KR102623343B1 - 열분해를 사용하여 폐타이어로부터 카본블랙을 제조하는 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 카본블랙을 제조하기 위한 방법에서는, 폐타이어를 가열하여 열분해하는 단계; 열분해된 물질 중 차르를 철을 포함하는 이물질로부터 분리하는 단계; 상기 차르를 미립 또는 미분의 형태로 분쇄하여 카본블랙으로 형성하는 단계; 상기 카본블랙을 펠레타이징하는 단계; 펠렛화된 상기 카본블랙을 냉각 및 건조시키는 단계; 및 펠렛화된 상기 카본블랙을 포장하는 단계;를 포함하며, 상기 열분해하는 단계는; 폐타이어를 가열시키는 1차 열분해 단계; 및 1차 열분해된 물질 중 차르 및 철을 가열시키는 2차 열분해 단계;를 포함하며, 상기 2차 열분해 단계의 가열 온도는 1차 열분해 단계의 가열 온도보다 높다.
Description
본 발명은 더 좋은 성능의 카본블랙을 얻기 위한 폐타이어로부터의 카본블랙 제조 시스템 및 방법에 관한 것이다.
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.
따라서, 폐타이어의 재활용은 폐기물의 발생량을 감소시키고 매립이나 소각 등으로 인해 발생할 수 있는 환경오염 문제를 해결할 수 있는 다른 대안으로 기대된다.
폐타어이의 재활용 방법 중 가장 많이 사용되는 열분해 법은 무산소 상태에서 유기 폐기물을 500~800℃의 온도에서 열적으로 분해하는 방법을 말한다.
이와 관련하여, 공개특허 제10-2019-0084713호는 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 카본블랙 제조 시스템 및 방법을 개시한다. 하지만, 상기 특허는 이러한 열분해의 구체적인 파라미터나 방식에 대하여는 구체적으로 개시하지 않는다.
본 발명의 목적은 기존 제품보다 품질이 뛰어난 카본블랙을 얻기 위한 카본블랙 제조 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 카본블랙을 제조하기 위한 방법은, 폐타이어를 가열하여 열분해하는 단계; 열분해된 물질 중 차르를 철을 포함하는 이물질로부터 분리하는 단계; 상기 차르를 미립 또는 미분의 형태로 분쇄하여 카본블랙으로 형성하는 단계; 상기 카본블랙을 펠레타이징하는 단계; 펠렛화된 상기 카본블랙을 냉각 및 건조시키는 단계; 및 펠렛화된 상기 카본블랙을 포장하는 단계;를 포함하며, 상기 열분해하는 단계는: 폐타이어를 가열시키는 1차 열분해 단계; 및 1차 열분해된 물질 중 차르 및 철을 가열시키는 2차 열분해 단계;를 포함하며, 상기 2차 열분해 단계의 가열 온도는 1차 열분해 단계의 가열 온도보다 높을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 1차 열분해 단계에서는 폐타이어가 300 내지 450℃로 가열되며, 상기 2차 열분해 단계에서는 차르 및 철이 550 내지 700℃로 가열될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차르를 미분의 형태로 분쇄하여 카본블랙으로 형성하는 단계는, 1차 분쇄 단계; 및 2차 분쇄 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 1차 분쇄 단계에서는 차르가 링 롤러 밀, ACM(air classifier mill) 및 레이몬드 밀 중 어느 하나를 통해 분쇄되며, 상기 2차 분쇄 단계에서는 차르가 링 롤러 밀 또는 ACM을 통해 분쇄될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 1차 분쇄 단계에서는 차르가 80 μm 이하의 입도로 분쇄되며, 상기 2차 분쇄 단계에서는 차르가 10 μm 이하의 입도로 분쇄될 수 있다.
