KR102251376B1 - 폐합성수지 열분해용 투입장치 - Google Patents

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Abstract

이 건 발명은 폐합성수지 열분해용 투입장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 이 건 발명은 폐합성수지가 폐합성수지 열분해 장치로 투입되도록 구비된 폐합성수지 열분해용 투입장치에 있어서, 상기 투입장치는 상부가 개방된 호퍼의 하부에 열분해로로 폐합성수지가 압축된 상태로 공급되도록 하는 압축부를 갖는 투입부로 구비되되, 상기 압축부는 압축 구동모터에 압축축이 연결되고, 상기 압축축의 외주연부에 압축 블레이드가 구비되어 압축 스크류가 구비되어지며, 상기 호퍼 하부에는 압축 케이싱이 수평방향으로 구비되고, 상기 압축 케이싱의 내부에 상기 압축스크류가 삽입되어지되, 상기 압축 케이싱의 상부는 일정 길이 만큼 개방된 인입구로 구비되어 상기 호퍼로 투입된 폐합성수지가 내부로 인입되게 구비되어지고, 타측 나머지는 막힌 상태의 원통형 공간부로 구비되어 상기 인입구로 인입된 폐합성수지가 상기 원통형 공간부에서 압축되도록 구비되어지며, 상기 상부가 개방된 호퍼의 하단부 압축부 상부에는 교반부가 구비되되, 상기 교반부는 교반 구동모터에 교반축이 연결되고 상기 교반축의 외주연부에 나선형태를 갖는 교반 블레이드가 구비되어 교반 스크류가 구비됨을 특징으로 한다.

Description

폐합성수지 열분해용 투입장치{APPARATUS FOR LOADING FOR THE WASTE SYNTHETIC RESIN PYROLYSIS}
이 건 발명은 폐합성수지 열분해용 투입장치에 관한 것으로서 특히, 이물질이 제거되도록 선별된 폐합성수지속에 있는 산소가 제거되도록 압축시켜 열분해로의 열분해 이송로로 용이하게 공급되도록 한 것이다.
일반적으로 최근 높은 인구 밀도와 급속한 산업화 및 도시화에 따라 각종 폐기물들이 급격히 발생하고 있으며, 이로 인해 폐비닐, 폐플라스틱 등 가연성 폐기물의 처리가 사회적 문제로 대두되고 있다.
이러한 가연성 폐기물의 처리방법으로는 재생하여 사용하거나 또는 소각 및 매립 등의 방법이 주로 사용되고 있으나, 재생 대상 물질의 한정, 소각방식의 경우 먼지, 염화수소(HCl), 유황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 다이옥신 등 대기 오염물질의 배출에 따른 2차 대기오염문제가 심각하고, 매립방식의 경우에도 가연성 폐기물의 특성인 난분해성에 따른 토양오염, 침출수 등으로 인한 오염문제가 심각한 실정이다.
이에 따라 가연성 폐기물을 소각하거나 매립하지 않고 재활용하는 방안으로서 가연성 폐기물을 열분해하여 유용한 오일을 얻을 수 있는 유화 방법이나 그 장치의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
한편, 공개특허공보 제10-2011-0075085호(2011.07.06.)의 가연성 폐기물의 무산소 진공 열분해 처리 시스템이 제안되어 고온의 연소실안에서 균열 및 파열되지 않도록 가열 관의 형상을 개선하고, 가열 관 내부를 흐르는 고온의 연소가스 흐름을 지연시켜 연소실의 열손실을 방지할 수 있는 복수개의 연소실을 구비하여 열분해가 연속적으로 실행될 수 있도록 하였으나, 각 연소실을 번갈아 작동되도록 하는 과정에서 공간 활용율이 낮아지는 가운데 열손실이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 열분해를 위하여 소각로로 가연성 폐기물이 공급되는 과정에서 가연성 폐기물이 압축되지 않은 상태로 공급됨에 따라 효율이 낮아지는 가운데 가연성 폐기물 사이의 공간에 공기층이 존재함으로써, 무산소 진공 처리에 어려움이 있었고, 이로 인해 효율이 낮아지는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2011-0075085호(2011.07.06.)
이 건 발명은 이물질이 제거되도록 선별된 폐합성수지를 압축시켜 그 속에 들어 있는 산소가 제거되도록 한 상태에서 열분해로의 열분해 이송로로 공급되도록 하여 효율성을 높일 수 있도록 하고, 폐합성수지가 압축되기 이전에 첨가제 투입부를 통해 일정량의 첨가제가 투입, 혼합되도록 하여 부산물인 오일속에 포함될 염소의 함량이 최소화될 수 있도록 한 것이다.
