KR20010079053A

KR20010079053A - 액화천연가스(lng)의 기화(증발)잠열을 이용한 폐타이어및 고형물질의 급냉각 파,분쇄 방법.

Info

Publication number: KR20010079053A
Application number: KR1020010033338A
Authority: KR
Inventors: 류철현
Original assignee: 류철현
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2001-08-22

Abstract

본 발명은 폐타이어의 냉각 파,분쇄 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 폐타이어 및 고형물질을 액화천연가스(LNG)의 기화(증발)잠열(-162℃)을 이용하여, 급속냉각시켜 간단히 파쇄 및 분쇄시켜 폐타이어 및 고형물질을 재활용 자재로 생산하는 방법에 관한 것이다.

Description

액화천연가스(LNG)의 기화(증발)잠열을 이용한 폐타이어 및 고형물질의 급냉각파, 분쇄 방법.{omitted}

본 발명은 폐타이어를 파,분쇄시켜 재활용가능한 고무분말을 생산하는 방법이다.

더욱 상세하게는 액화천연가스(LNG)를 연료로 사용하기 위하여는 기화시켜야 하고 기화시키는 과정에서 필수적으로 발생하는 기화(증발)잠열을 이용하여 폐타이어및 고형물질을 급냉동 ,파쇄, 분쇄 시키는 방법이다.

LNG저장시설의 기화기에서, 기화시킬때 발생하는 기화잠열(-162℃)을 별도의 냉동,냉각설비시설(초저온저장시설)을 갖추어 폐타이어 및 고형물질을 급냉동,급냉각 시키는 방법이다.

기존의 기술로는 ①상온에서의 파,분쇄 방식과, Air Separation을 통해 얻어지는 아래와 같은 ②초저온 가스를 이용한 냉동, 냉각 파,분쇄 방법이 있다.

①상온에서의 폐타이어를 파,분쇄시켜 고무분말을 생산하는데 대한 방법은 생산공정의 복잡성과 고가의 기계설비비,기계구조의 복잡성,막대한 전력소비,많은 인력의 필요성 등으로 고무분말 1Ton을 생산하는데 약\200,000원(자원재생공사에서의생산비용) 정도의 생산비용이 투입된다. 이렇게 생산비용이 고비용이라 아직까지 폐타이어 분말고무를 이용한 제품개발및 제품생산에 많은 어려움이 있다.

또한 상기와 같은 ②초저온가스를 이용한 방법은, 초저온가스를 생산하는데 그 생산 비용이 고가이며,주기적으로 초저온가스를 주입시켜야 하며,기본 냉동사이클을 갖는 고가의 냉동설비를 갖추어야 하며 이에 수반되는 많은 비용 및 인력,전력등을 투입하여 냉동,냉각 시키는 방법으로 단위생산비가 너무 고가이다.

이러한 문제점을 해결하는 방법으로 액화천연가스의 기화잠열을 이용한 폐타이어 및 고형물질등을 급냉동,냉각 시켜 파쇄 및 분쇄시키는 방법을 고안했다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 액화천연가스(LNG)의 기화(증발)잠열을 이용하여 폐타이어를 급속히 냉각시켜 파,분쇄시켜 고무분말을 생산 하는 방법으로써 환경문제로 대두되고 있는 폐타이어 및 고형물질을 재활용 가능한 원자재로 리싸이클링 하는 고효율적 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 LNG인수기지 와 저장시설에서의 초저온기화잠열을 저장,폐타이어 및 고형물질을 급냉각 시키는 단계,급냉각되어진 폐타이어 및 고형물질을 파쇄시키는 단계,파쇄된 폐타이어 칩을 분쇄 시키는 단계,분쇄된 분말고무에서 이물질 분리단계등 간단한 공정으로 이루어진 것에 특징이 있다.

오늘날 산업사회의 고도의 발달과 소득수준의 향상으로 국내의 자동차 등록댓수가 2001년4월 현재 1천 2백만대가 넘었다.

이에 필수적으로 발생하는 페타이어의 수량 또한 일년에 수천만개에 달하고 있다.

위의 도표의 폐타이어의 발생량과 재활용의 수치를 살펴보면,대략 1년에 약천만개 정도의 폐타이어가 미수거 및 방치되고 있다.

재활용에 있어서도 시멘트킬른 이나 건류소각을 시켜 열이용을 하는 폐타이어의 수량을 살펴보면 2000년도에 8,634,000개에 달한다.

폐타이어를 소각하면 인체에 해로운 다이옥신 및 기타 대기오염물질이 엄청나게 배출되어,인간의 생명을 위협함과 대기환경을 오염시킨다는 것은 너무나 잘 알려져 있다.

