KR20030066811A - 플라스틱 액화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스틱 액화장치는 플라스틱 폐기물을 가열, 용융하여 열분해가스를 생성시키는 가스화로(19) 및 상기 가스화로(19)에서 생성된 상기 열분해가스를 액화시켜 분리하는 액화탱크(2)를 포함하며, 상기 가스화로(19)는 상부에 플라스틱 폐기물 투입구(H)를 가지는 로 본체(20)의 저부에 위치하여 오븐 형태의 로 본체(20) 내부를 가열하는 가열수단 및 상기 투입구(H)에 위치하여 이를 개폐하기 위한 개폐기구(21)를 더 포함한다. 상기 개폐기구(21)는 최소한 상기 투입구(H)의 면적보다 큰 판상의 셔터(24); 및 상기 셔터(24)를 상기 투입구(H) 주변둘레의 밀폐면(S)에 압력으로 고정시키는 고정 수단(25)을 더 포함한다. 상기 로 본체(20)의 내부는 상기 셔터(24)를 완전히 밀폐면(S)에 고정시켜 밀폐될 수 있어 가스 누출로 인한 로(爐) 내부의 압력저하나 주변 환경의 오염을 방지할 수 있다.

Description

플라스틱 액화장치{Plastic Liquefying Device}

최근, 나날이 증가하고 있는 폐기물을 처리해야 하는 폐기물 처리문제 중에서 가장 중요한 과제 중 하나는 전기제품, 가정용품, 자동차 및 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 병과 같은 대부분의 공업제품에 사용되고 있는 플라스틱 용기나 플라스틱 부품을 어떻게 처리해야 하는 것이다.

그러한 플라스틱은 음식물 쓰레기, 목재 쓰레기 등에 통상적으로 적용되는 생분해(생물학적 분해)가 어렵기 때문에 플라스틱 폐기물의 대부분은 소각된다. 그러나, 잘 알려진 바와 같이 플라스틱을 소각할 경우 대량의 매연이나 유해가스가 발생된다. 나아가, 높은 연소 온도 때문에 소각로에 악영향을 줄 수 있다.

따라서, 최근에는 이러한 플라스틱 폐기물을 회수하고, 귀중한 재활용 자원으로서 재이용하고자 하는 시도가 있었다. 그러나, 플라스틱 폐기물을 재활용하는 데에는 성분이나 색깔 등에 따라 플라스틱 폐기물을 회수 및 분별해야 하는 번거로운 작업이 수반되었다. 그 결과, 많은 비용과 인력이 투입되어야 하고, 플라스틱 폐기물을 재활용하는 것은 경제적인 채산성에 맞지 않는 문제점이 있다.

본 발명자는 상기 언급된 플라스틱 폐기물을 효율적으로 처리하고 재생유 등으로 활용하기 위한 새로운 플라스틱 액화시스템을 개발하기에 이르렀으며, 이를 일본특허출원 제2000-63335호 등으로 출원한 바 있다.

도12에 나타난 바와 같이, 상기 플라스틱 폐기물 액화장치는 플라스틱 폐기물을 가스 버너(4) 등으로부터의 열에 의해 플라스틱 폐기물을 가열용융하고 열분해하여 열분해가스를 생성하는 가스화로(1) 및 상기 가스화로(1)에서 생성된 열분해가스를 냉각 및 응축하여 상기 열분해가스를 액화하는 액화탱크(2)를 주요 구성요소로 하고 있다. 구체적으로, 열가소성의 플라스틱 폐기물이 가스화로(1)에서 열분해 공정을 통해 용융·가스화되어 스티렌 모노머와 저분자량 폴리에틸렌을 포함한 열분해성 가스로 가스화된 후, 상기 열분해가스는 액화탱크(2)에서 냉각수와 접촉하여 기-액 접촉을 일으키고, 냉각 및 응축되어 다시 액화된다. 마지막으로, 상기 분해된 액체는 냉각수로부터 분리된다. 상기 분해된 가스는 새로운 플라스틱 제품이나 보일러의 연료로 사용될 수 있으므로 분해액을 효율적으로 사용하는 것이 가능하게 되는 것이다.

도면에 나타난 바와 같이, 가스화로(1)의 투입구를 열어 플라스틱 폐기물을 가스화로(1)에 투입하고, 셔터(3)을 닫는다. 다음에, 버너(4)의 열에 의해 상기 플라스틱 폐기물은 용융·액화하기 시작하고 용융액이 된다. 상기 용융액의 일부는 순차적으로 열분해되어 가스화된다. 상기 열분해가스는 가스 출구(5)를 통해 가스라인 G로 흐르고 액화탱크(2)에 도달한다. 상기 액화탱크(2)는 액체를 저장하는 물탱크(6)에 제트 스크러버(7), 중화탑(8) 등을 구비하고 있다. 상기 액화탱크(2)에 도달한 열분해가스는 냉각수 순환 라인 L2에 있는 제트 스크러버(7)로부터 뿜어져 나오는 냉각수와 접촉하여 기-액 접촉이 일어나고, 그로 인해 급속히 냉각, 응축되어 액화된다. 다음에 열분해가스로부터의 분해액은 냉각수와 함께 물탱크(6)에 일시적으로 저장된다.

상기 분해액과 냉각수로 이루어진 혼합액은 소정 시간이 경과함에 따라 분해액과 수분으로 비중의 차이에 따라 상하로 분리된다. 물탱크의 윗부분으로 분리된 상기 분해액은 물탱크(6)의 단부에 위치한 둑(9)을 넘쳐흘러, 오일 라인 L1로 흐른다. 필터(10)을 통해 고형물을 분리한 후, 분해 오일로부터 생성된 재생유 등은 회수 탱크(12)로 수집될 수 있다. 탱크의 아랫부분의 수분은 펌프(11)에 의해 물탱크(6)로부터 배출되고 냉각수 순환 라인 L2를 통해 다시 제트 스크러버(7)로 보내어 진다. 결국, 물은 순차적으로 도입되는 고온의 열분해가스를 냉각하기 위한 냉각수로서 재활용될 수 있는 것이다.

상기 제트 스크러버(7)에 의해 액화되지 않은 상기 열분해가스 및 냉각에 의해 액화되지 않는 염소나 브롬 같은 유해 성분은 가스 상태로 중화탑(8)에 보내진다. 다음에 상기 열분해가스는 냉각수 라인 L4로부터 새롭게 공급된 냉각수로 다시 냉각, 응축되고 동시에 중화 탱크(13)로부터 공급된 중화액에 의해 중화된다. 상기공정에 의해 열분해가스는 무해화 되고, 무해된 가스는 가스 회수 라인 G2를 통해 가스화로(1)에 다시 보내진다. 따라서 상기 열분해가스는 버너(4)에 사용될 수 있는 연료 가스, 연소 공기 등으로 재활용될 수 있는 것이다. 또한 상기 버너(4)로부터 방출되는 배출 연소 가스는 가스화로(1)를 덮고있는 쟈켓(16)을 통해 배출 가스 라인 G1으로 흘러, 필터(14)에 의해 여과, 세정된 후 대기중으로 배출된다. 한편, 상기 액화탱크(2)의 물탱크(6)에 저장된 과잉 냉각수는 배출 라인 L3를 통해 순차적으로 배출된다.

