KR102095746B1 - 폐기물 열분해용 오일회수장치 및 회수방법 - Google Patents

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Abstract

폐기물 열분해용 오일회수장치를 제공한다.
본 발명은, 열분해실로부터 연장되는 유증기배출관을 매개로 연통연결되어 유증기가 수집되고, 상기 유증기를 냉각용 오일에 의해서 응축냉각하도록 냉각용 오일을 분사하는 적어도 하나의 냉각용 오일분사노즐을 갖추어 오일과 가연성 가스로 분리하는 유증기 냉각탑 ; 상기 유증기 냉각탑에서 냉각처리된 유증기로부터 분리되는 오일을 수집하여 상기 오일에 포함된 타르를 분리하는 타르분리기 ; 상기 타르분리기에서 분리된 오일을 수집하여 상기 오일에 포함된 폐수를 분리하는 유수분리기 ; 상기 유수분리기에서 분리된 오일이 일정량 저장되어 채워지는 오일저장탱크 ; 및 상기 오일저장탱크에 일단이 연통연결되고 상기 냉각용 오일분사노즐과 타단이 연결되는 적어도 하나의 오일공급라인이 내부공간에 관통배치하고, 상기 오일공급라인의 오일과 열교환되어 냉각하는 냉매를 공급하고, 상기 오일과 열교환된 냉매를 외부로 배출하는 오일냉각탑을 포함하여. 상기 오일냉각탑에서 냉각된 냉각용 오일을 상기 오일공급라인의 길이중간에 구비되는 오일펌프에 의해서 상기 냉각용 오일분사노즐을 통하여 냉매로서 유증기 냉각탑에서 하향 분사함으로써 상기 유증기 냉각탑에 수집되는 유증기를 응축냉각하면서 상기 유증기의 오일액적을 분무화되는 냉각용 오일액적에 흡착시켜 오일을 회수한다.

Description

폐기물 열분해용 오일회수장치 및 회수방법{Oil recovery device for waste pyrolysis and recovery method}
본 발명은 폐플라스틱을 포함하는 폐기물을 열분해하면서 오일을 회수하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 유증기를 응축하여 냉각하는 냉매로서 유증기로부터 분리되어 냉각된 오일을 이용하여 유증기의 응축효율을 높일 수 있고, 전체적인 공정을 단순화할 수 있는 폐기물 열분해용 오일회수장치 및 회수방법에 관한 것이다.
최근 산업화 과정에서 발생되는 각종 폐기물로 인한 환경오염은 날이 갈수록 심각해지고, 그 폐해가 현실화되면서 그에 대응하기 위한 다양한 폐기물 처리기술이 제시되고 있다.
그리고, 일상생활에서 타이어, 비닐, 플라스틱 합성수지. 생활쓰레기 폐기물 등은 그 사용량이 점차 증가하고 있으며, 특히 비닐을 포함하는 폐플라스틱은 극히 일부분이 재활용될 뿐 대부분은 폐기물로 분류되어 매립되거나 또는 폐플라스틱에 대한 재활용의 일환으로서 고온 및 진공 환경에서 열분해함과 동시에 열분해 과정 중에 발생되는 유증기를 응축하여 열분해유인 오일을 얻는 방법이 널리 이용되고 있다.
일반적으로 열분해장치에서 사용되는 열분해 원리는 가연성 폐기물인 폐플라스틱을 무산소 또는 저산소 분위기하에서 간접적으로 열을 가하면 열 분해공간인 열분해실은 환원성 분위기가 조성되며, 이송스크류에 의해서 지그재그로 이송되는 폐플라스틱은 분해되어 기체(비응축 가스)와 액체(오일)가 혼합된 유증기로 증발되며, 분해되지 않는 것은 폐플라스틱은 차르(char)인 잔재가 되어 배출처리된다.
(특허문헌 1) KR10-1379225 B1
특허문헌 1에는 밀폐형 포집용 몸체에는 다수의 격판이 설치되어 내부공간이 오일 저장실과 가스/오일 분리실과 수위조절용 실로 구획되고, 상기 가스/오일 분리실 내에는 가스/오일 공급관을 통하여 공급되는 가스와 오일을 분리하는 물이 저장되고 상부가 개구된 분리용 수조와, 상기 분리용 수조와 오일용 분리격판으로 구획되는 오일조가 형성되고, 상기 수위조절용 실에는 분리용 수조와 연통하여 분리용 수조에 저장된 물의수위를 유지시키는 오일용 분리격판의 상단보다 낮게 상단이 형성된 수위유지용 격판이 설치된 수위조절용 수조가 형성되고, 상기 가스/오일 분리실 내에의 오일조에 포집된 오일만이 오일 저장실로 이동하도록 하는 가스유입방지용 오일관을 포함하도록 구성된 열분해장치용 가스/오일 포집장치를 개시하고 있다.
