KR20000064788A - 폐플라스틱 탈염소 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 폐플라스틱 탈염소 처리장치는 폐플라스틱을 가열 분해하는 탈염소로(1)와, 탈염소로(1) 내에 설치된 회전커터(4)를 구비하고 있다. 탈염소로(1)에 배기관(7)을 거쳐서 압력계(9), 유량계(10) 및 배기 펌프(12)가 순차 접속되어 있다. 탈염소로(1)내에서 가열 분해된 폐플라스틱은 배출 탱크(15)내로 배출된다.
Description
염화비닐을 포함하는 폐플라스틱의 고형 연료화에 있어서는 염화비닐의 열분해시에 발생되는 유독한 염화수소 가스를 미리 제거하는 전처리가 필요하다. 이러한 무해화 처리를 하지 않으면, 생성된 고형 연료를 연소시켰을 때에 염화 수소 가스가 발생할 뿐만 아니라 다이옥신등의 맹독성 물질도 생성된다. 이 무해화 처리는 특개평 5-245463에 개시되어 있는 바와 같이 염화비닐이 300℃ 전후에서 열분해되어 염화 수소를 방출하는 성질을 이용하고 있다. 그러나 특개평 5-245463호에 개시되어 있는 장치에서는 특정 조성의 염화비닐 밖에 처리할 수 없다.
실제로 다종 다양한 염화비닐을 포함하는 폐플라스틱에는 무수 프탈산이 발생하는 원인 물질, 즉 가소제가 포함되어 있다. 이 가소제가 염화비닐에 포함되는 경우에는 탈염소율은 낮아져 탈염소율은 96% 정도로 저하한다.
탈염소율이 낮은 상태에서는 연료로서 사용할 수 없고, 연소시에 염소나 다이옥신을 발생시키므로 연료로서 사용하지 못한다. 또 무수프탈산은 저온에서는 결정화되므로 이 무수 프탈산이 배관을 막아버리는 문제도 발생한다.
또 실제의 폐플라스틱중의 염화비닐은 병 모양의 것이나 블록상물등 처리가 곤란한 형상의 것도 포함되어 있다. 실제로는 이들을 파쇄하여 탈염소처리를 하나 종래의 장치에서는 상당히 미세하게 파쇄하지 않으면 장치중에 투입할 수 가 없다. 경제적인 파쇄 형상은 수cm 정도이고, 이 보다 미세하게 함에는 별도의 파쇄기가 필요하게 된다. 파쇄된 플라스틱 중에는 다량의 공기가 포함되므로 부피가 크고, 또 열의 전달이 나쁘므로 종래의 장치에서는 처리량이 적어지는 문제점도 있다.
또 특개평 5-245463에 개시되어 있는 장치에서는 처리할 플라스틱 중의 염화비닐 농도와 스크류 회전수에 따라서 밸브 개도를 조정할 필요가 있고, 처리할 플라스틱의 조성이 변하면 탈염소율이 크게 변화해 버리는 결점이 있다. 또 상기한 장치에서는 처리종료된 플라스틱이 잘 탈염소되어 있는지 여부를 결정하기 위해서 탈염소 처리물을 화학 분성할 필요가 있으나 분석에는 상당한 시간이 걸리므로 장치의 조정도 곤란하고, 또 처리 종료된 플라스틱을 연료로서 사용할 수 있을지의 여부 판정에도 다대한 노력이 필요했다.
본 발명은 염화비닐을 포함하는 플라스틱을 고형 연료화하기 위해서 염화 비닐 중의 유해한 염소를 제거하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 의한 폐플라스틱 탈염소 처리장치의 제1 실시형태를 나타낸 도면.
도2a는 탈염소로 내를 나타낸 확대 상세도.
도2b는 회전커터를 나타낸 도면.
도3은 탈염소로내의 압력과 탈염소율과의 관계를 나타낸 도면.
도4는 탈염소로내의 벽면 온도, 염산 가스의 발생량, 및 회전커터의 구동 토크와 시간과의 관계를 나타낸 도면.
도5는 본 발명에 의한 폐플라스틱 탈염소 처리장치의 제2 실시 형태를 나타낸 도면.
도6은 본 발명에 의한 폐플라스틱 탈염소 처리장치의 제3 실시 형태를 나타낸 도면.
