KR102596791B1 - Waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency - Google Patents
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Abstract
가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은, 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템에 있어서, 폐플라스틱을 포함하는 원료가 이송되는 적어도 하나의 이송로를 포함하며, 상기 원료를 가열하기 위한 가열부, 상기 가열부의 가열을 제어하기 위해 한 제어 시스템, 및 상기 가열부에 의해 가열된 원료로부터 생성되는 기체를 응축하여 1차 오일을 생성하는 응축부를 포함하며, 상기 가열부는 적어도 일부 구역이 제1가열방식으로 가열되어 투입된 고체상태의 원료를 연화하기 위한 제1이송로 및 적어도 일부 구역이 제2가열방식으로 가열되어 상기 제1이송로로부터 이송되는 연화된 원료를 기화시켜 상기 기체를 생성하기 위한 제2이송로 및 제3이송로를 포함하고, 상기 제2이송로 및 상기 제3이송로는 각각 초입부에 비해 말단부의 높이가 소정 높이만큼 높아지도록 경사 구조를 형성하며, 이송로 내의 액상이 배출구로 낙하하는 것을 방지하기 위한 방지턱을 구비하는 것을 특징으로 한다.A waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency is disclosed. A waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency according to an embodiment of the present invention includes at least one transfer path through which raw materials including waste plastic are transferred, It includes a heating unit for heating the raw material, a control system for controlling heating of the heating unit, and a condensation unit for condensing gas generated from the raw material heated by the heating unit to generate primary oil, wherein the heating The unit includes a first transfer passage for softening solid raw materials in which at least a portion of the section is heated using a first heating method, and at least a portion of the section is heated using a second heating method to vaporize the softened raw material transferred from the first conveying passage. It includes a second transfer path and a third transfer path for generating the gas, and the second transfer path and the third transfer path each form an inclined structure so that the height of the distal end is higher by a predetermined height compared to the inlet part. It is characterized by having a bump to prevent the liquid in the transfer path from falling into the discharge port.
Description
본 발명은 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐플라스틱이 포함된 원료를 가열, 열처리하여 오일을 생산하는 폐플라스틱 유화 시스템에서, 상기 원료의 가열을 위해 고주파 유도 가열방식과 마이크로 웨이브에 감응하여 발열하는 마이크로 웨이브 감응형 발열장치를 이용한 마이크로 웨이브 가열방식을 함께 사용함으로써, 고체상태의 원료는 고주파 유도 가열방식을 통해 상대적으로 빠르게 연화시키고, 이후 감융/용융 공정에서는 마이크로 웨이브 가열방식을 통해 전력소모를 감소시킬 수 있도록 함으로써, 폐플라스틱 유화 시스템의 효율을 향상시킬 수 있으면서도 고순도 탄소 슬러지를 생산할 수 있도록 하는 기술적 사상에 관한 것이다.The present invention relates to a waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency. More specifically, in a waste plastic emulsification system that produces oil by heating and heat-treating raw materials containing waste plastic, high frequency induction is used to heat the raw materials. By using a heating method together with a microwave heating method using a microwave-sensitive heating device that generates heat in response to microwaves, solid raw materials are softened relatively quickly through a high-frequency induction heating method, and then in the sensitization/melting process. It is about a technical idea that improves the efficiency of the waste plastic emulsification system and produces high-purity carbon sludge by reducing power consumption through microwave heating.
폐플라스틱을 재활용하여 사용하거나, 폐플라스틱으로부터 재생 에너지를 생성하기 위한 기술적 사상이 활발히 연구되고 있다.Technological ideas for recycling and using waste plastic or generating renewable energy from waste plastic are being actively researched.
일반적으로, 폐플라스틱을 열분해하여 화학적으로 재활용하기 위한 종래의 폐플라스틱 유화 시스템은, 고체상태인 폐플라스틱을 분쇄기를 통해 파쇄하고 열을 가하는 가열로와 가스분류조 등으로 구성되어, 분쇄된 폐플라스틱을 용융한 후 열분해하는 방식이 사용되고 있다.In general, the conventional waste plastic emulsification system for chemical recycling by pyrolyzing waste plastic is composed of a heating furnace and a gas classification tank that crush solid waste plastic through a shredder and apply heat to the pulverized waste plastic. A method of melting and then thermally decomposing is used.
이처럼 폐플라스틱을 열분해하는 경우, 원료(즉, 폐플라스틱)를 가열하여 이를 각종 유기가스(기체)로 기화시킨 후, 상기 기체를 종류별로 응축하며 연화시킴으로써 폐플라스틱으로부터 오일을 생산할 수 있다.In the case of thermal decomposition of waste plastic in this way, oil can be produced from waste plastic by heating the raw material (i.e., waste plastic) and vaporizing it into various organic gases (gases), and then condensing and softening the gases for each type.
이때, 상기 원료가 가열되는 가열로에서, 종래에는 주로 전기 에너지를 열 에너지로 전환하는 발열소재, 특히 전기 코일 등을 이용한 유도 발열이 많이 이용되어 상기 가열로를 가열함으로써 원료를 감융 또는 용융시키고 있다.At this time, in the heating furnace in which the raw material is heated, conventionally, induction heating using a heating material that converts electrical energy into thermal energy, especially an electric coil, is widely used to quench or melt the raw material by heating the heating furnace. .
그러나 이처럼 전기 코일을 이용하는 경우, 상대적으로 빠른 가열은 가능하지만 전기소모량이 크고 이에 따른 비용소모가 늘어나는 문제점이 있다. 이에 모든 공정에서 유도 가열을 사용하기에는 부담이 늘어날 수 있다.However, when using an electric coil like this, relatively fast heating is possible, but there is a problem in that electricity consumption is large and costs increase accordingly. As a result, the burden of using induction heating in all processes may increase.
한편 최근들어 마이크로 웨이브에 감응하여 발열할 수 있는, 마이크로 웨이브 감응형 발열장치들이 알려지고 있다. 이러한 마이크로 웨이브 감응형 발열장치들은, 다양한 형상으로 성형이 가능하고 내열 충격성과 발열량 또한 우수한 특성을 가지면서, 종래의 전기 코일 등에 비해 전력소모량도 상대적으로 극히 적어 그 사용도가 점차 높아지는 상황이다.Meanwhile, recently, microwave-sensitive heating devices that can generate heat in response to microwaves have become known. These microwave-sensitive heating devices can be molded into various shapes and have excellent thermal shock resistance and heat generation characteristics, while consuming relatively very little power compared to conventional electric coils, etc., so their use is gradually increasing.
하지만 이러한 마이크로 웨이브 감응형 발열장치를 이용하는 마이크로 웨이브 가열방식은 상술한 유도 발열에 비해 가열 속도가 느리기에, 초반 공정에서 고체상태의 원료를 감융/용융이 가능하도록 연화시키는데까지 시간이 많이 소요되어 공정 속도가 저하될 수 있는 문제가 있다.However, the microwave heating method using this microwave-sensitive heating device has a slower heating rate than the above-mentioned induction heating, so it takes a lot of time to soften the solid raw material to enable attenuation/melting in the initial process. There is a problem that may cause slowdown.
따라서 비록 전력소모량은 비교적 많지만 상대적으로 급속 가열이 가능한 고주파 유도 발열방식과, 전력소모량이 비교적 적은 마이크로 웨이브 가열방식을 적절히 이용하여, 폐플라스틱 유화 시스템의 효율을 크게 향상시킬 수 있는 기술적 사상이 요구된다.Therefore, there is a need for a technical idea that can greatly improve the efficiency of the waste plastic emulsification system by appropriately using the high-frequency induction heating method, which consumes relatively large amounts of power but allows relatively rapid heating, and the microwave heating method, which consumes relatively little power. .
또한 원료의 감융/용융 과정에서 발생하는 슬러지가 높은 순도의 탄소를 포함할 경우 다양한 재활용(예컨대, 고무생산 등)이 가능한데, 이송로 내에서 유증기가 외부로 배출되지 못하거나 기체상태로 변화하지 못하는 경우에 유분이 포함된 액상이 이송로 내에서 연소되거나 슬러지에 포함될 경우 유증기의 품질이 낮아지거나 탄소순도 면에서 품질이 낮은 슬러지가 배출되는 문제점이 있어서 이를 해결할 수 있는 기술적 사상이 요구된다.In addition, if the sludge generated during the attenuation/melting process of raw materials contains high-purity carbon, various recycling (e.g., rubber production, etc.) is possible, but oil vapor cannot be discharged to the outside or converted to a gaseous state within the transfer path. In this case, when liquid containing oil is burned in the transfer path or included in sludge, there is a problem that the quality of oil vapor is lowered or sludge of low quality in terms of carbon purity is discharged, so a technical idea to solve this problem is required.
또한 원료로 생산되는 각각의 플라스틱은 열분해 환원에 적합한 온도에서 열분해가 되어야 품질좋은 재생유가 획득될 수 있다. 하지만 유화를 위한 유화시스템의 원료가 되는 폐플라스틱에는 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼재되어 있는데, 플라스틱의 종류 별로 서로 다른 열특성을 가지고 있다는 문제점이 있다. 예컨대, 녹는점, 발화점, 열분해 온도 등의 열특성이 서로 다른 플라스틱들(예컨대, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리아미드, PVC 등)이 섞인 대량의 폐플라스틱이 가열로에 투입되게 되는 경우, 각각 플라스틱의 종류별로 적합한 온도에서 열분해가 이루어질 수 있도록 하는 것이 중요할 수 있다.In addition, each plastic produced as a raw material must be pyrolyzed at a temperature suitable for pyrolytic reduction to obtain high-quality recycled oil. However, waste plastic, which is the raw material for the emulsification system for emulsification, contains different types of plastic mixed together, and there is a problem in that each type of plastic has different thermal properties. For example, a large amount of waste plastic mixed with different thermal properties such as melting point, ignition point, and thermal decomposition temperature (e.g., polypropylene, polyimide, polyethylene, polycarbonate, polyamide, PVC, etc.) is put into the heating furnace. If possible, it may be important to ensure that thermal decomposition occurs at an appropriate temperature for each type of plastic.
또한, 가열로 내에서 일정한 기류가 형성되지 않으면 열분해를 통해 발생한 유증이 가열로에서 탄화되어 재생유의 품질이 현격히 낮아질 수 있고, 생산량의 저하도 가져오는 문제점이 있다In addition, if a constant airflow is not formed within the heating furnace, the oil vapor generated through thermal decomposition may be carbonized in the heating furnace, which can significantly lower the quality of the recycled oil and lead to a decrease in production.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 비록 전력소모량은 비교적 많지만 상대적으로 급속 가열이 가능한 고주파 유도 발열방식과, 전력소모량이 비교적 적은 마이크로 웨이브 가열방식을 적절히 이용하여, 폐플라스틱 유화 시스템의 효율을 크게 향상시킬 수 있는 기술적 사상을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to increase the efficiency of the waste plastic emulsification system by appropriately using the high-frequency induction heating method, which consumes relatively large amounts of power but allows relatively rapid heating, and the microwave heating method, which consumes relatively little power. It provides technical ideas that can greatly improve.
또한, 이송로 내에서 유분 액상 원료의 연소 또는 슬러지에 포함되는 것을 방지하고 감융/용융 효율을 높이기 위한 기술적 사상을 제공하는 것이다.In addition, it provides technical ideas for preventing combustion or inclusion of oily liquid raw materials in sludge within the transfer path and increasing attenuation/melting efficiency.
또한, 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼재된 폐플라스틱이 원료로 투입되는 경우에도 품질 좋은 재생유를 생산할 수 있는 기술적 사상을 제공하는 것이다.In addition, it provides a technical idea that can produce high-quality recycled oil even when waste plastic mixed with different types of plastic is input as a raw material.
또한, 발생한 유증기가 원활히 배출되지 못하는 경우에 가열로 내부에서 유증기가 탄화되는 현상을 줄일 수 있는 기술적 사상을 제공하는 것이다.In addition, it provides a technical idea that can reduce the phenomenon of oil vapor being carbonized inside the heating furnace when the generated oil vapor is not discharged smoothly.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은 폐플라스틱을 포함하는 원료가 이송되는 적어도 하나의 이송로를 포함하며, 상기 원료를 가열하기 위한 가열부 및 상기 가열부의 가열을 제어하기 위해 한 제어 시스템을 포함하며, 상기 가열부에 의해 가열된 원료로부터 생성되는 기체를 응축하여 1차 오일을 생성하는 응축부를 포함하며, 상기 가열부는 적어도 일부 구역이 제1가열방식으로 가열되어 투입된 고체상태의 원료를 연화하기 위한 제1이송로 및 적어도 일부 구역이 제2가열방식으로 가열되어 상기 제1이송로로부터 이송되는 연화된 원료를 기화시켜 상기 기체를 생성하기 위한 제2이송로 및 제3이송로를 포함하고, 상기 제2이송로 및 상기 제3이송로는 각각 초입부에 비해 말단부의 높이가 소정 높이만큼 높아지도록 경사 구조를 형성하며, 이송로 내의 액상이 배출구로 낙하하는 것을 방지하기 위한 방지턱을 구비하는 것을 특징으로 한다.A waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem includes at least one transfer path through which raw materials including waste plastic are transferred, and a heating device for heating the raw materials. and a control system for controlling heating of the heating unit, and a condensing unit for generating primary oil by condensing gas generated from the raw material heated by the heating unit, wherein at least some areas of the heating unit are The first transfer passage and at least a portion of the zone for softening the solid raw material heated and introduced by the first heating method are heated by the second heating method to vaporize the softened raw material transferred from the first conveying passage to generate the gas. It includes a second transfer path and a third transfer path for It is characterized by having a bump to prevent the liquid from falling into the discharge port.
상기 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은 상기 제1이송로와 상기 제2이송로를 연결하며 상기 제1이송로에서 연화된 상기 연화된 원료를 상기 제2이송로로 이동시키는 제1이동통로 및 소정의 기체를 상기 제1이동통로 상의 소정의 위치에 주입하기 위한 기체라인을 더 포함하며, 상기 기체라인은 상기 가열부의 운용이 시작되면 상기 운용시간 동안 지속적으로 상기 기체를 주입하는 것을 특징으로 할 수 있다.The waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency connects the first transfer path and the second transport path and moves the softened raw material softened in the first transport path to the second transport path. It further includes a passage and a gas line for injecting a predetermined gas into a predetermined position on the first movement passage, wherein the gas line continuously injects the gas during the operation time when the heating unit starts operating. You can do this.
상기 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은 소정의 기체를 상기 제2이송로의 초입부의 소정 위치에 주입하기 위한 기체라인을 더 포함하며, 상기 기체라인은 상기 가열부의 운용이 시작되면 상기 운용시간 동안 지속적으로 상기 기체를 주입하는 것을 특징으로 할 수 있다.The waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency further includes a gas line for injecting a predetermined gas into a predetermined position at the beginning of the second transfer path, and the gas line operates when the heating unit begins to operate. It may be characterized by continuously injecting the gas over time.
상기 기체는 시간당 상기 원료의 부피대비 1% 내지 10%의 양으로 주입되는 것을 특징으로 할 수 있다.The gas may be injected in an amount of 1% to 10% of the volume of the raw material per hour.
상기 제2이송로 및 상기 제3이송로 각각은 개별적으로 가열이 제어될 수 있는 복수의 구역들로 구분되며, 각각의 구역들은 초입구간부터 이송방향을 따라 말단구간으로 갈수록 점차 높은 온도구간을 가지도록 가열이 수행되며, 상기 제3이송로의 초입구간에 상응하는 구역은 제2이송로의 각 구역들에 비해 높은 온도구간을 가지도록 가열되는 것을 특징으로 할 수 있다.Each of the second transfer path and the third transfer path is divided into a plurality of zones whose heating can be individually controlled, and each zone has a gradually higher temperature section from the initial section to the end section along the transfer direction. Heating is performed so that the area corresponding to the entrance section of the third transfer path is heated to have a higher temperature section than each section of the second transfer path.
