KR19990013701A - 폐플라스틱용 열분해 반응장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 폐플라스틱의 양의 증가와 무관하게 반응장치의 길이를 연장시켜 확대할 필요없이 폐플라스틱의 열분해를 연속적이고 효과적으로 행할 수 있는 폐플라스틱용 열분해 반응장치를 제공하는 것이다. 폐플라스틱용 열분해 반응장치는 폐플라스틱을 길이방향으로 이동시키기 위한 가이드수단과, 외부로부터 폐플라스틱을 가열하기 위한 외부가열수단을 각각 포함하는 한 쌍의 반응장치 셸과, 반응장치 셸 중 하나의 전단부와 다른 하나의 반응장치 셸의 후단부를 연결하는 폐플라스틱 견인튜브와, 반응장치 셸 중 하나의 후단부와 다른 하나의 반응장치 셸의 전단부를 연결하는 폐플라스틱 반송튜브로 구성되며, 상기 열분해 반응장치에서 상기 하나의 반응장치 셸의 가이드수단에 의한 폐플라스틱의 이동방향은 상기 다른 하나의 셸의 가이드수단에 의해 이동되는 폐플라스틱의 이동방향과 반대이며, 상기 한 쌍의 반응장치 셸은 상기 폐플라스틱 견인튜브와 반송튜브와 함께 폐플라스틱용 순환흐름로를 형성하며, 상기 반응장치 셸 중 하나는 그 후단부에 폐플라스틱 주입구를 갖도록 구성된다.

Description

폐플라스틱용 열분해 반응장치

본 발명은 폐플라스틱용 열분해 반응장치에 관한 것으로, 구체적으로는 처리되는 폐플라스틱의 증가량에 관계없이 길이의 연장없이도 연속적이며 효과적으로 폐플라스틱을 열분해할 수 있는 열분해 반응장치에 관한 것이다.

근년에, 폐플라스틱 재활용의 필요성 때문에 혼합 폐플라스틱을 처리하여 고체연료나 오일을 생산하는 기술에 대해 관심이 증가되고 있다. 그러나, 폐플라스틱에 항상 존재하는 폴리염화비닐에 함유된 염소는 고체연료나 오일을 생산하기 위한 처리장치를 부식시키거나 환경을 오염시킬 수 있다.

폐플라스틱용 열분해 처리장치는 예를 들면, 일본특허공개 평성 5-245463의 폐플라스틱으로부터 염소를 제거하기 위한 화학적 처리방법을 이용한다. 상기 장치에 의하면, 폐플라스틱은 효과적인 열분해에 의하여 폐플라스틱에서 염소를 제거하기 위해 통상적으로 반응장치 셸의 외부에서 소정의 온도, 즉 290℃ 내지 330℃로 가열되는 동시에 연장된 반응장치의 셸 내에서 길이방향으로 이동된다.

이에 관하여, 상기 장치에 의해 행해지는 폐플라스틱의 열분해반응의 효율에 영향을 미치는 주된 요인은 폐플라스틱이 이동되는 속도, 열원의 온도 및 열전달면적(heat transfer area)이다. 따라서 이동속도가 낮아지면 가열시간이 아무리 증가되더라도 처리의 효율은 낮아지는 반면, 이동속도가 빨라지면 처리효율이 아무리 증가하더라도 가열시간은 감소된다.

열분해반응을 행하기 위해 필요한 폐플라스틱의 가열량을 유지하는 동시에 처리의 효율을 유지하기 위해서, 열원의 온도가 일정하게 유지된다는 조건 하에서 폐플라스틱이 외부적으로 가열된다면 열전달면적을 증가시키기 위해 반응장치 셸의 직경의 확대 또는 반응장치 셸의 길이의 연장이 고려될 수 있다.

이와 같은 조건 하에서는, 폐플라스틱의 이동에 관한 문제 및 그 가열에 관한 문제가 폐플라스틱의 특별한 성질로 인하여, 특히 처리되는 폐플라스틱의 양이 증가함에 따라 악화될 수 있다.

