KR102471572B1 - 연속식 왁스 분리 장치, 이를 포함하는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치 및 이에 의한 열분해 오일 생산 방법. - Google Patents

연속식 왁스 분리 장치, 이를 포함하는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치 및 이에 의한 열분해 오일 생산 방법. Download PDF

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Abstract

본 발명은은 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 공정에서 장치 막힘을 유발하는 고비점 왁스의 제거 효율이 우수한 이를 포함하는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치 및 이에 의한 열분해 오일 생산 방법에 관한 것이다.

Description

연속식 왁스 분리 장치, 이를 포함하는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치 및 이에 의한 열분해 오일 생산 방법. {Continuous wax separation apparatus, apparatus for producing pyrolysis oil from combustible waste including the same, and method for producing pyrolysis oil by the same.}
본 발명은 연속식 왁스 분리 장치, 이를 포함하는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치 및 이에 의한 열분해 오일 생산 방법에 관한 것이다.
산업의 발달에 따라 플라스틱이나 합성고무를 원료로 하는 상품의 생산량은 급증하고 있지만 폐플라스틱이나 폐 고무 등의 폐합성수지에 대한 재활용률은 총 생산량에 비하여 미미한 수준에 불과한 실정이다. 이러한 현상이 발생되는 주요 원인은 폐합성수지의 재활용에 많은 경비가 소요되기 때문이다. 여러 가지 이유로 폐합성수지의 재활용에 많은 경비가 소요되지만 폐합성수지가 여러 가지 물질을 포함하고 있다는 것이 주요 원인이다. 즉, 폐합성수지는 아주 고순도일 경우 재활용이 가능하나, 저순도일 경우는 재활용하는데 많은 비용이 소모되므로 경제적인 측면에서 좋지 못하고, 재활용하여도 다시 사용 후 질 저하로 재활용하는데 한계가 있다.
소요 경비를 줄이면서 폐합성수지를 재활용하는 기술로는 폐합성수지를 열분해하는 방법이 있다. 폐합성수지 열분해 재활용 방법은 폐합성수지에 고열을 가하여 폐합성수지를 용융 및 분해하고, 분해물로부터 얻을 수 있는 다양한 유분을 정제하여 오일을 얻는 방법이다. 그러나, 기존의 열분해 방법은 신속한 열분해가 이루어지지 못하고, 폐합성수지를 분리 및 파쇄하는 공정이 열분해 공정 전에 요구되어 채산성이 낮다.
또한, 열분해 과정 중 발생하는 열분해가스에는 고비점(탄소수: C23 ~ C50)의 왁스가 포함되어 있어서 후단 정제 공정 운전에 방해요인으로 작용하였다. 왁스(wax)는 반응, 이송 및/또는 저장 조건에서 고비점 물질로 쉽게 굳는 성질이 있어서 온도가 낮은 조건에서는 고체 상태로 존재할 수 있는 탄소계 화합물을 총칭할 수 있다. 열분해 반응 장치에서 생성된 열분해 가스는 탄소수가 다양한 물질로 구성되어 있다. 특히 폴리올레핀(Polyolefin) 계열의 플라스틱을 열분해할 경우, 640℃ 이하에서는 많은 양의 왁스가 생산된다. 이렇게 생성된 왁스는 관 막힘 등의 공정운영의 장애를 일으킬 뿐만 아니라 열분해유가 다량의 왁스를 함유함에 따라, 연료유로 사용시 상 분리로 인해 보관의 어려움과 연소기관 이용 시 노즐의 막힘 등을 불러와 연료유로서의 사용 가능성이 낮아지게 된다. 따라서 폐비닐, 폐플라스틱 등을 열분해하여 연료유를 생산할 때 이러한 문제를 해결하기 위하여 왁스의 제거가 원활하게 이루어지는 동시에, 오일의 생산성이 저하되지 않는 기술의 개발이 요구되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 대한민국등록특허 제 10-2029047호는 왁스 재처리장치를 구비하는 열분해 장치에 대해 개시하고 있으나, 여전히 왁스에 의해 열분해 장치의 비용이 증가되는 문제가 있고, 대한민국등록특허 제 10-0994244호는 충돌판을 통해 열분해가스를 충돌시켜 그 내부에 포함된 왁스 성분을 분리하는 기술에 대해 개시하고 있으나, 고비점 왁스를 포집 및 재사용하기 어려운 측면이 있어 오일 생산성이 저하되는 문제가 발생하여 개선이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국등록특허 제 10-2029047호(2019.10.07) 대한민국등록특허 제 10-0994244호(2010.11.12)