상기 언급된 플라스틱 액화 장치에 따르면, 과거에 처분하기 곤란했던 플라스틱 폐기물도 용이하게 처리할 수 있다. 상기 플라스틱 폐기물은 연소가능한 재생유로 재활용될 수 있으며, 따라서 경제적, 효율적인 플라스틱 폐기물 재활용이 가능하게 된다. 또한 상기 언급된 플라스틱 폐기물의 재활용 공정은 이론적으로 독성 가스가 유출될 가능성이 없기 때문에 지역환경을 오염시키지 않는 우수한 효과를 나타낸다. 부제번호 (15)는 플라스틱 폐기물을 장치로 도입하기 용이하도록 하기 위한 호퍼를 나타낸 것이다.

그렇지만 상기 언급된 플라스틱 액화장치는 하기에 설명하는 몇 가지 단점이 있다.

(1) 플라스틱 폐기물을 가스화로(1)에 도입한 후, 가스화로(1)의 입구는 판상의 셔터(3)에 의해 완전히 닫힌다. 도 13A 및 도13B에 나타난 바와 같이 셔터(3)는 양쪽에 형성된 레일(17) 및 레일(17)과 맞물리게 되고, 모터(18)에 의해 구동되는 톱니바퀴 운동에 의해 레일(17) 및 레일(17)을 따라 수평 방향으로 움직여 열리고 닫힐 수 있게 된다. 셔터(3)가 닫힐 경우, 입구의 밀폐면 S 상에 비중에 따라 단순하게 위치하게 된다. 따라서, 가스화로(1)의 압력이 증가할 경우, 열분해된 상기 가스는 셔터(3)과 입구사이의 갭으로부터 샐 가능성이 있고 그로 인해 주변 환경을 오염시킬 수 있으며, 내부 압력은 낮아지고, 따라서 열분해가스의 공급량은 감소될 수 있다. 또한 상기 플라스틱 폐기물과 오물은 플라스틱 폐기물을 공급하는 동안 입구의 밀폐면 S에 부착될 수 있다. 그렇게되면 상기 셔터(3)은 완전히 닫혀지지 않을 수 있고, 그 결과 셔터(3)과 입구사이에는 갭이 형성되며, 상기와 유사한 불편함을 초래하게 되는 것이다.

(2) 또한, 만약 가스화로(1)에서 처리되는 플라스틱 폐기물에 오물, 금속조각 또는 목재 등과 같은 고형물(불용성)이 부착될 경우, 상기 고형물은 가스화로(1)의 저부에 부착되거나 축적되고 상기 축적된 고형물은 가스화로 저부에서 단열재로 작용하여 결과적으로 가스화로의 용량이 작아질 뿐만 아니라, 열 전도도가 현저하게 떨어지게 된다.

따라서, 이러한 축적된 고형물을 정기적으로 제거하는 것이 필요하다. 그러나, 제거작업은 수작업을 필요로 하기 때문에, 장치 전체를 일시 정지시켜 가스화로의 내부가 완전히 식을 때까지 조업을 중단시켜야 한다. 그래야 작업 인부들이 스크래이퍼나 진공청소기 등으로 내부로부터 고형물을 제거할 수 있기 때문이다. 이러한 세척 작업은 매우 번거로울 뿐만 아니라, 작업효율은 현저히 저하시킨다.

(3) 액화탱크(2)에 있어서, 수분과 유분은 비중차이에 의해 오버 플로우 방식으로 분리된다. 예를 들면, 펫트병의 원료로 사용되는 테레프탈산과 같은 물질은가열될 경우 액화를 경유하지 않고 직접 고체로 붕괴되기 때문에 상기 물질이 물탱크(6)의 저부에 축적되고, 이로 인해 비중차이에 의한 분리회수가 어렵게 된다. 따라서, 처리가능한 플라스틱의 범위가 제한적일 수밖에 없다. 뿐만 아니라, 여러 종의 플라스틱이 섞여있을 경우, 이들을 처리하기 위해서는 각 플라스틱의 종류에 따라 미리 분리해야한다는 또 다른 작업이 필요하게 된다.

(4) 또한, 병원이나 진료소와 같은 의료 기관으로부터 발생되는 주사기나 도뇨관 등과 같이 감염성 박테리아 병원균을 가지고 있는 플라스틱 폐기물을 처리해야할 경우, 이들 플라스틱은 고압 및 고온에서 소정의 시간동안 먼저 살균처리를 거친 후 폐기 처리를 해야한다. 그러나 만약 이들 플라스틱을 살균과정 없이 통상의 플라스틱 폐기물과 같이 바로 액화장치에 넣어 처리할 경우, 플라스틱 폐기물 표면의 감염성 박테리아 병원균은 완전히 사멸되지 않은 상태에서 증기와 함께 액화탱크(2)에 들어가게 된다. 따라서 상기 감염성 박테리아 병원균은 장치 내부를 오염시킬 수 있고 재생유중에 혼입될 가능성이 있다.

발명의 요약

본 발명은 플라스틱 폐기물을 가열, 용융하여 열분해가스를 생성시키는 가스화로 및 상기 가스화로에서 생성된 상기 열분해가스를 액화시켜 분리하는 액화탱크로 이루어진 플라스틱 액화장치에 있어서, 상기 가스화로는 상부에 투입구를 가지는 오븐 형태의 로 본체(furnace body)의 저부에 상기 로 본체 내부를 가열하는 가열수단을 더 포함할 수 있으며, 상기 투입구에 이를 개폐하는 개폐기구를 더 가질수 있다. 상기 개폐기구는 최소한 상기 투입구의 면적보다 더 큰 판상의 셔터 및 상기 셔터를 상기 투입구의 주변둘레의 밀폐면에 고정시키는 고정 수단을 더 포함할 수 있다.

상기 플라스틱 폐기물의 투입구는 완전히 밀폐될 수 있기 때문에 가스 누출로 인한 로(爐) 내부의 압력저하나 주변 환경의 오염은 확실히 방지될 수 있다.

