KR102599856B1 - Composition for pelletizing carbon black produced through thermal decomposition from waste tire - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물은, 카본블랙 75 내지 85 중량%; 및 애쉬(ash) 및 무기첨가물을 15 내지 25 중량% 포함하며, 상기 조성물은 물 및 양이온 계면활성제와 혼합되며, 상기 물은 카본블랙 100 중량부에 대해 40 내지 50 중량부이며, 상기 양이온 계면활성제는 카본블랙 100 중량부에 대해 0.1 내지 1 중량부이다.The composition for pelletizing carbon black according to the present invention contains 75 to 85% by weight of carbon black; and 15 to 25% by weight of ash and inorganic additives, and the composition is mixed with water and a cationic surfactant, wherein the water is 40 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of carbon black, and the cationic surfactant is 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of carbon black.
Description
본 발명은 카본블랙을 더 안전하게 보관 및 이송하기 위해 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for pelletizing carbon black for safer storage and transportation of carbon black.
국내외에서 많은 폐기물로써 폐타이어, 폐플라스틱 등의 유기고분자 폐기물이 발생한다. 특히 폐타이어는 매년 세계적으로 약 15억개가 발생하고 있으며 무게로는 약 1500만톤에 해당한다. 우리나라의 경우도 2021년 약 38만톤의 페타이어가 발생하였다. 이들 폐기물의 처리는 매립, 소각 및 재활용으로 구분되며, 매립은 폐타이어와 폐플라스틱이 잘 썩지 않는 성질이 있어 적당한 매립지를 지속적으로 개발해야 하는 문제가 있으며, 토양오염 문제가 중요시 되면서 폐기물 처리 방법 중 비중이 적어지고 있다. 한편 소각은 단시간에 부피를 최소화할 수 있으며 소각시 발생하는 열을 이용할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 소각시 발생하는 다이옥신 등 대기 오염물질의 배출이 문제되면서 대체 기술개발이 요구되고 있다.Organic polymer waste, such as waste tires and waste plastic, is generated as a large amount of waste domestically and internationally. In particular, approximately 1.5 billion waste tires are produced worldwide every year, equivalent to approximately 15 million tons in weight. In the case of Korea, approximately 380,000 tons of fetire was produced in 2021. The treatment of these wastes is divided into landfill, incineration, and recycling. Landfill is a problem that requires continuous development of suitable landfills because waste tires and waste plastics do not rot easily. As the issue of soil pollution becomes more important, landfill is one of the waste disposal methods. The proportion is decreasing. Meanwhile, incineration has the advantage of being able to minimize the volume in a short period of time and using the heat generated during incineration. However, as emissions of air pollutants such as dioxins generated during incineration become a problem, the development of alternative technologies is required.
따라서, 폐타이어의 재활용은 폐기물의 발생량을 감소시키고 매립이나 소각 등으로 인해 발생할 수 있는 환경오염 문제를 해결할 수 있는 다른 대안으로 기대된다.Therefore, recycling of waste tires is expected to be another alternative that can reduce the amount of waste generated and solve environmental pollution problems that may occur due to landfilling or incineration.
폐타어이의 재활용 방법 중 가장 많이 사용되는 열분해 법은 무산소 상태에서 유기 폐기물을 500~800℃의 온도에서 열적으로 분해하는 방법을 말한다.The most widely used method of recycling waste tires is pyrolysis, which thermally decomposes organic waste at a temperature of 500 to 800 degrees Celsius in anoxic conditions.
이와 관련하여, 공개특허 제10-2019-0084713호는 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 카본블랙 제조 시스템 및 방법을 개시한다. 하지만, 상기 특허는 이러한 펠레타이징을 위한 카본블랙 조성물에 대하여는 구체적으로 개시하지 않는다.In this regard, Patent Publication No. 10-2019-0084713 discloses a system and method for purifying char and producing carbon black through thermal decomposition of waste tires. However, the patent does not specifically disclose a carbon black composition for such pelletizing.
본 발명의 목적은 잘 뭉치며 이송 시 깨지지 않고 사용 시 잘 깨지는 정도의 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a composition for pelletizing carbon black that agglomerates well, does not break during transport, and is brittle when used.
