KR102604819B1 - 스크류형 열분해 반응기를 포함하는 열분해유 생산 시스템 - Google Patents
스크류형 열분해 반응기를 포함하는 열분해유 생산 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 스크류형 열분해 반응기를 포함하는 열분해유 생산 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 열분해유 생산 시스템은 제1 열분해 반응기 및 제2 열분해 반응기를 포함하며, 상기 제2 열분해 반응기에서는 이물질이 포함된 제1 열분해 반응기로부터의 고비점 오일이 재열분해되어 저비점 오일 및 중비점 오일은 상단의 배출구를 통해 배출되어 이동하고 고형 무기물과 고형 탄소 잔사물을 비롯한 고형 물질은 바닥면에 인접하여 위치하는 스크류에 의해 상단 방향으로 이동하여 분리 배출하게 된다. 본 발명의 제2 열분해 반응기를 포함하는 열분해유 생산 시스템을 사용함으로써 고형 이물질이나 고형 탄소 잔사물과 같은 고형 물질을 효율적으로 분리하여 이와 동시에 2차 열분해를 수행할 수 있으므로, 열분해를 통한 재활용 경비를 최소화하면서도 품질이 개선된 고급 열분해유를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 스크류형 열분해 반응기를 포함하는 열분해유 생산 시스템에 관한 것이다.
산업의 발달에 따라 플라스틱이나 합성고무를 원료로 하는 상품은 사용량이 매년 증가하고 있다. 이러한 소비량 상승에 따라 폐플라스틱이나 폐고무 등의 폐합성수지의 양도 함께 증가하고 있으며, 기후 변화 대응, 탄소 중립 등과 같은 친환경 사회 이슈가 부각되면서 이를 소각이나 매립으로 처리하는 방식은 지양되고, 친환경적으로 재활용하는 방안에 대한 필요성이 증대하고 있다.
폐합성수지의 친환경적인 재활용 방안의 하나로서 이를 열분해하여 오일을 생산하는 방법이 제안되었다. 폐합성수지의 열분해 재활용 방법은 폐합성수지에 고열을 가하여 폐합성수지를 용융 및 분해하고, 분해물로부터 얻을 수 있는 다양한 유분을 정제하여 오일, 즉, 열분해유를 얻는 방법이다. 그러나, 폐합성수지는 이물질 등의 여러 가지 물질을 포함할 뿐만 아니라 열분해 동안에 각종 고형 탄소 잔사물 등이 발생하기 때문에 열분해 및 정제에 많은 비용이 소요되거나 열분해유의 품질 저하의 우려가 있다. 따라서, 폐합성수지의 열분해시 이물질이나 고형 탄소 잔사물과 같은 고형 물질을 효과적으로 제거하면서 열분해할 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 이를 통해 열분해 방법을 통한 재활용 경비를 최소화하면서도 고급 오일을 얻을 수 있어 채산성이 높은 열분해유 생산 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 제1 열분해 반응기(10) 및 제2 열분해 반응기(30)를 포함하는, 가연성 폐기물로부터 열분해유를 생산하는 시스템(1)으로서,
상기 제2 열분해 반응기(30)는 상단 또는 상부 측면에 위치하는 유입구(301) 및 제1 배출구(302); 하단 또는 하부 측면에 위치하는 제2 배출구(303); 및 상기 유입구(301), 제1 배출구(302), 및 제2 배출구(303)와 연통하고 반응 공간 및 상기 반응 공간의 바닥부에 인접하여 위치하는 이송 스크류(320)를 포함하는 본체부(310)를 포함하고,
상기 제2 열분해 반응기(30)에서는 상기 제1 열분해 반응기(10)에 의해 1차 열분해된 열분해 생성물 중에서 고비점 생성물 (주로, 왁스이며 여기에 이물질이 포함될 수 있음)이 제2 열분해 원료로서 상기 유입구(301)로부터 유입되어 본체부(310)의 반응 공간에서 제2 열분해에 의해 재열분해되고 상기 제2 열분해에 의해 생성된 생성물은 상기 제1 배출구(302)를 통해 배출되고 고형 물질은 상기 이송 스크류(320)에 의해 이동하여 상기 제2 배출구(303)를 통해 배출되는, 시스템(1)이 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 본체부(310)의 반응 공간은 상기 유입구(301)와 연통하는 제1 영역(A) 및 상기 제1 배출구(302) 및 상기 제2 배출구(303)와 연통하는 제2 영역(B)으로 구획되고, 상기 본체부(310)의 바닥면은, 제1 영역(A)에서부터 제2 영역(B)을 향하는 방향이 지면을 기준으로 상향하도록 경사질 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 본체부(310)의 바닥면은 