상기의 문제점에 대해서는 첫째로, 폐플라스틱, 특히 일반적인 폐플라스틱은 폴리올레핀, 폴리스틸렌 및 폴리비닐디클로라이드 등과 같은 다양한 종류의 플라스틱이 유리, 금속, 알루미늄호일 및 돌 등의 이물질과 함께 구성된 혼합형태를 갖으며, 가열과 동시에 반응장치 셸 내에서 길이방향으로 이동됨에 따라 반응장치 셸에 처음 주입되었을 때의 형태인 플러피 고체상태(fluffy solid state)에서 반용융상태로, 그리고 용융상태로 변한다. 폐플라스틱이 용융되었을 때, 그것은 매우 점도가 높다. 따라서 폐플라스틱이 반응장치 셸 내에서 길이방향으로 이동되는 경우, 반응장치 셸 안으로 주입된 폐플라스틱이 가열과 동시에 이동되고 난 후 반응장치 셸에서 배출되는 일방향방법(once-through way)은 예를 들면, 다수의 가이드날개가 회전축에 길이방향으로 부착되어 있는 경우에도 폐플라스틱의 이동을 위해서 많은 양의 에너지 소모를 요구하는 경향이 있다. 이 경향은 반응장치 셸의 길이가 연장됨에 따라 더욱 두드러진다.

두번째로, 폐플라스틱이 이동될 때, 유리, 금속, 알루미늄호일 및 돌 등의 이물질은 폐플라스틱이 용융되기 전에 이동날개과 반응장치 셸의 내부표면 사이의 면적을 가로막기 쉽다. 경우에 따라 이것은 폐플라스틱의 이동을 정지시킬 수 있으며, 이는 처리효율의 감소를 초래한다. 본 특허출원인은 폐플라스틱을 구성하는 다양한 종류의 플라스틱 각각의 무게를 이용하는 것 및/또는 열분해되기 전에 플라스틱에 공기를 불어 혼합폐플라스틱을 선별하는 방법을 제안하였다. 그러나 이와 같은 물리적인 선별방법은 한계를 갖기 때문에 실제로 폐플라스틱에 이물질이 함유되는 것을 피할 수 없다. 상기 문제점은 가이드날개과 반응장치 셸의 내부표면 사이의 간격을 유지하기 위해 반응장치 셸의 직경을 확대함으로써 어느 정도 해결될 수 있다. 그러나 반응장치 셸 직경의 확대는 상기에서 언급한 두번째 문제점, 즉 폐플라스틱의 가열과 관련된 문제점을 야기한다.

더 구체적으로는, 폐플라스틱이 가열되는 것과 동시에 이동될 때, 폐플라스틱은 길이방향으로 이동되며 동시에 높은 점성도를 고려하여 교반되고 반죽된다. 이는 교반하고 반죽하지 않으면 폐플라스틱이 반응장치 셸 내에서 통상 층류상태(laminar flow state)로 되어, 폐플라스틱의 온도가 부분적으로 일정하지 않게 되며, 더욱이 열전달면적을 정의하는 반응장치 셸의 내부표면과 접촉하는 폐플라스틱의 양이 불충분하게 됨으로써 유효열전달면적에서의 감소가 초래되기 때문이다. 이와 같은 점에서, 반응장치 셸의 직경의 증가는 교반기능을 감소시켜 열원으로부터 폐플라스틱으로의 유효열이동을 방해한다.

또한, 폐플라스틱의 가열에 관한 문제점에 대하여, 본 출원인은 플러피 상태의 폐플라스틱 단편이 많은 경우에 있어서 낮은 열전도성을 갖는 것과 함께 그 표면에 부착된 에어필름을 포함하며, 이 에어필름은 열이 폐플라스틱으로 전달되는 것을 극도로 방해한다는 점을 발견하였다. 특히, 반응장치 셸의 외부로부터 가열되는 폐플라스틱 외부가열의 경우, 발생된 염화수소는 에어필름의 존재로 인한 열이동속도의 감소 및 반응장치 셸의 두께에 따른 극단적인 온도 분포(extreme temperature distribution)로 인하여 반응장치 셸의 내부에서 저온부식을 야기할 수 있다.

이에 관하여, 본 출원인은 외부가열방법 외에 폐플라스틱이 반응장치의 안쪽으로부터 가열되는 내부가열방법을 제안한 바 있다. 상기 내부가열방법은 외부가열수단이 저온으로 유지하지 않을 수 없었던 반응장치 셸의 회전축 및 가이드날개 등의 내부 부분이 반응장치의 안쪽으로부터 가열되어 상기의 문제점을 어느 정도 극복할 수 있게 한다.

