KR102412546B1 - Waste resin liquefaction apparatus - Google Patents

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KR102412546B1 KR1020200049570A KR20200049570A KR102412546B1 KR 102412546 B1 KR102412546 B1 KR 102412546B1 KR 1020200049570 A KR1020200049570 A KR 1020200049570A KR 20200049570 A KR20200049570 A KR 20200049570A KR 102412546 B1 KR102412546 B1 KR 102412546B1
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Abstract

폐합성수지 유화장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치는 폐합성수지가 수용되며 상기 폐합성수지를 가열함과 동시에 자외선을 조사하여 중질유인 유증기를 생성하는 분해로; 상기 분해로와 연통되게 설치되며 상기 분해로에서 유입된 중질유인 유증기를 냉각하여 액상의 중질유로 전환하는 열교환기; 및 상기 열교환기와 연통되게 설치되며 상기 열교환기에서 전환된 중질유를 공급받아 저장하는 저장탱크;를 포함한다.Disclosed is a waste synthetic resin emulsifying device. A waste synthetic resin emulsification apparatus according to an embodiment of the present invention comprises: a decomposition furnace in which the waste synthetic resin is accommodated, and the waste synthetic resin is heated and irradiated with ultraviolet rays to generate oil vapor, which is a heavy oil; a heat exchanger installed in communication with the cracking furnace to cool the oil vapor, which is heavy oil introduced from the cracking furnace, into liquid heavy oil; and a storage tank installed in communication with the heat exchanger to receive and store the heavy oil converted in the heat exchanger.

Description

폐합성수지 유화장치{WASTE RESIN LIQUEFACTION APPARATUS}Waste synthetic resin emulsifier {WASTE RESIN LIQUEFACTION APPARATUS}

본 발명은 폐합성수지 유화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a waste synthetic resin emulsifying device.

일반적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등을 원료로 하는 폐플라스틱은 재활용도가 떨어져 대부분 소각, 매립에 의해 처리되고 있다.In general, waste plastics made from polyethylene, polypropylene, polystyrene, etc. have low recyclability and are mostly disposed of by incineration or landfill.

폐플라스틱의 소각이나 매립은 심각한 환경오염을 유발하고, 자연상태로 분해되기까지 많은 시간이 소요되므로 환경 친화적이고 경제적인 폐플라스틱 처리 기술 개발이 요구되어 왔다. Incineration or landfilling of waste plastics causes serious environmental pollution and takes a lot of time to decompose into a natural state, so the development of environmentally friendly and economical waste plastic treatment technology has been required.

폐비닐이나 폐플라스틱 등의 폐합성수지의 원료는 원유이고, 휘발유, 디젤유, 액화가스 역시 원유에서 증류, 추출된다. 폐합성수지의 원료는 분자량이 큰 탄화수소 고분자이며, 정유업체에서 생산되는 휘발유, 디젤유는 분자량이 비교적 작은 탄화수소 고분자이므로 폐합성수지를 액체화한 후 크래킹하여 석유로 전환시키는 것이 가능하다.The raw material of waste synthetic resin such as waste vinyl or waste plastic is crude oil, and gasoline, diesel oil, and liquefied gas are also distilled and extracted from crude oil. The raw material of the waste synthetic resin is a hydrocarbon polymer with a large molecular weight, and gasoline and diesel oil produced by oil refineries are hydrocarbon polymers with a relatively small molecular weight, so it is possible to convert the waste synthetic resin into petroleum by cracking it after liquefying it.

크래킹 방법으로는 통상적으로 산소가 없는 조건 하에서 고분자 물질을 가열하는 열분해 유화공정이 일부 사용되고 있으나, 공해물질이 발생할 뿐만 아니라 제조된 오일에 왁스, 타르, 코킹, 회분, 알루미늄 박분 외 중금속 등이 포함됨에 따른 낮은 품질로 인하여 현재 사용이 금지되어 있다. As a cracking method, a pyrolysis emulsification process in which a polymer material is heated under oxygen-free conditions is partly used, but not only pollutants are generated, but also wax, tar, caulking, ash, aluminum foil, and heavy metals are included in the manufactured oil. Its use is currently prohibited due to its low quality.

종래의 고온 열분해 유화공정은 잘게 부서진 폐합성수지를 고온의 용융로로 공급하여 겔상으로 용융되게 한 후 겔상의 용융액을 열분해 반응로에서 450 ℃ 이상의 고온으로 가열하여 기체와 액체로 분리시킨 다음 유류 성분을 갖는 기체상의 가스로부터 왁스 성분의 중유를 분리하고, 중유가 분리된 가스를 다시 응축시켜 고점도를 갖는 혼합중질유를 얻도록 구성된다. 여기에서 얻어지는 혼합중질유는 열분해 공정에서 생산하고자 하는 주 생성물로서, 저비점부터 고비점을 갖는 여러 중질유 성분이 많이 혼합되고 높은 점성을 갖는 짙은 흑갈색의 혼합유로 다량의 중금속, 유해물질 등을 함유하고 있다.In the conventional high-temperature pyrolysis emulsification process, the crushed waste synthetic resin is supplied to a high-temperature melting furnace to melt into a gel form, and then the gel-like melt is heated to a high temperature of 450° C. or higher in a pyrolysis reactor to separate it into gas and liquid, and then has an oil component. It is configured to separate heavy oil of a wax component from gaseous gas, and condensate the separated gas again to obtain mixed heavy oil having high viscosity. The mixed heavy oil obtained here is the main product to be produced in the pyrolysis process. It is a dark black brown mixed oil with high viscosity and a lot of various heavy oil components having low to high boiling points are mixed, and contains a large amount of heavy metals and harmful substances.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '폐오일을 이용한 직접가열식 폐합성수지의 유화 장치'가 개시되어 있다.For example, the following Patent Document 1 discloses 'a direct heating type emulsification apparatus for waste synthetic resin using waste oil'.

하기 특허문헌 1에 따른 폐오일을 이용한 직접가열식 폐합성수지의 유화 장치는 폐합성수지와 폐오일을 포함하는 원료가 공급되며, 고온 및 고압 하에서 열분해가 일어나 가스가 생성되는 반응로; 상기 반응로로부터 토출되는 원료를 가열하고, 가열된 원료를 다시 상기 반응로로 순환시키도록 상기 반응로와 배관으로 연결되어 있는 제1 가열부를 포함하는 제1 가열부재; 및 상기 반응로에서 생성되는 가스를 냉각 응축시켜서 재생유를 추출하는 냉각부를 포함한다.A direct heating type waste synthetic resin emulsification apparatus using waste oil according to the following Patent Document 1 is a reactor in which raw materials including waste synthetic resin and waste oil are supplied, and pyrolysis occurs under high temperature and pressure to generate gas; a first heating member including a first heating unit connected to the reactor by a pipe to heat the raw material discharged from the reactor and circulate the heated raw material back to the reactor; and a cooling unit for extracting regenerated oil by cooling and condensing the gas generated in the reactor.

상기 반응로는 고온 및 고압 하에서 열분해가 일어난 후 감압되면서 가스가 생성되며, 상기 제1 가열부재에서 상기 배관의 일단부는 상기 반응로 측부를 관통하여 상기 반응로 내부와 연결되고 타단부는 상기 제1 가열부와 연결되어, 상기 반응로 내부의 상기 원료를 상기 제1 가열부로 토출시키는 토출관과, 일단부는 상기 제1 가열부와 연결되고 타단부는 상기 반응로 내부와 연결되어 상기 제1 가열부에서 가열된 상기 원료를 상기 반응로로 순환시키는 순환관을 포함한다.In the reactor, pyrolysis occurs under high temperature and high pressure, and gas is generated while decompressed, and in the first heating member, one end of the pipe passes through the side of the reactor and is connected to the inside of the reactor, and the other end is the first A discharge pipe connected to a heating unit to discharge the raw material inside the reactor to the first heating unit, one end connected to the first heating unit and the other end connected to the inside of the reactor to discharge the first heating unit and a circulation pipe for circulating the raw material heated in the reactor to the reactor.

상기 순환관의 타단부에는 상기 원료를 상기 반응로로 순환시키도록 제1 배출구와 제2 배출구가 각각 형성되며, 상기 제1 배출구는 상기 반응로에서 상기 원료의 열분해가 진행될 때 사용되고, 상기 제2 배출구는 상기 반응로에서 상기 원료의 열분해가 진행된 후 감압 하에서 상기 원료를 순환하여 가스화하는 과정에서 사용되며, 상기 제1 배출구는 단부가 외측 방향으로 벌어지지 않도록 형성되고, 상기 제2 배출구는 단부가 외측 방향으로 벌어져, 순환되는 원료가 옆으로 퍼지면서 상기 반응로 내벽에 부딪히도록 되어 있다. A first outlet and a second outlet are respectively formed at the other end of the circulation pipe to circulate the raw material to the reactor, and the first outlet is used when thermal decomposition of the raw material is performed in the reactor, and the second The outlet is used in the process of circulating and gasifying the raw material under reduced pressure after the pyrolysis of the raw material in the reactor proceeds, and the first outlet is formed so that the end does not spread outward, and the second outlet has an end Spread outward, the circulated raw material spreads laterally and collides with the inner wall of the reactor.

하기 특허문헌 2에는 '폐합성수지 유화장치'가 개시되어 있다.Patent Document 2 below discloses a 'waste synthetic resin emulsifying device'.