본 발명에 따른 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물은, 카본블랙 75 내지 85 중량%; 및 애쉬(ash) 및 무기첨가물을 15 내지 25 중량% 포함하며, 상기 조성물은 물 및 양이온 계면활성제와 혼합되며, 상기 물은 카본블랙 100 중량부에 대해 40 내지 50 중량부이며, 상기 양이온 계면활성제는 카본블랙 100 중량부에 대해 0.1 내지 1 중량부일 수 있다.The composition for pelletizing carbon black according to the present invention contains 75 to 85% by weight of carbon black; and 15 to 25% by weight of ash and inorganic additives, and the composition is mixed with water and a cationic surfactant, wherein the water is 40 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of carbon black, and the cationic surfactant May be 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of carbon black.
일 실시예에서, 무기첨가물은 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2), 황화아연(ZnS) 및 탄산칼슘(CaCO3) 중 하나 이상을 포함 수 있다.In one embodiment, the inorganic additive may include one or more of zinc oxide (ZnO), magnesium oxide (MgO), silica (SiO2), zinc sulfide (ZnS), and calcium carbonate (CaCO3).
일 실시예에서, 조성물이 물 및 양이온 계면활성제와 혼합되고 펠레타이징된 경우, 펠렛화된 카본블랙은 펠렛 경도가 20 내지 50일 수 있다.In one embodiment, when the composition is mixed with water and a cationic surfactant and pelletized, the pelletized carbon black may have a pellet hardness of 20 to 50.
일 실시예에서, 양이온 계면활성제는 아미도 이미다졸리니움, 스테아릴 아민아세테이트, 라우릴트리메틸암모늄클로라이드, 디아미도 알콕실레이트 4차 암모늄 및 디에스테르 알콕실레이트 4차 암모늄 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the cationic surfactant may include one or more of amido imidazolinium, stearyl amine acetate, lauryltrimethylammonium chloride, diamido alkoxylate quaternary ammonium, and diester alkoxylate quaternary ammonium. You can.
본 발명에 따른 카본 블랙 시스템은, 폐타이어가 투입되는 부분인 공급부; 상기 공급부로부터 공급된 폐타이어를 열분해하는 열분해부로서, 상기 열분해부에서 폐타이어는 열분해되어 가스, 오일, 차르 및 철을 포함하는, 열분해부; 상기 열분해부에서 연소에 의해 발생하는 연도 가스가 보내지는 배기부로서, 상기 배기부는 이송된 가스를 압축하는 압축부, 질소를 제거하는 탈질부 및 가스에서 황을 제거하는 탈황부를 포함하는, 배기부; 상기 열분해부에서 분해된 오일증기가 보내지는 응축부로서, 상기 응축부는 열분해부와 수평으로 위치되고, 열분해부에 근접하여 위치되며, 응축부는 오일증기를 응축시켜 오일을 생성시키고, 응축되지 않은 비응축성 가스를 열분해부에 이송하여 연소에 사용하는, 응축부; 상기 열분해부에서 분해된 차르가 보내지는 선별부로서, 상기 선별부에서 차르는 철을 포함하는 이물질로부터 분리되는, 선별부; 상기 선별부로부터 보내진 차르가 저장되는 저장부; 상기 저장부로부터 차르가 보내지는 분쇄부로서, 상기 분쇄부는 차르를 미립 또는 미분의 형태로 분쇄하여 카본블랙으로 형성하는, 분쇄부; 상기 분쇄부로부터 카본블랙이 보내지는 성형부로서, 상기 성형부는 카본블랙을 펠레타이징하는 펠레타이저를 포함하는, 성형부; 상기 성형부에서 펠렛화된 카본블랙이 보내져서 냉각 및 건조되는 냉각 및 건조부; 및 상기 냉각 및 건조부로부터 보내진 펠렛화된 카본블랙을 포장하는 포장부;를 포함하며, 상기 펠레타이저에는 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물이 첨가되며, 상기 조성물은: 카본블랙 75 내지 85 중량%; 및 애쉬(ash) 및 무기첨가물을 15 내지 25 중량% 포함하며, 상기 조성물은 물 및 양이온 계면활성제와 혼합되며, 상기 물은 카본블랙 100 중량부에 대해 40 내지 50 중량부이며, 상기 양이온 계면활성제는 카본블랙 100 중량부에 대해 0.1 내지 1 중량부일 수 있다.The carbon black system according to the present invention includes a supply part where waste tires are input; A pyrolysis unit that thermally decomposes the waste tires supplied from the supply unit, wherein the waste tires are pyrolyzed to contain gas, oil, char, and iron; An exhaust unit to which flue gas generated by combustion in the pyrolysis unit is sent, wherein the exhaust unit includes a compression unit for compressing the transferred gas, a denitrification unit for removing nitrogen, and a desulfurization unit for removing sulfur from the gas. ; A condensation section to which the oil vapor decomposed in the pyrolysis section is sent. The condensation section is located horizontally with the pyrolysis section and is located close to the pyrolysis section. The condensation section condenses the oil vapor to generate oil, and the non-condensed non-condensing section condenses the oil vapor. A condensation unit that transfers the oxidized gas to the pyrolysis unit and uses it for combustion; A sorting unit to which the char decomposed in the pyrolysis unit is sent, wherein