200)에서 가열 및 용융되어 생성된 유증기와 같은 가스는 자연압에 의해 자유롭게 유입되고, 카본, 먼지, 애쉬 등의 이물질과 슬러지의 유입은 더욱 최소화할 수 있다.
상기 슬러지배출관(500)은 수평 방향으로 형성된 수평라인(500a) 내측에 정회전스크루(510)가 구동수단(512)에 의해 열분해로(200)의 회전방향과 같은 방향으로 정회전하도록 설치되어, 열분해로(200)에서 발생된 이물질과 슬러지를 배출수단(550)으로 원활하고 안정적으로 배출할 수 있다.
이때, 도 4a를 참고하면 상기 슬러지배출관(500)의 수평라인(500a)은 정단면이 대략 "U"자 형상으로 배치되되, 보다 상세하게는 만곡부(505)가 하측에 위치하도록 세워진 반타원형의 형상으로 이루어져 슬러지배출관(500)의 단면적이 증가하여 이물질과 슬러지의 배출이 원활하고 안정적으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 정회전스크루(510)는 날개깃(511a) 사이의 피치가 역회전스크루(410)의 피치의 1.5 내지 3배로 형성되되, 후단부로 갈수록 피치가 점차 증가하는 날개깃 형성부를 구비하여, 슬러지배출관(500)의 입구로 유입된 이물질과 슬러지가 중간에 걸리거나 정체되지 않고 원활히 배출될 수 있다.
더불어, 상기 슬러지배출관(500)의 방향이 하향으로 바뀌는 수평라인(500a)의 후단부에 날개깃(511a)이 형성되지 않고 회전샤프트(511)만으로 이루어진 축부가 구비되어, 이물질과 슬러지가 슬러지배출관(500)의 방향이 전환되는 곳에서 정체되지 않고 안정적인 배출이 가능하게 된다.
또한, 상기 역회전스크루(410) 및 정회전스크루(510)는 표면에 보호층이 도포 형성될 수 있다. 즉, 상기 보호층은 테프론수지에 유리섬유가 10 내지 20 중량%, 탄소섬유 5 내지 10 중량% 및 폴리메타메틸아크릴레이트 5 내지 10 중량%가 포함되어, 스크루 회전에 따른 금속끼리 직접 접촉되어 발생될 수 있는 불꽃을 미연에 차단하여 유증기에 의한 폭발을 방지하고, 내열성과 내마모성이 우수하여 내구성이 증가될 수 있다.
테프론수지는, 60 내지 70 중량%가 포함되는 바, 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화학물을 형성한 것으로, 화학적 비활성, 내열성, 비점착성, 절연안정성, 낮은 마찰계수 등의 성질을 갖고 있어 보호층의 주성분을 이루며 이물질이나 슬러지가 스크루에 잘 점착됨 없이 원활히 이송되고, 불꽃을 방지하며, 내구성도 증가시킨다.
유리섬유는 테프론수지의 성질을 강화하고, 내부식성, 단열성을 증가시킨다. 유리섬유가 20 중량%를 초과하면 보호층이 폐기물에 의해 마모되어 훼손될 수 있으므로, 10 내지 20 중량%가 함유되는 것이 바람직하다.
상기 탄소섬유 탄소 소재를 섬유상의 형태로 가공한 것으로, 탄소 함량이 90% 이상인 섬유상의 모양을 갖고 있고, 특히 고온에서 우수한 특성을 보인다. 고온일수록 기계적 강도가 낮아지는 금속과는 달리 온도가 높아질수록 기계적 강도가 증가하는 특성을 가지며, 열팽창계수가 낮고, 비산화분위기에서 3,000℃까지 사용할 수 있는 유일한 소재로 손꼽힌다. 이러한 탄소섬유가 5 내지 10 중량%가 포함되어 보호층 내에 불규칙하게 분산되어 존재하여 보호층을 지지하는 지지체 기능을 하고, 보호층의 고온특성을 증가시킨다.
폴리메타메틸아크릴레이트는 보호층의 강도와 내열성을 증가시키고, 부착력이 우수하여 스크루에 부착된 보호층을 정착시켜 안정화시키며, 5 내지 10 중량%가 함유되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 배출관체(300)의 입구에 형성된 차단판(410)은 외부 표면에 코팅층이 도포 형성되어 열분해로(200)의 열 전달 차단 효과를 증가시키고, 관체의 열팽창을 감소시키며, 내구성도 향상시킬 수 있다.
