KR102262779B1 - 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐합성수지와 가연성 폐기물(바이오 폐기물 포함)의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 바람직하게는 폐합성수지와 매립장 등에서 선별하여 파쇄된 가연성 폐기물(바이오쓰레기 포함)을 가동중인 열분해장치로 연속 투입하여 일정한 온도로 열분해를 하고, 열분해 된 열분해가스와 탄화부산물을 연속적으로 배출함으로써, 열분해장치의 중단없이 가동하므로 작업능률의 향상으로 인한 생산성을 증대시키고, 가동중단과 열팽창에 의한 열분해장치의 크랙발생, 노후산화에 따른 수명 연장과 열분해장치에서 생성되는 유증기를 응축순환시켜서 재사용 하기 때문에 폐수의 배출을 0화함은 물론 열분해장치에서 발생된 열분해가스로부터 오일과 물과 가스를 분리한 후, 상기 분리된 오일로부터 고품질의 재생유를 생산하는 것으로,
그 구성은 가연성 생활쓰레기나 산업 폐기물은 물론 매립장에서 선별된 가연성 폐기물을 우선선별하여 토사나 철재류 등을 제거하고 파쇄하여 1, 2차 압축장치(11)(12)에서 밀폐 및 압축하여 이송스크류(15)를 통해 공기와 산소를 차단하면서 이송하는 압축이송원료공급장치(100)와, 상기 압축이송원료공급장치(100)를 통해 압축이송된 가연성폐기물을 연소실(21)의 가스버너(22)에서 발화되는 고열로 가열하여 열분해로(21)에서 열분해하여 탄화부산물과 유증기를 전방으로 이송하는 열분해장치(200)와, 상기 열분해장치(200)에서 분리되어 배출스크류(31)를 타고 배출된 탄화부산물을 하부로 배출하고 유증기는 필터(36)를 거쳐 이동통로(41)로 배출할 수 있도록 분리하는 분리배출장치(300)와, 상기 분리배출장치(300)에서 분리된 유증기를 냉각수와 접촉하여 미세먼지 및 이물질(타르 등)을 응축분리하면서 얻어진 열분해가스는 가스배출관(46)으로 배출하는 응축분리장치(400)와, 상기 응축분리장치(400)에서 분리된 열분해가스는 증류탑(52)으로 이송되고 응축수와 퇴수는 유수분리기(57)에서 물과 오일로 분리시키는 가스유수분리장치(500)와, 상기 증류탑(52)을 거쳐 이송된 열분해가스를 다수개의 감압증류관(61) 내에 형성된 냉각순환파이프(62)와 접촉하여 오일을 생성하여 오일탱크(63)(64)(65)로 저장하는 감압증류장치(600)와 열분해시 사용되고 배출되는 열을 재활용하여 흡수식 냉동기를 설치하여 냉각수를 생성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이다.

Description

폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 방법 및 장치 {Methods and devices for pyrolysis emulsifying the continuous injection of waste synthetic resins and flammable wastes, as well as continuous discharge of pyrolysis by-products and producing high-quality without the discharge of fine dust and wastewater}

본 발명은 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 오일을 생성하는 열분해 유화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 바람직하게는 폐합성수지와 가연성 생활폐기물, 산업폐기물은 물론 매립장 등에서 선별하여 파쇄된 가연성 폐기물(바이오폐기물 포함)을 가동중인 열분해장치에 연속 투입하여 일정한 온도로 열분해를 하고, 열분해 된 열분해가스와 탄화부산물(차, 토사, 불연이물질 등)을 연속적으로 배출함으로써, 열분해장치로 중단없이 가동하므로 작업능률의 향상으로 인한 생산성을 증대시키고, 상온고온 열팽창에 의한 열분해장치의 수명 연장과 열분해장치에서 생성되는 유증기를 응축순환시켜서 재사용 하기 때문에 미세먼지와 폐수의 배출을 억제함은 물론 열분해장치에서 발생된 열분해가스로부터 오일과 물과 가스를 분리한 후, 상기 분리된 오일로부터 고품질의 재생유를 생산하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 오일을 생성하는 열분해 유화 방법 및 장치에 관한 것이다,

최근 높은 인구 밀도와 급속한 산업화 및 도시화에 따라 1회용 용품 사용의 증가와 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.

또한, 산업의 발달에 따라 플라스틱이나 합성고무를 원료로 하는 상품의 생산량은 급증하고 있지만 가연성 폐기물이나 폐고무 등의 가연성 폐기물에 대한 재활용률은 총 생산량에 비하여 미미한 수준에 불과한 실정이다.

이러한 현상이 발생되는 주요 원인은 가연성 폐기물의 재활용에 많은 비용이 소요되기 때문이다

즉, 고순도일 경우 재활용가능하나, 저순도일 경우는 재활용하는데 많은 비용이 소모되므로 경제적인 측면에서 좋지 못하고, 재활용 시 품질의 저하로 재활용하는데 한계가 있다.

이와 같이 가연성 폐기물을 소각하거나 매립하지 않고 소요 경비를 줄이면서 가연성 폐기물을 재활용하는 기술로는 가연성 폐기물을 열분해하여 유용한 오일을 얻을 수 있는 유화 방법이나 그 장치의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.

가연성 폐기물의 열분해 재활용 방법은 가연성 폐기물에 고열을 가하여 가연성 폐기물을 용융하여 분해하고, 분해물로부터 얻을 수 있는 다양한 유분을 정제하여 오일을 얻는 방법이다. 그러나, 기존의 열분해 방법은 신속한 열분해가 이루어지지 못하고, 가연성 폐기물을 분리 및 파쇄하는 공정이 열분해 공정 전에 요구되어 채산성이 낮다.

즉, 가연성 폐기물을 가동중인 열분해로로 연속 투입하지 못하고, 배치식으로 1회 투입하여 고온(400∼600℃)에서 6∼10시간의 열분해공정이 끝난 후, 열분해로를 상온으로 냉각시켜서 열분해로 내의 열분해 잔재물인 차(Char)를 제거한 후 가연성폐기물을 투입하고 다시 열분해로를 가열하여 열분해하기 때문에 작업의 연속성이 없어 생산능률의 향상을 가져올 수 없었을 뿐 아니라 열분해로의 열팽창에 의한 조기산화, 크랙발생과 열분해 잔재물의 제거작업에 따르는 미세먼지 발생이 심각하였다.

또한, 열분해에 사용되는 반응로도 직경이 큰 탱크형 반응로를 사용하기 때문에 열전달효율이 낮아서 신속한 열분해가 이루어지지 않게 되어 소규모로만 사용하고 있고, 이 또한 간접가열에 의해 표면에 코크가 쉽게 생성되는 문제점이 있으며, 생산성을 증대시키기 위해 별도의 압축 공정을 두어 철선 결속을 하는 경우와 선별공정과 폐플라스틱을 소규모의 일정크기로 파쇄하는 공정 등 다수 전처리 과정으로 수행되고 있으므로, 낮은 공정 효율 및 많은 투자비가 들어 경제성이 낮아지게 된다.

