KR102657428B1 - 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 열분해 반응로만으로 분류가 되지 않은 다양한 재질이 혼합된 혼합 폐플라스틱에 대응되도록 처리할 수 있어 고품질의 열분해유를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 열분해 과정에서 가스가 과도하게 발생될 경우에는 가스를 냉각시켜 열분해유로 전환되도록 하여 보다 많은 양의 열분해유를 얻을 수 있는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폐플라스틱을 열분해하는 열분해 반응로와, 상기 열분해 반응로에서 생성된 열분해유를 샘플링하여 확인한 열분해유의 상태에 따라 상기 열분해 반응로를 제어하는 제어장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폐플라스틱을 열분해하는 열분해 반응로와, 상기 열분해 반응로에서 생성된 열분해유를 샘플링하여 확인한 열분해유의 상태에 따라 상기 열분해 반응로를 제어하는 제어장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 열분해 반응로만으로 분류가 되지 않은 다양한 재질이 혼합된 혼합 폐플라스틱에 대응되도록 처리할 수 있어 고품질의 열분해유를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 열분해 과정에서 가스가 과도하게 발생될 경우에는 가스를 냉각시켜 열분해유로 전환되도록 하여 보다 많은 양의 열분해유를 얻을 수 있는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템에 관한 것이다.
경제발전에 따른 개인의 소득증대는 지속적으로 각종 플라스틱사용의 증대를 가져왔고, 이에 따른 폐플라스틱의 급격한 증가는 효과적인 처리방법이 없어 전 세계적으로 폐플라스틱 대란을 가져왔다.
이러한 폐플라스틱은 자연적인 분해시간이 400-500년이 걸리며, 이들을 매립한 매립지의 주변의 지하수체계를 오염시키고, 강과 바다의 생태계를 심각하게 파괴하고, 소각시에 다량의 일산화탄소와 인체에 해로운 다이옥신을 발생시켜 대기를 오염시키는등 그 폐해는 매우크다.
우리나라도 예외일 수 없는 심각한 환경오염을 일으키고 있으며 그 처리에 어려움을 격고 있고, 재생 가능한 에너지원의 대량낭비를 초래하고 있다. 따라서 환경보호와 낭비되는 재생에너지원을 효과적으로 회수할 수 있는 처리기술개발이 지속적으로 요구되고 있는 상황이다
그런데, 산업의 발달에 따라 플라스틱이나 합성고무를 원료로 하는 상품의 생산량은 급증하고 있지만 폐플라스틱이나 폐고무 등의 폐합성수지에 대한 재활용률은 총 생산량에 비하여 미미한 수준에 불과한 실정이다.
이러한 현상이 발생되는 주요 원인은 폐합성수지의 재활용에 많은 경비가 소요되기 때문이다. 여러 가지 이유로 폐합성수지의 재활용에 많은 경비가 소요되지만 폐합성수지가 여러 가지 물질을 포함하고 있다는 것이 주요 원인이다.
즉, 폐합성수지는 아주 고순도일 경우 재활용이 가능하나, 저순도일 경우는 재활용하는데 많은 비용이 소모된다. 따라서 경제적인 측면에서 좋지 못하고, 재활용하여도 다시 사용 후 질 저하로 재활용하는데 한계가 있다.
소요 경비를 줄이면서 폐합성수지를 재활용하는 기술로는 폐합성수지를 열분해하는 방법이 있다. 폐합성수지 열분해 재활용 방법은 폐합성수지에 고열을 가하여 폐합성수지를 용융 및 분해하고, 분해물로부터 얻을 수 있는 다양한 유분을 정제하여 오일을 얻는 방법이다.