이를 위하여, 상기 코팅층은 중량%로 폴리올레핀계 수지 30 내지 50%, EVA 수지 15 내지 25%, 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머 10 내지 20%, 테프론수지 5 내지 10%, 유리섬유가 5 내지 10%, 톨루엔-2, 4-디이소시아네이트 1 내지 5%, 2,2-다이메틸트라이메틸렌 아크릴레이트 1 내지 5%, N-뷰틸 메타크릴레이트 1 내지 5%, 폴리비닐피롤리돈 1 내지 5%, 4,4'-디아미노디페닐아민 0.5 내지 2%, 카르보닐비스카프로락탐 0.5 내지 2%, 트리3-머캡토프로피오닐옥시에틱이소시아누레이트(TEMPIC)는 0.5 내지 2%, 포타슘 실리케이트 0.5 내지 2%, 미네랄 파이버 0.5 내지 2%, 1,6-헥산디올다이아크릴레이트 0.5 내지 1.5%, N-[4-(2-벤조이미다졸릴)페닐]말레인이미드 0.5 내지 1.5%, 디부틸틴디라우레이트 0.5 내지 1.5%, 아크릴에멀젼 수지는 0.5 내지 1.5 중량%, 부틸알콜아크릴레이트는 0.5 내지 1.5 중량%를 포함할 수 있다.
폴리올레핀계 수지는 강성 및 내열성을 향상시키고, 가열이나 압력에 따른 온도 상승에도 열적으로 안정성을 나타낼 수 있고, EVA 수지와 혼합될 때 낮은 점도로 인하여 흐름성이 향상된다. 이러한 폴리올레핀계 수지로서 아이소택틱 폴리프로필렌을 사용할 수 있다. 폴리올레핀계 수지는 30 내지 50 중량%로 포함되는 것이 바람직한데, 30 중량% 미만이면 흐름성과 내열성이 저하될 수 있고, 50 중량%를 초과하면 강도가 저하될 수 있다.
EVA 수지는 에틸렌과 초산비닐모노머를 공중합시켜 얻어지는 중합체로, 탄성과 유연성이 뛰어나 크랙 발생이 방지되고, 내구성이 우수하여 열분해로의 회전과 페기물 및 용융물의 충격에 의해 쉽게 파손되지 않으며, 피복력이 우수하여 보존성이 뛰어나고, 발수성 및 방청성이 우수하여 고온 및 고습 조건에서 사용할 수 있고, 이와 같은 특성으로 인해 본 발명에서는 15 내지 25 중량%를 첨가한다.
우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머는 폴리올 및 폴리이소시아네이트 화합물을 반응시켜 얻어진 것으로 밀착성이 우수하여 코팅층의 박리를 방지하고, 유연성, 경도, 내광성 등이 우수하며, 10 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직한데, 20 중량%를 초과하면 분산성 및 흐름성이 저하될 수 있다.
테프론수지는 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화학물을 형성한 것으로, 화학적 비활성, 내열성, 비점착성, 절연안정성, 낮은 마찰계수 등의 성질을 갖고 있어, 이물질이나 슬러지가 차단판에 잘 고착되지 않도록 하고, 열차단 효과를 증대시키며, 내구성도 증가시키고, 이와 같은 특성으로 인해 본 발명에서는 5 내지 10 중량%를 첨가한다.
유리섬유는 코팅층에 분산되어 테프론수지의 성질을 강화하고, 내부식성이 우수하여 열분해로 내부의 용융물과 유증기에 의한 부식을 방지하며, 단열성이 증가되어 열 차단 효과를 증가시킨다. 다만, 유리섬유가 10 중량%를 초과하면 코팅층이 마모되어 훼손될 수 있으므로, 5 내지 10 중량%가 함유되는 것이 바람직하다.
톨루엔-2, 4-디이소시아네이트는 디이소시아네이트류 화학 물질로, 내열성이 우수하여 열분해로의 높은 온도에 저항하여 내구성을 향상시키고, 1 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 5 중량%를 초과하면 흐름성이 저하될 수 있다.
2,2-다이메틸트라이메틸렌 아크릴레이트는 복수 개의 이중결합과 다중결합 및 에스테르로 구성되어, 결합력이 우수하고, 밀착성이 우수하여 코팅층을 정착시켜 박리를 방지하며, 이를 위하여 1 내지 5 중량%가 포함될 수 있다.
N-뷰틸 메타크릴레이트는 1 내지 5 중량%를 첨가하는데 코팅층의 분산력과 부착력을 우수하게 한다.