본 발명에 따른 카본 블랙 시스템은, 폐타이어가 투입되는 부분인 공급부; 상기 공급부로부터 공급된 폐타이어를 열분해하는 열분해부로서, 상기 열분해부에서 폐타이어는 가스, 오일, 차르 및 철로 열분해되는, 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 열분해부는: 폐타이어를 가열시키는 1차 열분해부; 및 1차 열분해된 물질 중 차르 및 철을 가열시키는 2차 열분해부;를 포함하며, 상기 2차 열분해부에서의 가열 온도는 1차 열분해부에서의 가열 온도보다 높을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 1차 열분해부에서는 폐타이어가 300 내지 450℃로 가열되며, 상기 2차 열분해부에서는 차르 및 철이 550 내지 700℃로 가열될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분쇄부는, 1차 분쇄부; 및 2차 분쇄부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 1차 분쇄부에서는 차르가 링 롤러 밀, ACM 및 레이몬드 밀 중 어느 하나를 통해 분쇄되며, 상기 2차 분쇄부에서는 차르가 링 롤러 밀 또는 ACM을 통해 분쇄 수 있다.
일 실시예에서, 상기 1차 분쇄부에서는 차르가 80 μm 이하의 입도로 분쇄되며, 상기 2차 분쇄부에서는 차르가 10 μm 이하의 입도로 분쇄될 수 있다.
본 발명에 따른 카본블랙 제조 시스템 및 방법은 열분해가 1차로 300 내지 450도로, 2차로 550 내지 700도로 나누어서 진행되기 때문에 품질이 뛰어난 카본 블랙을 얻을 수 있으며, 연속 가동이 가능하여 가동 효율이 좋아질 수 잇다.
본 발명에 따른 카본블랙 제조 시스템 및 방법은 분쇄 시에 제트 밀을 사용하지 않고도 2차로 나누어 차르를 분쇄함으로써 입도가 작아 품질이 뛰어나고 제조 비용이 적게 드는 카본 블랙을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폐타이어 열분해를 통한 카본블랙 제조 시스템을 나타내는 도면이다.
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.
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.
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.
열분해부(20)는 공급부(10)로부터 공급된 폐타이어를 열분해하는 부분일 수 있다. 열분해부(20)는 1차 열분해부(23) 및 2차 열분해부(26)로 구성될 수 있다. 1차 열분해부(23)는 열풍로에서 발생되는 고온가스가 반응기 내부로 유입되어 폐타이어를 고온, 예를 들어 300 내지 450℃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.
1차 열분해부(23)에서는 기존의 열분해 공정보다 낮은 온도로 가열되기 때문에 기존의 열분해 공정보다 가스의 비율이 적고 오일의 비율이 높을 수 있다. 예를 들어, 기존의 500℃ 초과의 온도에서 한번에 열분해 되는 경우에는 15 중량%의 가스, 40 중량%의 오일, 35 중량%의 차르 및 10 중량%의 철을 포함한다면, 본 발명에 따른 열분해 공정은 10 중량%의 가스, 45 중량%의 오일, 35 부피%의 차르 및 10 중량%의 철을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 열분해 공정은 기존 열분해 공정보다 오일의 비율이 높고 가스의 비율이 낮을 수 있다. 따라서, 공정의 유지 및 관리가 쉬울 수 있으며, 공정의 가동 연속성이 있어 가동 효율이 향상될 수 있다.
1차 열분해부(23)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.
1차 열분해부(23)에서 분해된 오일증기는 응축부(40)로 보내질 수 있다. 응축부(40)는 1차 열분해부(23)와 수평으로 위치되며, 1차 열분해부(23)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 1차 열분해부(23)의 열풍로로 이송되어 연소에 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 비응축성 가스의 재활용으로 인하여 공정 비용이 감소되며, 공정이 친환경적일 수 있다.
1차 열분해부(23)에서 분해된 차르 및 철은 2차 열분해부(26)로 하나 이상의 컨베이어를 통해 보내질 수 있다. 2차 열분해부(26)는 공급된 차르 및 철을 열분해하는 부분일 수 잇다. 2차 열분해부(26)는 열풍로에서 발생되는 고온가스가 반응기 내부로 유입되어 차르 및 철을 고온, 예를 들어 550 내지 700℃로 가열시킬 수 있다. 즉, 2차 열분해부(26)에서의 가열 온도는 1차 열분해부(23)에서의 가열 온도보다 높을 수 있다. 반응기는 외부와 기밀되어 무산소 또는 희박 산소 분위기에서 동작하며, 이를 유지하기 위해 반응기의 일 단부에 질소가 공급될 수 있다. 가열된 차르 및 철은 1차 열분해부(23)에서와 같이 가스, 오일, 차르(char) 및 철 등으로 다시 분해될 수 있다. 이러한 방식으로 분해된 가스 및 오일은 1차 열분해부(23)의 분해물과 같이 배기부(30) 및 응축부(40)로 보내질 수 있다.
