KR102603119B1 - 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐플라스틱 등의 고분자 폐기물을 무산소 또는 희박산소 상태에서 다단 연속으로 열분해시키는 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기는 상부 일측에 고분자 폐기물이 투입되는 투입구(110)가 형성되고, 하부 일측에 회분과 미분해 탄소로 이루어진 슬래그가 배출되는 배출구(120)가 형성되며, 내부가 다단 구조를 이루는 반응기 본체(100); 상기 반응기 본체(100)의 내부 최상단에 위치하여 고분자 폐기물의 공극에 있는 수분을 제거하는 건조실(200); 상기 건조실(200)의 하부에 위치하며, 고분자 폐기물이 지그재그 형태로 이동하면서 열분해하여 유증기를 생성하는 열분해실(300); 상기 건조실(200) 및 열분해실(300)의 일측에 설치된 구동축(410)에 결합되는 구동 스프로킷(430); 상기 건조실(220) 및 열분해실(230)의 타측에 설치된 피동축(420)에 결합되는 피동 스프로킷(440); 상기 구동 스프로킷(430)과 피동 스프로킷(440) 간을 연결하여 무한궤도 방식으로 이동되는 체인(450); 상기 체인(450)에 소정 간격을 두고 설치되어 체인(450)과 함께 순환 이동하면서 고분자 폐기물을 이송시키는 다수의 이송부재(460); 및 상기 반응기 본체(100)의 하부에 설치되어 열풍을 공급하는 연소부(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기는 상부 일측에 고분자 폐기물이 투입되는 투입구(110)가 형성되고, 하부 일측에 회분과 미분해 탄소로 이루어진 슬래그가 배출되는 배출구(120)가 형성되며, 내부가 다단 구조를 이루는 반응기 본체(100); 상기 반응기 본체(100)의 내부 최상단에 위치하여 고분자 폐기물의 공극에 있는 수분을 제거하는 건조실(200); 상기 건조실(200)의 하부에 위치하며, 고분자 폐기물이 지그재그 형태로 이동하면서 열분해하여 유증기를 생성하는 열분해실(300); 상기 건조실(200) 및 열분해실(300)의 일측에 설치된 구동축(410)에 결합되는 구동 스프로킷(430); 상기 건조실(220) 및 열분해실(230)의 타측에 설치된 피동축(420)에 결합되는 피동 스프로킷(440); 상기 구동 스프로킷(430)과 피동 스프로킷(440) 간을 연결하여 무한궤도 방식으로 이동되는 체인(450); 상기 체인(450)에 소정 간격을 두고 설치되어 체인(450)과 함께 순환 이동하면서 고분자 폐기물을 이송시키는 다수의 이송부재(460); 및 상기 반응기 본체(100)의 하부에 설치되어 열풍을 공급하는 연소부(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐플라스틱 등의 고분자 폐기물을 무산소 또는 희박산소 상태에서 다단 연속으로 열분해시키는 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기에 관한 것이다.
일반적으로 폐합성수지, 폐플라스틱, 폐고무, 폐비닐, 폐타이어 등을 비롯한 고분자 폐기물은 분류 및 선별하여 재활용 또는 재생 원료로 사용하고 있지만, 대부분이 소각처리 또는 매립되고 있는 실정이므로 자원 낭비는 물론 대기와 토양의 심각한 환경오염을 유발하고 있다.
최근 들어, 플라스틱 원자재, 연료유 등의 원료인 석유류의 유가 상승으로 인해 자원의 순환적 이용을 위한 방안이 강구되고 있으며, 이의 일환으로 고분자 폐기물을 열분해하여 연료유(오일)를 얻을 수 있는 열분해 유화 기술들이 꾸준히 개발되고 있다.
고분자 폐기물의 열분해 유화는 무산소 또는 희박산소 조건하에서 열을 가하여 고분자 원료를 구성하는 탄소 사슬을 끊어서 저분자로 생성하는 열분해 공정을 통하여 액체 연료로 변환시키는 기술로서, 생성된 연료유(오일)은 주로 산업용 대체 연료나 석유화학 원료로 사용된다.