본 발명의 목적은 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 공정에서 장치 막힘을 유발하는 고비점 왁스의 제거 효율이 우수한 연속식 왁스 분리 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 고비점 왁스를 효과적으로 제거한 고급 오일을 얻고, 열분해 반응기에서 배출되는 잔수물에 오일 성분이 포함되지 않게 하여 오일 수율이 향상되며, 가연성 폐기물의 재활용 경비를 최소화할 수 있는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치 및 이를 이용한 열분해 오일의 생산 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 1차 왁스 분리기; 상기 1차 왁스 분리기와 제 1 이송관을 통해 연결되는 2차 왁스 분리기; 를 포함하는 연속식 왁스 분리 장치로서,
상기 제 1 이송관은 상기 1차 왁스 분리기의 상단으로부터 만곡된 형태로 분지되어 상기 2차 왁스 분리기 상단에 연결되는 1차 이송관; 및
상기 1차 왁스 분리기의 중간 영역보다 상부 영역의 일측면으로부터 하향 경사지도록 분지되어 상기 1차 이송관과 합지되는 2차 이송관; 을 포함하는 것인 연속식 왁스 분리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 1차 이송관의 직경(D1)은 상기 2차 이송관의 직경(D2)보다 클 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 1차 이송관에 히터가 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 1차 왁스 분리기 및 상기 2차 왁스 분리기는 폭이 높이보다 더 큰 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 2차 왁스 분리기는 높이가 폭보다 더 큰 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 2차 왁스 분리기의 내부에는 상기 1차 왁스 분리기 유래의 열분해 가스가 상기 2차 왁스 분리기 내에서 일정시간 체류할 수 있도록 하기 위한 차단벽이 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 1차 왁스 분리기의 상단은 1차 열분해 반응 장치와 연결되고, 상기 1차 왁스 분리기 및 2차 왁스 분리기의 하단은 2차 열분해 반응 장치와 연결되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 2차 열분해 반응 장치의 열분해 온도는 상기 1차 열분해 반응 장치의 열분해 온도보다 높은 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 1차 열분해 반응 장치는 로터리 킬른형 열분해 반응기이고, 상기 2차 열분해 반응 장치는 스크류형 열분해 반응기일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 2차 왁스 분리기 유래의 열분해 가스는 3차 이송관을 통해 열교환기에 이송되고, 그 후 냉각에 의해 오일의 형태로 오일 저장 탱크에 포집 및 저장되는 것으로서,
상기 3차 이송관은 상기 2차 왁스 분리기의 상단으로부터 만곡된 형태로 분지되어 상기 열교환기 상단에 연결되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 3차 이송관에 히터가 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는, 상술한 연속식 왁스 분리 장치를 포함하는 열분해 오일 생산 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 상술한 열분해 오일 생산 장치로 폐비닐을 열분해하여 오일을 생산하는 열분해 오일의 생산 방법을 제공한다.
본 발명은 연속식 왁스 분리 장치, 이를 포함하는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치 및 이에 의한 열분해 오일 생산 방법을 제공하는 것으로, 상기 연속식 왁스 분리 장치는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 공정에서 장치 막힘을 유발하는 고비점 왁스의 제거 효율이 매우 우수하다.
또한, 본 발명의 일 양태에 따른 연속식 왁스 분리 장치를 포함하는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치를 통해 고비점 왁스를 효과적으로 제거한 고급 오일을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태에 따른 연속식 왁스 분리 장치를 포함하는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치 및 이에 의한 열분해 오일 생산 방법에 의하면 열분해 반응기에서 배출되는 잔수물에 오일 성분이 포함되지 않아 오일 수율이 현저히 향상되고, 가연성 폐기물의 재활용 경비를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 연속식 왁스 분리 장치, 이를 포함하는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
이하 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 연속식 왁스 분리 장치(100), 이를 포함하는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치 및 이에 의한 열분해 오일 생산 방법에 대하여 상세히 설명한다.
