KR200289944Y1 - 고분자폐기물의 자동 연속식 유화재생장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고안자 동일인으로 등록된 실용신안 등록 제0256281호의 후속 출원으로서 폐 플라스틱류의 열 경화성 및 열가소성 합성수지(고분자화합물)와 폐 윤활유 및 폐타이어를 열분해 하여 양질의 유류를 재생시키는 유화재생장치에 관한 것이다

국내에는 년간 약600만 톤의 폐 합성수지가 발생되고 있으나 이중 20%정도가 재활용품으로 재생되고 있는 실정이고, 경제의 발달로 인하여 이러한 재생용품 또한 국가정부의 추천과 지원에도 불구하고 현실적으로 재생용품의 사용을 기피하는 것이 현 실정인 것이다

기타 폐 합성수지는 소각 또는 매립에 의존하는 현실이나 환경오염의 지대한 영향을 끼치는 주범으로서 이러한 폐 합성수지류의 처리현황이 국가적으로도 심각한 환경오염문제로 대두되고 있는 실정에 놓여있는 현실인 것이다

이러한 유화설비에 관한 장치는 공장가동의 유화설비장치설치와 유화처리 시 반응 조건 등을 고려할 시 에 설비 자체가 대형화 및 공장설비에 준 하는 효율에 따른 장치들로서 근래 개발 보고되고 있는 현실이나 유화생산을 목적으로 가동설치하지 아니할 시에는 유화재생처리가 곤란한 문제점을 가지고 있는 설비들로서 국가의 에너지 절약과 환경보호 차원에서 폐기물을 효과적으로 유화재생 처리량을 등록된 고안 보다 효과적으로 24시간 자동 연속 가동이 가능토록 하여 유화재생 할 수 있는 것이 본 고안의 특징인 것이다

Description

고분자폐기물의 자동 연속식 유화재생장치{omitted}

본 고안은 고분자폐기물의 자동 연속식 유화재생장치로서 열원에 의하여 폐 플라스틱류의 열경화성 및 열가소성합성수지(고분자화합물)와 폐 윤활유와 폐타이어를 유화처리하기 위한 장치에 관한 것으로 폐 플라스틱 발생량의 재생효율이 20%에도 못 미치는 현실에서 산유국이 아닌 국내에서 경제적으로 폐고분자화합물의 재활용율을 높이며 환경오염의 근원인 폐합성수지류의 고분자화합물을 에너지화 할 수 있도록 하며, 기존 재생유화설비의 생산성과 연속가동이 이루어지지못하였고 연속장치가 비효율적 구조적 결함을 이루고있어 안정된 장치의 개발이 문제점으로 야기되었으며, 기존의 유화재생 설비는 실험용에 국한된 장치였기에 생산성과 실용화를 이루지 못하여 우수한 기술임에도 불구하고 연구실에서만 유류를 재생하는 정도가 현재의 한계인 것이다.

본 고안은 상기의 문제를 해결하기 위하여 고안된 것으로서 이를 해결하는 자동연속식 생산방식의 효과적인 실용화를 고려하여 비경제적인 기존설비의 폐합성수지류를 유화처리시 용융점의 필요온도를 각장치별로 센서를 부착하여 열분해 공정별 온도를 제어하고 유해가스를 1차반응로 조건에서 분리 이탈 시킨후 적정반응 시간과 열량에 의해 자동 투입하여 열분해로에서 유화를 재생시키고 생산성을 높여 연속 운전가동시간과 가동조건을 최소공간으로 간소화 시키는 유화재생장치를 자동화장치로 제공할 수 있도록 한 것이다

폐 플라스틱류 및 폐윤활유, 폐타이어의 소각 처리 시 발생되는 환경오염의 원인을 제거할수 있으며 폐기물로부터 얻을수 있는 휘발유, 경질유, 중질유의 재생으로 인하여 각 산업체 및 기업, 개인등의 기타 사용처에서 재생유의 사용으로 국가에너지 절약산업에 지대한 경제적 효과를 기대할수 있도록 한다