이러한 기술의 일예가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.
특허문헌 1에는 수평으로 배치되어 모터가 제공하는 회전력에 의해 회전하며, 투입된 폐플라스틱 및 폐비닐을 스크류에 의해 용매와 교반하여 가열하는 원통형의 가열로; 상기 가열로로부터 배출된 가스를 중유가스와 경유가스로 분리하는 분리장치; 상기 분리장치에 의해 분리된 경유가스를 냉각 및 액화하는 냉각장치; 상기 냉각장치에 의해 냉각된 냉각가스와 경유를 저장 및 액화하는 가스저장부; 및 상기 가스저장부에 의해 액화되지 않은 냉각가스를 상기 가열로에 재공급하는 가스공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 및 폐비닐 종합 유화장치에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 가열로 내부의 진공 유지 등을 이유로 공정 진행 중 폐기물의 연속 투입이 불가능한 이른바 배치(batch) 타입을 선택하고 있다. 이 때문에 1회 공정 시 정해진 양의 폐기물만 처리하게 되므로 작업성 및 생산성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 가열로에서 반응이 진행되는 동안 유증기는 분리장치를 통해 비중에 의한 분리 과정을 거치게 되는데, 이 분리 과정이 원활하게 이루어지지 못하여 생산성이 저하될 뿐만 아니라 열분해 용융 공정 중 폐기물의 용융을 위해 다량의 에너지가 소비됨에 따라 경제성 및 수율이 저하되는 문제가 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 기술의 일예가 하기 문헌 2에 개시되어 있다.
특허문헌 2에는 플라스틱의 투입을 위한 호퍼가 구비된 투입부; 버너가 장착되어 내부에 고온 환경이 조성되고, 연소가스 배출구가 구비된 가열로; 상기 투입부에 일단이 연결되고, 양단이 외부로 노출되도록 상기 가열로를 관통하며, 내부 길이 방향을 따라 상기 플라스틱을 일 방향으로 이송 및 압축하는 이송 압축수단이 장착되어 상기 플라스틱을 이송, 압축, 용융하고, 상기 플라스틱의 압축 및 용융에 따른 수증기의 배출을 위한 증기 배출구가 구비된 용융로; 상기 용융로의 타단에 연결되어 상기 플라스틱의 용융물을 이송하는 제1 이송부; 상기 제1 이송부에 일단이 연결되고, 양단이 외부로 노출되도록 상기 가열로를 관통하며, 내부 길이 방향을 따라 상기 용융물을 일 방향으로 이송하는 이송수단이 장착되어 상기 용융물을 이송 및 열분해하고, 상기 용융물의 이송 및 열분해에 따른 유증기의 배출을 위한 유증기 배출구가 구비된 진공 열분해로; 상기 진공 열분해로의 타단에 연결되어 상기 용융물의 열분해 잔유물을 이송하는 제2 이송부; 상기 제2 이송부에 연결되어 상기 열분해 잔유물을 배출하는 배출부; 상기 증기 배출구에 연결되어 수증기를 응축하는 제1 응축기; 상기 유증기 배출구에 연결되어 상기 유증기를 응축하는 제2 응축기; 제1,2,3 밸브를 매개로 상기 제2 응축기에 각각 연결되는 복수의 제3 응축기; 제4,5,6 밸브를 매개로 복수의 제3 응축기에 각각 연결되는 진공펌프; 상기 진공펌프에 연결되는 제4 응축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱의 열분해 유화 시스템에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 진공 열분해로의 내부에서 회전을 하는 나선형의 스크류 구조로 이루어진 이송수단에 의해 용융물을 이송하는 과정 중에 용융물의 이송이 원활하지 못할 뿐만 아니라 용융물 내의 이물질에 의한 끼임 현상 또는 고착 현상이 발생하며, 결국엔 이송수단의 이송 동작을 방해하여 용융물의 병목현상을 유발한다.