그러나, 특허문헌 1 에서 가열실의 내부에 다단으로 설치된 복수개의 열분해실로부터 외부로 배출되는 유증기에서 오일과 가연성 가스를 분리하는 공정이 복잡하고, 열분해공정에서 얻어지는 부산물인 유증기 처리에 소요되는 비용이 증가하여 설비유지비를 증가시키는 주요원인으로 작용하였다.
또한, 오일분리공정에서 부수적으로 발생되는 폐수를 외부로 배출처리하는 과정에서 오염된 폐수를 하천으로 방류하는 것에 의해서 수질오염을 유발시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 유증기를 응축하여 냉각하는 냉매로서 유증기로부터 분리되어 냉각된 오일을 이용하여 유증기의 응축효율을 높일 수 있고, 전체적인 공정을 단순화할 수 있는 폐기물 열분해용 오일회수장치 및 회수방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은, 유증기를 응축하여 오일로 분리하는 과정에서 부산물로 발생되는 폐수를 열분해실에서 배출되는 배가스인 폐열에 의해서 증발제거할 수 있는 폐기물 열분해용 오일회수장치 및 회수방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명의 실시예는, 폐기물이 저장된 투입호퍼와, 버너에서 제공되는 열원에 의해서 고온의 내부분위기를 형성하는 가열실과, 상기 투입호퍼로부터 공급되는 폐기물을 일방향으로 이송시키면서 열분해하는 열분해실을 상기 가열실에 배치하여 폐기물을 열분해하는 열분해부를 포함하고, 상기 열분해실에서 배출되는 유증기로부터 오일과 가연성 가스를 분리하여 회수하는 장치에 있어서, 상기 열분해실로부터 연장되는 유증기배출관을 매개로 연통연결되어 유증기가 수집되고, 상기 유증기를 냉각용 오일에 의해서 응축냉각하도록 냉각용 오일을 분사하는 적어도 하나의 냉각용 오일분사노즐을 갖추어 오일과 가연성 가스로 분리하는 유증기 냉각탑 ; 상기 유증기 냉각탑에서 냉각처리된 유증기로부터 분리되는 오일을 수집하여 상기 오일에 포함된 타르를 분리하는 타르분리기 ; 상기 타르분리기에서 분리된 오일을 수집하여 상기 오일에 포함된 폐수를 분리하는 유수분리기 ; 상기 유수분리기에서 분리된 오일이 일정량 저장되어 채워지는 오일저장탱크 ; 및 상기 오일저장탱크에 일단이 연통연결되고 상기 냉각용 오일분사노즐과 타단이 연결되는 적어도 하나의 오일공급라인이 내부공간에 관통배치하고, 상기 오일공급라인의 오일과 열교환되어 냉각하는 냉매를 공급하고, 상기 오일과 열교환된 냉매를 외부로 배출하는 오일냉각탑을 포함하여, 상기 오일냉각탑에서 냉각된 냉각용 오일을 상기 오일공급라인의 길이중간에 구비되는 오일펌프에 의해서 상기 냉각용 오일분사노즐을 통하여 냉매로서 유증기 냉각탑에서 하향 분사함으로써 상기 유증기 냉각탑에 수집되는 유증기를 응축냉각하면서 상기 유증기의 오일액적을 분무화되는 냉각용 오일액적에 흡착시켜 오일을 회수하는, 폐기물 열분해용 오일회수장치를 제공한다.
이때, 상기 유수분리기에서 분리된 폐수를 가열증발시키는 폐수처리부를 포함하고, 상기 폐수처리부는 상기 가열실에서 배출되는 배가스 중 일부가 공급되는 폐수용 폐열공급라인과 연통연결되는 하부가열판과, 상기 하부가열판의 개방된 상부를 덮으면서 배가스를 외부로 배출하는 배가스배출라인을 갖는 상부덮개판 및 상기 하부가열판과 상부덮개판과의 사이에 배치되어 상기 유수분리기에서 분리되어 채워지는 폐수를 증발처리하는 증발통을 포함할 수 있다.