the char is separated from foreign substances containing iron; a storage unit in which the char sent from the selection unit is stored; A pulverizing section to which the char is sent from the storage unit, wherein the pulverizing section pulverizes the char into fine particles or fine powder to form carbon black; a molding portion to which carbon black is sent from the pulverizing portion, the molding portion including a pelletizer for pelletizing the carbon black; a cooling and drying section where the pelletized carbon black from the forming section is sent to be cooled and dried; and a packaging unit for packaging the pelletized carbon black sent from the cooling and drying unit, wherein a composition for pelletizing carbon black is added to the pelletizer, and the composition includes: Carbon Black 75 to 85. weight%; and 15 to 25% by weight of ash and inorganic additives, and the composition is mixed with water and a cationic surfactant, wherein the water is 40 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of carbon black, and the cationic surfactant May be 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of carbon black.
일 실시예에서, 무기첨가물은 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2), 황화아연(ZnS) 및 탄산칼슘(CaCO3) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the inorganic additive may include one or more of zinc oxide (ZnO), magnesium oxide (MgO), silica (SiO2), zinc sulfide (ZnS), and calcium carbonate (CaCO3).
일 실시예에서, 조성물이 물 및 양이온 계면활성제와 혼합되고 펠레타이징된 경우, 펠렛화된 카본블랙은 펠렛 경도가 20 내지 50일 수 있다.In one embodiment, when the composition is mixed with water and a cationic surfactant and pelletized, the pelletized carbon black may have a pellet hardness of 20 to 50.
일 실시예에서, 양이온 계면활성제는 아미도 이미다졸리니움, 스테아릴 아민아세테이트, 라우릴트리메틸암모늄클로라이드, 디아미도 알콕실레이트 4차 암모늄 및 디에스테르 알콕실레이트 4차 암모늄 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the cationic surfactant may include one or more of amido imidazolinium, stearyl amine acetate, lauryltrimethylammonium chloride, diamido alkoxylate quaternary ammonium, and diester alkoxylate quaternary ammonium. You can.
본 발명에 따른 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물은 기존 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물과 비교하여 더 잘 뭉칠 수 있다.The composition for pelletizing carbon black according to the present invention can aggregate better compared to the composition for pelletizing existing carbon black.
또한, 본 발명에 따른 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물은 이송 시에 깨지지 않으면서 사용 시에 잘 깨지는 정도의 경도를 가질 수 있다.In addition, the composition for pelletizing carbon black according to the present invention may have a hardness that is brittle when used without breaking during transport.
도 1은 본 발명에 따른 폐타이어 열분해를 통한 카본블랙 제조 시스템을 나타내는 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a carbon black production system through thermal decomposition of waste tires according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도 1은 본 발명에 따른 폐타이어 열분해를 통한 카본블랙 제조 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 폐타이어 열분해를 통한 카본블랙 제조 시스템은 공급부(10), 열분해부(20), 배기부(30), 응축부(40), 선별부(50), 저장부(60), 분쇄부(70), 성형부(80), 건조 및 냉각부(90) 및 포장부(100)를 포함할 수 있다.Figure 1 is a diagram showing a carbon black production system through thermal decomposition of waste tires according to the present invention. Referring to Figure 1, the carbon black production system through pyrolysis of waste tires according to the present invention includes a supply unit 10, a pyrolysis unit 20, an exhaust unit 30, a condensation unit 40, a sorting unit 50, and a storage unit. It may include a unit 60, a grinding unit 70, a forming unit 80, a drying and cooling unit 90, and a packaging unit 100.