이때 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
또한 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명은 종래 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 시스템에 비해 우수한 고비점 왁스의 제거 효율을 가지므로 고비점 왁스를 효과적으로 제거한 고급 오일을 얻을 수 있고, 열분해 반응기에서 배출되는 잔수물에 오일 성분이 포함되지 않게 하여 오일 수율이 향상되며, 가연성 폐기물의 재활용 경비를 최소화할 수 있는 연속식 왁스 분리 장치(100), 이를 포함하는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산장치 및 이에 의한 열분해 오일 생산 방법을 제공한다.
이때, 가연성 폐기물은 예를 들어, 폐플라스틱, 폐고무, 폐비닐과 같은 폐합성수지 및 바이오매스 등이 있지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 특히, 상기 폐합성수지 및 바이오매스는 미량의 흙, 알루미늄 코팅물 등 무기물이 포함된 저급 폐기물일 수 있다. 본 발명에서 가연성 폐기물은 바이오매스를 20 중량부 이상 포함할 수 있다.
본 발명을 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.
본 발명의 일 양태에 따른 연속식 왁스 분리 장치(100)는 1차 왁스 분리기(110);
상기 1차 왁스 분리기(110)와 제 1 이송관을 통해 연결되는 2차 왁스 분리기(120); 를 포함하는 연속식 왁스 분리 장치(100)로서,
상기 제 1 이송관은 상기 1차 왁스 분리기(110)의 상단으로부터 만곡된 형태로 분지되어 상기 2차 왁스 분리기(120) 상단에 연결되는 1차 이송관(111); 및
상기 1차 왁스 분리기(110)의 중간 영역보다 상부 영역의 일측면으로부터 하향 경사지도록 분지되어 상기 1차 이송관(111)과 합지되는 2차 이송관(112); 을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 2차 이송관(112)이 상기 1차 왁스 분리기(110)의 중간 영역보다 높은 일측면으로부터 분지됨에 따라 상기 1차 왁스 분리기(110) 유래의 열분해 가스가 우선적으로 상기 2차 이송관(112)을 통해 이송될 수 있고, 상기 2차 이송관(112)을 통해 이송되지 못한 잔여 물질은 상대적으로 큰 직경을 가지고 상기 1차 왁스 분리기(110)의 상단으로부터 분지되는 상기 1차 이송관(111)을 통해 이송될 수 있다.
또한, 상기 1차 이송관(111)이 만곡된 형태로 분지됨으로써, 상기 1차 왁스 분리기(110) 유래의 고비점 왁스가 상기 1차 이송관(111)에 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 2차 이송관(112)이 하향 경사지도록 분지되어 상기 1차 이송관(111)과 합지됨으로써, 상기 2차 이송관(112)을 통해 이송되는 열분해 가스와 상기 1차 이송관(111)을 통해 이송되는 열분해 가스가 보다 원할하게 합쳐질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 1차 이송관(111)의 직경(D1)은 상기 2차 이송관(112)의 직경(D2)보다 클 수 있다.
