KR20020016566A - 폐유 폐플라스틱, 폐고무의 유화 처리 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐유류, 폐플라스틱, 폐고무등 페기물를 유류화 하는 방법의 설비에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 폐유, 폐플라스틱, 폐고무를 열분해 하여 유류화 함에 있어 폐유, 폐플라스틱, 폐고무를 열에 용해시켜 사출기로 열분해 반응로에 투입시키고, 열 반응로에 투입된 폐유류, 페플라스틱, 폐고무를 열로 분해하여 기체화 시킴에 있어, 외부에서 반응로를 가열하여 반응로 내부의 온도를 상승시키고, 간접 가열방법으로 촉매 또는 규사, 베아링, 세라믹등 각종 가열매체를 가열하여 반응로 안에 투입시켜 가열된 촉매, 기타 가열 매체에 의하여 폐플라스틱, 폐고무, 폐유에 직접 접촉시켜 가열하여 기화시키는 방법과,

반응로에 투입시킨 원적외선 발생 가열매체와 촉매에 의하여 반응로 내부에서 1차로 기화 기체를 발생시키며 동시에 분자 크랙킹을 수행시키는 것과 열분해 반응로 외부 기체 배출관에 물리, 화학적 크랙킹 장치를 하여 기체상에서 2차 그랙킹, 3차로 원적외선 발생장치에서 크랙킹을 수행하는 방법의 기술로 그 설비를 제공함에 그 목적을 갖는다.

그리고 위 폐기물를 무공해로 재생하는 효과와 그 부산물의 생산성의 효율을 높이는 효과가 있다.

Description

폐유 폐플라스틱, 폐고무의 유화 처리 설비 {Aprocess for producing gasoline, diesal with waste rubbers and waste plastics}

본 발명은 각종 폐유류, 폐프라스틱, 폐고무를 이용하여 유류를 생산하는 방법과 그 설비에 관한 것이다.

폐유, 폐고무, 폐플라스틱을 분해함에 있어 반응로를 가열하여 반응로 내부 온도를 상승시켜 위 폐기물을 기체화 시키는 방식으로 촉매 규사, 베아링, 세라믹등 가열매체를 열분해 반응로 내부에 투입시켜 폐유, 폐플라스틱, 폐고무에 직접 접촉 가열하여 폐유, 폐플라스틱, 폐고무를 기체화 시킴과 동시에 반응로 내부에서 제1차 분자 크래킹을 수행시키고 반응로 외부 기체의 배출관에 촉매크렉킹 장치와 원적외선 크렉킹장치에 의하여 기체상에서 2차, 3차 크렉킹을 수행하는 방법의 설비에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 사업체에서 많은 폐플라스틱, 폐고무, 폐유등이 발생되고, 이를 소각하여 처리함으로서 많은 공해가 발생되고 있다.

근래에 들어와서 폐석유 화학제품을 다시 재활용하여 보자는 연구가 계속되고 있으며, 위의 결과로 여러 방법의 재활용 기술들이 연구되고 있다.

그리고 폐유, 폐플라스틱, 폐고무를 유류화 하는 기술이 많이 보급되고 있는 시점이다.

그러나 위 유류화 기술에 있어서 열분해 반응로에 투입된 폐유, 폐플라스틱, 폐고무를 기화시키기 위하여 열분해 반응로를 가열하여 열분해 반응로 내부 온도를 상승시키어 가열하는 간접 가열방식에 있어서 작업의 연속성이 결여되고 기화 속도가 늦다는 문제점을 갖고 있다.

이에 기존의 기술들은 폐플라스틱, 폐유, 폐고무를 1차 경유에 용해하여 열분해 반응로에 투입시킨다. 그리고 고온과 고압으로 분자 크렉킹을 수행하는 기술이 있다. 이는 많은 시설비와 운영비용을 부담하여야 한다.

또한 베치타입으로 열분해 반응로를 입형으로 제작한 설비를 제공하고 있다. 이는 연속성이 없어 생산효율성이 결여된다.

그러나 위 방법에 있어서는 플라스틱의 종류와 성상에 따라 적용되는 범위가 아주 적어 사용되지 못하는 기술이다.

이에 따라 폐플라스틱, 폐유, 폐고무를 신속히 열에 반응되게 하여 기화시키는 방법의 설비가 요구되고 있다.