그리고 열분해를 통해 기상 유분을 생산할 수 있는 기존의 공정은 CSTR(continuous stirred tank reactor), 스크류(screw)형, 로터리킬른(rotary kiln) 등의 반응기를 사용하고 있으나, 이들 반응기를 사용하는 경우에는 연속적인 공정, 대규모 설비 증강, 가연성 물질들의 열분해시 발생하는 카본에 의해 코킹(coking)이 발생하는 문제점, 배출되는 잔사에 카본 함유량이 높아 타르의 발생과 에너지 효율이 낮은 등의 다양한 문제점으로 인해 실제적으로 다양한 기술들이 소개되고 있으나 상용화가 어려운 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 열분해 장치에 관한 기술들이 활발히 연구되어, 한국 특허등록 제10-0748624호는 로터리킬른형 열분해장치를 이용한 폐플라스틱의 열분해시스템 및 방법에 관한 것으로, 병렬로 연결된 다수 개의 로터리킬른형 열분해장치를 사용하여 폐합성수지를 1차 열분해하고 CSTR형 열분해장치를 사용해서 1차 분해물을 다시 열분해하며, 증류탑을 사용하여 2차 분해물로부터 생성유(오일)를 확보한 후 이 생성유를 정제하여 고순도의 오일을 확보한다. 그러나, 이 경우 폐합성수지의 재활용에 소요되는 경비를 줄이고, 처리속도를 높이는 효과가 있지만, 여전히 많은 경비가 소요되어 채산성이 낮다.

또한, 한국 공개특허 제10-2020-0126707호의 "가연성 폐기물로부터 열분해 오일 생산 시스템 및 이의 이용"이 개시 되었으나, 상기 구성은 가연성 폐기물로부터 열분해 오일의 생산 공정에서 장치 막힘을 유발하는 고비점 왁스를 제거한 고급 오일을 얻으며, 열분해 반응기에서 배출되는 잔수물에 오일 성분이 포함되지 않게 하여 오일 수율 증가시키는 동시에, 잔사물의 배출 함량을 효과적으로 낮출 수 있지만, 가연성 폐기물을 가동중인 열분해로로 연속투입 및 연속배출이 이루어지지 못하는 문제가 있다.

그뿐만 아니라 상기 구성은 하기 기술과 같이 종래의 문제점으로, 예컨데 어느 하나의 로터리 킬른형 열분해 반응기가 폐기물을 열분해하여 2차 열분해 장치(스크류형 이송기가 구비된 단순 가열 반응기)나 다른 공정으로 고형 잔사물을 공급하는 순간에 열분해가 중지되거나 열분해 효율이 낮아질 수 있다. 따라서, 어느 하나의 로터리 킬른형 열분해 반응기에서 열분해 외에 다른 작업을 수행함에 따라 폐기물의 열분해가 중지되거나 열분해 효율이 낮아지는 조건일 때 또 다른 로터리 킬른형 열분해 반응기는 정상적으로 작동하여 폐기물을 최상의 조건에서 열분해할 수 있다. 이러한 구조는 복수 개의 로터리 킬른형 열분해 반응기와 각각의 로터리 킬른형 열분해 반응기에 대응된 복수 개의 2차 열분해 장치(스크류형 이송기가 구비된 단순 가열 반응기)를 구비하는 것과 동일한 수준의 효과를 얻으면서도 설치면적 및 설치비용을 최소화할 수 있는 기술을 개발하여 1차 열분해 장치 및/또는 2차 열분해 장치는 각각 병렬로 복수개 연결하여 지속적인 열분해가 이루어지도록 하였다. 그러나 상기 구성은 열분해 장치를 다수가 병렬로 연결하여야 문제점이 있었던 것이다.

또한, 공개특허공보 제10-2011-0075085호(20110706)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 더 낮아지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 가연성 폐기물의 열분해 유화장치는 가연성 폐기물의 유화율과 연료유의 품질이 비교적 낮고, 고열로 가열하는 장치임에도 안전성에 관한 고려가 없으며, 유화가스 이동이 신속하지 못하고, 분해로를 가열하는 가열장치의 설치와 수리가 쉽지 아니하며, 열분해로의 구성이 복잡하고, 재료비가 비싼 등의 문제가 있는 것이었다.

이와 같이 상기 기술 이외에도 가연성 폐기물을 열분해하는 많은 기술이 개시 되었으나, 가동중인 열분해로로 가연성폐기물을 연속투입 하면서 열분해하여 고품질의 재생연료를 생산할 수 있는 간단한 기술 구성을 연구하고 있는 실정이다.

한국 특허등록 제10-0748624호 한국 공개특허 제10-2020-0126707호 한국 공개특허 제10-2011-0075085호 한국 특허등록 제10-1315905호 한국 특허등록 제10-0748107호 한국 특허등록 제10-0515744호 한국 특허등록 제10-1292672호 한국 공개특허 제10-2013-0041520호 한국 등록특허 제10-1999150호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 가연성 생활폐기물, 산업현장의 사업장폐기물은 물론 매립장에서 선별된 가연성폐기물(이하 매립장에서 선별된 가연성 폐기물 이라한다)을 파쇄기로 파쇄하여 열분해 하는 열분해장치로 1차 및 2차에 걸쳐 압축시킴과 동시에 2차 압축시 밀폐된 상태로 압축시켜서 이송스크류를 통해 연속하여 압축 투입하도록 함을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 2차압축장치의 하부에 형성되어 가연성폐기물을 열분해장치로 이송하는 이송스크류의 내부에 간격을 투고 유체배출공이 천공된 유체공급관(노즐)으로 유체를 공급하여 가연성폐기물 사이에 형성되는 공극을 충전함으로써 공기와 산소를 차단하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 열분해장치의 열분해로로 투입된 가연성폐기물을 열분해하는 과정에서 발생하는 탄소부산물(Char ; 숯)을 열분해로의 내부면에 돌출하여 나선형으로 형성된 활선과, 경사지게 간격을 두고 다수 형성된 활선판에 의해 전방으로 연속하여 배출스크류를 통하여 분리배출박스로 배출하여 가스와 차(Char)로 분리하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 열분해로의 내부에서 가연성폐기물을 열분해하는 과정에서 발생하는 열을 이용하여 냉각수를 생산하고, 상기 냉각수를 응축분리장치로 순환시켜서 재사용할 수 있도록 하고 탄화부산물의 배출 시 강제주입 살수하여 혼합함으로서 폐수를 재사용하고 미세먼지를 제거함으로써 폐수 배출을 제로화함을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 열분해장치 가동시 높은 열에 의해 열분해로가 열팽창과 냉각에 의해 변형 및 파손되는 것을 방지하기 위해 열분해로의 하부에 전후 이동하는 이동롤러를 장착하여 신축시 전방으로 이동할 수 있으므로 열분해로의 수명을 연장할 수 있도록 함을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 열분해로의 전방과 후방에 단열조인트를 장착함으로써, 열분해로에서 발생하는 고온의 열이 가연성폐기물을 이송하는 이송스크류와 열분해된 유증기와 탄소부산물을 분리 및 배출하기 위한 배출스크류로 전달되지 못하도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 열분해로에서 발생된 유증기에서 생성된 열분해가스를 냉각하여 응축할 수 있게 응축분리장치의 내부에 도넛츠형태의 냉각파이프를 다수개의 겹으로 그릴화하여 직렬로 연결하고, 외부에서 냉각파이프로 공급되는 5~6℃의 냉각수는 유증기와 접촉없이 냉각파이프의 내부에서 열교환되면서 냉각파이프에 접촉기 때문에 유증기의 물과 열분해가스의 분리가 쉽게 이루어지므로 유증기에서의 타르발생과 막힘 현상이 전혀 생성되지 않도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 응축분리장치의 외부에는 회전레일이 장착되어 하중을 분담함으로써 안전하게 가동할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 가연성폐기물을 열분해로로 공급하는 이송스크류와 가연성폐기물을 열분해하는 열분해로와, 열분해로에서 분리된 유증기와 탄소부산물을 분리배출하는 분리배출장치에 연결되어 응축분리장치의 구동이 서로 연결되어 동시에 구동할 수 있도록 함을 목적으로 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 폐합성수지와 가연성 폐기물을 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 방법은