이때, 상기 투입호퍼와 연통연결되는 투입슈트로부터 제1열분해실로 투입되는 폐기물의 수분을 제거하는 연료건조부를 더 포함하고, 상기 연료건조부는 상기 투입슈트의 외부면과 내부면이 면접하도록 상하합형조립되고 폐열이 채워지는 내부공간을 갖는 제1,2열교환체와, 상기 가열실에서 배가스가 배기되는 메인배기라인과 제1밸브부재를 매개로 제1,2열교환체와 연통연결되어 제1,2열교환체로 폐열을 공급하는 건조용 폐열공급라인 및 상기 메인배기라인과 제2밸브부재를 매개로 제1,2열교환체와 연통연결되어 폐기물와 열교환된 폐열을 배출하는 건조용 폐열배출라인을 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 폐기물이 저장된 투입호퍼와, 버너에서 제공되는 열원에 의해서 고온의 내부분위기를 형성하는 가열실과, 상기 투입호퍼로부터 공급되는 폐기물을 일방향으로 이송시키면서 열분해하는 열분해실을 상기 가열실에 배치하여 폐기물을 열분해하는 열분해부를 포함하고, 상기 열분해실에서 배출되는 유증기로부터 오일과 가연성 가스를 분리하여 회수하는 방법에 있어서, 상기 열분해실로부터 연장되는 유증기배출관을 매개로 연통연결되는 유증기 냉각탑에 구비되는 적어도 하나의 냉각용 오일분사노즐로부터 하향분사되는 냉각용 오일에 의해서 유증기를 응축냉각하여 오일과 가연성 가스로 분리하는 단계 ; 상기 유증기 냉각탑에서 냉각처리된 유증기로부터 분리되는 오일을 타르분리기에 수집하여 상기 오일에 포함된 타르를 분리하는 단계 ; 상기 타르분리기에서 분리된 오일을 유수분리기에 수집하여 상기 오일에 포함된 폐수를 분리하는 단계 ; 상기 유수분리기에서 분리된 오일이 일정량 저장된 오일저장탱크과 일단이 연통연결되고 상기 냉각용 오일분사노즐과 타단이 연결되는 적어도 하나의 오일공급라인의 오일을 오일냉각탑의 내부공간으로 공급되는 냉매와의 열교환에 의해서 냉각하는 단계 ; 및 상기 오일냉각탑에서 냉각된 냉각용 오일을 상기 오일공급라인의 길이중간에 구비되는 오일펌프에 의해서 상기 냉각용 오일분사노즐을 통하여 냉매로서 상기 유증기 냉각탑에서 하향 분사하는 단계를 포함하여, 상기 유증기 냉각탑에서 유증기를 응축냉각하면서 상기 유증기의 오일액적을 분무화되는 냉각용 오일액적에 흡착하여 오일로 회수하는, 폐기물 열분해용 오일회수방법을 제공한다.
이때, 상기 폐수를 분리하는 단계는, 상기 유수분리기에서 분리된 폐수를 가열증발시키는 폐수처리단계를 더 포함하고, 상기 폐수처리단계는, 상기 가열실에서 배출되는 배가스 중 일부를 하부가열판과 연통연결된 폐수용 폐열공급라인을 통하여 공급하고, 상기 하부가열판에 구비되는 증발통에 채워진 폐수를 증발처리하며, 상기 폐수를 증발하도록 공급된 배가스를 상기 하부가열판의 개방된 상부를 덮는 상부덮개판의 배가스배출라인을 통하여 외부로 배출처리할 수 있다.
이때, 상기 투입호퍼와 연통연결되는 투입슈트로부터 제1열분해실로 투입되는 폐기물의 수분을 제거하는 연료건조단계를 더 포함하고, 상기 연료건조단계는, 상기 투입슈트의 외부면과 내부면이 면접하도록 상하합형조립되는 제1,2열교환체의 내부공간으로 상기 가열실에서 배가스가 배기되는 메인배기라인과 제1밸브부재를 매개로 연결된 건조용 폐열공급라인을 통하여 폐열을 공급하는 단계 ; 상기 메인배기라인과 제2밸브부재를 매개로 제1,2열교환체와 연통연결된 건조용 폐열배출라인을 통하여 폐기물와 열교환된 폐열을 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
가열실내에 다단으로 설치되는 복수개의 열분해실마다 설정되는 최적의 열분해능 온도설절값과 각 열분해실에서 실시간으로 측정되는 온도측정값을 근거로 하여 각 열분해실에서 이송되는 폐기물의 이송속도를 가변시킬 수 있기 때문에 폐기물에 대한 열분해 처리효율을 높일 수 있고, 열분해 전체시스템에 대한 자동제어가 가능하여 작업생산성을 높일 수 있다. .
수분을 함유하는 폐기물을 열분해실 내로 투입하여 공급하기 전에 열분해로에서 배출되는 배가스인 폐열을 이용하여 폐기물에 포함된 수분을 제거할 수 있기 때문에 열분해실에서 폐기물에 대한 열분해 처리효율을 높일 수 있는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 열분해용 오일회수장치를 도시한 전체적인 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 열분해용 오일회수장치에서 유증기 냉각탑, 오일냉각탑 및 폐수처리부를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 열분해용 오일회수장치에 채용되는 연료건조부를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 열분해용 오일회수장치에 채용되는 폐수처리부를 도시한 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 폐기물 열분해용 오일회수장치(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 폐기물이 일정량 저장된 투입호퍼(13)와, 적어도 하나이상의 버너(21)에서 제공되는 열원에 의해서 고온의 내부분위기를 형성하는 가열실(20)과, 상기 투입호퍼(13)로부터 공급되는 폐기물을 일방향으로 이송시키면서 열분해하는 열분해부(30)를 갖추어 폐기물을 열분해하는 과정에서 발생되는 부산물인 유증기로부터 오일과 가연성 가스를 분리하여 회수하는 것으로, 유증기냉각탑(50), 타르분리기(51), 유수분리기(52) 및 오일냉각탑(60)을 포함한다.