하기 특허문헌 2에 따른 폐합성수지 유화장치는 폐합성수지가 투입될 수 있고, 상기 폐합성수지를 교반하며 열 분해할 수 있는 가열로; 상기 가열로와 연결되며 상기 가열로에서 폐합성수지가 열분해될 때 발생하는 유류 가스를 냉각 및 액화시키며 혼합유를 생성하는 열교환기; 및 상기 열교환기와 연결되게 구성되며 상기 혼합유를 비점차를 이용하여 경질유와 중질유로 분리하는 분리유닛을 포함한다.The waste synthetic resin emulsification apparatus according to the following Patent Document 2 may include a heating furnace capable of thermally decomposing the waste synthetic resin while stirring the waste synthetic resin; a heat exchanger connected to the heating furnace and cooling and liquefying the oil gas generated when the waste synthetic resin is thermally decomposed in the heating furnace to generate mixed oil; and a separation unit configured to be connected to the heat exchanger and for separating the mixed oil into light oil and heavy oil by using a boiling point difference.

상기 분리유닛은 상기 열교환기와 연결되며 설정된 각도로서 상향 경사진 경사 유로부와, 상기 경사 유로부의 전방 시작단 측에 설치되며, 상기 혼합유를 가열하는 보조 히팅부와, 상기 경사 유로부에서 상기 보조 히팅부의 후방에 설치되며, 상기 보조 히팅부에 의해 기화된 혼합유 가스를 냉각하는 보조 냉각부와, 상기 보조 냉각부의 후방에서 상기 경사 유로부에 연결되며, 상기 보조 냉각부에 의해 액화된 중질유를 분리하는 제1 분기 유로와, 상기 경사 유로부의 끝단에 연결되며 상기 보조 냉각부에 의해 액화된 경질유를 분리하는 제2 분기 유로를 포함한다.The separation unit is connected to the heat exchanger and includes an inclined flow path part inclined upward at a set angle, an auxiliary heating part installed at a front start end of the inclined flow path part, and heating the mixed oil, and the auxiliary in the inclined flow path part. An auxiliary cooling unit installed at the rear of the heating unit for cooling the mixed oil gas vaporized by the auxiliary heating unit, and connected to the inclined flow path at the rear of the auxiliary cooling unit, the heavy oil liquefied by the auxiliary cooling unit It includes a first branch flow path to separate, and a second branch flow path connected to an end of the inclined flow path part and separating light oil liquefied by the auxiliary cooling part.

그러나 상기한 종래의 열분해 유화공정은 반응로에 공급된 폐합성수지을 매회 공정마다 간접 가열을 이용하여 450 ℃ 이상 가열하여야 하므로, 가열 시간이 상대적으로 길어져서 많은 양의 폐합성수지를 신속하게 처리하지 못하는 문제점이 있다.However, in the conventional pyrolysis emulsification process described above, since the waste synthetic resin supplied to the reactor must be heated to 450° C. or higher using indirect heating for each process, the heating time is relatively long, so a large amount of waste synthetic resin cannot be treated quickly. There is this.

대한민국 공개특허 제10-2012-0019346호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0019346 대한민국 공개실용신안 제20-2012-0007128호Republic of Korea Public Utility Model No. 20-2012-0007128

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 본 발명은 폐합성수지를 비교적 낮은 온도에서 크래킹 분해하는 방식으로 혼합중질유(C24~C60)를 신속하게 생산하는 폐합성수지 유화장치를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is to provide a waste synthetic resin emulsifier that rapidly produces mixed heavy oil (C 24 ~ C 60 ) in a way that cracks and decomposes waste synthetic resin at a relatively low temperature.

본 발명의 일 측면은 폐합성수지가 수용되며 상기 폐합성수지를 가열함과 동시에 자외선을 조사하여 중질유인 유증기를 생성하는 분해로; 상기 분해로와 연통되게 설치되며 상기 분해로에서 유입된 중질유인 유증기를 냉각하여 액상의 중질유로 전환하는 열교환기; 및 상기 열교환기와 연통되게 설치되며 상기 열교환기에서 전환된 중질유를 공급받아 저장하는 저장탱크;를 포함하는 폐합성수지 유화장치를 제공한다.One aspect of the present invention is a decomposition furnace in which the waste synthetic resin is accommodated and the waste synthetic resin is heated and at the same time irradiated with ultraviolet rays to generate oil vapor, which is a heavy oil; a heat exchanger installed in communication with the cracking furnace to cool the oil vapor, which is heavy oil introduced from the cracking furnace, into liquid heavy oil; and a storage tank installed in communication with the heat exchanger to receive and store the heavy oil converted in the heat exchanger.

상기 분해로는, 폐합성수지가 수용되는 본체; 상기 본체 내부에 마련되어 상기 폐합성수지를 가열하는 가열부; 상기 본체 내부에 마련되며 상기 가열부에 의해 가열되어 상기 폐합성수지에 조사되는 자외선을 방출하는 자외선 발생부; 및 상기 본체 상부에 마련되어 상기 생성된 중질유인 유증기를 상기 열교환기로 배출하는 유증기 배출구;를 포함할 수 있다.The decomposition furnace, the body in which the waste synthetic resin is accommodated; a heating unit provided inside the body to heat the waste synthetic resin; an ultraviolet generating unit provided inside the body and heated by the heating unit to emit ultraviolet rays irradiated to the waste synthetic resin; and an oil vapor outlet provided on the upper part of the body to discharge the generated oil vapor, which is the heavy oil, to the heat exchanger.

상기 가열부는 상기 본체 내부의 온도가 180 내지 270 ℃가 되도록 가열하고, 상기 자외선 발생부는 상기 가열부에 의해 가열되며, 폐합성수지에 함유된 탄화수소 사슬을 분해하는 120 내지 250 nm 파장의 자외선을 방출하는 것일 수 있다.The heating unit is heated so that the temperature inside the body is 180 to 270 ℃, and the ultraviolet generating unit is heated by the heating unit, and emits ultraviolet rays with a wavelength of 120 to 250 nm to decompose the hydrocarbon chains contained in the waste synthetic resin. it could be

상기 자외선 발생부는 복수의 세라믹 복합체가 수용된 어느 하나 이상의 세라믹 복합체 수용부를 포함하고, 상기 세라믹 복합체는 Al2O3, ZrO2 및 MgO 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 세라믹 분말과 LiF, MgF2 및 CaF2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 불화물 분말과 터븀(Terbium, Tb), 세륨(cerium, Ce), 유로퓸(europium, Eu) 및 디스프로퓸(dysprosium, Dy) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 열형광 희토류계 형광체 물질을 혼합하고 성형한 후 소결하여 제조되고, 상기 세라믹 복합체는 180 내지 270 ℃의 온도에서 120 내지 250 nm 파장의 자외선을 방출하는 것일 수 있다.The UV generating unit includes at least one ceramic composite receiving unit in which a plurality of ceramic composites are accommodated, and the ceramic composite includes any one or two or more ceramic powders selected from Al 2 O 3 , ZrO 2 and MgO and LiF, MgF 2 and CaF Any one or two selected from fluoride powder selected from 2 or a mixture of two or more, and any one or two selected from terbium (Tb), cerium (cerium, Ce), europium (Europium, Eu), and dysprosium (Dy) The above mixture, which is a thermofluorescent rare-earth phosphor material, is mixed, molded, and sintered, and the ceramic composite may emit ultraviolet rays having a wavelength of 120 to 250 nm at a temperature of 180 to 270°C.

상기 폐합성수지 유화장치는, 상기 분해로와 연결되어 상기 분해로 내부의 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 분해로와 연결되어 상기 분해로 내부의 기압을 측정하는 압력 센서; 및 상기 온도 센서 및 상기 압력 센서에서 측정한 온도 값 및 기압 값을 공급받아 상기 가열부의 온도를 조절하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.The waste synthetic resin emulsification device, a temperature sensor connected to the decomposition furnace to measure the temperature inside the decomposition furnace; a pressure sensor connected to the decomposition furnace to measure the atmospheric pressure inside the decomposition furnace; and a control unit configured to receive a temperature value and an atmospheric pressure value measured by the temperature sensor and the pressure sensor to adjust the temperature of the heating unit.

상기 폐합성수지 유화장치는, 상기 열교환기에 연결되어 상기 열교환기에서 상기 저장탱크로 공급되는 중질유의 유량을 측정하고 측정한 유량 값을 상기 제어부에 공급하는 유량계를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 유량 값이 설정 값 미만일 경우 가열부의 작동을 중단할 수 있다.The waste synthetic resin emulsification apparatus further comprises a flow meter connected to the heat exchanger to measure the flow rate of heavy oil supplied from the heat exchanger to the storage tank and supply the measured flow rate value to the control unit, wherein the control unit is the flow rate value If it is less than this set value, the operation of the heating part may be stopped.