상기 제어시스템은 복수의 운용모드들 중 어느 하나를 선택적으로 운영하되, 상기 운용모드들 별로 상기 제2이송로 및 상기 제3이송로 각각에 포함된 복수의 구역들 각각의 온도구간이 다르게 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.The control system selectively operates one of a plurality of operation modes, and the temperature section of each of the plurality of zones included in each of the second transfer path and the third transfer path is set differently for each of the operation modes. It can be characterized as:
상기 복수의 운용모드들은 복수의 원료 종류들에 따라 각각 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.The plurality of operation modes may be respectively set according to a plurality of raw material types.
다른 일 측면에 따른 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은 폐플라스틱을 포함하는 원료가 이송되는 적어도 하나의 이송로를 포함하며, 상기 원료를 가열하기 위한 가열부 및 상기 가열부의 가열을 제어하기 위해 한 제어 시스템을 포함하며, 상기 가열부에 의해 가열된 원료로부터 생성되는 기체를 응축하여 1차 오일을 생성하는 응축부를 포함하며, 상기 가열부는 적어도 일부 구역이 가열되어 투입된 고체상태의 원료를 연화하기 위한 제1이송로 및 적어도 일부 구역이 가열되어 상기 제1이송로로부터 이송되는 연화된 원료를 기화시켜 상기 기체를 생성하기 위한 적어도 하나의 이송로를 포함하고, 상기 적어도 하나의 이송로 중 적어도 하나는 초입부에 비해 말단부의 높이가 소정 높이만큼 높아지도록 경사 구조를 형성하며, 이송로 내의 액상이 배출구로 낙하하는 것을 방지하기 위한 방지턱을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, a waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency includes at least one transfer path through which raw materials including waste plastic are transferred, a heating unit for heating the raw material, and controlling heating of the heating unit. It includes a control system for generating primary oil by condensing the gas generated from the raw material heated by the heating unit, wherein at least a portion of the heating unit is heated to soften the input solid raw material. and at least one transfer passage for generating the gas by vaporizing the softened raw material transferred from the first transfer passage by heating at least a portion of the passage, and at least one of the at least one transfer passage. One may be characterized by forming an inclined structure so that the height of the distal part is higher by a predetermined height compared to the inlet part, and providing a bump to prevent the liquid in the transfer path from falling into the discharge port.
또 다른 일 측면에 따른 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은 폐플라스틱을 포함하는 원료가 이송되는 적어도 하나의 이송로를 포함하며, 상기 원료를 가열하기 위한 가열부 및 상기 가열부의 가열을 제어하기 위해 한 제어 시스템을 포함하며, 상기 가열부에 의해 가열된 원료로부터 생성되는 기체를 응축하여 1차 오일을 생성하는 응축부를 포함하며, 상기 가열부는 개별적으로 가열이 제어될 수 있는 복수의 구역들로 구분되는 적어도 하나의 이송로를 포함하며, 각각의 구역들은 초입구간부터 이송방향을 따라 말단구간으로 갈수록 점차 높은 온도구간을 가지도록 가열이 수행되며, 상기 제어시스템은 복수의 운용모드들 중 어느 하나를 선택적으로 운영하되, 상기 운용모드들 별로 상기 적어도 하나의 이송로로 각각에 포함된 복수의 구역들 각각의 온도구간이 다르게 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, a waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency includes at least one transfer path through which raw materials including waste plastic are transferred, a heating unit for heating the raw material, and controlling heating of the heating unit. and a control system for producing primary oil by condensing the gas generated from the raw material heated by the heating unit, wherein the heating unit includes a plurality of zones in which heating can be individually controlled. It includes at least one transfer path divided into, and each zone is heated to have a gradually higher temperature section from the entrance section to the end section along the transfer direction, and the control system operates in one of a plurality of operation modes. One may be operated selectively, and the temperature section of each of the plurality of zones included in each of the at least one transfer path may be set differently for each of the operation modes.
본 발명의 기술적 사상에 의하면, 비록 전력소모량은 비교적 많지만 상대적으로 급속 가열이 가능한 고주파 유도 발열방식과, 전력소모량이 비교적 적은 마이크로 웨이브 가열방식을 적절히 이용하여, 폐플라스틱 유화 시스템의 효율을 크게 향상시킬 수 있고, 한 번에 처리가능한 원료의 양을 늘릴 수 있어 폐플라스틱 유화 시스템의 대형화가 가능한 효과가 있다.According to the technical idea of the present invention, the efficiency of the waste plastic emulsification system can be greatly improved by appropriately using the high-frequency induction heating method, which has relatively high power consumption but allows relatively rapid heating, and the microwave heating method, which has relatively low power consumption. This has the effect of increasing the amount of raw materials that can be processed at one time, making it possible to enlarge the waste plastic emulsification system.
또한, 이송로의 경사 구조 형성 및 방지턱을 통해 유분 액상의 연소 및/또는 슬러지로의 유입 방지를 수행하고 감융/용융 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of preventing combustion of oily liquid and/or inflow into sludge through the formation of an inclined structure and bumps in the transfer path and increasing attenuation/melting efficiency.
또한, 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼재된 폐플라스틱이 원료로 투입되는 경우에도 용이하게 커스터망징된 가열공정을 선택적으로 수행할 수 있어서 품질좋은 재생유를 생산할 수 있는 효과가 있다. In addition, even when waste plastic mixed with different types of plastic is input as a raw material, an easily customized heating process can be selectively performed, which has the effect of producing high-quality recycled oil.
또한, 가열로 내부로 가열로의 운전 중에 소정의 기체를 지속적으로 주입함으로써 가열로 내부에 기류를 인위적으로 형성시킴으로써, 열분해로 발생한 유증기가 원활히 배출되지 못하는 경우에 가열로 내부에서 유증기가 탄화되는 현상을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, a phenomenon in which oil vapor generated from thermal decomposition is not smoothly discharged by artificially forming an air current inside the heating furnace by continuously injecting a predetermined gas into the heating furnace during operation of the heating furnace causes oil vapor to carbonize inside the heating furnace. It has the effect of reducing.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연속시 폐플라스틱 유화 시스템의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가열부의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가열부에 적용될 가열방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이송로의 이중 스크류 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가열부의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 웨이브 발신장치와 마이크로 웨이브 감응형 발열장치를 개략적으로 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시스템의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 전처리부의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 운영모드들을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템을 통해 배출되는 슬러지의 성분분석 결과를 나타내는 도면이다.In order to more fully understand the drawings cited in the detailed description of the present invention, a brief description of each drawing is provided.
Figure 1 shows a schematic configuration of a continuous waste plastic emulsification system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a schematic configuration of a heating unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining a heating method to be applied to the heating unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram for explaining the double screw structure of a transfer path according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 show a schematic configuration of a heating unit according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 schematically shows a microwave transmitting device and a microwave-sensitive heating device according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 shows a schematic configuration of a control system according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 shows a schematic configuration of a preprocessing unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a diagram for explaining operating modes according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a diagram showing the results of component analysis of sludge discharged through a system according to an embodiment of the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, its operational advantages, and the objectives achieved by practicing the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals in each drawing indicate the same member.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 폐플라스틱 유화 시스템의 개략적인 구성을 나타내며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가열부의 개략적인 구성을 나타낸다.Figure 1 shows a schematic configuration of a continuous waste plastic emulsification system according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 shows a schematic configuration of a heating unit according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 폐플라스틱 유화 시스템(100, 이하, 유화 시스템이라 함)은 가열부(120)를 포함한다. 상기 유화 시스템(100)은 응축부(130), 정제부(140), 및/또는 상기 가열부(120)의 가열 여부 및/또는 가열 온도를 제어하기 위한 제어 시스템(150)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a continuous waste plastic emulsification system 100 (hereinafter referred to as an emulsification system) according to an embodiment of the present invention includes a heating unit 120. The emulsification system 100 may further include a control system 150 for controlling whether to heat and/or the heating temperature of the condensing unit 130, the purifying unit 140, and/or the heating unit 120. there is.
폐플라스틱이 포함된 원료는 상기 전처리부(110)를 통해 분쇄되고, 철 성분의 이물질을 제거한 뒤, 수분이 제거된 상태에서 상기 가열부(120)로 투입될 수 있다. 이를 위한 상기 전처리부(110)의 구성이 도 9에 도시된다.Raw materials containing waste plastic may be pulverized through the pretreatment unit 110, foreign substances containing iron may be removed, and then may be introduced into the heating unit 120 with moisture removed. The configuration of the preprocessing unit 110 for this purpose is shown in FIG. 9.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 전처리부의 개략적인 구성을 나타낸다.Figure 9 shows a schematic configuration of a preprocessing unit according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전처리부(110)는 고체상태의 상기 원료(폐플라스틱이 포함된 원료)를 분쇄하기 위한 분쇄/파쇄기(111), 분쇄/파쇄기(111)에 의해 분쇄된 원료에서 철 성분의 이물질을 제거하기 위한 마그네틱 드럼(112), 및 건조장치(113)를 포함할 수 있다. 상기 마그네틱 드럼(112)에서 플라스틱 성분이 아닌, 철 성분의 이물질이 제거될 수 있다.Referring to FIG. 9, the preprocessing unit 110 according to an embodiment of the present invention is used in a crusher/crusher 111 for crushing the raw material (raw material containing waste plastic) in a solid state. It may include a magnetic drum 112 and a drying device 113 for removing iron-containing foreign substances from the pulverized raw materials. Foreign substances made of iron, not plastic, can be removed from the magnetic drum 112.
이처럼 상기 마그네틱 드럼(112)에서 철 성분의 이물질이 제거된 상기 원료는 건조장치(113)로 이송되어 습기가 제거될 수 있다. 이때, 상기 건조장치(113)는 예를 들어 온풍을 이용하여 상기 원료를 건조시킬 수 있다.In this way, the raw material from which iron-containing foreign substances have been removed from the magnetic drum 112 is transferred to the drying device 113 to remove moisture. At this time, the drying device 113 can dry the raw material using warm air, for example.
그리고 상기 가열부(120)에 포함된 이송로들의 가열공정이 수행될 수 있다. 상기 이송로들을 따라 이송되는 상기 원료는 가열되어 감융 및/또는 용융될 수 있다.And a heating process of the transfer paths included in the heating unit 120 can be performed. The raw material transported along the transport paths may be heated and melted and/or melted.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 연속 공정 중 상기 원료에 공기 접촉을 방지하기 위해, 상기 원료의 이송로에 소정의 기체(예컨대, 질소)를 채워 미리 산소를 제거할 수도 있다. 상기 원료의 이송과정 중 공기가 접촉되거나 산소의 비율이 높은 경우, 후술할 상기 가열부(120)를 통해 상기 원료가 가열되면 폭발의 위험이 있어, 상기 이송로에서의 공기층(산소)을 제거하는 것이 중요할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in order to prevent air contact with the raw material during the continuous process, oxygen may be removed in advance by filling a predetermined gas (eg, nitrogen) in the raw material transfer path. If air is contacted during the transfer process of the raw material or the oxygen ratio is high, there is a risk of explosion when the raw material is heated through the heating unit 120, which will be described later, and the air layer (oxygen) in the transfer path is removed. may be important.
한편 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 가열부(120)는 고체상태로 분쇄되어 투입되는 원료를 가열하여 연화시키기 위한 연화부와, 연화된 상태의 연료를 재차 가열하여 기화시키기 위한 기화부로 구분될 수 있다. 본 명세서에서 상기 연화부 및 상기 기화부는 반드시 어떠한 별개의 구성이나 장치들을 의미한다기 보다, 원료가 가열되고 이송되도록 구비되는 복수 개의 이송로들을 편의상 구분하기 위한 의미일 수 있다. 물론, 구현 예에 따라서는 상기 연화부 및 상기 기화부가 별도의 장치들로 구분되어 구현될 수도 있다.Meanwhile, according to the technical idea of the present invention, the heating unit 120 can be divided into a softening unit for heating and softening the raw material that is pulverized and input in a solid state, and a vaporizing unit for heating and vaporizing the softened fuel again. there is. In this specification, the softening unit and the vaporizing unit do not necessarily mean any separate components or devices, but may be meant to distinguish a plurality of transfer paths provided for heating and transferring raw materials for convenience. Of course, depending on the implementation, the softening unit and the vaporizing unit may be implemented as separate devices.
또한 본 명세서에서 원료가 연화된다고 함은 상기 원료가 가열로 인해 연화되며 젤 형태의 물성으로 변화하는 상태를 포함하는 의미일 수 있다.In addition, in this specification, softening of the raw material may mean that the raw material is softened by heating and changes into gel-like physical properties.
일 실시 예에 의하면, 상기 연화부 및/또는 상기 기화부는 상기 원료가 가열 및 이송될 수 있는 이송로가 각각 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 연화부는 제1이송로(121)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 기화부는 적어도 두 개의 이송로 즉, 제2이송로(122) 및 제3이송로(123)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 가열부(120)의 구성을 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.According to one embodiment, the softening unit and/or the vaporizing unit may each include a transfer path through which the raw material can be heated and transferred. For example, the softening unit may be configured to include a first transfer path 121, and the vaporizing unit may include at least two transfer paths, that is, a second transfer path 122 and a third transfer path 123. It can be configured. The configuration of the heating unit 120 will be described with reference to FIG. 2.
본 발명의 실시 예에 따른 가열부(120)는 이송로의 경사 구조 형성 및 방지턱을 통해 유분 액상의 연소 및/또는 슬러지로의 유입 방지를 수행하는 특징을 가질 수 있다. 이러한 특징을 통해 유분 액상이 이송로에서 연소되거나 슬러지(잔사)로 유입되는 경우에는 유증기의 품질 뿐만 아니라 슬러지의 탄소순도 면에서 품질이 현격히 낮아질 수 있으므로 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 이러한 특징은 이송로를 이송방향으로 갈수록 이송로가 높아지도록 경사구조를 가짐과 동시에 이송로의 배출구 전단에 방지턱을 형성함으로써 달성될 수 있다.The heating unit 120 according to an embodiment of the present invention may have the feature of forming an inclined structure of the transfer path and preventing combustion of oily liquid and/or inflow into sludge through a bump. Through these characteristics, if the oil liquid is burned in the transfer path or flows into sludge (residue), the quality of not only the oil vapor but also the carbon purity of the sludge can be significantly lowered, so this problem can be solved. This feature can be achieved by having an inclined structure so that the transfer path becomes higher in the transport direction and at the same time forming a bump at the front end of the outlet of the transport path.
또한 상기 가열부(120)는 이송로 각각이 개별적으로 가열이 제어될 수 있는 복수의 구역(zone)를 구비하며, 복수의 구역별 가열공정이 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼재된 폐플라스틱이 원료로 투입되는 경우에도 용이하게 커스터마이징될 수 있도록 선택적으로 운영모드를 결정할 수 있어서 품질좋은 재생유를 생산할 수 있는 특징이 있다.In addition, the heating unit 120 is provided with a plurality of zones in which heating can be individually controlled in each transfer path, and the heating process for each zone uses waste plastic mixed with different types of plastic as a raw material. It has the feature of producing high-quality recycled oil by selectively determining the operation mode so that it can be easily customized even when input.
또한, 가열로 내부로 가열로의 운전 중에 소정의 기체(예컨대, 질소)를 지속적으로 주입함으로써 가열로 내부에 기류를 인위적으로 형성시킴으로써, 열분해로 발생한 유증기가 원활히 배출되지 못하는 경우에 가열로 내부에서 유증기가 탄화되는 현상을 줄일 수 있는 특징이 있다.In addition, by continuously injecting a predetermined gas (e.g., nitrogen) into the heating furnace while operating the heating furnace, an air current is artificially formed inside the heating furnace, so that when oil vapor generated from thermal decomposition cannot be discharged smoothly, It has the characteristic of reducing the carbonization of oil vapor.