매립장에서 선별하여 파쇄된 가연성 폐기물이나 가정이나 사립장 등에서 배출된 가연성폐기물을 선별, 파쇄하는 전처리 단계;

상기 가연성 폐기물을 투입하여 1차 압축할 수 있도록 형성된 1차압축장치와, 상기 1차압축장치의 하단에 밀폐된 상태에서 2차 압축할 수 있도록 밀폐하우징이 형성된 2차압축장치, 상기 하부에 형성된 이송스크류를 통해 압축된 가연성폐기물을 공기와 산소의 유입을 차단하고 전방으로 이송하는 압축이송 원료공급단계;

상기 압축이송 원료공급단계에서 이송된 가연성폐기물을 열분해로에서 열분해할 때 발생된 탄화부산물을 열분해로의 내부면에 나선형으로 형성된 활선과 경사지게 간격을 두고 다수 형성된 활선판에 의해 전방으로 이송하면서 열분해된 탄화부산물(Char, 토사, 이물질 등)과 유증기 및 열분해가스를 배출스크류를 통해 전방의 분리배출 박스로 배출하는 열분해단계;

상기 배출통로 파이프와 배출스크류에 의해 배출된 탄화부산물은 배출스크류의 전방에 설치된 분리배출박스의 하부 호퍼로 낙하되어 배출되고, 유증기와 열분해가스는 분리박스의 상부에 형성된 필터를 거쳐 유증기와 열분해가스 및 탄화부산물을 분리배출하는 가스, 차(Char) 분리배출단계;

상기 가스, 차(Char) 분리배출단계에 설치된 필터에서 정화된 유증기와 열분해가스는 전방의 응축분리장치의 내부에 유입되어 워터탱크와 연결된 냉각파이프에 다수 간격을 두고 정착된 냉각 파이프그릴의 냉각수와 접촉하여 응축수와 탄화부산물 및 열분해가스를 분리하여 열분해가스와 분리지 못한 응축수는 가스 배출관으로 상시 배출되며 분리된 응축수와 탄화부산물 이물질은 하부의 저장탱크로 응축분리장치의 정지운행 시에 배출하는 응축분리단계;

상기 응축분리단계에서 분리되지 못한 응축수와 열분해가스는 3중구조관(가스배출관, 퇴수관, 냉각수파이프)으로 구성된 배출관을 통하여 전방에 설치된 가스, 유수분리통으로 형성된 가스, 유수분리수단에 공급되어 안정적으로 분리할 수 있도록 형성하고, 상기 가스, 유수분리통 하부에 형성된 유수분리장치를 통하여 퇴수와 물 및 오일을 분리함과 동시에 열분해가스를 증류탑으로 이송하는 가스유수분리단계;

상기 분리된 열분해가스는 다수개 직렬로 연결된 감압증류관의 내부에 냉각순환파이프를 형성하여 열분해가스의 융착을 유도하여 고품질의 경유 또는 경질유를 생산하는 감압증류단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 오일을 생성하는 열분해 유화 장치의 구성은,

일반가정이나 산업현장, 공장 등에서 배출되는 가연성 생활폐기물과 가연성산업 폐기물은 물론 매립장에서 선별하여 파쇄된 가연성폐기물을 1차 압축하고, 2차 밀폐된 상태에서 2차 압축하는 1차 및 2차압축장치와, 상기 1차 및 2차압축장치에서 압축된 가연성폐기물을 공기와 산소의 유입을 방지하고 이송하는 이송스크류를 형성한 압축이송 원료공급장치와,

상기 압축이송원료공급장치에서 이송된 가연성폐기물을 연소실 내부에 형성되어 가스탱크와 연결된 가스버너에서 연소되는 고온으로 모터의 동력을 전달받아 회전하는 열분해로에서 열분해하여 탄화부산물과 유증기와 열분해가스를 분리하는 열분해장치와,

상기 열분해로에서 분해된 탄화부산물은 열분해로의 전방 내부에 형성된 배출스크류의 호퍼로 유입되어 가스, 차(Char) 분리배출박스에 유입되어 분리배출박스의 하부에 형성된 배출호퍼를 통해 스크류콘베어로 배출되도록 형성하고, 유증기와 열분해가스는 배출스크류의 상부에 형성된 배출통로를 거쳐 가스, 차(Char) 분리배출박스의 상부에 형성된 필터를 거쳐 정화되는 유증기와 열분해가스와 탄소 및 이물질을 분리하여 하부로 낙하시켜 이동통로로 배출하는 가스, 차(Char) 분리배출장치와,

상기 가스, 차 분리배출장치에서 분리된 유증기와 열분해가스는 이동통로를 거쳐 전방이 경사지게 형성된 응축실의 내부로 유입되어 워터탱크와 연결된 다수의 그릴형으로 형성된 냉각수파이프의 냉각수와 접촉하여 응축되고, 응축된 응축수와 탄화부산물은 하부에 형성된 배출공을 통해 응축실이 정지시 배출되고, 분리되지 못한 응축수와 열분해가스는 3중구조관의 가스배출관을 통해 배출하도록 모터의 동력을 전달받아 응축실이 회전하는 응축분리장치와,

상기 분리되지 못한 응축수와 열분해가스는 3중구조관으로 형성된 배출관을 거쳐 증류탑과 연결된 제1분리통으로 이송되고, 냉각수파이프와 순환되어 배출되는 퇴수는 3중구조관의 퇴수관을 통해 증류탑과 연결된 제2분리통으로 이송되고, 상기 증류탑의 하부로 배출되는 응축수를 분리하는 제3분리통과, 상기 제 1, 제 2, 제3 분리통의 하부에 설치된 유수분리기에서 오일과 유수를 분리하여 분리된 오일을 저장하도록 형성된 가스유수분리장치와,

상기 증류탑을 거쳐 배출되는 가스는 감압증류관의 내부에 형성된 감압순환파이프에 의해 가스의 정착을 유도하여 경유 또는 경질유를 생산하여 각각의 감압증류관 하부에 형성된 오일탱크에 저장하도록 다수개의 감압증류관이 연결된 감압증류장치를 포함하고,