본 발명에 따르면, 폐합성수지를 열형광 특성을 갖는 세라믹 복합체를 가열하여 방출되는 광파동에너지와 열에너지를 동시에 이용한 직접 크래킹 분해반응을 통하여 중질유인 유증기 미립자(oil mist)로 기화한 후 응축시켜 혼합 중질유(C24~C60)을 얻을 수 있다. 열에너지와 광파동에너지를 동시에 사용하기 때문에 비교적 낮은 온도 조건에서 신속하게 양질의 중질유를 얻을 수 있으며, 소모되는 에너지가 적어 경제적이면서도 저온 공법으로 인해 오염물(다이옥신 등)이 발생하지 않는 친환경적인 방법으로 고품질의 중질유를 제조할 수 있다는 효과를 가진다.According to the present invention, the waste synthetic resin is vaporized into oil mist, which is heavy oil, through a direct cracking decomposition reaction using both optical wave energy and thermal energy emitted by heating a ceramic composite having thermofluorescence properties and then condensed to mix heavy oil (C 24 ~ C 60 ) can be obtained. Because thermal energy and light wave energy are used at the same time, high-quality heavy oil can be obtained quickly under relatively low temperature conditions. It has the effect of being able to manufacture heavy oil of

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분해로를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 복합체에서 방출되는 광의 파장 및 강도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 복합체의 폐합성수지 분해 성능 확인을 위한 열 중량 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 복합체의 폐합성수지 분해 성능 확인을 위한 열 중량 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따라 생산된 중질유의 GC-MS(gas chromatograph-mass spectrometer) 분석 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
1 is a view schematically showing a waste synthetic resin emulsification apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a decomposition furnace according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the results of measuring the wavelength and intensity of light emitted from the ceramic composite according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the results of thermogravimetric analysis for confirming the performance of decomposing the waste synthetic resin of the ceramic composite according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing a thermogravimetric analysis result for confirming the degradation performance of a waste synthetic resin of a ceramic composite according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing a gas chromatograph-mass spectrometer (GC-MS) analysis spectrum of the heavy oil produced according to an embodiment of the present invention.

이하 도면과 실시예를 참고하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 이하 기술된 용어와 설명은 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 예시한 것에 불과할 뿐 본 발명의 권리범위가 이에 한정되어 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings and examples. The terms and descriptions described below are merely exemplified in order to clearly explain the present invention, and the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto.

본 발명의 설명에 사용된 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms first, second, etc. used in the description of the present invention are used only for the purpose of distinguishing one element from another element. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing a waste synthetic resin emulsification apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치는 폐합성수지가 수용되며 상기 폐합성수지를 가열함과 동시에 자외선을 조사하여 중질유인 유증기를 생성하는 분해로(10); 상기 분해로(10)와 연통되게 설치되며 상기 분해로(10)에서 유입된 중질유인 유증기를 냉각하여 액상의 중질유로 전환하는 열교환기(20); 및 상기 열교환기(20)와 연통되게 설치되며 상기 열교환기(20)에서 전환된 중질유를 공급받아 저장하는 저장탱크(40);를 포함한다.1, the waste synthetic resin emulsification apparatus according to an embodiment of the present invention is a decomposition furnace 10 for receiving the waste synthetic resin and heating the waste synthetic resin and irradiating ultraviolet rays to generate oil vapor, which is a heavy oil; a heat exchanger 20 installed in communication with the cracking furnace 10 and cooling oil vapor, which is heavy oil introduced from the cracking furnace 10, into liquid heavy oil; and a storage tank 40 installed in communication with the heat exchanger 20 to receive and store the heavy oil converted in the heat exchanger 20 .

본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치는 폐합성수지를 분해하여 중질유인 유증기를 생성한 후, 생성된 중질유인 유증기를 액화하여 중질유를 얻어냄으로써, 폐합성수지로부터 중질유를 추출해 내기 위한 것이다.The waste synthetic resin emulsifier according to an embodiment of the present invention decomposes the waste synthetic resin to generate heavy oil vapor, and then liquefies the produced heavy oil oil vapor to obtain heavy oil, thereby extracting heavy oil from the waste synthetic resin.

450 ℃ 이상의 고온 공정이 필수적이었던 종래의 열분해 유화공정과 달리, 본 발명의 폐합성수지 유화장치는 열에너지를 이용함과 동시에 조사하는 자외선의 파동에너지를 통해 비교적 저온에서도 신속한 폐합성수지의 분해가 가능하여 많은 양의 중질유을 빠른 시간 내에 생산할 수 있다.Unlike the conventional thermal decomposition emulsification process, which required a high temperature process of 450 ° C. or higher, the waste synthetic resin emulsification device of the present invention uses thermal energy and at the same time, through the wave energy of irradiated ultraviolet rays, it is possible to quickly decompose the waste synthetic resin at a relatively low temperature. of heavy oil can be produced in a short time.

여기서 폐합성수지라는 폐플라스틱, 폐비닐 등을 포함할 수 있으며, 열에 의해서 저분자 물질로 크래킹할 수 있는 열가소성 수지를 의미한다. Here, the waste synthetic resin may include waste plastic, waste vinyl, etc., and means a thermoplastic resin that can be cracked into a low molecular weight material by heat.

열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, ABS 수지, 아크릴로니트릴스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌술파이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 아크릴 수지, 나이론, 폴리아미드, 테프론, 합성고무, 폴리염화비닐 등을 예로 들 수 있다.Thermoplastic resins are polyethylene, polypropylene, polystyrene, ABS resin, acrylonitrile styrene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfite, polyphenylene oxide, polyacetal, polycarbonate, acrylic resin, nylon, poly amide, Teflon, synthetic rubber, polyvinyl chloride, and the like.

여기서 중질유는 왁스성분이 포함된 유류로서 정의할 수 있으며 벙커씨유를 예로 들 수 있다. Here, heavy oil may be defined as oil containing wax components, and bunker seed oil may be exemplified.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 폐합성수지 유화장치는 분해로(10) 및 열교환기(20)를 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.The waste synthetic resin emulsification apparatus according to an embodiment of the present invention is configured to include a decomposition furnace 10 and a heat exchanger 20, which will be described for each configuration as follows.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 분해로(10)는 폐합성수지를 공급받고 가열하여 중질유인 유증기를 생성하기 위한 것이다.The decomposition furnace 10 according to an embodiment of the present invention is to generate oil vapor, which is heavy oil, by receiving the waste synthetic resin and heating it.

상기 분해로(10)는, 폐합성수지가 수용되는 본체(11); 상기 본체(11) 내부에 마련되어 상기 폐합성수지를 가열하는 가열부(13); 상기 본체(11) 내부에 마련되며 상기 가열부(13)에 의해 가열되어 상기 폐합성수지에 조사되는 자외선을 방출하는 자외선 발생부(14); 및 상기 본체(11) 상부에 마련되어 상기 생성된 중질유인 유증기를 상기 열교환기(20)로 배출하는 유증기 배출구(16);를 포함할 수 있다.The decomposition furnace 10, the body 11 in which the waste synthetic resin is accommodated; a heating unit 13 provided inside the body 11 to heat the waste synthetic resin; an ultraviolet generating unit 14 provided inside the body 11 and heated by the heating unit 13 to emit ultraviolet rays irradiated to the waste synthetic resin; and an oil vapor outlet 16 provided at the upper portion of the body 11 to discharge the generated oil vapor, which is the heavy oil, to the heat exchanger 20 .

상기 본체(11)는 내부에 폐합성수지가 투입 가능한 구조로 원통 형상 또는 직육면체 형상으로 구성될 수 있다.The main body 11 may be configured in a cylindrical shape or a rectangular parallelepiped shape with a structure in which a waste synthetic resin can be put therein.

폐합성수지는 대차(17)에 적재되어 상기 분해로(10)의 일면에 설치된 투입구(12)를 통해 상기 본체(11)에 이동될 수 있으며, 상기 본체(11) 내부 바닥면에는 폐합성수지를 적재한 대차(17)의 이동을 위한 레일(18)이 설치될 수 있다.The waste synthetic resin is loaded on the bogie 17 and can be moved to the main body 11 through the inlet 12 installed on one surface of the decomposition furnace 10, and the waste synthetic resin is loaded on the inner bottom surface of the main body 11 A rail 18 for moving one bogie 17 may be installed.

상기 가열부(13)는 상기 본체(11) 내부의 온도가 180 내지 270 ℃가 되도록 가열하고, 상기 자외선 발생부(14)는 상기 가열부(13)에 의해 가열되며, 폐합성수지에 함유된 탄화수소 사슬을 분해하는 120 내지 250 nm 파장의 자외선을 방출하는 것일 수 있다.The heating unit 13 heats the inside of the body 11 to a temperature of 180 to 270° C., and the ultraviolet generating unit 14 is heated by the heating unit 13, and hydrocarbons contained in the waste synthetic resin. It may be one that emits ultraviolet light with a wavelength of 120 to 250 nm that decomposes the chain.

상기 본체(11)의 내부에는 상기 본체(11) 내부 온도를 180 내지 270 ℃로 상승시킬 수 있는 가열부(13)가 설치되며, 상기 가열부(13)는 판형 또는 실린더 형상일 수 있다. A heating unit 13 capable of increasing the internal temperature of the body 11 to 180 to 270° C. is installed inside the body 11, and the heating unit 13 may have a plate shape or a cylinder shape.