이러한 특징을 가지는 가열부의 구조를 설명하면 다음과 같다.The structure of the heating unit having these characteristics is explained as follows.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가열부의 개략적인 구성을 나타낸다.Figure 2 shows a schematic configuration of a heating unit according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유화시스템(100)에서 상기 가열부(120)는 제1이송로(121), 제2이송로(122), 및 제3이송로(123)를 포함하여 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 제1이송로(121)는 고체상태의 원료를 빠르게 연화시키기 위한 연화부로, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)는 연화된 원료를 계속 가열하면서 기화시키기 위한 기화부로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 2, in the emulsification system 100 according to an embodiment of the present invention, the heating unit 120 includes a first transfer path 121, a second transfer path 122, and a third transfer path 123. It may be configured to include. As described above, the first transfer path 121 is a softening unit for quickly softening solid raw materials, and the second transfer path 122 and the third transfer path 123 continuously heat the softened raw materials. It can be divided into a vaporization section for vaporization while doing so.
도면에는 상기 가열부(120)가 총 3개의 이송로 즉, 제1이송로(121), 제2이송로(122) 및 제3이송로(123)를 포함하는 경우가 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 상기 연화부에 복수 개의 이송로들이 구비되어 있을 수도 있고, 상기 기화부는 하나의 이송로만 구비되거나, 또는 상기 기화부에 3개 이상의 복수 개의 이송로들이 구비되어 있을 수도 있다. 이러한 경우에도 후술할 본 발명의 기술적 사상이 동일하게 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 평균적인 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이하 본 명세서에서는 전술한 바와 같이 상기 가열부(120)에 3개의 이송로들 즉, 상기 제1이송로(121), 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)가 구비된 경우를 예로 들어 설명하도록 한다.In the drawing, the heating unit 120 is shown to include a total of three transfer paths, that is, the first transfer path 121, the second transfer path 122, and the third transfer path 123, but the present invention This is not necessarily limited to this. For example, the softening unit may be provided with a plurality of transfer paths, the vaporization unit may be provided with only one transfer path, or the vaporization unit may be provided with three or more transfer paths. Even in this case, it can be easily inferred by an average expert in the technical field to which the present invention belongs that the technical idea of the present invention, which will be described later, can be equally applied. Hereinafter, as described above, in this specification, the heating unit 120 is provided with three transfer paths, that is, the first transfer path 121, the second transfer path 122, and the third transfer path 123. Let us explain using an example.
상기 연화부로 구분되는 상기 제1이송로(121)에서는 고체상태로 투입된 원료를 가급적 빠른 시간 내에 연화시킬 수 있도록 하며, 이후 기화부 즉, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)에서 연화된 원료를 계속 가열하면서 기화시켜 1차 오일 생성을 위한 기체를 수집하도록 구현될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1이송로(121)의 적어도 일부 구역은 소정의 제1가열방식에 의해 가열될 수 있으며, 상기 제2이송로(122) 및/또는 상기 제3이송로(123)의 적어도 일부 구역은 상기 제1가열방식과는 다른 소정의 제2가열방식에 의해 가열될 수 있다.The first transfer path 121, which is divided into the softening section, allows the raw material introduced in a solid state to be softened as quickly as possible, and then the vaporization section, that is, the second transfer path 122 and the third transfer path ( 123), the softened raw material can be continuously heated and vaporized to collect gas for producing primary oil. To this end, at least a portion of the first transfer path 121 may be heated by a predetermined first heating method, and at least a portion of the second transfer path 122 and/or the third transfer path 123 may be heated. Some zones may be heated by a second heating method different from the first heating method.
일 실시 예에서, 상기 제1가열방식은 고주파 유도를 이용한 고주파 유도 가열방식일 수 있으며, 상기 제2가열방식은 마이크로 웨이브를 이용한 마이크로 웨이브 가열방식일 수 있다. In one embodiment, the first heating method may be a high-frequency induction heating method using high-frequency induction, and the second heating method may be a microwave heating method using microwaves.
다른 실시 예에 의하면, 제1이송로(121)는 고주파 가열방식으로 가열을 수행하고, 제2이송로(122)는 칸탈(또는 히터)방식으로 가열을 수행하며, 제3이송로(123)는 마이크로웨이 가열방식을 이용할 수도 있다. 다양한 실시 예가 가능할 수 있다.According to another embodiment, the first transfer path 121 performs heating using a high-frequency heating method, the second transport path 122 performs heating using a kanthal (or heater) method, and the third transport path 123 You can also use the microwave heating method. Various embodiments may be possible.
고주파 유도 가열은 전자유도작용을 이용하여 코일에 교류전류를 흘려 교번자속이 발생하도록 함으로써 피가열물에 유도전류(와전류)가 흐르도록 하고, 이 유도전류에 의해 줄열이 발생, 이를 이용하여 가열이 수행되는 것을 의미할 수 있다. 이러한 고주파 유도 가열과 관련한 기술적 사상은 이미 널리 공지되어 있으므로, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하도록 한다. 이하, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 코일에 전류를 흘려 발생하는 전자유도작용을 이용해 가열을 수행하는 방식을 고주파 유도 가열방식이라 칭하도록 한다.High-frequency induction heating uses electromagnetic induction to flow alternating current through a coil to generate alternating magnetic flux, thereby causing induced current (eddy current) to flow in the object to be heated. This induced current generates Joule heat, which is used to heat the object. It can mean being carried out. Since the technical idea related to such high-frequency induction heating is already widely known, detailed description will be omitted in this specification. Hereinafter, for convenience of explanation, in this specification, a method of performing heating using electromagnetic induction generated by flowing current through a coil will be referred to as a high-frequency induction heating method.
이와 같은 고주파 유도 가열방식의 경우, 다른 방식에 비해 피가열물에 급속 가열이 가능할 수 있어, 고체상태의 원료를 비교적 빠르게 연화하기 위한 상기 연화부에 적합할 수 있다. 다만 고주파 유도 가열의 경우 후술할 마이크로 웨이브를 이용한 마이크로 웨이브 가열방식이나 종래의 일반적인 밴드 히터, 기타 열원들에 비해 상대적으로 에너지 소모가 큰 편이지만, 가열 효율이 뛰어나 전술한 바와 같이 급속 가열이 가능하게 되어 폐플라스틱 유화 공정의 전체적인 효율이 향상될 수 있는 효과를 가질 수 있다. In the case of such a high-frequency induction heating method, it may be possible to heat the object to be heated more rapidly than other methods, and may be suitable for the softening unit to soften solid raw materials relatively quickly. However, in the case of high-frequency induction heating, energy consumption is relatively large compared to the microwave heating method using microwaves, which will be described later, conventional band heaters, and other heat sources, but it has excellent heating efficiency and allows rapid heating as described above. This can have the effect of improving the overall efficiency of the waste plastic emulsification process.
이러한 고주파 유도 가열을 위해, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 제1이송로(121)에는 전자유도를 위한 코일이 미리 구비되어 있을 수 있다. 또한, 상기 코일에 전류를 흘려보내기 위한 소정의 전원 시스템이 구비되어 있을 수 있다. 유도 가열을 위한 전원 시스템에 대해서는 이미 공지된 사항이므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.For such high-frequency induction heating, although not shown in the drawing, the first transfer path 121 may be previously equipped with a coil for electromagnetic induction. Additionally, a power system may be provided to send current to the coil. Since the power system for induction heating is already known, further detailed description will be omitted.
한편 상기 기화부 즉, 상기 제2이송로(122) 및 제3이송로(123)는 상기 연화부 즉, 상기 제1이송로(121)와 다른 방식으로 가열이 이루어질 수 있다.Meanwhile, the vaporization unit, that is, the second transfer path 122 and the third transfer path 123, may be heated in a different way from the softening unit, that is, the first transfer path 121.
일 실시 예에 의하면, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)는 마이크로 웨이브를 이용한 마이크로 웨이브 가열방식이 적용될 수 있다. 이하 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 후술할 바와 같이 소정의 마이크로 웨이브 감응형 발열장치 및/또는 마이크로 웨이브 발신장치를 이용하여 소정의 피가열체(예컨대, 이송로들)를 가열하는 방식을 마이크로 웨이브 가열방식으로 칭하도록 한다.According to one embodiment, a microwave heating method using microwaves may be applied to the second transfer path 122 and the third transfer path 123. Hereinafter, in this specification, as will be described later for convenience of explanation, a method of heating a certain object to be heated (e.g., transfer paths) using a certain microwave-sensitive heating device and/or a microwave transmitter is described as microwave. It should be called a heating method.
이를 위해, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123) 즉, 상기 기화부에는 마이크로 웨이브 감응형 발열장치와 마이크로 웨이브 발신장치가 구비될 수 있다.To this end, the second transfer path 122 and the third transfer path 123, that is, the vaporization unit, may be equipped with a microwave-sensitive heating device and a microwave transmitting device.
상기 마이크로 웨이브 발신장치는 상기 제어 시스템(150)에 의해 제어될 수 있으며, 상기 마이크로 웨이브 발신장치로부터 발신되는 마이크로 웨이브에 의해 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치가 반응하면서 가열되고, 가열되는 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치에 의해 상기 제2이송로(122) 및/또는 상기 제3이송로(123)가 각각 가열될 수 있다. 이러한 마이크로 웨이브 방식에 대해서는 다시 후술하도록 한다.The microwave transmitting device may be controlled by the control system 150, and the microwave-sensitive heating device reacts and heats by the microwave transmitted from the microwave transmitting device, and the microwave-sensitive heating device is heated. The second transfer path 122 and/or the third transfer path 123 may each be heated by a heat generating device. This microwave method will be described again later.
상기 가열부(120)는 각각의 이송로들(121, 122, 123)을 연결하며 원료의 이동통로가 되는 제1이동통로(30) 및 제2이동통로(31)가 구비될 수 있다.The heating unit 120 connects the respective transfer passages 121, 122, and 123 and may be provided with a first movement passage 30 and a second movement passage 31 that serve as movement passages for raw materials.
상기 제1이동통로(30)는 상기 제1이송로(121)의 배출구와 상기 제2이송로(122)의 투입구를 연결하며 상기 제1이송로(121)에서 연화된 상기 연화된 원료를 상기 제2이송로(122)로 이동시킬 수 있다. The first transfer passage 30 connects the outlet of the first transfer passage 121 and the inlet of the second transfer passage 122, and transfers the softened raw material softened in the first transfer passage 121 to the above. It can be moved to the second transfer path 122.
상기 제2이동통로(31)는 상기 제2이송로(122)의 배출구와 상기 제3이송로(123)의 투입구를 연결하며 상기 제2이송로(122)에서 가열된 원료를 상기 제3이송로(123)로 이동시킬 수 있다. The second transfer passage 31 connects the outlet of the second transfer passage 122 and the inlet of the third transfer passage 123, and transfers the raw material heated in the second transfer passage 122 to the third transfer passage. It can be moved to furnace (123).
그리고 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 유화시스템(100)의 가열부(120)는 소정의 기체공급원으로부터 가열부(120)의 소정의 위치에 기체를 공급할 수 있는 기체라인(40, 41)을 더 포함할 수 있다.And according to the technical idea of the present invention, the heating unit 120 of the emulsification system 100 has gas lines 40 and 41 that can supply gas to a predetermined position of the heating unit 120 from a predetermined gas supply source. More may be included.
한편, 본 발명의 실시 예에 의하면, 유화시스템(100)의 가열부(120)를 운용하기 전에 공기를 가열로 내부에서 배출한 후 가열부(120)를 운용할 수 있다. 이를 위해 소정의 기체(예컨대, 질소)를 주입하여 상기 기체로 가열로를 채운 후 가열로를 운용할 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, before operating the heating unit 120 of the emulsification system 100, air can be discharged from the inside of the heating furnace and then the heating unit 120 can be operated. To this end, the heating furnace can be operated after injecting a predetermined gas (eg, nitrogen) and filling the heating furnace with the gas.
이는 가열부(120)의 각 이송로 내부에 산소가 존재하는 경우, 유증기 또는 플라스틱의 탄소와 결합하여 대량의 폐가스가 생산될 수 있고, 재생유의 품질저하가 발생할 수 있으며, 재생유가 검은색을 띄게 될 수 있기 때문이다.This means that if oxygen exists inside each transfer path of the heating unit 120, a large amount of waste gas may be produced by combining with oil vapor or carbon in plastic, the quality of the recycled oil may deteriorate, and the recycled oil may turn black. Because it can be.
또한 단일 분자로 이루어진 기체(예컨대, 질소)로 이송로들을 채우는 경우에는 이송로(122, 123) 내에서 기류가 잘 형성되지 않을 수 있으며, 이러한 경우는 발생한 유증기가 상부로 잘 배출되지 않고 가열로 내에서 탄화되는 경우가 발생할 수 있다.In addition, when the transfer passages are filled with a single-molecule gas (e.g., nitrogen), air currents may not be formed well within the transfer passages (122, 123). In this case, the generated oil vapor is not discharged to the top and flows into the heating furnace. Carbonization may occur within the material.
이를 위해 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 유화시스템(100)에는 상기 기체(예컨대, 질소)를 지속적으로 미량 주입하여 인위적인 기류를 형성시킴으로써 발생된 유증기가 잘 배출될 수 있도록 한다.To this end, according to the technical idea of the present invention, a small amount of gas (for example, nitrogen) is continuously injected into the emulsification system 100 to form an artificial air current so that the generated oil vapor can be easily discharged.
일 예에 의하면, 원료의 부피 대비 1~10%의 양을 시간당 지속적으로 투입하는 경우, 가장 유증기의 배출이 원활하였고 이를 통해 재생유의 품질도 높아질 수 있었다.According to one example, when an amount of 1 to 10% of the volume of the raw material was continuously added per hour, the discharge of oil vapor was smoothest and the quality of the recycled oil could be improved through this.
또한, 가열로의 운용 전에 투입한 기체(예컨대, 질소)와 동일한 기체를 주입함으로써 혹시 서로 다른 종료의 기체가 반응하는 위험을 낮출 수 있다.Additionally, by injecting the same gas (eg, nitrogen) as the gas introduced before operating the heating furnace, the risk of gases of different types reacting can be reduced.
상기 기체는 질소인 경우를 예시적으로 설명하고 있지만, 이에 국한되지는 않으며 반응성이 낮은 기체가 이용될 수 있다.Although the gas is nitrogen as an example, it is not limited thereto, and a gas with low reactivity can be used.
이를 위해 상기 유화시스템(100)에는 기체탱크 또는 기체발생기가 구비될 수 있고, 상기 기체탱크 또는 기체발생기와 상기 가열부의 소정의 위치를 연결하는 기체라인(40, 41)이 구비될 수 있다For this purpose, the emulsification system 100 may be equipped with a gas tank or a gas generator, and gas lines 40 and 41 connecting the gas tank or gas generator and a predetermined position of the heating unit may be provided.
상기 소정의 위치는 상기 제1이동통로(30) 상의 소정의 위치일 수 있으며, 제1이동통로(30)에 상기 기체를 주입할 수 있는 위치에 상기 기체라인(40)이 연결될 수 있다. 다른 실시 예에 의하면, 상기 소정의 위치는 제2이송로(122)의 초입부일 수 있다. 예컨대, 도면에서 상기 제2이송로(122)의 좌측면과 기체라인(41)이 연결될 수 있으며, 상기 기체라인(40, 41)은 상기 가열부의 운용이 시작되면 상기 운용시간 동안 지속적으로 상기 기체를 주입할 수 있다.The predetermined position may be a predetermined position on the first movement passage 30, and the gas line 40 may be connected to a position where the gas can be injected into the first movement passage 30. According to another embodiment, the predetermined location may be the beginning of the second transfer path 122. For example, in the drawing, the left side of the second transfer path 122 may be connected to the gas line 41, and the gas lines 40 and 41 continuously supply the gas during the operating time when the heating unit begins operating. can be injected.