이러한 폐합성수지 열분해 방법의 일 예로서 도 1에 도시된 바와 같은 한국등록특허 제10-2482675호에 기재된 기술이 있는데, 그 기술적 특징은 열분해장치에 있어서, 폐플라스틱을 열분해하는 반응로; 상기 반응로의 가열을 위해 상기 반응로의 둘레에 형성된 가열부(22); 상기 가열부(22)로 열원을 공급하는 버너(40); 상기 버너(40)의 일측에 연결되어, 상기 버너(40)로 유입되는 공기를 예비 가열하는 보조히터(43); 상기 가열부(22)와 상기 버너(40)를 연결하여, 상기 열원을 공급하는 열원관(23); 상기 열원관(23) 상에 구비되는 온도센서; 상기 가열부(22)로부터 배출되는 열원의 일부를 회수하기 위하여, 일단이 상기 가열부(22)의 제 1 배출관(24)에 연결되고, 타단이 상기 보조히터(43)의 입력측에 연결되는 회수열관; 상기 제 1 배출관(24)에 연결되는 댐퍼(25); 상기 댐퍼(25)의 출구측에 연결되는 제 2 배출관; 및 일단이 상기 댐퍼(25)의 또 다른 출구측에 연결되고, 타단이 상기 회수열관에 연결되는 리턴관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그런데, 한국등록특허 제10-2482675호에 기재된 기술은 폐플라스틱을 열분해하여 재활용할 수 있는 장점은 있지만, 폐플라스틱에 포함된 플라스틱의 종류를 특정할 수 없고 그에 따라 폐플라스틱의 종류에 따른 대응을 할 수 없어 획일 적인 방식으로 열분해를 진행하기 때문에 양질의 정재유(열분해유)를 얻을 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열분해 반응로의 최상단에서 배출되는 열분해유의 샘플을 분석하여 품질을 확인하고 품질에 따라 열분해 반응로를 구성하는 반응로 단위체의 단수를 최적으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 샘플의 성분에 따라 촉매가 필요할 경우에는 촉매를 포함하는 반응로 단위체를 추가하도록 함으로써, 하나의 열분해 반응로만으로 분류가 되지 않은 다양한 재질이 혼합된 혼합 폐플라스틱을 열분해하여 고품질의 열분해유를 생산할 수 있는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템을 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 열분해 반응로를 구성하는 반응로 단위체가 가열 또는 냉각 기능을 수행하도록 함으로써, 각 단의 온도를 적절하게 조절하여 다수의 반응로 단위체를 거치는 과정에서 고비점인 왁스와 열분해도가 낮은 열분해유(저품질)는 액체상태로 하부로 이동하여 보다 많은 열분해 과정을 거치도록 함으로써, 단수를 적게 하더라도 고품질의 열분해유를 얻을 수 있는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 열분해 반응로의 최상단에서는 폐플라스틱을 열분해하는 과정에서 발생되는 가스를 배출하는 가스 배출구가 형성되며, 상기 가스 배출구를 통하여 배출되는 열분해유 가스의 비율이 설정된 비율보다 많을 경우에는 열분해 반응로를 구성하는 다단의 반응로 단위체의 중간단에서 냉각시키도록 함으로써, 열분해유 가스가 열분해유로 전환되도록 하여 보다 많은 양의 열분해유를 얻을 수 있는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;
폐플라스틱을 열분해하는 열분해 반응로와, 상기 열분해 반응로에서 생성된 열분해유를 샘플링하여 확인한 열분해유의 상태에 따라 상기 열분해 반응로를 제어하는 제어장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 열분해 반응로는 폐플라스틱을 공급받아 1차로 열분해를 수행하는 메인 반응로와, 상기 메인 반응로의 상부에 구비되는 보조 반응로와, 상기 보조 반응로의 상부에 구비되어 열분해유 가스를 포집하는 가스 포집부로 이루어지고, 상기 보조 반응로는 다수의 반응로 단위체를 적층하여 형성되는 것을 특징으로 특징으로 한다.