이 건 발명은 폐합성수지가 폐합성수지 열분해 장치로 투입되도록 구비된 폐합성수지 열분해용 투입장치에 있어서, 상기 투입장치는 상부가 개방된 호퍼(110)의 하부에 열분해로(20)로 폐합성수지가 압축된 상태로 공급되도록 하는 압축부(120)를 갖는 투입부(10)로 구비되되, 상기 압축부(120)는 압축 구동모터(121)에 압축축(122)이 연결되고, 상기 압축축(122)의 외주연부에 압축 블레이드(123)가 구비되어 압축 스크류(126)가 구비되어지며, 상기 호퍼(110) 하부에는 압축 케이싱(124)이 수평방향으로 구비되고, 상기 압축 케이싱(124)의 내부에 상기 압축스크류(126)가 삽입되어지되, 상기 압축 케이싱(124)의 상부는 일정 길이 만큼 개방된 인입구(125)로 구비되어 상기 호퍼(110)로 투입된 폐합성수지가 내부로 인입되게 구비되어지고, 타측 나머지는 막힌 상태의 원통형 공간부(127)로 구비되어 상기 인입구(125)로 인입된 폐합성수지가 상기 원통형 공간부(127)에서 압축되도록 구비되어지며, 상기 상부가 개방된 호퍼(110)의 하단부 압축부(120) 상부에는 교반부(130)가 구비되되, 상기 교반부(130)는 교반 구동모터(131)에 교반축(132)이 연결되고 상기 교반축(132)의 외주연부에 나선형태를 갖는 교반 블레이드(133)가 구비되어 교반 스크류(134)가 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 호퍼(110)의 상부 입구측에는 첨가제 투입부(140)가 구비되어지되, 상기 첨가제 투입부(140)는 첨가제 투입 호퍼(141)의 하부에 구비된 박스형 프레임(142) 상부에 투입 댐퍼부(143)가 구비되어지고, 상기 투입 탬퍼부(143)의 하부에 상하로 첨가제 믹싱축(144)과 첨가제 투입 스크류(145)가 구비되고, 상기 첨가제 믹싱축(144)과 첨가제 투입 스크류(145)가 첨가제 투입 구동부(146)에 의하여 구동됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 투입 댐퍼부(143)는 외측의 핸들(143-1)에 구비된 댐퍼나사축(143-2)이 댐퍼 가이드(143-3)의 내부에 구비된 평판형 댐퍼(143-4)에 결합되게 구비됨으로써, 상기 핸들(143-1) 작동에 의하여 평판형 댐퍼(143-4)가 축방향으로 이동하게 되어 상기 박스형 프레임(142)의 내부 공간의 개도량이 결정되어지게 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 첨가제 믹싱축(144)은 믹싱축(144-1)의 외주연부에 ┓형태를 갖는 블레이드(144-2)가 방사형태를 갖도록 구비되어지고, 상기 박스형 프레임(142)의 외측으로 노출된 첨가제 믹싱축(144)의 단부에 믹싱 스프라켓 휘일(144-3)이 구비되어지며, 상기 첨가제 투입 스크류(145)는 첨가제 투입축(145-1)의 외주연부에 스크류형태를 갖는 투입 블레이드(145-2)가 구비되어지고, 상기 첨가제 투입 스크류(145)의 일부는 박스형 프레임(142)의 하부 공간에 구비되어지며, 나머지 부분은 박스형 프레임(142)의 외부로 노출되게 구비되어지고, 외부로 노출된 첨가제 투입 스크류(145)에 중공형 ┓형태를 갖는 투입 가이드관(145-3)이 구비되어지고, 상기 첨가제 투입축(145-1)의 단부에 투입 스프라켓 휘일(154-4)이 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 첨가제 투입부(140)를 통해 투입되어지는 첨가제는 제올라이트 와 소석회가 사용되어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상기 압축부(120)의 압축 구동모터(121), 상기 교반부(130)의 교반 구동모터(131) 및 첨가제 투입부(140)의 구동모터(146-1)는 PID 제어로 구동됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 박스형 프레임(142)은 상부만이 개방된 형태를 갖도록 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 투입 댐퍼부(143)는 외측의 핸들(143-1)에 구비된 댐퍼나사축(143-2)이 댐퍼 가이드(143-3)의 내부에 구비된 평판형 댐퍼(143-4)에 결합되게 구비됨으로써, 상기 핸들(143-1) 작동에 의하여 평판형 댐퍼(143-4)가 축방향으로 이동하게 되어 상기 박스형 프레임(142)의 내부 공간의 개도량이 결정되어지게 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 첨가제 믹싱축(144)은 믹싱축(144-1)의 외주연부에 ┓형태를 갖는 블레이드(144-2)가 방사형태를 갖도록 구비되어지고, 상기 박스형 프레임(142)의 외측으로 노출된 첨가제 믹싱축(144)의 단부에 믹싱 스프라켓 휘일(144-3)이 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 첨가제 투입 스크류(145)는 첨가제 투입축(145-1)의 외주연부에 스크류형태를 갖는 투입 블레이드(145-2)가 구비되어지고, 상기 첨가제 투입 스크류(145)의 일부는 박스형 프레임(142)의 하부 공간에 구비되어지며, 나머지 부분은 박스형 프레임(142)의 외부로 노출되게 구비되어지고, 외부로 노출된 첨가제 투입 스크류(145)에 중공형 ┓형태를 갖는 투입 가이드관(145-3)이 구비되어지고, 상기 첨가제 투입축(145-1)의 단부에 투입 스프라켓 휘일(154-4)이 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 첨가제 투입 구동부(146)는 구동모터(146-1)의 구동축(146-2)에 구동 스프라켓 휘일(146-3)이 구비되어지고, 상기 구동 스크라켓 휘일(146-3)에 구동체인(146-4)의 일측이 맞물려지며, 상기 구동체인(146-4)의 타측이 믹싱 스프라켓 휘일(144-3)과 투입 스프라켓 휘일(145-4)에 맞물려지게 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 이 건 발명에서 상기 투입 댐퍼부(143)와 첨가제 믹싱축(144)과 첨가제 투입 스크류(145) 및 첨가제 투입 구동부(146)가 박스형 프레임(142)의 양측에 구비됨을 특징으로 한다.