상기 기체라인(40, 41)이 상기 제1이동통로(30) 및/또는 상기 제2이송로(122)의 초입부에 연결되는 것은, 제1이송로(121)는 유증기 즉, 기체가 발생하지 않기 ??문에 제2이송로(122)의 전단에서 기체를 주입하여 인위적으로 기류를 생성하는 것이 효과적이기 때문이다. 물론상기 기체라인(40, 41)을 통해 주입되는 기체에 의해 제3이송로(123)에도 기류가 형성될 수 있다.The gas lines 40 and 41 are connected to the inlet of the first transfer passage 30 and/or the second transfer passage 122, so that the first transfer passage 121 generates oil vapor, that is, gas. This is because it is effective to artificially create an airflow by injecting gas at the front end of the second transfer path 122. Of course, an airflow may also be formed in the third transfer path 123 by the gas injected through the gas lines 40 and 41.
한편, 상기 연화부 즉, 상기 제1이송로(121)에 적용되는 고주파 유도 가열방식과, 상기 기화부 즉, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)에 적용되는 마이크로 웨이브 방식은 전술한 바와 같이 각각의 특징과 장단점이 존재한다. 이에 대해 도 3을 참조하여 간략하게 설명하도록 한다.Meanwhile, a high-frequency induction heating method applied to the softening unit, that is, the first transfer path 121, and a microwave applied to the vaporization unit, that is, the second transfer path 122 and the third transfer path 123. As described above, each method has its own characteristics and advantages and disadvantages. This will be briefly explained with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가열부에 적용될 가열방식을 설명하기 위한 도면이다.Figure 3 is a diagram for explaining a heating method to be applied to the heating unit according to an embodiment of the present invention.
먼저 도 3a는 마이크로 웨이브를 이용한 가열방식을 설명하기 위한 도면으로, 후술할 바와 같이 이송로의 표면 혹은 하우징(124)에 구비되는 마이크로 웨이브 감응형 발열장치가 먼저 가열되면서 이송로의 표면 혹은 하우징(124)을 가열하게 되고, 이에 따라 이송로의 내부가 가열되면서 내부에서 이송되는 원료가 가열될 수 있도록 구현될 수 있다.First, Figure 3a is a diagram for explaining a heating method using microwaves. As will be described later, the microwave-sensitive heating device provided on the surface of the transfer path or the housing 124 is first heated, thereby heating the surface of the transfer path or the housing ( 124) is heated, and as a result, the inside of the transfer path is heated, so that the raw materials transferred inside can be heated.
도 3b에 도시된 고주파 유도 가열방식의 경우, 이송로의 표면 혹은 하우징(124)뿐 아니라 내부 강재(125)의 발열까지도 유도할 수 있어 발열 표면적이 상대적으로 넓어질 수 있다. 따라서 고주파 유도 가열방식은 마이크로 웨이브를 이용한 방식에 비해 상대적으로 급속 가열이 가능하며, 이에 따라 상대적으로 빠른 시간 내에 대량의 원료를 연화시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.In the case of the high-frequency induction heating method shown in FIG. 3b, heat can be induced not only on the surface of the transfer path or the housing 124 but also on the internal steel material 125, so that the heat generation surface area can be relatively large. Therefore, the high-frequency induction heating method enables relatively rapid heating compared to the method using microwaves, and thus can have the effect of softening a large amount of raw materials in a relatively quick time.
하지만 전술한 바와 같이, 고주파 유도 가열방식의 경우 상기 마이크로 웨이브 방식에 비해 에너지의 소모량이 많아 자칫하면 폐플라스틱 유화 시스템(100)의 전반적인 공정 전체 효율이 저하될 수 있는 위험이 있다.However, as described above, the high-frequency induction heating method consumes more energy than the microwave method, so there is a risk that the overall process efficiency of the waste plastic emulsification system 100 may be reduced.
따라서, 본 발명은 상기 가열부(120)로 고체상태의 원료가 처음 투입되는 상기 연화부 즉, 상기 제1이송로(121)에 비교적 급속 가열이 가능한 고주파 유도 가열방식을 적용하여 비교적 빠르게 고체상태의 원료를 연화시키고, 이후 공정(예컨대, 감융/용융 공정)이 진행되는 상기 기화부 즉, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)에서는 상대적으로 에너지 소모가 적은 마이크로 웨이브 방식을 적용하도록 함으로써, 폐플라스틱 유화 시스템(100) 전체 공정의 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 할 수 있다.Therefore, the present invention applies a high-frequency induction heating method capable of relatively rapid heating to the softening unit, that is, the first transfer path 121, where the raw material in the solid state is first introduced into the heating unit 120, so that the raw material in the solid state is relatively quickly heated. The vaporization unit, that is, the second transfer path 122 and the third transfer path 123, where the raw material is softened and the subsequent process (e.g., attenuation/melting process) is performed, uses a microwave method that consumes relatively little energy. By applying , the efficiency of the entire process of the waste plastic emulsification system 100 can be greatly improved.
한편 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 가열부(120)는 서로 다른 온도구간을 가지는 공정들을 통해 상기 원료를 가열함으로써, 원료의 연화, 감융/용융이 보다 원활하고 효율적으로 이루어질 수 있는 효과를 가질 수 있다. Meanwhile, according to the technical idea of the present invention, the heating unit 120 has the effect of heating the raw material through processes having different temperature sections, thereby enabling softening and attenuation/melting of the raw material more smoothly and efficiently. You can.
본 명세서에서 감융이라 함은, 고체상태인 원료가 가열되어 연화되는 과정, 또는 일정 수준 연화되어 젤 상태인 원료를 비교적 낮은 온도구간에서 가열하는 과정을 포함하는 의미일 수 있다. 예컨대, 상기 원료의 감융은 상기 제1이송로(121) 및 상기 제2이송로(122)에서 진행되거나, 또는 상기 제2이송로(122)에서 진행되는 공정을 의미할 수 있다.In this specification, melting may mean a process of heating and softening a solid raw material, or a process of heating a gel-like raw material softened to a certain level at a relatively low temperature range. For example, melting of the raw material may be performed in the first transfer path 121 and the second transfer path 122, or may refer to a process performed in the second transfer path 122.
또한 용융이라 함은 상기 감융된(연화된) 원료를 상대적으로 높은 온도구간에서 다시 가열하는 과정을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 연화부 및/또는 상기 기화부의 제2이송로(122)에서 감융된 원료가 상기 기화부의 제3이송로(123)로 이송되어 용융되는 경우, 상기 제3이송로(123)는 상기 제2이송로(122)에 비해 상대적으로 고온인 온도구간에서 가열될 수 있다. 이러한 경우, 용융된 원료는 감융된 원료에 비해 상대적으로 연화 또는 연화가 더 진행된 상태일 수 있다.Additionally, melting may refer to a process of reheating the thawed (softened) raw material at a relatively high temperature range. For example, when the raw material melted in the second transfer path 122 of the softening unit and/or the vaporization unit is transferred to the third transfer path 123 of the vaporization unit to be melted, the third transport path 123 is It can be heated in a temperature section that is relatively high compared to the second transfer path 122. In this case, the melted raw material may be in a relatively more softened or softened state compared to the melted raw material.
이러한 경우, 도면에 도시된 바와 같이 감융이 진행되는 상기 제2이송로(122)에서는 다양한 성분을 가진 원료들 중, 녹는점이 상대적으로 낮은 성분을 가진 원료가 먼저 기화되어 상기 응축부(130)로 공급될 수 있다. 그리고 상기 제3이송로(123)에서 상기 제2이송로(122)에 비해 높은 온도구간에서 가열되며 용융이 진행되면서, 원료들 중 상대적으로 녹는점이 높은 성분의 원료까지 기화되어 상기 응축부(130)로 기체가 공급될 수 있다.In this case, as shown in the figure, in the second transfer path 122 where melting progresses, among the raw materials with various components, the raw materials with relatively low melting points are vaporized first and sent to the condensation unit 130. can be supplied. And, as the third transfer path 123 is heated at a higher temperature section than the second transfer path 122 and melting proceeds, even the raw materials with relatively high melting points among the raw materials are vaporized and formed in the condensation unit 130. ) Gas can be supplied.
이처럼 각 공정별 온도구간을 다르게 하는 것은, 연화된 연료 중 상대적으로 녹는점이 낮은 성분의 원료가 급격한 가열로 인해 미처 기화되지 못하고 탄화되는 것을 방지하기 위함일 수 있다.Differentiating the temperature range for each process like this may be to prevent raw materials with relatively low melting points among the softened fuel from being carbonized without being vaporized due to rapid heating.
한편, 각 이송로들(121, 122, 123)은 개별적으로 온도제어가 가능한 복수의 구역들(Z1~Z10)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 제1이송로(121)는 두 개의 구역(Z1, Z2)를 포함하고, 제2이송로(122)는 4개의 구역들(Z3, Z4, Z5, Z6)을 포함하며, 제3이송로(123)는 4개의 구역들(Z7, Z8, Z9, Z10)을 포함할 수 있다.Meanwhile, each of the transfer paths 121, 122, and 123 may include a plurality of zones Z1 to Z10 whose temperature can be individually controlled. In one embodiment, the first transfer path 121 includes two zones (Z1, Z2), and the second transfer path 122 includes four zones (Z3, Z4, Z5, Z6), and 3Transfer path 123 may include four zones (Z7, Z8, Z9, Z10).
각 구역들별로 별개의 가열수단(고주파 가열, 히터, 및/또는 마이크로웨이브)이 구비될 수 있고, 별개의 가열수단들을 제어시스템이 각각 제어함으로써 구역들별로 개별적인 온도제어가 가능할 수 있다.Separate heating means (high-frequency heating, heater, and/or microwave) may be provided for each zone, and individual temperature control for each zone may be possible by controlling the separate heating means by a control system.
그리고 상기 유화시스템(100)은 복수의 운용모드들을 제공할 수 있으며, 각각의 운용모드에 따라 각 구역들별로 서로 다른 온도구간이 미리 설정되어 있을 수 있다.Additionally, the emulsification system 100 may provide a plurality of operation modes, and different temperature sections may be preset for each zone according to each operation mode.
왜냐하면 한편, 각각의 플라스틱은 열분해 환원에 적합한 온도에서 열분해가 되어야 품질좋은 재생유가 획득될 수 있는데 유화를 위한 유화시스템의 원료가 되는 폐플라스틱에는 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼재되어 있는데, 플라스틱의 종류 별로 서로 다른 열특성을 가지고 있다는 문제점이 있다. 예컨대, 녹는점, 발화점, 열분해 온도 등의 열특성이 서로 다른 플라스틱들(예컨대, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리아미드, PVC 등)이 섞인 대량의 폐플라스틱이 가열로에 투입되게 되는 경우, 각각 플라스틱의 종류별로 적합한 온도에서 열분해가 이루어질 수 있도록 하는 것이 중요할 수 있다.This is because, on the other hand, each plastic must be thermally decomposed at a temperature suitable for thermal decomposition reduction in order to obtain high-quality recycled oil. Waste plastic, which is the raw material for the emulsification system for emulsification, contains a mixture of different types of plastic. There is a problem that they have different thermal characteristics. For example, a large amount of waste plastic mixed with different thermal properties such as melting point, ignition point, and thermal decomposition temperature (e.g., polypropylene, polyimide, polyethylene, polycarbonate, polyamide, PVC, etc.) is put into the heating furnace. If possible, it may be important to ensure that thermal decomposition occurs at an appropriate temperature for each type of plastic.
따라서 복수의 원료 종류들에 따라 서로 대응되는 운용모드들이 설정되어 있을 수 있다. 예컨대, 원료가 폐낚시줄이 주된 것인 경우에는 제1운용모드로 운용되도록 유화시스템(100)이 운용되도록 설정될 수 있다. 예컨대 원료가 폐타이어가 주된 것인 경우에는 제2운용모드로 유화시스템(100)이 운용되도록 설정될 수 있다. 기타 원료의 주된 성분이 어떤 것인지에 따라 복수의 운용모드들 중 어느 하나가 선택될 수 있고, 유화시스템(100)에는 해당 주된 성분에 적합한 각 구역들(Z1 내지 Z10)별 온도구간이 미리 설정되어 있을 수 있다.Therefore, operation modes corresponding to each other may be set according to a plurality of raw material types. For example, if the raw material is primarily waste fishing line, the emulsification system 100 may be set to operate in the first operation mode. For example, if the raw material is primarily waste tires, the emulsification system 100 may be set to operate in the second operation mode. Any one of a plurality of operating modes can be selected depending on the main ingredient of the other raw material, and the emulsification system 100 may have a temperature range for each zone (Z1 to Z10) suitable for the main ingredient preset. You can.
물론 서로 다른 운용모드 각각별로 각 구역들(Z1 내지 Z10)별 온도구간이 서로 다르게 설정되어 있을 수 있다.Of course, the temperature section for each zone (Z1 to Z10) may be set differently for each of the different operating modes.
각 구역들(Z1 내지 Z10)별 온도구간이 다르게 설정되어 있다고 함은, 반드시 각 구역들(Z1 내지 Z10) 전체가 운용모드별로 다르게 설정되어야 한다는 것은 아니며, 구역들(Z1 내지 Z10) 중 적어도 1개 이상의 온도구간이 달리 설정되는 것을 포함하는 의미할 수 있다.The fact that the temperature range is set differently for each zone (Z1 to Z10) does not necessarily mean that all of the zones (Z1 to Z10) must be set differently for each operating mode, and at least one of the zones (Z1 to Z10) must be set differently. This may mean that more than one temperature section is set differently.
상기 유화시스템(100)은 운용주체가 선택할 수 있는 소정의 인터페이스(예컨대, 대시보드, 단추 등)가 구비될 수 있고, 운용주체는 상기 인터페이스를 통해 복수의 운용모드들 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 그러면 선택된 운용모드에 설정된 각 구역들(Z1 내지 Z10)별 온도구간대로 가열부(120)의 가열이 이루어지며 운용될 수 있다.The emulsification system 100 may be provided with a predetermined interface (e.g., dashboard, button, etc.) that can be selected by the operating entity, and the operating entity can select one of a plurality of operating modes through the interface. . Then, the heating unit 120 can be heated and operated according to the temperature range for each zone (Z1 to Z10) set in the selected operation mode.
따라서 운용주체는 원료의 종류를 확인하고 이에 대응되는 운용모드를 선택함으로서 원료별로 적합한 각 구역들(Z1 내지 Z10)별 온도구간을 개별적으로 설정하지 않고도 간편하게 품질좋은 재생유를 생산할 수 있는 효과가 있다.Therefore, by checking the type of raw material and selecting the corresponding operation mode, the operator can easily produce high-quality recycled oil without having to individually set the temperature range for each zone (Z1 to Z10) suitable for each raw material. .
구현 예에 따라, 상기 기화부에 포함되는 상기 제2이송로(122)는 감융장치로, 상기 제3이송로(123)는 용융장치로 구분할 수도 있다. 이하 본 명세서에서는 상기 제2이송로(122)가 상기 감융장치로 구분되고, 상기 제3이송로(123)가 상기 용융장치로 구분되는 경우를 예로 들어 설명하며 각각의 명칭을 혼용할 수 있지만, 본 발명의 권리범위가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 구현 예에 따라서는 상기 제2이송로(122)가 상기 용융장치로 구분되고, 상기 제3이송로(123)가 상기 감융장치로 구분될 수도 있다.Depending on the implementation, the second transfer path 122 included in the vaporization unit may be classified as a melting device, and the third transfer path 123 may be classified as a melting device. Hereinafter, in this specification, the case where the second transfer path 122 is classified as the melting device and the third transfer path 123 is classified as the melting device will be described as an example, and the respective names can be used interchangeably. The scope of rights of the present invention is not necessarily limited thereto. For example, depending on the implementation, the second transfer path 122 may be classified as the melting device, and the third transfer path 123 may be classified as the melting device.