또한 위 폐기 물질을 기화시켜 응축된 고분자로 이루어진 혼합물질를 저 분자화 시키는데 있어 기존의 기술들은 완전한 저 분자로 크레킹 하지 못하여 생산물질은 고분자와 저분자가 혼합된 액체로서 공해물질를 그대로 함유하게 되어 연소시에 많은 공해를 유발하게 되며 유류화로 전환하는 효율도 저하되는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고주파 열에 의하여 폐플라스틱을 용해하여 열분해 반응로에 투입하고, 폐가스 연소 열에 의한 고온로의 배출열로 열분해 반응로를 가열하여 용해된 폐플라스틱, 폐고무, 폐유를 가열 기화시킴과 동시에 폐가스 연소열로 촉매, 규사, 베아링, 세라믹등을 가열시켜 위 가열시킨 물질을 반응로 내부에 투입시켜 가열된 촉매가 용해된 폐플라스틱, 폐고무. 폐유에 접촉하여 가열하는 방법과 비응축 가스를 이용하여 폐촉매 재생 가열로에서 위 가스를 연소시켜 연소화염으로 폐촉매등 가열매체를 가열하여 재생시켜 재사용 하는 방법에 관한 기술를 제공함에 그 목적이 있다.

그리고 또한 반응로 상부에 부착되는 크렉킹 장치는 원적외선 방출 물질로 코팅된 철, 비철금속, 세라믹등에 의하여 섭씨 300도-500도에서 원적외선 방출량이 7-30미크론 방출하여 반응로에서 배출되는 기체를 크랙킹 하는 기술를 제공하는 또 하나의 목적을 갖는다.

도 1은 본 발명의 폐유류, 폐플라스틱, 폐고무의 유화처리 설비의 장치 계통도이다.

*도면의 주요 부호에 대한 부호의 설명*

1. 열 반응로 2. 교반 스크류

3. 교반축 4. 반응로 외통

5. 모터 6. 용해장치(사출기)

7. 스크류 투입장치 8. 촉매 투입구

9. 가열 재생촉매 저장통 10. 촉매재생 가열로

11. 배기열 배출관 12. 폐촉매 냉각기

13. 폐가스 연소버너 14. 폐촉매 투입관

15. 폐촉매 이송장치 16. 폐촉매 이송관

17. 냉각기 모터 18. 냉각수통

19. 폐가스 이송관 20. 가스배출관

21. 촉매 크렉킹장치 22. 콘덴서(응축기)

23. 응축물 이송관 24. 휘발성물질 냉각기

25. 중질유 냉각기 26. 휘발성물질 저장통

27. 중질유 저장통 28. 분류탑

29. 연소 가스 배출관 30. 고온로

31. 열교환기 32. 잔류가스 처리장치

33. 재생촉매 이송장치 34. 원적외선 크랙킹장치

상기한 바와 같은 목작을 당성하기 위하여 본 발명은, 일정한 장소에 설치되는 설비로서 다음의 일 실시예의 작용을 위하여 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 구성되어 이루어진 것을 상세히 설명한다.

폐유, 폐플라스틱, 폐고무를 용해하여 투입하는 폐유, 폐플라스틱. 폐고무(이하 폐플라스틱으로 일괄 호칭) 투입구, 열분해 반응부, 폐촉매 재생가열부, 폐촉매 냉각부, 기체상 분자 크랙킹부, 유류 생산부, 공해방지 설비부로 구성된다.

그리고 위 폐기물 투입부는 고주파 유도가열 사출장치(6), 스크류 투입장치(7)로 구성되고,

열분해 반응부는 외통(부호표시없음)고 내통(1 열분해 반응로)으로 이루어지고, 내통에 교반축(3), 교반스크류(2), 가열된 촉매 투입관(14), 배기체 배출관(20), 폐 촉매 배출장치(도시하지않음)와 배출관(도시하지않음)으로 구성되고, 외통에는 구동장치로 모터(5), 배기열의 배출관(11)이 장치되어 구성되고,

폐촉매 가열 재생부는 폐촉매 투입 이송장치(15), 폐촉매 투입 이송관(14,16), 폐촉매 가열로(10), 재생촉매 이송장치(33), 재생촉매 저장통(9), 재생촉매의 열분해 반응로 투입관(도시하지않음), 배기열 배출관(부호표시없음), 폐 가스 연소버너(13)로 구성되며,

폐촉매 냉각부는 동력장치로서 함체(12)에 모터(도시하지않음), 교반축(도시하지않음), 스크류식 교반날개(도시하지않음), 냉각수통(도시하지않음)으로 구성되고,

기체 크렉킹부는 촉매장치(21), 원적외선 발생 크렉킹장치(34), 기체 주입관(부호표시없음), 기체 배출관(20)으로 구성되며,

유류생산부는 기체 응축장치(22), 비응축가스 배출관(폐가스19), 응축물 배출관(23), 증류 비등점 유류 분리탑(28), 휘발성 유류 냉각장치(24), 경질성 유류 냉각장치(25), 휘발성 유류 저장통(26), 경질성 유류 저장통(27)으로 구성되며,

공해방지 설비부는 고온로(30), 열교환기(31), nox, sox등 잔류가스 처리장치(32)로 구성된다.