도 1 은 본 고안의 전체를 보인 단면도

도 2 는 본 고안의 전체 사시도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 콘베어

2 : 송풍장치

3 : 원료이송관

4 : 싸이로

5 : 압출모터

6 : 용융압출기

7 : 히터고주파발진기

8 : 전력제어장치

9 : 단열재

10 : 교반모터

11 : 교반스크류

12 : 1차분해로

13 : 탈염화수소 배출관

14 : 염화수소분리장치

15 : 2차분해로

16 : 1차 중질유회수탑

17 : 가스겸용버너

18 : 1차연소로

19 : 2차연소로

20 : 3차연소로

21 : 3차분해로

22 : 2차중질유 회수탑

23 : 2차냉각탑

24 : 1차휘발유,경유회수함

25 : 1차 냉각탑

26 : 유수분리기

27 : 휘발유,경유 저장탱크

28 : 중유 저장탱크

29 : 냉각수 교반모터

30 : 냉각수 탱크

31 : 냉각수 공급관

32 : 냉각수 회수관

33 : 카본 잔사배출기

34 : 배풍기

35 : LPG저장탱크

36 : 교반스크류 냉각장치

본 고안은 폐플라스틱류 및 폐윤활유, 폐타이어를 원료로하여 고분자폐기물의 자동 연속식 유화재생장치로서 구성한다

이하, 본 고안의 구성 및 이에 따른 작용을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다

본 고안은 도1에서 도시된 바와 같이 폐합성수지류 및 폐고분자화합물을 유류로 재생산하는 장치의 구성이 자동으로 투입후 연속처리가능토록 하기 위하여 고분자폐기물이 일정입자로 파쇄되어 콘베어(1)를 따라 송풍장치(2)로 투입된후 원료이송관(3)을 통하여 싸이로(4)에 적재되며, 압출모터(5)에의해 회전하는 용융압출기(6)에 투입된 후 용융압출기(6) 스크류를 따라 1차분해로(2)방향으로 교반되며 이동되어지고, 원료가 투입되기 전에 히터고주파발진기(7)에서 에너지를 공급하여 전력으로 용융압출기(5)와 1차분해로(2)의 내부 온도가에서 190도좌우로 유지토록예열 후 투입된 원료가 교반모터(10)에 의해 회전하는 교반스크류(11)의 도움으로 교반 분해반응이 1차분해로(12)내에서 탈염화반응이 일어나며, 탈염화된 가스는 탈염화수소배출관(13)을 따라 이동하여 염화수소분리장치(14)에서 염화수소가스가 분리 포집된다.

탈염화된 용융물은 교반스크류(11)를 따라 2차분해로(15)로 이동되어지며, 2차연소로(19)에서 LPG가스와 연료유에의해 가스겸용버너(17)에서 화력을 받은 2차분해로(15)의 온도영역을 고분자폐기물의 열분해 온도인 350도씨 좌우로 온도를 유지하여 열분해 반응된 기체가스는 1차휘발유,경유회수탑(24)에 연결된 관을따라 이동하고, 비중차에 의해 이동되지 못한 가스는 1차중질유회수탑(16)으로 회수되어 3차분해로(21)로 이동되어진다

연속적으로 교반스크류(11)에 의해 미분해된 잔여카본과 중질유성 성분은 3차연소로(20)에서 3차분해로(21)의 내부온도가 450도 좌우의 온도를유지하도록 장치하며 미분해된 잔여물은 최종 열분해 되어 2차중질유회수탑(22)을 거쳐 1차휘발유,경유회수탑(24)을 통과하여 분자량이 작은 LPG가스는 LPG저장탱크(35)로 저장되어진다

열분해된 가스가 기화도중 비중차에 의해 기체가 상승하지 못하고 회수된 휘발성유류, 경유성유류 가스는 1차휘발유,경유회수탑(24)을 거쳐 1차냉각탑(25)을 거쳐 강제 냉각 응축되어 유수분리기(26)에 비축된후 휘발유,경유저장탱크(27)로 저장되어진다.