상기 감압증류장치에서 배출된 오일을 분리하고 배출되는 가스는 가스탱크에 저장하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 가연성폐기물을 열분해하는 열분해로로 연속하여 투입하면서 열분해할 수 있으므로 연속적인 작업이 하나의 시스템에서 이루어지기 때문에 작업공간을 줄일 수 있음은 물론 작업의 연속성으로 인하여 작업능률을 향상시켜서 고품질의 오일을 생산할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 열분해로의 내부에 나선형의 활선과 경사지게 간격을 두고 다수 돌출되게 설치된 활선판에 의해 열분시 발생하는 탄화부산물을 작업과 동시에 전방으로 이동시켜서 연속적으로 배출시키기 때문에 작업의 연속성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 열분해로의 내부에 나선형의 활선과 경사지게 간격을 두고 다수 돌출되게 설치된 활선판에 의해 열분해시 발생하는 탄화부산물을 작업과 동시에 전방으로 이동시켜서 배출통로와 배출스크류와 연결된 분리배출장치에 의하여 연속적으로 배출시키기 때문에 작업의 연속성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 열분해로의 내부로 투입되는 가연성폐기물을 1차 압축 및 2차 밀폐압축하여 이송함은 물론 가연성폐기물에 압축시에도 남아있는 공극에 물이나 벙커C유, 폐유 등과 같은 유체를 공급하여 완전 밀폐된 상태에서 공기와 산소를 완전 차단하여 이송함과 동시에 밀폐된 상태로 열분해로로 투입된 가연성폐기물을 무산소과정에서 고열(350~800℃)로 열분해하기 때문에 다이옥신의 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 열분해로의 외부에 흡수식 냉동기를 설치함으로써, 열분해로의 외부로 손실되는 폐열을 활용하여 냉각수를 생성하고, 상기 냉각수를 회수하여 재냉각시켜 열분해장치에 재활용함으로써, 열분해시 생성되는 폐수를 제거하고 보충수로 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 열분해로의 전방 하부에 이동롤러 및 분리장치와 응축분리장치의 후방에 플렉시블튜브를 설치함으로써, 고열로 가연성폐기물을 열부해할 때 열분해로가 전후방으로 수축팽창할 수 있기 때문에 수축팽창으로 인한 파손 및 화재를 방지할 수 있으므로 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 열분해로의 전후방에 단열조인트를 설치하였기 때문에 열분해로 가동시 발생되는 고열이 이송스크류와 분리장치로 전달되지 않으므로 장비의 수명을 오래 유지함은 물론 작업의 연속성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 가연성폐기물을 열분해로에서 열분해한 후, 바로 감압증류하지 않고, 필터에서 걸러지지 않고 통과한 미세한 탄화부산물과 이물질 및 유증기를 다시 응축분리장치에서 응축하여 분리된 열분해가스를 가스유수분리장치 및 감압증류장치로 보냄으로써, 고품질의 오일을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 응축분리장치의 내부에서 유증기 및 탄화부산물을 응축하기 위하여 냉각수를 공급하는 냉각수파이프는 도너츠형, 일자형, 엘보형 등으로 형성하여 간격을 두고 냉각수파이프를 그릴형태로 다수 정착하여 응축시킴으로서 단시간내에 미세 탄화부산물 등의 이물질을 완벽하게 분리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 방명에 따르면 분리배출 장치 하부에 정착된 탄화부산물 배출 스크류콘베어 외부에는 유체 공급관(노즐)을 다수 설치하여 탄화부산물 배출시 유체(물, 액상타르, 벙커C유)를 고압살수하여 스크류운동에 의하여 혼합배출되는 탄화부산물을 고체 연료화로 제조 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열분해장치의 전체 공정을 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가연성페기물을 압축하여 이송하는 압축이송원료공급장치의 정단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 열분해로를 나타낸 정단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 가스, 차(Char) 분리배출장치를 나타낸 정단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 응축분리장치와 가스유수분리장치를 나타낸 정단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 감압증류장치를 나타낸 정단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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.

본 발명에 따른 폐합성수지와 가연성폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세분진과 폐수의 배출이 없는 열분해 유화 방법과 장치의 주요구성은 도 1에 나타내는 바와 같이,

매립장에서 선별된 가연성폐기물을 선별하여 토사와 철재류 등 불연성을 배출하고 파쇄기로 150∼200mm로 대략적으로 파쇄하여 1차, 2차 압축장치(11)(12)를 통해 압축하여 이송스크류(15)를 통해 이송하는 압축이송원료공급단계(S100), 압축이송된 가연성폐기물을 가열하여 열분해로(200)에서 열분해하는 열분해단계(S200), 열분해 되면서 분리된 유증기와 탄화부산물을 배출하여 유증기와 탄화부산물을 공급받아 필터(36)와 호퍼가 형성된 분리배출박스(33)에서 분리하는 가스, 차(Char)분리배출단계(S300), 배출된 유증기를 다시 냉각파이프그릴을 이용한 응축실(42)에서 유증기와 이물질을 응축분리하는 응축분리단계(S400), 응축분리된 열분해가스는 증류탑(52)으로 이송하고, 응축수와 퇴수는 유수분리기(57)에서 물과 오일을 분리하는 가스유수분리단계(S500), 증류탑을 거쳐 이송된 열분해가스는 감압증류관(61)내의 감압순환파이프(62)와 접촉하여 고순도의 오일을 생성하는 감압증류단계(S600)를 포함하여 이루어지고,

또한, 본 발명은 매립장에서 선별된 가연성 폐기물을 선별하여 토사와 철재류 등 불연성을 선별하고 파쇄기로 파쇄하여 1, 2차 압축장치(11)(12)에서 밀폐 및 압축하여 이송스크류(15)를 통해 공기와 산소를 차단하면서 이송하는 압축이송원료공급장치(100)와, 상기 압축이송원료공급장치(100)를 통해 압축이송된 가연성폐기물을 연소실(21)의 가스버너(22)에서 발화되는 고열로 가열하여 열분해로(21)에서 열분해하여 탄화부산물과 유증기를 전방으로 이송하는 열분해장치(200)와, 상기 열분해장치(200)에서 분리되어 배출통로(35)와 배출스크류(31)를 타고 공급받는 분리배출장치(300) 상기공급받는 탄화부산물을 하부로 배출하고 유증기는 필터(36)를 거쳐 이동통로(41)로 배출할 수 있도록 분리하는 가스, 차(Char) 분리배출장치(300)와, 상기 가스, 차 분리배출장치(300)에서 분리된 유증기를 이동통로(41)를 통하여 공급받는 응축실(42)과 냉각파이프그릴(45)과 접촉하여 미세먼지 및 이물질(타르 등)을 응축분리하면서 얻어진 열분해가스는 3중구조관으로 구성된 가스배출관(46)으로 배출하는 응축분리장치(400)와, 상기 응축분리장치(400)에서 분리된 열분해가스는 증류탑(52)으로 이송되고 응축수와 냉각퇴수는 유수분리기(57)에서 물과 오일로 분리시키는 가스유수분리장치(500)와, 상기 증류탑(52)을 거쳐 이송된 열분해가스를 다수개의 감압증류관(61) 내에 형성된 냉각순환파이프(62)와 접촉하여 오일을 생성하여 오일탱크(63)(64)(65)로 저장하는 감압증류장치(600)와 열분해장치(200)의 열분해로(21)에서 발생하는 고온의 폐열을 재활용하여 냉각수를 생산 할 수 있도록 열분해로(21)의 상부에 흡수식 냉동기(700)을 형성하고 생성된 냉각수는 워터탱크(43)로 이송 재활용 할 수 있는 폐열을 이용한 냉각수 생성장치를 포함하여 이루어지는 것이다.