폴리비닐피롤리돈은 N-비닐-2-피롤리돈의 중합체로, 바인더로 작용하고, 산에 강하며, 1 내지 5 중량%를 첨가하고, 5 중량%를 초과하면 분산성 및 흐름성이 저하될 수 있다.
4,4'-디아미노디페닐아민은 아민계 첨가제로 내열성과 내구성을 증가시켜 고온의 환경에서 손상되지 않도록 하기 위해 첨가하는 것으로 0.5 내지 2 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
카르보닐비스카프로락탐은 내열성을 향상시키기 위해 첨가하는 것으로, 열분해로의 고온의 열에 대한 저항력을 증가시키기 위함이며, 0.5 내지 2 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
트리3-머캡토프로피오닐옥시에틱이소시아누레이트(TEMPIC)는 분자 내에 치올기를 2개 이상 함유한 폴리치올 수지로, 접착력 증가와 고온 또는 다습한 환경에서도 접착력과 안정성이 유지되어 코팅층의 신뢰성을 높이기 위하여 첨가되며, 0.5 내지 2 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
포타슘 실리케이트는 0.5 내지 2 중량%가 포함되는데, 불연성으로 후면코팅층에 포함되어 단열성을 증가시키고, 미네랄 파이버와 무기질 결합을 하여 단단하고 견고한 층을 제공할 수 있다.
미네랄 파이버는 0.5 내지 2 중량%가 포함되는데, 강도를 제공하고, 단열성을 증가시키며, 층의 균열을 방지하고, 증점성을 제공한다.
1,6-헥산디올다이아크릴레이트는 가교제로 기능하고, 0.5 내지 1.5 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, N-[4-(2-벤조이미다졸릴)페닐]말레인이미드는 말레인이미드기를 갖는 화합물로 가교조제로 기능하고, 반응성이 높아서 반응을 촉진시키며, 0.5 내지 1.5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
디부틸틴디라우레이트는 화학 반응속도를 증가시키고 가교화를 촉진시켜 가교를 활성화시키며, 0.5 내지 1.5 중량%가 포함되는 것이 바람직하고, 아크릴에멀젼 수지는 내식성과 내후성을 증가시키기 위해 첨가되는 것으로 0.5 내지 1.5 중량%가 포함되며, 부틸알콜아크릴레이트는 분산능을 증가시키기 위한 것으로 0.5 내지 1.5 중량%가 포함될 수 있다.
결국, 본 발명에 따른 가스 및 슬러지의 안정적 배출을 위한 연속식 열분해 유화장치(1)는 가스배출관과 슬러지배출관을 분리시키고, 가스배출관으로 유입되는 카본, 먼지, 애쉬 등 이물질과 슬러지를 열분해로 내부로 밀어내어 차단하여 양질의 정제유를 얻을 수 있고, 이물질이나 슬러지의 관내부 고착 및 그에 따른 관폐색을 방지하며, 이로 인해 유지관리 및 보수가 용이하고, 생산성, 수율 및 경제성이 증대되며, 공해물질의 배출량이 감소되고, 또한 슬러지배출관에서 슬러지가 걸리거나 정체됨없이 안정적으로 배출되고, 열분해로 외부로 열이 발산되는 것을 사전에 차단할 수 있는 것이다.