예를 들어, 상기 가열부(13)는 판형으로 상기 본체(11)의 양측 내벽 및 바닥면에 일정 간격을 두어 설치될 수 있으며, 상기 가열부(13)는 실린더형으로 상기 본체(11) 내벽에 인접하여 하면과 수직 또는 수평으로 한 개 또는 일정 간격을 두고 다수 마련될 수 있다. 상기 가열부(13)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니고 상기 분해로(10)의 형태, 용량, 목표 온도 등을 고려하여 적절히 설계, 변경할 수 있다.For example, the heating unit 13 may be installed at regular intervals on both inner walls and bottom surfaces of the main body 11 in a plate shape, and the heating unit 13 is cylindrical in the inner wall of the main body 11 . Adjacent to the lower surface may be provided with one or a plurality of vertically or horizontally spaced apart. The shape of the heating unit 13 is not limited thereto, and may be appropriately designed and changed in consideration of the shape, capacity, target temperature, and the like of the decomposition furnace 10 .

상기 자외선 발생부(14)는 복수의 세라믹 복합체(15b)가 수용된 적어도 하나 이상의 세라믹 복합체 수용부(15a)를 포함하고, The ultraviolet generating unit 14 includes at least one ceramic composite receiving unit 15a in which a plurality of ceramic composites 15b are accommodated,

상기 세라믹 복합체(15b)는 Al2O3, ZrO2 및 MgO 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 세라믹 분말과 LiF, MgF2 및 CaF2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 불화물 분말과 터븀(Terbium, Tb), 세륨(cerium, Ce), 유로퓸(europium, Eu) 및 디스프로퓸(dysprosium, Dy) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 열형광 희토류계 형광체 물질을 혼합하고 성형한 후 소결하여 제조되고, 상기 세라믹 복합체(15b)는 180 내지 270 ℃의 온도에서 120 내지 250 nm 파장의 자외선을 방출하는 것일 수 있다.The ceramic composite 15b may include any one or two or more ceramic powders selected from Al 2 O 3 , ZrO 2 and MgO, and any one or two or more ceramic powders selected from LiF, MgF 2 and CaF 2 , a mixture of fluoride powder and terbium (Terbium). , Tb), cerium (cerium, Ce), europium (Europium, Eu), and dysprosium (dysprosium, Dy) are mixed, molded and then sintered manufactured, and the ceramic composite 15b may emit ultraviolet rays having a wavelength of 120 to 250 nm at a temperature of 180 to 270 °C.

보다 상세하게, 상기 분해로(10) 내부에는 자외선을 방출하여 상기 폐합성수지에 함유된 탄화수소 사슬을 분해하는 자외선 발생부(14)가 설치된다. 상기 자외선 발생부(14)는 상기 타일 또는 블록 형상으로 상기 본체(11) 내부 벽면에 설치될 수 있다.In more detail, an ultraviolet generating unit 14 for decomposing hydrocarbon chains contained in the waste synthetic resin by emitting ultraviolet rays is installed inside the decomposition furnace 10 . The ultraviolet generating unit 14 may be installed on the inner wall surface of the main body 11 in the shape of the tile or block.

상기 자외선 발생부(14)는 복수의 세라믹 복합체(15b)가 수용된 세라믹 복합체 수용부(15a)가 적어도 하나 이상 포함한다. 상기 세라믹 복합체 수용부(15a)는 수용된 세라믹 복합체(15b)에서 방출되는 자외선을 차단하지 않으면서도 상기 가열부(13)에서 가해지는 열을 견딜 수 있는 소재로 구성되며, 예를 들어 금속 메쉬를 이용할 수 있다.The ultraviolet generating unit 14 includes at least one ceramic composite accommodating part 15a in which the plurality of ceramic composites 15b are accommodated. The ceramic composite accommodating part 15a is made of a material that can withstand the heat applied by the heating part 13 without blocking the ultraviolet rays emitted from the accommodated ceramic composite 15b, for example, using a metal mesh. can

상기 세라믹 복합체(15b)는 열형광(Thermo-fluorescence) 특성에 의해 180 내지 270 ℃의 온도에서 UV-C에 해당하는 120 내지 250 nm 파장의 자외선을 방출한다. 방출된 UV-C의 파장은 상기 120 내지 250 nm 범위에서 불연속적으로 존재하며, 강력한 파동에너지를 갖는 펄스파(pulse wave)에 해당한다. 상기 방출되는 자외선(펄스파)의 파동에너지를 파장에 따라 환산하면 989 내지 480 kJ/mol에 해당한다. The ceramic composite 15b emits ultraviolet light having a wavelength of 120 to 250 nm corresponding to UV-C at a temperature of 180 to 270° C. due to its thermo-fluorescence characteristics. The wavelength of the emitted UV-C is discontinuous in the range of 120 to 250 nm, and corresponds to a pulse wave having strong wave energy. When the wave energy of the emitted ultraviolet (pulse wave) is converted according to the wavelength, it corresponds to 989 to 480 kJ/mol.

상기 폐합성수지에 일반적으로 포함되는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등의 고분자에 함유된 탄소 간 단일결합(C-C) 에너지는 347 kJ/mol이므로, 상기 세라믹 복합체(15b)에서 방출되는 자외선은 탄소 간 단일결합의 직접 분해(direct cracking)를 일으킬 수 있는 충분한 에너지를 가진다.Since the carbon-to-carbon single bond (C-C) energy contained in polymers such as polyethylene, polypropylene, and polystyrene generally included in the waste synthetic resin is 347 kJ/mol, the ultraviolet light emitted from the ceramic composite 15b is a single bond between carbons. It has sufficient energy to cause direct cracking of

따라서 450 ℃ 이상의 고온 공정이 필수적이었던 종래의 열분해 유화공정과는 달리, 본 발명의 폐합성수지 유화장치는 상기 세라믹 복합체(15b)에서 방출되는 파동에너지를 열에너지가 더해져 180 내지 270 ℃의 비교적 저온에서도 폐합성수지의 분해가 가능하여 가열 시간을 단축할 수 있고, 450 ℃ 이상의 고온을 유지하는데 소요되는 에너지를 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라 열에너지만을 사용하여 폐합성수지를 분해하는 경우와 달리 자외선 조사에 의한 파동에너지를 동시에 이용하기 때문에, 폐합성수지의 분해가 더욱 빠르게 일어나 많은 양의 중질유를 신속하게 생산할 수 있다는 장점을 가진다.Therefore, unlike the conventional pyrolysis emulsification process in which a high temperature process of 450 ° C. or higher is essential, the waste synthetic resin emulsification apparatus of the present invention adds thermal energy to the wave energy emitted from the ceramic composite 15b, so that even at a relatively low temperature of 180 to 270 ° C. It is possible to decompose the synthetic resin so that the heating time can be shortened, and the effect of reducing the energy required to maintain a high temperature of 450 ℃ or higher can be obtained. In addition, unlike the case of decomposing the waste synthetic resin using only thermal energy, since the wave energy by UV irradiation is used at the same time, the decomposition of the waste synthetic resin occurs more rapidly, and thus a large amount of heavy oil can be produced quickly.

또한 기존의 고온 열분해 공정에서 코크, 타르, 회분가 생성되고 열분해 반응로 내벽에 침착되어 다음 작업을 하기 위해서는 반응로 내벽의 잔사를 매번 제거해야하며, 이에 따라 반응로를 연속적으로 가동하지 못하는 문제가 있다. 그러나 본 발명의 폐합성수지 유화장치는 비교적 저온으로 공정이 진행되므로 코크, 타르, 회분 등이 생성되지 않기 때문에, 이러한 문제를 해결할 수 있다.In addition, in the existing high-temperature pyrolysis process, coke, tar, and ash are generated and deposited on the inner wall of the pyrolysis reactor. In order to perform the next operation, the residues on the inner wall of the reactor must be removed every time, so there is a problem that the reactor cannot be operated continuously. . However, since the waste synthetic resin emulsification apparatus of the present invention is processed at a relatively low temperature, coke, tar, ash, etc. are not generated, so this problem can be solved.

게다가 고온 열분해 공정에서는 다이옥신, 분진 등의 유해 물질의 방출 문제가 필연적으로 수반되나, 본 발명에서는 저온 공정에 의해 유해 물질이 방출되지 않아 환경 친화적이며, 유해 물질 배출을 방지 및 회수하기 위한 비용을 절약할 수 있어 경제적이다.In addition, although the high-temperature pyrolysis process inevitably involves the emission of harmful substances such as dioxins and dust, in the present invention, harmful substances are not released by the low-temperature process, so it is environmentally friendly, and costs for preventing and recovering harmful substances are saved. It is economical to do

상기 가열부(13)에서 공급되는 열에너지 및 상기 세라믹 복합체(15b)에 의해 방출되는 자외선의 파동에너지에 의해 폐합성수지에 함유된 탄화수소 사슬은 분해되고 분자량이 줄어든 탄화수소 사슬은 대부분 탄소수 24 내지 60의 중질유인 유증기로 기화된다.Hydrocarbon chains contained in the waste synthetic resin are decomposed by the thermal energy supplied from the heating unit 13 and the wave energy of ultraviolet rays emitted by the ceramic composite 15b, and the hydrocarbon chains with reduced molecular weight are mostly heavy oil having 24 to 60 carbon atoms. It is vaporized with phosphorus oil vapor.