공급부(10)는 폐타이어가 투입되는 부분일 수 있다. 공급부(10)는 투입된 폐타이어를 공급부(10) 내부의 드래그 컨베이어를 통해 이송되어 저장 사일로(storage silo)에 저장할 수 있다. 저장 사일로에 저장된 폐타이어는 배출 컨베이어 벨트를 통해 배출되어 열분해부(20)로 향할 수 있다.The supply unit 10 may be a part where waste tires are input. The supply unit 10 may transport the input waste tires through a drag conveyor inside the supply unit 10 and store them in a storage silo. Waste tires stored in the storage silo may be discharged through a discharge conveyor belt and headed to the pyrolysis unit 20.
열분해부(20)는 공급부(10)로부터 공급된 폐타이어를 열분해하는 부분일 수 있다. 열분해부(20)는 열풍로에서 발생되는 고온가스가 반응기 내부로 유입되어 폐타이어를 고온, 예를 들어 300 내지 800℃로 가열시킬 수 있다. 반응기는 외부와 기밀되어 무산소 또는 희박 산소 분위기에서 동작하며, 이를 유지하기 위해 반응기의 일 단부에 질소가 공급될 수 있다. 가열된 폐타이어는 가스, 오일, 차르(char) 및 철 등으로 분해될 수 있다.The pyrolysis unit 20 may be a part that thermally decomposes waste tires supplied from the supply unit 10. The pyrolysis unit 20 allows high-temperature gas generated from the hot stove to flow into the reactor to heat the waste tire to a high temperature, for example, 300 to 800°C. The reactor is airtight from the outside and operates in an oxygen-free or diluted oxygen atmosphere, and nitrogen may be supplied to one end of the reactor to maintain this. Heated waste tires can decompose into gas, oil, char, and iron.
열분해부(20)에서 연소에 의해 발생하는 연도 가스(flue gas)는 배기부(30)로 보내질 수 있다. 배기부(30)는 이송된 가스를 압축하는 압축부, 가스에서 질소를 제거하는 탈질부 및 가스에서 황을 제거하는 탈황부를 포함할 수 있다. 이러한 부분을 거쳐 배출되는 배기 가스는 대기 오염으로부터 더 안전할 수 있다.Flue gas generated by combustion in the pyrolysis unit 20 may be sent to the exhaust unit 30. The exhaust unit 30 may include a compression unit that compresses the transported gas, a denitrification unit that removes nitrogen from the gas, and a desulfurization unit that removes sulfur from the gas. Exhaust gases discharged through these parts may be safer from air pollution.
열분해부(20)에서 분해된 오일증기는 응축부(40)로 보내질 수 있다. 응축부(40)는 열분해부(20)와 수평으로 위치되며, 열분해부(20)에 근접하여 위치될 수 있다. 응축부(40)는 오일증기를 응축시켜 생성되는 오일을 오일 펌프를 통해 이송하여 오일 저장 탱크에 저장시킬 수 있다. 응축되지 않은 비응축성 가스는 이송 팬을 통해 가스 탱크에 이송 및 저장될 수 있다. 그 후에 비응축성 가스는 열분해부(20)의 열풍로로 이송되어 연소에 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 비응축성 가스의 재활용으로 인하여 공정 비용이 감소되며, 공정이 친환경적일 수 있다.Oil vapor decomposed in the thermal decomposition unit 20 may be sent to the condensation unit 40. The condensation unit 40 is positioned horizontally with the pyrolysis unit 20 and may be located close to the pyrolysis unit 20. The condensing unit 40 can transport oil generated by condensing oil vapor through an oil pump and store it in an oil storage tank. Non-condensable gas that has not been condensed can be transferred and stored in the gas tank through a transfer fan. Afterwards, the non-condensable gas can be transferred to the hot stove of the pyrolysis unit 20 and used for combustion. Therefore, recycling of this non-condensable gas reduces process costs and makes the process environmentally friendly.
열분해부(20)에서 분해된 차르 및 철은 선별부(50)로 하나 이상의 컨베이어를 통해 보내질 수 있다. 선별부(50)는 차르로부터 철을 포함하는 이물질을 분리하는 부분일 수 있다. 예를 들어, 선별부(50)는 차르를 진동시켜 이물질을 분리시키는 1차 선별기 및 1차 선별기로부터 이송되는 차르로부터 자력을 이용하여 철을 분리하는 2차 선별기를 포함할 수 있다.The char and iron decomposed in the pyrolysis unit 20 may be sent to the sorting unit 50 through one or more conveyors. The sorting unit 50 may be a part that separates foreign substances containing iron from char. For example, the sorting unit 50 may include a primary sorter that vibrates the char to separate foreign substances, and a secondary sorter that uses magnetic force to separate iron from the char transferred from the primary sorter.