한편 전술한 바와 같이, 상기 가열부(120)는 전술한 바와 같이 각각의 공정이 진행되는 이송로들 별로 서로 다른 온도구간을 가지도록 구현될 수도 있지만, 하나의 이송로에서도 온도구간이 서로 다른 구역들을 가지도록 구현될 수도 있다.Meanwhile, as described above, the heating unit 120 may be implemented to have different temperature sections for each transfer path through which each process progresses, but even in one transfer path, the heating unit 120 may be implemented to have different temperature sections. It can also be implemented to have .
이하, 본 명세서에서 어느 특정 온도구간(예컨대, 제2온도구간)이 다른 온도구간(예컨대, 제1온도구간)에 비해 높은 온도를 가진다고 함은, 상기 제1온도구간 전체의 평균 온도에 비해 상기 제2온도구간 전체의 평균온도가 상대적으로 높은 것을 의미할 수 있다. 다만, 상기 제2온도구간의 전체 구간이 상기 제1온도구간 중 최고온도구간에 비해 반드시 항상 높은 온도를 가지는 것을 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, in this specification, saying that a specific temperature section (e.g., a second temperature section) has a higher temperature than another temperature section (e.g., a first temperature section) means that the temperature is higher than the average temperature of the entire first temperature section. This may mean that the average temperature of the entire second temperature section is relatively high. However, this does not necessarily mean that the entire section of the second temperature section always has a higher temperature than the highest temperature section of the first temperature section.
예를 들어, 상기 제2온도구간 전체의 평균 온도는 상기 제1온도구간 전체의 평균 온도에 비해 높을 수 있으나, 상기 제2온도구간 중 일부 구간(구역)에서는 상기 제1온도구간 중 일부 구간(구역)의 온도와 동일 또는 유사한 온도를 가질 수도 있고, 구현 예에 따라서는 상기 제2온도구간 중 일부 구간(구역)의 온도가 상기 제1온도구간의 일부 구간(구역)에 비해 낮은 온도를 가질 수도 있다.For example, the average temperature of the entire second temperature section may be higher than the average temperature of the entire first temperature section, but in some sections (zones) of the second temperature section, some sections (zones) of the first temperature section ( may have the same or similar temperature as the temperature of the zone, and depending on the implementation example, the temperature of some sections (zones) of the second temperature section may have a lower temperature than some sections (zones) of the first temperature section. It may be possible.
예를 들어, 상기 제1온도구간은 약 50℃ 내지 약 300℃ 사이의 온도범위를 가질 수 있으며, 상기 제2온도구간은 약 250℃ 내지 약 700℃ 사이의 온도범위를 가지도록 구현될 수 있다.For example, the first temperature section may have a temperature range of about 50°C to about 300°C, and the second temperature section may have a temperature range of about 250°C to about 700°C. .
다시 말하면, 상기 제1온도구간 및 상기 제2온도구간은 전체적인 평균온도에서 상기 제2온도구간이 상기 제1온도구간에 비해 상대적으로 높은 온도일 수 있으나, 각 온도구간의 일부분은 서로 중첩되는 온도로 가열될 수 있다.In other words, the first temperature section and the second temperature section may have a relatively higher temperature than the first temperature section in the overall average temperature, but a portion of each temperature section overlaps with each other. can be heated.
예컨대, 상기 제2온도구간은 적어도 250℃ 이상의 온도를 가질 수 있으며, 최고온도 구간에서 약 600℃ ~ 700℃까지 가열될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제2온도구간에서의 최저온도 구간은 약 260℃의 온도를 가질 수 있다. 일 예에서, 상기 제2온도구간은 상기 기화부 중에서도 용융장치로 구분되는 상기 제3이송로(123)에 적용되는 온도구간일 수 있다. 이때 상기 제3이송로(123)의 초입부는, 전술한 감융장치 즉, 상기 제2이송로(122)의 말단부에서 감융되던 원료가 투입되는 부분일 수 있으며, 이에 따라 상기 제3이송로(123)의 초입부는 상기 제2이송로(122)의 말단부(즉, 제1온도구간의 최고온도 구간)와 동일 또는 유사하거나, 낮은 온도로 가열될 수 있다.For example, the second temperature section may have a temperature of at least 250°C or higher, and the highest temperature section may be heated to about 600°C to 700°C. In this case, the lowest temperature section in the second temperature section may have a temperature of about 260°C. In one example, the second temperature section may be a temperature section applied to the third transfer path 123, which is classified as a melting device among the vaporization units. At this time, the inlet part of the third transfer path 123 may be the part where the raw material melted at the end of the above-described melting device, that is, the second transfer path 122, is input, and accordingly, the third transfer path 123 ) may be heated to a temperature that is the same as, similar to, or lower than the distal end of the second transfer path 122 (i.e., the highest temperature section of the first temperature section).
한편 전술한 바와 같이, 상기 가열부(120)는 각각의 이송로 및/또는 각각의 이송로에서도 각 구역별(예컨대, Z1 ~ Z10)로 서로 다른 온도구간을 가지도록 하여 상기 원료를 단계별로 가열함으로써, 상기 원료의 급격한 탄화를 방지하고 보다 효율적인 감융/용융이 이루어지도록 할 수 있다.Meanwhile, as described above, the heating unit 120 heats the raw materials step by step by having different temperature sections for each transfer path and/or each zone (e.g., Z1 to Z10) in each transfer path. By doing so, rapid carbonization of the raw material can be prevented and more efficient attenuation/melting can be achieved.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 가열부(120)는 상기 제1이송로(121), 상기 제2이송로(122), 및 상기 제3이송로(123)를 순차적으로 거치면서 원료가 이송되도록 구현될 수 있다. 이때, 각각의 이송로에서는 구역별(예컨대, Z1 ~ Z10)로 가열 온도의 온도구간을 다르게 하여 원료가 단계적으로 가열될 수 있도록 할 수 있다. 이러한 단계별 가열을 통해 열분해온도가 상대적으로 낮은 플라스틱이 먼저 안정적으로 기화될 수 있도록 하는 효과가 있다.For example, as shown in FIG. 2, the heating unit 120 sequentially passes through the first transfer path 121, the second transfer path 122, and the third transfer path 123. It can be implemented so that raw materials are transported. At this time, in each transfer path, the heating temperature range can be varied for each zone (for example, Z1 to Z10) so that the raw materials can be heated in stages. This step-by-step heating has the effect of allowing plastics with relatively low thermal decomposition temperatures to be stably vaporized first.
일 실시 예에 의하면, 상기 가열부(120)에 포함되는 상기 연화부 즉, 상기 제1이송로(121)는 전술한 상기 전처리부(110)로부터 이송되어 일 단부에 투입되는 상기 원료가, 상기 제1이송로(121) 내부에 구비되는 스크류의 회전에 의해 타 단부로 이송되면서 연화(또는 감융)될 수 있다. 이때에는 도 2에 도시된 제1이송로(121)의 제1구역(Z1) 및 제2구역(Z2)은 고주파 유도 가열방식이 사용될 수 있으며, 고체상태의 원료를 빠르게 연화(또는 감융)시켜 이후 공정을 위한 제2이송로(122)로 이송시킬 수 있다. 일 예에서, 상기 제1이송로(121)의 제1구역(Z1) 및 제2구역(Z2) 전단에서는 투입된 고체상태의 원료에서 불순물을 제거하기 위해 에어가 주입되는 구간을 나타낼 수 있다.According to one embodiment, the softening unit included in the heating unit 120, that is, the first transfer path 121, is where the raw material transferred from the above-described pre-processing unit 110 and introduced into one end is the first transfer path 121. 1 It can be softened (or melted) while being transferred to the other end by the rotation of the screw provided inside the transfer path 121. In this case, a high-frequency induction heating method can be used in the first zone (Z1) and the second zone (Z2) of the first transfer path 121 shown in FIG. 2, and the solid raw material is quickly softened (or quenched). Afterwards, it can be transferred to the second transfer path 122 for processing. In one example, the front end of the first zone (Z1) and the second zone (Z2) of the first transfer path 121 may represent a section where air is injected to remove impurities from the input solid raw material.
그리고 감융이 이루어지는 상기 제2이송로(122)는 도면에 도시된 바와 같이 4개의 구역(예컨대, Z3 ~ Z6)으로 구분되어 각 구역별 다른 온도구간으로 가열될 수 있으며, 마찬가지로 용융이 이루어지는 제3이송로(123) 역시 각 구역별(예컨대, Z7 ~ Z10)로 다른 온도구간을 가지도록 가열될 수 있다.In addition, the second transfer path 122, where melting takes place, is divided into four zones (e.g., Z3 to Z6) as shown in the figure and can be heated at a different temperature for each zone, and the third transfer path 122, where melting takes place, is similarly divided into four zones (e.g., Z3 to Z6). The transfer path 123 may also be heated to have a different temperature range for each zone (eg, Z7 to Z10).
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 연화부에 포함되는 구역 즉, 상기 제1이송로(121)의 제1구역(Z1) 및 제2구역(Z2)의 온도구간은 고체상태의 상기 원료가 연화(또는 감융)될 수 있을 정도의 온도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 상기 제1이송로(121)에서는 상기 원료가 연화될 수 있을 정도의 온도구간으로 가열되지만, 연화된 원료가 기화되지는 않을 정도의 온도구간일 수 있다. 물론, 구현 예에 따라 상기 제1이송로(121)가 가열되는 온도구간은 상기 원료가 고체상태에서 연화될 수 있기만 하면 무방할 수도 있다.In one embodiment of the present invention, the area included in the softening unit, that is, the temperature section of the first zone (Z1) and the second zone (Z2) of the first transfer path 121, is a temperature section where the raw material in a solid state is softened ( or melting) may have a temperature sufficient to cause melting. For example, in the first transfer path 121, the raw material is heated to a temperature range where it can be softened, but the temperature range may be such that the softened raw material is not vaporized. Of course, depending on the implementation, the temperature range in which the first transfer path 121 is heated may be sufficient as long as the raw material can be softened in a solid state.
그리고 상기 기화부에 포함되는 구역들(예컨대, Z3 ~ Z10)은 순차적으로 높은 온도구간을 가지도록 가열될 수 있다. 즉, 감융을 위한 상기 제2이송로(122)에서도 초입구간부터 이송방향을 따라 말단구간으로 갈수록 점차 높은 온도구간을 가지도록 가열이 수행되고, 용융을 위한 상기 제3이송로(123)에서는 초입구간부터 상기 제2이송로(122)의 각 구역들에 비해 상대적으로 높은 온도구간을 가지도록 가열되면서 말단구간으로 갈수록 보다 높은 온도구간으로 가열되도록 구현될 수 있다.And the zones included in the vaporization unit (eg, Z3 to Z10) may be sequentially heated to have a high temperature section. That is, in the second transfer path 122 for melting, heating is performed to have a gradually higher temperature section from the initial section to the end section along the transfer direction, and in the third transfer path 123 for melting, heating is performed at the entrance section. It can be implemented to be heated to have a relatively high temperature section from the beginning of the section compared to each section of the second transfer path 122, and to be heated to a higher temperature section toward the end section.
구현 예에 따라, 상기 기화부의 각 이송로들 즉, 상기 제2이송로(122)의 말단구간인 제6구역(Z6)과, 상기 제3이송로(123)의 말단구간인 제10구역(Z10)은 각각 앞단의 구역에 비해 상대적으로 낮은 온도구간을 가지도록 구현될 수도 있다. Depending on the implementation example, each transfer path of the vaporization unit, that is, the 6th zone (Z6), which is the terminal section of the second transfer path 122, and the 10th zone, which is the terminal section of the third transfer path 123 ( Z10) may each be implemented to have a relatively low temperature section compared to the front section.
이는 각 이송로들 내부에서 이송되는 연화된 원료의 적절한 교반과 이를 통한 원료의 탄화 방지를 위함일 수 있다. 이러한 경우 각 이송로들 중 적어도 하나의 이송로 내부의 스크류는 말단부 일부의 회전방향이 나머지 구간의 회전방향과 반대방향이 되도록 형성된 회전날개를 포함하도록 구현되어, 어느 이송로에서 말단부까지 이송된 원료가 회전방향이 반대로 형성된 구간에서 일부 구간을 되돌아 가면서 미처 기화되지 못하거나 연화가 덜 된 연료가 가급적 남아있지 않도록 할 수 있다. 이를 위한 구성이 도 4에 도시된다.This may be for proper agitation of the softened raw material transported within each transfer path and to prevent carbonization of the raw material through this. In this case, the screw inside at least one of each transfer path is implemented to include a rotary blade formed so that the rotation direction of a portion of the distal section is opposite to the rotation direction of the remaining section, so that the raw material transferred from any of the transfer paths to the distal section By going back through some sections in sections where the direction of rotation is reversed, it is possible to prevent as much fuel that has not yet been vaporized or softened as possible. The configuration for this is shown in Figure 4.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이송로의 이중 스크류 구조를 설명하기 위한 도면이다.Figure 4 is a diagram for explaining the double screw structure of a transfer path according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 이송로들(121, 122, 123) 중 전부 또는 일부는 도 4에 도시된 바와 같은 스크류가 구비될 수 있다. 각 이송로들(121, 122, 123)의 말단구간에 대응되는 상기 제1스크류(10) 및 상기 제2스크류(20)의 말단구간(즉, 이중 스크류 구조를 갖는 이송장치(1)의 말단구간)에서는 역회전날개(예컨대, 13, 23)가 형성될 수 있다. 상기 역회전날개(예컨대, 13, 23)는, 상기 제1회전날개(12) 및 상기 제2회전날개(22)의 회전방향이 나머지 구간의 회전방향과 반대방향이 되도록 형성된 회전날개를 의미할 수 있다. 즉, 상기 이중 스크류 구조를 갖는 이송장치(1)의 상기 말단구간에서는 상기 제1스크류(10) 및 상기 제2스크류(20)가 일정 방향으로 회전하면서도 상기 말단구간과 나머지 구간들의 이송방향이 반대방향이 되도록 구현될 수 있다.Referring to FIG. 4, all or some of the transfer paths 121, 122, and 123 may be equipped with screws as shown in FIG. 4. The end section of the first screw 10 and the second screw 20 corresponding to the end section of each of the transfer paths 121, 122, and 123 (i.e., the end of the transfer device 1 having a double screw structure) Section), reverse rotary blades (eg, 13, 23) may be formed. The reverse rotary blades (e.g., 13, 23) may mean rotary blades formed so that the rotation direction of the first rotary blade 12 and the second rotary blade 22 is opposite to the rotation direction of the remaining section. You can. That is, in the end section of the transfer device 1 having the double screw structure, the first screw 10 and the second screw 20 rotate in a certain direction, but the transfer directions of the end section and the remaining sections are opposite. It can be implemented to be directional.
예를 들어, 상기 제2이송로(122)가 3개의 구간으로 구분되는 경우, 상기 초입구간 및 중간구간에서의 이송방향과 말단구간에서의 이송방향이 서로 반대방향일 수 있다. 이러한 구간들은 사용자의 필요에 따라 다양한 길이로 정해질 수 있으며, 이에 따라 상기 역회전날개(예컨대, 13, 23) 또한 필요에 따라 다양한 범위 내에서 형성될 수 있다.For example, when the second transfer path 122 is divided into three sections, the transfer direction at the beginning section and the middle section may be opposite to the transfer direction at the end section. These sections can be set to various lengths depending on the user's needs, and accordingly, the reverse rotary blades (eg, 13 and 23) can also be formed within various ranges as needed.