지면을 기준으로 0° 초과 내지 80° 이하의 각으로 경사진 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 유입구(301)로부터 유입된 제2 열분해 원료(315)는 상기 제1 영역(A) 또는 상기 제1 영역(A) 및 상기 제1 영역(A)에 인접한 상기 제2 영역(B)의 일부에 위치하여 상기 제2 배출구(303)를 통해 배출되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 이송 스크류(320)는 상기 본체부(310)의 바닥면과 접촉할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 이송 스크류(320)는 상기 본체부(310)의 바닥면, 및 상기 바닥면에 인접한 양 측면과 접촉할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 이송 스크류(320)가 위치하는 상기 본체부(310)의 하부 단면적에 비해 상기 이송 스크류(320) 상에 위치하는 상기 본체부(310)의 상부 단면적이 더 넓을 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 본체부(310)의 상단 폭(Rw)이 상기 본체부의 바닥면 폭 및 상기 이송 스크류(320)의 바깥 지름(Sw)보다 더 길 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 제1 열분해 반응기(10)는 로터리 킬른형 열분해 반응기이고 상기 제2 열분해 반응기(30)는 스크류형 열분해 반응기일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 제2 배출구(303)는 산소 차단 밸브(330)와 연결되어 상기 고형 물질이 산소를 포함하지 않고 배출될 수 있다. 이는 산소 차단 밸브(330)에 의해 고형 물질이 산소를 포함하지 않음으로서 화재가 발생되지 않게 하기 위함이다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 시스템(1)은 상기 제1 열분해 반응기(10)와 상기 제2 열분해 반응기(30) 사이에 왁스 분리기(20)를 추가로 포함하고, 상기 제2 열분해 원료는 상기 제1 열분해 반응기(10)에 의해 1차 열분해된 후 상기 왁스 분리기(20)를 경유하여 고비점 왁스로서 상기 유입구(301)로 유입될 수 있다.
본 발명의 제2 열분해 반응기를 포함하는 열분해유 생산 시스템을 사용함으로써 2차 열분해를 수행하는 것과 동시에, 고형 이물질이나 고형 탄소 잔사물(예: 카본 블랙)과 같은 고형 물질, 심지어는 미세 분말 형태의 고형 물질도 효과적이고 효율적으로 분리할 수 있으므로, 열분해를 통한 재활용 경비를 최소화하면서도 품질이 개선된 고급 열분해유를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열분해유 생산 시스템(1)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 제2 열분해 반응기(30)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 상기 도 2의 제2 열분해 반응기(30)에서 C-C'면을 따라 잘랐을 때 보이는 단면을 도시한다.
도 2는 제2 열분해 반응기(30)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 상기 도 2의 제2 열분해 반응기(30)에서 C-C'면을 따라 잘랐을 때 보이는 단면을 도시한다.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소는 동일한 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 부재들의 크기와 형상은 설명의 편의와 명확성을 위하여 과장될 수 있으며, 실제 구현시, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니된다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다, "함유"한다, "가지다"라고 할 때, 이는 특별히 달리 정의되지 않는 한, 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술한 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명을 설명한다.
본 발명의 열분해유 생산 시스템(1)은 가연성 폐기물(a)을 열분해하여 열분해유를 생산하는 시스템이다.