이때, 상기 1차 이송관(111)의 직경(D1)은 2 내지 10in일 수 있고, 바람직하게는 4 내지 8in, 더욱 바람직하게는 5 내지 7in일 수 있지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 2차 이송관(112)의 직경(D2)은 1 내지 5in일 수 있고, 바람직하게는 2 내지 4in, 더욱 바람직하게는 2.5 내지 3.5in일 수 있지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 상기 2차 이송관(112)의 직경을 상기 1차 이송관(111)의 직경보다 작게 함으로써, 상기 1차 왁스 분리기(110) 유래의 열분해 가스가 우선적으로 상기 2차 이송관(112)을 통해 이송될 수 있고, 상기 1차 왁스 분리기(110) 유래의 고비점 왁스가 상기 2차 이송관(112)으로 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 1차 이송관(111)에는 히터가 더 설치되어 있을 수 있다. 왁스 분리기를 장기간 사용할 경우, 상기 1차 이송관(111)의 내면에 고비점, 고점성의 왁스가 점차 누적되어 막힘 현상을 유발할 수 있으므로, 상기 히터는 가열을 통해 누적된 왁스를 용융시키고, 만곡된 형태의 상기 1차 이송관(111)을 따라 다시 상기 1차 왁스 분리기(110)로 용융된 왁스가 흘러내리게 하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 히터는 상기 1차 이송관(111)의 전체 영역 중에서도 상기 1차 왁스 분리기(110)와 인접한 영역에 설치되는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 1차 왁스 분리기(110)는 폭이 높이보다 더 큰 것일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 1차 왁스 분리기(110)의 폭과 높이는 시간당 투입되는 원료의 양에 의해 결정된다. 그 일 예로, 원료 처리량이 1톤/일이면 상기 1차 왁스 분리기(110)의 폭은 50cm 이상 높이는 30cm 이상일 수 있고, 원료 처리량이 5톤/일이면 상기 1차 왁스 분리기(110)의 폭은 80cm 이상, 높이는 50cm 이상일 수 있지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 1차 왁스 분리기(110)의 부피는 분리기의 내부 온도에 의해 결정될 수 있는데, 내부 온도가 높을수록 분리기의 부피 역시 커지는 것이 증기상 생성물 내의 왁스 및 잔사물이 아래 방향으로 잘 분리될 수 있어 본 발명에 따른 효과 도출에 바람직하지만, 분리기 내의 증기상 생성물과 왁스 및 잔사물이 서로 상반되는 방향으로 원활하게 잘 이동이 될 수 있다면 그 크기를 반드시 한정하는 것은 아니다.
1차 왁스 분리기(110)가 상기와 같은 크기 및 형태를 가짐으로써, 1차 왁스 분리기(110) 내에서 열분해 가스가 충분한 체류 시간을 가질 수 있고, 고비점 왁스의 제거 효율을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 있어서, 상기 2차 왁스 분리기(120)는 높이가 폭보다 더 큰 것 일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 2차 왁스 분리기(120)의 폭과 높이는 시간당 투입되는 원료의 양에 의해 결정된다. 그 일 예로, 원료 처리량이 1톤/일이면 상기 1차 왁스 분리기(110)의 폭은 30cm 이상 높이는 50cm 이상일 수 있고, 원료 처리량이 5톤/일이면 상기 1차 왁스 분리기(110)의 폭은 50cm 이상, 높이는 80cm 이상일 수 있지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 2차 왁스 분리기(120)의 부피는 분리기의 내부 온도에 의해 결정될 수 있는데, 내부 온도가 높을수록 분리기의 부피 역시 커지는 것이 증기상 생성물 내에 왁스 및 잔사물이 아래 방향으로 잘 분리될 수 있어 본 발명에 따른 효과 도출에 바람직하지만, 분리기 내의 증기상 생성물과 왁스 및 잔사물이 서로 상반되는 방향으로 원활하게 잘 이동이 될 수 있다면 그 크기를 반드시 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 2차 왁스 분리기(120)의 내부에는 상기 1차 왁스 분리기(110) 유래의 열분해 가스가 상기 2차 왁스 분리기(120) 내에서 일정시간 체류할 수 있도록 하기 위한 차단벽(121)이 설치되어 있을 수 있다.
이때, 상기 차단벽(121)의 두께는 본 발명에 따른 효과를 도출할 수 있다면 크게 제한되지 않으며, 상기 차단벽(121)의 길이는 상기 2차 왁스 분리기(120) 높이의 3분의 1 내지 3분의 2일 수 있고, 바람직하게는 2분의 1 내지 3분의 2일수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 차단벽(121)이 상기 2차 왁스 분리기(120)의 탱크 상부에서부터 상기 2차 왁스 분리기(120)의 1/3이상까지 완벽하게 차단하면 상기 2차 왁스 분리기(120)의 좌우 각각 공간이 충분하게 넓어 증기상 생성물 중의 왁스 및 잔사물 성분만이 아래 방향으로 이동할 수 있어 증기상 생성물 중에 왁스 성분과 오일 및 가스를 효과적으로 분리할 수 있는 장점이 있다.