도7은 처리온도와 탈염소율의 관계를 나타낸 도면.
도8은 본 발명에 의한 폐플라스틱 탈염소 처리장치의 제4 실시형태를 나타낸 도면.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
제1 실시형태
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 도1 내지 도4는 본 발명에 의한 폐플라스틱 탈염소 처리장치의 제1 실시 형태를 나타낸 도면이다.
도1에 나타낸 바와 같이 폐플라스틱 탈염소 처리장치는 입구부(1a)와 출구부(1b)를 갖는 동시에 염화 비닐을 포함하는 폐플라스틱을 가열 분해하여 탈염소화하는 탈염소로(1)와, 탈염소로(1) 내에 설치된 회전 커터(4)를 구비하고 있다. 이중 탈염소로(1)의 저면(52)은 경사지고, 출구부(1b)는 저면 하단에 설치되어 있다.
탈염소로(1)의 입구부(1a)에는 투입 밸브(3)를 거쳐서 호퍼(2)가 접속되고, 또 탈염소로(1)의 출구부(1b)에는 배출 밸브(14)를 갖는 배출관(13)을 거쳐서 배출 탱크(15)가 접속되어 있다. 또 배출 탱크(15)에는 진공펌프(16)가 접속되어 있다. 회전 커터(4)는 샤프트(4c)와 샤프트(4c)에 고착된 블레이드(4a, 4b)로 되고, 이 중 샤프트(4c)는 토크계(6)를 거쳐서 모터(5)에 연결되어 있다.
또 탈염소로(1)에는 배기 밸브(8)를 갖는 배기관(7)이 접속되고, 이 배기관(7)에는 압력계(9), 계량계(10), 전자밸브(11) 및 배기 펌프(12)가 순차 접속되어 있다.
또 탈염소로(1)에는 가열·온도 조정장치(50)가 장착되어 있고, 탈염소로(1)내는 350℃ 전후의 일정온도로 유지되어 있다. 다음에 도2a, 도2b는 탈염소로(1)내부를 나타낸다. 전술한 바와 같이 회전 커터(4)는 블레이드(4a, 4b)를 갖고, 블레이드(4a, 4b)는 서로 대칭 형상을 하고 있다. 블레이드(4b)의 베이스 부분은 샤프트(4c)에 대해서 도2b에 나타낸 바와 같이 각도가 주어져 있고, 블레이드(4a)의 베이스 부분도 동일하게 샤프트(4c)에 대해서 각도가 주어져 있다. 이와 같이 블레이드(4a, 4b)의 베이스 부분에 각도가 주어져 있으므로 블레이드(4a, 4b)에 의해서 폐플라스틱을 샤프트(4c)의 축선 방향에 따라서 이동시켜 혼합할 수 있다. 또 샤프트(4c)는 베어링(17, 18)에 의해서 지지되고, 샤프트(4c)의 양단에는 샤프트(4c)의 회전 방향에 대해서 내측으로 진행 방향의 나사(23a, 23b)가 설치되어 있고, 또 그 외측에는 스페이서(19, 20)가 설치되어 있다. 스페이서(19,20)는 카본등의 세라믹으로 제작되고, 샤프트(4c)와 접촉하지 않도록 부착되어 있다. 또 베어링(17, 18)의 반경 방향외측에는 냉각 자켓(22)이 설치되어 있다.
다음에 이와 같은 구성으로 되는 본 실시 형태의 작용에 대해서 설명한다. 우선 지우개와 같은 블록상 염화비닐을 포함하는 폐플라스틱이 호퍼(2)에 의해서 투입 밸브(3)를 거쳐서 탈염소로(1) 중에 투입된다. 투입시에 배기 밸브(8)는 닫혀있다. 폐플라스틱 투입후에 호퍼(2) 하부의 투입 밸브(3)가 바로 닫힌다. 탈염소로(1)내로 투입된 폐플라스틱은 탈염소로(1) 중에서 가열 용융되고, 폐플라스틱에 포함되어 있는 염화비닐이 분해되어 염화수소와 벤젠 등의 가스를 발생시킨다. 동시에 플라스틱 중에 포함되는 가소제가 분해되어, 주로 무수프탈산과 2-에틸-1-헥사놀등의 가스를 발생시킨다. 남은 폐플라스틱은 350℃에서는 거의 분해되지 않으므로 그대로 탈염소로(1)내에 용융물로서 남게된다. 또 염화비닐의 약 40%는 분해후에도 그대로 용융물로서 탈염소로(1)내에 잔류한다.