이러한 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 이송로 내부에서 이송되는 원료가 상기 말단구간에 도달하면, 상기 말단구간에서 이송방향이 반대로 구현되는 스크류에 의해 상기 중간구간으로 상기 원료가 되돌아갈 수 있다.According to the technical idea of the present invention, when the raw material transported within the transfer path reaches the end section, the raw material can be returned to the middle section by a screw in which the transfer direction is reversed in the end section.
또한 이송로들(121, 122, 123) 각각의 말단 구간 전에는 원료가 배출되는 배출구(예컨대, 122-1)가 구비될 수 있다. 또한 배출구(122-1)의 전단에는 유분의 액상이 배출되지 않도록 방지턱(예컨대, 122-2)이 각 이송로들별로 구비될 수 있다. 이러한 방지턱(예컨대, 122-2)을 통해 유분 액상이 다음 이송로 또는 슬러지에 포함되어 배출되지 않고, 고형성분의 슬러지만 배출되도록 할 수 있다. Additionally, an outlet (eg, 122-1) through which raw materials are discharged may be provided before the end section of each of the transfer paths 121, 122, and 123. Additionally, a stopper (eg, 122-2) may be provided at the front of the discharge port 122-1 for each transfer path to prevent the oil liquid from being discharged. Through this bump (e.g., 122-2), it is possible to ensure that only the solid sludge is discharged rather than the oily liquid being discharged in the next transfer path or sludge.
유분 액상은 유증이 배출되지 못하고 다시 이송로 내에 남는 경우 등에 발생할 수 있고 이러한 유증기를 연소하지 않고 계속 가열하는 경우 탄화가 일어나서 슬러지의 탄소순도가 높아질 수 있다. 탄소순도가 높은 슬러지는 다양한 재활용처가 있어서 매우 유용할 수 있다. 그런데 이러한 유분 액상이 고온의 다음 이송로로 넘어가는 경우에는 연소가 일어나서 재생유의 품질이 낮아질 수 있고, 슬러지의 탄소 순도면에서도 품질이 낮아질 수 있다. 물론 유분 액상이 슬러지에 포함되는 경우에도 충분히 탄화가 되지 않은 유분 액상이 포함되므로 탄소 순도면에서 품질 낮은 슬러지가 생성되는 문제가 있다.Oily liquid may occur when oil vapor cannot be discharged and remains in the transfer path, and if such oil vapor is continued to be heated without combustion, carbonization may occur and the carbon purity of the sludge may increase. Sludge with high carbon purity can be very useful as it has a variety of recycling sources. However, if this oil liquid phase passes to the next high-temperature transfer path, combustion may occur, which may lower the quality of the recycled oil, and the quality of the carbon purity of the sludge may also decrease. Of course, even when the oil liquid phase is included in the sludge, there is a problem of generating sludge of low quality in terms of carbon purity because the oil liquid phase is not sufficiently carbonized.
따라서 상기 방지턱(예컨대, 122-2)이 구비됨으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있고, 또한 후술할 바와 같이 제2이송로(122) 및/또는 제3이송로(123)의 말단 구간이 더 높은 위치로 향하도록 하는 경사구조를 이용해 더욱 더 유분 액상이 이송로들에서 배출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, this problem can be solved by providing the bump (e.g., 122-2), and as will be described later, the terminal section of the second transfer path 122 and/or the third transfer path 123 is moved to a higher position. The use of an inclined structure that points towards the surface has the effect of preventing more oily liquid from being discharged from the transfer channels.
한편, 폐플라스틱을 포함한 원료는 가열되면서 완전히 용해되어 액체상태가 되기 보다는, 전술한 바와 같이 감융/용융 과정을 거치면서 연화되어 젤 상태로 이송되게 된다. 여기에 플라스틱의 특성상 열전도율이 상대적으로 매우 낮은 편이어서 이송 중인 원료가 골고루 감융/용융되기도 어렵고, 연화된 상태에서 다시 응고되기도 쉬워 이송로의 내측면에 달라붙거나, 스크류 등에 달라붙은 채 응고되어 원료의 이송 자체가 막힐 수 있는 위험이 존재할 수 있다.On the other hand, rather than completely dissolving and entering a liquid state when heated, raw materials including waste plastic are softened and transported in a gel state through a attenuation/melting process as described above. In addition, due to the nature of plastic, the thermal conductivity is relatively very low, so it is difficult for the raw material being transported to attenuate/melt evenly, and it is easy to solidify again in a softened state, so it sticks to the inner surface of the transport path or solidifies while sticking to the screw, etc. There may be a risk that the transfer itself may be blocked.
따라서 전술한 바와 같이 이송로의 말단구간에서 연료를 일정 수준 이송방향의 역방향으로 되돌리도록 하면서 일정 구간에서 소정 기간동안 왕복하도록 함으로써, 연료의 적절한 교반과 함께 연화되지 못하거나 기화되지 못한 연료가 남지 않도록 할 수 있다.Therefore, as described above, the fuel is returned to a certain level in the opposite direction of the transfer direction at the end section of the transfer path, and is allowed to travel back and forth for a predetermined period of time in a certain section, so that unsoftened or unvaporized fuel is left behind along with proper agitation of the fuel. can do.
한편 본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 도 4에서 설명한 바와 같이 단순히 이송로의 말단구간에서 스크류의 회전방향을 반대로 형성하는 것 외에도, 이송로 자체가 경사를 가지도록 구현함으로써 재생유 생산 효율을 높이고 재생유 및/또는 슬러지의 품질을 크게 향상시킬 수 있다. 이러한 예가 도 5 내지 도 6에 도시된다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, in addition to simply forming the rotation direction of the screw in the opposite direction at the end section of the transfer path as described in FIG. 4, the transfer path itself is implemented to have an inclination to increase the efficiency of reclaimed oil production. The quality of recycled oil and/or sludge can be greatly improved. Examples of these are shown in Figures 5-6.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가열부의 개략적인 구성을 나타낸다.5 and 6 show a schematic configuration of a heating unit according to another embodiment of the present invention.
먼저 도 5를 참조하면, 상기 가열부(120)에 포함된 적어도 하나의 이송로(예컨대, 122)가 이송방향의 말단부가 초입부에 비해 소정 높이만큼 높도록 경사 구조를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 경사 구조를 가지는 이송로에서는 연화된 연료 역시 도면에 도시된 바와 같이 이송로 내부를 비스듬히 채우게 되는데, 이는 연료의 표면적을 넓히는 결과가 되어 상대적으로 가열 효율이 크게 향상될 수 있는 효과를 가질 수 있다. 따라서 원료에 다양한 종류의 혼합 폐플라스틱이 포함되어 있는 경우에도 연료가 연화 또는 기화되지 않고 배출되는 것을 크게 감소시킬 수 있어, 폐플라스틱 유화 시스템(100)의 효율 향상은 물론 종래에 비해 시스템 자체의 대형화도 가능해질 수 있는 유리한 효과가 있다. First, referring to FIG. 5, at least one transfer path (e.g., 122) included in the heating unit 120 may be formed to have an inclined structure so that the distal end in the transfer direction is higher by a predetermined height compared to the beginning. . In other words, in a transfer path with an inclined structure, the softened fuel also fills the inside of the transfer path at an angle as shown in the drawing. This results in expanding the surface area of the fuel, which can have the effect of significantly improving heating efficiency. there is. Therefore, even when the raw materials contain various types of mixed waste plastics, the discharge of fuel without being softened or vaporized can be greatly reduced, which not only improves the efficiency of the waste plastic emulsification system 100 but also makes the system itself larger than before. There are also beneficial effects that can be achieved.
또한 전술한 바와 같이 유분 액상이 배출구(122-1)를 통해 배출되지 않도록 하는데 유리한 효과가 있으며, 이러한 효과는 배출구(122-1) 전단에 방지턱(122-2)이 구비되는 경우 더욱 극대화 될 수 있다.In addition, as described above, there is an advantageous effect in preventing oily liquid from being discharged through the outlet (122-1), and this effect can be further maximized if a bump (122-2) is provided in front of the outlet (122-1). there is.
이처럼 경사구조를 가지도록 형성되는 이송로는 상기 기화부에 포함될 수 있다.The transfer path formed to have an inclined structure in this way may be included in the vaporization unit.
도 6을 참조하면, 기화부에 포함된 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)가 소정 각도로 경사 구조를 가지는 예가 도시되어 있으며, 제1이송로(121)는 이러한 경사구조를 가지지 않아도 무방할 수 있다. 또한, 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123) 각각은 배출구 전단에 방지턱(122-2, 122-3)이 구비될 수 있음은 전술한 바와 같다. Referring to FIG. 6, an example is shown where the second transfer path 122 and the third transfer path 123 included in the vaporization unit have an inclined structure at a predetermined angle, and the first transfer path 121 has this structure. It is okay to not have an inclined structure. In addition, as described above, each of the second transfer path 122 and the third transfer path 123 may be provided with bumps 122-2 and 122-3 at the front end of the discharge port.
물론, 본 발명이 도 6에 도시된 형태에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 경사 구조를 가지는 이송로는 다양하게 결정될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 평균적인 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있을 것이다. Of course, the present invention is not limited to the form shown in FIG. 6, and it can be easily inferred by an average expert in the technical field to which the present invention belongs that the transfer path having an inclined structure can be determined in various ways as needed. will be.
한편, 기화된 원료는 기체상태로 상기 응축부(130)로 배출되며, 상기 응축부(130)에서 응축되어 전술한 바와 같이 1차 오일이 생성될 수 있다.Meanwhile, the vaporized raw material is discharged to the condensation unit 130 in a gaseous state, and is condensed in the condensation unit 130 to generate primary oil as described above.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기화장치 즉, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)에는 각각 연화된 연료가 감융/융용되면서 기화된 기체(유기가스)가 응축부(130)로 배출될 수 있도록 구현될 수 있다.As shown in FIG. 2, in the vaporization device, that is, the second transfer path 122 and the third transfer path 123, the softened fuel is attenuated/melted and the vaporized gas (organic gas) is transferred to the condensation unit. It can be implemented so that it can be discharged as (130).
상기 응축부(130)는 전술한 바와 같이 상기 가열부(120) 가열되어 상기 원료가 기화된 기체를 응축하여 연화시켜 1차 오일을 생성할 수 있으며, 상기 응축부(130)에 의해 생성된 상기 1차 오일은 상기 정제부(140)에 의해 정제되어, 최종적으로 오일을 생성할 수 있다.As described above, the condensation unit 130 can generate primary oil by condensing and softening the gas in which the raw material has been heated by heating the heating unit 120, and the gas produced by the condensation unit 130 The primary oil may be purified by the purification unit 140 to finally produce oil.
도 2에 도시된 상기 가열부(120)에서, 상기 연료가 기화되어 기체가 배출되는 기체 배출부분이 제2이송로(122) 및 제3이송로(123)의 소정의 위치에 위치하도록 구현된 경우가 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. In the heating unit 120 shown in FIG. 2, the gas discharge portion where the fuel is vaporized and gas is discharged is implemented to be located at a predetermined position in the second transfer path 122 and the third transfer path 123. Although a case is shown, the present invention is not necessarily limited thereto.
상기 기체 배출부분은 필요에 따라 형성되는 위치는 물론 이송로별 형성 개수 역시 다양하게 구현될 수 있다. The position of the gas discharge portion as well as the number of gas discharge portions for each transfer path can be implemented in various ways as needed.
이처럼 상기 기화장치 즉, 상기 제2이송로(122) 및/또는 상기 제3이송로(123)로부터 배출되는 기체는 상기 응축부(130)로 이송되어 응축되면서 오일을 생산하는데 이용될 수도 있고, 또는 상기 기화장치로부터 배출된 기체가 폐가스를 연소시켜 에너지를 생산하는 소정의 에너지 생산 시스템(미도시)으로 이송될 수도 있다.In this way, the gas discharged from the vaporization device, that is, the second transfer path 122 and/or the third transfer path 123, may be used to produce oil by being transferred to the condensing unit 130 and condensed. Alternatively, the gas discharged from the vaporizer may be transferred to an energy production system (not shown) that produces energy by burning waste gas.
한편, 상기 기화장치의 제2이송로(122) 및/또는 상기 제3이송로(123)는 고주파 유도 가열방식을 이용하는 제1이송로(121)와 달리, 전술한 바와 같이 칸탈(히터) 방식 및/또는 마이크로 웨이브를 이용한 마이크로 웨이브 가열방식이 사용될 수 있다.Meanwhile, the second transfer path 122 and/or the third transfer path 123 of the vaporization device, unlike the first transfer path 121 that uses a high-frequency induction heating method, uses the kanthal (heater) method as described above. And/or a microwave heating method using microwaves may be used.
이를 위한 마이크로 웨이브 발신장치와 마이크로 웨이브 감응형 발열장치를 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.The microwave transmitting device and microwave-sensitive heating device for this purpose will be described with reference to FIG. 7.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 웨이브 발신장치와 마이크로 웨이브 감응형 발열장치를 개략적으로 나타낸다.Figure 7 schematically shows a microwave transmitting device and a microwave-sensitive heating device according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 마이크로 웨이브 발신장치(200)로부터 마이크로 웨이브가 출력되면, 출력된 마이크로 웨이브에 감응한 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 발열할 수 있다.Referring to FIG. 7, when a microwave is output from the microwave transmitting device 200, the microwave-sensitive heating device 300 in response to the output microwave may generate heat.
이때 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)는 상기 가열부(120) 특히, 상기 기화부(예컨대, 제2이송로(122) 및/또는 제3이송로(123))의 표면에 배치되며, 발열되는 경우 상기 기화부를 가열하도록 구현될 수 있다. 그리고 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)는 상기 기화부의 외부로부터 상기 기화부를 향해(즉, 상기 제2이송로(122) 및/또는 상기 제3이송로(123)의 표면에 부착된 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)를 향해) 마이크로 웨이브를 출력할 수 있다. At this time, the microwave-sensitive heating device 300 is disposed on the surface of the heating unit 120, especially the vaporizing unit (e.g., the second transfer path 122 and/or the third transfer path 123), It may be implemented to heat the vaporization unit when heat is generated. And the microwave transmitting device 200 is directed from the outside of the vaporization unit toward the vaporization unit (i.e., the microwave response attached to the surface of the second transfer path 122 and/or the third transfer path 123). Microwaves can be output (toward the type heating device 300).
이처럼 마이크로 웨이브에 감응하여 발열하는 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)는, 탄화규소 및 질화규소로 이루어진 감응 발열체와, 산화마그네슘, 이산화규소, 산화알루미늄, 이산화티타늄, 및 산화리튬으로 이루어지는 저열팽창성 소결결합제, 그리고 니켈, 코발트 및 탄화텅스텐 중 적어도 하나로 이루어진 금속화합물을 포함하여 구성될 수 있다.In this way, the microwave-sensitive heating device 300, which generates heat in response to microwaves, includes a sensitive heating element made of silicon carbide and silicon nitride, and a low thermal expansion sintered body made of magnesium oxide, silicon dioxide, aluminum oxide, titanium dioxide, and lithium oxide. It may include a binder and a metal compound consisting of at least one of nickel, cobalt, and tungsten carbide.
상기 탄화규소 및 질화규소로 이루어진 세라믹 소재를 포함하는 감응 발열체는, 수 초 내지 수십 초 내에서 사용자가 원하는 온도까지 발열이 가능하며, 비교적 저비용으로 높은 성능을 낼 수 있는 효과가 있고, 판상, 봉상, 주상 또는 허니컴 중 어느 하나의 형상으로 성형하는데 이용될 수도 있다.The sensitive heating element containing the ceramic material made of silicon carbide and silicon nitride is capable of generating heat up to the user's desired temperature within a few seconds to tens of seconds and has the effect of producing high performance at a relatively low cost, and has the effect of producing high performance at a relatively low cost, and has the effect of producing plate-shaped, rod-shaped, It may be used to mold into either a columnar or honeycomb shape.