여기서 상기 가연성 폐기물은 예를 들어 폐플라스틱, 폐고무과 같은 폐합성수지, 바이오매스 등이 있다. 특히, 폐합성수지 및 바이오매스에 포함된 미량의 흙, 알루미늄 코팅물 등 무기물이 포함된 저급 폐기물일 수 있다. 본 발명에서 가연성 폐기물은 바이오매스를 20 wt% 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 열분해유 생산 시스템(1)에서 상기 가연성 폐기물(a)은 제1 열분해 반응기(10)로 투입된다. 상기 제1 열분해 반응기(10)에서 상기 가연성 폐기물(a)은 고온, 예를 들어 350 내지 550℃의 온도에서 열분해되어 열분해 가스를 형성한다. 상기 열분해 가스는 탄소수가 다양한 물질을 함유하며, 이 중에서 탄소수가 높은 고비점 물질은 그 활용도가 낮아서 이를 제거하거나 제2 열분해를 통해 다시 열분해하여 재활용될 수 있다. 상기 제1 열분해 반응기(10)의 종류는 특별히 제한되지는 않으나, 로터리 킬른형 반응기를 사용할 수 있다. 로터리 킬른형 반응기는 화로가 회전하면서 전체에서 열을 가하여 고온에 의해 내부 폐기물을 용융 및 열분해가스와 탄화된 잔류물로 분해되도록 한다. 로터리 킬른형 열분해 반응기는 원료 투입구 부분이 안정하게 산소 차단 및 리크가 억제된다면 연속적으로 원료를 투입하면서 열분해가 계속적으로 이루어지는 시스템으로 운전을 할 수 있지만, 경우에 따라 열분해되는 동안 로터리 킬른형 열분해 반응기로의 폐기물 유입이 중단되므로, 로터리 킬른형 열분해 반응기를 다수 개 병렬 연결하여 작업의 연속성을 부여할 수 있다. 로터리 킬른형 반응기는 열전달이 비효율적이고 생성물의 품질이 낮다는 단점이 있으나, 가연성 폐기물, 예를 들어 폐플라스틱의 크기에 제한 없이 사용될 수 있다는 이점이 있으므로 제1 열분해 반응기로 적합하다. 다만, 상기 단점을 보완하기 위해, 로터리 킬른형 열분해 반응기는 다른 형태의 열분해 반응기와 조합하여 사용될 수 있으며, 이와 같은 조합에 의해 가연성 폐기물을 신속하게 열분해하면서 폐기물의 열분해 효과를 극대화할 수 있게 된다. 이에, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 열분해 반응기(10)는 로터리 킬른형 반응기이고 제2 열분해 반응기(30)는 스크류형 반응기일 수 있다.
상기 제1 열분해 반응기(10)에서 가연성 폐기물(a)로부터 열분해에 의해 생성된 열분해 생성물 중에서 잘 열분해가 되지 않고 이물질을 포함하기도 하는 고비점 생성물은 왁스 분리기(20)로 투입될 수 있다. 필요한 경우, 상기 제1 열분해 반응기(1)와 상기 왁스 분리기(20) 사이에 별도의 이송 장치를 추가로 구비해도 된다. 상기 왁스 분리기(20)에서 상기 왁스는 열분해 오일 중에 분자량이 큰 중질유분으로 이송 및/또는 저장 조건에서 고점성 상태가 되는 탄소계 화합물을 총칭할 수 있다. 따라서, 가연성 폐기물로부터의 열분해 오일 생산시 열분해 오일의 생산 공정 조건 및 이의 사용처 조건에 따라 분리 제거하고자 하는 고비점 왁스의 비점 기준은 달라질 수 있다. 열분해 반응 장치에서 생성된 열분해 가스는 탄소수가 다양한 물질로 구성되어 있고, 이 중 고비점 물질인 왁스는 장치 막힘 등의 이유로 활용도가 낮아 분리하여 다시 열분해 반응 장치에서 열분해할 수 있게 왁스 분리기(20)에서 고비점 왁스(c1)를 분리하고 배출하여 제2 열분해 반응기(30)로 다시 투입된다. 이와 같이 고비점 왁스(c1)가 분리, 제거된 열분해 가스(b)는 왁스 분리기로부터 배출되어 증류탑(40)으로 이송될 수 있다. 상기 왁스 분리기(20)는 다양한 방식으로 구현할 수 있으며, 이미 공지된 증류방식으로 구현할 수 있다. 또한, 왁스 분리기(20)에서 열분해 가스가 중간 부분의 벽면 방향으로 흐름 방향, 온도 구배 등의 복합적인 요인으로 저비점 열분해 가스와 고비점 왁스(c1)로 분리되게 할 수도 있다.