차르는 선별부(50)에서 저장부(60)로 하나 이상의 컨베이어를 통해 보내질 수 있다. 저장부(60)는 차르가 저장되는 부분일 수 있다. 본 실시예에서는 저장부(60)가 사일로를 포함하는 것을 예로 하였으나, 이에 한정되지는 않는다.Char may be sent from the sorting unit 50 to the storage unit 60 via one or more conveyors. The storage unit 60 may be a part where char is stored. In this embodiment, the storage unit 60 includes a silo as an example, but it is not limited thereto.
차르는 저장부(60)에서 분쇄부(70)로 보내질 수 있다. 분쇄부(70)는 이송되는 차르를 미립 또는 미분의 형태로 분쇄하여 카본블랙으로 형성할 수 있다.Char may be sent from the storage unit 60 to the grinding unit 70. The pulverizing unit 70 may crush the transported char into fine particles or fine powder to form carbon black.
형성된 카본블랙은 분쇄부(70)로부터 성형부(80)로 이송될 수 있다. 성형부(80)에서 카본블랙은 물을 바인더로 사용하여 구형으로 성형될 수 있다.The formed carbon black can be transferred from the pulverizing unit 70 to the forming unit 80. In the molding unit 80, carbon black can be molded into a sphere using water as a binder.
성형부(80)는 카본블랙을 펠레타이징하는 펠레타이저를 포함할 수 있다. 성형부(80)의 펠레타이저에는 카본블랙을 구형으로 잘 뭉치게 하도록 카본블랙뿐만 아니라 다른 물질이 같이 포함될 수 있다.The molding unit 80 may include a pelletizer that pelletizes carbon black. The pelletizer of the molding unit 80 may contain other materials in addition to carbon black so as to aggregate the carbon black into a spherical shape.
기존의 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물은 95 중량% 이상의 카본블랙, 5 중량% 미만의 애쉬(ash)와 무기물 첨가제를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 조성물과 물만으로는 카본블랙이 잘 뭉쳐지지 않아 펠렛화하기 쉽지 않을 수 있다. 따라서, 기존의 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물의 경우 펠렛화하기 위해서는 녹말 등 다른 물질이 펠레타이징 시에 필수적으로 포함되어야 하는 문제점을 가지고 있었다.A composition for pelletizing existing carbon black may include more than 95% by weight of carbon black, less than 5% by weight of ash, and inorganic additives. In this case, the carbon black does not clump together well with the composition and water alone, so it may not be easy to pelletize it. Therefore, in the case of existing compositions for pelletizing carbon black, there was a problem that other substances such as starch must be included during pelletizing.
이와 달리, 본 발명에 따른 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물은 75 내지 85 중량%의 카본블랙, 15 내지 25 중량%의 애쉬 및 무기물 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어 무기물 첨가제는 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2), 황화아연(ZnS), 탄산칼슘(CaCo3) 등을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물은 기존의 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물과 비교하여 애쉬와 무기물 첨가제가 훨씬 더 많이 포함될 수 있다. 따라서, 기존의 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물보다 훨씬 더 잘 뭉칠 수 있다.In contrast, the composition for pelletizing carbon black according to the present invention may include 75 to 85% by weight of carbon black, 15 to 25% by weight of ash, and inorganic additives. For example, the inorganic additive may include zinc oxide (ZnO), magnesium oxide (MgO), silica (SiO 2 ), zinc sulfide (ZnS), calcium carbonate (CaCo 3 ), etc. The composition for pelletizing carbon black according to the present invention may contain significantly more ash and inorganic additives compared to the composition for pelletizing existing carbon black. Therefore, it can aggregate much better than existing compositions for pelletizing carbon black.
한편, 본 발명에 따른 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물은 녹말과 같은 다른 첨가물 없이 물과만 혼합되더라도 잘 뭉쳐질 수 있다. 오히려, 본 발명에 따른 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물은 물과만 혼합되더라도 펠렛 경도가 80 내지 100에 해당할 수 있다. 이 경우, 펠렛화된 카본블랙을 보관 및 이송할 시에는 깨지지 않는 장점이 있다. 하지만, 고객이 카본블랙을 사용하기 위해 펠렛화된 카본블랙을 쉽게 깨지 못하는 단점이 있다.Meanwhile, the composition for pelletizing carbon black according to the present invention can be well agglomerated even when mixed only with water without other additives such as starch. Rather, the composition for pelletizing carbon black according to the present invention may have a pellet hardness of 80 to 100 even when mixed only with water. In this case, there is an advantage that pelletized carbon black does not break when stored and transported. However, there is a disadvantage that customers cannot easily break the pelletized carbon black in order to use it.