한편 탈염소로(1)내부에 설치된 회전커터(4)의 샤프트(4c)가 모터(5)에 의해서 회전하여, 블레이드(4a, 4b)에 의해서 폐플라스틱이 파쇄되어 미세하게 부셔진다. 염화비닐은 탈염소 반응이 일어나는 300℃∼370℃에서는 끈적거려 교반만으로는 그 형이 좀처럼 변화하지 않는다. 이 때문에 회전커터(4)로 특히 변형되기 어려운 블록상의 염화비닐을 절단하여, 내부까지 열을 전달한다. 동시에 염화비닐을 절단함으로써 블록상 염화비닐 내부에 잔류하고 있는 염산을 블록상 염화비닐 밖으로 방출시킬 수 있다. 염화비닐 분해에 의해서 발생하는 염산은 회전커터(4)로 절단한 새로운 염화비닐의 표면으로부터 용이하게 가스화할 수 있다. 또 블록상 염화비닐이 매우 미세하게 파쇄된 상태에서는 회전커터(4)의 블레이드(4a, 4b)가 교반 블레이드로서 작동하여, 항상 새로운 표면을 용융 플라스틱 중에서 형성한다. 용융플라스틱 중에 약간 잔류한 상태의 염산도 용융플라스틱의 새로운 표면으로부터 가스화 할 수 있다.
회전커터(4)의 블레이드(4a, 4b)의 베이스 부분은 상술한 바와 같이 샤프트(4c)에 대해서 각도를 주어 부착되어 있다. 도2a, 도2b에 나타낸 예에서는 탈염소로(1) 양측의 플랜지(35, 35)에 면하여 부착된 외측의 2매의 블레이드(4a, 4b)는 폐플라스틱을 탈염소로(1)의 내측으로 끌어 모으고, 중앙의 내측 2매의 블레이드(4a, 4b)는 중앙부의 플라스틱을 외측으로 압출하고, 이와같이 하여 탈염소로(1) 내부의 플라스틱을 교반한다. 탈염소로(1) 내에서 발생한 가스는 배기 펌프(12)에 의해서 배기관(7)으로 빼내어, 배가스 처리장치로 이송된다.
이 때 도2a, 도2b에 나타낸 회전커터(4)의 샤프트(4c)에 설치된 나사(23a, 23b) 및 스페이서(19, 20)에 의해서, 용융 플라스틱이 회전 커터(4)의 샤프트(4c)와 탈염소로(1) 사이의 간극으로부터 누설되지 않도록 되어 있다.
그러나 전자 밸브(11)는 압력계(9)로부터의 신호에 준해서 제어 장치(51)에 의해서 작동되어, 압력계(9)의 압력(탈염소로(1)의 압력)이 10kpa∼60kpa, 바람직하게는 20kpa∼40kpa 범위의 소정 압력으로 되도록 조정한다. 전자 밸브(11)를 설치하지 않는 경우에는 배기 펌프(12)의 회전수를 조정하여 압력계(9)의 압력을 조정한다. 유량계(10)의 가스 유량이 아주 작어지면, 모터(5)의 운전을 정지하고, 배출밸브(14)를 열어 배출관(13)으로부터 탈염소로(1)내의 용융 플라스틱을 배출 탱크(15)로 배출한다. 이 경우에 탈염소로(1)는 용융 플라스틱이 중력으로 흐르도록 경사져 있고, 또 배출 탱크(15)는 진공펌프(16)로 진공으로 유지되어 있으므로, 배출 밸브(14)를 열므로서 용융 플라스틱을 탈염소로(1)로부터 배출 탱크(15)내로 용이하게 배출할 수 있다.