상기 투입호퍼(13)의 입측에는 열분해 대상물인 폐플라스틱을 포함하는 폐기물을 성형 또는 비성형처리한 고형연료인 폐기물이 저장되어 채워지는 연료저장호퍼(11)를 포함하고, 상기 연료저장호퍼(11)의 하단 배출측에는 상기 투입호퍼 측으로 폐기물을 투입하여 저장하도록 모터에 의해서 회전구동되는 피딩스크류(12a)를 포함한다.
상기 가열실(20)은 상기 열분해부(30)가 내부배치되는 내부공간으로 고온의 열풍인 열원을 제공하여 고온의 내부분위기를 형성하는 적어도 하나의 버너(21)를 포함하고, 배가스인 폐열을 외부로 배기하도록 메인배기라인(26)과 연결되는 배기덕트(25)를 포함한다.
상기 열분해부(30)는 상기 투입호퍼(13)로부터 공급되는 폐기물을 일방향으로 이송시키면서 열분해하는 것으로, 이러한 열분해부(30)는 지그재그 형태로 서로 연통되도록 가열실(20)의 내부공간에 다단으로 배치되는 복수개의 제1,2 및 3열분해실(31,32,33)을 포함한다.
상기 제1열분해실(31)은 상기 투입호퍼(13)와 투입슈트(15)를 매개로 하여 연통연결되어 폐기물이 투입되어 공급되도록 상기 가열실(20)의 최상층에 구비되고, 제1모터(31b)의 회전구동력에 의해서 일방향 회전구동되는 제1이송스크류(31a)를 갖춤으로써 내부투입된 폐기물을 도면상 좌측에서 우측으로 향하는 일방향으로 이송하면서 열분해하는 것이다.
상기 제3열분해실(33)은 상기 제1열분해실(31) 및 제2열분해실(32)을 순차적으로 통과하면서 열분해 작용을 완료한 폐기물의 잔재인 차르를 외부로 배출하는 잔재배출실(34)과 연통연결되도록 상기 가열실(20)의 최하층에 구비되고, 제3모터(33b)의 회전구동력에 의해서 일방향 회전구동되는 제3이송스크류(33a)를 갖춤으로써 열분해 완료된 폐기물인 잔재를 잔재배출실(34)측으로 이송하는 것이다.
그리고, 상기 제2열분해실(32)은 상기 투입호퍼와 연통연결되는 제1열분해실(31)과 상기 잔재배출실(34)과 연통연결되는 제3열분해실(33)과의 사이에 연통연결되는 적어도 하나의 열분해실로 구비되고, 이러한 제2열분해실(32)에는 제2모터(32b)의 회전구동력에 의해서 일방향 회전구동되는 제2이송스크류(32a)를 갖춤으로써 상기 제1열분해실에서 1차로 열분해된 폐기물을 상대적으로 높은 고온분위기에서 2차 열분해 처리하여 상기 제3열분해실(33)로 이송하도록 폐기물을 일방향으로 이송하는 것이다.
여기서, 상기 제2열분해실(32)은 상기 가열실의 최상층에 구비되는 제1열분해실과 상기 가열실의 최하층에 구비되는 제3열분해실과의 사이에 하나의 열분해실로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 가열실과 열분해부의 설계조건에 따라 2개이상 다단으로 설치될 수 있다.
도 1에서 미설명부호 14는 상기 투입호퍼로부터 낙하된 폐기물을 투입슈트(15)를 압송하는 연료압축실린더이며, 미설명부호 34b 는 잔재배출실(34) 내에 구비되는 잔재배출용 이송스크류(34a)를 회전구동시키는 잔재배출용 모터부재이다.
이에 따라, 상기 가열실(20)의 내부공간에 지그재그방식으로 서로 연통연결되는 제1,2 및 3열분해실(31,32,33)의 내부로 공급되는 폐기물은 상기 제1,2 및 3이송스크류의 회전에 의해서 제1,2 및 제3열분해실을 순차적으로 통과하면서 고온D에 의해서 열분해 처리되어 액체상의 오일과 기체상의 가연성 가스를 포함하는 유증기를 발생시키고, 잔재를 발생시킨다.