그리고, 상기 보조 반응로는 샘플링을 통하여 확인한 열분해유의 상태에 따라 상기 반응로 단위체의 적층 개수가 조절되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 보조 반응로는 샘플링을 통하여 확인한 열분해유의 상태에 따라 내부에 촉매가 구비된 상기 반응로 단위체를 적층하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 반응로 단위체는 단위체 몸체와, 상기 단위체 몸체의 하단에 형성되는 바닥판과, 상기 단위체 몸체의 상부에 설치되는 상부판을 포함하여 이루어지고, 상기 바닥판에는 폐플라스틱을 열분해하여 생성된 열분해 퓸(fume)이 유입되는 유입관이 형성되며, 상기 상부판의 중심부에는 열분해 퓸이 상부로 이동하는 제1퓸이동로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 바닥판에는 상기 유입관의 사이에 위치하여 액체 상태로 변한 열분해 퓸 또는 왁스를 하부로 이동시키는 배출관이 상부로 돌출되도록 형성되며, 상기 유입관은 상부로 돌출되도록 형성되되, 상기 유입관의 길이가 상기 배출관의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 단위체 몸체의 외측에는 가열 및 냉각을 가능하게 하는 열전 모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제어장치는 상기 가스 포집부에서 포집되는 열분해유 가스의 양이 설정된 양 이상일 경우, 초과되는 양에 따라 반응로 단위체의 냉각 정도를 조절하여 열분해유 가스의 열분해유로의 전환율을 높이는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바닥판과 상부판 사이에는 중심부가 하방으로 볼록한 깔대기 형상의 중간판이 더 구비되되, 상기 중간판의 가장자리에는 상기 단위체 몸체의 내측면과 연결되는 리브가 형성되고, 상기 리브 사이에는 열분해 퓸이 상부로 이동하는 제2퓸이동로가 형성되며, 상기 중간판의 중심부에는 액체 상태로 변한 열분해 퓸 또는 왁스를 하부로 이동시키는 액체 배출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 상부판은 상기 제1퓸이동로의 외측에는 하방으로 돌출되는 단턱부가 형성되어 액체 상태의 열분해 퓸 또는 왁스가 상기 중간판의 상부로 떨어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 열분해 반응로의 최상단에서 배출되는 열분해유의 샘플을 분석하여 품질을 확인하고 품질에 따라 열분해 반응로를 구성하는 반응로 단위체의 단수를 최적으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 샘플의 성분에 따라 촉매가 필요할 경우에는 촉매를 포함하는 반응로 단위체를 추가하도록 함으로써, 하나의 열분해 반응로만으로 분류가 되지 않은 다양한 재질이 혼합된 혼합 폐플라스틱을 열분해하여 고품질의 열분해유를 생산할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 열분해 반응로를 구성하는 반응로 단위체가 가열 또는 냉각 기능을 수행하도록 함으로써, 각 단의 온도를 적절하게 조절하여 다수의 반응로 단위체를 거치는 과정에서 고비점인 왁스와 열분해도가 낮은 열분해유(저품질)는 액체상태로 하부로 이동하여 보다 많은 열분해 과정을 거치도록 함으로써, 단수를 적게 하더라도 고품질의 열분해유를 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 열분해 반응로의 최상단에서는 폐플라스틱을 열분해하는 과정에서 발생되는 가스를 배출하는 가스 배출구가 형성되며, 상기 가스 배출구를 통하여 배출되는 열분해유 가스의 비율이 설정된 비율보다 많을 경우에는 열분해 반응로를 구성하는 다단의 반응로 단위체의 중간단에서 냉각시키도록 함으로써, 열분해유 가스가 열분해유로 전환되도록 하여 보다 많은 양의 열분해유를 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 폐합성수지 열분해 방법의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템을 확장한 상태의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템의 메인 반응로의 종단면도 및 평면 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템의 보조 반응로를 구성하는 반응로 단위체의 종단면도이다.
도 6은 도 5의 A-A선 단면도이다.
도 7은 도 5의 B-B선 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템을 확장한 상태의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템의 메인 반응로의 종단면도 및 평면 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템의 보조 반응로를 구성하는 반응로 단위체의 종단면도이다.
도 6은 도 5의 A-A선 단면도이다.
도 7은 도 5의 B-B선 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템의 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템을 확장한 상태의 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템의 메인 반응로의 종단면도 및 평면 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템의 보조 반응로를 구성하는 반응로 단위체의 종단면도이고, 도 6은 도 5의 A-A선 단면도이고, 도 7은 도 5의 B-B선 단면도이다.
본 발명은 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템에 관한 것으로 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이 그 구성은 폐플라스틱을 열분해하는 열분해 반응로(100)와 상기 열분해 반응로(100)에서 생성된 열분해유를 샘플링하여 확인한 열분해유의 상태에 따라 상기 열분해 반응로(100)를 제어하는 제어장치(240)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 열분해 반응로(100)의 상단에서는 열분해유 뿐만 아니라 열분해유 가스가 배출되는데, 상기 열분해 반응로(100)의 일측에는 샘플링부(250)가 형성되어 배출되는 열분해유를 샘플링하여 열분해유의 품질 등을 포함한 상태를 확인할 수 있다.