게다가, 폐플라스틱이 이송수단의 일방향 회전에 의해 열분해로의 내벽을 타고 한쪽 방향으로 치우쳐 이동하면서 용융되는 구조이기 때문에 폐플라스틱의 고르지 못한 가열로 인해 코킹이 발생하여 장비의 수명에 영향을 미칠 수 있고, 에너지 소비와 처리 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 열분해 반응기 내부의 열풍 통로 상에 가이드수단을 다수 설치함으로써 열풍의 접촉 면적을 넓히고 체류 시간을 길게 하여 열전달 효율을 더욱 높일 수 있는 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 열분해 반응기에 투입된 고분자 폐기물을 스크래핑하면서 이동하는 건조 및 열분해를 진행하는 구조에 따라 고분자 폐기물의 원활한 이동이 가능할 뿐만 아니라 고르게 분산시키고, 고분자 폐기물의 이물질에 의한 끼임 현상 또는 고착 현상을 방지할 수 있는 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기는 상부 일측에 고분자 폐기물이 투입되는 투입구(110)가 형성되고, 하부 일측에 회분과 미분해 탄소로 이루어진 슬래그가 배출되는 배출구(120)가 형성되며, 내부가 다단 구조를 이루는 반응기 본체(100); 상기 반응기 본체(100)의 내부 최상단에 위치하여 고분자 폐기물의 공극에 있는 수분을 제거하는 건조실(200); 상기 건조실(200)의 하부에 위치하며, 고분자 폐기물이 지그재그 형태로 이동하면서 열분해하여 유증기를 생성하는 열분해실(300); 상기 건조실(200) 및 열분해실(300)의 일측에 설치된 구동축(410)에 결합되는 구동 스프로킷(430); 상기 건조실(220) 및 열분해실(230)의 타측에 설치된 피동축(420)에 결합되는 피동 스프로킷(440); 상기 구동 스프로킷(430)과 피동 스프로킷(440) 간을 연결하여 무한궤도 방식으로 이동되는 체인(450); 상기 체인(450)에 소정 간격을 두고 설치되어 체인(450)과 함께 순환 이동하면서 고분자 폐기물을 이송시키는 다수의 이송부재(460); 및 상기 반응기 본체(100)의 하부에 설치되어 열풍을 공급하는 연소부(500);를 포함하며, 상기 건조실(200) 및 열분해실(300)은 사각 덕트 형상으로 이루어지고, 상기 이송부재(460)는 사각 판 형상으로 이루어지며, 상기 체인(450)과 함께 이송부재(460)의 계속되는 순환에 의해 고분자 폐기물을 스크래핑하면서 이동하고, 다음 단으로 낙하시킨 후 다시 이동하면서 열분해를 진행하는 구조로 이루어지며, 상기 반응기 본체(100)와 건조실(200) 및 열분해실(300) 사이에는 상승 유동하는 열풍이 고르게 분산되도록 열풍 통로 상에 다수의 가이드수단(600)이 설치되고, 상기 가이드수단(600)은 상하로 서로 엇갈리게 이격되어 지그재그 형태의 열풍 통로를 갖도록 제1 가이드(610)와, 상기 제1 가이드(610)와 교호적으로 배치되는 제2 가이드(620)를 포함하며, 상기 제1 가이드(610)는 일단이 반응기 본체(100)의 일측 내벽에 고정되고, 타단이 건조실(200) 또는 열분해실(300)의 일측 외벽에 고정되며, 상기 제2 가이드(620)는 일단이 건조실(200) 또는 열분해실(300)의 타측 외벽에 고정되고, 타단이 반응기 본체(100)의 타측 내벽에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이송부재(460)는 판 형상으로 이루어지며, 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이송부재(460)는 일단이 건조실(200) 및 열분해실(300)의 내측 벽면에 근접하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이송부재(460)의 양측 및 중앙에는 무게를 줄이도록 복수의 무게감소홈(461)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연소부(500)는 내부에 연소공간이 마련되는 연소로(510); 상기 연소로(510)의 일측에 연결되는 화구(520); 상기 화구(520)의 일측에 설치되어 연소로(510) 내부로 화염을 분사하는 복수의 버너(530); 및 상기 버너(530)에 공기를 공급하는 블로워(540);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기는 열분해 반응기 내부의 열풍 통로 상에 가이드수단을 다수 설치함으로써 열풍의 접촉 면적을 넓히고 체류 시간을 길게 하여 열전달 효율을 높이는 효과가 있다.