본 발명을 설명하기 위한 도면에는 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 직사각형 단면의 판상으로 성형된 경우가 도시되어 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)는 필요에 따라 전술한 바와 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다.The drawing for explaining the present invention shows the case where the microwave-sensitive heating device 300 is molded into a plate shape with a rectangular cross-section, but the scope of the present invention is not limited thereto, and the microwave-sensitive heating device 300 is molded into a plate shape with a rectangular cross-section. Device 300 may be formed in various shapes as described above, if necessary.
또한 상기 저열팽창성 소결결합제는, 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 안정화된 형상으로 결정화되어 내열충격성을 높이고, 발열시 급격한 온도 변화에도 크랙이 발생하지 않도록 하는 효과를 가질 수 있다.In addition, the low thermal expansion sintering binder may have the effect of crystallizing the microwave-sensitive heating device 300 into a stabilized shape to increase thermal shock resistance and prevent cracks from occurring even when the temperature changes rapidly during heating.
또한 상기 유화 시스템(100)은 상기 가열부(120) 특히, 상기 기화부의 구역 별로 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)의 개수를 다르게 하거나, 또는 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)의 출력을 달리하여 상기 구역별로 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)의 발열정도를 다르게 하도록 구현될 수 있다. In addition, the emulsification system 100 varies the number of microwave-sensitive heating devices 300 for each zone of the heating unit 120, especially the vaporization unit, or varies the output of the microwave transmitting device 200. Accordingly, the degree of heat generation of the microwave-sensitive heating device 300 may be varied for each zone.
한편 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)의 출력을 제어하거나, 상기 제1이송로(121)의 고주파 유도 가열을 제어하기 위한 제어 시스템(150)의 구성이 도 8에 도시된다.Meanwhile, the configuration of a control system 150 for controlling the output of the microwave transmitting device 200 or controlling high frequency induction heating of the first transfer path 121 is shown in FIG. 8.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시스템의 개략적인 구성을 나타낸다.Figure 8 shows a schematic configuration of a control system according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어 시스템(150)은 입력부(151), 온도 감지부(152), 및/또는 제어부(153)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the control system 150 according to an embodiment of the present invention may include an input unit 151, a temperature detection unit 152, and/or a control unit 153.
상기 입력부(151)는 사용자로부터 설정온도를 포함하는 입력정보를 입력받을 수 있다. 또한 전술한 바와 같이 운용모드를 선택받을 수도 있다. The input unit 151 can receive input information including the set temperature from the user. Additionally, as described above, an operation mode may be selected.
구현 예에 따라, 상기 입력부(151)는 사용자로부터 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)의 출력정도에 관한 정보가 더 포함된 입력정보를 수동으로 입력받을 수도 있다.Depending on the implementation, the input unit 151 may manually receive input information further including information about the output level of the microwave transmitter 200 from the user.
상기 온도 감지부(152)는 온도를 감지할 수 있는 소정의 센서를 구비할 수 있다. 상기 온도 감지부(152)는 상기 이송로들의 내부 온도 또는 표면 온도 중 적어도 하나의 온도정보를 감지할 수 있다.The temperature sensing unit 152 may be equipped with a predetermined sensor capable of detecting temperature. The temperature sensing unit 152 may detect at least one temperature information of the internal temperature or surface temperature of the transfer paths.
전술한 바와 같이 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)는 상기 이송로들의 표면에 구비되어 발열하면서 상기 이송로들을 가열하게 되는데, 이에 따라 상기 이송로들의 표면의 온도가 상기 이송로들의 내부 온도에 비해 높게 측정될 수 있다. 다만, 상기 원료는 상기 이송로들의 내부에 위치하여 가열되므로, 상기 원료가 가열되는 온도를 측정하기 위해서는 상기 이송로들 내부의 온도를 정확하게 측정하는 것이 바람직할 수 있다.As described above, the microwave-sensitive heating device 300 is provided on the surface of the transfer passages and heats the transfer passages while generating heat. Accordingly, the temperature of the surface of the transfer passages is equal to the internal temperature of the transfer passages. It can be measured higher than that. However, since the raw material is located and heated inside the transfer passages, it may be desirable to accurately measure the temperature inside the transfer passages in order to measure the temperature at which the raw material is heated.
상기 제어부(153)는 상기 운용모드, 입력정보, 및/또는 상기 온도정보에 기초하여, 상기 이송로들(121, 122, 123) 각각의 온도를 제어할 수 있다. 물론 전술한 방와 같이 각 구역들(Z1~Z10)을 개별적으로 제어할 수 있다. 이를 위해 고주파 유도를 제어하거나, 히터, 및/또는 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)의 출력을 제어할 수 있다. The control unit 153 may control the temperature of each of the transfer paths 121, 122, and 123 based on the operation mode, input information, and/or the temperature information. Of course, like the room described above, each zone (Z1 to Z10) can be controlled individually. For this purpose, high frequency induction can be controlled, the heater, and/or the output of the microwave transmitting device 200 can be controlled.
상기 제어부(153)가 고주파 유도를 제어한다고 함은, 코일에 흘릴 전류의 양을 제어하거나, 전류를 흘릴지 여부를 제어하는 것을 의미할 수 있다. 또한 상기 제어부(143)가 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)의 출력을 제어한다고 함은, 상기 제어부(153)가 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)에 의해 출력되는 마이크로 웨이브의 주파수를 다르게 하거나, 또는 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)로부터 마이크로 웨이브가 도달하는 범위인 출력범위를 다르게 하는 것을 의미할 수 있다.The fact that the control unit 153 controls high frequency induction may mean controlling the amount of current to flow in the coil or controlling whether to flow the current. In addition, the control unit 143 controls the output of the microwave transmitter 200, meaning that the control unit 153 varies the frequency of the microwave output by the microwave transmitter 200, or This may mean varying the output range, which is the range where microwaves reach from the microwave transmitting device 200.
예를 들어, 상기 제어부(153)는 상기 입력부(151)에 의해 입력된 상기 입력정보에 따라 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)가 마이크로 웨이브를 출력하도록 제어할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 가열부(120)는 가열온도가 적어도 수백 ℃의 범위를 가지므로, 최초에는 가급적 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 최대한 발열할 수 있도록 할 수 있다. 이후, 상기 제어부(153)는 상기 온도 감지부(152)에 의해 감지된 상기 온도정보와 상기 입력정보를 비교하여, 상기 온도정보가 상기 입력정보 즉, 설정온도에 도달할 수 있도록 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)를 제어할 수 있다. For example, the control unit 153 may control the microwave transmitting device 200 to output microwaves according to the input information input by the input unit 151. As described above, since the heating part 120 has a heating temperature in the range of at least several hundred degrees Celsius, the microwave sensitive heating device 300 can initially generate as much heat as possible. Thereafter, the control unit 153 compares the temperature information detected by the temperature detection unit 152 with the input information and transmits the microwave so that the temperature information reaches the input information, that is, the set temperature. The device 200 can be controlled.
예컨대, 상기 온도 감지부(152)에 의해 감지된 현재 온도정보가 상기 설정온도에 비해 낮은 경우, 상기 제어부(153)는 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 계속해서 발열할 수 있도록, 또는 보다 높은 온도로 발열할 수 있도록 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)를 제어할 수 있다. For example, when the current temperature information detected by the temperature detection unit 152 is lower than the set temperature, the control unit 153 allows the microwave sensitive heating device 300 to continue generating heat, or The microwave transmitting device 200 can be controlled to generate heat at a higher temperature.
상기 온도 감지부(152)에 의해 감지된 현재 온도정보가 상기 설정온도에 비해 높은 경우에는, 상기 제어부(153)는 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 더 이상 발열하지 못하도록 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)를 제어하거나, 또는 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 보다 낮은 온도로 발열하도록 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)를 제어할 수도 있다.If the current temperature information detected by the temperature detection unit 152 is higher than the set temperature, the control unit 153 transmits the microwave to prevent the microwave sensitive heating device 300 from generating any more heat. The device 200 may be controlled, or the microwave transmitting device 200 may be controlled so that the microwave sensitive heat generating device 300 generates heat at a lower temperature.
즉, 상기 제어부(153)는 상기 온도 감지부(152)로부터 획득되는 상기 온도정보에 대한 피드백 작용을 통해 상기 온도정보가 상기 설정온도에 도달하거나 상기 온도정보를 현재 온도로 유지할 수 있도록 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)를 제어함으로써, 용이하고 효율적인 온도제어가 이루어지도록 할 수 있다. 이러한 제어는 전술한 바와 같이 고주파 유도에서도 동일 또는 유사한 방식으로 수행될 수 있다.That is, the control unit 153 uses the microwave to allow the temperature information to reach the set temperature or maintain the temperature information at the current temperature through a feedback action on the temperature information obtained from the temperature detection unit 152. By controlling the transmitting device 200, easy and efficient temperature control can be achieved. This control can be performed in the same or similar manner in high-frequency induction as described above.
한편, 상기 응축부(130)에 의해 상기 기체가 응축될 때, 상기 응축부(130)에 포함되는 복수 개의 응축기들 내부에 구비된 다수의 기체유로들 내에 유기물이 쌓여 상기 기체유로가 막히거나 상기 기체유로의 통로가 좁아지는 코킹(choke)현상이 발생할 수 있다.Meanwhile, when the gas is condensed by the condensing unit 130, organic substances accumulate in the plurality of gas passages provided inside the plurality of condensers included in the condensing section 130, and the gas passages are blocked or the gas passages are clogged. A coking phenomenon that narrows the gas flow path may occur.
상기 응축부(130)에서 상기 기체가 응축되는 과정을 간략히 설명하면, 상기 복수 개의 응축기들 중 제1응축기의 내부에는 전술한 바와 같이 상기 기체가 유입되는 다수의 기체유로들이 구비될 수 있는데, 상기 복수 개의 응축기들 내부에서 기체유로들 주변에 냉수를 흘리는 방식으로 상기 기체유로들에 유입된 기체를 식혀 연화시킬 수 있도록 구현될 수 있다.Briefly explaining the process of condensing the gas in the condenser 130, the interior of the first condenser among the plurality of condensers may be provided with a plurality of gas passages through which the gas flows as described above. It can be implemented to cool and soften the gas flowing into the gas passages by flowing cold water around the gas passages inside a plurality of condensers.
이때, 상기 기체가 연화되는 과정에서 상기 기체유로 내에 유기물이 쌓여 상기 기체유로가 막히거나 상기 기체의 이송통로가 좁아지면서 상기 코킹현상이 발생할 수 있다.At this time, in the process of softening the gas, organic matter may accumulate in the gas passage, blocking the gas passage or narrowing the gas transfer passage, causing the coking phenomenon.
이러한 코킹현상이 발생한 경우에는 상기 기체의 원활한 유입에 방해가 되는 것은 물론, 내부 압력이 증가하여 폭발할 위험이 존재할 수 있다. 따라서 코킹현상이 발생한 경우 해당 기체유로의 코킹현상을 해소 및/또는 완화할 필요가 있다.If this coking phenomenon occurs, not only does it interfere with the smooth inflow of the gas, but there may also be a risk of explosion due to increased internal pressure. Therefore, when a coking phenomenon occurs, it is necessary to eliminate and/or alleviate the coking phenomenon in the relevant gas flow path.
전술한 바와 같이, 종래에는 이러한 코킹현상을 해결하기 위해, 시스템의 탱크나 기체유로(파이프) 등을 분해하여 세정하거나, 시스템의 구동을 멈추고 별도의 세정액(예컨대, 알칼리, 산, 염소 제제 및/또는 계면활성제 등)을 유입시키는 방식이 주로 사용되어 왔다.As mentioned above, in the past, in order to solve this coking phenomenon, the tank or gas flow path (pipe) of the system was disassembled and cleaned, or the system was stopped running and a separate cleaning solution (e.g., alkali, acid, chlorine agent and/or or surfactant, etc.) has been mainly used.
이러한 종래의 방식은 어떠한 경우든 시스템의 구동을 중단해야하기 때문에 폐플라스틱의 유화 공정에 연속성이 떨어질 수밖에 없으며, 이에 따른 효율성 저하와 부대비용의 증가와 같은 문제점이 존재하였다.In this conventional method, the operation of the system must be stopped in any case, so the continuity of the emulsification process of waste plastic is inevitably reduced, and there are problems such as a decrease in efficiency and an increase in incidental costs.
따라서 본 발명은 폐플라스틱의 유화 공정을 중단하지 않고, 공정 중에 상기 응축부(130)에 의해 생성된 상기 1차 오일을 이용하여 상기 코킹현상을 해소할 수 있는 기술적 사상을 제공함으로써 전술한 문제점들을 해결할 수 있다. Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems by providing a technical idea that can solve the coking phenomenon by using the primary oil generated by the condensation unit 130 during the process without stopping the emulsification process of waste plastic. It can be solved.
예를 들면, 전술한 바와 같이 상기 응축부(130)는 상기 전처리부(110) 및 상기 가열부(120)를 지나 이송되면서 상기 원료가 기화된 기체가 유입될 수 있다. 이때 상기 복수 개의 응축기들 각각은 상기 기체가 유입되기 위한 유입로들이 각각 연결되어 있을 수 있다.For example, as described above, the condensation unit 130 may be transported through the pretreatment unit 110 and the heating unit 120, and the gas in which the raw material has been vaporized may be introduced. At this time, each of the plurality of condensers may be connected to inflow passages through which the gas flows.
본 발명의 실시 예에 의하면, 평상시에는 상기 복수 개의 응축기들이 모두 사용되는 것이 아니라, 상기 복수 개의 응축기들 중 제1응축기에만 상기 기체가 유입되어 응축될 수 있다. 예컨대, 상기 제1응축기로 상기 기체가 유입될 수 있도록 상기 제1응축기와 연결된 유로는 개방되고, 제2응축기로 상기 기체가 유입될 수 있도록 상기 제2응축기와 연결되는 유로는 단절된 상태로 폐플라스틱의 유화 공정이 진행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in normal times, all of the plurality of condensers are not used, and the gas may flow into and be condensed only in the first condenser among the plurality of condensers. For example, the flow path connected to the first condenser is opened to allow the gas to flow into the first condenser, and the flow path connected to the second condenser is cut off to allow the gas to flow into the second condenser. The emulsification process may proceed.
그러다가 상기 제1응축기 내부의 기체유로에 상기 코킹현상이 발생하는 경우, 상기 폐플라스틱 유화 시스템(100)은 상기 기체의 제1응축기로의 유입을 차단하고, 상기 기체가 상기 제2응축기로 유입될 수 있도록 할 수 있다.Then, when the coking phenomenon occurs in the gas passage inside the first condenser, the waste plastic emulsification system 100 blocks the inflow of the gas into the first condenser, and prevents the gas from flowing into the second condenser. You can do it.
그리고 상기 제2응축기를 통해서 상기 기체의 응축이 진행되는 동안, 상기 제1응축기의 코킹현상을 해소할 수 있다.And while condensation of the gas progresses through the second condenser, the coking phenomenon in the first condenser can be resolved.
이러한 경우, 상기 제1응축기에서 상기 코킹현상이 발생하였다 하더라도 상기 제1응축기의 세정을 위해 시스템의 가동을 중단할 필요가 없어 연속성 있는 폐플라스틱 유화 공정이 진행될 수 있다.In this case, even if the coking phenomenon occurs in the first condenser, there is no need to stop operation of the system to clean the first condenser, so a continuous waste plastic emulsification process can proceed.
또한 이를 위한 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 가열부(120)로부터 더 이상 상기 기체가 유입되지 않는 상기 제1응축기를 분해하거나 별도의 세정액을 투입하는 등의 종래의 방식이 아닌, 폐플라스틱의 유화 공정 과정을 이용하여 상기 제1응축기의 코킹현상을 해소할 수 있다.In addition, according to the technical idea of the present invention for this purpose, instead of the conventional method such as disassembling the first condenser from which the gas no longer flows from the heating unit 120 or injecting a separate cleaning solution, waste plastic The coking phenomenon in the first condenser can be resolved using an emulsification process.
