KR20020069763A - 폐유 재생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐유 재생장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 각종 폐유를 고온 열분해(thermal cracking)방식에 의해 연속적으로 재생연료로 생산할 수 있도록 그 구성을 각종 폐유를 고온 열분해하여 재생연료로 생산하는 장치에 있어서, 다수의 수용조로 구성되는 유수분리부와; 상기 유수분리부와 원심분리기가 설치된 연결라인으로 연결되는 폐유 저장조와; 상기 폐유 저장조와 다수의 열교환기로 구성되는 열교환부가 설치된 제1 공급라인으로 연결되어 지고 내부 상측으로 응축부를, 그 하측으로 증류부가 형성되는 증류탑과; 상기 증류탑으로 고온 열분해로가 설치된 제2 공급라인이 상기 열교환부와 연결되도록 설치되는 히팅부와; 상기 증류탑의 하부에 설치되는 배출라인으로 상기 열교환부와 연결되도록 설치되는 폐슬러지 포집조와; 상기 증류탑의 응축부에는 재공급라인과 냉각기가 설치된 제3 공급라인으로 연결되는 재생연료 저장조를 구비한 것을 특징으로 하는 폐유 재생장치에 관한 것이다.

Description

폐유 재생장치{an apparatus for regeneration of a waste oil clot}

본 발명은 폐유 재생장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 각종 폐유를 고온 열분해(thermal cracking)방식에 의해 연속적으로 재생연료로 생산할 수 있도록 한 폐유 재생장치에 관한 것이다.

일반적으로 많은 차량의 증가로 인한 경정비, 세차장 및 택시나 버스 등에서 발생되는 많은 폐윤활유나 산업체 기계장치 및 선박 등에서 발생되는 다량의 각종 폐유는 중질화 탄화수소로 이루어져, 이를 대지나 하천, 강 또는 바다로 방출시에는 생태계 파괴는 물론 대지 및 수질오염에 심각한 문제점이 초래됨에 따라 그에 대한 처리문제로서 많은 연구가 지속적으로 이루어지고 있는 실정이다.

그에 따라 근래에 들어 상기와 같은 각종 폐유를 대체연료로서 재생하여 사용할 수 있는 다양한 형태의 연구가 이루어지면서 그에 따른 여러 처리방법 및 장치등이 제시되어 실제적으로 사용되고 있으며, 그 처리방법으로는 크게 이온 정제방식에 의해 재생되는 벙커 유(bunker oil)와 같은 이온 정제유와, 로에서 고열로 증류시켜 열분해하는 방식으로 재생되는 열분해유로 구분되어 진다.

특히, 후자인 고온 열분해방식으로 재생되는 연료유로는 경유, 보일러유, 등유 및 대체연료와 같이 그 활용도가 높은 장점을 가지고 있어, 근래에 들어 많이 채택하여 사용하고 있는 실정이며 그 열분해 방식에 따라 즉, 타워의 압력이 높고 낮음에 따라 감압법과 상압법으로 나누어진다.

다시말해서, 타워의 압력이 낮은 감압법의 경우, 타르(tar)의 발생이 적고 수율이 높은 장점이 있었으나, 그 기름의 점도가 높아 보일러유 등으로 사용하기에는 부적합한 문제점이 발생하였으며, 타워의 압력이 높은 상압법에 있어서는 기름의 점도가 낮아 필요로 하는 보일러유등과 같은 재생유로서의 사용은 원활하게 이루어질 수 있었으나, 이는 고온 가열에 따른 타르가 많이 발생되어 품질이 저하되는 문제점과 가격이 높은 문제점이 초래되었다.

또한, 종래 고온 열분해 방식에 있어서는 그 사용방식이 배치타입(batch type)으로서, 타워에서 발생되는 슬러지등으로 인해 슬러지 제거작업 공정에 따른 연속공정이 이루어지지 않은 문제점이 대두되어 일정기간 내에 많은 량을 생산하기에는 부적합한 문제점이 발생하였다.

그리고, 종래 타워의 경우에 타워 내에 설치된 트레이에 의하여 증류 및 정류가 이루어지고 그 증류 및 정류된 오일을 별도의 라인을 통하여 응축시키는 응축부를 별도로 구비시켜야 함에 따라 상기 응축부를 별도로 설치해야 하는 번거러움과 그에 따른 상기한 생산량 저하의 원인을 제공하기도 하였다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해고하고자 안출한 것으로, 그 목적은 각종 폐유를 고온 열분해(thermal cracking)방식에 의해 연속적으로재생연료로 생산할 수 있도록 하는 데 있다.