이때, 상기 유증기는 상기 제1, 2 및 제3열분해실(31,32,33)로부터 연장되는 유증기배출관(55)을 통하여 유증기 냉각탑(50)으로 수집되어 오일과 가연성 가스를 분리회수하도록 냉각용 오일에 의해서 응축냉각처리되고, 상기 잔재는 잔재배출실(34)을 통하여 외부로 배출처리되는 것이다.
그리고, 상기 유증기 냉각탑(50)은 상기 복수개의 열분해실로 이루어지는 열분해부(30)부터 연장되는 유증기배출관(55)을 매개로 연통연결되어 유증기가 수집되고, 대략 50℃ 내외의 온도를 갖는 냉각용 오일을 하향분사하는 적어도 하나의 냉각용 오일분사노즐(61)을 갖추어 상기 유증기를 냉각용 오일에 의해서 응축냉각하여 오일과 가연성 가스로 분리하는 것이다.
즉, 상기 유증기 냉각탑(50)의 내부로 공급되어 수집되는 고온의 유증기는 상기 유증기 냉각탑의 천정부에 설치되는 적어도 하나의 냉각용 오일분사노즐(61)로부터 하향분사되는 냉매인 냉각용 오일과의 열교환에 의해서 응축냉각되면서 타르 및 폐수를 포함하는 오일과 가연성 가스로 각각 분리된다.
이때, 상기 유증기 냉각탑(50)에서 유증기로부터 분리된 가연성 가스는 가스공급관(95)을 통하여 가스저장탱크(90)에 수집되어 저장됨으로써 상기 가열실(20)에 구비되어 고온의 열풍을 발생시키는 버너(21)의 연료원으로 사용될 수 있다.
상기 유증기 냉각탑(50)에서 응축처리되는 유증기로부터 분리된 액체상의 오일은 타르분리기(51)로 공급되어 수집되고, 상기 타르분리기(51)에서 비중차이에 의해서 폐수인 물을 포함하는 오일과 타르를 층분리하고, 상기 타르가 층분리되어 배출 처리된 다음 나머지 폐수를 포함하는 오일은 유수분리기(52)로 공급되어 수집된다.
여기서, 상기 타르분리기(51)는 상기 타르성분이 대략 10℃ 이하가 되면 고형화되어 가라않으면서 오일과 층분리되지 않는 것을 방지할 수 있도록 전원인가시 발열되는 가열기에 의해서 대략 10℃ 이상 20℃ 이하의 온도를 유지하도록 항온분위기를 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 유수분리기(52)에서 비중차이에 의해서 폐수인 물과 오일을 층분리하고, 상기 유수분리기에서 층분리된 폐수는 폐수공급관(85)을 통하여 폐수처리부(80)로 공급되어 별도의 열원에 의해서 증발처리된다.
이때, 상기 유수분리기(52)에서 층분리된 오일은 오일공급관(52a)을 통하여 오일저장탱크(53)에 수집되어 저장됨으로써 상기 가열실(20)에 구비되어 열풍을 발생시키는 버너(21)의 연료원으로 사용될 수 있다.
또한, 상기 오일냉각탑(60)은 상기 오일저장탱크(53)에 일단이 연통연결되고 상기 유증기 냉각탑(50)에 구비되는 냉각용 오일분사노즐(61)과 타단이 연결되는 적어도 하나의 오일공급라인(65)이 내부공간에 관통배치되고, 상기 오일냉각탑(60)에는 상기 오일공급라인의 오일과 열교환되어 상기 오일을 대략 50℃ 내외의 온도로 냉각하도록 냉각수와 같은 냉매가 유입되는 냉매유입구(68)와 상기 오일공급라인의 오일과 열교환된 냉매를 외부로 배출하는 냉매배출구(69)를 갖춤으로써, 오일공급라인의 길이중간에 구비되는 오일펌프(62)에 의해서 상기 냉각용 오일분사노즐(61)측으로 강제로 펌핑되는 오일을 유증기 냉각탑에서 유증기를 응축냉각하는 냉매로 사용할 수 있도록 냉각하는 것이다.
이때, 상기 오일냉각탑(60)의 내부공간에는 상기 오일공급라인을 통하여 상기 냉각용 오일분사노즐(61)측으로 강제로 펌핑되는 오일과 열교환되어 냉각하도록 상기 냉매유입구와 냉매배출구사이를 연통연결하면서 상기 오일공급라인을 따라 권회되어 감겨지는 냉매순환라인을 구비하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 오일냉각탑(60)에서 순환공급되는 냉각수와 같은 냉매에 의서 냉각된 냉각용 오일은 상기 오일공급라인(65)의 길이중간에 구비되는 오일펌프(62)에 의해서 상기 냉각용 오일분사노즐(61)을 통하여 냉매로서 유증기 냉각탑의 천정부에서 하향 분사됨으로써, 상기 유증기 냉각탑(50)의 내부공간으로 수집되는 고온의 유증기와 접촉하면서 이를 직접적으로 응축냉각하는 것이다.