예컨대, 전술한 상기 오일탱크에 저장된 상기 1차 오일이 상기 복수 개의 응축기들로 공급될 수 있는 공급유로가 연결되고, 상기 코킹현상이 발생한 상기 제1응축기에 상기 1차 오일이 유입되면서 상기 1차 오일에 의해 상기 코킹현상을 해소할 수 있다.For example, a supply passage through which the primary oil stored in the above-described oil tank can be supplied to the plurality of condensers is connected, and as the primary oil flows into the first condenser where the coking phenomenon occurred, the primary oil The coking phenomenon can be resolved with oil.
상기 1차 오일은 상기 오일탱크에 저장되어 있다가 상기 코킹현상이 발생하는 경우 해당 응축기로 공급될 수 있지만, 바람직하게는 상기 오일탱크에 의해 전술한 바와 같이 상기 1차 오일이 가열되고, 가열된 1차 오일이 상기 제1응축기로 공급되는 것이 코킹현상 해소에 보다 효과적일 수 있다.The primary oil may be stored in the oil tank and supplied to the condenser when the coking phenomenon occurs, but preferably, the primary oil is heated by the oil tank as described above, and the heated Supplying primary oil to the first condenser may be more effective in resolving the coking phenomenon.
이때 상기 오일탱크의 가열을 위해, 본 발명의 기술적 사상에 따른 마이크로 웨이브 발신장치(200) 및 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 이용될 수 있다.At this time, to heat the oil tank, a microwave transmitting device 200 and a microwave-sensitive heating device 300 according to the technical idea of the present invention may be used.
한편 이처럼 상기 복수 개의 응축기들 내의 기체유로에 코킹현상이 발생하였는지 여부를 판단하기 위해, 상기 폐플라스틱 유화 시스템(100)은 상기 기체유로의 유속을 감지할 수 있는 유속감지부(미도시)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, in order to determine whether coking has occurred in the gas passages in the plurality of condensers, the waste plastic emulsification system 100 further includes a flow rate detection unit (not shown) capable of detecting the flow rate of the gas passages. It can be included.
일 실시 예에 의하면, 상기 유속감지부(미도시)는 기체의 흐름을 감지할 수 있는 소정의 센서 시스템으로 구현될 수 있다. 기체의 흐름은, 예컨대 상기 기체가 흐르는 속도 및/또는 일정 구간에 흐르는 상기 기체의 양을 의미할 수 있다.According to one embodiment, the flow rate sensor (not shown) may be implemented as a sensor system capable of detecting the flow of gas. The flow of gas may mean, for example, the speed at which the gas flows and/or the amount of gas flowing in a certain section.
상기 유속감지부(미도시)는 상기 기체유로에 코킹현상이 발생하여 상기 기체유로(10)의 통로 면적이 좁아지는 경우 변화하는 상기 기체유로 내부의 기체의 흐름 변화에 기초하여 코킹현상 발생 여부를 판단할 수 있다. 그리고 상기 폐플라스틱 유화 시스템(100)은 상기 유속감지부(미도시)의 판단결과에 따라 상기 복수 개의 응축기들 각각으로 상기 기체의 유입/차단(유로의 개폐) 여부를 제어할 수 있다.When a coking phenomenon occurs in the gas passage and the passage area of the gas passage 10 narrows, the flow rate detection unit (not shown) determines whether the coking phenomenon occurs based on the change in the flow of gas inside the gas passage. You can judge. And the waste plastic emulsification system 100 can control whether the gas is introduced into or blocked (opening or closing the flow path) to each of the plurality of condensers according to the judgment result of the flow rate detection unit (not shown).
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 운영모드들을 설명하기 위한 도면이다.Figure 10 is a diagram for explaining operating modes according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 전술한 바와 같이 상기 유화시스템(1)은 복수의 운용모드들 중 어느 하나로 운용될 수 있다. 그리고 각각의 운용모드별로 이송로들(121, 122, 123)에 포함된 각 구역들(예컨대, Z1 내지 Z10)별 온도구간이 서로 다르게 미리 설정될 수 있다. Referring to FIG. 10, as described above, the emulsification system 1 may be operated in one of a plurality of operation modes. And for each operation mode, the temperature section for each zone (eg, Z1 to Z10) included in the transfer paths 121, 122, and 123 may be set differently in advance.
각각의 운용모드들은 원료(10)의 주된 종류가 무엇인지에 따라 각각 적합하게 설정될 수 있다.Each operating mode can be appropriately set depending on the main type of raw material 10.
예컨대, 복수의 운용모드들 중 제1모드는 원료의 주된 종류가 폐낚시줄일 수 있다. 그리고 이러한 경우 제2이송로(122)에 포함된 구역들은 각각 온도구간 (a1~a2, a2~a3, a3~a4, a4~a5)으로 설정될 수 있다. 또한 제3이송로(123)에 포함된 구역들은 각각 온도구간 (b1~b2, b2~b3, b3~b4, b4~b5)으로 설정될 수 있다. 각 원료별로 어떤 온도구간으로 설정하는 것이 바람직한지는 원료별 열특성에 따라 다양하게 설정될 수 있음은 물론이다.For example, in the first mode among the plurality of operation modes, the main type of raw material may be waste fishing line. And in this case, the zones included in the second transfer path 122 can each be set to temperature sections (a1 to a2, a2 to a3, a3 to a4, and a4 to a5). Additionally, the zones included in the third transfer path 123 can each be set to temperature sections (b1~b2, b2~b3, b3~b4, and b4~b5). Of course, what temperature range is desirable to set for each raw material can be set in various ways depending on the thermal characteristics of each raw material.
한편 복수의 운용모드들 중 제2모드는 원료의 주된 종류가 폐타이어일 수 있다. 그리고 이러한 경우 제2이송로(122)에 포함된 구역들은 각각 온도구간 (c1~c2, c2~c3, c3~c4, c4~c5)으로 설정될 수 있다. 또한 제3이송로(123)에 포함된 구역들은 각각 온도구간 (d1~d2, d2~d3, d3~d4, d4~d5)으로 설정될 수 있다. Meanwhile, in the second mode among the plurality of operation modes, the main type of raw material may be waste tires. And in this case, the areas included in the second transfer path 122 can each be set to a temperature range (c1~c2, c2~c3, c3~c4, c4~c5). Additionally, the zones included in the third transfer path 123 can each be set to temperature sections (d1 to d2, d2 to d3, d3 to d4, and d4 to d5).
또한 실시 예에서는 연속된 선행구역의 온도구간의 상한선이 다음 구역의 온도구간의 하한선과 동일하게 설정한 일 예를 도시하고 있으나 반드시 이에 국한될 필요는 없음을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다. 또한 선행구역의 온도구간에 비해 후행구역의 온도구간이 더 높게 설정될 수 있음은 전술한 바와 같다. In addition, the embodiment shows an example in which the upper limit of the temperature section of the consecutive preceding zone is set to be the same as the lower limit of the temperature section of the next zone, but the average expert in the technical field of the present invention will easily understand that it is not necessarily limited to this. It can be inferred. In addition, as described above, the temperature section of the trailing zone may be set higher than the temperature section of the preceding zone.
결국 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼재된 원료가 투입되는 경우에도 가열로의 온도를 단계적으로 높이면서 해당 원료의 열분해 효율이 높은 온도구간들을 선택하여 가열을 수행함으로써 품질좋은 재생유를 생산할 수 있는 효과가 있다.Ultimately, according to the technical idea of the present invention, even when raw materials mixed with different types of plastic are input, the temperature of the heating furnace is gradually increased, and temperature sections with high thermal decomposition efficiency of the raw materials are selected and heating is performed to ensure high quality. It has the effect of producing recycled oil.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템을 통해 배출되는 슬러지의 성분분석 결과를 나타내는 도면이다.Figure 11 is a diagram showing the results of component analysis of sludge discharged through a system according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 따라, 유분 액상이 다음 이송로 또는 슬러지에 포함되지 않도록 전술한 바와 같이 이송로들(예컨대, 122, 123) 각각의 경사구조 및 방지턱(122-2, 122-3)이 구비된 유화시스템(100)을 이용하여 재생유를 생산하는 경우에 배출되는 슬러지(잔사)의 성분을 공공기관(한국산업기술대학교)에 의뢰하여 분석한 결과를 나타낸다.Figure 11 shows the inclined structure and bumps 122-2, 122- of each of the transfer paths (e.g., 122, 123) as described above so that the oil liquid is not included in the next transfer path or sludge, according to the technical idea of the present invention. 3) shows the results of analysis of the components of sludge (residue) discharged when producing recycled oil using the emulsification system 100 equipped with a public institution (Korea University of Technology and Technology).
도 11에 도시된 바와 같이 3개의 시료들을 대상으로 분석을 한 결과, 슬러지에는 무게비로는 평균적으로 95.22%의 탄소, 원소비로는 97.03%가 포함된 고순도 탄소 슬러지가 배출됨을 알 수 있다. 또한 무게비로 산소의 경우 3.52%, 철의 경우 1.26%가 슬러지에 포함되어 있으며, 원소비로는 산소의 경우 2.69%, 철의 경우 0.27%만이 슬러지에 포함되어 있음을 확인할 수 있다.As a result of analysis of three samples as shown in Figure 11, it can be seen that the sludge is discharged as high-purity carbon sludge containing, on average, 95.22% carbon by weight and 97.03% by element ratio. In addition, it can be confirmed that 3.52% of oxygen and 1.26% of iron are contained in the sludge by weight, and that only 2.69% of oxygen and 0.27% of iron are contained in the sludge by elemental ratio.
이러한 고순도 탄소 슬러지는 재생고무의 생산이나 기타 다양한 산업에 재활용 원료로 이용될 수 있는 효과가 있다.This high-purity carbon sludge can be used as a recycled raw material for the production of recycled rubber and various other industries.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached registration claims.
Claims (9)
폐플라스틱을 포함하는 원료가 이송되는 적어도 하나의 이송로를 포함하며, 상기 원료를 가열하기 위한 가열부; 및
상기 가열부의 가열을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하며,
상기 가열부에 의해 가열된 원료로부터 생성되는 기체를 응축하여 1차 오일을 생성하는 응축부를 포함하며,
상기 가열부는,
적어도 일부 구역이 제1가열방식으로 가열되어 투입된 고체상태의 원료를 연화하기 위한 제1이송로; 및
적어도 일부 구역이 제2가열방식으로 가열되어 상기 제1이송로로부터 이송되는 연화된 원료를 기화시켜 상기 기체를 생성하기 위한 제2이송로 및 제3이송로를 포함하고,
상기 제2이송로 및 상기 제3이송로는 각각,
초입부에 비해 말단부의 높이가 소정 높이만큼 높아지도록 경사 구조를 형성하며, 이송로 내의 액상 유분이 배출구로 낙하하는 것을 방지하기 위해 상기 원료의 이송방향으로 배출구의 전단에 위치하며 배출구 방향으로 소정의 기울기를 가지도록 형성되는 방지턱을 구비하는 것을 특징으로 하며,
상기 제2이송로 및 상기 제3이송로는,
개별적으로 가열이 제어될 수 있는 복수의 구역들로 구분되며, 각의 구역들은 초입구간부터 이송방향을 따라 말단구간으로 갈수록 점차 높은 온도구간을 가지도록 가열이 수행되며,
상기 제어시스템은,
상기 원료의 종류에 따라 복수의 운용모드들 중 어느 하나를 사용자로부터 선택받고, 상기 운용모드들 별로 상기 적어도 하나의 이송로 각각에 포함된 복수의 구역들 각각의 온도구간 정보가 서로 다르게 미리 설정되어 있어 선택받은 운용모드에 따라 미리 설정된 각각의 온도구간 정보에 상응하도록 상기 복수의 구역들이 가열되는 것을 특징으로 하는 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템.
In the waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency,
It includes at least one transfer path through which raw materials including waste plastic are transferred, and a heating unit for heating the raw materials; and
It includes a control system for controlling heating of the heating unit,
It includes a condensation unit that condenses the gas generated from the raw material heated by the heating unit to generate primary oil,
The heating unit,
A first transfer path for softening the input solid raw material by heating at least a portion of the area using a first heating method; and
At least a portion of the area is heated by a second heating method to vaporize the softened raw material transferred from the first transfer path, comprising a second transfer path and a third transfer path to generate the gas;
The second transfer path and the third transfer route are, respectively,
An inclined structure is formed so that the height of the distal end is higher by a predetermined height compared to the inlet, and in order to prevent the liquid oil in the transfer path from falling into the outlet, it is located at the front of the outlet in the transfer direction of the raw material and has a predetermined amount in the outlet direction. It is characterized by having a bump formed to have an inclination,
The second transfer route and the third transfer route,
It is divided into a plurality of zones where heating can be individually controlled, and each zone is heated to have a gradually higher temperature range from the entry section to the end section along the transport direction.
The control system is,
One of a plurality of operating modes is selected by the user according to the type of the raw material, and temperature section information for each of the plurality of zones included in each of the at least one transfer path is preset differently for each of the operating modes. A waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency, wherein the plurality of zones are heated to correspond to each temperature section information preset according to the selected operation mode.
상기 제1이송로와 상기 제2이송로를 연결하며 상기 제1이송로에서 연화된 상기 연화된 원료를 상기 제2이송로로 이동시키는 제1이동통로; 및
소정의 기체를 상기 제1이동통로 상의 소정의 위치에 주입하기 위한 기체라인을 더 포함하며,
상기 기체라인은 상기 가열부의 운용이 시작되면 상기 운용시간 동안 지속적으로 상기 기체를 주입하는 것을 특징으로 하는 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템.
The waste plastic emulsification system of claim 1, wherein the waste plastic emulsification system has improved heating and reduction efficiency,
a first moving passage connecting the first conveying passage and the second conveying passage and moving the softened raw material softened in the first conveying passage to the second conveying passage; and
It further includes a gas line for injecting a predetermined gas into a predetermined position on the first movement passage,
A waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency, wherein the gas line continuously injects the gas during the operation time when the heating unit starts operating.
소정의 기체를 상기 제2이송로의 초입부의 소정 위치에 주입하기 위한 기체라인을 더 포함하며,
상기 기체라인은 상기 가열부의 운용이 시작되면 상기 운용시간 동안 지속적으로 상기 기체를 주입하는 것을 특징으로 하는 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템.
The waste plastic emulsification system of claim 1, wherein the waste plastic emulsification system has improved heating and reduction efficiency,
It further includes a gas line for injecting a predetermined gas into a predetermined position at the beginning of the second transfer path,
A waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency, wherein the gas line continuously injects the gas during the operation time when the heating unit starts operating.
시간당 상기 원료의 부피대비 1% 내지 10%의 양으로 주입되는 것을 특징으로 하는 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템.
The method of claim 3, wherein the gas is:
A waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency, characterized in that it is injected in an amount of 1% to 10% of the volume of the raw material per hour.
개별적으로 가열이 제어될 수 있는 복수의 구역들로 구분되며,
각각의 구역들은 초입구간부터 이송방향을 따라 말단구간으로 갈수록 점차 높은 온도구간을 가지도록 가열이 수행되며,
상기 제3이송로의 초입구간에 상응하는 구역은 제2이송로의 각 구역들에 비해 높은 온도구간을 가지도록 가열되는 것을 특징으로 하는 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템.
The method of claim 1, wherein each of the second transfer path and the third transfer path,
Divided into a plurality of zones whose heating can be individually controlled,
Each zone is heated to have a gradually higher temperature range from the initial section to the end section along the transport direction.
A waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency, characterized in that the area corresponding to the entrance section of the third transfer path is heated to have a higher temperature section than each zone of the second transfer path.
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