상기 셔터는 수평적으로 이동하여 투입구를 개폐할 수 있도록 슬라이딩 수단을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 슬라이딩 수단으로 한쪽 단부가 셔터에 연결되고 다른 쪽 단부는 상기 로(爐) 본체에 추축으로 연결되는 유압 실린더를 사용할 수 있으며, 그럼으로써 투입구를 빠르게 개폐할 수 있는 것이다.

만약 압력에 의해 셔터를 밀폐면에 고정시키는 유압실린더를 상기 언급한 고정 수단으로 사용할 경우, 상기 셔터는 완전히 닫혀질 수 있다.

만약 상기 투입구의 주변 둘레에 투입구의 밀폐면에 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 헤더가 구비되어 있을 경우, 밀폐면상에 먼지를 잡아 밀폐 효과가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

만일, 상기 로(爐) 본체의 저부가 복수의 소관 부재를 서로 평행으로 배열시킨 요철 형상으로 형성되어 있는 경우, 로(爐) 저부의 표면적은 증대된다. 그러면 가열수단으로부터 로(爐) 본체까지의 열전도도는 향상되어, 효율적인 용융처리를 행할 수 있다.

상기 소관 부재의 각각의 단부는 배출 파이프로 합류할 수 있으며, 또한 상기 소관 부재와 배출 파이프는 각각 스크류 컨베이어를 내부에 포함할 수 있다. 그러면 로(爐) 저부에 용융되지 않고 적층된 고형물은 쉽게 배출될 수 있다. 따라서 로(爐) 본체 용적의 감소 및 열 전도성의 저하는 미연에 방지할 수 있는 것이다.

상기 가열수단은 가스 버너를 포함할 수 있다. 상기 가스 버너로부너 배출된 가스를 인도하기 위해 로(爐) 주위에 쟈켓이 형성될 수 있다. 상기 쟈켓의 내부에는 나선형의 분리판(parting strips)이 형성될 수 있다. 그럼으로써, 가열수단으로부터의 열이 효율적으로 로 본체로 전달될 수 있으며, 또한 용융 효과도 향상될 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 구체예에서는 플라스틱 폐기물을 가열, 용융시켜 열분해가스를 생성하는 가스화로 및 상기 가스화로로부터 생성된 열분해가스를 액화시켜 분리하는 액화탱크를 포함하는 플라스틱 액화장치에 있어서, 상기 가스화로는 감염성 플라스틱 폐기물이 투입되는 수직 튜브모양의 로 본체, 상기 로 본체를 둘레로부터 가열하여 감염성 플라스틱 폐기물을 열분해하여 열분해가스를 발생시키는 가열수단 및 상기 로 본체 내부를 교반하기 위한 교반기를 포함한다. 상기 로 본 체의 상부는 감염성 플라스틱 폐기물이 투입되는 투입구, 상기 투입구를 개폐하는 뚜껑 및 상기 열분해가스를 배출시키는 가스 배출구를 포함한다. 상기 가스 배출구는 자동적으로 개폐시키는 개폐 밸브를 갖는다.

따라서, 상기 로 본체는 완전히 밀봉되고 로 본체의 내부는 고압의 수증기로 채워질 수 있으며, 그 결과 플라스틱 폐기물에 부착되어 있는 감염성 박테리아 병원균을 확실히 멸균하거나 제거할 수 있다.

또한, 상기 언급된 로 본체는 수직 튜브 형태의 금속제 자루 몸체의 상부 및하단에 각각 반구형 금속제 엔드커버(end cover)를 구비하고 있는 압력용기로 이루어 질 수 있다. 상기 개폐 뚜껑 및 가스 배출구는 로 본체의 상부에 장착될 수 있다. 따라서 로 본체의 내부압력은 안전하게 상승될 수 있는 것이다.

아울러 상기 언급된 교반기는 로 본체의 축 중앙부분에 위치하는 구동축, 상기 구동축을 회전시키는 구동 모터 및 구동축으로부터 방사상으로 뻗은 복수개의 회전날개를 포함할 수 있다. 상기 회전날개는 로 본체의 저부와 접촉하여 회전할 수 있다. 따라서 플라스틱 폐기물이 용융될 경우, 로 내부를 교반함으로써 효율적인 열분해가 이루어질 수 있으며, 또한 로 내부에 고형물 등의 부착으로 인한 열전달의 저하를 방지할 수 있다.

로 저부에 불용물을 배출하는 배출구를 더 갖을 경우, 로 저부에 부착된 불용물은 교반기를 작동시킴으로써 용이하게 제거될 수 있다. 따라서, 많은 노력과 시간을 소비하는 로 내부의 세척작업을 생략할 수 있는 것이다.

본 발명의 또 다른 구체예에서는 다양한 플라스틱 폐기물을 동시에 가열, 용융시켜 열분해가스를 생성하는 가스화로 및 상기 가스화로로부터 생성된 열분해가스를 액화시켜 분리하는 액화탱크를 포함하는 플라스틱 액화장치에 있어서, 상기 가스화로의 저부는 골 형태처럼 좁으며, 저부에 불용물을 배출하는 배출구 및 스크류 컨베이어를 더 포함할 수 있다.

이에 따라 용융되지 않고 로 저부 표면에 적체되어 있는 불용물은 스크류 컨베이어를 구동시킴으로써 배출이 용이하게 된다. 따라서 로(爐) 본체 용적의 감소 및 열 전도성의 저하는 미연에 방지할 수 있는 것이다.

상기 액화탱크는 확장 물탱크일 수 있으며, 냉각수를 열분해가스에 분사하여 열분해가스를 응축시키는 제트 스크러버 및 배출 가스를 세정하는 세척탑을 포함할 수 있다. 상기 물탱크는 깔대기처럼 저부가 좁아지는 형태일 수 있다. 상기 저부는 배출 라인과 연결되고 물탱크의 중간부는 오일 회수라인과 연결되어 물과 오일이 분리되며, 물보다 낮은 비중을 갖는 다른 물질 역시 분리될 수 있는 것이다.

또한 상기 배출 라인은 중화액이 주입되는 중화 탱크를 포함할 수 있다. 따라서 상기 분리된 물은 효율적으로 중화될 수 있다. 결과적으로 산성수로 인한 파이프 등의 산 부식과 같은 문제는 방지할 수 있다.

본 발명은 플라스틱 액화장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 플라스틱 폐기물을 열분해 처리하여 재생유 등으로서 유용하게 활용할 수 있는 플라스틱 액화장치에 관한 것이다.

제1도는 본 발명의 가스화로의 구체예를 나타내는 종단면도이다.

제2도는 도1의 A-A 선에 대한 단면도이다.

제3도는 도1의 Y-Y 선에 대한 단면도이다.

제4도는 도1의 Y-Y 선에 대한 단면도이다.

제5도는 도1의 A 부분을 확대한 확대도이다.