본 발명에 따른 열분해 공정은 1차 열분해 공정뿐만 아니라 더 높은 온도에서 2차 열분해 공정이 수행될 수 있다. 이에 따라, 카본 블랙의 표면의 유분 함량이 기존의 카본 블랙의 표면의 유분 함량보다 낮아 카본 블랙의 품질이 뛰어나며, 발암성을 나타내는 다환방향족탄화수소(PAH, polycyclic aromatic hydrocarbons)의 양이 적게 포함되는 결과를 가져온다.
결과적으로, 본 발명에 따른 열분해 공정은 표면 유분 함량 및 PAH가 낮은 차르를 얻으면서 공정에서 발생하는 가스의 비율이 낮고 오일의 비율이 높은 유지 관리가 쉬운 공정을 동시에 달성할 수 있는 효과를 가져온다.
2차 열분해부(26)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.
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.
차르는 저장부(60)에서 분쇄부(70)로 보내질 수 있다. 분쇄부(70)는 이송되는 차르를 미립 또는 미분의 형태로 분쇄하여 카본블랙으로 형성할 수 있다. 분쇄부(70)는 1차 분쇄부(73) 및 2차 분쇄부(76)로 구성될 수 있다. 분쇄부(70)에서는 1차 분쇄부(73)에서의 1차 분쇄공정 및 2차 분쇄부(76)에서의 2차 분쇄 공정을 통해 차르가 분쇄될 수 있다. 1차 분쇄공정에서는 입도의 분포가 없던 차르를 링 롤러 밀(ring roller mill), ACM(air classifier mill) 및 레이몬드 밀(raymond mill) 중 어느 하나를 통해 80 μm 이하의 입도로 분쇄할 수 있으며, 2차 분쇄공정에서는 80 μm 이하의 입도를 갖는 차르를 링 롤러 밀 또는 ACM을 통해 10 μm 이하의 입도로 분쇄하여 카본블랙으로 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 1차 분쇄공정에서는 입도의 분포가 없던 차르를 링 롤러 밀을 통해 80 μm 이하의 입도로 분쇄할 수 있으며, 2차 분쇄공정에서는 80 μm 이하의 입도를 갖는 차르를 ACM을 통해 10 μm 이하의 입도로 분쇄하여 카본블랙으로 형성할 수 있다.
기존의 분쇄공정에서는 링 롤러 밀을 한번만 사용하여 80 μm 이하의 입도를 갖는 카본 블랙을 형성하였으나, 이는 본 발명의 시스템 및 방법을 사용한 카본 블랙보다 입도가 훨씬 크기 때문에 카본 블랙의 품질이 좋지 않다는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 분쇄공정에서는 제트 밀(jet mill)을 사용하여 10 μm 이하의 입도를 갖는 카본 블랙을 사용하는 경우도 있으나, 이를 위해서는 제트 밀 자체의 부피가 매우 크고 설비 비용이 많이 들면서 전기 비용이 많이 소모된다는 문제점이 있었다.
본 발명에 따른 시스템 및 방법은 공간을 많이 차지하고 비용이 많이 드는 제트 밀을 사용하지 않고도 입도가 10 μm 이하인 품질이 뛰어난 카본 블랙을 제조할 수 있는 효과를 가져온다.