이과 동시에 상기 유증기에 포함된 오일액적(O1)을 분무화되는 냉각용 오일액적(O2)에 흡착시키면서 덩어리화하여 상기 오일냉각탑에서 오일을 회수하는 것이다.
여기서, 상기 유증기 냉각탑(60)의 천정부에서 냉각용 오일분사노즐(61)을 통하여 냉매로서 하향 분사되는 냉각용 오일액적(O2)의 크기는 상기 유증기에 포함된 오일액적(O1)의 크기보다 상대적으로 크게 형성되도록 분무화됨으로써, 상기 유증기의 오일액적(O1)보다 상대적으로 큰 크기를 갖는 냉각용 오일액적(O2)에 유증기의 오일액적이 흡착되어 오일덩어리화되는 유화반응을 촉진시킬 수 있다.
상기 폐수처리부(80)는 도 2와 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 가열실(20)의 배기덕트(25)에서 배출되는 배가스가 공급되는 폐수용 폐열공급라인(75)과 연통연결되는 하부가열판(81)을 포함하고, 상기 하부가열판(81)의 개방된 상부를 덮으면 서 배가스를 외부로 배출하는 배가스배출라인(82a)을 갖는 상부덮개판(82)를 포함하는 한편, 상기 하부가열판과 상부덮개판과의 사이에 배치되어 상기 유수분리기에서 분리된 폐수가 채워지는 증발통(83)을 포함한다.
상기 하부가열판(81)의 바닥면에는 상기 폐수용 폐열공급라인(75)의 토출단이 노출됨으로서 상기 폐수가 채워지는 증발통(83)을 전체적으로 가열하여 이에 채워진 폐수를 증발시키는 배가스인 폐열을 토출하는 것이다.
상기 증발통(83)은 상기 유수분리기에서 층분리된 폐수를 공급받을 수 있도록 폐수공급관(85)과 연통연결되며 상기 하부가열판(81)의 바닥면과 일정간격을 두고 이격되도록 복수개의 지지바(83a)를 매개로 하부가열판(81)에 고정설치되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 유수분리기(52)에서 하부층에 층분리된 폐수는 폐수공급관(85)을 통하여 상기 하부가열판(81)과 상부덮개판(82)과의 사이에 배치된 증발통(83)에 공급되어 채워진 다음, 상기 하부가열판에 연통연결된 폐수용 폐열공급라인의 길이중간에 구비되는 블러워(76)에 의해서 폐열을 강제 공급함으로써 증발통에 채워진 폐수를 고온으로 가열하여 증발처리한다.
이때, 상기 증발통(85)내의 폐수를 증발처리하기 위해서 하부가열판(81)으로 폐열을 공급하는 폐수용 폐열공급라인(75)은 상기 연료건조부의 제1,2열교환체에 공급되어 열교환된 폐열을 공급받을 수 있도록 상기 제1,2열교환체와 연통연결되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 메인배기라인(26)으로부터 분기되어 보다 높은 온도를 갖는 배가스인 폐열을 공급받아 상기 폐수를 증발하는 열원으로 사용할 수 있다.
상기 증발통(85)과 대응하는 하부가열판(81)의 바닥면에는 상기 폐열공급라인으로부터 공급되어 상향토출되는 폐열을 방사방향으로 확산시킬 수 있도록 확산용 노즐을 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1열분해실(31)과 연통연결되어 폐기물이 투입되는 투입슈트(15)에는 상기 가열실의 배기덕트로부터 배출되는 배가스인 폐열을 이용하여 상기 제1열분해실로 폐기물을 투입하는 과정에서 폐기물에 잔류하는 수분을 제거하여 열분해대상물인 폐기물을 건조하는 연료건조부(70)를 포함할 수 있다.
이러한 연료건조부(70)는 도 1과 도 3 에 도시한 바와 같이, 상기 투입슈트의 외부면과 내부면이 면접하도록 상하합형조립되고 폐열이 채워지는 내부공간을 갖는 제1,2열교환체(71,72)를 포함하고, 상기 배기덕트(25)를 통하여 배가스를 배기하는 메인배기라인(26)과 삼방밸브와 같은 제1밸브부재(73a)를 매개로 하여 제1,2열교환체(71,72)와 연통연결되어 제1,2열교환체(71,72)의 내부공간으로 배가스인 폐열을 공급하는 건조용 폐열공급라인(73)을 포함하며, 상기 메인배기라인(26)과 삼방밸브와 같은 제2밸브부재(74a)를 매개로 하여 제1,2열교환체(71,72)와 연통연결되어 상기 투입슈트(15)를 통하여 제1열분해실로 투입되는 폐기물의 수분을 제거하도록 열교환된 폐열을 배출하는 건조용 폐열배출라인(74)을 포함한다.