상기 길이를 만족하는 차단벽(121)이 2차 왁스 분리기(120) 내부에 설치됨으로써, 2차 왁스 분리기(120) 내부의 열분해 가스가 곧바로 유출되지 않고 일정시간 체류할 수 있으며, 따라서 고비점 왁스의 제거 효율을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 있어서, 상기 1차 왁스 분리기(110)의 상단은 1차 열분해 반응 장치(200)와 연결되고, 상기 1차 왁스 분리기(110) 및 2차 왁스 분리기(120)의 하단은 2차 열분해 반응 장치(300)와 연결될 수 있다.
이때, 상기 1차 열분해 반응 장치(200) 및 상기 2차 열분해 반응 장치(300)의 열분해 온도 관계는 T1　< T2　를 만족할 수 있다.
1차 열분해 반응 장치(200)의 열분해 온도(T1)는 350 내지 550 ℃일 수 있고, 바람직하게는 400 내지 550℃일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 500 내지 550℃일 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 2차 열분해 반응 장치(300)의 열분해 온도(T2)는 400 내지 650 ℃일 수 있고, 바람직하게는 450 내지 650℃일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 500 내지 650℃일 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 가연성 폐기물은 주로 폐비닐 또는 폐플라스틱으로, 보통 350℃부터 열분해가 잘 이루어진다. 상대적으로 열분해가 더디며, 왁스가 많이 생성되는 PE는 좀 더 높은 온도에서 열분해가 잘 이루어지고, 2차 반응기는 1차 반응기보다 높은 온도에서 처리하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 열분해 반응 장치로는 기존에 알려진 여러 열분해 장치를 사용할 수 있고, 1차 열분해 반응 장치(200)로는 로터리 킬른형 열분해 반응기를 사용하는 것이 보다 바람직하나, 이는 비한정적인 일예일 뿐 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
로터리 킬른형 열분해 반응기는 화로가 회전하면서 전체에서 열을 가하여 고온에 의해 내부 폐기물을 용융 및 열분해가스와 탄화된 잔류물로 분해되도록 한다. 로터리 킬른형 열분해 반응기는 열분해 효율성을 위해 폐기물을 투입한 후에 열분해가 이루어지고 열분해가 충분히 이루어진 후 배출하는 과정으로 진행하는 것일 수 있다. 또한, 무산소 조건의 고열에서 분해가 이루어짐으로 산소가 주입되는 소각과정에서 생성되는 다이옥신의 발생을 억제할 수 있다.
로터리 킬른형 열분해 반응기는 원료 투입구 부분이 안정하게 산소 차단 및 리크가 억제 된다면 연속적으로 원료를 투입하면서 열분해가 계속적으로 이루어지는 시스템으로 운전을 할 수 있지만, 경우에 따라 열분해되는 동안 로터리 킬른형 열분해 반응기로의 폐기물 유입이 중단되므로, 로터리 킬른형 열분해 반응기를 다수 개 병렬 연결하여 작업의 연속성을 부여할 수 있다. 예컨대, 제1 로터리 킬른형 열분해 반응기에서 고형 잔사물이 2차 열분해 반응 장치(300)로 이송하는 동안 제1 로터리 킬른형 열분해 반응기에서는 폐플라스틱의 유입이 이루어지고, 제2 로터리 킬른형 열분해 반응기에서는 열분해 과정을 수행하도록 번갈아 가면서 각 장치를 운전할 수 있다.
로터리 킬른형 열분해 반응기를 사용한 가연성 폐기물의 열분해 방법은 연속식으로 수행될 수도 반연속식으로 수행될 수도 있다. 연속식으로만 수행되는 열분해는 열분해 도중 장치에 문제가 발생하였을 경우 전체 공정이 중단되는 문제가 있고, 반연속식만으로 수행되는 열분해는 불규칙적인 운전에 의해 잔사물이 지나치게 많이 발생하고 처리량도 줄어들며, 작업 강도가 높은 문제가 있다.
로터리 킬른형 열분해 반응기는, 투입된 원료인 가연성 폐기물이 충분히 열분해되어 열분해 가스와 무기물 형태의 잔사물로 구분되어 배출되도록, 충분한 접촉 시간을 갖게 할 수 있는 내부 구조를 가질 수 있다.