그러나 상기 내부가열방법에서는 회전축이 약 350℃로 가열되고, 회전축을 지지하는 베어링과 축봉합부분이 고온으로 가열되어 이 부분에 대한 내구성의 문제를 야기한다.

한편, 폐플라스틱에 부착된 에어필름은 회전축의 회전속도를 증가시켜 폐플라스틱의 교반기능을 강화함으로써 확실하게 제거될 수 있다. 그러나 회전축의 회전속도에 의한 교반기능의 제어는 어렵다.

이상과 같이 폐플라스틱의 이동 및 가열에 관한 문제점은 폐플라스틱의 높은 점성과 낮은 열전달율에 기인하는 것이며, 상기 문제는 처리되는 폐플라스틱의 양이 증가함에 따라 더욱 두드러진다. 또한, 폐플라스틱의 처리가 상업적으로 행해지는 것이라면 특히 열분해반응에 의한 폐플라스틱의 탈염소화는 비용절감을 위해 완전히 자동으로 수행되거나 또는 수동 조작없이 행해지며, 관련 설비의 확대는 가능한한 피하는 것이 이상적이다.

그러므로 상기에서 언급한 문제점에 비추어 본 발명의 목적은 처리되는 폐플라스틱 양의 증가와 관계없이 반응장치의 길이를 연장시켜 확대할 필요없이 폐플라스틱의 열분해를 연속적이고 효과적으로 행할 수 있는 폐플라스틱용 열분해 반응장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 폐플라스틱용 열분해 반응장치의 실시예에 의한 폐플라스틱의 탈염소처리의 플로우차트이다.

도 2는 본 발명에 의한 폐플라스틱용 열분해 반응장치의 실시예의 개략측면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 폐플라스틱용 열분해 반응장치의 실시예의 개략정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

10. 열분해 반응장치 12. 제 1반응장치 셸

14. 제 2반응장치 셸 16,18. 가이드수단

20,22. 외부가열수단 24. 호퍼

27. 베어링 28. 회전축

30. 가이드날개 31. 교반기

32. 폐플라스틱 주입구 33,34. 열분해기체 배출구

36. 용융플라스틱 견인튜브 38. 용융플라스틱 반송튜브

40. 견인구 42. 반송구

44. 스크루형 날개 46. 자귀형 날개

48. 용융플라스틱 방출튜브 52. 저장탱크

60. 기체제거구

본 발명에 의하면 상기 목적은,

폐플라스틱을 길이방향으로 이동시키기 위한 가이드수단과, 외부로부터 폐플라스틱을 가열하기 위한 외부가열수단을 각각 포함하는 한 쌍의 반응장치 셸과;

반응장치 셸 중 하나의 전단부와 다른 하나의 반응장치 셸의 후단부를 연결하는 폐플라스틱 견인튜브(drawing tube)와, 반응장치 셸 중 하나의 후단부와 다른 하나의 반응장치 셸의 전단부를 연결하는 폐플라스틱 반송튜브(return tube)로 구성되며,

상기 열분해 반응장치에서 상기 하나의 반응장치 셸의 가이드수단에 의한 폐플라스틱의 이동방향은 상기 다른 하나의 셸의 가이드수단에 의해 이동되는 폐플라스틱의 이동방향과 반대이며,

상기 한 쌍의 반응장치 셸은 상기 폐플라스틱 견인튜브와 반송튜브와 함께 폐플라스틱용 순환흐름로를 형성하며,

상기 하나의 반응장치 셸은 그 후단부에 폐플라스틱 주입구를 갖도록 구성되는 폐플라스틱용 열분해 반응장치를 제공함으로써 달성된다.

바람직하게는, 반응장치 셸 중 하나는 다른 반응장치 셸의 위에 배치된다.

바람직하게는, 상기 열분해 반응장치는 용융된 폐플라스틱 견인튜브, 하나의 반응장치 셸 밑에 배치되는 견인구(drawing port)를 포함하며, 상기 용융된 폐플라스틱 견인튜브의 레벨은 하나의 반응장치 셸의 레벨에 대해 제어된다.