형성된 카본블랙은 분쇄부(70)로부터 성형부(80)로 이송될 수 있다. 성형부(80)에서 카본블랙은 물을 바인더로 사용하여 구형으로 성형될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Claims (10)
- 카본블랙을 제조하기 위한 방법으로서,
폐타이어를 가열하여 열분해하는 단계;
열분해된 물질 중 차르를 철을 포함하는 이물질로부터 분리하는 단계;
상기 차르를 미립 또는 미분의 형태로 분쇄하여 카본블랙으로 형성하는 단계;
상기 카본블랙을 펠레타이징하는 단계;
펠렛화된 상기 카본블랙을 냉각 및 건조시키는 단계; 및
펠렛화된 상기 카본블랙을 포장하는 단계;를 포함하며,
상기 열분해하는 단계는:
폐타이어를 가열시키는 1차 열분해 단계; 및
1차 열분해된 물질 중 차르 및 철을 가열시키는 2차 열분해 단계;를 포함하며,
상기 2차 열분해 단계의 가열 온도는 1차 열분해 단계의 가열 온도보다 높은,
카본블랙을 제조하기 위한 방법. - 제1항에 있어서,
상기 1차 열분해 단계에서는 폐타이어가 300 내지 450℃로 가열되며,
상기 2차 열분해 단계에서는 차르 및 철이 550 내지 700℃로 가열되는,
카본블랙을 제조하기 위한 방법. - 제1항에 있어서,
상기 차르를 미분의 형태로 분쇄하여 카본블랙으로 형성하는 단계는,
1차 분쇄 단계; 및
2차 분쇄 단계를 포함하는,
카본 블랙을 제조하기 위한 방법. - 제3항에 있어서,
상기 1차 분쇄 단계에서는 차르가 링 롤러 밀, ACM(air classifier mill) 및 레이몬드 밀 중 어느 하나를 통해 분쇄되며,
상기 2차 분쇄 단계에서는 차르가 링 롤러 밀 또는 ACM을 통해 분쇄되는,
카본블랙을 제조하기 위한 방법. - 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 1차 분쇄 단계에서는 차르가 80 μm 이하의 입도로 분쇄되며,
상기 2차 분쇄 단계에서는 차르가 10 μm 이하의 입도로 분쇄되는,
카본블랙을 제조하기 위한 방법. - 카본블랙 제조 시스템으로서,
폐타이어가 투입되는 부분인 공급부;
상기 공급부로부터 공급된 폐타이어를 열분해하는 열분해부로서, 상기 열분해부에서 폐타이어는 가스, 오일, 차르 및 철로 열분해되는, 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 열분해부는:
폐타이어를 가열시키는 1차 열분해부; 및
1차 열분해된 물질 중 차르 및 철을 가열시키는 2차 열분해부;를 포함하며,
상기 2차 열분해부에서의 가열 온도는 1차 열분해부에서의 가열 온도보다 높은,
카본블랙 제조 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 1차 열분해부에서는 폐타이어가 300 내지 450℃로 가열되며,
상기 2차 열분해부에서는 차르 및 철이 550 내지 700℃로 가열되는,
카본블랙 제조 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 분쇄부는,
1차 분쇄부; 및
2차 분쇄부를 포함하는,
카본블랙 제조 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 1차 분쇄부에서는 차르가 링 롤러 밀, ACM 및 레이몬드 밀 중 어느 하나를 통해 분쇄되며,
상기 2차 분쇄부에서는 차르가 링 롤러 밀 또는 ACM을 통해 분쇄되는,
카본블랙 제조 시스템. - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 1차 분쇄부에서는 차르가 80 μm 이하의 입도로 분쇄되며,
상기 2차 분쇄부에서는 차르가 10 μm 이하의 입도로 분쇄되는,
카본블랙 제조 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020230003697A KR102623343B1 (ko) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 열분해를 사용하여 폐타이어로부터 카본블랙을 제조하는 시스템 및 방법 |
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| KR (1) | KR102623343B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102665069B1 (ko) | 2024-02-20 | 2024-05-14 | 리월드 주식회사 | 폐타이어 분말 열분해부를 포함하는 챠르 카본블랙 제조시스템 |
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| KR20060078313A (ko) * | 2004-12-31 | 2006-07-05 | 한국전기연구원 | 폐타이어 재활용 장치 및 재활용 방법 |
| KR20180135808A (ko) * | 2017-06-13 | 2018-12-21 | 주식회사 에스아이카본 | 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블랙 제조 시스템 및 방법 |
| KR20190084713A (ko) * | 2018-01-09 | 2019-07-17 | 주식회사 에스아이카본 | 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블랙 제조 시스템 및 방법 |
| CN114381290A (zh) * | 2022-02-12 | 2022-04-22 | 安徽固瑞特新材料科技有限公司 | 一种湿法制备橡胶用超细废旧轮胎热裂解碳黑的方法 |
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2023
- 2023-01-10 KR KR1020230003697A patent/KR102623343B1/ko active IP Right Grant
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