상기 세라믹 복합체(15b)의 제조방법에 대해 보다 상세하게 설명하면, 상기 세라믹 복합체(15b)는 상기 세라믹 분말, 상기 불화물 분말 및 열형광 희토류계 형광체 물질을 혼합하고 성형하여 성형체를 제조하는 단계; 및 상기 성형체를 1300 내지 1450 ℃의 온도에서 소결하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.In more detail with respect to the manufacturing method of the ceramic composite 15b, the ceramic composite 15b may be prepared by mixing and molding the ceramic powder, the fluoride powder, and a thermofluorescent rare-earth phosphor material to prepare a molded body; and sintering the molded body at a temperature of 1300 to 1450 °C.

상기 세라믹 복합체(15b)는 판 형상 또는 직경 8 내지 15 mm의 구 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 설치의 편의성을 위해 세라믹 복합체(15b)의 형태를 적절히 선택할 수 있다.The ceramic composite 15b may have a plate shape or a spherical shape with a diameter of 8 to 15 mm, but is not limited thereto, and the shape of the ceramic composite 15b may be appropriately selected for convenience of installation.

상기 유증기 배출구(16)는 열에너지 및 파동에너지에 의해 기화된 중질유인 유증기를 배출한다. 상기 유증기 배출구(16)는 기화된 중질유인 유증기가 상승하는 점을 고려할 때, 상기 본체(11) 상부에 설치되는 것이 바람직할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The oil vapor outlet 16 discharges oil vapor, which is a heavy oil vaporized by thermal energy and wave energy. The oil vapor outlet 16 may be preferably installed in the upper portion of the main body 11 in consideration of the rise of vaporized oil vapor, but is not limited thereto.

상기 분해로(10)는 내부의 밀폐를 위해서 유압 실린더를 포함할 수 있다. 상기 유압 실린더에 의해 밀폐된 분해로(10)는 외부 공기가 유입되지 않아 무산소 분위기가 형성되기 때문에, 상기 세라믹 복합체(15b)에서 방출되는 자외선에 의한 폐합성수지 탄소 간 결합의 크래킹 반응 외에 어떠한 부가 반응이 일어나지 않는다. 따라서, 폐합성수지에 대한 전처리 과정이 필요 없고, 오염물질이 발생되지 않으며, 분해 잔재물은 숯과 같은 형상의 탄소 덩어리로 변환된다. 상기 세라믹 복합체(15b)에 의해 분해되지 않는 무기물 또는 금속 등의 불순물은 분해 잔재물과 분리하여 별도 수거할 수 있으며, 분해 잔재물 또한 탄소 함유율이 높은 고열량 고형 연료로 재사용할 수 있다.The decomposition furnace 10 may include a hydraulic cylinder for sealing the inside. Since the decomposition furnace 10 sealed by the hydraulic cylinder does not introduce external air to form an anaerobic atmosphere, any additional reaction other than the cracking reaction of the carbon-to-carbon bond of the waste synthetic resin by the ultraviolet rays emitted from the ceramic composite 15b this doesn't happen Therefore, there is no need for a pretreatment process for the waste synthetic resin, no pollutants are generated, and the decomposition residue is converted into a charcoal-like carbon mass. Impurities such as inorganic substances or metals that are not decomposed by the ceramic composite 15b may be separately collected from the decomposition residues, and the decomposition residues may also be reused as high-calorie solid fuel having a high carbon content.

상기 본체(11)의 하부에는 이물질 또는 폐합성수지에 포함된 수분을 배출하기 위한 이물질 배출구가 형성될 수 있다.A foreign material outlet for discharging foreign substances or moisture contained in the waste synthetic resin may be formed in the lower portion of the main body 11 .

또한, 상기 폐합성수지 유화장치는, 상기 분해로(10)와 연결되어 상기 분해로(10) 내부의 온도를 측정하는 온도 센서(51); 상기 분해로(10)와 연결되어 상기 분해로(10) 내부의 기압을 측정하는 압력 센서(52); 및 상기 온도 센서(51) 및 상기 압력 센서(52)에서 측정한 온도 값 및 기압 값을 공급받아 상기 가열부(13)의 온도를 조절하는 제어부(50);를 더 포함할 수 있다.In addition, the waste synthetic resin emulsification apparatus, the temperature sensor 51 connected to the decomposition furnace 10 to measure the temperature inside the decomposition furnace 10; a pressure sensor 52 connected to the decomposition furnace 10 to measure the atmospheric pressure inside the decomposition furnace 10; and a control unit 50 configured to receive a temperature value and an atmospheric pressure value measured by the temperature sensor 51 and the pressure sensor 52 and adjust the temperature of the heating unit 13 .

상기 온도 센서(51) 및 압력 센서(52)는 상기 분해로(10) 내부의 온도 및 압력의 측정이 용이하도록 분해로(10) 내부와 연결되도록 설치된다.The temperature sensor 51 and the pressure sensor 52 are installed to be connected to the inside of the decomposition furnace 10 so as to easily measure the temperature and pressure inside the decomposition furnace 10 .

상기 제어부(50)는 상기 온도 센서(51) 및 압력 센서(52)로부터 측정된 온도 및 압력 값을 인식하여 온도 및 압력이 과도하게 높을 경우, 가열부(13)의 온도를 높이고, 측정된 온도 및 압력이 과도하게 낮을 경우, 가열부(13)의 온도를 낮추도록 제어할 수 있다. The control unit 50 recognizes the temperature and pressure values measured from the temperature sensor 51 and the pressure sensor 52, and when the temperature and pressure are excessively high, increases the temperature of the heating unit 13, and the measured temperature And when the pressure is excessively low, it is possible to control to lower the temperature of the heating unit (13).

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 열교환기(20)는 상기 분해로(10)와 연통되고, 상기 분해로(10)에서 유입된 상기 중질유인 유증기를 냉각 및 액화하여 중질유를 생성하기 위한 것이다.The heat exchanger 20 according to an embodiment of the present invention communicates with the cracking furnace 10 and is for cooling and liquefying the heavy oil vapor introduced from the cracking furnace 10 to produce heavy oil.

상기 열교환기(20)는 상기 분해로(10)의 유증기 배출구(16)와 연결될 수 있다. 상기 열교환기(20)는 냉각수가 저장된 냉각 수조를 포함할 수 있으며, 상기 열교환기(20)로 유입된 중질유인 유증기는 냉각 수조에 의해 열을 빼앗기고 냉각 및 액화되어 중질유로 전환될 수 있다.The heat exchanger 20 may be connected to the oil vapor outlet 16 of the cracking furnace 10 . The heat exchanger 20 may include a cooling water tank in which cooling water is stored, and the oil vapor, which is heavy oil introduced into the heat exchanger 20, loses heat by the cooling water tank and is cooled and liquefied to be converted into heavy oil.

이러한 열교환기(20)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 열교환기(20)로 이루어지므로 열교환기(20) 자체 구성 관한 더욱 자세한 설명은 생략한다.Since the heat exchanger 20 is made of a heat exchanger 20 of a well-known technique in the art, a more detailed description of the configuration of the heat exchanger 20 itself will be omitted.

상기 폐합성수지 유화장치는, 상기 열교환기(20)에 연결되어 상기 열교환기(20)에서 상기 저장탱크(40)로 공급되는 중질유의 유량을 측정하고 측정한 유량 값을 상기 제어부(50)에 공급하는 유량계(53)를 더 포함하고, 상기 제어부(50)는 상기 유량 값이 설정 값 미만일 경우 가열부(13)의 작동을 중단할 수 있다.The waste synthetic resin emulsifier is connected to the heat exchanger 20 to measure the flow rate of heavy oil supplied from the heat exchanger 20 to the storage tank 40 and supply the measured flow rate value to the control unit 50 It further includes a flow meter 53, the control unit 50 may stop the operation of the heating unit 13 when the flow rate value is less than a set value.

상기 유량계(53)에 의해 측정된 중질유의 유량이 일정치 미만일 시, 폐합성수지 내에서 추출할 수 있는 중질유인 유증기가 소진되었음을 의미하며, 이때 상기 제어부(50)는 가열부(13)의 작동을 중단하여 폐합성수지 유화공정을 종료할 수 있다. 상기 설정 값은 상기 분해로(10)에 투입한 폐합성수지의 양에 따라 다르게 설정할 수 있으며, 예를 들어 폐합성수지 6000 kg 투입 시 설정 값은 100 l/hr로 설정할 수 있다.When the flow rate of the heavy oil measured by the flow meter 53 is less than a certain value, it means that oil vapor, which is a heavy oil that can be extracted from the waste synthetic resin, is exhausted, and at this time, the control unit 50 controls the operation of the heating unit 13 It can be stopped to end the waste synthetic resin emulsification process. The set value may be set differently depending on the amount of waste synthetic resin put into the decomposition furnace 10, for example, when 6000 kg of waste synthetic resin is input, the set value may be set to 100 l/hr.

상기 제어부(50)는 앞서 설명한 상기 온도 센서(51) 및 상기 압력 센서(52)로부터 온도 및 압력 값을 공급받는 제어부(50)와 동일한 것이 바람직하며, 자동 또는 수동으로 작동될 수 있다.The control unit 50 is preferably the same as the control unit 50 receiving temperature and pressure values from the temperature sensor 51 and the pressure sensor 52 described above, and may be operated automatically or manually.

상기 폐합성수지 유화장치는, 상기 열교환기(20)과 연통되게 설치되고, 상기 열교환기(20)에서 공급받은 중질유에 함유된 수분을 제거하고, 수분이 제거된 중질유를 상기 저장탱크(40)에 공급하는 유수분리기(30)를 더욱 포함할 수 있다.The waste synthetic resin emulsifier is installed in communication with the heat exchanger 20, removes moisture contained in the heavy oil supplied from the heat exchanger 20, and transfers the heavy oil from which moisture has been removed to the storage tank 40. It may further include an oil-water separator 30 to supply.