제6도는 도1의 A 부분을 확대한 확대도이다.

제7도는 도3의 A 부분을 확대한 확대도이다.

제8도는 도3의 B 부분을 확대한 확대도이다.

제9도는 도1의 A 부분을 확대한 확대도이다.

제10도는 도1의 Z-Z 선에 대한 단면도이다.

제11도는 도2의 B 부분을 확대한 확대도이다.

제12도는 종래의 플라스틱 액화장치를 나타내는 전체구성도이다.

제13도는 종래의 플라스틱 액화장치의 가스화로를 확대하여 나타낸 부분확대도이다.

제14도는 본 발명의 가스화로의 다른 구체예를 나타내는 종단면도이다.

제15도는 도14의 A-A 선에 대한 단면도이다.

제16도는 도14에 나타난 가스화로 내부의 온도와 압력간 관계를 나타내는 그래프이다.

제17도는 본 발명의 플라스틱 액화장치의 구체예를 나타내는 전체 구성도이다.

제18도는 도17의 A-A 선에 대한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 하기에 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 플라스틱 액화장치의 일부를 구성하는 가스화로(19)의 구체예를 나타내는 종단면도이다. 도2는 도1의 X-X선을 절단한 면을 나타내는 단면도이다.

상기 도면에 나타난 바와 같이 가스화로(19)는 플라스틱 페기물 투입구 H를 구비한 오븐형태의 로 본체(20), 상기 투입구 H를 개폐하는 개폐기구(21), 및 상기 로 본체를 외부로부터 가열하는 가열수단(22)을 구비하고 있다. 상기 로 본체는 단열성 케이스(23)로 덮여있는 구조를 갖는다.

상기 로 본체(20)는 뛰어난 내열성, 내식성 및 열전도성을 갖는 하스텔로이(hastelloy), 스테인레스스틸 또는 수퍼얼로이와 같은 금속으로 되어있다. 투입구 H로부터 투입된 플라스틱 폐기물은 가열수단(22)에 의해 용융되고 열분해된다. 상기 열분해가스는 가스출구(20a)로부터 상기 언급된 액화탱크로 순차적으로 공급된다.

상기 개폐기구(21)는 플라스틱 폐기물 투입구 H를 개페하는 판상의 셔터(24) 및 상기 셔터(24)를 상기 투입구 H의 주변둘레에 형성된 밀폐면 S에 압착시켜 고정시키기 위한 고정수단(25)을 포함한다.

도3 및 도4에 나타난 바와 같이, 상기 셔터(24)는 직사각형으로 열리는 투입구 H와 유사한 형상을 가지고 있다. 상기 셔터는 투입구 H의 입구 면적보다 충분히 큰 내열성 직사각형 판으로 이루어져 있다. 또한 셔터 양측은 2쌍의 바퀴 (26, 26, 26, 26)(전체 4 바퀴)를 한 쌍 또는 두 쌍 포함한다. 상기 바퀴는 투입구 H의 양측으로부터 수평적으로 뻗어있는 레일(27, 27)에 따라 주행하므로, 셔터는 투입구 H로 수평 방향으로 미끄러지듯이 움직이게 된다. 아울러, 상기 셔터(24)의 양 쪽 끝은 셔터의 구동방향에 직교방향으로 뻗어있는 브래킷(28, 28)을 포함할 수 있으며, 상기 투입구 H는 한 쌍의 유압 실린더(29, 29)를 장착한 슬라이딩 수단에 의해 상기 셔터(24)를 수평방향으로 움직여 개폐할 수 있다. 즉, 각각의 유압실린더(29)의 한 쪽 단부는 셔터(24)의 브라켓(28)에 고정되는 반면, 다른 쪽 단부는 투입구 케이스(23a)의 브라켓(30)에 고정되는 것이다. 따라서, 도4에 나타난 바와 같이, 상기 브라켓(30, 30)을 기점으로 하여 유압실린더(29, 29)를 동시에 확장 및 압축시킴으로써, 셔터(24)는 용이하게 개폐된다.

도1 및 도2에 나타난 바와 같이, 상기 고정 수단(25)은 투입구 케이스(23a)측 상부에 수직으로 지지된 전후 각각에 전체 4 개의 유압실린더(31) 및 셔터(24)의 각 코너에 장착되는 채널형태의 압착집게(32)로 이루어진다. 상기 셔터(24)가 닫힐 경우, 각각의 유압 실린더(31)의 실린더 로드(33) 및 각각의 압착집게(32)는 서로 맞물리게 된다. 따라서 압착집게(32)를 피스톤 로드(33)에 맞물림으로써 상기 셔터(24)는 고정되고 그 결과 투입구 H 는 완전히 닫히게 된다.

도5 내지 도8에 나타난 바와 같이, 각각의 실린더 로드 (33, 33, 33, 33)은 원판상의 고리(34)를 포함한다. 상기 압착집게(32)가 피스톤 로드(33)에 고정된 후, 상기 실린더 로드(33)는 연장되고, 이들의 고리부분(34)는 압착집게(32)를 강제적으로 누른다. 따라서 상기 셔텨(24)는 4개의 고리부분 각각이 밀폐면 S로 강하게 밀착된다. 상기 셔터(24)에 의해 투입구 H를 완전히 닫은 후, 이를 슬라이드 이동시킬 때에는 단순히 상기 실린더 로드(33)를 윗방향으로 당기는 것만으로도 상기 셔터(24)를 용이하게 열 수 있다.

상기 셔터(24)를 강제적으로 투입구 H로 누르고 상기 셔터(24)를 지지하는 상기 레일(27, 27)이 고정될 경우, 셔터의 상하 운동은 바퀴(26)에 의해 제한된다. 따라서, 도1 및 도3에 나타난 바와 같이, 상기 레일(27, 27)은 세로방향으로 두 개로 나뉜다. 도5 등에 나타난 바와 같이, 상기 투입구 H 측의 분할된 레일 부분(27a, 27a)은 코일스프링(35)에 지지되어 상하로 움직일 수 있다. 도6에 나타난 바와 같이, 상기 레일 부분(27a 및 27a)은 셔터(24)와 함께 상하로 움직일 수 있기 때문에 셔터(24)의 상하운동은 제한되지 않는다. 아울러, 도5에 나타난 바와 같이 레일 부분(27a 및 27a)의 단부는 H 형상의 연결 빔(36)에 연결되어 있다. 상기 실린더 로드(33)는 상기 연결 빔(36)에 연결된 다른 고리 부분(37)을 더 포함할 수 있으므로, 상기 분할된 레일(27a, 27a)은 실린더 로드(33)의 상하운동과 동시에 움직일 수 있다.