한편, 2차 열분해 반응 장치(300)는 온도 구배를 갖도록 단순 가열만 하여 고온(T2　> T1)에서 원활하게 열분해 반응이 일어나는 장치일 수 있고, 내부 구조는 잔사물 이송을 위한 스크류형 이송기가 있는 반응기 형태가 보다 바람직하나, 이는 비한정적인 일예일 뿐 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
가연성 폐기물의 대량 처리를 위해, 1차 열분해 반응 장치(200) 및 2차 열분해 반응 장치(300)는 각각 병렬로 복수개 연결하여 지속적인 열분해가 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 로터리 킬른형 열분해 반응기와 다른 형태의 열분해 반응기를 효율적으로 조합하여 사용하는 경우 폐기물을 신속하게 열분해하면서 폐기물의 열분해 효과를 극대화할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 1차 왁스 분리기(110)는 상기 1차 열분해 반응 장치(200)와 이송장치에 의해 연결될 수 있고, 이때 상기 이송장치는 1차 연결관 및 2차 연결관을 포함할 수 있다.
상기와 같이 복수의 연결관을 포함하는 이송장치로 1차 열분해 반응 장치(200)와 1차 왁스 분리기(110)가 연결됨으로써, 열분해 장치의 장기간 사용에 의해 일부 연결관에 막힘 현상이 발생하는 경우에도, 다른 연결관을 통해 상기 1차 열분해 반응 장치(200) 유래의 열분해 가스가 원할하게 이송될 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 있어서, 상기 2차 왁스 분리기(120) 유래의 열분해 가스는 3차 이송관(122)을 통해 열교환기(400)에 이송되고, 그 후 냉각에 의해 오일의 형태로 오일 저장 탱크에 포집 및 저장되는 것으로서,
상기 3차 이송관(122)은 상기 2차 왁스 분리기(120)의 상단으로부터 만곡된 형태로 분지되어 상기 열교환기(400) 상단에 연결되는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 3차 이송관(122)의 직경(D3)은 상기 4차 이송관의 직경(D4)보다 클 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 3차 이송관(122)의 만곡된 영역에는 히터가 더 설치되어 있을 수 있다. 왁스 분리기를 장기간 사용할 경우, 상기 3차 이송관(122)의 내면에 고비점, 고점성의 왁스가 점차 누적되어 막힘 현상을 유발할 수 있으므로, 상기 히터는 가열을 통해 누적된 왁스를 용융시키고, 만곡된 형태의 상기 3차 이송관(122)을 따라 다시 상기 2차 왁스 분리기(120)로 용융된 왁스가 흘러내리게 하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 히터는 상기 3차 이송관(122) 전체 영역 중에서도 상기 2차 왁스 분리기(120)와 인접한 영역에 설치되는 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 2차 왁스 분리 장치 유래의 고비점 왁스 성분이 제거된 열분해 가스는 열 교환기에 유입되고, 이후 열분해 오일 분류 및 저장 장치로 이송되며, 온도 구배를 가진 단계적인 냉각에 따른 열분해 가스의 응축을 통해 저비점 생성유인 오일을 확보할 수 있다.
고비점 왁스 성분이 제거된 열분해 가스로부터 유래된 열분해 오일 역시 탄소수 분포가 넓다. 또한, 열분해 오일 분류 및 저장 장치에 직접 이송되는 열분해 가스 역시 탄소수 분포가 넓다. 따라서, 열분해 오일 분류 및 저장 장치는 단계적으로 저비점 오일이 포집되는 구조로, 상대적으로 온도가 높은 1차 분리 장치에는 비교적 고비점 물질이 포집되고, 상대적으로 온도가 낮은 2차 분리 장치에는 비교적 낮은 분자수를 갖는 가솔린 범위 정도의 오일이 포집되며, 다음 분리 장치에는 더욱 낮은 분자수인 오일이 포집될 수 있다.