제2 열분해 반응기(30)는 상단 또는 상부 측면에 위치하는 유입구(301) 및 제1 배출구(302); 하단 또는 하부 측면에 위치하는 제2 배출구(303); 및 상기 유입구(301), 제1 배출구(302), 및 제2 배출구(303)와 연통하고 반응 공간 및 상기 반응 공간의 바닥부에 인접하여 위치하는 이송 스크류(320)를 포함하는 본체부(310)를 포함한다. 상기 제2 열분해 반응기(30)에서는 상기 제1 열분해 반응기(10)에 의해 1차 열분해된 열분해 생성물 중에 고비점 생성물이 제2 열분해 원료로서 상기 유입구(301)로부터 유입되어 본체부(310)의 반응 공간에서 제2 열분해에 의해 재열분해되고 상기 제2 열분해에 의해 생성된 생성물은 상기 제1 배출구(302)를 통해 배출되고 고형 물질은 상기 이송 스크류(320)에 의해 이동하여 상기 제2 배출구(303)를 통해 배출될 수 있다. 여기서 상기 제2 열분해 원료는 상기 제1 열분해 반응기(10)에 의해 1차 열분해된 생성물 중에서 열분해가 잘 되지 않은 고비점 생성물이며, 상기 고비점 생성물은 주로 왁스이고, 가연성 폐기물과 함께 유입된 이물질이나 고형 무기물 등을 포함하고 있을 수 있다. 또한, 상기 제2 열분해 원료는 제1 열분해 반응기(10)에서 배출된 후 상기 왁스 분리기(20)를 경유하여 상기 왁스 분리기(20)에서 분리된, 분해가 잘 되지 않는 고비점 왁스(c1)일 수 있다. 상기 제2 열분해 원료, 예를 들어 고비점 왁스(c1)는 열분해에 의해 열분해되고 상기 열분해에 의해 형성된 열분해 가스(c3)는 증류탑으로 이송되고, 고형 탄소 잔사물(예: 카본 블랙)을 비롯하여 고형 이물질, 고형 무기물을 포함하는 고형 물질(c2)은 배출구(303)를 통해 배출될 수 있다.
상기 제2 열분해 반응기(30)에서 열분해 온도는 상기 제1 열분해 반응기(10)에서의 열분해 온도보다 더 높을 수 있다. 상기 제2 열분해 반응기(30)에서의 열분해 온도는 400℃ 이상, 예를 들어 400 내지 650℃일 수 있다. 2차 열분해 반응기(30)는 온도 조절이 가능한 구조일 수 있다. 예컨대, 뒷부분으로 갈수록 온도가 떨어지는 온도 구배를 갖도록 하는 가열 구조일 수 있다. 여기서 상기 가열 방식은 국부적 가열이 일어나지 않도록 간접 가열 방식인 것이 바람직하다. 상기 간접 가열 방식으로는 열풍을 이용하는 방식, 전기로를 이용하는 방식 등이 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제2 열분해 반응기(30)에서 상기 본체부(310)의 반응 공간은 상기 유입구(301)와 연통하는 제1 영역(A) 및 상기 제1 배출구(302) 및 상기 제2 배출구(303)와 연통하는 제2 영역(B)으로 구획되고, 상기 본체부(310)의 바닥면은, 제1 영역(A)에서부터 제2 영역(B)을 향하는 방향이 지면을 기준으로 상향하도록 경사진 구조일 수 있다.