도11에 나타난 바와 같이, 로 본체(20)의 투입구 H의 주변 둘레에는 퍼지 가스 헤더(38)가 주변 둘레를 따라 뻗어있다. 플라스틱 폐기물 및 오물의 일부가 밀폐면 S에 부착되거나 적층되어 있더라도, 퍼지 가스 탱크 등(도시되지 않음)로부터 공급되는 퍼지 가스를 퍼지가스 탱크의 상부에서 열려있는 슬릿을 통해 투입구 H의 밀폐면으로 분사함으로써, 퍼지가스의 압력에 의해 이들 부착 오물을 제거할 수 있는 것이다. 슬릿(39)은 가이드편(40)이 구비되어 퍼지 가스를 밀폐면 H 방향으로 인도한다. 상기 가이드편(40)은 가소성 블레이드 스프링으로 되어있다. 상기 셔터(24)가 개폐될 경우, 상기 가이드편(40)은 용이하게 구부러지므로, 셔터(24)의 움직임에 장애가 되지 않도록 하는 것이다.

도1, 도2 및 도10에 나타난 바와 같이, 로 본체(20)의 저부는 복수의 소관 부재(20b, 20b ..)가 각각 평행하게 배열되어 있어 요철형상을 형성한다. 상기 소관 부재(20b, 20b ..)의 각각의 단부는 유사 소관 형태의 배출 파이프(20c)에 합류된다. 로 본체의 저부 면적은 평판 저부 면적에 비해 크다. 특히, 평판상에 비해 약 1/2π배 크다.

또한 상기 소관 부재(20b, 20b 등) 및 배출 파이프(20c)의 각각의 내부는 세로 방향으로 뻗어 있는 스크류 컨베이어(41, 41..)가 동축상에 회전 가능하도록 형성되어 있어, 로 저부에 축적된 오물, 금속 조각, 유리 또는 슬러지 등과 같은 불용물을 로 저부 벽면으로부터 강제적으로 긁어내고, 이를 소관 부재(20b, 20b..)에서 배출 파이프(20c)를 통해 케이스(23)에 형성된 배출구(42)로 배출한다. 상기 배출구(42)는 개폐 밸브(도시되지 않음)를 포함하고 있다. 상기 밸브는 용융액이나 열분해가스가 배출구(4)로부터 외부로 나가지 않도록 하기 위해, 가동 중에는 닫혀있어야 함은 물론이다.

상기 소관 부재(20b, 20b..)에 형성되어 있는 스크류 컨베이어(41, 41...)에는 각각의 회전축의 단부가 케이스(23)을 관통하고 각각 외부로 뻗어 있다. 상기 스크류 컨베이어(41) 축의 각각의 단부에는 활차(43, 43...)가 형성되어 있다. 상기 각 활차(43)를 케이스 외부에 고정된 스크레이프 모터(44)에 벨트(45)로 연결함으로써 상기 스크류 컨베이어(41, 41...)가 동시에 같은 방향으로 회전할 수 있다.

배출 파이프(20c) 측에 위치한 스크류 컨베이어(41) 회전축의 단부는 또한 케이스(23)을 관통하고 외부로 연장된다. 상기 스크류 컨베이어는 단부에 위치한 활차(46)를 배출 모터(47)에 벨트(48)로 연결함으로써 회전된다.

도11에 나타난 바와 같이, 세로 방향으로 뻗어있고 납작한 띠 형상을 갖는 보강판(49, 49..)이 소관 부재(20b, 20b..)의 사이에 형성되어 있다. 상기 보강판(49)에는 금속 온도계(50)가 끼워져 있다. 로 저부의 강도는 상기 보강판(49, 49...)에 의해 확보된다. 상기 로 저부의 온도는 상기 금속 온도계(50)에 의해 수시로 측정할 수 있다. 또한, 상기 금속 온도계(50)에 의해 측정된 온도 정보는 후술하는 가스 버너의 출력을 제어하는 제어부로 수시로 입력된다.

도1 및 도2에 나타난 바와 같이, 상기 로 본체(20)를 가열하는 가열수단(22)은 로 본체(20)의 저부에 위치한 연소실(51), 상기 연소실(51)에 형성된 가스 버너(52), 및 로 본체(20)의 주위를 일정간격을 두어 덮고 있는 쟈켓(53)으로 이루어진다. 상기 로 본체(20)는 가스 버너(52)에 의해 연소실(51)에서 생성된 연소 가스에 의해 저부로부터 가열된다. 상기 배출 연소가스는 연소실(51)과 연결되어 있는 쟈켓(53)으로 인도된 다음, 쟈켓(53)의 상부에 위치한 배출 가스 출구(54)를 통해 외부로 나간다. 이러한 구조로 인해, 로 본체(20)는 측면 주위로부터 가열될 수 있는 것이다.

본 발명의 또 다른 구체예에서는 쟈켓(53)의 내부를 나산형으로 분리시키는 분리판(55)을 더 포함한다. 쟈켓으로 도입된 고온의 배출 연소 가스는 직접 가스 배출구(54)로 흐르지 않고 분리판(55)에 의해 로 본체(20)의 주위를 나선형으로 흐르게 된다. 따라서, 고온의 배출 연소 가스로 본체(20)간에 최대한 오랫동안 접촉이 가능하게 되는 것이다. 도1 및 도2에 나타난 바와 같이, 부제번호 56은 연소실을 개폐하기 위한 해치(maintenance hatch)를, 부제번호 57은 그 덮개를 나타낸 것이다. 부제번호 58 및 58은 로 본체를 지지하기 위한 지지 다리를 나타낸 것이다. 부제번호 59는 플라스틱 폐기물의 투입을 용이하게 하기 위한 호퍼를 나타낸 것이다. 부제번호 60은 연소실(51)의 내부를 검사하기 위한 창을 나타낸 것이다.

상기의 구조를 갖는 본 발명의 가스화로(19)에 있어서, 로 본체(20)의 투입구 H를 닫는 셔터(24)는 유압 실린더(31), 압착집게(32) 등에 의해 투입구 H의 밀폐면 S으로 강하게 밀착되어 있는 상태로 닫혀있다. 따라서, 로 본체(20)의 내부 압력이 가동중에 상승되더라도 상기 셔터(24)와 상기 밀폐면 S 간의 갭이 생기지 않는다. 따라서, 유독한 열분해가스의 누출로 인한 주변 환경 오염과 같은 불편함은 미연에 방지될 수 있는 것이다.

또한 상기 투입구 H의 주변부는 퍼지 가스 헤더(38)를 가지고 있다. 상기 셔터(24)가 닫힐 때, 밀폐면으로부터 플라스틱 폐기물의 일부 및 오물을 확실히 제거하기 위해 고압 퍼지 가스가 퍼지 가스 헤더(38)로부터 밀폐면 S에 분사된다. 따라서 오물 등의 부착으로 인한 밀폐면 상의 갭 발생을 확실히 방지할 수 있다.