이 건 발명은 선별된 폐합성수지가 열분해의 열분해 이송로로 공급되기 이전에 호퍼의 하부에 구비된 압축부에 의하여 압축되도록 함으로써, 그 속에 포함된 산소가 제거될 수 있도록 한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이를 통해 무산소 열분해가 원활하게 이루어질 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이를 통해 열분해 효율성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이러한 과정을 통해 많은 량의 폐합성수지가 공급됨에 따라 폐합성수지 제거율을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 폐합성수지가 압축되기 이전에 첨가제 투입부를 통해 일정량의 촉매가 투입, 혼합되도록 함으로써, 부산물인 오일속에 포함될 염소의 함량이 최소화될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 이 건 발명은 호퍼의 하부로 구비된 압축부로 폐합성수지가 공급되기 이전에 호퍼의 중간부분에 구비된 교반부에 의하여 폐합성수지가 교반되면서 압축부를 향하여 공급되도록 함으로써, 폐합성수지가 호퍼의 내부에서 겉돌지 않고 원활하게 공급될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 압축부와 교반부가 PID(Proportional Integral Derivative) 제어로 구동됨에 따라 구동부분에 과도한 무리가 발생되는 것을 방지하여 수명이 연장될 수 있도록 하는 가운데 작업이 멈추게 되는 것을 방지할 수 있도록 한 효과를 얻을 수 있다.
도1은 이 건 발명에 따른 폐합성수지 열분해용 투입장치를 도시한 예시도.
도2는 이 건 발명에 따른 다른 실시예의 폐합성수지 열분해용 투입장치에 있어 교반부를 도시한 사시도.
도3은 이 건 발명에 따른 폐합성수지 열분해용 투입장치에 있어 첨가제 투입부를 확대 도시한 정면 예시도.
도4는 이 건 발명에 따른 폐합성수지 열분해용 투입장치에 있어 첨가제 투입부를 확대 도시한 측면 예시도.
도5는 이 건 발명에 따른 폐합성수지 열분해용 투입장치가 적용된 열분해 장치를 도시한 구성도.
도6은 이 건 발명에 따른 폐합성수지 열분해용 투입장치가 적용된 열분해 장치에 의하여 열분해가 이루어지는 과정을 도시한 순서도.
이 건 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도1은 이 건 발명에 따른 폐합성수지 열분해용 투입장치를 도시한 예시도이고, 도2는 이 건 발명에 따른 다른 실시예의 폐합성수지 열분해용 투입장치에 있어 교반부를 도시한 사시도이고, 도3은 이 건 발명에 따른 폐합성수지 열분해용 투입장치에 있어 첨가제 투입부를 확대 도시한 정면 예시도이고, 도4는 이 건 발명에 따른 폐합성수지 열분해용 투입장치에 있어 첨가제 투입부를 확대 도시한 측면 예시도이고, 도5는 이 건 발명에 따른 폐합성수지 열분해용 투입장치가 적용된 열분해 장치를 도시한 구성도이고, 도6은 이 건 발명에 따른 폐합성수지 열분해용 투입장치가 적용된 열분해 장치에 의하여 열분해가 이루어지는 과정을 도시한 순서도이다.
이 건 발명에 따른 폐합성수지 열분해용 투입장치는 폐합성수지가 열분해의 열분해 이송로로 공급되기 이전에 호퍼의 하부에 구비된 압축부에 의하여 압축되도록 하여 그 속에 포함된 산소가 제거되어 무산소 열분해가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 가운데 폐합성수지가 압축되기 이전에 첨가제 투입부를 통해 일정량의 촉매가 투입, 혼합되도록 하여 부산물인 오일속에 포함될 염소의 함량이 최소화될 수 있도록 한 것으로, 도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 호퍼(110)에 열분해로(20)로 폐합성수지가 압축된 상태로 공급되도록 하는 압축부(120)를 갖는 투입부(10)가 구비되어 있고, 상기 호퍼(110)는 입구측에 첨가제 투입부(140)가 구비되어 있다.