상기와 같이 이루어진 주요 구성을 도면을 통하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

1) 전처리 단계

도 1에 나타내는 바와 같이, 가연성 생활폐기물 및 산업현장의 사업장 가연성폐기물 및 폐합성수지, 타이어 등은 물론, 매립장 등에서 선별된 비닐 등의 가연성폐기물(바이오쓰레기 포함)을 열분해장치에서 열분해가 효율적으로 이루어질 수 있도록 선별기에 투입하여 토사, 철 등 불연성을 선별제거하고 파쇄기로 150∼200mm 정도로 적당하게 파분쇄하여 공급한다.

2) 압축이송 원료공급단계(S100)

도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 파분쇄된 가연성폐기물이 콘베이어 또는 장비로 공급되어 수직으로 형성된 압축이송장치(100)의 상단에 설치된 투입호퍼(19)로 투입된다.

상기 투입호퍼(19)로 투입된 가연성폐기물은 투입호퍼(19)의 하부에 형성된 1차압축장치(11)의 내부로 투입되어 가득 채워지게 되면, 1차압축장지(11)의 측면에 설치된 1차압축판(13)이 회동하면서 투입된 가연성폐기물을 1차 압축한다.

상기 1차 압축된 가연성폐기물은 하부로 낙하하면서 2차압축장치(12)의 내부로 투입되어 2차압축장치(12)의 측면에 형성된 2차압축판(14)이 회동하면서 가연성폐기물을 2차 압축한다.

또한, 2차압축장치(12)의 측면에는 압축판하우징(18)이 형성되어 있기 때문에, 2차 압축시 가연성폐기물에는 공기가 유입되는 것을 방지한다.

즉, 상기 1차 및 2차 압축은 가연성폐기물에 형성된 공극을 압축하여 공기의 혼입을 막아주게 되는 것으로 다수개의 압축장치를 추가 할 수도 있다.

상기와 같이 1차, 2차 압축된 가연성폐기물은 하부로 낙하되어 2차압축장치(12)의 하부에 형성되어 모터의 동력을 전달받아 구동하는 이송스크류(15)의 내부로 투입되어 전방으로 이송하게 된다.

상기 이송스크류(15)에 압축되어 투입된 가연성폐기물에는 압축되어도 공극이 형성되어 있기 때문에, 고온으로 열분해시 공극에 채워진 산소에 의해 가연성폐기물이 열분해되면서 다이옥신이 발생하게 된다.

따라서 소각작용과 다이옥신의 발생을 억제하기 위하여 무산소 상태로 가연성폐기물을 이송할 수 있도록 이송스크류(15)의 내부에 다수개로 형성된 유체공급관(16)에 다수 간격을 두고 천공된 고압의 유체분사공(17)을 통해 유체(고온의 물 또는 벙커C유 등)를 분사하여 공기나 산소가 유입되는 공극을 충진시켜줌은 물론 윤활유 역할을 할 수 있는 것이다.

상기 압축이송원료공급단계(100)는 고정장치이며 열분해로 투입부분은 회전장치로서 이것을 연결하는 구동회전장치(70)와 단열조인트(29)가 정착된다.

3) 가연성폐기물 열분해단계(S200)

상기 이송스크류(15)에 의해 이송된 가연성폐기물은 열분해장치(200)를 형성하는 열분해로(21)의 내부로 유입하게 된다.

상기 열분해로(21)의 내부로 유입된 가연성폐기물은 모터(26)의 동력을 전달받아 회전구동하면서 가연성폐기물을 고온의 상태로 용융하여 유증기 및 열분해가스와 탄화부산물(char)로 분리되도록 열분해 한다.

상기 열분해로(21)는 하부의 연소실(22) 내부에 형성된 가스버너(23)에 의해 고온(600~800℃)으로 외부 가열되어 회동구동하게 된다. 이때 상기 가스버너(23)는 후술하는 가스탱크(800)와 연결구성되어 있다.

그리고 상기 열분해로(21)는 고온의 상태에서 내부에 유입된 가연성폐기물을 열분해할 때 가연성폐기물의 유입을 중단없이 연속적으로 열분해 할 수 있도록 열분해로(21)의 내부면에는 나선형으로 형성된 활선(24)과 경사지게 간격을 두고 다수 형성된 활선판(25)과 마지막 부분에는 회전호퍼(24a)가 설치되어 있다.

즉, 상기 열분해로(21)에서 열분해된 탄화부산물은 활선(24)과 활선판(25)에 의해 전방으로 이동하게 되고, 또한, 유증기 및 열분해가스도 전방으로 이송하게 된다.

상기 활선(24)과 활선판(25)에 의해 전방으로 이송된 탄화부산물은 열분해로(21)의 전방에 형성된 회전호퍼(24a)에 담겨져 중앙부에 형성된 배출스크류(31)의 호퍼(32)로 유입되어 배출하게 형성되고, 유증기 및 열분해가스는 배출스크류(31)의 상부에 형성된 배출통로(35)를 통해 전방으로 이송하도록 형성되어 있다.

그뿐만 아니라 상기 가연성폐기물을 열분해하는 열분해로(21)는 고온의 열이 외부로 방출되어 가연성폐기물을 이송하는 이송스크류(15) 및 열분해된 탄화부산물을 배출하는 배출통로(35) 및 배출스크류(31)에 고온의 열이 전달되어 가동이 중지되거나 고온의 열로 인한 화재발생을 방지 하도록 구성한다.

즉, 상기 이송스크류(15)의 전방에 고온의 열이 전달되는 것을 방지하기 위한 단열조인트(29)(29a)를 간격을 두고 설치하고, 상기 단열조인트(29)와 단열조인트(29a)의 사이에는 열분해로(21)의 회동을 위해 회전연결구(70)가 설치되어 있을 뿐만 아니라, 열분해된 탄화부산물을 배출하는 배출스크류(31)에도 단열조인트(37)(37a)를 간격을 두고 설치하고, 상기 단열조인트(37)와 단열조인트(37a)의 사이에는 열분해로(21)의 회동을 원활하게 하기 위하여 회전연결장치(70a)가 설치되어 있다.

또한, 상기 열분해로(21)는 고온의 열에 의해 수축 및 팽창이 일어나면서 수축팽창에 의한 파손을 방지하기 위하여 열분해로(21)의 후방에는 고정롤러(27)를 설치하고, 전방에는 전후 이동하는 이동롤러(28)를 설치하여 열분해로(21)가 전방으로 신축할 수 있도록 구성한다. 이때 열분해로(21)가 전방으로 신축할 수 있도록 배출스크류(31)의 전방에 플렉시블튜브(37)를 설치하여 구성한다.

이와 같이 상기 열분해로(21)의 내부에는 활선(24)과 활선판(25)이 형성되어 있기 때문에, 이송장치(15)에서 가연성폐기물을 연속적으로 투입할 수 있고 열분해된 탄화부산물은 배출통로(35) 내부에 정착된 배출스크류(31)에 의해 연속적으로 배출되므로 열분해로(21)는 가연성폐기물을 중단없이 연속적으로 열분해 작업을 할 수 있어 작업의 능률을 향상시킬 수 있는 것이다.