또한, 열분해 반응기에 투입된 고분자 폐기물을 스크래핑하면서 이동하는 건조 및 열분해를 진행하는 구조에 따라 고분자 폐기물의 원활한 이동이 가능할 뿐만 아니라 고르게 분산시키고, 고분자 폐기물의 이물질에 의한 끼임 현상 또는 고착 현상을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기를 나타낸 정단면도.
도 3은 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기를 나타낸 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기의 이송부재를 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기의 이송부재를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기에서 가이드수단의 다른 실시예를 나타낸 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기를 나타낸 정단면도.
도 3은 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기를 나타낸 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기의 이송부재를 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기의 이송부재를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기에서 가이드수단의 다른 실시예를 나타낸 측면도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기는 반응기 본체(100), 건조실(200), 열분해실(300), 구동축(410), 피동축(420), 구동 스프로킷(430), 피동 스프로킷(440), 체인(450), 이송부재(460) 및 연소부(500)를 포함한다.
상기 반응기 본체(100)는 연소부(500)에서 만든 열풍이 건조실(200) 및 열분해실(300)을 데워 고분자 폐기물이 열분해 될 수 있는 분위기를 만들어 준다.
상기 반응기 본체(100)는 상부 일측에 고분자 폐기물이 투입되는 투입구(110)가 형성되고, 하부 일측에 회분과 미분해 탄소로 이루어진 슬래그가 배출되는 배출구(120)가 형성된다.
또한, 상기 반응기 본체(100)는 내부가 다단 구조를 이루어지며, 건조실(200)과 열분해실(300)을 포함한다.
상기 반응기 본체(100)에 투입되는 폐플라스틱 등의 고분자 폐기물은 80~450℃의 온도 영역에서 점차 가열되어 수분 건조, 고분자 폐기물 용융, 열분해, 슬래그화 과정을 거치게 된다. 열분해 반응의 결과물은 수증기와 열분해 가스로 구성된 혼합증기와 회분 및 미량의 미분해 탄소로 구성된 슬래그로 구분되어 배출된다.
상기 건조실(200)은 상기 반응기 본체(100)의 내부 최상단에 위치하여 고분자 폐기물의 공극에 있는 수분을 제거한다.
상기 열분해실(300)은 상기 건조실(200)의 하부에 위치하며, 고분자 폐기물이 지그재그 형태로 이동하면서 열분해하여 유증기를 생성한다.
부연하면, 상기 건조실(200)은 80~150℃의 온도에서 고분자 폐기물을 가열하면서 고분자 폐기물의 공극에 있는 수분을 건조하는 영역이고, 상기 건조실(200)의 하부에 다단 구조로 이루어진 열분해실(300)은 100~250℃의 온도에서 고분자 폐기물이 용융하면서 일부 열분해가 일어나 기화가 진행되는 영역, 200~350℃의 온도에서 열분해가 일어나 유증기를 생성하는 영역, 300~450℃의 온도에서 분해 및 탄화로 인한 회분과 미량의 미분해 탄소로 구성된 슬래그가 생성되는 영역을 포함한다. 한편, 본 발명은 상기와 같은 영역 및 온도 조건에서 고분자 폐기물의 건조 및 열분해가 이루어지는 것이지만, 이에 한정되지 않고 건조실(200) 및 열분해실(300)을 1단, 2단, 3단 및 추가로 구성할 수 있고, 다양한 온도를 적용할 수도 있다.