이때, 상기 샘플링부(250)는 실시간으로 확인할 수도 있고, 시간 간격을 설정하여 확인할 수도 있고, 혼합 폐플라스틱이 공급되는 초기에만 확인할 수도 있다.
그래서, 본 발명의 폐플라스틱 열분해 시스템은 특정할 수 없는 다양한 종류의 합성수지가 혼합된 폐플라스틱을 열분해하여 배출되는 열분해유를 분석하여 그에 대응되도록 열분해 반응로(100)를 제어하도록 함으로써, 폐플라스틱의 재질을 특정하지 못하더라도 고품질의 열분해유를 생성할 수 있게 된다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 열분해 반응로(100)의 상단을 통하여 배출되는 열분해유 가스는 일측에 구비되는 가스 처리부(210)를 통과하는 과정에서 냄새처리(Ordor treatment), 탈황(Desulfurlation), 탈질화(Denitrification) 처리를 수행하게 된다.
여기서, 상기 가스 처리부(210)에서 처리된 열분해유 가스는 측부에 구비되는 저장탱크(220)에 수용되는데, 상기 저장탱크(220)에 수용되는 열분해유 가스에는 수분이 포함되어 있기 때문에 센서를 통하여 상기 제어장치(240)에서 수분의 정도를 감지하여 하부에 구비되는 수분 배출밸브(222)를 통하여 수분을 배출하게 된다.
이때, 상기 저장탱크(220)의 측부에는 발전모듈(230)이 더 구비되는데, 상기 발전모듈(230)은 상기 저장탱크(220)에 수용된 열분해유 가스를 공급받아 이를 연료로 하여 전기를 생산할 수 있다.
이렇게 생산된 전기는 본 발명의 폐플라스틱 열분해 시스템의 전원으로 사용하게 되며, 전원으로 사용하고 남은 전기는 다른 곳에서 사용하도록 한다.
한편, 상기 열분해 반응로(100)는 폐플라스틱을 공급받아 1차로 열분해를 수행하는 메인 반응로(110)와 상기 메인 반응로(110)의 상부에 구비되는 보조 반응(120)로와 상기 보조 반응로(120)의 상부에 구비되어 열분해유 가스를 포집하는 가스 포집부(180)로 이루어진다.
여기서, 상기 가스 포집부(180)를 통하여 포집된 열분해유 가스는 상기 가스 처리부(210)로 공급되에 상기 발전모듈(230)에 사용되며, 상기 메인 반응로(110)는 RM 트레일러 등을 통하여 폐합성수지를 공급받아 이를 열분해시키게 된다.
그리고, 상기 메인 반응로(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 공간부(112)가 형성되는 메인 몸체(111)와 상기 메인 몸체(111)의 일측에 형성되어 상기 RM 트레일러 등을 통하여 폐합성수지를 공급받는 입구(114)와 상기 메인 몸체(111)를 따라 형성되는 가열부재(113)로 이루어진다.
이때, 상기 가열부재(113)는 열선을 포함한 다양한 발열체로 이루어지며 상기 제어장치(240)의 제어에 의해 설정된 온도를 유지할 수 있다.
한편, 상기 보조 반응로(120)는 다수의 반응로 단위체(130)를 적층하여 형성되는데, 상기 반응로 단위체(130)는 가열 및 냉각이 가능하도록 모듈화되어 상황에 따라 단수를 조절할 수 있다.
여기서, 상기 보조 반응로(120)는 상기 샘플링부(250)를 통하여 확인한 열분해유의 상태에 따라 상기 반응로 단위체(130)의 적층 개수를 조절할 수 있는데, 상기 샘플링부(250)를 통하여 배출되는 열분해유를 구성하는 탄소의 개수가 20개를 넘어가는 경우에는 열분해 과정이 더 필요한 것으로 판단하여 적층된 반응로 단위체(130)의 개수를 증가시키고, 탄소의 개수가 설정수치보다 적을 경우에는 수치에 따라 적층된 반응로 단위체(130)의 개수를 감소시켜 최적의 단수로 조절할 수 있다.