여기에서, 상기 호퍼(110)는 상광 하협의 형태를 갖도록 구비되어 있으며, 호퍼(110)의 하부에 열분해로(20)로 폐합성수지가 압축된 상태로 공급되도록 하는 압축부(120)가 회전 가능하게 구비되어 있다.
상기 압축부(120)는 압축 구동모터(121)에 연결된 압축축(122)으로 외주연부에 나선형 압축 블레이드(123)가 압축 케이싱(124)에 삽입되어지게 구비되어 있고, 상기 압축 케이싱(124)은 상부가 일정 길이 만큼 개방된 인입구(125)가 구비되어 폐합성수지가 내부로 인입되게 구비되어지고, 나머지는 막힌 상태로 인입된 폐합성수지가 압축되도록 구비되어 있다.
상기 압축 구동모터(121)는 PID(Proportional Integral Derivative) 제어로 구동됨에 따라 전류에 의하여 일정한 범위 내에서 자동적으로 가변 운전이 가능하게 되어 기존에 ON/OFF 제어 방식보다 구동부분에 과도한 무리가 발생되는 것을 방지하여 수명이 연장될 수 있게 된다.
상기 첨가제 투입부(140)를 통해 투입되어지는 촉매는 제올라이트(zeolite)가 사용되어지도록 하는 것이 바람직하고, 소석회(calcium hydroxide)가 사용되어지도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이는 촉매 투입에 대한 비용이 절감되도록 하기 위함이다. 이때, 촉매는 제오라이트가 사용될 경우, 유증기 발생시 함께 발생되는 타르 등 부유물질의 생성을 억제하는 가운데 타르 등 부유물질을 제거하는데 용이하고, 소석회가 사용될 경우, 강알카리 성분으로 유증기 발생시 함께 발생되는 타르 등 부유물질의 생성을 억제하고 타르 등 부유물질을 제거하는데 용이하면서 생산되는 오일을 중화 처리하는 효과도 얻을 수 있다.
이를 위해, 상기 제오라이트는 SiO2 62.2~75.0 wt%, Al2O2 10.0~21.0 wt%, Na2O 1.5~5.0 wt%, K2O 1.7~3.5 wt%, CaO 0.8~2.5 wt%, Fe2O2 0.5~1.8 wt% 및 기타 성분 0.5~1.8 wt%을 포함하고, 강열감량은 5.2~15.3 wt%이며, 이때 기타 성분으로는 FeO, TiO2, P2O5, MnO가 포함될 수 있다.
또한, 상기 제오라이트의 pH는 9.0~10.5일 수 있고, 양이온치환능(Cation exchamge capacity; CEC)은 80~92 meq/100g일 수 있다.
상기 소석회는 CaO 70% 이상, SiO2 2% 이하, MgO 3% 이하, Fe2O3 1% 이하, Al2O3 1% 이하를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 황을 포함하지 않는다.
또한, 상기 소석회는 325메쉬의 체를 95% 이상 통과하는 입도를 가지며, 구체적으로, 325메쉬의 체를 96.58% 통과하는 입도를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 상기 첨가제 투입부(140)는 호퍼(110)의 상부 입구측에 구비되는 것으로 첨가제 투입 호퍼(141)의 하부에 구비된 상부만이 개방된 형태를 갖는 박스형 프레임(142) 상부에 투입 댐퍼부(143)가 구비되어지고, 상기 투입 탬퍼부(143)의 하부에 첨가제 믹싱축(144)과 첨가제 투입 스크류(145)가 상부와 하부로 구분되어 회전 가능하게 구비되어 있고, 상기 첨가제 믹싱축(144)과 첨가제 투입 스크류(145)는 첨가제 투입 구동부(146)에 의하여 연동되는 방식으로 구동될 수 있도록 구비되어 있다.
상기 투입 댐퍼부(143)는 첨가제 투입 호퍼(141)의 하부에 구비된 박스형 프레임(142)의 내부 공간인 유로를 선택적으로 개폐되도록 하거나, 개도량이 조절되도록 한 것으로 핸들(143-1)에 구비된 댐퍼나사축(143-2)이 댐퍼 가이드(143-3)의 내부에 구비된 평판형 댐퍼(143-4)에 결합되게 구비됨으로써, 상기 평판형 댐퍼(143-4)는 댐퍼나사축(143-2)에 의하여 축방향으로 전후 왕복 이동하여 상기 박스형 프레이(143)의 내부 공간의 개도량이 결정되어지게 된다. 이러한 개도량에 따라 첨가제의 투입 정도가 변화될 수 있게 된다.
상기 첨가제 믹싱축(144)은 믹싱축(144-1)의 외주연부에 ┓형태를 갖는 블레이드(144-2)가 방사형태를 갖도록 구비되어지고, 상기 박스형 프레임(142)이 외측으로 노출된 첨가제 믹싱축(144)의 단부에 믹싱 스프라켓 휘일(144-3)이 구비되어 첨가제 투입 구동부(146)에 의하여 구동될 수 있도록 구비되어 있다.