비중이 큰 가스성상은 2차중질유회수탑(22)을 거쳐 2차냉각탑(23)에서 강제냉각 응축되어 중유저장탱크(28)로 저장된다

1차연소로(18), 2차연소로(19), 3차연소로(20)는 단열재(9)로 열의 손실을 차단하는 구조로 구성되어져 있으며 각기 반응 온도의 역할에 따라 온도센서를 부착하여 선별적으로 가스겸용버너(17)는 생산된 유류로 열을 사용토록 구성되어지며, 냉각이 필요한 교반스크류 냉각장치(36)와 1차냉각탑(25)과 2차냉각탑(23)에 냉각수를 일정하게 공급히기위하여 냉각수탱크(30)에 저장된 냉각수는 냉각수교반모터(29)에의해 순환된 냉각수를 냉각시키며 냉각된 순환수는 냉각수공급관(31)을따라 각 장치에 냉각처리후 냉각수 회수관(32)을 따라 냉각수탱크(30)로 냉각수가 순환되어진다

상기한 바와 같이 본 고안은 폐플라스틱류 열경화성 및 열가소성합성수지와 폐윤활유, 폐타이어를 유류화 재생시키기 위하여 고분자폐기물의 자동 연속식 유화재생장치로서 폐고분자화합물을 유화처리시 연속 가동을 위하여 고분자화합물의 열적특성을 이용하여 열분해반응조건별로 연소 자동화를 가능하게 하기위하여 생성된 유류의 성분을 균일하게 생산할 수 있는 장점과 각장치의 센서를 부착하여 디지털 전자신호를 제어토록 하여 24시간 유류를 재생할 수 있는 효과가 있다

또한 유류화 되는 휘발유,경질유,중질유는 에너지 재활용의 경제적이윤을 얻을수 있으며 가스화된 가스는 반응기의 2차열원에너지로 사용하고, 잔여물 카본은 고질의 상품으로 각종산업분야에 재활용 할 수 있는 에너지활용화의 극대화를 이 룰 수 있는 것이다

이와 같은 본 고안은 근래 사회적 문제로 대두되고있는 폐기물처리의 문제점을 해소할 뿐 아니라 장치의 구조가 간단하여 각 산업체 및 공장, 건물, 등의 좁은 장소에서 설치가 가능하며, 소각처리 시 발생되는 환경오염원을 원천 제거 할 수 있는 유익한 고안인 것이다

Claims (4)

1. 폐플라스틱류 열경화성 및 열가소성 합성수지류의 고분자화합물, 폐타이어를 열분해후 유화재생처리하기 위하여 고분자 폐기물을 파쇄 절개하여 콘베어(1)를 따라 송풍장치(2)에의해 싸이로(4)에 적재되도록 구성하며 열분해 반응의 온도반응 차이에 의하여 자동연속식의 완전 랜덤분해를 위한 1차분해로(12), 2차분해로(15), 3차분해로(21)가 구성되도록 장치하고, 각각의 세 개의 분해로가 1차연소로(18), 2차연소로(19), 3차연소로(20)에서 가스겸용버너(17)에 의해 열원을 공급조절하여 적정 분해로 반응온도를 유지하고, 1차분해로(12)와 용융압출기(6)의 초기 예열을 히터＆고주파발진기(7)에 의한 전력제어장치(8)에의해 조절 예열하고, 350도～450도의 저온 상압(대기압)방식의 랜덤반응을 위해 싸이로(4)에 촉매를 혼합 투입하고 냉각장치를 통한 유류 저장탱크로 구성된 것을 특징으로 하는 고분자폐기물의 연속식 자동 유화재생장치.
2. 제1항에 있어서 각각의 분해로를 통해 고분자 폐기물이 열분해하기 위한 이송장치의 싸이로(4)에서 압출모터(5)에 의해 이중 스크류의 용융압출기(6)로 고분자폐기물이 1차분해로(12)에 투입되며, 용융예열을 위한 히터＆고주파발진기(7)에 의하여 전기,고주파유도 예열을 받아 용융투입된 고분자폐기물이 교반모터(10)를 중심축으로 하는 교반스크류(11)가 각각의 열분해로를 순차적으로 통과하며 열분해후 카본잔사 배출기(33)로 카본을 연속자동 배출하는 고분자 폐기물의 자동연속식 유화재생장치.
3. 제2항에 있어서