따라서, 본 발명에 따른 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물에는 펠레타이징 시에 물과 함께 양이온 계면활성제를 첨가될 수 있다. 양이온 계면활성제는 카본블랙의 응집을 막는 역할을 할 수 있다. 양이온 계면활성제는 아미도 이미다졸리니움, 스테아릴 아민아세테이트, 라우릴트리메틸암모늄클로라이드, 디아미도 알콕실레이트 4차 암모늄 및 디에스테르 알콕실레이트 4차 암모늄 등을 포함할 수 있다. 물의 첨가량은 카본블랙 100 중량부에 대해 40 내지 50 중량부일 수 있으며, 양이온 계면활성제의 첨가량은 카본블랙 100 중량부에 대해 0.1 내지 1 중량부일 수 있다. 이와 같이 작은 양의 양이온 계면활성제가 첨가되더라도 펠렛 경도는 20 내지 50까지 충분하게 감소될 수 있다.Therefore, a cationic surfactant may be added to the composition for pelletizing carbon black according to the present invention along with water during pelletizing. Cationic surfactants can play a role in preventing the aggregation of carbon black. Cationic surfactants may include amido imidazolinium, stearyl amine acetate, lauryl trimethyl ammonium chloride, diamido alkoxylate quaternary ammonium, and diester alkoxylate quaternary ammonium. The amount of water added may be 40 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of carbon black, and the amount of cationic surfactant added may be 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of carbon black. Even if such a small amount of cationic surfactant is added, the pellet hardness can be sufficiently reduced to 20 to 50.
본 발명에 따른 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물은 무기첨가물의 양으로 인하여 응집이 잘 되면서 펠레타이징 시에 양이온 계면활성제가 첨가되어 덜 응집하게 될 수 있다. 따라서, 펠렛화된 카본블랙은 보관 및 이송시에는 잘 깨지지 않으며, 고객이 사용 시에서는 믹서에 의해 쉽게 깨진다는 장점을 가질 수 있다.The composition for pelletizing carbon black according to the present invention is highly agglomerated due to the amount of inorganic additives, but may be less agglomerated due to the addition of a cationic surfactant during pelletizing. Therefore, pelletized carbon black does not break easily during storage and transportation, and has the advantage of being easily broken by a mixer when used by customers.
성형부(80)에서 펠렛화된 카본블랙은 컨베이어 벨트를 통해 건조 및 냉각부(90)로 보내져 건조 및 냉각될 수 있다. 예를 들어, 펠렛화된 카본블랙은 우선 건조 및 냉각부(90)의 건조기에서 열을 통해 건조되며, 그 후에 냉각기에서 냉각될 수 있다. 펠렛화된 카본블랙은 건조기에서 건조될 때 카본블랙 조성물에 첨가된 물이 제거될 수 있다. 예를 들어, 카본블랙 100 중량부에 대해 첨가된 40 내지 50 중량부의 물은 건조되어 1 중량부 미만으로만 남을 수 있다.The carbon black pelletized in the forming unit 80 may be sent to the drying and cooling unit 90 through a conveyor belt to be dried and cooled. For example, pelletized carbon black may first be dried through heat in a dryer in the drying and cooling unit 90 and then cooled in a cooler. When the pelletized carbon black is dried in a dryer, the water added to the carbon black composition can be removed. For example, 40 to 50 parts by weight of water added to 100 parts by weight of carbon black may be dried, leaving less than 1 part by weight.
건조 및 냉각부(90)에서 카본블랙이 컨베이어 벨트를 통해 포장부(100)로 보내질 수 있다. 포장부는 펠렛화된 카본블랙을 미리 설정된 양을 단위로 하여 포장할 수 있다. 예를 들어, 포장부(100)는 톤백(tonbag) 포장부 및 소포장부를 포함할 수 있다. 건조 및 냉각부(90)에서 카본블랙이 포장부(100)의 투 웨이 댐퍼(two way damper)로 연결되며, 투웨이 댐퍼를 통해 카본블랙이 톤백 포장부 및 소포장부로 선택적인 이송이 이루어질 수 있다.Carbon black may be sent from the drying and cooling unit 90 to the packaging unit 100 through a conveyor belt. The packaging unit can package pelletized carbon black in a preset amount. For example, the packaging unit 100 may include a tonbag packaging unit and a small packaging unit. In the drying and cooling section 90, the carbon black is connected to a two-way damper in the packaging section 100, and the carbon black can be selectively transferred to the toned bag packaging section and the small packaging section through the two-way damper.