상기 유입구(301)로부터 유입된 제2 열분해 원료(315)는 상기 제1 영역(A) 또는 상기 제1 영역(A) 및 상기 제1 영역(A)에 인접한 상기 제2 영역(B)의 일부에 위치하여 상기 제2 배출구(303)를 통해 배출되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이 열분해 반응기의 본체부(310)가 경사진 구조를 가짐으로써 액상인 고비점 오일, 즉, 반응 원료(315)가 배출구 (302, 303)로는 배출되지 않고 충분한 시간 동안 열분해될 수 있다. 예를 들어, 상기 본체부(310)의 바닥면은 지면을 기준으로 0° 초과 내지 80° 이하의 각으로 경사질 수 있다. 상기 각도가 높으면 열분해 원료(315)의 양이 많아지고 각도가 낮으면 열분해 원료(315)의 양이 작아지므로 접촉 시간을 고려하여 각도를 설정하여야 한다.
상기 이송 스크류(320)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 본체부(310)의 바닥면과 접촉하고 있을 수 있다. 또한, 상기 이송 스크류(320)는 상기 본체부(310)의 바닥면 뿐만 아니라 상기 바닥면에 인접한 양 측면과 접촉하고 있을 수 있다. 이와 같이 이송 스크류(320)가 바닥면과 접촉함으로써, 바닥면에 있는 카본 블랙 등의 미세 분말까지도 이송 스크류(320)에 의해 충분히 이송되어 배출구(303)로 배출될 수 있게 된다. 또한, 미세 분말의 이송, 배출을 안정적으로 수행하기 위해서는, 이송 스크류(320)는 피치가 지나치게 넓지 않고 피치가 작은 구조(예를 들어, 피치가 1인치 이내)를 가질 수 있다. 또한, 이송 스크류(320)의 봉의 지름에 비해 날개 지름이 더 작은 구조일 수 있다.
또한, 이송 스크류(320)가 위치하는 상기 본체부(310)의 하부 단면적에 비해 상기 이송 스크류(320) 상에 위치하는 상기 본체부(310)의 상부 단면적이 더 넓을 수 있다. 이와 관련하여 도 3을 참조하면, 도 3은 제2 열분해 반응기(30)의 제 2 영역(B)에서 배출구들(302, 303)이 위치하는 구역을 절단한 단면 (즉, 도 2의 C-C'선을 따라 절단한 단면)으로서, 상기 이송 스크류(320)는 상기 본체부(310)의 상단 폭(Rw)이 상기 본체부의 바닥면 폭 및 상기 이송 스크류(320)의 바깥 지름(Sw)보다 더 길 수 있다. 또한, 상기 본체부(310)의 바닥면에 있는 이송 스크류(320)는 바깥 지름(Sw)이 상기 본체부(310)의 최소 높이 (즉, 도 2에서 최우측부 높이)보다 작을 수 있다. 도 3은 상기 절단 단면이 역사다리꼴 형태로 표현되어 있으나, 단면 형태가 반드시 이것으로 제한되지는 않는다. 이와 같이 이송 스크류(320)가 위치하는 하부 구역을 좁게 설계하고 상부 구역은 넓게 설계함으로써, 이송 스크류(320)에 의해 고체 탄소 잔사물을 비롯한 고형 물질을 안정적이고 효과적으로 이송, 배출할 수 있을 뿐만 아니라, 열분해 반응 원료(315)가 반응하고 배출될 수 있는 반응 공간도 충분히 확보할 수 있게 된다.
상기 제2 배출구(303)로부터 이물질, 고형 무기물, 및 고형 탄소 잔사물을 포함할 수 있는 고형 물질(c2)이 배출되며, 여기서 상기 제2 배출구(303)는 산소 차단 밸브(330)가 연결되어 상기 고형 물질이 화재가 발생되지 않게 산소를 포함하지 않고 배출될 수 있도록 할 수 있다. 상기 제2 배출구(303)는 산소 차단 밸브(330) 및 밀폐 보관 장치(미도시)를 포함하며 상기 배출된 고형 물질(c2)이 산소를 포함하지 않고 밀폐되어 보관될 수 있도록 할 수 있다.