상기 유수분리기(30)는 상기 열교환기(20)에 의해 액화된 중질유에 함유된 수분을 밀도차를 이용한 중력방식이나 원심분리를 이용하여 분리한다.The oil-water separator 30 separates the moisture contained in the heavy oil liquefied by the heat exchanger 20 using a gravity method or centrifugal separation using a density difference.

이러한 유수분리기(30)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 유수분리기(30)로 이루어지므로 열교환기(20) 자체 구성 관한 더욱 자세한 설명은 생략한다.Since this oil-water separator 30 is made of an oil-water separator 30 of a well-known technique in the art, a more detailed description of the heat exchanger 20 itself will be omitted.

상기 생성된 중질유는 상기 열 교환기 또는 상기 유수분리기(30)와 연결된 저장탱크(40)로 이송되어 저장될 수 있다.The generated heavy oil may be transferred to and stored in a storage tank 40 connected to the heat exchanger or the oil-water separator 30 .

상기한 구성으로 인해 본 발명의 폐합성수지 유화장치는 180 내지 270 ℃의 저온에서도 세라믹 복합체(15b)에서 방출되는 자외선의 파동에너지를 활용하여 폐플라스틱에 함유된 탄소-탄소 결합을 분해할 수 있으며, 탄소수가 줄어든 탄화수소는 유증기화가 원활하게 이루어질 수 있다. 발생한 유증기는 냉각 및 액화 과정을 통해 C24~C60의 탄소수를 갖는 양질의 중질유를 얻을 수 있다.Due to the above configuration, the waste synthetic resin emulsifier of the present invention can decompose the carbon-carbon bond contained in the waste plastic by utilizing the wave energy of the ultraviolet light emitted from the ceramic composite 15b even at a low temperature of 180 to 270 ° C. Hydrocarbons with reduced carbon number can be smoothly vaporized. The generated oil vapor can be cooled and liquefied to obtain high-quality heavy oil having a carbon number of C 24 to C 60 .

이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 폐합성수지 유화장치의 작동 및 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation and preferred embodiments of the waste synthetic resin emulsification apparatus of the present invention configured as described above will be described in detail.

폐합성수지는 자동으로 이송되는 대차(17)에 적재되어 분해로(10) 내부로 투입된다. 폐합성수지는 2 대의 대차(17)에 각 3개씩 총 6개의 비닐팩에 담겨 분해로(10) 내부로 투입되며, 장입 후 유압 실린더를 사용하여 투입구(12)를 밀폐하고 열교환기(20)의 냉각수의 유량속도가 일정한 상태에 도달하면 가열부(13)의 작동을 시작한다.The waste synthetic resin is loaded into the automatically transferred bogie 17 and put into the decomposition furnace 10 . The waste synthetic resin is put into a total of 6 plastic packs, 3 each on the 2 bogies 17, and is put into the decomposition furnace 10. After charging, the inlet 12 is sealed using a hydraulic cylinder, and the cooling water of the heat exchanger 20 is When the flow rate of the reaches a constant state, the operation of the heating unit 13 is started.

상기 가열부(13)는 실린더 형상을 띄고, 상기 본체(11) 내부의 양 측부에 하면과 수직 방향으로 각 6개씩 12개 및 상기 본체(11) 내부의 하면에 하면과 수평 방향으로 24개 설치된다.The heating unit 13 has a cylindrical shape, and 12 pieces are installed on both sides of the main body 11 in the vertical direction with the lower surface, and 24 pieces are installed on the inner surface of the main body 11 in the horizontal direction with the lower surface. do.

상기 본체(11) 내부 온도는 초기 60 ℃로 설정되어 있고, 폐합성수지가 투입된 이후 상기 가열부(13)가 작동하여 상기 본체(11) 내부의 온도를 270 ℃까지 상승시킨다. The internal temperature of the body 11 is initially set at 60° C., and after the waste synthetic resin is injected, the heating unit 13 operates to increase the temperature inside the body 11 to 270° C.

상기 본체(11) 내부의 상면 및 양 측면에 설치된 가열부(13)와 인접하게 배치된 자외선 발생부(14)는 열에너지를 흡수하고 상기 자외선 발생부(14)에 포함된 상기 세라믹 복합체 수용부(15a)에 수용된 세라믹 복합체(15b)는 120 내지 250 nm 파장을 갖는 자외선을 방출한다. 상기 방출된 자외선의 파동에너지로 인하여 폐합성수지에 함유된 탄소 간 결합이 분해되며, 탄소수 24 내지 60의 중질유인 유증기로 증발하여 상기 분해로(10) 상부 일측에 설치된 유증기 배출구(16)로 배출된다.The ultraviolet generating unit 14 disposed adjacent to the heating unit 13 installed on the upper surface and both sides of the body 11 absorbs thermal energy and the ceramic composite receiving unit included in the ultraviolet generating unit 14 ( The ceramic composite 15b accommodated in 15a) emits ultraviolet rays having a wavelength of 120 to 250 nm. Due to the wave energy of the emitted ultraviolet rays, the bond between carbons contained in the waste synthetic resin is decomposed, and it evaporates into oil vapor, which is a heavy oil having 24 to 60 carbon atoms, and is discharged to the oil vapor outlet 16 installed at the upper side of the decomposition furnace 10. .

상기 배출된 중질유인 유증기는 열교환기(20)를 경유하며 냉각 및 응축되어 액상의 중질유로 전환된다. 중질유는 이후 유수분리기(30)로 공급되며, 유수분리기(30)에서 중질유에 함유된 소량의 수분을 분리하여 제거한다. 상기 유수분리기(30)를 거친 중질유는 저장 탱크로 공급되고 저장된다. The discharged oil vapor, which is the heavy oil, passes through the heat exchanger 20, is cooled and condensed, and is converted into liquid heavy oil. The heavy oil is then supplied to the oil-water separator 30 , and a small amount of moisture contained in the heavy oil is separated and removed in the oil-water separator 30 . The heavy oil that has passed through the oil-water separator 30 is supplied to and stored in a storage tank.

상기 열교환기(20)에 연결된 유량계(53)는 생성되는 중질유의 유량을 측정하여 제어부(50)에 공급한다. 상기 제어부(50)는 유량이 일정치 미만으로 감소할 경우, 상기 가열부(13)의 작동을 중단하여 공정을 종료시킨다.The flow meter 53 connected to the heat exchanger 20 measures the flow rate of the generated heavy oil and supplies it to the control unit 50 . When the flow rate decreases below a predetermined value, the control unit 50 stops the operation of the heating unit 13 to end the process.

실험예 1. 세라믹 복합체 자외선 방출 측정 실험Experimental Example 1. Ceramic Composite UV Emission Measurement Experiment

상기 세라믹 복합체의 자외선 방출 특성을 분석하기 위하여, 상기 세라믹 복합체의 180 내지 270 ℃ 온도에서 방출되는 광의 파장과 강도를 측정하였다.In order to analyze the ultraviolet emission characteristics of the ceramic composite, the wavelength and intensity of light emitted at a temperature of 180 to 270° C. of the ceramic composite were measured.

세라믹 복합체는 다음 방법으로 제조하였다. 순도 99.99% 이상의 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2) 및 마그네시아(MgO)를 메쉬 #2400 이상으로 분쇄한 세라믹 분말 100 중량부를 기준으로 LiF, MgF2 및 CaF2를 혼합한 불화물 분말 7 중량부, 터븀산화물(Tb3O) 분말, 디스포로슘산화물(Dy2O3) 분말, 세륨산화물(CeO2) 분말을 혼합한 열형광 희토류계 물질 3 중량부를 혼합하였다. 혼합물을 직경 10 mm의 구 형상으로 성형한 후, 1400 ℃에서 소결하여 세라믹 복합체를 제조하였다.The ceramic composite was prepared by the following method. Based on 100 parts by weight of a ceramic powder pulverized by alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ) and magnesia (MgO) with a purity of 99.99% or more to a mesh #2400 or higher, LiF, MgF 2 and CaF 2 are mixed fluoride powder 7 3 parts by weight of a thermofluorescent rare earth material obtained by mixing terbium oxide (Tb 3 O) powder, dysporosium oxide (Dy 2 O 3 ) powder, and cerium oxide (CeO 2 ) powder was mixed. The mixture was molded into a spherical shape with a diameter of 10 mm, and then sintered at 1400° C. to prepare a ceramic composite.

도 3은 상기 세라믹 복합체를 180 내지 270 ℃ 온도로 가열 시, 방출되는 광의 파장 및 강도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 상기 도 3에서 나타난 바와 같이, 120 내지 250 nm 범위의 파장을 갖는 자외선이 방출되며, 상기 파장 범위에서 불연속적인 파장 분포(121, 124, 130, 220, 225, 249 nm)를 보임을 확인할 수 있었다.3 is a graph showing the results of measuring the wavelength and intensity of light emitted when the ceramic composite is heated to a temperature of 180 to 270 °C. As shown in FIG. 3 , it was confirmed that ultraviolet rays having a wavelength in the range of 120 to 250 nm were emitted, and discontinuous wavelength distributions (121, 124, 130, 220, 225, 249 nm) were observed in the wavelength range. .