4) 열분해된 탄화부산물과 유증기 및 열분해가스 분리배출단계(S300)

도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 열분해되어 배출통로(35)와 배출스크류(31)를 타고 배출된 탄화부산물은 가스, 차 분리배출박스(33)의 내부로 유입되어 분리배출박스(33)의 하부에 형성된 배출호퍼(34)를 통해 탄화부산물 배출스크류(38)를 통하여 배출되도록 구성된다.

또한, 배출스크류(31)의 상부에 형성된 배출통로(35)를 통해 배출된 유증기와 열분해가스는 분리배출박스(33)의 상부에 설치된 필터(36)를 거치면서 먼지는 물론 이물질 등을 정화하여 배출하게 된다.

그뿐만 아니라 분리배출박스(33) 역시 배출스크류(31)와 연결되어 있기 때문에 열분해로(21)의 신축시 배출스크류(31)와 연결된 분리배출박스(33)도 전방으로 이동할 수 있도록 분리배출박스(33)에서 정화된 유증기와 열분해가스를 이송하는 이송통로(80)에도 신축할 수 있는 플렉시블튜브(81)를 형성하고 있다.

또한, 도5에 나타내는 바와 같이, 분리배출박스(33)의 배출스크류(31) 외부에는 탄화부산물이 배출 시 미세먼지가 발생하지 않도록 살수노즐(39)을 다수 설치하여 열분해 유화과정에서 생산되는 폐수를 고압 주입살수 함으로서 탄화부산물의 습도를 맞추어 미세먼지 발생을 억지하고 폐수를 사용함으로서 폐수의 배출을 0화(ZERO) 할 수 있는 것이며 필요에 따라 탄화부산물을 고체 연료화 할 수 있는 것이다.

상기와 같이 살수노즐(39)에 의해 폐수 또는 유분을 강제 주입하여 분사되면 탄화부산물은 배출스크류(39)의 회전에 의해 혼합되어 반죽이 되면서 전방으로 이송하게 된다. 상기 전방으로 이송된 반죽상태의 탄화부산물은 배출스크류(39)의 전방 하부에 분리 및 결합할 수 있도록 장착된 탄화부산물 배출노즐관(40)에 다수 천공된 통공을 통해 배출이 되는 것이다. 이때 배출되는 탄화부산물을 일정규격의 고체로 형성시켜 배출 할 수도 있다.

그리고 상기 살수노즐(39)을 통해 분사되는 폐수 또는 유체는 도면에는 도시하지 않았지만 도 1에 나타내는 워터탱크(43)와 유체 저장탱크(48)와 연결되어 폐수 또는 유체를 공급 할 수 있는 것이다.

그뿐만 아니라 상기 열분해가스를 정화하는 필터(36)s는 열분해가스에 혼합된 이물질 등을 정화하게 되는 데 필터(36)에 정화된 이물질은 분리되어 하부로 하부의 호퍼(34)로 낙하되어 배출이 된다.

상기 열분해가스를 정화하는 필터(36)은 전기집진필터, 금속에어 필터, 백필터, 카트리지 등 열에 강한 기공지된 다양한 집진 필터를 사용 할 수 있으며 탈취기능을 갖는 집진기를 추가로 정착 할 수 있다.

5) 유증기와 열분해가스 응축분리단계(S400)

도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 분리배출장치(300)에서 정화된 유증기와 열분해가스는 이동통로(41)를 거쳐 응축분리장치(400)를 형성하고 있는 전방이 경사지게 형성되어 모터(26a)의 동력을 전달받아 회전구동하는 응축실(42)의 내부로 유입하도록 형성되어 있다.

상기 응축실(42)의 내부로 유입된 유증기와 열분해가스를 응축하기 위하여 내부에는 후술하는 워터탱크(43)와 연결되어 중앙에 형성된 냉각수파이프(44)와 지선으로 다수개의 냉각파이프(44a)가 형성되고, 상기 지선으로 형성된 냉각수파이프(44)에는 간격을 두고 다수개의 냉각파이프그릴(45)이 형성되며, 이때 상기 냉각수파이프(44)는 도너츠형, I자형, 엘보형으로 형성되어 있고, 측면에는 내부를 점검할 수 있는 점검구(49)가 형성되어 있다.

그리고 중앙에 형성된 3중구조관(가스배출관(51), 퇴수관(53), 냉각수파이프(44))으로 구성되어진 냉각수파이프(44)를 통해 유입되어 배출되는 퇴수는 상기 냉각수파이프(44)의 외주면으로 형성된 퇴수관(53)을 통하여 제2 분리통(55)으로 배출되도록 형성되어 있다.

또한, 냉각수파이프(44)와 접촉하여 응축된 유증기와 열분해가스는 퇴수관(53)의 외주면으로 형성된 가스배출관(46)을 통하여 제1 분리통(54)으로 배출할 수 있도록 구성되어 있고, 전방 하부면에는 응축시 생성되는 오일을 배출하기 위한 오일배출관(47)이 형성되어 있다.

그리고 상기 응축실(42)에서 응축되어 하부로 가라앉는 응축수와 이물질은 각각 응축수배출구(47a)와 이물질배출구(47b)를 통해 하부에 형성된 저장탱크(48)(48a)로 응축실 회전 정지시에 연결하며 배출되도록 구성되어 있다.

그 이외에도 상기 응축실(42)이 회전할 수 있도록 하부에는 받침롤러(42a)가 형성되고, 외주면에는 회전레일(42b)이 형성되어 있다. 그뿐만 아니라 상기 이동통로(41)에는 응축실(42)이 원활하게 회전할 수 있도록 회전연결구(70a)가 형성되어 있다.

6) 유증기 및 열분해가스 분리하는 가스유수분리단계(S500)

도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 응축실(42)에서 분리된 유증기와 열분해가스는 가스배출통로(51)를 통해 오일을 분리하는 제 1분리통(54)으로 이동하도록 구성되어 있다. 또한, 냉각수파이프(44)를 통하여 공급되어 사용된 퇴수는 퇴수관(53)을 통해 이동된 퇴수는 제 2분리통(55)으로 이동하도록 구성되어 있다. 상기 제 1, 제 2분리통(54)(55)은 상부측에 냉각파이프(52a)가 형성되는 증류탑(52)과 연결 구성되어 있다.

또한, 상기 증류탑(52)의 하부에는 증류탑(52)의 하부에 침전되는 응축수를 유입하여 분리하는 제3분리통(56)이 구성되어 있다.

상기 제 1, 제 2, 재 3분리통(54)(55)(56)의 하부에 침전되는 분해유를 유수분리하기 위한 유수분리기(57)가 구성되어 물과 오일을 분리하도록 구성되어 있다.

7) 열분해가스 감압증류단계(S600)

도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1, 제 3분리통(54)(56)에서 분리되어 증류탑(52)으로 이동된 열분해가스는 증류탑(52)에서 냉각되어 오일을 분리하기 위하여 감압증류장치(600)로 이송하도록 구성되어 있다.