상술한 구성에 의해서, 폐타이어의 열분해 과정을 통해 카본블랙을 제조하는 작업이 최적의 순서로 이어지는 일련의 공정을 통해 연속적이고 순차적인 작업 형태로 진행되며 그 결과 펠렛화된 카본블랙의 품질이 매우 양호한 상태가 될 수 있다.With the above-described configuration, the process of manufacturing carbon black through the pyrolysis process of waste tires is carried out in a continuous and sequential form through a series of processes in an optimal order, and as a result, the quality of pelletized carbon black is very high. It can be in good condition.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.Although the technical idea of the present invention has been described above along with the accompanying drawings, this is an exemplary description of a preferred embodiment of the present invention and does not limit the present invention. In addition, it is clear that anyone skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
Claims (8)
카본블랙 75 내지 85 중량%; 및
애쉬(ash) 및 무기첨가물을 15 내지 25 중량% 포함하며,
상기 조성물은 물 및 양이온 계면활성제와 혼합되며,
상기 물은 카본블랙 100 중량부에 대해 40 내지 50 중량부이며, 상기 양이온 계면활성제는 카본블랙 100 중량부에 대해 0.1 내지 1 중량부인,
카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물.A composition for pelletizing carbon black,
75 to 85% by weight of carbon black; and
Contains 15 to 25% by weight of ash and inorganic additives,
The composition is mixed with water and a cationic surfactant,
The water is 40 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of carbon black, and the cationic surfactant is 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of carbon black.
Composition for pelletizing carbon black.
상기 무기첨가물은 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2), 황화아연(ZnS) 및 탄산칼슘(CaCO3) 중 하나 이상을 포함하는,
카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물.According to paragraph 1,
The inorganic additive includes one or more of zinc oxide (ZnO), magnesium oxide (MgO), silica (SiO2), zinc sulfide (ZnS), and calcium carbonate (CaCO3).
Composition for pelletizing carbon black.
상기 조성물이 물 및 양이온 계면활성제와 혼합되고 펠레타이징된 경우, 펠렛화된 카본블랙은 펠렛 경도가 20 내지 50인,
카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물. According to paragraph 1,
When the composition is mixed with water and a cationic surfactant and pelletized, the pelletized carbon black has a pellet hardness of 20 to 50,
Composition for pelletizing carbon black.
상기 양이온 계면활성제는 아미도 이미다졸리니움, 스테아릴 아민아세테이트, 라우릴트리메틸암모늄클로라이드, 디아미도 알콕실레이트 4차 암모늄 및 디에스테르 알콕실레이트 4차 암모늄 중 하나 이상을 포함하는,
카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물.According to paragraph 1,
The cationic surfactant includes one or more of amido imidazolinium, stearyl amine acetate, lauryl trimethyl ammonium chloride, diamido alkoxylate quaternary ammonium and diester alkoxylate quaternary ammonium,
Composition for pelletizing carbon black.