상기 제2 열분해 반응기(30)로부터 2차 열분해에 의해 생성되고 고형 물질(c2)이 제거된 열분해 가스(c3)는 증류탑(40)으로 이송될 수 있다. 상기 열분해 가스(c3) 역시도 탄소수 분포가 넓을 수 있으므로, 상기 증류탑(40)에서는 단계적으로 저비점 오일이 포집되는 구조로, 1차 분리 단계에서는 온도가 좀 더 높아서 좀 더 고비점 오일(d4)이 포집되고, 2차 분리 단계에서는 온도가 떨어져서 좀 더 낮은 분자수인 중비점 오일(d2)이 포집되고, 3차 분리 단계에서는 가솔린 범위 정도의 저비점 오일(d1)이 포집될 수 있다. 상기 포집, 배출되는 중비점 오일(d2)과 저비점 오일(d1)은 저장하여 고품질의 열분해유로 활용할 수 있다. 고비점 오일(d4)의 경우, 제1 열분해 반응기로 돌아가서 다시 열분해될 수 있다. 증류탑(40)의 상단으로 배출되는 열분해 가스(d3)는 열분해 반응 장치의 열원으로 활용될 수 있다. 열분해 오일 분류 장치에서 배출되는 열분해 가스에 이물질이 미량 포함될 수 있어서, 가스 필터용 연속 정제 장치를 통과하여 이물질을 제거할 수 있다. 깨끗이 처리된 열분해 가스는 불규칙적으로 생산되기 때문에 과량이 나올 경우는 가스 저장 장치에 저장하고, 부족할 경우는 기존 생산된 오일로 열원용으로 공급하게 될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 열분해유 생산 시스템
10: 제1 열분해 반응기 20: 왁스 분리기
30: 제2 열분해 반응기 40: 증류탑
301: 유입부 302: 제1 배출구 303: 제2 배출구
310: 반응 공간을 포함하는 본체부
(A): 제1 영역 (B): 제2 영역
315: 열분해 반응 원료
320: 스크류 330: 산소 차단 밸브
Rw: 본체부의 상단 폭 Sw: 스크류의 바깥 지름
α: 본체부의 바닥면이 지면에 대해 기울어진 각도
(a) 가연성 폐기물
(b) 고비점 왁스가 제거된 열분해 가스
(c1) 고비점 왁스 (c2) 고형 물질
(c3) 고형 물질이 제거된 열분해 가스
(d1) 저비점 오일 (d2) 중비점 오일
(d3) 열분해 가스 (d4) 고비점 오일
10: 제1 열분해 반응기 20: 왁스 분리기
30: 제2 열분해 반응기 40: 증류탑
301: 유입부 302: 제1 배출구 303: 제2 배출구
310: 반응 공간을 포함하는 본체부
(A): 제1 영역 (B): 제2 영역
315: 열분해 반응 원료
320: 스크류 330: 산소 차단 밸브
Rw: 본체부의 상단 폭 Sw: 스크류의 바깥 지름
α: 본체부의 바닥면이 지면에 대해 기울어진 각도
(a) 가연성 폐기물
(b) 고비점 왁스가 제거된 열분해 가스
(c1) 고비점 왁스 (c2) 고형 물질
(c3) 고형 물질이 제거된 열분해 가스
(d1) 저비점 오일 (d2) 중비점 오일
(d3) 열분해 가스 (d4) 고비점 오일
Claims (11)
- 제1 열분해 반응기 및 제2 열분해 반응기를 포함하는, 가연성 폐기물로부터 열분해유를 생산하는 시스템으로서,
상기 제2 열분해 반응기는 상단 또는 상부 측면에 위치하는 유입구 및 제1 배출구; 하단 또는 하부 측면에 위치하는 제2 배출구; 및 상기 유입구, 제1 배출구, 및 제2 배출구와 연통하고 반응 공간 및 미세 분말의 안정적인 이송 및 배출을 위해 상기 반응 공간의 바닥부에 인접하여 위치하는 이송 스크류를 포함하는 본체부를 포함하고,
상기 제2 열분해 반응기에서는 상기 제1 열분해 반응기에 의해 1차 열분해된 열분해 생성물 중에 고비점 생성물이 제2 열분해 원료로서 상기 유입구로부터 유입되어 본체부의 반응 공간에서 제2 열분해에 의해 재열분해되고 상기 제2 열분해에 의해 생성된 생성물은 상기 제1 배출구를 통해 배출되고 고형 물질은 상기 이송 스크류에 의해 이동하여 상기 제2 배출구를 통해 배출되고,
상기 이송 스크류가 위치하는 상기 본체부의 하부 단면적에 비해 상기 이송 스크류 상에 위치하는 상기 본체부의 상부 단면적이 더 넓고,
상기 이송 스크류가 위치하는 상기 본체부의 단면적은 하부에서 상부로 갈수록 점점 더 넓어지고,
상기 본체부의 반응 공간은 상기 유입구와 연통하는 제1 영역 및 상기 제1 배출구 및 상기 제2 배출구와 연통하는 제2 영역으로 구획되고, 상기 본체부의 바닥면은, 제1 영역에서부터 제2 영역을 향하는 방향이 지면을 기준으로 상향하도록 경사지고,