이하 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐플라스틱 유화처리 방식 설비의 계통도이다. 상기도면에 의하면, 폐플라스틱을 고주파 유도열을 열원으로 하는 사출기(6)가 장치되어 있고,

위 사출기에 폐플라스틱을 투입하면 폐플라스틱은 용해되고 투입장치(7)로 플라스틱 용해물은 열분해 반응로(1) 안으로 투입된다. 동시에 재생 촉매통(9)의 가열된 촉매가 열분해 반응로 안으로 투입구(8)를 통하여 투입된다. 반응로에 부착된 동력장치(5)에 의하여 교반축(3)이 회전되고,

이에 교반축에 부착된 스크류 교반날개(2)에 의하여 플라스틱 용해물을 교반한다. 촉매재생 가열로(10)의 배기열이 열분해 반응로 외통(4)으로 주입되어 열분해 반응로(1)를 가열하여 내통 내부의 온도가 섭씨 250도 - 섭씨 500도에 이르게 된 간접열과, 가열된 촉매의 온도 섭씨 약 300 - 섭씨 약 500도로 가열된 촉매의 접촉열에 의하여 용해된 폐플라스틱은 가스상태로 기화되어 가스 배출관(20)을 통하여 분자 크렉킹장치(21)와 강력한 원적외선 발생장치(34)로 위 장치에서 발생하는 화학, 물리작용과 원적외선에 의하여 폐플라스틱 기화 기체의 고분자를 저분자로 크렉킹한다.

위에 있어 분자 크렉킹이란 고분자를 크렉킹하여 저분자화 하는 것이다.

원적외선 발생장치는 본 고안에 의하여 개발된 맥반석, 맥섬석, 황토, 운모, 옥, 실리카, 알루미나등을 압축 소성시키는 방식으로 제조한 합성 담체에 희토 산화물질에서 선택한 금속을 함침하여 소성하고, 활성시켜 제조한 희토 촉매를 일정규격의 통에 충전하여 제조한다.

또는 원적외선 발생기기를 가스가 통과 될수 있는 일정 규격의 통에 장치한 것이다. 위의 원적외선 발생기기는 개발되어 판매되고 있다.

그리고 열분해 반응로에 투입되는 가열매체는 촉매와 철, 비철금속으로 이루어진 베어링등과 위 원적외선 발생물질로 제조된 담체를 사용한다.

그렉킹 촉매는 기히 개발되어 제품이 상용 판매 되고 있다. 크렉킹된 기체는 콘덴서(응축기)(22)에서 응축물(혼합서류)과 비 응축된 가스로 분리한다. 약 450도의 온도에서 휘발성 유류와 경질유등으로 분리되어 냉각(24,25)되고 저장(26,27)된다.

위에 있어 비등점에 의한 유류 분별 증류기술은 기히 정유공장에서 이용되고 있는 공용된 기술이다.

위 콘덴서에서 응축되지 않는 가스는 위 가스 이송관(19)을 통하여 폐촉매와 가열매체 재생 가열통(10)에 부착된 가열수단의 가스버너(13)에 의하여 폐촉매와 가열매체 재생 가열통 내부로 투입되는 폐촉매를 향하여 분사 연소된다. 이때 폐촉매와 가열매체에 붙어 잇는 폐프라스틱의 탄화물이 섭시 약 800도 이상의 열에 연소되고 촉매는 재생되어 가열되고 재생 촉매와 가열매체 저장통(9)으로 배출 저장된다.

또한 열분해 반응로에서 발생된 탄화물과 폐촉매와 가열매체(이하 폐촉매로 일괄 호칭함)는 폐촉매 냉각기(12)로 배출되어 냉각되고 폐촉매 이송관(16)을 통하여 폐촉매 송출장치(15)로 폐촉매 투입관(14)을 통하여 폐촉매 재생 가열통(10)에투입된다.

또한 폐촉매 재생 가열로(10)에서 배출되는 배기는 고온로(30)에서 고온에 재연소 반응되고, 고온로의 배기열은 열분해 고온로의 열원으로 열분해 반응로의 외통과 내통사이(도시하지않음)로 투입되어 열분해 반응로 내통을 가열한다.