폐플라스틱의 형상은 다양한 것이 있고, 병이나 파이프상이나 블록상물도 있다. 본 발명에 의하면 탈염소로(1)내에 폐플라스틱을 파쇄하는 회전커터(4)가 설치되어 있으므로 폐플라스틱을 탈염소로(1)내로 넣을 수 있는 크기까지 거칠게 파쇄하면 좋고, 더 미세하게 파쇄하는 수고를 덜 수 있다. 또 본 발명에 의하면, 거친 파쇄에도 회전커터(4)가 동작하여, 큰 덩어리의 폐플라스틱을 반용융 상태로 미세하게 절단할 수 있다. 이때 폐플라스틱에 새로운 표면이 나타나므로 덩어리 내부까지 신속하게 열을 전달하고, 또 새로운 표면에 의해서 염화비닐의 분해 가스를 용이하게 뽑아낼수 있다. 일반적으로 염화비닐은 250℃ 정도에서도 점성이 저하하게 되나 300℃를 초과하여 탈염소가 시작되면 상당히 끈적거리게 되어 형상을 유지하게 된다. 또 탈염소 반응은 전열성이 양호하고 또 생성된 염산의 추출이 용이한 염화비닐의 표면에서 활발하게 일어나게 된다. 이러한 경우에 용융상태의 염화비닐을 회전커터(4)로 절단함으로서 이 고점성의 염화비닐 내부에 염산이 함유되는 것을 방지할 수 있어 탈염소율이 더 높아지게 된다.
또 본 발명에서는 탈염소는 대기압(103.3kpa) 이하의 10kpa∼60kpa의 저압에서 행하고 있다. 이와 같이 저압으로 함으로써 폐플라스틱 내부에서 발생한 분해 가스는 폐플라스틱의 외부로 뽑아내기 쉬워진다. 도3에 탈염소로(1)내의 탈염소 처리 압력을 변경하여 탈염소율을 측정한 실험 결과를 나타낸다. 탈염소율은 20kpa∼40kpa에서 가장 높아져 있고, 이보다 높아지거나 낮아져도 탈염소율은 낮아지게 된다. 압력이 지나치게 낮아지면, 발생 염소에 의해서 라디칼 반응이 억제되고, 압력이 높은 경우에는 발생 염산이 다시 유기물이나 폐플라스틱중에 포함되는 첨가물과 반응을 일으키기 때문에 탈염소율이 낮아진다. 이와 같이 가장 탈염소율을 높게 할 수 있는 압력 범위 20kpa∼40kpa에서, 탈염소로(1)에서 탈염소 반응을 함으로써, 보다 높은 탈염소율이 달성되어, 폐플라스틱으로부터 양질의 연료를 얻을 수 있다.
그런데 탈염소로(1)내의 처리 온도는 350℃ 전후로 유지되어 있으나, 도7에 나타낸 바와같이 300℃∼400℃의 처리온도이면, 일정한 탈염소율을 얻을 수 있다. 이 경우에 처리온도를 330℃∼360℃로 하면, 더 좋은 탈염소율을 얻을 수 있다.
또 유량계(10)를 설치함으로써 탈염소로(1)내의 염산 발생의 종료시점을 알수 있으므로 항상 높은 탈염소율에서의 처리가 가능하게 된다. 유량계(10)의 지시 유량은 탈염소반응시에는 높은 값을 나타내나, 탈염소 반응 종료시에는 0이 되므로, 탈염소 반응의 종료시점을 알수 있다. 이 탈염소 반응 종료시까지 탈염소에 가장 적합한 온도, 압력 조건을 유지함으써 탈염소율을 가장 높게 할 수있다. 이것에 대해 종래의 장치에서는 탈염소 반응은 밸브 조정이나 투입 플라스틱양, PVC의 함유율에 따라 변화하기 때문에 항상 동일한 탈염소율이 얻어지지 않는다.
또 상술한 바와 같이 탈염소로(1)내의 압력을 제어하는 경우에 압력계(9)에서 측정한 압력이 상기한 압력 범위에 알맞도록 배기 펌프(12)의 회전수를 변경하여 행해도 좋다. 이 때 배기 펌프(12)의 회전수를 감시해 두면 유량계(10)와 동일하게 염산 발생이 많은 경우에는 높은 회전수, 염산 발생이 종료한 경우에는 낮은 회전수(또는 정지)로 되므로, 이 펌프의 회전수를 유량 지시값 대신에 사용할 수도 있다. 또 유량계(10)의 지시값 대신에 토크 미터(6) 값, 또는 모터(5)의 구동 전력을 사용할 수도 있다.