한편, 하기 표 1에 일반적인 폐합성수지에 포함되는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등의 혼합 플라스틱류에 존재하는 화학 결합 종류에 따른 결합에너지를 나타냈으며, 하기 표 2는 상기 세라믹 복합체에서 방출된 광의 파장에 따른 파동에너지 환산 값을 나타내었다. 환산은 하기 수학식 1을 통해 이루어졌다.Meanwhile, in Table 1 below, the binding energy according to the type of chemical bond present in mixed plastics such as polyethylene, polypropylene, and polystyrene included in general waste synthetic resins is shown, and Table 2 below shows the wavelength of light emitted from the ceramic composite. Wave energy conversion values are shown. Conversion was done through Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112020042078670-pat00001
Figure 112020042078670-pat00001

여기서, E는 에너지, h는 플랑크 상수(6.626×10-34 J/s), c는 광속(3×108 m/s), λ는 파장이다.where E is the energy, h is the Planck's constant (6.626×10 -34 J/s), c is the speed of light (3×10 8 m/s), and λ is the wavelength.

결합 종류type of bonding 결합에너지(kJ/mol)Binding energy (kJ/mol) C=C(탄소 간 이중결합)C=C (double bond between carbons) 607607 C-H(탄소-수소 결합)C-H (carbon-hydrogen bond) 431431 C-Cl(탄소-염소 결합)C-Cl (carbon-chlorine bond) 397397 C-C(탄소 간 단일결합)C-C (single bond between carbons) 347347 C-S(탄소-황 결합)C-S (carbon-sulfur bond) 259259

광 파장(nm)Light wavelength (nm) 파동에너지 환산 값(kJ/mol)Wave energy conversion value (kJ/mol) 121121 ~989~989 124124 ~965~965 130130 ~920~920 220220 ~704~704 225225 ~532~532 249249 ~480~480

상기 표 1 및 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 120 내지 250 nm의 파장을 갖는 광의 파동에너지는 폐합성수지에 가장 많이 존재하는 탄소 간 단일결합의 결합에너지(347 kJ/mol)에 비하여 크다. As can be seen in Tables 1 and 2, the wave energy of light having a wavelength of 120 to 250 nm is greater than the binding energy (347 kJ/mol) of single bonds between carbons that exist most in waste synthetic resins.

따라서, 상기 세라믹 복합체에서 방출되는 광은 폐합성수지의 탄소 간 단일결합을 분해할 수 있는 충분한 에너지를 갖고 있음을 확인할 수 있었다.Therefore, it was confirmed that the light emitted from the ceramic composite had sufficient energy to break the single bond between carbons in the waste synthetic resin.

실험예 2. 열 중량 분석Experimental Example 2. Thermogravimetric analysis

상기 세라믹 복합체의 폐합성수지 분해 성능을 확인하기 위하여 열 중량 분석(thermogravimetric analysis, TGA)을 실시하였다.Thermogravimetric analysis (TGA) was performed to confirm the degradation performance of the waste synthetic resin of the ceramic composite.

고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 시료 단독으로 열 중량 분석기에 투입한 후 온도를 2 ℃/분의 승온 속도로 승온하여 무게를 측정하였다. 또한 고밀도 폴리에틸렌 시료를 세라믹 복합체와 함께 열 중량 분석기에 투입한 것을 제외하고는 동일한 조건으로 무게를 측정하였다. 상기 분석 결과는 도 4에 나타내었다. 도 4a는 고밀도 폴리에틸렌 시료 단독 열 중량 분석 결과이고, 도 4b는 고밀도 폴리에틸렌 시료 및 세라믹 복합체의 열 중량 분석 결과이다.After the high-density polyethylene (HDPE) sample alone was put into a thermogravimetric analyzer, the temperature was increased at a temperature increase rate of 2° C./min to measure the weight. In addition, the weight was measured under the same conditions except that the high-density polyethylene sample was put into the thermogravimetric analyzer together with the ceramic composite. The analysis results are shown in FIG. 4 . 4A is a thermogravimetric analysis result of a high-density polyethylene sample alone, and FIG. 4B is a thermogravimetric analysis result of a high-density polyethylene sample and a ceramic composite.

상기 도 4a 및 4b에서 나타난 바와 같이, 고밀도 폴리에틸렌 시료를 단독으로 투입한 경우, 220 ℃의 온도에서부터 질량의 감소가 관찰된 반면, 세라믹 복합체를 함께 투입한 경우, 110 ℃의 온도에서부터 질량 감소가 시작됨을 확인할 수 있었다.As shown in FIGS. 4a and 4b, when the high-density polyethylene sample was added alone, a decrease in mass was observed from a temperature of 220 °C, whereas when the ceramic composite was added together, the mass decrease started from a temperature of 110 °C was able to confirm

또한 250 ℃의 항온 유지 조건에서 300 분 동안 고밀도 폴리에틸렌 시료 단독에 대한 열 중량 분석을 실시하였으며, 동일한 분석을 고밀도 폴리에틸렌 시료와 세라믹 복합체를 함께 실시하여 비교하였다. 상기 분석 결과는 도 5에 나타내었다.In addition, thermogravimetric analysis was performed on the high-density polyethylene sample alone for 300 minutes at a constant temperature of 250° C., and the same analysis was performed with the high-density polyethylene sample and the ceramic composite for comparison. The analysis results are shown in FIG. 5 .

상기 도 5에 나타난 바와 같이, 고밀도 폴리에틸렌 시료 단독 투입의 경우 85 분 후 질량 감소가 시작되었으며, 분석이 종료된 후 초기 시료 투입 중량 대비 12%의 중량 감소가 일어남을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 5 , in the case of single input of the high-density polyethylene sample, the mass reduction started after 85 minutes, and it was confirmed that after the analysis was completed, a weight reduction of 12% compared to the initial sample input weight occurred.

반면, 세라믹 복합체를 함께 투입한 경우 7 분 만에 분해가 시작되었으며, 분석이 종료된 후 초기 투입 시료 중량 대비 68%의 중량 감소가 일어남을 확인할 수 있었다.On the other hand, when the ceramic composite was added together, decomposition started in 7 minutes, and after the analysis was completed, it was confirmed that the weight decreased by 68% compared to the weight of the initial input sample.

따라서, 상기 열 중량 분석 결과로부터, 세라믹 복합체는 보다 낮은 온도에서 빠른 속도로 많은 양의 합성수지의 분해할 수 있음을 확인하였다.Therefore, from the result of the thermogravimetric analysis, it was confirmed that the ceramic composite can decompose a large amount of synthetic resin at a lower temperature and at a high speed.

실험예 3. 결과물 물성 및 성분 분석Experimental Example 3. Results physical properties and component analysis

전술한 폐합성수지 유화장치의 바람직한 실시예에 따라 폐합성수지로부터 중질유를 생산하였으며, 생산한 중질유 및 잔재물의 물성 및 성분을 분석하였다. 하기 표 3에 생산한 중질유의 물성을 분석한 결과를 나타내었으며, 도 6에는 생산한 중질유의 GC-MS(gas chromatograph-mass spectrometer) 분석 스펙트럼을 나타내었다. 또한 잔재물의 물성 및 성분을 분석한 결과를 하기 표 4에 나타내었다.Heavy oil was produced from the waste synthetic resin according to a preferred embodiment of the waste synthetic resin emulsification apparatus described above, and the physical properties and components of the produced heavy oil and residues were analyzed. The results of analyzing the physical properties of the produced heavy oil are shown in Table 3 below, and GC-MS (gas chromatograph-mass spectrometer) analysis spectrum of the produced heavy oil is shown in FIG. 6 . In addition, the results of analyzing the physical properties and components of the residue are shown in Table 4 below.

시험 항목Test Items 시험결과Test result 물질 상태state of matter 액체 at 20 ℃liquid at 20 ℃ 연화점 (밀폐식)Softening point (closed type) 50 ℃50 ℃ 발화점flash point 200 ℃ 이하에서 자연발화하지 않음Does not spontaneously ignite below 200 ℃ pHpH 4.8 ~ 5.84.8 to 5.8 비 중importance 0.9 at 20 ℃0.9 at 20 ℃ 수용해성water solubility 비수용성 at 20 ℃Insoluble in water at 20 ℃ 자연발화 시험spontaneous ignition test 자연발화 되지 않음 at 20 ℃Does not spontaneously ignite at 20 ℃ 물 반응성 시험water reactivity test 물 반응 위험성 없음 at 20 ℃
- 가연성 가스 발생률: < 0.1 ℓ/㎏h
No risk of reaction with water at 20 ℃
- Combustible gas generation rate: < 0.1 ℓ/kgh
산화성 시험oxidation test 연소 시간: > 300 s at 20 ℃
* 위험성 기준: ≤ 135 s
Burning time: > 300 s at 20 °C
* Hazard criteria: ≤ 135 s

구분division 단위unit 측정값Measures 수분moisture wt.%wt.% 5 이하5 or less 저위 발열량low calorific value ㎉/㎏㎉/kg 5,000 이상over 5,000 회분ash wt.%wt.% 15.0 이하15.0 or less 염소Goat wt.%wt.% 1.5 이하1.5 or less 황분sulfur wt.%wt.% 0.5 이하0.5 or less 수은(Hg)Mercury (Hg) mg/kgmg/kg 1.0 이하1.0 or less 카드뮴(Cd)Cadmium (Cd) mg/kgmg/kg 3.0 이하3.0 or less 납(Pb)Lead (Pb) mg/kgmg/kg 100.0 이하100.0 or less 비소(As)Arsenic (As) mg/kgmg/kg 10.0 이하10.0 or less

상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 상온에서 고점도 액상의 중질유가 생산되었으며, 생산된 중질유는 자연발화 시험, 물 반응성 시험, 산화성 시험에서 문제가 발견되지 않아 안전한 생산이 가능함을 확인하였다.As shown in Table 3, high-viscosity liquid heavy oil was produced at room temperature, and no problems were found in the spontaneous ignition test, water reactivity test, and oxidation test in the produced heavy oil, confirming that safe production was possible.