본 발명에 의한 폐플라스틱용 열분해 반응장치에서는, 폐플라스틱 주입구를 통해 한 쌍의 반응장치 셸 중 하나의 후단부로 공급된 폐플라스틱은 가이드수단에 의해 상기 반응장치 셸의 전단부를 향해 길이방향으로 이동하며, 여기서 폐플라스틱은 폐플라스틱 견인튜브를 통해 한 쌍의 반응장치 셸 중 다른 하나로 유입되고, 가이드수단에 의해 한 쌍의 반응장치 셸 중 다른 하나의 후단부로부터 그 전단부로 길이방향으로 반대로 이동되고, 폐플라스틱 반송튜브를 통해 한 쌍의 반응장치 셸 중 하나의 후단부로 반송된다. 폐플라스틱이 순환되고 이동되는 동안, 폐플라스틱은 한 쌍의 반응장치 셸의 외부로부터 외부가열수단에 의해 가열되고, 그 결과 폐플라스틱은 280℃ 내지 340℃에서 열분해되어 염화수소를 발생한다. 발생된 염화수소는 열분해 기체배출구로 흘러나오는 한편, 탈염소화된 폐플라스틱은 밖으로 방출되고 오일을 생성하기 위한 다른 열분해처리위치 또는 고체연료를 생성하기 위한 냉각처리위치로 이동된다.

상기 조건 하에서, 폐플라스틱의 유동상태는 한 쌍의 반응장치 셸 중 하나의 후단부에 방금 주입된 플러피 고체 폐플라스틱과 함께 폐플라스틱 반송튜브를 통해 유입된 용융된 폐플라스틱이 혼합됨으로써 폐플라스틱이 열분해 반응장치 내로 주입되자마자 진전되므로, 폐플라스틱의 이동에 관한 문제가 극복되고 동시에 유효열전달면적도 확보된다. 또한 용융된 폐플라스틱은 주입된 폐플라스틱의 표면에 부착된 에어필름을 강제적으로 제거하고, 용융된 폐플라스틱의 열이 직접 폐플라스틱에 이동되는 열전달방법의 이용과 또한 전도 및 대류 열전달방법의 이용으로 인해 저온부식이 방지되므로, 따라서 전체로서의 본 발명에 의하면, 반응장치 셸을 확대할 필요없이 연속적이고 효율적인 폐플라스틱 열분해 반응을 달성할 수 있다.

이제, 본 발명은 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 폐플라스틱용 열분해 반응장치의 실시예에 의한 폐플라스틱의 탈염소처리의 플로우챠트이다.

고려되는 형태의 폐기물 처리설비에서는, 폴리올레핀, 폴리스틸렌 및 폴리염화비닐 폐기물을 함유하는 플라스틱폐기물의 혼합물은 우선 강철조각, 폴리염화비닐 및 유리, 알루미늄호일조작 등의 이물질을 가능한 한 많이 제거하기 위해 물리적 처리단계를 거친다.

상기 물리적 처리단계에서는, 폐플라스틱이 소정의 크기를 갖는 플러피 조각으로 충분하게 분쇄되고 특정 중량으로 선별된 다음, 공기 유입에 의해 세척 또는 선별되고 건조된다. 이어지는 화학적 처리단계에서, 분쇄된 폐플라스틱은 최종연료생성물의 형태, 즉 오일 또는 고체연료 형태에 따른 특정한 방식으로 열분해되고 건조처리된다. 상기 실시예는 폐플라스틱의 열분해와 관련된다.

도 2 및 도 3은 각각 열분해 반응장치인 실시예의 측면도와 정면도를 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 열분해 반응장치(10)는 제 1반응장치 셸(12)과 제 2반응장치 셸(14)로 구성된 한 쌍의 반응장치 셸을 포함한다. 제 1 반응장치 셸(12)과 제 2반응장치 셸(14)은 길이방향으로 폐플라스틱을 이동하는 가이드수단(16, 18)과 외부로부터 폐플라스틱을 가열하기 위한 외부가열수단(20, 22)을 각각 포함한다.

제 1반응장치 셸(12)은 수평방향으로 전개되어 있는 긴 원통형 용기이고, 각 단부에서 베어링(27)에 의해 지지되며 제 1 반응장치 셸(12) 내에 위치하는 회전축(28)과, 회전축(28)의 각 외부원주에 고정된 가이드날개로 구성된다. 도 3에 명확히 도시된 바와 같이, 회전축(28)은 제 1반응장치 셸(12) 내에 길이방향으로 서로 평행하게 배치되는 두 개의 축을 포함하는 형태이다.