다음에 도4에 탈염소로(1)의 벽면 온도, 염산 가스의 발생량 및 회전 커터(4)의 구동 토크의 변화 관계를 나타낸다. 도4에 나타낸 바와 같이. 벽면 온도가 300℃를 초과하면 염산 가스의 발생이 시작되고, 동시에 회전 커터(4)의 구동 토크도 증대한다. 벽면 온도가 350℃에 도달하면 가스 발생은 피크에 도달하고, 또 토크도 이 시점에서 최대값을 나타낸다. 그후 탈염소가 진행함에 따라 토크는 내려 가고, 염산 가스 발생이 종료하면 토크도 원래 값으로 거의 복귀하게 된다. 염산 가스의 발생량과 토크 사이에는 밀접한 상관 관계가 있으므로, 회전커터(4)의 구동 토크, 또는 모터의 구동 전력을 사용하여 염산 가스의 발생량을 알 수 있다.
본 발명에 의한 탈염소 처리에 의해서 폐플라스틱에 함유되어 있는 염소의 평균 약 98%가 제거됨이 실험으로 판명됐다(도7 참조). 한편 폐플라스틱이 본래 갖고 있는 연소 에너지는 거의 감소하지 않는다. 그러나 약 2%의 염소는 남게 된다. 또 폐플라스틱 중에는 플라스틱을 착색하거나 또는 안정화 시키기 위한 납등의 금속이 포함되어 있다. 이 때문에 무해화 처리 완료된 플라스틱에 있어서도 그 대로 연소시키면 환경에 악영향을 주게 될 것으로 생각되므로 본 발명의 장치에서 처리한 폐플라스틱을 더 연소가스를 무해화 하는 장치를 갖고 있는 시설에서 태우는 것이 바람직하다. 연소 시설로서 가장 유망한 것은 그 설비를 갖는 석탄화력 발전소이다. 폐플라스틱은 석탄에 비해서 소각재가 적고 연소열도 크므로, 폐플라스틱을 무해화 처리한 후에 석탄과 함께 발전에 사용함으서 석탄화력 발전소의 석탄의 사용량과 소각재의 배출량을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
제2 실시형태
다음에 도5에 의해서 본 발명에 의한 폐플라스틱 탈염소 처리장치의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 도5에 나타낸 제2 실시 형태는 탈염소로(1)내에 스크류 콘베이어(24)를 설치하는 동시에 스크류 콘베이어(24)에 구동 장치(25)를 연결하고, 스크류 콘베이어(24)의 일측을 출구부(1b)에 근접시킨 것이다. 도5에 있어서, 도1∼도4에 나타낸 제1 실시 형태와 동일 부분은 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.
탈염소 처리후의 염화비닐은 끈기가 있어, 유동성이 나쁘다. 도1에 나타낸 탈염소로(1)는 탈염소 처리후의 염화비닐을 포함하는 용융 플라스틱을 배출하기 위해서 경사져 있으나, 처리하는 플라스틱 중의 염화비닐의 혼입율이 높으면, 배출에 시간이 걸린다. 도5에서는 스크류 콘베이어(24)의 정전 운동에 의해서 염화비닐 혼입율이 높아져 탈염소처리후의 플라스틱이 상당히 끈적거려도, 탈염소로(1)내의 처리 종료된 폐플라스틱을 효율적으로 출구부(1b)로부터 바깥쪽으로 배출할 수 있다. 또 탈염소처리 중에 스크류 콘베이어(24)를 역전 운전함으써 탈염소로(1) 내부의 폐플라스틱을 환류시킬 수 있어, 탈염소율을 더 균일하게 유지할 수 있다. 특히 도5에 있어서, 배출관(13)내로 미처리의 폐플라스틱이 유입되지 않으므로 탈염소 되지 않는 상태의 폐플라스틱이 배출되지 않게 된다. 또 스크류 콘베이어(24)를 설치함으로써 배출을 위해서 탈염소로(1) 전체를 경사지지 않게 해도 좋으므로 대형 장치를 구성하기 쉽다.
제3 실시형태
다음에 도6에 의해서 본 발명에 의한 폐플라스틱 탈염소 처리장치의 제3 실시형태에 대해서 설명한다.