상기 구동 스프로킷(430)은 상기 건조실(200) 및 열분해실(300)의 일측에 설치된 구동축(410)에 결합된다.
상기 피동 스프로킷(440)은 상기 건조실(220) 및 열분해실(230)의 타측에 설치된 피동축(420)에 결합된다.
여기서, 상기 구동 스프로킷(430)은 모터(470)의 동력을 전달받아 회전하게 된다. 상기 모터(470)는 반응기 본체(100)의 외측에 설치되고, 모터(470)의 축에는 감속기(480)가 설치된다. 상기 감속기(480)와 구동축(410)이 연결되게 설치되어, 모터(470)가 작동되면 구동축(410)을 통해 구동 스프로킷(430)이 회전하게 된다.
상기 체인(450)은 상기 구동 스프로킷(430)과 피동 스프로킷(440) 간을 연결하여 무한궤도 방식으로 이동된다.
본 발명에 적용되는 각 구동축(410), 피동축(420), 구동 스프로킷(430), 피동 스프로킷(440) 및 체인(450)의 설치 개수, 직경, 기어비 등은 구동부가 적용되는 장치의 특성에 따라 얼마든지 변경이 가능한 것이므로 특별하게 제한하지는 않는다.
상기 이송부재(460)는 상기 체인(450)에 소정 간격을 두고 다수 설치되어 체인(450)과 함께 순환 이동하면서 고분자 폐기물을 이송시킨다. 즉, 상기 체인(450)과 함께 이송부재(460)의 계속되는 순환에 의해 고분자 폐기물은 다단의 열분해실(300)을 이동하면서 열분해 된다.
상기와 같은 구성에 의하면, 본 발명은 반응기 본체(100) 내부로 투입된 고분자 폐기물을 스크래핑하면서 이동하고, 다음 단으로 낙하시킨 후 다시 이동하면서 열분해를 진행하는 구조에 따라, 고분자 폐기물의 원활한 이동이 가능할 뿐만 아니라 고르게 분산시키고, 고분자 폐기물의 이물질에 의한 끼임 현상 또는 고착 현상을 방지할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이송부재(460)는 판 형상으로 이루어지며, 서로 엇갈리게 배치되는 것이 바람직하다. 필요에 따라 상기 이송부재(460)를 일부만 엇갈리게 배치할 수 있다.
또한, 상기 이송부재(460)는 일단이 건조실(200) 및 열분해실(300)의 내측 벽면에 근접하도록 배치되는 것이 바람직하다.
이처럼, 다수의 이송부재(460)가 서로 엇갈리게 배치됨에 따라 건조실(200) 및 열분해실(300)의 내측 벽면에 근접하여 스크래핑 함으로써 고분자 폐기물이 이송부재(460)와 벽면 사이의 공간에 남아 적체되는 현상을 방지할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 이송부재(460)의 양측 및 중앙에는 무게를 줄이도록 복수의 무게감소홈(461)이 형성될 수 있다.
상기 무게감소홈(461)의 형성으로 이송부재(460)의 무게를 감소시킴으로써 이송부재(460)의 이동 과정에서 소음이 발생되는 것을 방지하는 한편 이송 부하를 감소시킬 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 연소부(500)는 상기 반응기 본체(100)의 하부에 설치되어 열풍을 공급한다.
이러한 연소부(500)는 내부에 연소공간이 마련되는 연소로(510), 상기 연소로(510)의 일측에 연결되는 화구(520), 상기 화구(520)의 일측에 설치되어 연소로(510) 내부로 화염을 분사하는 복수의 버너(530) 및 상기 버너(530)에 공기를 공급하는 블로워(540)를 포함한다.
상기 연소로(510)는 복수의 버너(530)에 의해 가열되는데, 상기 버너(530)는 경유 등의 액체 연료 또는 가스 연료를 연소시켜 화염을 발생시킬 수 있는 통상적인 구조의 버너로 이루어진다.