상기 제1,2열교환체(71,72)는 외측테두리에 플랜지(71a,72a)를 갖추어 복수개의 체결부재에 의해서 상기 투입슈트를 감싸면서 착탈이 가능하도록 상하합형 조립됨과 동시에 투입슈트에 고정설치된다.
상기 제1,2밸브부재(73a,74a)는 미도시된 제어부와 전기적으로 연결되어 선택적으로 개폐작동되도록 제어될 수 있다.
이에 따라, 상기 투입슈트(15)를 통하여 상기 제1열분해실(31)로 투입되는 폐기물은 상기 투입슈트의 외부면에 고정설치되는 연료건조부의 제1,2열교환체에 공급되는 폐열의 열원에 의해서 간접적으로 가열됨으로써 가열실로부터 외부로 배기처리되는 배가스인 폐열을 이용하여 세척과정에서 폐기물에 포함된 수분을 증발시켜 제거할 수 있기 때문에 건조율이 높고 수분함수율이 낮은 최적의 폐기물을 제1열분해실(31)로 투입하여 열분해부(30)에서의 열분해능을 높일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
11 : 연료저장호퍼
13 : 투입호퍼
15 : 투입슈트
20 : 가열실
25 : 배기덕트
26 : 배기메인라인
30 : 열분해부
31,32,33 : 제1,2 및 3열분해실
31a,32a,33a : 제1,2 및 3이송스크류
31b,32b,33b : 제1,2 및 3모터
50 : 유증기 냉각탑
51 : 타르분리기
52 : 유수분리기
53 : 오일저장탱크
60 : 오일 냉각탑
61 : 냉각용 오일분사노즐
62 : 오일펌프
65 : 냉각용 오일공급라인
70 : 연료건조부
71,72 : 제1,2열교환체
76 : 블러워
80 : 폐수처리부
81 : 하부가열판
82 : 상부덮개판
83 : 증발통

Claims (6)

  1. 폐기물이 저장된 투입호퍼와, 버너에서 제공되는 열원에 의해서 고온의 내부분위기를 형성하는 가열실과, 상기 투입호퍼로부터 공급되는 폐기물을 일방향으로 이송시키면서 열분해하는 열분해실을 상기 가열실에 배치하여 폐기물을 열분해하는 열분해부를 포함하고, 상기 열분해실에서 배출되는 유증기로부터 오일과 가연성 가스를 분리하여 회수하는 장치에 있어서,
    상기 열분해실로부터 연장되는 유증기배출관을 매개로 연통연결되어 유증기가 수집되고, 상기 유증기를 냉각용 오일에 의해서 응축냉각하도록 냉각용 오일을 분사하는 적어도 하나의 냉각용 오일분사노즐을 갖추어 오일과 가연성 가스로 분리하는 유증기 냉각탑 ;
    상기 유증기 냉각탑에서 냉각처리된 유증기로부터 분리되는 오일을 수집하여 상기 오일에 포함된 타르를 분리하는 타르분리기 ;
    상기 타르분리기에서 분리된 오일을 수집하여 상기 오일에 포함된 폐수를 분리하는 유수분리기 ;
    상기 유수분리기에서 분리된 오일이 일정량 저장되어 채워지는 오일저장탱크 ; 및
    상기 오일저장탱크에 일단이 연통연결되고 상기 냉각용 오일분사노즐과 타단이 연결되는 적어도 하나의 오일공급라인이 내부공간에 관통배치하고, 상기 오일공급라인의 오일과 열교환되어 냉각하는 냉매를 공급하고, 상기 오일과 열교환된 냉매를 외부로 배출하는 오일냉각탑을 포함하여,
    상기 오일냉각탑에서 냉각된 냉각용 오일을 상기 오일공급라인의 길이중간에 구비되는 오일펌프에 의해서 상기 냉각용 오일분사노즐을 통하여 냉매로서 유증기 냉각탑에서 하향 분사함으로써 상기 유증기 냉각탑에 수집되는 유증기를 응축냉각하면서 상기 유증기의 오일액적을 분무화되는 냉각용 오일액적에 흡착시켜 오일을 회수하고,
    상기 유수분리기에서 분리된 폐수를 가열증발시키는 폐수처리부를 포함하고,
    상기 폐수처리부는 상기 가열실에서 배출되는 배가스 중 일부가 공급되는 폐수용 폐열공급라인과 연통연결되는 하부가열판과, 상기 하부가열판의 개방된 상부를 덮으면서 배가스를 외부로 배출하는 배가스배출라인을 갖는 상부덮개판 및 상기 하부가열판과 상부덮개판과의 사이에 배치되고, 상기 하부가열판의 바닥면과 일정간격을 두고 이격되도록 복수개의 지지바를 매개로 하부가열판에 고정설치되고, 상기 유수분리기에서 분리되어 채워지는 폐수를 증발처리하는 증발통을 포함하는, 폐기물 열분해용 오일회수장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투입호퍼와 연통연결되는 투입슈트로부터 제1열분해실로 투입되는 폐기물의 수분을 제거하는 연료건조부를 더 포함하고,
    상기 연료건조부는 상기 투입슈트의 외부면과 내부면이 면접하도록 상하합형조립되고 폐열이 채워지는 내부공간을 갖는 제1,2열교환체와, 상기 가열실에서 배가스가 배기되는 메인배기라인과 제1밸브부재를 매개로 제1,2열교환체와 연통연결되어 제1,2열교환체로 폐열을 공급하는 건조용 폐열공급라인 및 상기 메인배기라인과 제2밸브부재를 매개로 제1,2열교환체와 연통연결되어 폐기물와 열교환된 폐열을 배출하는 건조용 폐열배출라인을 포함하는, 폐기물 열분해용 오일회수장치.