그러므로 폐타이어의 재활용방법중 가장 타당한 방법은 고무분말을 생산하여 여러가지 산업에 유용한 제품을 생산하는 것이라 하겠다.

그러나 폐타이어를 고무분말형태로 생산하는데 소요되는 비용(약\200,000원/T) 및 그 방법이 너무 고비용과 어려움으로 아직까지 폐타이어 발생량중 10%에도 미치지 못하는 양 만을 고무분말형태로 재활용하고 있는 실정이다.(상온고무분말생산방식)해서 액화천연가스의 특성을 이용한 방법으로 폐타이어를 고무분말형태로 생산하는 방법을 고안 했다.

여기서 액화천연가스(LNG)의 특성을 살펴보자.

LNG는 ①기본적으로 메탄을 주성분으로 하며,

②소량의 중질탄화수소 와 질소로 구성되어 있고,

③가스전에서 생산된 천연가스를 -162℃까지 냉각,액화시킨 무색,무취의 액화가스 이다.

④밀도는 대략 460㎏/㎥ 부근 이며,

⑤공기대비 비중은 약 1.5로서 대기중에 누출될 경우 지면에 가라 앉게된다. 그러나 -110℃이상에서 공기보다 가벼워 지기 때문에 누출량자체가 적은 경우에는 대기 및 지열로 인하여 급속하게 대기중으로 확산이 이루어 지게 된다.

⑥LNG증기는 공기중에서 5∼15%범위에 속할때 연소가 가능하며,

⑦끊는점은 약-162℃,

⑧발화온도는 약 650℃이고,최소점화 에너지는 0.29㎖ 정도이다.

⑨천연가스(NG)를 액화시키면 약 1/600배로 줄어들기 때문에 저장 및 수송측면에서 상당히 유리 하다.

⑩액화가스에서기체가스로 환원될때의 증발잠열이 120㎉/㎏이기 때문에피부에 직접노출시 초저온액체의 자체냉열과 더불어 큰 냉해를 입게된다.

이러한 특성을 갖는 액화천연가스(LNG)를 우리나라는 1986년 인도네시아에서 수입하여 도시가스용으로 사용하기 시작 하였고, 현재는 인도네시아,보르네오,오만,카타르 등에서 수입하고 있으며, 발전용 및 가정용 등으로 연간(2000년추정시) 약 1,415만톤이 사용되고 있는데 이것은 1차에너지 수요의 약8.4%에 이른다.

1,415만톤의 액화천연가스(LNG)를 연료로 사용하기 위하여는 기화시켜야 하고 기화시키는 과정에서 필수적으로 발생하는 기화(증발)잠열을 이용하여 폐타이어 및 고형물질을 급냉동 ,파쇄, 분쇄 시키는 방법이다.

LNG기화잠열을 이용 하여 폐타이어를 냉각, 파,분쇄 시키는 방법으로 다음과 같은 공정 System을 갖는다.

《공정System》

① 폐타이어 IN PUT

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② 급냉각(LNG기화잠열-162℃이용)

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③ 1차파쇄(HammerMills):타이어칩

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④ 1차분쇄(로울러 분쇄기)

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⑤ 2차파쇄(HammerMills)

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⑥ 2차분쇄(로울러 분쇄기)

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⑦ Vibratory Conveyor

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⑧ Screener

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⑨ Magnetic Separator(자석분리):금속류분리

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⑩고무분말 Out

상기와 같은 공정으로 생상 가능한 고무분말의 입자크기는 설치

Screener Mesh의 치수에 따라 용도에 맞게 자유자재로 조정가능 하다.

LNG기화잠열을 이용한 방법의 장점으로는 다음과 같다.

①폐냉열(-162℃)을 이용하므로 냉각비용이 없다.

②초저온 급냉각 방식으로 고효율.

③천연가스의 기화잠열을 이용하므로 공해가 없다.

④생산공정의 극소화로 설비비 절감

⑤생산공정의 간단화로 생산비 절감.

⑥고품질의 고무분말 생산.

이상에서 상술한 본 발명의 효과는 아래와 같다.

①환경문제화 되고 있는 폐타이어 및 고형물질의 재활용 자원화.

②고무분말 생산단가의 대폭절감으로 제품개발 및 생산성 향상.

③생산공정의 간단화로 에너지 절감.

④고품질의 분말고무생산으로 수입절감

⑤고품질 분말고무의 수출 증대.

상기와 같은 효과 외에 부가적으로 많은 효과발생.

Claims

액화천연가스(LNG)의 기화잠열을 이용하여 냉각,냉동시키는 단계.