도6에 나타낸 바와 같이 폐플라스틱 탈염소 처리장치는 가열, 온도 조정장치(50)를 갖는 탈염소로(1)와 탈염소로(1)내에 설치된 회전커터(4)를 구비하고 있다. 탈염소로(1)는 회전커터(4)를 중심으로하는 원통상을 이루는 중앙부가 굵은 직경으로 좌우 각각을 향해서 서서히 작은 직경이 되는 노본체(33)와 이 노본체(33)의 상부에 연걸된 수직관(34)으로 되어 있다.
수직관(34)의 상부(입구부)(1a)에는 유압구동 로드(27)에 의해서 구동되는 투입 뚜껑(26)이 부착되어 있다. 또 수직관(34)의 상부(1a)에는 배기 밸브(8)를 갖는 배기관(7)이 접속되고, 이 배기관(7)에는 압력계(9), 유량계(10), 전자 밸브(11) 및 배기 펌프(12)가 순차 접속되어 있다(도1 참조).
또 도6에 나타낸 바와 같이 수직관(34)의 상부(1a)에는 밸브(28)를 갖는 가압관(28a)이 접속되고, 탈염소로(1)내에 N2가스를 공급하여 탈염소로(1) 내를 가압하도록 되어 있다.
또 회전커터(4)는 샤프트(4c)와 샤프트(4c)에 고착된 블레이드(4a, 4b)로 되어 있고, 이 중 샤프트(4c)는 모터(5)에 연결되어 있다. 또 탈염소로(1)의 노본체(33)의 중앙부 하단(출구부)(1b)에는 배출 밸브(14)를 갖는 배출관(13)을 거쳐서 배출 탱크(15)가 접속되어 있다.
배출 탱크(15)에는 밸브(32)를 갖는 동시에 N2가스를 배출탱크(15) 내로 공급하는 가압관(32a)이 접속되어 있다. 또 가압관(32a)의 하류단에는 분기되어 분기관(32b)이 형성되고, 이 분기관(32b)에는 진공 펌프(16)가 접속되어 있다.
또 배출 탱크(15)의 하단부에는 유압구동 로드(31)에 의해서 구동되는 배출 뚜껑(30)이 설치되어 있다.
또 노본체(33)의 최대 직경이 좌단 또는 우단 어느 한쪽에 있는 경우에는 최대 직경을 갖는 장소(예를 들어 좌단)에 배출관(13)을 설치하는 것이 바람직하다.
다음에 이와 같은 구성으로 되는 본 실시 형태의 작용에 대해서 설명한다.
우선 투입뚜껑(27)이 열리게 되어 폐플라스틱이 투입 뚜껑(26)으부터 탈염소로(1)내로 투입된다. 폐플라스틱의 부피가 큰 경우에는 폐플라스틱은 수직관(34)의 상부까지 도달한다.
대형 장치의 경우 폐플라스틱의 투입량은 커지게 되므로, 외부에 호퍼(도시하지 않음)를 설치해 두고, 처리하는 양을 한번에 투입한다. 투입을 종료하면 바로 투입 투껑(26)을 닫고, 회전커터(4)의 운전을 시작한다. 동시에 배기밸브(8)를 열어 배기 펌프(12)에 의해서 탈염소로(1) 내를 10kpa∼60kpa 범위의 소정 처리압력 까지 감압한다. 노본체(33)와 수직관(34)은 미리 소정 처리온도 까지 예열되어 있다. 처리 온도는 전술한 바와 같이 350℃ 전후로 설정하면 가장 처리 효율이 좋다. 폐플라스틱은 탈염소로(1) 내에서 용융되고, 폐플라스틱중의 염화비닐은 탈염소된다. 유량계(10)를 흐르는 가스량이 매우 작아지면 회전커터(4)의 운전을 정지하여 배기 밸브(8)를 닫고, 가압관(28a)으로부터 N2가스를 탈염소로(1)로 공급하여, 탈염소로(1)의 내부압력을 대기압 까지 올린다. 얼마간 방치하면 용융 플라스틱은 모두 탈염소로(1)의 하부로 모인다. 다른쪽 배출 탱크(15)내를 미리 진공 펌프(16)에 의해서 진공으로 해두고, 배출 밸브(14)를 연다. 이 때 탈염소로(1)와 배출 탱크(15)의 압력차가 1기압이므로, 탈염소로(1) 내의 용융 플라스틱은 배출 탱크(15)내로 흡입된다. 배출탱크(15)에 장착된 압력계(37)의 압력이 대기압 부근까지 상승하면 배출 밸브(14)를 닫는다. 이 사이에 배출 탱크(15)는 냉각기(29)로부터의 냉수로 냉각된다. 다음에 처리 종료된 용융 플라스틱은 수냉된 배출 탱크(15)내에서 탱크의 형상으로 굳게된다. 이 경우에 배출 탱크(15)의 형상은 굳어진 플라스틱을 쌓아 보관하기 쉬운 형상, 예를 들어 입방체로 하는 것이 좋다. 플라스틱이 굳어지면 냉각에 의해서 체적이 줄어들므로, 배출 탱크(15)의 배출 뚜껑(30)을 개방함으로써 플라스틱은 자중으로 하래쪽으로 낙하한다. 공기를 흡입하면 부식등이 발생할 우려가 있을 정도로 습도가 높은 경우에 가압관(32a)에서 배출 탱크(15)로 N2가스를 공급한다.