또한, 도 6의 GC-MS 측정 결과에서 나타난 바와 같이, 생산된 중질유는 C23 ~ C54의 탄소수 분포를 보였으며, C34 ~ C44 파라핀계 왁스 성분을 가장 많이 포함하고 있음을 확인할 수 있었다.In addition, as shown in the GC-MS measurement result of FIG. 6 , it was confirmed that the produced heavy oil showed a C 23 ~ C 54 carbon number distribution, and contained the most C 34 ~ C 44 paraffinic wax component. .

한편, 상기 표 4에서 나타난 바와 같이, 중질유의 생산 이후 남은 잔재물은 숯과 유사한 검정색 고체였으며, 수분, 회분, 염소, 황분과 수은, 카드뮴, 납, 비소 등의 금속 성분을 소량 포함함을 확인할 수 있었다. 특히, 5000 kcal/kg 이상의 저위 발열량을 가져 잔재물 자체적으로 고체연료로 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다.On the other hand, as shown in Table 4, the residue remaining after the production of heavy oil was a black solid similar to charcoal, and it was confirmed that it contained a small amount of metal components such as moisture, ash, chlorine, sulfur and mercury, cadmium, lead, and arsenic. there was. In particular, it was confirmed that the residue itself can be used as a solid fuel because it has a lower calorific value of 5000 kcal/kg or more.

따라서, 상기 결과로부터, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐합성수지 유화장치로부터 양질의 중질유를 생산할 수 있으며, 잔재물은 고형연료로 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다.Therefore, from the above results, it was confirmed that high-quality heavy oil can be produced from the waste synthetic resin emulsification apparatus according to the preferred embodiment of the present invention, and the residue can be used as a solid fuel.

전술한 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The above-described embodiment is an example for explaining the present invention, but the present invention is not limited thereto. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to practice the present invention with various modifications therefrom, so the technical protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.

10: 분해로 11: 본체
12: 투입구 13: 가열부
14: 자외선 발생부 15a: 세라믹 복합체 수용부
15b: 세라믹 복합체
16: 유증기 배출구 17: 대차
18: 레일 20: 열교환기
30: 유수분리기 40: 저장탱크
50: 제어부 51: 온도 센서
52: 압력 센서 53: 유량계
10: decomposition furnace 11: main body
12: inlet 13: heating part
14: UV generating unit 15a: ceramic composite receiving unit
15b: ceramic composite
16: oil vapor outlet 17: bogie
18: rail 20: heat exchanger
30: oil-water separator 40: storage tank
50: control unit 51: temperature sensor
52: pressure sensor 53: flow meter

Claims (6)

폐합성수지가 수용되며 상기 폐합성수지를 가열함과 동시에 자외선을 조사하여 중질유인 유증기를 생성하는 분해로;
상기 분해로와 연통되게 설치되며 상기 분해로에서 유입된 중질유인 유증기를 냉각하여 액상의 중질유로 전환하는 열교환기; 및
상기 열교환기와 연통되게 설치되며 상기 열교환기에서 전환된 중질유를 공급받아 저장하는 저장탱크를 포함하며,
상기 분해로는,
폐합성수지가 수용되는 본체;
상기 본체 내부에 마련되어 상기 폐합성수지를 가열하는 가열부;
상기 본체 내부에 마련되며 상기 가열부에 의해 가열되어 상기 폐합성수지에 함유된 탄화수소 사슬을 분해하는 자외선을 방출하는 자외선 발생부; 및
상기 본체 상부에 마련되어 상기 생성된 중질유인 유증기를 상기 열교환기로 배출하는 유증기 배출구를 포함하며,
상기 자외선 발생부는 상기 가열부에 의해 가열되어 상기 폐합성수지에 함유된 탄화수소 사슬을 분해하는 자외선을 방출하는 복수의 세라믹 복합체가 수용된 적어도 하나 이상의 세라믹 복합체 수용부를 포함하고,
상기 세라믹 복합체는 Al2O3, ZrO2 및 MgO 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 세라믹 분말과 LiF, MgF2 및 CaF2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 불화물 분말과 터븀(Terbium, Tb), 세륨(cerium, Ce), 유로퓸(europium, Eu) 및 디스프로퓸(dysprosium, Dy) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 열형광 희토류계 형광체 물질을 혼합하고 성형한 후 소결하여 제조되고,
상기 세라믹 복합체는 180 내지 270 ℃의 온도에서 120 내지 250 nm 파장의 자외선을 방출하는 것인 폐합성수지 유화장치.
a decomposition furnace in which the waste synthetic resin is accommodated and the waste synthetic resin is heated and at the same time irradiated with ultraviolet rays to generate oil vapor, which is a heavy oil;
a heat exchanger installed in communication with the cracking furnace to cool the oil vapor, which is heavy oil introduced from the cracking furnace, into liquid heavy oil; and
and a storage tank installed in communication with the heat exchanger to receive and store the heavy oil converted in the heat exchanger,
In the decomposition,
The body in which the waste synthetic resin is accommodated;
a heating unit provided inside the body to heat the waste synthetic resin;
an ultraviolet generating unit provided inside the body and heated by the heating unit to emit ultraviolet rays for decomposing hydrocarbon chains contained in the waste synthetic resin; and
and an oil vapor outlet provided on the upper part of the body to discharge the generated oil vapor, which is the heavy oil, to the heat exchanger,
The ultraviolet generating unit includes at least one ceramic composite receiving unit in which a plurality of ceramic composites that are heated by the heating unit and emit ultraviolet rays to decompose hydrocarbon chains contained in the waste synthetic resin are accommodated,
The ceramic composite is Al 2 O 3 , ZrO 2 Any one or two or more ceramic powders selected from MgO, LiF, MgF 2 and CaF 2 Any one or a mixture of two or more selected from fluoride powder and terbium (Terbium, Tb) , cerium (Ce), europium (europium, Eu), and dyspropium (dysprosium, Dy) any one or a mixture of two or more thermofluorescent rare earth-based phosphor materials are mixed, molded, and then sintered,
The ceramic composite is a waste synthetic resin emulsifier that emits ultraviolet rays of a wavelength of 120 to 250 nm at a temperature of 180 to 270 °C.
제1항에 있어서,
상기 가열부는 상기 본체 내부의 온도가 180 내지 270 ℃가 되도록 가열하고,
상기 자외선 발생부는 상기 가열부에 의해 가열되며, 폐합성수지에 함유된 탄화수소 사슬을 분해하는 120 내지 250 nm 파장의 자외선을 방출하는 폐합성수지 유화장치.
According to claim 1,
The heating unit is heated so that the temperature inside the body is 180 to 270 ℃,
The ultraviolet generating unit is heated by the heating unit, waste synthetic resin emulsifying device for emitting ultraviolet rays with a wavelength of 120 to 250 nm to decompose hydrocarbon chains contained in the waste synthetic resin.
제1항에 있어서,
상기 폐합성수지 유화장치는,
상기 분해로와 연결되어 상기 분해로 내부의 온도를 측정하는 온도 센서;
상기 분해로와 연결되어 상기 분해로 내부의 기압을 측정하는 압력 센서; 및
상기 온도 센서 및 상기 압력 센서에서 측정한 온도 값 및 기압 값을 공급받아 상기 가열부의 온도를 조절하는 제어부;를 더 포함하는 폐합성수지 유화장치.
According to claim 1,
The waste synthetic resin emulsifying device,
a temperature sensor connected to the decomposition furnace to measure a temperature inside the decomposition furnace;
a pressure sensor connected to the decomposition furnace to measure the atmospheric pressure inside the decomposition furnace; and
Waste synthetic resin emulsification apparatus further comprising; a control unit for receiving the temperature value and the atmospheric pressure value measured by the temperature sensor and the pressure sensor to adjust the temperature of the heating unit.
제3항에 있어서,
상기 폐합성수지 유화장치는,
상기 열교환기에 연결되어 상기 열교환기에서 상기 저장탱크로 공급되는 중질유의 유량을 측정하고 측정한 유량 값을 상기 제어부에 공급하는 유량계를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 유량 값이 설정 값 미만일 경우 가열부의 작동을 중단하는 폐합성수지 유화장치.

4. The method of claim 3,
The waste synthetic resin emulsifying device,
Further comprising a flow meter connected to the heat exchanger to measure the flow rate of heavy oil supplied from the heat exchanger to the storage tank and supply the measured flow rate value to the control unit,
The control unit is a waste synthetic resin emulsification device to stop the operation of the heating unit when the flow rate value is less than a set value.

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