  4. 폐기물이 저장된 투입호퍼와, 버너에서 제공되는 열원에 의해서 고온의 내부분위기를 형성하는 가열실과, 상기 투입호퍼로부터 공급되는 폐기물을 일방향으로 이송시키면서 열분해하는 열분해실을 상기 가열실에 배치하여 폐기물을 열분해하는 열분해부를 포함하고, 상기 열분해실에서 배출되는 유증기로부터 오일과 가연성 가스를 분리하여 회수하는 방법에 있어서,
    상기 열분해실로부터 연장되는 유증기배출관을 매개로 연통연결되는 유증기 냉각탑에 구비되는 적어도 하나의 냉각용 오일분사노즐로부터 하향분사되는 냉각용 오일에 의해서 유증기를 응축냉각하여 오일과 가연성 가스로 분리하는 단계 ;
    상기 유증기 냉각탑에서 냉각처리된 유증기로부터 분리되는 오일을 타르분리기에 수집하여 상기 오일에 포함된 타르를 분리하는 단계 ;
    상기 타르분리기에서 분리된 오일을 유수분리기에 수집하여 상기 오일에 포함된 폐수를 분리하는 단계 ;
    상기 유수분리기에서 분리된 오일이 일정량 저장된 오일저장탱크과 일단이 연통연결되고 상기 냉각용 오일분사노즐과 타단이 연결되는 적어도 하나의 오일공급라인의 오일을 오일냉각탑의 내부공간으로 공급되는 냉매와의 열교환에 의해서 냉각하는 단계 ; 및
    상기 오일냉각탑에서 냉각된 냉각용 오일을 상기 오일공급라인의 길이중간에 구비되는 오일펌프에 의해서 상기 냉각용 오일분사노즐을 통하여 냉매로서 상기 유증기 냉각탑에서 하향 분사하는 단계를 포함하여,
    상기 유증기 냉각탑에서 유증기를 응축냉각하면서 상기 유증기의 오일액적을 분무화되는 냉각용 오일액적에 흡착하여 오일로 회수하고,
    상기 폐수를 분리하는 단계는, 상기 유수분리기에서 분리된 폐수를 가열증발시키는 폐수처리단계를 더 포함하고,
    상기 폐수처리단계는, 상기 가열실에서 배출되는 배가스 중 일부를 하부가열판과 연통연결된 폐수용 폐열공급라인을 통하여 공급하고, 상기 하부가열판의 바닥면과 일정간격을 두고 이격되도록 복수개의 지지바를 매개로 하부가열판에 고정설치되는 증발통에 채워진 폐수를 증발처리하며, 상기 유수분리기에서 층분리된 폐수를 증발하도록 공급된 배가스를 상기 하부가열판의 개방된 상부를 덮는 상부덮개판의 배가스배출라인을 통하여 외부로 배출처리하는, 폐기물 열분해용 오일회수방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 투입호퍼와 연통연결되는 투입슈트로부터 제1열분해실로 투입되는 폐기물의 수분을 제거하는 연료건조단계를 더 포함하고,
    상기 연료건조단계는, 상기 투입슈트의 외부면과 내부면이 면접하도록 상하합형조립되는 제1,2열교환체의 내부공간으로 상기 가열실에서 배가스가 배기되는 메인배기라인과 제1밸브부재를 매개로 연결된 건조용 폐열공급라인을 통하여 폐열을 공급하는 단계 ;
    상기 메인배기라인과 제2밸브부재를 매개로 제1,2열교환체와 연통연결된 건조용 폐열배출라인을 통하여 폐기물와 열교환된 폐열을 배출하는 단계를 포함하는, 폐기물 열분해용 오일회수방법.
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