이러한 첨가제 믹싱축(144)은 믹싱축(144-1)이 구동됨과 동시에 블레이드(144-2)에 의하여 뭉처진 상태로 있는 첨가제가 풀어질 수 있게 되어 첨가제 투입 스크류(145)에 의하여 용이하게 공급될 수 있게 된다.
상기 첨가제 투입 스크류(145)는 첨가제 투입축(145-1)의 외주연부에 스크류형태를 갖는 투입 블레이드(145-2)가 구비되어지고, 상기 첨가제 투입 스크류(145)의 일부는 박스형 프레임(142)의 하부 공간에 구비되어지며, 나머지 부분은 박스형 프레임(142)의 외부로 노출되게 구비되어있다.
또한, 외부로 노출된 첨가제 투입 스크류(145)에 중공형 ┓형태를 갖는 투입 가이드관(145-3)이 구비되어지고, 상기 첨가제 투입축(145-1)의 단부에 투입 스프라켓 휘일(154-4)이 구비되어 첨가제 투입 구동부(146)에 의하여 연동될 수 있게 구비되어 있다.
또한, 이러한 첨가제 투입 스크류(145)은 직경이 상이한 단턱축의 형태를 갖도록 하여 박스평 프레임(142)의 내측으로 위치되는 부분은 반원형태를 갖는 블레이드가 나선형태로 배열되어지도록 하고, 투입 가이드관(145-3)의 내부로 위치된 부분은 축방향으로 연속된 나선형태를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
상기 첨가제 투입 구동부(146)는 구동모터(146-1)의 구동축(146-2)에 구동 스프라켓 휘일(146-3)이 구비되어지고, 상기 구동 스크라켓 휘일(146-3)에 구동체인(146-4)의 일측이 맞물려지며, 상기 구동체인(146-4)의 타측이 믹싱 스프라켓 휘일(144-3)과 투입 스프라켓 휘일(145-4)에 맞물려지게 구비되어 있다.
이 건 발명에서 상기 투입 댐퍼부(143)와 첨가제 믹싱축(144)과 첨가제 투입 스크류(145) 및 첨가제 투입 구동부(146)가 박스형 프레임(142)에 하나만 구비된 형태로 설명하였으나, 이러한 형태 이외에 박스평 프레임(142)에 양측에 구비되도록 할 수 있다.
이러한 경우, 작업과정에서 첨가제 투입이 이루어지지 않을 경우, 이웃하는 다른 곳을 이용하여 첨가제 투입이 이루어질 수 있게 되고, 간혹 점검과 수리 과정에서 일측 또는 타측의 투입 댐퍼부(143)가 닫혀진 상태가 유지될 수 있도록 함으로써, 용이한 점검과 수리가 이루어질 수 있게 된다.
이 건 발명에 따른 폐합성수지 열분해용 투입장치에 의하여 폐합성수지가 투입, 열분해가 이루어지는 열분해 장치는 도5에 도시된 바와 같이, 열분해용 투입장치가 적용된 투입부(10), 열분해로(20), 유증기 배출부(30), 오일 분리 저장부(40), 가스 분리 저장부(50) 및 차(Char)배출부(60)가 포함되도록 구비되며, 아울러 냉각수 저장부(70)가 더 포함되도록 구비됨으로써, 선별된 폐합성수지를 압축시켜 산소가 제거되도록 한 상태에서 열분해 이송로로 용이하게 투입되도록 하여 무산소 열분해가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 가운데 접촉 면적의 증가를 가져올 수 있도록 하고, 열분해 과정에서 입자상의 물질과 다이옥신이 발생되는 것을 방지하여 주변 환경이 오염되는 것을 막을 수 있도록 구비되어 있다.
여기에서, 상기 투입부(10)는 선별된 폐합성수지가 호퍼(110)에 의하여 한곳으로 모여진 후 압축부(120)에 의하여 압축되도록 함으로써, 폐합성수지 사이로 제공되는 공극 사이에 들어 있는 공기 즉, 산소가 제거되어 열분해로(20)로 공급되도록 구비되어 있다.
상기 열분해로(20)는 내부에 열분해 이송로(210)가 구비되며, 상기 열분해 이송로(210)의 외부인 열분해로(20)의 내부에 가스버너(220)가 구비된 것으로, 상기 열분해 이송로(210)는 하부는 원통형태를 가지며, 상부는 오각형태를 갖는 이송로 몸체(211)가 지그 재그 형태를 갖도록 배열되어 열분해가 이루어지는 단면적이 극대화될 수 있게 구비되어 있고, 상기 각각의 이송로 몸체(211)에 이송 스크류축(212)이 회전 가능하게 구비되어 있다.
상기 가스버너(220)를 이용하여 간접가열에 사용되는 열원은 시공후 초기 가동시 LPG를 사용하고 운영중에는 자체 생산한 가스만 이용되도록 하는 것이 바람직하고, 별도의 댐퍼를 통해 연소가스가 배출되는 배출량이 조절되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 열분해로(20)의 온도는 600~700℃가 유지되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 열분해로(20)의 온도가 600℃ 이하 일 경우, 열분해가 불안정하게 이루어지며, 열분해로(20)의 온도가 700℃ 이상일 경우 연소되는 원인으로 작용하게 된다.