도 6에 있어서 탈염소로(1)는 배출관(13)이 접속되는 부분이 가장 낮고, 가장 굵게 되어 있으므로 탈염소로(1)를 경사지게 할 필요가 없다. 대형 장치에서는 회전커터(4)의 무게도 커지게 되고, 이와 같은 중량물을 경사지게 하면 베어링의 축방향으로 큰 쓰러스트력이 작용 베어링의 수명을 단축시키게 된다. 본 실시예의 형태에 의하면, 탈염소로(1)를 경사지게 하지 않았으므로 베어링의 수명을 길게할 수 있고, 또 유지보수도 용이하게 할 수 있다.
또 본 실시형태에서는 처리를 행한 용융 플라스틱의 배출시에 가압관(28a)으로부터 탈염소로(1)내로 공급한 N2가스에 의해서 용융 플라스틱을 가압하여 압출하도록 되어 있으므로, 용융 플라스틱의 배출을 고속으로 행할 수 있다. 용융 플라스틱은 질소 가스가 공급된 탈염소로(1)내와 진공으로 된 배출 탱크(15)내의 압력차에 의해서 배출 탱크(15)내로 흡입되나 용융 플라스틱의 대부분이 흡입되기 까지 질소가스는 배출 탱크(15)내로 유입되지 않도록 되어 있다. 또 배출 밸브(14)가 탈염소로(1)에 직접 장착되어 있으므로, 배출 밸브(14)의 상부내에 미처리 플라스틱이 쌓여있지 않고 투입한 플라스틱 모두를 탈염소처리할 수 있다.
처리종료 플라스틱은 수냉된 배출 탱크(15)에서 냉각되어, 소정의 형상으로 굳어지게 된다. 처리 종료 플라스틱은 150℃ 정도까지 냉각하면 굳어지나. 굳어진 형상을 입방체로하면 보관할 때에 장소를 차지 않으므로 수송, 보관에 유리하다. 또 플라스틱의 형상을 원주상으로 하면 입력에의한 운반에 편리한다.
제4 실시형태
다음에 도 8에 의해서 본 발명에 의한 폐플라스틱 탈염소 처리장치의 제4 실시 형태에 대해서 설명한다.
도8에 나타낸 바와 같이 폐플라스틱 탈염소 처리장치는 가열, 온도 조정 장치(50)를 갖는 탈염소로(1)와 탈염소로(1)내에 설치된 회전커터(4)를 구비하고 있다. 이 중 탈염소로(1)는 경사 저면(40a)을 갖는 통상의 노본체(40)로 되고, 탈염소로(1)내에는 저면(40a)을 관통하여 뻗는 회전커터(4)가 배치 설치되어 있다. 회전커터(4)는 노본체(40)와 동축(同軸)에 배치된 샤프트(4c)와 샤프트(4c)에 고착된 블레이드(4a, 4b)로 되고, 샤프트(4c)는 모터(5)에 연결되어 있다.
또 노본체(40)의 상부(입구부)(1a)에는 투입뚜껑(26)이 부착되어 있고, 또 노본체(40)의 저면(40a)의 좌측하방단(출구부)(1b)에는 배출 밸브(14)를 갖는 배출관(13)이 연결되어 있다. 이 배출 밸브(14)는 피스톤 구동 장치(42)에 의해서 작동하도록 되어 있다.