   1차연소로(18)의 가스겸용버너(17)가 디지털온도센서의 온도측정을 중앙 제어장치에 조절을받아 1차분해로(12)의 내부온도를 200도씨 내외로 유지토록 1차분해로(18)와 교반스크류(11)외부를 가열하고,

   2차연소로(19)의 가스겸용버너(17)가 디지털온도센서의 온도측정을 중장 제어장치에 조절을받아 2차분해로(15)의 내부온도를 350도씨 내외로 유지토록 2차분해로(15)와 교반스크류(11)외부를 가열하고,

   3차연소로(20)의 가스겸용버너(17)가 디지털온도센서의 온도측정을 중장 제어장치에 조절을받아 1차분해로(12)의 내부온도를 450도씨 내외로 유지토록 3차분해로(21)와 교반스크류(11)외부를 가열하고,

   투입된 고분자폐기물이 완전 랜덤분해후 잔여카본이 배출되는 교반 스크류(11)의 양 끝에 고열의 열전도에의한 기계적 무리가 없도록 냉각수탱크(30)에서 냉각수공급관(31)을 통해 교반스크류냉각장치(36)로 냉각수가 강제 이송되도록 하고, 냉각수회수관(32)을 통해 냉각수탱크(30)로 냉각수가 이송후 순환하여 구성되는 고분자 폐기물의 자동 연속식 유화재생장치.
4. 제3항에 있어서,

   1차분해로(12)에서 발생되는 염화수소가스는 탈염화수소배출관(13)을 따라 이동하여 염화수소 분리장치(14)에서 염화수소가스가 중화처리 포집되며, 2차분해로(15)에서 발생되는 가스를 1차중질유 회수탑(16)으로 회수되어 휘발성 가스는 1차휘발유,경유회수탑(24)상부를 거처서 LPG저장탱크로 정장되고, 비중차에의해 응축된 유류는 3차분해로(21)로 이송되어 3차분해로(21)에서 450도씨온도에서 완전 랜덤분해후 상승하는 가스는 2차중질유회수탑(22)을 거처서 1차휘발유,경유회수탑(24)을 통과하여 분자량이 작은 LPG가스는 LPG저장탱크(35)로 저장되어지고, 비중차에 의하여 상승하지 못하는 휘발성 유류, 경질성 유류가스는 1차 휘발유, 경유 회수탑(24)을 거처서 수냉식과 공냉CHILLER식의 강제냉각으로 1차냉각탑(25)을 통과하여 응축된 후 유수분리기(26)에 수분과 유류가 분리 비축된 후 휘발유, 경유저장탱크(27)로 저장되고, 비중이큰 가스성상은 2차중질유 회수탑(22)을 거서서 2차냉각탑(23)에서 강제냉각 응축되어 중유저장탱크(28)로 저장되고, 중유저장탱크(28)에 저장된 중질 유류는 1차분해로(12)에 투입된 고분자폐기물의 랜덤반응을 돕기위하여 폐기물 투입량 0.05비율로 혼합 투입시키고, 각각의 연소로에 열원을 공급하는 가스겸용버너(17)에 중질유를 공급하여 각각의 분해로를 가열하는 장치를 특징으로 하는 고분자 폐기물의 연속식 자동유화재생장치.