상기 이송로 몸체(211)의 일측단부와 하부로 위치된 다른 이송로 몸체(211)의 타측단부가 수직형태를 갖는 중공형 이송 연결구(213)로 연결되어 폐합성수지가 지그 재그 형태로 이송될 수 있게 구비되어 있고, 상기 각각의 이송로 몸체(211)에 유증기 배출홀(214)이 구비되어 열분해 과정에서 발생된 유증기가 유증기 배출홀(214)를 통해 외부로 배출될 수 있게 구비되어 있다.
상기 유증기 배출부(30)는 이송로 몸체(211)에 구비된 유증기 배출홀(214)에 이송덕트(310)의 일측이 결합되어지고, 상기 이송덕트(310)의 타측이 타르 이송스크류축(321)이 구비된 타르 이송 덕트(320)에 결합되도록 구비되어 배출되는 유증기 속에 포함된 타르가 외부로 배출되지 못하도록 하는 가운데 타르 이송스크류축(321)에 의하여 역방향으로 흘러 열분해 이송로(210)로 재유입되어 열분해될 수 있게 구비되어 있다.
상기 오일 분리 저장부(40)는 유증기 배출부(30)에서 배출되는 유증기로부터 오일이 분리 저장되도록 하는 것으로, 냉각수 공급부(70)로부터 공급되는 냉각수와 열교환을 통해 유증기속에 포함된 오일이 분리되어 하부에 구비된 오일 배출부(410)를 통해 오일 포집탱크(420)로 포집되어지게 구비되어 있다.
상기 오일 포집탱크(420)내로 포집된 오일의 일부가 오일펌프(430)에 의하여 중간오일탱크(440)로 이동되어 저장되게 구비되어지고, 상기 중간오일탱크(440)내의 저장된 오일의 일부가 다시 냉각수와 열교환이 이루어지도록 하는 가운데 나머지 오일이 원심분리기(450)를 통해 오일탱크(460)에 저장되게 구비되어 있다.
상기 오일탱크(460)는 하부에 유수분리탱크(461)를 설치하고, 배출펌프(461)를 통해 폐수저장탱크(470)로 저장되게 구비되어지고, 상기 폐수저장탱크(470)내의 폐수는 증발 농축 또는 분사소각처리부(480)를 통해 처리하거나 별도로 위탁처리되도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 상기 오일 분리 저장부(40)에 의하여 유증기로부터 분리된 가스가 상기 가스버너(220)로 공급되어 연소되도록 구비됨으로써, 운영에 소요되는 비용이 절감될 수 있게 구비되어 있다.
상기 가스 분리 저장부(50)는 유증기로부터 가스가 분리되도록 하는 것으로,유증기속에 오일이 제거된 가스가 냉각수 공급부(70)로부터 공급되는 냉각수와 열교환을 통해 가스속에 잔류된 오일이 분리되어 오일 드레인 저장부(510)에 저장되도록 구비되어지고, 잔류된 오일이 제거된 가스는 폴링탑(520)과 압축 모터(550)를 이용하여 가스 저장탱크(560)내로 이송 저장되도록 구비되어 있다.
상기 가스저장탱크(560)에 저장된 가스는 공정사용 가스저장탱크(AA)을 통해 간접가열용 가스버너(220)에 연속 공급되어 사용되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 차(Char)배출부(60)는 열분해로(20)에 구비된 다수개의 열분해 이송로(210)중 최종단부에 구비된 것으로, 다단식 배출 스크류(610)로 구비되어지고, 상기 다단식 배출 스크류(610)의 최종단부에 차 저장탱크(620)가 구비되어 폐합성수지가 열분해되는 과정에서 발생된 부산물인 재인 탄소가 일정한 곳에 저장될 수 있게 구비되어 있다.
상기 냉각수 공급부(70)는 유증기와 열교환이 이루어지도록 하여 유증기속에 포함된 오일과 가스가 분리되도록 한 것으로, 냉각수 저장탱크(710)에 냉각수 공급펌프(720)가 구비되어 있고, 상기 냉각수 공급 펌프(720)의 노출측에 냉각수 분기부(730)가 구비되어 오일 분리 저장부(40)와 가스 분리 저장부(50)의 냉각탑으로 냉각수가 공급 순환되도록 구비되어 있고, 상기 냉각수 저장탱크(710)에 냉각탑(740)이 연결되도록 구비되어 열교환을 통해 가열된 냉각수가 신속하게 냉각될 수 있게 구비되어 있다.
이와 같은 열분해 장치를 이용하여 폐합성수지가 열분해되어지는 과정은 도6에 도시된 바와 같이, 폐합성수지 투입단계(S100)로 이물질이 제거되어 선별된 폐합성수지가 압축부(120)를 갖는 호퍼(110)의 상부로 투입된 후 상기 호퍼(110)의 상부로 투입된 폐합성수지가 압축부(120)에 의하여 산소가 제거되도록 압축된 후 열분해로(20)로 공급되도록 한다(폐합성수지 압축공급단계(S200)).