이때, 폐플라스틱의 재질에 따라 열분해 과정에서 촉매가 필요한 경우도 있는데, 상기 제어장치(240)에서는 상기 샘플링부(250)로부터 수신한 열분해유의 상태를 분석하여 촉매가 필요한 상태인지를 확인하고, 촉매가 필요한 경우에는 상기 반응로 단위체(130) 중에서 촉매가 구비된 반응로 단위체(130)를 적층하도록 함으로써, 양질의 열분해유를 생산할 수 있도록 한다.
이렇게 상기 제어장치(240)는 상기 샘플링부(250)를 통하여 도출된 열분해유의 상태를 분석하여 늘리거나 줄일 단수를 도출할 수 있는데, 상기 제어장치(240)를 통하여 도출된 단수에 따라 별도의 자동화 장치를 구비하여 자동으로 단수를 조절할 수도 있고, 작업자가 상기 제어장치(240)에서 출력되는 정보에 따라 수작업으로 단수를 조절할 수도 있다.
그리고, 상기 반응로 단위체(130)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 단위체 몸체(140)와 상기 단위체 몸체(140)의 하단에 형성되는 바닥판(150)과 상기 단위체 몸체(140)의 상부에 설치되는 상부판(170)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 바닥판(150)에는 폐플라스틱을 열분해하여 생성된 열분해 퓸(fume)이 유입되는 유입관(152)이 일정 간격으로 형성되며, 상기 상부판(170)의 중심부에는 열분해 퓸이 상부로 이동하는 제1퓸이동로(172)가 형성된다.
그래서, 상기 바닥판(150)에 형성된 유입관(152)을 통하여 유입된 열분해 퓸은 상기 상부판(170)에 부딛힌 후, 측부로 이동하여 상기 제1퓸이동로(172)를 통하여 상부에 위치하는 반응로 단위체(130)로 이동하게 된다.
한편, 상기 상부판(170)은 상기 제1퓸이동로(172)의 외측에 위치하는 부분의 단면 형상이 상방으로 오목하게 형성되며, 상기 제1퓸이동로(172)의 외측에는 하방으로 돌출되는 단턱부(174)가 형성된다.
여기서, 폐플라스틱이 열분해되어 생성된 열분해 퓸은 열분해도가 높아서 탄소 개수가 적은 고품질과 열분해도가 낮아서 탄소 개수가 많은 저품질이 혼합되어 있는데, 열분해도가 낮은 저품질의 열분해 퓸은 액체상태로 되어 있어 상기 단턱부(174)를 통하여 하방으로 떨어지게 된다.
그리고, 상기 단위체 몸체(140)의 외곽 표면에는 왁스(Wax) 성분이 발생할 수 있는데, 왁스(Wax) 성분 역시 열분해도가 낮은 상태로서 상기 액체 상태의 열분해 퓸과 함께 상기 바닥판(150)에 모이게 된다.
이때, 상기 바닥판(150)에는 배출관(154)이 더 형성되는데, 상기 배출관(154)은 상기 유입관의 사이에 위치하여 상기 바닥판(150)에 모이는 액체 상태의 열분해 퓸과 왁스(Wax)를 하부에 위치하는 반응로 단위체(130)나 메인 반응로(110)로 이동시켜 재열분해시키도록 한다.
그래서, 본 발명의 폐플라스틱 열분해 시스템은 상기 보조 반응로(120)의 단수를 낮게 형성하더라도 전술한 과정을 통하여 왁스(Wax)나 열분해도가 낮은 열분해 퓸을 재열분해시킬 수 있어 보다 양질의 열분해 유를 생산할 수 있다
또한, 상기 유입관(152)과 배출관(154)은 모두 상기 바닥판(150)의 상방으로 돌출되도록 형성되는데, 상기 유입관(152)의 길이가 상기 배출관(154)의 길이보다 길게 형성된다.
그래서, 상기 바닥판(150)에 모인 Wax나 열분해도가 낮은 열분해 퓸이 상기 배출관(154)의 높이보다 많이 고이게 되면 상기 배출관(154)를 통하여 하부로 이동하게 되고, 상기 유입관(152)은 바닥에 고인 왁스(Wax)나 열분해도가 낮은 열분해 퓸보다 높이 돌출되게 됨으로써, 하부에 위치한 반응로 단위체(130) 또는 메인 반응로(110)에서 상부로 이동하는 열분해 퓸은 상기 유입관(152)을 통하여 상기 반응로 단위체(130)의 내부로 용이하게 이동할 수 있다.
