KR102331020B1 - 폐스티로폼 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐스티로폼을 이송하여 폐스티로폼 용해조로 공급하는 폐스티로폼 로딩수단(10); 상기 폐스티로폼을 용해할 용제를 폐스티로폼 용해조로 공급하는 용제공급수단(20); 상기 용제공급수단(20)에 의해 공급되는 용제가 투입되며, 공급된 폐스티로폼을 상기 용제로 용해하는 폐스티로폼 용해조(30); 용해과정에 사용된 용제를 회수하는 용제회수수단(40); 및 상기 용제에 용해된 폴리스티렌을 회수하는 폴리스티렌 회수수단(50)을 포함하는 폐스티로폼 처리장치를 제공한다.
Description
본 발명은 폐스티로폼 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 폐스티로폼의 처리시 에너지 소모가 적으면서, 유독성 가스 및 환경오염물질을 배출하지 않아 친환경적이고 사용된 용제 및 폴리스티렌 수지를 재생할 수 있어 경제성이 우수한 폐스티로폼 처리장치에 관한 것이다.
스티로폼은 발포스티렌(EPS; Expanded Poly-Styrene)이라고 불리우기도 하며 폴리스티렌 수지에 펜탄 또는 부탄 등 탄화수소 가스를 주입시킨 후 이를 증기로 부풀린 발포제품으로 체적의 98%가 공기이고 나머지 2%가 수지인 합성수지 소재이다.
스티로폼은 복원성, 완충성, 단열성 등이 우수하여 전기 및 전자 제품의 포장재, 건축 단열재, 일회용 음식용기 등으로 널리 활용되고 있으나, 스티로폼으로 제조되는 제품의 대부분이 일회용인 경우가 많으므로 일회 사용 후에는 쓰레기 매립지에 매립되고 있는 실정이다.
그러나, 폐기 처분되는 폐(廢)스티로폼 제품은 그 수량과 부피가 방대하여 수집 및 운반에 엄청난 인력과 경비가 소요될 뿐만 아니라, 원자재 재활용 측면에서도 낭비 문제가 심각하게 대두되고 있으며, 더욱이 매립지에 매립된 폐스티로폼은 자연분해되는데 상당한 시간이 소요되므로 환경 공해 문제를 야기시키는 등의 단점이 있었다.
전술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 폐스티로폼의 처리시 에너지 소모가 적으면서, 유독성 가스 및 환경오염물질을 배출하지 않아 친환경적이고 사용된 용제 및 폴리스티렌 수지를 재생할 수 있어 경제성이 우수한 폐스티로폼 처리장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.
(1) 폐스티로폼을 이송하여 폐스티로폼 용해조로 공급하는 폐스티로폼 로딩수단; 상기 폐스티로폼을 용해할 용제를 폐스티로폼 용해조로 공급하는 용제공급수단; 상기 용제공급수단에 의해 공급되는 용제가 투입되며, 공급된 폐스티로폼을 상기 용제로 용해하는 폐스티로폼 용해조; 용해과정에 사용된 용제를 회수하는 용제회수수단; 및 상기 용제에 용해된 폴리스티렌을 회수하는 폴리스티렌 회수수단을 포함하는 폐스티로폼 처리장치.
(2) 상기 (1)에 있어서,
상기 폐스티로폼 용해조에 함유된 용제의 상층부에 극성용매를 공급하는 극성용매 공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 처리장치.
(3) 상기 (2)에 있어서,
상기 용제는 비극성 용제로 디클로로메탄 혹은 디브로모메탄인 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 처리장치.
(4) 상기 (3)에 있어서,
상기 극성용매는 물인 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 처리장치.
(5) 상기 (1)에 있어서,
상기 용제회수수단 및 폴리스티렌 회수수단은 이중구조의 파이프로 이루어지고, 상기 파이프의 내관은 일정 간격으로 가스공이 형성되고 이를 둘러싼 외관은 용제회수쳄버와 연결되어 용제가 회수되고, 용제가 제거된 상기 파이프의 내관에 폴리스티렌 잉곳이 회수되어지는 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 처리장치.
(6) 상기 (4)에 있어서,
상기 극성용매에 증점제가 첨가된 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 처리장치.
(7) 상기 (6)에 있어서,
상기 증점제는 설탕인 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 처리장치.
(8) 상기 (1)에 있어서,
상기 용제회수수단 및 폴리스티렌 회수수단은 노즐이 장착된 분무건조기를 포함하며, 용제는 휘발되어 펌프를 이용하여 냉각기로 이송된 후 냉각되어 회수되고, 폴리스티렌 입자는 하방으로 가라앉아 배출구를 통해 회수되어지는 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 처리장치.
본 발명에 따른 폐스티로폼 처리장치는 폐스티로폼의 처리시 에너지 소모가 적으면서, 유독성 가스 및 환경오염물질을 배출하지 않아 친환경적이고 사용된 용제 및 폴리스티렌 수지를 재생할 수 있어 경제성이 우수한 폐스티로폼 처리장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명 제 1실시예에 따른 폐스티로폼 처리장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐스티로폼 처리장치 중 용제와 폴리스티렌 회수를 위한 세부장치 구성도이다.