상기 폐합성수지 투입단계(S100) 중 호퍼(110)의 상부에 구비된 첨가제 투입부(140)를 통하여 소석회 또는 제올라이트가 투입되는 첨가제 투입단계(S110)가 더 포함되도록 하는 것이 바람직하다.
이는 폐합성수지에 포함된 염소가 열분해되는 과정에서 첨가제인 촉매로 소석회 또는 제오라이트가 사용됨으로써, 강알카리 성분으로 유증기 발생시 함께 발생되는 타르 등 부유물질의 생성을 억제하고 타르 등 부유물질을 제거하는데 용이하면서 생산되는 오일을 중화 처리가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 가운데 유증기 발생시 함께 발생되는 타르 등 부유물질의 생성을 억제하는 가운데 타르 등 부유물질 제거가 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 상기 폐합성수지 압축공급단계(S200) 중 압축부(120)는 PID(Proport ional Integral Derivative)제어로 구동되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 폐합성수지의 최적의 공급량을 갖도록 자동으로 가변되어 구동되도록 하기 위함이다.
다음, 폐합성수지 열분해단계(S300)로 열분해로(20)로 공급된 폐합성수지가 이송 스크류축(212)에 의하여 이송로 몸체(211)의 내부를 이송하는 과정에서 가스버너(220)의 간접열에 의하여 가열되어 열분해가 이루어지도록 하고, 열분해가 이루어지는 과정에서 발생된 유증기와 차(Char)가 배출되도록 하는 것으로 이루어진다(열 분해물질 배출단계(S400)).
한편, 이 건 발명에서는 열분해 장치를 이용하여 폐합성수지가 열분해되어지는 과정이 폐합성수지 투입단계(S100), 폐합성수지 압축공급단계(S200), 폐합성수지 열분해단계(S300) 및 열 분해물질 배출단계(S400)로 이루어지도록 하였으나, 열 분해물질 배출단계(S400) 이후에 유증기는 냉각수 공급부(70)를 통해 공급되는 냉각수와 연결환이 이루어지는 유증기 냉각단계(S500)를 경유하는 과정에서 유증기로부터 오일이 분리되어 저장되는 오일 저장단계(S510) 및; 오일이 분리된 유증기가 다시 열교환을 통해 잔류된 오일이 제거된 후 가스가 저장되는 가스 저장단계(S520)가 더 포함되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 열 분해물질 배출단계(S400) 이후에 열분해로(20)의 외부로 배출되는 차(Char)는 다단식 배출 스크류(610)를 경유하여 차 저장탱크(620)에 저장되는 차 처리단계(S600)가 더 포함되도록 하는 것이 바람직하다.
이 건 발명에서는 투입부(10)는 선별된 폐합성수지가 호퍼(110)에 의하여 한곳으로 모여진 후 압축부(120)에 의하여 압축됨으로써, 산소가 제거된 상태에서 열분해로(20)로 공급되도록 구비되어 있으나, 이러한 형태 이외에 상기 호퍼(110)에별도의 교반부(130)가 더 구비되도록 할 수 있다.
상기 교반부(130)는 교반 구동모터(131)에 연결된 교반축(132)으로 구비되어지고, 상기 교반축(132)의 외주연부에 나선형 교반 블레이드(133)가 구비되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 호퍼(110)의 압축부(120) 상부에 교반부(130)가 구비되는 것이 더욱 바람직하다. 이는 호퍼(110)의 상부로 투입된 폐합성수지가 교반부(130)의 교반 블레이드(133)에 의하여 압축부(120)가 구동되는 방향으로 폐합성수지가 교반되어지면서 이동되도록 함으로써, 폐합성수지가 압축부(120)로 용이하게 인입되도록 하기 위함이다.
상기 교반부(130)의 교반 구동모터(131)는 압축부(120)와 연계된 PID(Proportional Integral Derivative) 제어로 구동되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 폐합성수지가 항상 일정하게 교반되어 압축부(120)로 공급되도록 하기 위함이다.
이러한 경우, 도6에 도시된 바와 같이, 열분해 장치를 이용하여 폐합성수지가 열분해되어지는 과정인 폐합성수지 압축공급단계(S200)에서 호퍼(110)의 상부로 투입된 폐합성수지가 교반되는 폐합성수지 교반단계(S210)를 통해 압축부(120)의 입구측으로 강제로 이동됨에 따라 용이하게 압축부(120)로 들어가게 될 수 있게 된다.
이 건 발명에서는 교반축(132)에 구비된 교반 블레이드(133)가 일정 간격(피치)이 유지되도록 하였으나, 이러한 형태 이외에 도2에 도시된 바와 같이, 상기 교반축(132)의 교반 블레이드(133)는 어느 일측을 향하여 축방향의 피치가 점진적으로 좁아지게 구비될 수도 있다. 이러한 경우, 좁아지는 피치에 의하여 더 교반이 이루어질 수 있게 된다.