로 본체(20) 저부는 복수개의 소관 부재(20b)로 요철형상을 형성함으로써 표면적이 확장되어 고온의 생성 연소가스와 로 저부간의 접촉 면적이 증대된다. 따라서 로 본체(20)의 열 효율은 향상되며 효율적인 용융 및 열분해 공정이 이루어질 수 있는 것이다. 나아가, 상기 소관 부재(20b)에 스크류 컨베이어(41)를 장착하여 로 저부에 부착된 고형물, 슬러지 등을 긁어내어 손쉽게 제거할 수 있다. 따라서 종래에 수작업으로 일일이 제거하였던 번거로운 작업을 생략할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면 로 본체가 고온을 유지하고 있더라도 상기 부착 고형물을 제거할 수 있기 때문에 가동 정지시간을 단축할 수 있고 높은 작업 속도를 유지할 수 있다.

로 저부의 온도를 측정하기 위한 금속 온도계(50)는 로 저부에 설치되기 때문에 종래로부터 설치된 로 본체 온도계와 함께 전체 로 본체(20)의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 예를 들면, 금속온도계(50)에 의해 측정된 로 저부의 온도와로 본체 온도계에 의해 측정된 로 본체(20) 내부의 온도간 차이가 적을 경우, 가스화 공정이 종료된 것이 아니므로 공정을 계속할 수 있다. 반면, 상기 온도 차이가 일정치를 초과할 경우, 가스화 공정이 종료되었다고 판단할 수 있다.

본 발명의 플라스틱 폐기물 분해로의 가동 방법에 따르면, 종래의 장치에서와 마찬가지로 초기 단계에 플라스틱 폐기물을 투입과 함께 또는 투입 전후로 물을 가해야 한다. 그러나, 로 저부의 요철 형상 때문에 투입된 플라스틱 폐기물과 로 저부(로 벽)간의 접촉면적은 감소된다. 따라서 초기 단계에서는 열 전달(용융)이 최상조건에서 이루어지지 않을 가능성이 있다. 이를 위해, 예를 들면, 재생유와 같은 고비점유를 소량으로 물과 함께 가하면, 물의 증발에 이어 고비점유의 증발이 일어난다. 따라서 플라스틱 폐기물과 열전달 면적(로 벽)이 작더라도 열전달이 효율적으로 일어나 용융이 원활하게 진행될 수 있다.

도14는 본 발명의 또 다른 가스화로(60)의 구체예를 나타내는 종단면도로서, 주사기 등과 같은 감염성 박테리아 병원균을 보유하고 있는 감염성 플라스틱 폐기물을 가스화하기 위한 것이다. 도15는 도14의 A-A 선에 대한 단면도이다.

상기 도면에 나타난 바와 같이, 가스화로(60)는 감염성 플라스틱 폐기물을 열분해하여 열분해가스를 생성하는 수직 튜브모양의 로 본체, 상기 로 본체(61)을 저부로부터 가열시키는 가열수단(62) 및 상기 로 본체(61)의 내부를 교반시키는 교반수단(63)을 포함한다.

상기 로 본체(61)는 뛰어난 내열성, 내식성 및 열전도성을 갖는 하스텔로이, 스테인레스스틸 또는 수퍼얼로이 등과 같은 금속으로 되어 있다. 상기 로 본체(61)는 수직 튜브 형태의 금속제 자루 몸체(64)의 상부 및 하단에 각각 반구형 엔드커버(65, 66)를 구비하고 있는 압력용기로 이루어 질 수 있다. 상기 상단 엔드커버(65)에는 플라스틱 폐기물을 도입하기 위한 투입구(67)가 설치된다. 나아가, 상기 투입구(67)는 플랜지 타입의 개폐 뚜껑(68)에 의해 개폐가 가능하다. 상기 투입구(67)은 물을 공급하기 위한 물 공급 파이프(69)와 연결되어 초기단계에서 용융공정을 원활하게 한다. 상기 물 공급 파이프(69)는 자석 밸브 V에 의해 개폐될 수 있다.

가스 배출구(70)가 자루 몸체(64)의 상부에 설치되어 로 본체(61)에 의해 형성된 열분해가스는 상기 언급된 액화탱크(2)로 인도된다. 또한 상기 가스 배출구(70)에는 자동 개폐 밸브(71)가 설치되어 상기 가스 배출구(70)는 하기에 설명되는 일정 조건에 의해 자동적으로 개폐가 된다.

상기 로 본체(61)의 하단 엔드커버(65, 66)에는 로 저부에 축적된 모래 또는 금속 조각과 같은 불용물을 제거하기 위한 불용물 배출구(72)를 필요한 경우 설치할 수 있다.

상기 가열수단(62)은 로 본체의 저부에 위치하는 연소실(73) 및 상기 연소실(73)으로부터 로 본체(61)의 외곽 주위를 덮는 쟈켓(74)으로 이루어진다. 상기 연소실(73)에 위치하는 가스 버너, 오일 버너 또는 전열기 등과 같은 가열 기기(75)는 로 본체(61)를 저부에서부터 직접 가열한다. 가스 버너, 오일 버너 등과 같이 연료를 연소하는 가열 기기가 사용될 경우, 연소실(73)에서 생성된 고온의 연소 가스는 쟈켓(74)을 통해 배출 가스 출구(76)로 나간다. 따라서, 상기 로 본체는 전체로서 고르게 가열될 수 있다.

상기 로 본체(61) 내에 위치하는 교반기(63)는 로 본체의 축 중앙부분에 위치하는 구동축(77), 상기 구동축(77)의 상단에 장착되어 구동축(77)을 회전시키는 구동 모터(78) 및 구동축(77)의 하단으로부터 방사상으로 뻗은 복수개의 회전날개(79, 79, 79, 79)로 이루어져 있어 로 본체(61)의 내부에 투입된 감염성 프라스틱 폐기물을 고르게 혼합하여 효율적으로 용융시킬 수 있다. 도2에 나타난 바와 같이, 상기 회전날개(79, 79, 79, 79)의 상단은 회전 방향 하류측으로 구부러져 있고, 회전날개(79)의 저부는 로 저부와 접촉되어 있다. 상기 회전날개가 회전하여 로 저부를 미끄러지듯이 움직일 경우 로 저부의 부착물, 불용물 등의 부착이 방지될 수 있다.

이하, 상기에 언급된 구조를 갖는 본 발명의 가스화로(60)의 가동방법의 구체예에 대하여 설명한다.