본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
*종래기술
10. 가열로 11. 나선
12. 배출관 13. 모터
20. 분리장치 30. 냉각장치
40. 가스저장부 50. 가스공급부
60. 연소가스 배출구 70. 집진기
80. 배기팬
*본 발명
1. 유화장치
90. 원료공급수단 100. 투입수단
200. 열분해로 205. 모터
210. 나선 220. 가이드부
220a. 바닥판 221a. 돌기
222. 측판 223. 경사판
250. 가열수단 300. 배출관체
310. 차단판 400. 가스배출관
400a. 수평라인 410. 역회전스크루
411. 회전샤프트 411a. 날개깃
411b. 날개홀 412. 구동수단
430. 경사부 440. 관팁
500. 슬러지배출관 500a. 수평라인
505. 만곡부 510. 정회전스크루
511. 회전샤프트 511a. 날개깃
512. 구동수단 550. 배출수단
700. 증류탑 800. 냉각수단
900. 저장수단

Claims (7)

  1. 원료공급수단으로부터 고분자 폐기물을 공급받아 열분해로로 투입시키는 투입관을 구비한 투입수단, 일측에 투입수단과 연결되고 수평으로 배치되어 회전력에 의해 회전하면서 가열수단에 의해 고분자 폐기물을 가열 용융시켜 열분해하며 내측 둘레면에 나선이 형성되어 용융물을 배출구를 향해 이송시키는 열분해로, 열분해로의 타측과 연결되어 슬러지를 배출하는 슬러지배출관, 열분해로와 가스배출관을 통해 연결되어 열분해로에서 공급되는 유증기를 분별 증류하는 증류탑, 및 증류탑에서 증류된 유분을 액화시키는 냉각수단을 포함하는 연속식 열분해 유화장치에 있어서,
    상기 열분해로는 배출구에 배출관체가 연결되고, 배출관체의 내측을 가스배출관과 슬러지배출관의 수평라인이 통과하여 유증기 가스와 슬러지를 각각 분리하여 배출하며, 상기 배출관체는, 열분해로의 열이 가스배출관과 슬러지배출관으로 전달되지 않도록 차단하기 위해 관입구를 폐쇄하는 차단판이 형성되고, 차단판은 가스배출관과 슬러지배출관의 입구가 열분해로와 연통될 수 있도록 개구가 형성되고,
    상기 가스배출관은 수평라인 내측에 역회전스크루가 구동수단에 의해 회전 가능하게 설치되고, 관입구가 배출관체 외부로 노출되어 열분해로의 내측으로 인입되도록 돌출 형성되고 관입구의 단부가 상측에서부터 하향 경사지도록 경사부가 형성되며, 경사부에 측단면이 사다리꼴 형상을 갖는 관팁이 하측 방향으로 연결 형성되어 슬러지의 유입이 최소화되며,
    상기 슬러지배출관은, 수평라인의 정단면이 만곡부가 하측에 위치하도록 세워진 반타원형 형상으로 이루어져 슬러지의 유입과 배출이 원활히 이루어지도록 구비되고, 수평라인 내측에 정회전스크루가 구동수단에 의해 회전 가능하게 설치되며,
    상기 열분해로는 배출구의 둘레를 따라 복수 개의 가이드부가 서로 이격된 채 연결 설치되어 슬러지를 슬러지배출관으로 안내하되, 상기 가이드부는 복수개의 선상 돌기가 형성된 바닥판과, 바닥판의 양측에 단부로 갈수록 사선방향으로 점점 확개되도록 입설된 측판과, 바닥판과 양측의 측판과 결합되고 단부로 갈수록 사선 방향으로 점점 확개되도록 형성된 경사판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 및 슬러지의 안정적 배출을 위한 연속식 열분해 유화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 역회전스크루는, 날개깃과 회전샤프트 사이에 날개홀이 형성되어 가스가 원활히 배출될 수 있는 것을 특징으로 하는 가스 및 슬러지의 안정적 배출을 위한 연속식 열분해 유화장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 정회전스크루는 날개깃 사이의 피치가 역회전스크루의 피치의 1.5 내지 3배로 형성되고, 후단부로 갈수록 피치가 점차 증가하는 날개깃 형성부와, 슬러지배출관의 방향이 하향으로 바뀌는 수평라인의 후단부에 날개깃이 형성되지 않은 축부로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 및 슬러지의 안정적 배출을 위한 연속식 열분해 유화장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 차단판은, 외면에 코팅층이 형성되되, 상기 코팅층은 중량%로 폴리올레핀계 수지 30 내지 50%, EVA 수지 15 내지 25%, 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머 10 내지 20%, 테프론수지 5 내지 10%, 유리섬유 5 내지 10%, 톨루엔-2, 4-디이소시아네이트 1 내지 5%, 2,2-다이메틸트라이메틸렌 아크릴레이트 1 내지 5%, N-뷰틸 메타크릴레이트 1 내지 5%, 폴리비닐피롤리돈 1 내지 5%, 4,4'-디아미노디페닐아민 0.5 내지 2%, 카르보닐비스카프로락탐 0.5 내지 2%, 트리3-머캡토프로피오닐옥시에틱이소시아누레이트(TEMPIC) 0.5 내지 2%, 포타슘 실리케이트 0.5 내지 2%, 미네랄 파이버 0.5 내지 2%, 1,6-헥산디올다이아크릴레이트 0.5 내지 1.5%, N-[4-(2-벤조이미다졸릴)페닐]말레인이미드 0.5 내지 1.5%, 디부틸틴디라우레이트 0.5 내지 1.5%, 아크릴에멀젼 수지 0.5 내지 1.5%, 부틸알콜아크릴레이트 0.5 내지 1.5%를 포함하는 가스 및 슬러지의 안정적 배출을 위한 연속식 열분해 유화장치.
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