또한, 이 건 발명에서는 교반축(132)에 구비된 교반 블레이드(133)가 일정 직경이 유지되도록 하였으나, 이러한 형태 이외에 어느 일측을 향하여 상기 교반축(132)의 교반 블레이드(133) 직경이 점진적으로 증가되는 형태를 갖도록 구비될 수도 있다. 이러한 경우, 점진적으로 증가되는 교반 브레이드(133)의 직경에 의하여 더 교반이 이루어질 수 있게 된다.
10:투입부 20:열분해로
110:호퍼 120:압축부
121:압축 구동모터 122:압축축
123:나선형 압축 블레이드 124:압축 케이싱
125:인입구 126:압축 스크류
130:교반부 131:교반 구동모터
132:교반축 133:교반 블레이드
134:교반 스크류 140:첨가제 투입부
141:첨가제 투입 호퍼 146:첨가제 투입 구동부

Claims (4)

  1. 폐합성수지가 폐합성수지 열분해 장치로 투입되도록 구비된 폐합성수지 열분해용 투입장치에 있어서,
    상기 투입장치는 상부가 개방된 호퍼(110)의 하부에 열분해로(20)로 폐합성수지가 압축된 상태로 공급되도록 하는 압축부(120)를 갖는 투입부(10)로 구비되되, 상기 압축부(120)는 압축 구동모터(121)에 압축축(122)이 연결되고, 상기 압축축(122)의 외주연부에 압축 블레이드(123)가 구비되어 압축 스크류(126)가 구비되어지며, 상기 호퍼(110) 하부에는 압축 케이싱(124)이 수평방향으로 구비되고, 상기 압축 케이싱(124)의 내부에 상기 압축스크류(126)가 삽입되어지되, 상기 압축 케이싱(124)의 상부는 일정 길이 만큼 개방된 인입구(125)로 구비되어 상기 호퍼(110)로 투입된 폐합성수지가 내부로 인입되게 구비되어지고, 타측 나머지는 막힌 상태의 원통형 공간부(127)로 구비되어 상기 인입구(125)로 인입된 폐합성수지가 상기 원통형 공간부(127)에서 압축되도록 구비되어지며, 상기 상부가 개방된 호퍼(110)의 하단부 압축부(120) 상부에는 교반부(130)가 구비되고, 상기 교반부(130)는 교반 구동모터(131)에 교반축(132)이 연결되고 상기 교반축(132)의 외주연부에 나선형태를 갖는 교반 블레이드(133)가 구비되어 교반 스크류(134)가 구비되어지며, 상기 호퍼(110)의 상부 입구측에는 첨가제 투입부(140)가 구비되어지되, 상기 첨가제 투입부(140)는 첨가제 투입 호퍼(141)의 하부에 구비된 박스형 프레임(142) 상부에 투입 댐퍼부(143)가 구비되어지고, 상기 투입 댐퍼부(143)의 하부에 첨가제 믹싱축(144)과 첨가제 투입 스크류(145)가 상하로 구비되고, 상기 첨가제 믹싱축(144)과 첨가제 투입 스크류(145)가 첨가제 투입 구동부(146)에 의하여 구동되어지며, 상기 투입 댐퍼부(143)는 외측의 핸들(143-1)에 구비된 댐퍼나사축(143-2)이 댐퍼 가이드(143-3)의 내부에 구비된 평판형 댐퍼(143-4)에 결합되게 구비됨으로써, 상기 핸들(143-1) 작동에 의하여 평판형 댐퍼(143-4)가 축방향으로 이동하게 되어 상기 박스형 프레임(142)의 내부 공간의 개도량이 결정되어지게 구비되고, 상기 첨가제 투입부(140)를 통해 투입되어지는 첨가제는 제올라이트와 소석회가 사용되어지는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해용 투입장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제 믹싱축(144)은 믹싱축(144-1)의 외주연부에 ┓형태를 갖는 블레이드(144-2)가 방사형태를 갖도록 구비되어지고, 상기 박스형 프레임(142)의 외측으로 노출된 첨가제 믹싱축(144)의 단부에 믹싱 스프라켓 휘일(144-3)이 구비되어지며, 상기 첨가제 투입 스크류(145)는 첨가제 투입축(145-1)의 외주연부에 스크류형태를 갖는 투입 블레이드(145-2)가 구비되어지고, 상기 첨가제 투입 스크류(145)의 일부는 박스형 프레임(142)의 하부 공간에 구비되어지며, 나머지 부분은 박스형 프레임(142)의 외부로 노출되게 구비되어지고, 외부로 노출된 첨가제 투입 스크류(145)에 중공형 ┓형태를 갖는 투입 가이드관(145-3)이 구비되어지고, 상기 첨가제 투입축(145-1)의 단부에 투입 스프라켓 휘일(154-4)이 구비됨을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해용 투입장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상기 압축부(120)의 압축 구동모터(121), 상기 교반부(130)의 교반 구동모터(131) 및 첨가제 투입부(140)의 구동모터(146-1)는 PID 제어로 구동됨을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해용 투입장치.
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