먼저, 도14에 나타난 바와 같이, 로 본체(61)의 상부에 위치한 투입구(67)가 열린 후, 감염성 플라스틱 및 소량의 물이 로 본체(61)의 내부로 투입된다. 다음에 가스 배출구(70)의 자동 개폐밸브(71)와 물 공급 파이프(69)의 밸브 V는 닫힌다. 다시 말하면, 로 본체(61)는 완전히 밀봉되고, 상기 로 본체(61)는 교반기(63)가 작동되고 있는 가열수단(62)에 의해 가열된다.

로 본체(61) 내에는 상기 언급된 가열수단에 의해 상대적으로 저비점을 갖는 물이 먼저 증발된다. 상기 증발에 이어 로 본체 내의 압력과 온도는 도16에 나타난 바와 같이 서서히 상승된다. 상기 가열수단(62)은 감염성 박테리아 병원균을 박멸할 수 있는 필요한 수치로 조정된다. 예를 들면, 도16에 나타난 바와 같이, 포화압력은 121℃ 수온에서 설정될 수 있으며, 상기 조건은 일정 시간, 예컨대 20분 동안 유지된다. 그러면, 플라스틱 폐기물에 부착된 상기 감염성 박테리아 병원균은 고압수증기 소독에 의해 완전히 사멸된다. 따라서, 상기 감염성 박테리아 병원균이 액화탱크(2)에 열분해가스와 함께 흘러들어갈 가능성은 전혀 없다.

감염성 박테리아 병원균이 완전히 사멸되는 조건에 부합된 후, 가스 배출구(70)의 자동 개폐 밸브(71)를 서서히 열어 도16에 나타난 바와 같이 로 본체(61) 내부의 압력을 서서히 낮춘다. 동시에, 가열수단(62)의 출력 에너지를 상승시켜 로 내부의 온도는 상승시킨다. 최초 단계에서 물의 증발에 이어 로 본체(61) 내부에서는 플라스틱 폐기물이 용융을 시작한다. 또한, 온도가 상승되어 가스화 온도, 예컨대 380 ℃에 달하면, 용융액은 열분해되고 가스화된다. 상기 열분해가스는 순차적으로 액화탱크(2)로 보내어지고, 상기 오일성 물은 종래의 방식과 동일한 방식으로 분리된다. 분리된 재생유 등은 유효하게 이용될 수 있다.

본 발명의 가스화로(60)의 구체예에 따르면, 로 본체(61)는 일정시간 동안 고온, 고압으로 밀폐될 수 있기 때문에, 감염성 박테리아 병원균이 부착된 주사기 또는 도뇨관과 같은 감염성 플라스틱 폐기물을 안전하고 완전히 열분해시킬 수 있다.

가스화로(60) 내부에 투입된 모든 플라스틱 폐기물이 열분해된 후, 배치 공정에 의해 동일한 처리 공정이 반복될 수 있다. 주사기 바늘과 같은 금속 조각이나 토사 등과 같은 불용성 고형물이 로 본체(61)내에 점차 쌓일 경우, 로 분체(61) 저부의 불용물 배출구(72)를 열고 교반 수단(63)의 교반날개(79)를 회전시켜 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 로 저부에 불용물의 축적으로 인한 열전달의 저하 및 로 용량의 감소의 문제는 해소될 수 있는 것이다.

도17 및 도18은 본 발명의 플라스틱 액화장치의 다른 구체예를 나타낸 것이다.

상기 도면에 나타난 바와 같이, 상기 플라스틱 액화장치는 종래의 장치와 마찬가지로 플라스틱 폐기물을 용융하고 열분해가스를 생성시키는 가스화로(80) 및 상기 가스화로(80)로부터 생성된 열분해가스를 응축, 분리하는 액화탱크(81)를 포함한다.

먼저, 도1 및 도2에 나타난 바와 같이, 상기 가스화로(80)는 로 본체(82)를 외측으로부터 가열하기 위한 가열수단(83)을 포함한다. 상기 가열수단은 상부에 투입구 H를 갖는 로 본체(82)에 위치한다. 상기 투입구 H르부터 투입된 다양한 플라스틱 폐기물(열가소성 플라스틱에 제한됨) 혼합물은 가열수단(83)에 의해 용융되고 가스화된다. 상기 열분해가스는 가스라인 G1을 통해 가스 배출구(84)로부터 액화탱크(81)로 보내진다.

로 본체(82)에 위치한 상기 투입구 H의 단부에는 힌지에 의해 뚜껑(85)이 연결된다. 상기 뚜껑(85)은 뚜껑 저부 표면과 로 본체(82)내부 벽 사이에 위치한 모터 실린더와 같은 개폐 기구(86)에 의해 임의로 개폐된다.

로 본체(82)의 저부는 중심부를 향해 골 형태(valley shape)로 구부러져 있다. 상기 골 형태의 저부에 수평방향으로 연장된 스크류 컨베이어(87)가 장착된다.도2에 나타난 바와 같이, 상기 스크류 컨베이어(87)는 골 형태 저부에 세로 방향으로 뻗어 있는 회전축(88) 주위에 나선형 스크류(89)가 일체로 형성되어 있다. 회전축(88)의 한쪽 단부는 로 본체(82)를 관통하여 외부에 위치한 구동 모터(90)에 연결되어 상기 회전축(88)은 상기 구동모터(90)에 의해 양쪽 방향으로 회전한다. 회전축(88)의 다른 쪽 단부는 배출구(91)이 형성되어 있다. 개폐가 가능한 상기 배출구(91)는 배출 뚜껑(92)에 의해 닫힌다.

도1에 나타난 바와 같이, 로 본체(82)를 가열하기 위한 가열수단(83)은 세 개의 판상의 히터(93, 94, 95)로 이루어진다. 상기 판상의 히터(94)는 로 본체(22) 저부에 위치하고 다른 판상의 히터(93, 95)는 저부의 양 측에 위치하며 독립적으로 조작된다.

액화탱크(81)는 가스 라인 G1으로부터 수송된 열분해가스를 액화시키고, 상기 열분해가스를 임시로 저장한다. 확장 물탱크(96)는 가스 라인 G1으로부터 수송된 열분해가스에 냉각수를 분사하여 응축시키는 제트 스크러버(97) 및 상기 제트 스크러버(97)에 의해 액화되지 않은 비액화 가스를 방출하고 세정하는 세척탑(98)을 포함한다.

상기 물탱크(96)의 저부는 깔대기처럼 좁아지는 형태이다. 저부는 밸브 V1을 통해 배출라인 L1과 연결되고 물탱크의 중간부는 밸브 V2을 통해 오일 회수라인 L2과 연결된다.