또한, 본 발명은 공급되는 폐유를 미리 예열하여 공급함에 따라 증류탑에서 증류작업을 안정적으로 행할 수 있도록 하는 다른 목적도 갖는다.

또, 본 발명은 고온열분해에 따른 증류 및 응축이 하나의 증류탑에서 이루어지도록 하는 다른 목적도 갖는다.

그리고, 최종적인 재생연료유에 함유된 불순성분인 타르를 용이하게 제거하는 또 다른 목적도 갖는다.

상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명은 각종 폐유를 고온 열분해하여 재생연료로 생산하는 장치에 있어서, 다수의 수용조로 구성되는 유수분리부와; 상기 유수분리부와 원심분리기가 설치된 연결라인으로 연결되는 폐유 저장조와; 상기 폐유 저장조와 다수의 열교환기로 구성되는 열교환부가 설치된 제1 공급라인으로 연결되어 지고 내부 상측으로 응축부를, 그 하측으로 증류부가 형성되는 증류탑과; 상기 증류탑으로 고온 열분해로가 설치된 제2 공급라인이 상기 열교환부와 연결되도록 설치되는 히팅부와; 상기 증류탑의 하부에 설치되는 배출라인으로 상기 열교환부와 연결되도록 설치되는 폐슬러지 포집조와; 상기 증류탑의 응축부에는 재공급라인과 냉각기가 설치된 제3 공급라인으로 연결되는 재생연료 저장조를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 열교환부를 각각의 열교환기로 구성되는 제1 열교환부와 제2 열교환부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 증류탑의 응축부 상측에는 상기 고온 열분해로와 연결되는 제4공급라인을 설치하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제4 공급라인에는 보조연소버너가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제3 공급라인의 냉각기와 상기 재생연료 저장조 사이에는 투입부가 설치된 다수의 저장조로 구성되는 중간저장조가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 재생연료 저장조와 중간저장조 사이의 제3 공급라인에는 필터가 설치되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명을 구성도를 나타낸 개략도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 유수분리부

100 : 연결라인 102 : 원심분리기

20 : 폐유 저장조

110 : 제1 공급라인

30 : 열교환부

30a : 제1 열교환부 30b : 제2 열교환부

40 : 증류탑

42 : 증류부 44 : 응축부

120 : 제2 공급라인 130 : 배출라인

140 : 제3 공급라인 150 : 제4 공급라인

50 : 히팅부

52 : 고온 열분해로

60 : 폐슬러지 포집조

70 : 재생연료 저장조

72 : 냉각기 74 : 필터

80 : 중간저장조

B : 보조연소버너

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 구성도를 나타낸 개략도이다.

도시된 바와 같이 경정비, 세차장 및 택시나 버스 등에서 발생되는 많은 폐윤활유나 산업체 기계장치 및 선박 등에서 발생되는 다량의 각종 폐유를 고온 열분해하여 재생연료로 생산하는 장치에 있어,

본 발명은 상기한 각종 폐유를 수거하여 운반한 후 그에 함유되어 있는 수분등을 분리하고자 중력분리방식의 하나로 일반적인 방식에 의해 설치되는 다수의 수용조로 구성되는 유수분리부(10)에서 폐유와 수분을 분리한다.

그런 다음 상기 유수분리부(10)에서 분리된 폐유에 함유되어 있는 이물질 등을 상기 유수분리부(10)와 연결되는 연결라인(100)으로 설치된 통상의 원심분리기(102)에서 원심분리시켜 이물질등을 제거한 다음 폐유 저장조(20)로 공급하여 저장한다.

이렇게, 상기 폐유 저장조(20)로 저장되어 지는 공급오일은 후술하는 증류탑으로 상온상태로 직접유입될 때 그 공급오일에 함유된 수분이 급격하게 증발되면서 체적이 팽창되어 불안정하게 증발되는 것을 방지하고자 제1 공급라인(110)에 설치되는 다수의 열교환기로 구성된 열교환부(30)에서 열교환이 이루어진 후 하부로 형성된 증류부(42)에서 증류된 후 상측으로 형성된 응축부(44)에서 응축되도록 형성되는 증류탑(40)으로 공급되어 진다.