예컨대, 보조 버너는 열분해가 일어나기 전, 초기 열분해 가스가 발생하여 연소 연료로 사용할 수 있을 때까지 경유, LNG, LPG 등의 보조 연료를 사용하여 열풍을 공급하고, 열분해 가스가 발생하면 열분해 가스 중 비응축 가스를 사용하는 주버너로 교체하여 열풍을 발생한다.
한편, 기존의 다단 연속 열분해 반응기는 하부에서 발생한 열풍이 상부로 상승하면서 열분해 영역에 열을 전달한다.
이에 따라, 고온의 열풍은 열분해 영역의 하부를 통과하지 않으며, 직접 접촉하지 않고 상승하므로 열전달이 효율적이지 못하다.
또한, 열풍이 열분해 반응기 측면에 접촉하여 열분해 반응기와 직접 접촉하는 면적이 작다. 이로 인하여, 열풍이 가진 열이 열분해 반응기로 전달되지 못하고, 외부로 빠져나가게 됨으로써 열풍 사용 효율이 낮고, 배기 온도가 높다. 또한, 열풍에 의한 열분해 반응기의 가열시간이 길고, 연료비 증가로 인한 유지비용이 증가되며, 수율이 낮다는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 열풍이 곧장 상부로 상승하지 않고, 열분해 영역에 상승 유동하는 열풍이 고르게 분산되도록 반응기 본체(100)와 건조실(200) 및 열분해실(300) 사이에 다수의 가이드수단(600)을 설치한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가이드수단(600)은 상하로 서로 평행하게 이격되어 중간이 개구된 열풍 통로를 갖도록 제1 가이드(610)와, 상기 제1 가이드(610)와 대향 배치되는 제2 가이드(620)를 포함한다.
상기 제1 가이드(610)는 일단이 반응기 본체(100)의 일측 내벽에 고정되고, 타단이 자유단으로 형성된다.
또한, 상기 제2 가이드(620)는 일단이 자유단으로 형성되고, 타단이 반응기 본체(100의 타측 내벽에 고정된다.
즉, 열풍이 연속 교차 흐름을 갖도록 유도하는 가이드수단(600)을 열분해 영역에 다수 배치함으로써 열풍의 접촉 면적을 넓히고 체류 시간을 길게 함으로써 열전달 효율을 더욱 높일 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가이드수단(600)은 상하로 서로 엇갈리게 이격되어 지그재그 형태의 열풍 통로를 갖도록 제1 가이드(610)와, 상기 제1 가이드(610)와 교호적으로 배치되는 제2 가이드(620)를 포함한다.
상기 제1 가이드(610)는 일단이 반응기 본체(100)의 일측 내벽에 고정되고, 타단이 건조실(200) 또는 열분해실(300)의 일측 외벽에 고정된다.
또한, 상기 제2 가이드(620)는 일단이 건조실(200) 또는 열분해실(300)의 타측 외벽에 고정되고, 타단이 반응기 본체(100)의 타측 내벽에 고정된다.