호퍼(24)는 알려진 형태이고, 일단부가 폐플라스틱의 이동방향에서 뒤쪽에 위치하는 제 1 반응장치 셸(12)의 일단부의 상부와 함께 유지된다. 호퍼(24)는 그 내부에 교반기(31)를 포함하며 제 1 반응장치 셸(12)의 폐플라스틱 주입구(32)의 바로 위쪽에 위치한 수냉식 자켓(water-cooled jacket)과 리본형태의 공급장치(도시생략)를 포함한다.

호퍼(24)는 폴리염화비닐의 특정한 무게 및/또는 공기유입을 이용하여 가능한 한 많은 폴리염화비닐을 물리적으로 제거하고 교반기에 의해 플러피상태로 만들어진 남아있는 폐플라스틱을 호퍼(24)의 폐쇄나 막힘을 야기하지 않고 소정의 속도로 폐플라스틱 주입구(32)를 통하여 제 1 반응장치 셸(12)로 공급한다.

제 1 반응장치 셸(12)은 주로 열분해 반응에 의해 생성된 염화수소기체로 구성되는 열분해 기체를 외부로 방출하기 위하여 폐플라스틱이 이동되는 방향에 대하여 제 1 반응장치 셸(12)의 위쪽 후단부에 열분해 기체 배출구(33)와, 폐플라스틱이 이동되는 방향에 대하여 제 1반응장치 셸(12)의 전단부의 위쪽에 열분해 기체 배출구(34)를 구비한다. 제 1반응장치 셸(12)은 또한 그 전단부에 후술하게 될 용융 플라스틱 견인튜브(36)용 견인구(40)와, 용융플라스틱의 반송튜브(38)용 반송구(42)를 그 후단부에 갖는다. 도 2에서 화살표로 나타낸 것과 같이, 호퍼(24)에서 공급된 정해진 양의 폐플라스틱이 견인구(40)에서 견인되고, 용융플라스틱에 의해 가열된 제 1 반응장치 셸(12)의 후단부에서, 제 2 반응장치 셸(14)을 통해 반송구(42)로부터 반송된 이미 열분해된 용융된 플라스틱과 혼합된다. 열 전달체로 작용하는 오일은 제 1 반응장치 셸(12)과 외부자켓 사이의 공간으로 유동하도록 되어 그 두께(thickness)를 통해 제 1반응장치 셸(12)에 포함된 폐플라스틱을 외부적으로 가열하게 된다. 즉, 외부자켓은 외부가열수단으로 작용한다.

스크루형 날개(screw-like blade)(44)와 자귀형 날개(hatchet-like blade)(46)는 이동기능과 교반기능을 확보하기 위해 회전축(28)에 고정된다. 스크루형 날개(44)는 폐플라스틱 양의 증가를 조정할 수 있도록 이동기능을 충분히 강화하도록 하기 위해 일련의 나사형태로 구성되어 제 1 및 제 2 반응장치 셸(12, 14)의 각 단부에 각기 위치한다.

한편, 자귀형 날개(46)는 제 1반응장치 셸과 제 2반응장치 셸(12, 14)의 대향 단부에 위치하는 스크루형 날개(44) 사이에 회전축(28)의 외부원주 위에 길이방향으로 고정되어, 회전축의 회전에 의해 회전축(28)의 길이방향의 축에 대해 회전하도록 된다. 자귀형 날개(46)는 알려진 판형이나 봉형이며, 회전축(28)의 둘레에 규칙적인 간격으로 둥굴게 배치되며, 볼트 또는 용접에 의하여 회전축의 외부원주에 고정된다. 날개(46)는 반응장치 셸(12, 14) 내의 용융된 플라스틱을 만족스럽게 교반하고 반죽하도록 고안되었으며, 동시에 이물질이 반응장치 셸(12, 14)을 폐쇄하지 못하도록 한다. 또한, 날개(46)는 회전축(28)의 축에 수직인 단면에 대하여 경사지도록 배치되어 반응장치 셸(12, 14)에서 폐플라스틱이 배출구(34) 쪽으로 이동되도록 한다. 본 실시예에서 날개의 수는 4개 내지 6개이나 처리되는 폐플라스틱의 양에 따라 다른 적절한 수의 날개가 선택될 수 있다.