열분해 오일 분류 및 저장 장치에서 순차적으로 각각 분리 및 포집되는 오일은 오일 저장 탱크로 이송하여 저장될 수 있고, 이들 오일이 이물질을 미량 포함하는 경우 오일 정제용 필터 장치를 사용하여 2단 또는 3단 이상의 단계적 연속처리를 통해 오일의 질을 높일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 연속식 왁스 분리 장치(100)를 포함하는 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치를 제공한다.
본 발명에 따른, 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치는 고비점 왁스를 효과적으로 제거한 고급 오일을 얻을 수 있고, 열분해 반응기에서 배출되는 잔수물에 오일 성분이 포함되지 않게 하여 오일 수율이 향상되며, 가연성 폐기물의 재활용 경비를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 양태는 상기 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산 장치로 가연성 폐기물을 열분해하여 오일을 생산하는 열분해 오일의 생산 방법을 제공하고, 이때, 상기 열분해 오일은 고비점 왁스 성분이 제거된 것일 수 있다.
100: 연속식 왁스 분리 장치
110: 1차 왁스 분리기
111: 1차 이송관
112: 2차 이송관
120: 2차 왁스 분리기
121: 차단벽
122: 3차 이송관
200: 1차 열분해 반응 장치
300: 2차 열분해 반응 장치
400: 열교환기

Claims (13)

1차 왁스 분리기;
상기 1차 왁스 분리기와 제 1 이송관을 통해 연결되는 2차 왁스 분리기; 를 포함하는 연속식 왁스 분리 장치로서,
상기 제 1 이송관은 상기 1차 왁스 분리기의 상단으로부터 만곡된 형태로 분지되어 상기 2차 왁스 분리기 상단에 연결되는 1차 이송관; 및
상기 1차 왁스 분리기의 중간 영역보다 상부 영역의 일측면으로부터 하향 경사지도록 분지되어 상기 1차 이송관과 합지되는 2차 이송관; 을 포함하고,
상기 1차 이송관에 히터가 설치되어 있고,
상기 2차 왁스 분리기의 내부에는 상기 1차 왁스 분리기 유래의 열분해 가스가 상기 2차 왁스 분리기 내에서 일정시간 체류할 수 있도록 하기 위한 차단벽이 설치되어 있는 것인, 연속식 왁스 분리 장치.
제 1항에 있어서,
상기 1차 이송관의 직경(D1)은 상기 2차 이송관의 직경(D2)보다 큰 연속식 왁스 분리 장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 1차 왁스 분리기 및 상기 2차 왁스 분리기는 폭이 높이보다 더 큰 것인 연속식 왁스 분리 장치.
제 1항에 있어서,
상기 2차 왁스 분리기는 높이가 폭보다 더 큰 것인 연속식 왁스 분리 장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 1차 왁스 분리기의 상단은 1차 열분해 반응 장치와 연결되고, 상기 1차 왁스 분리기 및 2차 왁스 분리기의 하단은 2차 열분해 반응 장치와 연결되는 것인 연속식 왁스 분리 장치.
제 7항에 있어서,
상기 2차 열분해 반응 장치의 열분해 온도는 상기 1차 열분해 반응 장치의 열분해 온도보다 높은 것인 연속식 왁스 분리 장치.
◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
제 7항에 있어서,
상기 1차 열분해 반응 장치는 로터리 킬른형 열분해 반응기이고, 상기 2차 열분해 반응 장치는 스크류형 열분해 반응기인 연속식 왁스 분리 장치.
제 1항에 있어서,
상기 2차 왁스 분리기 유래의 열분해 가스는 3차 이송관을 통해 열교환기에 이송되고, 그 후 냉각에 의해 오일의 형태로 오일 저장 탱크에 포집 및 저장되는 것으로서,
상기 3차 이송관은 상기 2차 왁스 분리기의 상단으로부터 만곡된 형태로 분지되어 상기 열교환기 상단에 연결되는 것인 연속식 왁스 분리 장치.
제 10항에 있어서,
상기 3차 이송관에 히터가 설치되어 있는 연속식 왁스 분리 장치.
제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 7항 내지 제 11항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 연속식 왁스 분리 장치를 포함하는 열분해 오일 생산 장치.
제 12항에 따른 열분해 오일 생산 장치로 폐비닐을 열분해하여 오일을 생산하는 열분해 오일의 생산 방법.
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