한편, 상기 단위체 몸체(140)의 외측에는 열전모듈(142)이 더 구비되는데, 상기 열전모듈(142)은 제어에 따라 가열 또는 냉각을 수행하는 열전소자와 상기 열전소자를 제어하는 제어부로 이루어진다.
여기서, 각각의 반응로 단위체(130)는 상기 제어장치(240)와 전기적으로 연결됨으로써, 전술한 바와 같이 상기 샘플링부(250)를 통하여 확인한 열분해유의 상태에 따라 상기 제어장치(240)의 제어에 의해 각 반응로 단위체(130)를 가열하거나 냉각시키게 된다.
즉, 상기 열분해 반응로(100)를 구성하는 상기 메인 반응로(110)와 상기 보조 반응로(120)의 하부를 구성하는 반응로 단위체(130)는 가열운전을 하여 폐플라스틱을 지속적으로 열분해시켜 양질의 열분해유를 생성할 수 있도록 하고, 상기 보조 반응로(120)의 상단을 구성하는 반응로 단위체(130)는 냉각운전을 하도록 하여 열분해 퓸을 냉각시켜 열분해유를 생성하게 된다.
이때, 상기 제어장치(240)는 상기 가스 포집부(180)를 통하여 포집한 열분해 가스의 양을 실시간으로 확인할 수 있는데, 포집된 열분해 가스의 양이 설정된 양보다 많을 경우에는 상기 보조 반응로(120)를 구성하는 다수의 반응로 단위체(130) 중에서 중간단에 위치하는 반응로 단위체(130)가 냉각 운전을 수행하도록 함으로써, 과도하게 발생한 열분해유 가스가 열분해유로 전환되는 전환율을 높이도록 하여 열분해유의 생산량을 증가시키도록 한다.
그리고, 상기 반응로 단위체(130)는 상기 바닥판(150)과 상부판(170) 사이에는 중심부가 하방으로 볼록한 깔대기 형상의 중간판(160)이 더 구비되는데, 상기 중간판(160)의 가장자리에는 리브(162)가 형성되어 상기 단위체 몸체(140)의 내측면에 견고하게 설치될 수 있다.
여기서, 상기 리브(162) 사이에는 제2퓸이동로(164)가 형성되어 상기 유입관(152)을 통하여 공급된 열분해 퓸이 상기 중간판(160)의 상부로 이동하게 되며, 상기 중간판(160)의 중심부에는 액체 상태로 변한 열분해 퓸 또는 왁스를 하부로 이동시키는 액체 배출구(166)가 형성된다.
그래서, 상기 중간판(160)의 하면 또는 액체 배출구(166)를 통하여 액체상태의 열분해 퓸이나 왁스를 바닥판(150)에 모이도록 한다.
즉, 상기 유입관(152)을 통하여 공급된 열분해 퓸이 1차로 상기 중간판(160)의 하면과 부딪힌 후, 상기 제2퓸이동로(164)를 통하여 상부로 이동하고, 다시 2차로 상부판(170)의 하면과 부딛히게 되는데, 열분해 퓸이 상기 중간판(160) 및 상부판(170)과 부딪히는 과정에서 열분해도가 낮은 저품질의 열분해 퓸은 액체상태로 변하여 상기 중간판(160)의 하면 또는 액체 배출구(166)를 통하여 하부로 이동하게 된다.
따라서, 전술한 바와 같이 바닥판(150)에 모인 액체 상태의 열분해 퓸과 왁스가 배출관(154)를 통하여 하부로 이동하여 재열분해되도록 함으로써, 보다 고품질의 열분해유를 생산할 수 있게 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 열분해 반응로만으로 분류가 되지 않은 다양한 재질이 혼합된 혼합 폐플라스틱에 대응되도록 처리할 수 있어 고품질의 열분해유를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 열분해 과정에서 가스가 과도하게 발생될 경우에는 가스를 냉각시켜 열분해유로 전환되도록 하여 보다 많은 양의 열분해유를 얻을 수 있는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템에 관한 것이다.