상기 유입구로부터 유입된 제2 열분해 원료는 상기 제1 영역 또는 상기 제1 영역 및 상기 제1 영역에 인접한 상기 제2 영역의 일부에 위치하고,
상기 제1 영역으로부터 상기 제2 영역으로 갈수록 온도가 떨어지는 온도 구배를 갖는,
시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 본체부의 바닥면은 지면을 기준으로 0° 초과 내지 80° 이하의 각으로 경사진 것을 특징으로 하는 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 유입구로부터 유입된 제2 열분해 원료는 상기 제1 영역 또는 상기 제1 영역 및 상기 제1 영역에 인접한 상기 제2 영역의 일부에 위치하여 상기 제2 배출구를 통해 배출되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 이송 스크류는 상기 본체부의 바닥면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 이송 스크류는 상기 본체부의 바닥면, 및 상기 바닥면에 인접한 양 측면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 본체부의 상단 폭이 상기 본체부의 바닥면 폭 및 상기 이송 스크류의 바깥 지름보다 더 긴 것을 특징으로 하는 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 열분해 반응기는 로터리 킬른형 열분해 반응기이고 상기 제2 열분해 반응기는 스크류형 열분해 반응기인 것을 특징으로 하는 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제2 배출구는 산소 차단 밸브와 연결되어 상기 고형 물질이 산소를 포함하지 않고 배출되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 시스템은 상기 제1 열분해 반응기와 상기 제2 열분해 반응기 사이에 왁스 분리기를 추가로 포함하고
상기 제2 열분해 원료는 상기 제1 열분해 반응기에 의해 1차 열분해된 후 상기 왁스 분리기를 경유하여 고비점 왁스로서 상기 유입구로 유입되는 것을 특징으로 하는 시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210143699A KR102604819B1 (ko) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 스크류형 열분해 반응기를 포함하는 열분해유 생산 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210143699A KR102604819B1 (ko) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 스크류형 열분해 반응기를 포함하는 열분해유 생산 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230059475A KR20230059475A (ko) | 2023-05-03 |
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ID=86381106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020210143699A KR102604819B1 (ko) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 스크류형 열분해 반응기를 포함하는 열분해유 생산 시스템 |
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| KR (1) | KR102604819B1 (ko) |
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- 2021-10-26 KR KR1020210143699A patent/KR102604819B1/ko active IP Right Grant
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230059475A (ko) | 2023-05-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) |