용융된 플라스틱은 극도로 점도가 크기 때문에 자귀형 날개의 회전속도의 증가에 의해 단지 폐플라스틱을 교반하거나 반죽하는 것만으로는 폐플라스틱의 열분해 반응의 결과 생성된 염화수소의 거품이 그들을 함유하는 용융 플라스틱으로부터 배출구(33, 34)를 통해 배출될 수 없다는 점에서 용융된 플라스틱으로부터 염화수소의 거품을 제거하기 위해 기체제거구(60)(deaeration pot)가 제 1 반응장치(12)의 후단부에 배치된다. 기체제거구(60)의 내부는 다공판(도시생략)을 포함하여 거품을 포함하는 용융플라스틱이 통과하도록 되어 용융플라스틱의 표면적을 증가시킴으로써 용융 플라스틱에서 염화수소거품이 쉽게 제거된다.

제 2반응장치 셸(14)은 스크루형과 자귀형 날개(44, 46)에 의해 폐플라스틱을 이동시키는 방향이 제 1반응장치 셸(12)과 반대라는 점과, 제 2반응장치 셸(14)의 레벨이 제 1반응장치 셸(12)(도 3 참조)보다 낮다는 점을 제외하고는 동일하기 때문에 제 1반응장치 셸(12)과 동일한 제 2반응장치 셸(14)의 부분에 대한 설명은 생략하였으며, 상기 제 2반응장치 셸의 동일한 부분은 제 1반응장치 셸(12)의 대응하는 부분과 동일한 부호를 부여하였다. 제 2반응장치 셸(14)이 제 1반응장치 셸(12)의 아래쪽에 위치함으로써 폐플라스틱 견인튜브(36)과 폐플라스틱 반송튜브(38)의 전체 길이가 가능한 한 짧아지고, 동시에 시스템 전체에 의해 점유되는 평면공간이 감소된다.

폐플라스틱 견인튜브(36)는 제 1 반응장치 셸(12)의 전단부와 제 2 반응장치 셸(14)의 후단부를 연결하는 반면, 폐플라스틱 반송튜브(38)는 제 1반응장치 셸(12)의 후단부와 제 2반응장치 셸(14)의 전단부를 연결함으로써 폐플라스틱용 순환로가 형성된다. 이것은 폐플라스틱 반송튜브(38)를 통해 제 1반응장치 셸(12)로 반송되는 용융된 폐플라스틱이 제 1반응장치 셸(12)의 후단부에서 폐플라스틱 주입구(32)로부터 도입된 플러피 고체 폐플라스틱과 혼합되도록 한다.

폐플라스틱 반송튜브(38)는 제1반응장치 셸(12)과 제 2반응장치 셸(14) 사이에 반송튜브(38)에서 분기된 용융 폐플라스틱 방출튜브(48)를 더 포함한다. 용융된 폐플라스틱 방출튜브(48)는 제 1 반응장치 셸(12)의 레벨 아래에 위치하는 견인구(50)와 실질적으로 수평으로 놓여지며, 폐플라스틱 저장탱크(52) 바로 앞의 제 1 반응장치 셸(12)과 동일한 레벨로 상승된다. 이것에 의해 반응장치 셸(12, 14)에 남아있는 용융된 폐플라스틱의 양이 제어되어 공급되는 폐플라스틱의 양에 대하여 폐플라스틱의 소정의 양이 방출되도록 한다.

이상에서 언급된 바와 같은 구성을 갖는 열분해 반응장치는 다음과 같은 방식으로 작동된다.

염소와 이물질이 물리적으로 제거되어 분쇄된 폐플라스틱은 도 2에서 화살표로 표시된 바와 같이 호퍼(24)로 공급되고, 폐플라스틱 주입구(32)를 통해 제 1 반응장치 셸(12)로 공급되기 전에 호퍼(24) 내에서 소정의 속도로 교반된다. 제 1 반응장치 셸(12)로 공급된 폐플라스틱은 폐플라스틱 반송튜브(38)에 의해 반송구(42)를 통해 제 1반응장치 셸(12)로 유입된 용융된 플라스틱과 혼합되고, 상온으로부터 약 250℃까지 가열되어 용융된다. 용융되고 혼합된 폐플라스틱은 자귀형 날개(46)의 회전운동에 의해 제 1반응장치 셸(12)의 내부에서 제 1반응장치 셸(12)의 열분해기체 배출구(34)를 향해 이동되는 한편, 외부가열수단에 의해 제 1반응장치 셸(12)의 외부로부터 가열된다. 300℃ 내지 340℃로 가열된 용융된 플라스틱은 자귀형 날개(46)의 회전에 의해 충분히 교반되고 반죽되어 균등하고 단일한 온도분포를 생성한다. 반응에 의해 생성된 염화수소는 열분해기체배출구(33, 34)를 통해 유출되고 도 2에서 화살표 (B)로 표시된 바와 같이 염산회수장치(도시생략)로 공급되어 처리된다.