상기 감압증류장치(600)는 다수개의 감압증류관(61)으로 연결되어 상기 감압증류관(61)의 내부에 형성된 감압순환파이프(62)에 접촉하면서 감압증류하도록 구성되어 있다. 상기 감압증류관(61)에서 생성된 오일은 감압증류관(61)의 하부에 형성된 오일탱크(63)(64)(65)로 이송되어 저장된다. 이때 감압순환파이프(62)로 순환되는 물은 워터탱크(43)와 연결되어 순환이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 감압증류장치(600)을 대신 할 수 있는 기공지된 증류 시설 등을 연결사용 할 수 있는 것이며 상기 감압증류관(61), 증류시설 등에서 분리된 가스는 가스이송관(66)을 통해 가스탱크(800)로 저장하도록 구성되어 있다.

그뿐만 아니라 가스탱크(800)에 저장된 가스를 이용하여 별도의 외부열원공급 없이 가스터어빈(810)을 가동하여 전기를 생산할 수 있도록 구성하고 있다.

8) 폐열을 이용한 냉각수 생산단계(S700)

도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 열분해장치(200)의 열분해로(21)에서 발생되는 고온이 외부로 방출되는 폐열을 재활용할 수 있게 열분해로(21)의 상부에 흡수식냉동기(700)를 형성하여 폐열을 이용해 냉각수를 생성하고, 생성된 냉각수는 워터탱크(43)로 이송하여 재활용할 수 있도록 구성되어 있다.

그뿐만 아니라 흡수식냉동기(700)에서 생성되는 냉각수를 응축실(42), 증류탑(52) 및 감압증류관(61)으로 공급하여 재활용함으로써, 열분해과정에서 생성되는 폐수를 제거하고 보충수로 사용할 수 있는 것이다.

그리고 본 발명의 또 다른 실시예는 분리배출단계(S300) 이전의 유화장치는 복수또는 다수로 배치하여 구성하고 분리배출단계부터 시설 규모를 확대하여 많은 양의 유화유 처리를 보다 효과적으로 구성 할 수 있다.

즉, 압축이송원료공급장치(100)와 열분해장치(200)를 병렬방식에 의한 평면 연속배치하며 대형화한 분리배출장치(300)와 연결함으로써 응축분리장치(400)와 유화정제 시설은 대규모 대형화한 단일배치방식이 가능한 것이다.

통상적으로 열분해장치(200)를 2개 병렬로 설치하여 배치하는 방법과 응축분리장치(400)를 단일장치로 표준하여 설치할 수 있으며 분리배출장치(300)에 2개 이상의 다수의 열분해장치(200)와 단일의 응축분리장치(400)를 배치 연결하여 구성할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 이하의 실시 예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

100. 압축이송원료공급장치
11. 1차 압축장치 12. 2차 압축장치
13. 1차 압축판 14. 2차 압축판
15. 이송스크류 16. 유체공급관
17. 유체배출공 18. 압축판 하우징
200. 열분해장치
21 열분해로 22 연소실
23. 가스버너 24. 활선 24a. 회전호퍼
25. 활선판 26. 모터
27. 고정롤러 28. 이동롤러
29, 29a. 단열조인트 70, 70a. 구동회전장치
300. 분리배출장치
31. 배출스크류 32. 스크류호퍼
33. 분리배출박스 34. 배출호퍼
35. 배출통로 36. 필터
37. 플렉시블튜브 38. 탄화부산물 배출스크류
39. 살수노즐 40. 배출노즐관
400. 응축분리장치
41. 이동통로 42. 응축실
43. 워터탱크 44. 냉각수파이프
45. 냉각파이프그릴 46. 가스배출관
47. 모터 48. 저장탱크
500. 가스유수분리장치
51. 가스배출통로 52. 증류탑.
53. 퇴수관 54. 제1분리통
55. 제2분리통 56. 제3분리통
57. 유수분리기
600. 감압증류장치
61. 감압증류관 62. 감압순환파이프
63,64,65. 오일탱크
700. 흡수식냉동기
800. 가스탱크

Claims (14)