그리고, 상기 증류탑(40)에는 내부온도 저하에 따른 공급오일을 제2 공급라인(120)을 통하여 상기 열교환부(30)에서 재차 열교환시킴과 동시에 상기 제2 공급라인(120)에 설치되는 공지의 고온 열분해로(52)에서 가열시켜 상기 증류탑(40)의 온도를 상승시켜 최대한의 증류작용이 행해질 수 있도록 히팅부(50)가 설치되어 있다. 이때, 상기 고온 열분해로(52)는 공지된 방식에 의해 별도의 연료를 공급받아 연소되는 버너에 의해 가열이 이루어진다.

또, 상기 증류탑(40)의 하부에 설치되는 배출라인(130)으로는 증류되지 않은 슬러지상태의 폐슬러지를 폐슬러지 포집조(60)로 배출하되, 그 배출되는 과정에서 상온의 폐슬러지의 잠열을 이용하여 상기 열교환부(30)를 예열함과 동시에 그 열교환에 따른 폐슬러지의 온도를 저하시킨 후 상기 폐슬러지 포집조(60)로 배출되도록 상기 열교환부(30)를 거치도록 하는 것이 바람직한 것이다.

상기와 같이 상기 증류탑(40)에서 증류 및 응축이 완료되어 중질화 탄화수소에서 경질화 탄화수소로 변환된 재생연료유는 상온상태이므로 제3 공급라인(140)으로 설치된 냉각기(72)에서 냉각이 이루어지면서 그 제3 공급라인(140)을 통하여 최종제품의 재생연료로서 재생연료 저장조(70)로 공급되어 저장되는 것이다. 이때, 상기 냉각기(72)에서 냉각된 일부의 냉각유는 다시 그와 연결되도록 설치되어 있는 재공급라인(142)을 통하여 상기 증류탑(40)의 응축부(44)로 재공급되어 지면서 응축작용이 원활하게 이루짐과 아울러 그 응축부(44)에서 재응축되어 진다.

이로써, 상기 재생연료 저장조(70)에 저장된 재생연료는 필요에 따라 일반적인 운송수단에 의해 필요로 하는 곳으로 운송되어져 사용할 수 있도록 한다.

전술한 바와 같이 상기한 증류탑(40)으로부터 증류와 응축이 안정화된 상태로 원활하게 이루어짐은 물론 그 증류과정에서 발생되는 폐슬러지 또한 상기 배출라인(130)을 통하여 그 폐슬러지의 잠열을 이용하면서 원활하게 배출되어 지도록 하므로서, 각종 폐유를 이용한 재생연료를 연속적으로 생산할 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다.

그리고, 상기에서 열교환부(30)를 각각의 열교환기로 구성되는 제1 열교환부(30a)와 제2 열교환부(30b)로 구성시켜, 상기한 폐유 저장조(20)에서 제1 공급라인(110)으로 공급되는 저온의 공급오일을 열교환시킴은 물론 전술한 열교환부(30)로 연결되는 상기 배출라인(130)을 상기 제1 열교환부(30a)로 연결하여 배출되는 폐슬러지의 잠열을 이용하도록 하므로서, 보다 효과적인 열교환이 이루어질 수 있도록 한다.

또, 상기 제1 열교환부(30a)를 거쳐 1차 열교환된 공급오일은 상기 제2 열교환부(30b)에서 상기한 증류탑(40)의 내부온도와 근접한 적정 온도로 열교환되어 짐과 아울러 상기 증류탑(40)의 내부온도가 저하될 경우, 그 저하된 온도를 상승시키기 위해 상기한 고온 열분해로(52)로 제2 공급라인(120)을 통하여 재차공급함에 따라 상기 증류탑(40)의 내부온도를 증류가 원활하게 이루어질 수 있는 온도를 유지할 수 있는 것이다.

또한, 상기 증류탑(40)의 응축부(44) 상측과 연통되는 제4공급라인(150)을 상기 고온 열분해로(52)로 공급되도록 연결 함에 따라 상기 응축부(44)에서 응축되지 않은 비응축가스를 고온 열분해로(52)에서 연소되도록 하여, 비응축가스를 제거함과 동시에 상기 고온 열분해로(52)의 연소효율을 높히도록 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 제4 공급라인(150)에는 그 비응축가스를 상기 고온 열분해로(52)로 공급하는 과정에서 잉여 비응축가스를 연소시킬 수 있도록 일반적인 보조연소버너(B)를 설치하여 많은 비응축가스가 발생하더라도 원활한 제거가 이루어질 수 있도록 한다.