본 실시 형태에 의하면 회전커터(4)의 샤프트(4c)가 노본체(40)와 동축에 배치되어 있으므로 투입 뚜껑(26)으로부터 아래쪽으로 투입되는 폐플라스틱을 투입 방향으로 직교하는 블레이드(4a, 4b)에 의해서 효율적으로 파쇄 또 교반할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 탈염소로내에서 염화비닐을 포함하는 폐플라스틱을 회전커터로 절단하면서 가열처리를 실시하는 동시에 발생 가스를 배기 장치에 의해서 배기함으로써 염화비닐을 포함하는 폐플라스틱으로부터 염소를 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명은 이와 같은 점을 고려하여 된 것으로서 염화비닐을 포함하는 폐플라스틱으로부터 염소를 효과적으로 제거할 수 있는 폐플라스틱 탈염소 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 입구부와 출구부를 갖고, 염화비닐을 포함하는 폐플라스틱을 가열 분해하여 탈염소화 하는 탈염소로와, 탈염소로 내부에 설치된 회전커터와 탈염소로내의 압력을 측정하는 압력계와 탈염소로에 배기관을 거쳐서 접속되고 탈염소로내의 발생 가스를 배기하는 배기장치와, 압력계로부터의 신호에 준해서 배기장치를 제어하는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치이다.
본 발명에 의하면 입구부로부터 탈염소로내로 투입된 염화비닐을 포함하는 폐플라스틱은 탈염소로내에서 가열분해되어 탈염소화된다. 이 사이에 회전커터로 탈염소로내의 폐플라스틱이 절단되고 가열분해 작용이 진행된다. 압력계에 의해서 탈염소로내의 가열분해 종료를 판단한 후에 배기장치에 의해서 탈염소로내의 발생 가스가 배기된다.
Claims (14)
- 입구부와 출구부를 갖고, 염화비닐을 포함하는 폐플라스틱을 가열 분해하여 탈염소화 하는 탈염소로와,탈염소로 내부에 설치된 회전커터와,탈염소로 내의 압력을 측정하는 압력계와,탈염소로에 배기관을 거쳐서 접속되고, 탈염소로내의 발생 가스를 배기하는 배기 장치와,압력계로부터의 신호에 준해서 배기 장치를 제어하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제1항에 있어서,제어장치는 탈염소로내의 압력을 10kpa∼60kpa로 유지하도록 배기 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제1항에 있어서,회전 커터는 샤프트와, 샤프트에 고착되는 동시에 폐플라스틱을 파쇄하는 복수의 블레이드를 갖는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제3항에 있어서,회전 커터의 복수의 블레이드 중 외측의 블레이드는 폐플라스틱을 파쇄하면서 내측으로 유입시키고, 내측의 블레이드는 폐플라스틱을 파쇄하면서 외측으로 송출시키는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제3항에 있어서,회전커터의 샤프트는 그 양측이 탈염소로의 플랜지에 회전 자재하게 지지되고,샤프트중 플랜지에 대응하는 부분에 샤프트 회전에 대해서 내측으로 진행하는 방향으로 나사가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제1항에 있어서,탈염소로의 출구에 처리종료된 폐플라스틱을 배출하는 배출 탱크가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제6항에 있어서,배출 탱크에 배출 탱크내를 진공으로 하는 진공 펌프가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제6항에 있어서,배출 탱크에 배출 탱크내를 냉각하는 냉각 장치를 연결한 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제1항에 있어서,탈염소로내에 설치되고, 그 일측에 출구부에 근접하는 정역전 가능한 스크류 콘베이어를 더 구비한 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제1항에 있어서,탈염소로에 가압관을 거쳐서 가압 장치를 접속하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제1항에 있어서,탈염소로는 그 저면이 경사지고, 출구부는 저면하단에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제1항에 있어서,탈염소로는 회전 커터를 중심으로 하는 원통상을 이루고 중앙부가 대직경으로 양측을 향해서 서서히 소직경으로 되는 노본체와, 노본체의 상부에 연결된 수직관으로 되고, 출구부가 노본체의 중앙부 하단에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제1항에 있어서,회전 커터가 탈염소로내에서, 수평방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
- 제1항에 있어서,회전 커터가 탈염소로내에서, 수직 방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 탈염소 처리장치.
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