도 3은 본 발명 제 2실시예에 따른 폐스티로폼 처리장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐스티로폼 처리장치 중 용제와 폴리스티렌 회수를 위한 세부장치 구성도이다.
도 3은 본 발명 제 2실시예에 따른 폐스티로폼 처리장치의 개략적인 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…기"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 내용을 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 폐스티로폼 처리장치는 폐스티로폼(1)을 이송하여 폐스티로폼 용해조로 공급하는 폐스티로폼 로딩수단(10); 상기 폐스티로폼을 용해할 용제를 폐스티로폼 용해조로 공급하는 용제공급수단(20); 상기 용제공급수단(20)에 의해 공급되는 용제가 투입되며, 공급된 폐스티로폼을 상기 용제로 용해하는 폐스티로폼 용해조(30); 용해과정에 사용된 용제를 회수하는 용제회수수단(40); 및 상기 용제에 용해된 폴리스티렌을 회수하는 폴리스티렌 회수수단(50)을 포함한다.
상기 본 발명에서 폐스티로폼 로딩수단(10)은 폐스티로폼을 폐스티로폼 용해조(30)에 투입하기 위한 것으로, 미분쇄 혹은 분쇄된 폐스티로폼을 컨베이어 혹은 이송스크류 등의 장치를 이용하여 구현될 수 있다. 바람직하게는 폐스티로폼 로딩수단(10)의 전단에 분쇄기(미도시)를 설치하여 폐스티로폼의 부피를 줄이기 위해 폐스티로폼을 일정한 크기로 분쇄한다.
용제공급수단(20)은 폐스티로폼 용해조(30)에 폐스티로폼을 용해할 용제를 공급한다. 용제는 폐스티로폼을 용해할 수 있는 용제, 바람직하게는 비극성 용제로 디클로로메탄 혹은 디브로모메탄이다. 본 발명에서는 상기 폐스티로폼과 용제가 중량비로 1:1~1:10의 비율로 투입된다.
본 발명 장치에서 바람직하게는 상기 폐스티로폼 용해조(30)에 폐스티로폼을 먼저 투입하고, 상부 덮개(33)로 밀봉한다. 이후, 용제공급수단(20)을 이용하여 폐스티로폼이 투입된 용해조(30)에 용제가 공급된다. 용제가 투입됨과 동시에 폐스티로폼의 용해가 활발하게 이루어진다.
본 발명은 상기 폐스티로폼 용해조(30)에 함유된 용제의 상층부에 극성용매를 공급하는 극성용매 공급수단(60)을 더 포함한다. 이때, 상기 극성용매는 바람직하게는 물이며, 보다 바람직하게는 증점제가 첨가되어진다. 상기 증점제의 예로, 설탕을 포함하는 당류, 검류(잔탄검, 아라비아 검 등) 등이 사용될 수 있다. 용매로 극성용매를 사용하는 이유는 비극성 용제의 상층으로 극성용매층을 두어 폐스티로폼에 함유된 극성 불순물이 녹아 후공정을 통해 회수되는 폴리스티렌의 순도를 높일 수 있다. 뿐만 아니라 증점제가 첨가될 경우 용제 내부에서 폐스티로폼의 용해시 발생하는 가스성 물질의 용해조(30) 내 급속한 확산으로 인한 압력의 급격한 상승을 방지한다. 바람직하게는 상기 증점제의 함량은 용제의 중량대비 1~10중량%이다.
폐스티로폼 용해조(30)는 상기 용제공급수단(20)에 의해 공급되는 용제가 투입되며, 공급된 폐스티로폼을 상기 용제로 용해한다. 상기 용해조(30) 내에는 용해를 촉진하고 용해액을 균일하게 하기 위한 교반기(31)가 장착되어진다.
폐스티로폼 용해조(30)의 하단에 용해액 배출구(32)가 형성되며, 이를 통해 용해액은 용제 회수수단(40) 및 폴리스티렌 회수수단(50)을 거쳐 용제와 폴리스티렌으로 분리되거 회수된다.
상기 용제 회수수단(40)과 폴리스티렌 회수수단(50)은 물리적으로 별개로 구성되어질 수도 있고, 일체로 구성되어질 수 있다. 본 발명 실시예에서는 도 2에 도시한 바와 같이 상기 용제회수수단(40) 및 폴리스티렌 회수수단(50)을 이중구조의 파이프(70)로 구성한다.
상기 파이프의 내관(51)은 일정 간격으로 가스공(52)이 형성되고 이를 둘러싼 외관(41)은 용제회수쳄버(42)와 연결된다. 파이프(70)는 히팅수단(80)(예로, 온열자켓)에 의해 50~60℃ 정도로 가열되고, 이때 내관(51) 상부에 형성된 가스공(52)을 통해 용제는 휘발되어 외관(41)으로 확산된다. 외관(41)으로 확산된 용제는 용제회수쳄버(42)로 이동되어 냉각응축되어 회수되고, 회수된 용제는 다시 용제공급수단(20)에 투입되어질 수 있다.