또, 상기 제3 공급라인(140)의 냉각기(72)와 상기 재생연료 저장조(70) 사이에는 공지의 투입부가 설치된 다수의 일반적인 저장조로 구성되는 중간저장조(80)를 설치함으로서, 상기 제3 공급라인(140)을 통하여 재생연료 저장조(70)로 직접공급되는 재생연료유를 더욱더 높은 순도를 갖도록 한다. 이때, 상기 저장조에는 에어를 공급할 수 있는 공지의 에어공급수단 또한 구비되어 있다.

다시말해서, 상기 저장조의 투입부를 통하여 일반적인 첨가제인 가성소다를 투입시켜 에어공급수단을 통하여 에어를 공급하여 산소를 공급함과 아울러 기포를 발생시켜 원활한 혼합이 이루어지도록 함으로서, 그 혼합과정에서 화학적인 반응에의하여 상기 재생연료에 함유되어 있는 타르 성분을 최소화시켜 상기 재생연료 저장조(70)로 저장되는 재생연료유의 순도를 보다 높일 수 있어, 사용자에게는 양질의 재생연료유를 제공받을 수 있도록 하는 것이다.

그리고, 상기 재생연료 저장조(70)와 중간저장조(80) 사이의 제3 공급라인(130)에는 일반적인 필터(74)를 하나 또는 하나 이상을 설치함으로서, 그 재생연료에 함유된 미세한 불순물 또한 제거할 수 있도록 하여 더욱더 높은 순도를 갖는 재생연료를 제공받을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 재생연료 생산장치에 있어서는 각종 폐유를 고온 열분해방식에 의해 연속적으로 재생연료유로 생산할 수 있도록 함에 따라 단기간 내에 순도가 높은 많은 재생연료유를 생산할 수 있음은 물론 그로 인한 저렴한 가격으로 재생연료유를 공급할 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한, 증류탑으로 공급되기 전에 공급되는 폐유를 미리 예열하여 공급함에 따라 증류탑에서의 증류작용이 안정적으로 행하여 짐으로서, 연속공정에 따른 안전운전을 행할 수 있는 효과도 갖는다.

또, 고온열분해에 따른 증류 및 응축이 하나의 증류탑에서 이루어지도록 함으로서, 별도의 응축부를 구비해야 하는 번거러움 및 보다 효과적인 연속작업이 원활하게 이루어질 수 있는 것이다.

그리고, 중간 저장조와 필터에 의해 최종적인 재생연료유에 함유된 불순성분 등을 제거함에 따라 보다 순도가 높은 재생연료를 공급할 수 있는 부수적인 효과도갖는다.

Claims (6)

1. 각종 폐유를 고온 열분해하여 재생연료로 생산하는 장치에 있어서, 다수의 수용조로 구성되는 유수분리부(10)와; 상기 유수분리부(10)와 원심분리기(102)가 설치된 연결라인(100)으로 연결되는 폐유 저장조(20)와; 상기 폐유 저장조(20)와 다수의 열교환기로 구성되는 열교환부(30)가 설치된 제1 공급라인(110)으로 연결되어 지고 내부 상측으로 응축부(44)를, 그 하측으로 증류부(42)가 형성되는 증류탑(40)과; 상기 증류탑(40)으로 고온 열분해로(52)가 설치된 제2 공급라인(120)이 상기 열교환부(30)와 연결되도록 설치되는 히팅부(50)와; 상기 증류탑(40)의 하부에 설치되는 배출라인(130)으로 상기 열교환부(30)와 연결되도록 설치되는 폐슬러지 포집조(60)와; 상기 증류탑(40)의 응축부(44)에는 재공급라인(142)과 냉각기(72)가 설치된 제3 공급라인(140)으로 연결되는 재생연료 저장조(70)를 구비한 것을 특징으로 하는 폐유 재생장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 열교환부(30)를 각각의 열교환기로 구성되는 제1 열교환부(30a)와 제2 열교환부(30b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐유 재생장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 증류탑(40)의 응축부(44) 상측에는 상기 고온 열분해로(52)와 연결되는 제4 공급라인(150)을 설치하는 것을 특징으로 하는 폐유 재생장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제4 공급라인(150)에는 보조연소버너(B)가 설치되는 것을 특징으로 하는 폐유 재생장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제3 공급라인(140)의 냉각기(72)와 상기 재생연료 저장조(70) 사이에는 투입부가 설치된 다수의 저장조로 구성되는 중간저장조(80)가 설치되는 것을 특징으로 하는 폐유 재생장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 재생연료 저장조(70)와 중간저장조(80) 사이의 제3 공급라인(140)에는 필터(74)가 설치되는 것을 특징으로 하는 폐유 재생장치.