즉, 열풍이 지그재그 형태의 흐름을 갖도록 유도하는 가이드수단(600)을 열분해 영역에 다수 배치함으로써 열풍의 접촉 면적을 넓히고 체류 시간을 길게 함으로써 열전달 효율을 더욱 높일 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
100 : 반응기 본체 110 : 투입구
120 : 배출구 200 : 건조실
300 : 열분해실 410 : 구동축
420 : 피동축 430 : 구동 스프로킷
440 : 피동 스프로킷 450 : 체인
460 : 이송부재 461 : 무게감소홈
470 : 모터 480 : 감속기
500 : 연소부 510 : 연소로
520 : 화구 530 : 버너
540 : 블로워 600 : 가이드수단
610 : 제1 가이드 620 : 제2 가이드
120 : 배출구 200 : 건조실
300 : 열분해실 410 : 구동축
420 : 피동축 430 : 구동 스프로킷
440 : 피동 스프로킷 450 : 체인
460 : 이송부재 461 : 무게감소홈
470 : 모터 480 : 감속기
500 : 연소부 510 : 연소로
520 : 화구 530 : 버너
540 : 블로워 600 : 가이드수단
610 : 제1 가이드 620 : 제2 가이드
Claims (8)
- 상부 일측에 고분자 폐기물이 투입되는 투입구(110)가 형성되고, 하부 일측에 회분과 미분해 탄소로 이루어진 슬래그가 배출되는 배출구(120)가 형성되며, 내부가 다단 구조를 이루는 반응기 본체(100);
상기 반응기 본체(100)의 내부 최상단에 위치하여 고분자 폐기물의 공극에 있는 수분을 제거하는 건조실(200);
상기 건조실(200)의 하부에 위치하며, 고분자 폐기물이 지그재그 형태로 이동하면서 열분해하여 유증기를 생성하는 열분해실(300);
상기 건조실(200) 및 열분해실(300)의 일측에 설치된 구동축(410)에 결합되는 구동 스프로킷(430);
상기 건조실(220) 및 열분해실(230)의 타측에 설치된 피동축(420)에 결합되는 피동 스프로킷(440);
상기 구동 스프로킷(430)과 피동 스프로킷(440) 간을 연결하여 무한궤도 방식으로 이동되는 체인(450);
상기 체인(450)에 소정 간격을 두고 설치되어 체인(450)과 함께 순환 이동하면서 고분자 폐기물을 이송시키는 다수의 이송부재(460); 및
상기 반응기 본체(100)의 하부에 설치되어 열풍을 공급하는 연소부(500);를 포함하며,
상기 건조실(200) 및 열분해실(300)은 사각 덕트 형상으로 이루어지고,
상기 이송부재(460)는 사각 판 형상으로 이루어지며,
상기 체인(450)과 함께 이송부재(460)의 계속되는 순환에 의해 고분자 폐기물을 스크래핑하면서 이동하고, 다음 단으로 낙하시킨 후 다시 이동하면서 열분해를 진행하는 구조로 이루어지며,
상기 반응기 본체(100)와 건조실(200) 및 열분해실(300) 사이에는 상승 유동하는 열풍이 고르게 분산되도록 열풍 통로 상에 다수의 가이드수단(600)이 설치되고,
상기 가이드수단(600)은 상하로 서로 엇갈리게 이격되어 지그재그 형태의 열풍 통로를 갖도록 제1 가이드(610)와, 상기 제1 가이드(610)와 교호적으로 배치되는 제2 가이드(620)를 포함하며,
상기 제1 가이드(610)는 일단이 반응기 본체(100)의 일측 내벽에 고정되고, 타단이 건조실(200) 또는 열분해실(300)의 일측 외벽에 고정되며,
상기 제2 가이드(620)는 일단이 건조실(200) 또는 열분해실(300)의 타측 외벽에 고정되고, 타단이 반응기 본체(100)의 타측 내벽에 고정되는 것을 특징으로 하는 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기.
- 청구항 1에 있어서,
상기 이송부재(460)는 판 형상으로 이루어지며, 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기.
- 청구항 1에 있어서,
상기 이송부재(460)는 일단이 건조실(200) 및 열분해실(300)의 내측 벽면에 근접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기.
- 청구항 1에 있어서,
상기 이송부재(460)의 양측 및 중앙에는 무게를 줄이도록 복수의 무게감소홈(461)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 연소부(500)는 내부에 연소공간이 마련되는 연소로(510);
상기 연소로(510)의 일측에 연결되는 화구(520);
상기 화구(520)의 일측에 설치되어 연소로(510) 내부로 화염을 분사하는 복수의 버너(530); 및
상기 버너(530)에 공기를 공급하는 블로워(540);를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍 간접 가열 방식의 다단 연속 열분해 반응기.
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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