파이프의 내관(51)에는 용제가 제거된 폴리스티렌이 응고된 잉곳(I)이 생성되며, 잉곳은 분리되어 재활용되어진다.
이때, 잉곳의 분리를 용이하게 하기 위해 파이프(70)은 내관(51)과 외관(41)을 분리가능하도록 구성하고, 내관 및 외관은 개폐가능하도록 접철식으로 구현할 수 있다. 바람직하게는 상기 내관(51)의 내면에는 이형제를 도포하여 잉곳이 쉽게 떨어져 분리될 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 폐스티로폼 처리장치의 개략적인 구성도이다.
본 실시예에서 상기 용제 회수수단(40)과 폴리스티렌 회수수단(50)은 분무건조기(53)를 이용하여 구현된다.
배출구를 통해 배출된 용해액은 분무건조기(53) 내부에 투입되며, 노즐(55)에 의해 분무(spray) 혹은 회전분무처리된다. 도 3에는 도시하고 있지 않지만, 필요에 따라 히팅수단(80)이 상기 분무건조기(53)에 장착되며, 이는 열교환기 혹은 온열자켓의 형태이거나, 내부에 스팀을 통한 열공급의 형태일 수도 있으며, 용제의 기체화를 촉진시킨다.
노즐(55)에 의해 분무건조기(53) 내부에 분사된 미세 액적중 용제는 휘발되어 펌프(P)를 통해 냉각기(43)로 투입된 후, 냉각되어 형성된 용제는 다시 용제공급수단(20)으로 투입될 수 있다.
용제가 휘발되어 형성된 폴리스티렌(PS) 입자는 중력에 의해 아래로 가라앉아 쌓이게 되며, 배출구를 통해 배출되어진다. 이때, 필요에 따라 분무건조기 내면에는 테프론과 같은 물질을 코팅할 수 있으며, 이는 PS 입자가 내벽면에 붙어 케이크를 형성하는 것을 방지한다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 폐스티로폼 로딩수단
20: 용제공급수단
30: 폐스티로폼 용해조
40: 용제회수수단
50: 폴리스티렌 회수수단
60: 극성용매 공급수단
70: 파이프
80: 히팅수단
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50: 폴리스티렌 회수수단
60: 극성용매 공급수단
70: 파이프
80: 히팅수단
Claims (8)
- 폐스티로폼을 이송하여 폐스티로폼 용해조로 공급하는 폐스티로폼 로딩수단(10); 상기 폐스티로폼을 용해할 용제를 폐스티로폼 용해조로 공급하는 용제공급수단(20); 상기 용제공급수단(20)에 의해 공급되는 용제가 투입되며, 공급된 폐스티로폼을 상기 용제로 용해하는 폐스티로폼 용해조(30); 용해과정에 사용된 용제를 회수하는 용제회수수단(40); 상기 용제에 용해된 폴리스티렌을 회수하는 폴리스티렌 회수수단(50); 및 상기 폐스티로폼 용해조(30)에 함유된 용제의 상층부에 극성용매를 공급하는 극성용매 공급수단(60)을 포함하고,
상기 용제는 비극성 용제로 디클로로메탄 혹은 디브로모메탄이며,
상기 극성용매는 물이고, 상기 극성용매에 증점제가 첨가된 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 처리장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 용제회수수단(40) 및 폴리스티렌 회수수단(50)은 이중구조의 파이프로 이루어지고, 상기 파이프의 내관은 일정 간격으로 가스공이 형성되고 이를 둘러싼 외관은 용제회수쳄버(41)와 연결되어 용제가 회수되고, 용제가 제거된 상기 파이프의 내관에 폴리스티렌 잉곳이 회수되어지는 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 처리장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 증점제는 설탕인 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 처리장치. - 제 1항에 있어서,
상기 용제회수수단(40) 및 폴리스티렌 회수수단(50)은 노즐이 장착된 분무건조기를 포함하며, 용제는 휘발되어 펌프를 이용하여 냉각기로 이송된 후 냉각되어 회수되고, 폴리스티렌 입자는 하방으로 가라앉아 배출구를 통해 회수되어지는 것을 특징으로 하는 폐스티로폼 처리장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210096035A KR102331020B1 (ko) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 폐스티로폼 처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210096035A KR102331020B1 (ko) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 폐스티로폼 처리장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102331020B1 true KR102331020B1 (ko) | 2021-12-01 |
Family
ID=78900012
Family Applications (1)
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| KR1020210096035A KR102331020B1 (ko) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 폐스티로폼 처리장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR102331020B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230059399A (ko) * | 2021-10-26 | 2023-05-03 | 김상훈 | 폐스티로폼 감용기 및 그 제어 방법 |
| KR102657062B1 (ko) | 2022-10-14 | 2024-04-15 | 권오병 | 스티로폼 재활용 알갱이와 그 제조방법 |
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-
2021
- 2021-07-21 KR KR1020210096035A patent/KR102331020B1/ko active IP Right Grant
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