1. 가연성인 일반생활폐기물, 사업장 가연성폐기물은 물론 매립장에서 선별하여 파쇄된 가연성 폐기물을 투입하여 1차 압축할 수 있도록 형성된 1차압축장치와, 상기 1차압축장치의 하단에 밀폐된 상태에서 2차 압축할 수 있도록 압축판하우징이 형성된 2차압축장치의 하부에 형성된 이송스크류를 통해 압축된 가연성폐기물을 전방으로 이송하는 압축이송원료공급단계;
   상기 압축이송원료공급단계에서 이송된 가연성폐기물을 열분해로에서 열분해할 때 발생된 탄화부산물을 열분해로의 내부면에 나선형으로 형성된 활선과 경사지게 간격을 두고 다수 형성된 활선판과 회전호퍼에 의해 전방으로 이송하면서 열분해된 탄화부산물과 유증기 및 열분해가스를 배출통로와 배출스크류를 통해 배출하는 열분해단계;
   상기 배출스크류에 의해 배출된 탄화부산물은 배출통로 및 배출스크류의 전방에 설치된 분리배출박스의 하부 호퍼로 낙하되어 탄화부산물 배출스크류를 통해 배출되고, 유증기와 열분해가스는 분리배출박스의 상부에 형성된 필터가 형성되어 열분해된 탄화부산물과 유증기 및 열분해 가스를 분리하는 분리배출단계;
   상기 필터에서 정화된 유증기와 열분해가스는 응축분리장치의 내부에 유입되어 워터탱크와 연결된 냉각수파이프에 다수 간격을 두고 정착된 다수개의 냉각파이프그릴의 냉각수와 접촉하여 응축수와 탄화부산물 및 열분해가스를 분리하여 하부의 저장탱크로 분리된 응축수와 탄화부산물을 배출하고 열분해가스와 분리되지 못한 응축수는 가스배출관으로 배출하는 유증기와 열분해가스 응축분리단계;
   상기 분리되지 못한 응축수와 열분해가스는 3중구조관(가스배출관, 퇴수관, 냉각수 파이프)으로 형성된 파이프관과 3개의 분리통과, 상기 분리통의 상부에 형성된 증류탑에 의해 안정적으로 분리할 수 있도록 형성하고, 상기 분리통 하부에 형성된 유수분리기를 통하여 퇴수와 물 및 오일을 분리함과 동시에 열분해가스를 증류탑으로 이송하는 가스유수분리단계;
   상기 분리된 열분해가스는 다수개 직렬로 연결된 감압증류관의 내부에 감압순환파이프를 형성하여 열분해가스의 융착을 유도하여 고품질의 경유 또는 경질유를 생산하는 감압증류단계;를 포함하고,
   상기 열분해로에서 방출되는 폐열을 이용한 냉각수 생산단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 열분해로에서 열분해된 열분해가스는 가스분리배출단계, 열분해가스 응축분리단계, 가스유수분리단계 및 감압증류단계를 거쳐서 가스탱크에 저장되고, 저장된 가스를 가스탱크와 연결된 연소실의 가스버너로 보내 연소된 고온으로 열분해로를 가열하고,
   상기 가스탱크에 저장된 가스를 이용하여 별도의 외부열원공급 없이 가스터어빈을 가동하여 전기를 생산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 폐수의 배출이 없이 오일을 생성하는 열분해 유화 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 열분해로의 상부에 흡수식냉동기를 장착하여 열분해로서 발생하는 고온의 열원을 활용하여 냉각수를 생산하여 재활용함으로써 가연성 폐기물을 열분해하는 과정에서 생성되는 폐수를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 압축이송원료공급단계 중 이송스크류의 내부에 다수개로 형성된 유체공급관을 통해 유체를 공급하여 압축 이송되는 가연성폐기물의 공극을 충진하여 공기와 산소를 차단하여 열분해 시 소각작용과 다이옥신의 발생을 억제하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 열분해로의 전후에 단열조인트를 설치하여 가연성폐기물을 열분해 할때 발생되는 고온의 열이 가연성폐기물을 이송하는 이송장치와, 열분해된 탄화부산물과 가스와 유증기를 배출하는 배출통로와 배출스크류에 고열이 전달되는 것을 방지하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 방법.
6. 가연성 일반생활폐기물, 사업장 가연성폐기물은 물론 매립장에서 선별하여 파쇄된 가연성폐기물을 1차 압축하고, 2차 밀폐된 상태에서 2차 압축하는 1차 및 2차압축장치와, 상기 1차 및 2차압축장치에서 압축된 가연성폐기물을 이송하는 이송스크류를 형성하고 유체공급관과 고압유체분사공이 정착된 압축이송원료공급장치와,
   상기 압축이송원료공급장치에서 이송된 가연성폐기물을 연소실 내부에 형성되어 가스탱크와 연결된 가스버너에서 연소되는 고온으로 모터의 동력을 전달받아 회전하는 열분해로에서 열분해하여 탄화부산물과 유증기와 열분해가스를 분리하고 배출하는 활선과 활선판 및 회전호퍼가 정착된 열분해장치와,
   상기 열분해로에서 분해된 탄화부산물은 열분해로의 전방 내부에 형성된 배출통로와 상기 배출통로 내부에 형성된 배출스크류의 호퍼로 유입되어 분리배출박스의 하부에 형성된 배출호퍼를 통해 배출스크류를 통하여 배출되도록 형성하고, 유증기와 열분해가스는 배출스크류의 상부에 형성된 배출통로를 거쳐 분리배출박스의 상부에 형성된 필터를 거쳐 정화된 유증기와 열분해가스 및 이물질을 분리하여 이동통로로 배출하는 가스 차 분리배출장치, 스크류와 상부 필터와 배출통로, 하부호퍼와 배출스크류가 정착된 분리배출장치와,
   상기 분리배출장치에서 분리된 유증기와 열분해가스는 이동통로를 거쳐 전방이 경사지게 형성된 응축실의 내부로 유입되어 워터탱크와 연결된 다수개로 형성된 냉각파이프그릴의 냉각수파이프와 접촉하여 응축되고, 응축된 응축수와 탄화부산물은 하부에 형성된 배출공을 통해 배출되고, 분리되지 못한 응축수와 열분해가스는 3중구조관(가스배출관, 퇴수관, 냉각수파이프)의 가스배출관을 통해 배출하도록 모터의 동력을 전달받아 응축실이 회전하는 응축분리장치와,
   상기 분리되지 못한 응축수와 열분해가스는 가스배출관을 거쳐 증류탑과 연결된 제1분리통으로 이송되고, 냉각수파이프와 순환되어 배출되는 퇴수는 퇴수관을 통해 증류탑과 연결된 제2분리통으로 이송되고, 상기 증류탑의 하부로 배출되는 응축수를 분리하는 제3분리통과, 상기 제 1, 제 2, 제3 분리통의 하부에 설치된 유수분리기에서 오일과 유수를 분리하여 분리된 오일을 저장하도록 형성된 가스유수분리장치와,
   상기 증류탑을 거쳐 배출되는 가스는 감압증류관의 내부에 형성된 감압순환파이프에 의해 가스의 정착을 유도하여 경유 또는 경질유를 생산하여 각각의 감압증류관 하부에 형성된 오일탱크에 저장하도록 다수개의 감압증류관이 연결된 감압증류장치를 포함하고,
   상기 감압증류장치에서 배출된 오일을 분리하고 배출되는 가스는 가스탱크에 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 열분해로의 상부측에 흡수식 냉동기를 설치하여 냉각수를 생성하고 재활용함으로써, 열분해로 과정에서 생성되는 폐수를 제거하고, 보충수로 사용하도록 하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 장치.
8. 제 6항에 있어서,
   상기 제 1차 압축장치와 제 2차 압축장치는 가연성폐기물을 압축할 수 있도록 상부측에 회동할 수 있게 각각 압축판이 형성되고, 상기 제 2차 압축장치의 일측에는 밀폐하우징을 형성하여 공기를 차단할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 장치.
9. 제 6항에 있어서,
   상기 이송스크류로 이송되는 가연성폐기물의 공극에 유체를 유입하여 공기와 산소를 차단하면서 밀폐된 상태로 이송할 수 있도록 이송스크류의 내부에 형성된 유체공급관에 간격을 두고 다수개의 유체배출공인 노즐이 정착된 것을 특징으로 하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 미세먼지와 배출하고 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 장치.
10. 제 6항에 있어서,
    상기 열분해로에서 열분해된 가연성폐기물의 탄소부산물을 전방으로 이송할 수 있도록 내부면에 나선형으로 형성된 활선과, 경사지게 간격을 두고 돌출하여 형성된 다수개의 활선판과 전방으로 모아진 탄소부산물을 배출스크류 호퍼에 공급하는 회전호퍼가 정착되어 구성된 것을 특징으로 하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 장치.
11. 제 6항에 있어서,
    상기 열분해로가 고열에 의해 수축팽창할 수 있도록 열분해로의 하부측에 전후방으로 이동하는 이동롤러를 형성하고, 필터를 거쳐 가스를 이송하는 배출통로를 플렉시블튜브로 구성한 것을 특징으로 하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 장치.
12. 제 6항에 있어서,
    상기 열분해로에서 발생된 고온의 열이 좌우로 전달되지 못하도록 이송스크류 전방과 배출통로파이프에 단열조인트를 다수개 구성한 것을 특징으로 하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 장치.
13. 제 6항에 있어서,
    상기 열분해로에서 분해된 탄화부산물과 유증기와 열분해가스를 연속으로 공급받는 배출통로와 상기 배출통로 내부에 정착된 배출스크류를 수용하고, 상기 분리배출박스 상부에는 필터와 배출관을 하부에는 호퍼를 형성하고, 탄화부산물을 외부로 배출하는 탄화부산물 배출스크류를 형성하고, 상기 탄화부산물 배출스크류 외부에 살수노즐을 다수정착하고 탄화부산물로 배출되는 폐수 또는 유분을 살수노즐에 의해 강제 주입하여 분사하면 스크류 운동에 의하여 탄화부산물을 혼합하여 배출함으로서 폐수를 제로화 하고, 미세먼지발생을 저감시키면서 탄화부산물 배출스크류 말단에 배출 노즐관(40)을 정착하여 탄화부산물을 일정규격의 고체로 형성시켜 배출하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이고품질 오일을 생성하는 열분해 유화장치.
14. 삭제

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