폐타이어가 투입되는 부분인 공급부;
상기 공급부로부터 공급된 폐타이어를 열분해하는 열분해부로서, 상기 열분해부에서 폐타이어는 열분해되어 가스, 오일, 차르 및 철을 포함하는, 열분해부;
상기 열분해부에서 연소에 의해 발생하는 연도 가스가 보내지는 배기부로서, 상기 배기부는 이송된 가스를 압축하는 압축부, 질소를 제거하는 탈질부 및 가스에서 황을 제거하는 탈황부를 포함하는, 배기부;
상기 열분해부에서 분해된 오일증기가 보내지는 응축부로서, 상기 응축부는 열분해부와 수평으로 위치되고, 열분해부에 근접하여 위치되며, 응축부는 오일증기를 응축시켜 오일을 생성시키고, 응축되지 않은 비응축성 가스를 열분해부에 이송하여 연소에 사용하는, 응축부;
상기 열분해부에서 분해된 차르가 보내지는 선별부로서, 상기 선별부에서 차르는 철을 포함하는 이물질로부터 분리되는, 선별부;
상기 선별부로부터 보내진 차르가 저장되는 저장부;
상기 저장부로부터 차르가 보내지는 분쇄부로서, 상기 분쇄부는 차르를 미립 또는 미분의 형태로 분쇄하여 카본블랙으로 형성하는, 분쇄부;
상기 분쇄부로부터 카본블랙이 보내지는 성형부로서, 상기 성형부는 카본블랙을 펠레타이징하는 펠레타이저를 포함하는, 성형부;
상기 성형부에서 펠렛화된 카본블랙이 보내져서 냉각 및 건조되는 냉각 및 건조부; 및
상기 냉각 및 건조부로부터 보내진 펠렛화된 카본블랙을 포장하는 포장부;를 포함하며,
상기 펠레타이저에는 카본블랙을 펠레타이징하기 위한 조성물이 첨가되며,
상기 조성물은:
카본블랙 75 내지 85 중량%; 및
애쉬(ash) 및 무기첨가물을 15 내지 25 중량% 포함하며,
상기 조성물은 물 및 양이온 계면활성제와 혼합되며,
상기 물은 카본블랙 100 중량부에 대해 40 내지 50 중량부이며, 상기 양이온 계면활성제는 카본블랙 100 중량부에 대해 0.1 내지 1 중량부인,
카본블랙 제조 시스템.As a carbon black manufacturing system,
Supply department, where waste tires are input;
A pyrolysis unit that thermally decomposes the waste tires supplied from the supply unit, wherein the waste tires are pyrolyzed to contain gas, oil, char, and iron;
An exhaust unit to which flue gas generated by combustion in the pyrolysis unit is sent, wherein the exhaust unit includes a compression unit for compressing the transferred gas, a denitrification unit for removing nitrogen, and a desulfurization unit for removing sulfur from the gas. ;
A condensation section to which the oil vapor decomposed in the pyrolysis section is sent. The condensation section is located horizontally with the pyrolysis section and is located close to the pyrolysis section. The condensation section condenses the oil vapor to generate oil, and the non-condensed non-condensing section condenses the oil vapor. A condensation unit that transfers the oxidized gas to the pyrolysis unit and uses it for combustion;
A sorting unit to which the char decomposed in the pyrolysis unit is sent, wherein the char is separated from foreign substances containing iron;
a storage unit in which the char sent from the selection unit is stored;
A pulverizing section to which the char is sent from the storage unit, wherein the pulverizing section pulverizes the char into fine particles or fine powder to form carbon black;
A molding portion to which carbon black is sent from the pulverizing portion, the molding portion including a pelletizer for pelletizing the carbon black;
a cooling and drying section where the pelletized carbon black from the forming section is sent to be cooled and dried; and
It includes a packaging unit for packaging the pelletized carbon black sent from the cooling and drying unit,
A composition for pelletizing carbon black is added to the pelletizer,
The composition:
75 to 85% by weight of carbon black; and
Contains 15 to 25% by weight of ash and inorganic additives,
The composition is mixed with water and a cationic surfactant,
The water is 40 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of carbon black, and the cationic surfactant is 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of carbon black.
Carbon black manufacturing system.
상기 무기첨가물은 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2), 황화아연(ZnS) 및 탄산칼슘(CaCO3) 중 하나 이상을 포함하는,
카본블랙 제조 시스템.According to clause 5,
The inorganic additive includes one or more of zinc oxide (ZnO), magnesium oxide (MgO), silica (SiO2), zinc sulfide (ZnS), and calcium carbonate (CaCO3).
Carbon black manufacturing system.
상기 조성물이 물 및 양이온 계면활성제와 혼합되고 펠레타이징된 경우, 펠렛화된 카본블랙은 펠렛 경도가 20 내지 50인,
카본블랙 제조 시스템.According to clause 5,
When the composition is mixed with water and a cationic surfactant and pelletized, the pelletized carbon black has a pellet hardness of 20 to 50,
Carbon black manufacturing system.
상기 양이온 계면활성제는 아미도 이미다졸리니움, 스테아릴 아민아세테이트, 라우릴트리메틸암모늄클로라이드, 디아미도 알콕실레이트 4차 암모늄 및 디에스테르 알콕실레이트 4차 암모늄 중 하나 이상을 포함하는,
카본블랙 제조 시스템.According to clause 5,
The cationic surfactant includes one or more of amido imidazolinium, stearyl amine acetate, lauryl trimethyl ammonium chloride, diamido alkoxylate quaternary ammonium and diester alkoxylate quaternary ammonium,
Carbon black manufacturing system.
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