그리고 재생된 촉매는 가열되어 재생 촉매 이송관(33)을 통하여 저장통으로 이송 투입된다.

원적외선 장치는 원적외선 최대방출 온도인 섭씨 300도-섭시 500도오 가열한다. 그리고 열분해 반응로를 가열하고 난 배기(폐열)은 열분해 반응로 외통에 장치된 배출관(29)을 통하여 열교환기(31)에 투입되어 냉각되어 공해물제거 장치(32 잔류가스처리)로 투입되어 각종 산, NOX, SOX등 잔류공해물이 제거되어 배출된다.

위에 있어 고온로는 상시온도 섭씨 1250도를 유지시켜 가연성가스와 다이옥신을 산화 그리고 열분해로 제거 시킨다.

이상 설명한 바와 같은 폐플라스틱 유화처리방식에 의하면 고부파를 이용한 사출기를 사용함으로 폐플라스틱을 신속히 용해하여 반응로에 투입시킬수 있으며, 열분해 반응로에서 배출되는 가스중 응축되지 않는가스를 이용하여 폐촉매를 가열하여 재생하며, 촉매 재생가열의 폐열를 이용하여 열분해 반응로 가열에너지로 이용하며,

가열된 희토 촉매의 접촉에 의한 직접열과 폐가스열에 간접 가열되는 가열방식에 의하여 폐플라스틱이 신속히 기화되어 소규모 설비로도 다량의 폐플라스틱을처리하는데 효과적이며, 가열된 촉매에 의한 폐플라스틱, 폐고무, 폐유응 기체화 시키며 특히, 원적외선에 의한 크렉킹 반응이 수행되어 양질의 유류와 폐플라스틱, 폐고무, 폐유에서 유류의 회수율을 높이는데 아주 효과적이다.

Claims (5)

1. 폐플라스틱, 폐고무, 폐유를 재생처리로 유류화 시키는 설비에 있어서,

   열분해 반응로와 고주파 유도가열을 이용한 폐플라스틱, 폐고무 용해투입장치, 촉매와 가열매체 재생가열로, 희토 촉매 크렉킹장치, 원적외선 크렉킹장치, 기체응축유류화 장치, 공해방지 설비로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 폐고무 재생처리로 유류화 시키는 설비.
2. 청구항 1에 있어 설비는 폐플라스틱, 폐고무를 고주파 유도 가열를 이용하여 용해시켜 반응로에 주입시키고 동시에 촉매 또는 촉매와 혼합되어 있는 철 또는 비철금속으로 이루어진 베어링들과 가열매체를 가열하여 열분해 반응로에 주입시켜 열분해 반응로에 주입되는 폐플라스틱, 폐고무, 폐유에 위 가열된 매체를 접촉 가열시켜 열분해와 동시 1차 분자 크렉킹을 수행하며 기화 시키고, 기화된 기체상에서 고분자 크렉킹은 2차 희토 촉매반응 , 3차로 원적외선에 반응시켜 폐플라스틱, 폐고무, 폐유의 고분자 기체를 크렉킹시켜 유류를 생산하는 방법을 특징으로 하는 폐플라스틱, 폐무, 폐유의 유화설비.
3. 청구항 1에 있어 원적외선 분자 크렉킹 장치의 충전물과 원적외선 발생 가열매체는 매반석, 맥섬석, 운모, 옥, 황토, 아루미나를 압축소성시켜 희토등 원적외선 크렉킹 장치는 일정 규격의 용기에 위 원적외선 발생장치 또는 발생물질을 충전시켜 위 용기에 기체를 통과시키는 것을 특징으로하는 플라스틱, 폐고무 유류화 설비.
4. 청구항 3에 있어 기체를 섭씨 300도-섭씨 500도의 온도에서 분자 크렉킹을 수행시키는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱, 폐유, 폐고무의 유화설비
5. 청구항 2에 있어 열분해 반응로에 투입된 가열매체와 촉매는 가열과 분자 크렉킹 수행 후에 폐촉매로서 반응로 폐촉매 배출장치를 통하여 배출시키고 냉각시켜 폐촉매 재생장치인 가열로에 투입시져, 응축기에서 발생된 비응축 가스를 위 촉매 가열 재생장치인 가열로에 이송시켜 연소할여 폐촉매를 가열하여 폐촉매에 부착된 탄화물를 산화시키는 방식으로 촉매를 재생하여 다시 열분해 반응로에 투입시키는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱, 폐유, 폐고무의 유화설비.