100 : 열분해 반응로 110 : 메인 반응로
120 : 보조 반응로 130 : 반응로 단위체
140 : 단위체 몸체 150 : 바닥판
160 : 중간판 170 : 상부판
180 : 가스 포집부 210 : 가스 처리부
220 : 저장탱크 230 : 발전모듈
240 : 제어장치 250 : 샘플링부
120 : 보조 반응로 130 : 반응로 단위체
140 : 단위체 몸체 150 : 바닥판
160 : 중간판 170 : 상부판
180 : 가스 포집부 210 : 가스 처리부
220 : 저장탱크 230 : 발전모듈
240 : 제어장치 250 : 샘플링부
Claims (10)
- 폐플라스틱을 열분해하는 열분해 반응로와,
상기 열분해 반응로에서 생성된 열분해유를 샘플링하여 확인한 열분해유의 상태에 따라 상기 열분해 반응로를 제어하는 제어장치를 포함하여 이루어지며,
상기 열분해 반응로는 폐플라스틱을 공급받아 1차로 열분해를 수행하는 메인 반응로와, 상기 메인 반응로의 상부에 구비되는 보조 반응로와, 상기 보조 반응로의 상부에 구비되어 열분해유 가스를 포집하는 가스 포집부로 이루어지고,
상기 보조 반응로는 다수의 반응로 단위체를 적층하여 형성되며,
상기 단위체 몸체의 외측에는 가열 및 냉각을 가능하게 하는 열전 모듈이 더 구비되고,
상기 제어장치는 상기 가스 포집부를 통하여 포집한 열분해 가스의 양이 설정된 양보다 많을 경우에는 상기 보조 반응로를 구성하는 다수의 반응로 단위체 중에서 중간단에 위치하는 반응로 단위체가 냉각 운전을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 보조 반응로는 샘플링을 통하여 확인한 열분해유의 상태에 따라 상기 반응로 단위체의 적층 개수가 조절되는 것을 특징으로 하는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 보조 반응로는 샘플링을 통하여 확인한 열분해유의 상태에 따라 내부에 촉매가 구비된 상기 반응로 단위체를 적층하는 것을 특징으로 하는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 반응로 단위체는 단위체 몸체와,
상기 단위체 몸체의 하단에 형성되는 바닥판과,
상기 단위체 몸체의 상부에 설치되는 상부판을 포함하여 이루어지고,
상기 바닥판에는 폐플라스틱을 열분해하여 생성된 열분해 퓸(fume)이 유입되는 유입관이 형성되며,
상기 상부판의 중심부에는 열분해 퓸이 상부로 이동하는 제1퓸이동로가 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 바닥판에는 상기 유입관의 사이에 위치하여 액체 상태로 변한 열분해 퓸 또는 왁스를 하부로 이동시키는 배출관이 상부로 돌출되도록 형성되며,
상기 유입관은 상부로 돌출되도록 형성되되, 상기 유입관의 길이가 상기 배출관의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템.
- 삭제
- 제5항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 가스 포집부에서 포집되는 열분해유 가스의 양이 설정된 양 이상일 경우, 초과되는 양에 따라 반응로 단위체의 냉각 정도를 조절하여 열분해유 가스의 열분해유로의 전환율을 높이는 것을 특징으로 하는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 바닥판과 상부판 사이에는 중심부가 하방으로 볼록한 깔대기 형상의 중간판이 더 구비되되,
상기 중간판의 가장자리에는 상기 단위체 몸체의 내측면과 연결되는 리브가 형성되고,
상기 리브 사이에는 열분해 퓸이 상부로 이동하는 제2퓸이동로가 형성되며,
상기 중간판의 중심부에는 액체 상태로 변한 열분해 퓸 또는 왁스를 하부로 이동시키는 액체 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템.
- 제9항에 있어서,
상기 상부판은 상기 제1퓸이동로의 외측에는 하방으로 돌출되는 단턱부가 형성되어 액체 상태의 열분해 퓸 또는 왁스가 상기 중간판의 상부로 떨어지도록 하는 것을 특징으로 하는 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020230093396A KR102657428B1 (ko) | 2023-07-18 | 2023-07-18 | 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230093396A KR102657428B1 (ko) | 2023-07-18 | 2023-07-18 | 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR102657428B1 true KR102657428B1 (ko) | 2024-04-15 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230093396A KR102657428B1 (ko) | 2023-07-18 | 2023-07-18 | 다단 분리형 폐플라스틱 열분해 시스템 |
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Legal Events
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| N231 | Notification of change of applicant | ||
| GRNT | Written decision to grant |