한편, 용융된 폐플라스틱은 플라스틱 견인튜브(36)를 통해 제 2반응장치 셸(14)로 유입되고, 제 1의 반응장치 셸(12)의 경우와 같이 자귀형 날개(46)의 회전에 의해 제 1반응장치 셸(12)에서 이동방향과 반대방향으로 이동되고, 외부 가열수단에 의해 가열되어 폐플라스틱 반송튜브(38)를 통해 제 1반응장치 셸(12)의 후단부에 도달한다. 이 단계에서 탈염소화된 용융된 플라스틱이 폐플라스틱 반송튜브(38)와 용융된 폐플라스틱 방출튜브(48)의 일부를 통해 용융된 폐플라스틱 배출구로 유출된다. 수집된 용융플라스틱에서 오일을 생성하기 위해서는, 용융플라스틱은 다음 처리위치로 이동하기 전에 더 열분해되어야 한다. 한편, 수집된 용융플라스틱은 간단히 냉각되고 응고된다. 상기에서 설명한 처리가 완료되면, 폐플라스틱의 탈염소처리가 종료된다.

본 발명은 상기 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명에 의한 열분해 반응장치는 플러피 폐플라스틱의 처리로 제한되는 것은 아니며, 펠렛형 또는 분쇄 조각형 폐플라스틱에도 적용가능하다.

상기에서 언급된 바와 같이 본 발명에 의한 열분해 반응장치는, 용융된 폐플라스틱을 최초에 주입된 플러피 고체 폐플라스틱과 혼합하여 플러피 폐플라스틱 주입 개시로부터 폐플라스틱품의 유체상태를 형성함으로써 유효열전달면적을 확보하고, 동시에 폐플라스틱의 특수한 성질 즉, 높은 점성과 낮은 열전달특성에 관계없이 폐플라스틱의 이동에 관계된 문제점을 극복할 수 있다. 또한, 용융된 폐플라스틱은 주입된 폐플라스틱의 표면에 부착된 에어필름을 강제적으로 제거하고, 그에 의해 저온부식이 방지되는 동시에 폐플라스틱의 가열방법의 변화에 의해 반응장치 셸을 연장시킬 필요없이 연속적이고 효율적인 폐플라스틱의 열분해반응이 가능하다.

Claims (3)

1. 폐플라스틱용 열분해 반응장치에 있어서,

   폐플라스틱을 길이방향으로 이동시키기 위한 가이드수단과, 외부로부터 폐플라스틱을 가열하기 위한 외부가열수단을 각각 포함하는 한 쌍의 반응장치 셸과,

   상기 반응장치 셸 중 하나의 전단부와 다른 하나의 반응장치 셸의 후단부를 연결하는 폐플라스틱 견인튜브와, 상기 반응장치 셸 중 하나의 후단부와 다른 하나의 반응장치 셸의 전단부를 연결하는 폐플라스틱 반송튜브로 구성되며,

   상기 열분해 반응장치에서 상기 하나의 반응장치 셸의 상기 가이드수단에 의한 폐플라스틱의 이동방향은 상기 다른 하나의 반응장치 셸의 가이드수단에 의해 이동되는 폐플라스틱의 이동방향과 반대이며,

   상기 한 쌍의 반응장치 셸은 상기 폐플라스틱 견인튜브와 반송튜브와 함께 폐플라스틱용 순환흐름로를 형성하며,

   상기 반응장치 셸 중 하나는 그 후단부에 폐플라스틱 주입구를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱용 열분해 반응장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 반응장치 셸 중 하나는 다른 하나의 반응장치 셸 위쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 열분해 반응장치.
3. 제 2항에 있어서,

   용융된 폐플라스틱 견인튜브와, 반응장치 셸 중 하나의 아래쪽에 배치되는 견인구를 더 포함하여 구성되며, 상기 폐플라스틱 견인튜브의 레벨은 반응장치 셸 중 하나의 레벨에 대하여 제어되는 것을 특징으로 하는 열분해 반응장치.