상기 배출라인 L1은 여과기(99) 및 순환 펌프(100)를 포함한다. 상기 배출라인 L1은 물탱크(96)로부터의 물을 상기 언급한 제트 스크러버(97) 및 세척탑(98)로순환시키고 다시 상기 물의 일부를 가스화로(80)로 회수라인 L3를 통해 보낸다. 또한, 상기 회수 라인 L3과 그의 분지부에는 라인 L1, L3, 스크러버 라인 L4 및 세척탑 라인 L5를 개폐하는 자석 밸브 V3, V4, V5, V6 각각을 포함한다.

또한, 배출 라인 L1은 분지 라인 L6 및 밸브 V7을 통해 중화 탱크(101)에 연결되며, 탱크(96)으로부터 의 물은 중화액을 주입함으로써 중화된다. 또한 스크러버 라인 L4에는 냉각수 라인 L9 및 밸브 V9가 분지로 설치되어 있어 냉각수 (수도수)가 제트 스크러버(97)로 공급된다. 또한, 오일 회수 라인 L2는 재생유 탱크(102)를 포함하고 있으며, 물탱크(96)으로부터 분리된 재생유는 오일 회수라인 L2로 보내지고 저장된다.

세척탑(98)은 수직의 탑 본체(103)내에 상부로부터 순차적으로 상단 스프레이 노즐(104), 데미스터(105), 하단 스프레이 노즐(106) 및 격벽판(107)이 설치된다. 세척탑 라인 L5 및 냉각수 라인 L10으로부터 흐르는 세정수(수도물 등)에 의해 액화되지 않은 열분해가스는 세정되고, 배출라인 L7로 보내진다. 또한 배출라인 L7에는 예열기(108) 및 촉매적 탈취기(109)를 포함하고 있어 상기 가스를 예열하고 탈취한 후 대기로 배출하도록 한다.

도면에서 부제번호 (110)은 물탱크 내의 액체 수위를 측정하는 레벨계를, 부제번호 (111)은 오일성 물의 분리상태를 외부로부터 체크하기 위한 투과식 액면계를 나타낸 것이다. 또한, 부제번호 (112)는 단열재로서, 가스화로(80)와 액화탱크(81)사이로 뻗어있는 가스 라인 G1이 냉각되는 것을 방지하기 위한 것이다.

다음, 상기 언급된 본 발명의 플라스틱 액화장치의 작동, 즉 플라스틱 폐기물의 처리방법을 이하에 설명한다.

먼저, 플라스틱 폐기물의 처리 공정에 있어서, 상기 플라스틱 폐기물을 가스화로(80)에 투입하기 전, 소량의 물을 가스화로(80)의 로 본체(82)에 투입한다. 다음, 개폐뚜껑(85)을 닫고, 로 본체(82) 내부가 완전히 밀폐된 상태에서 가열한다. 초기 단계에서 가열수단(83)인 판상의 히터(93, 94, 95)를 모두 가동할 필요가 없으며, 하나의 히터, 예컨대, 저부 히터(94)만을 가동한다.

로 본체(82)의 내부에 투입된 물은 열에 의해 수증기로 증발하고, 가스 배출구(84)로부터 가스 라인 G1을 통해 액화탱크(81)로 흘러 들어간다. 또한, 상기 수증기는 액화탱크(81)로부터 배출라인 L1, 오일 회수 라인 L2 및 배출 라인 L7 등으로 흘러 들어간다. 그 결과, 상기 수증기는 장치내의 모든 공기를 배출시킨다.

따라서, 장치 내부가 수증기로 치환될 경우, 액화탱크(81)에 연결된 배출 라인 L1의 밸브 V1 및 오일 회수 라인의 밸브 V2는 닫힌다. 그러면, 가스화로(80)의 개폐 뚜껑(85)은 다시 열리게 되고 플라스틱 폐기물은 투입구 H로부터 로 본체(82)로 투입된다. 로 본체(82)가 뚜껑(85)를 닫아 다시 완전히 밀폐된 후, 로 본체(82)는 가열수단(83)이 의해 가열된다.

가열수단에 의해 로 본체(82)에 투입된 플라스틱 폐기물을 용융, 액화한 후, 열분해가스는 가스 배출구(84)로부터 가스 라인 G1으로 흐르고 액화탱크(81)의 제트 스크러버(97)에 도달한다. 이때, 도18에 나타난 바와 같이, 개폐 뚜껑(85)은 볼트 B 등에 의해 로 본체(82)에 고정되어 로 본체의 내부는 완전히 밀폐된다. 따라서, 열분해가스의 유출은 사전에 방지될 수 있으며, 주사기와 같은 감염성 플라스틱 폐기물은 안전하게 처리될 수 있다.

다음에 상기 제트 스크러버(97)에 도달한 열분해가스는 배출라인 L1과 그 분지 라인 L4로부터 공급된 냉각수와 접촉되어 기-액 접촉이 일어나고, 상기 열분해가스는 급속히 냉각, 액화되어 재생유로 된다. 상기 재생유는 물탱크(96)에 냉각수와 함께 저장된다. 스크류 컨베이어(97)가 회전할 경우, 로 내부는 교반되고, 가스화로(80)내에서의 플라스틱 폐기물의 용융공정은 효율적으로 수행된다. 또한 상기 열분해가스가 제트스크러버(97)에 의해 냉각되어 테레프탈산 등과 같이 기체로부터 직접 고체로 되는 물질이 파이프를 막는 등의 문제는 없다. 따라서 효율적인 가스 순환을 지속적으로 유지할 수 있는 것이다. 만약 제트 스크러버를 예컨대, 핀-튜브 열교환기로 대체할 경우, 기체로부터 직접 고체로 되는 테레프탈산은 튜브 속에서 형성되어 고형물의 축적에 의해 막힘 현상이 일어날 수 있다. 제트 스크러버(97)의 경우, 상기 가스가 출구 근처에서 형성되더라도 제트 스크러버(97)의 제트수에 의해 고형물이 제거될 수 있다. 따라서 막힘 현상과 같은 문제는 발행되지 않는다.

반면, 제트 스크러버(97)에 의해 액화될 수 없는 비액화된 가스(열분해가스)는 물탱크(96)의 상부 공간을 통해 그대로 지나서 세척탑(98)에 의해 세정된 다음, 배출 가스라인 L7에 의해 탈취 및 정화되고, 상기 열분해가스는 대기로 배출된다.

따라서, 가스화로(80)로 투입된 모든 플라스틱 폐기물이 열분해가스로 가스화되고, 액화탱크(81)로 흐르게 될 경우, 로 본체(82)의 가열은 중지된다. 그러나, 이때, 만일 투입된 플라스틱 폐기물이 토사, 금속 조각 또는 목재 조각과 같은 불용물을 포함하고 있을 경우, 이들은 로 저부에 쌓여 로 용량의 감소를 유발하고, 가열수단(83)으로부터의 열전달을 저하시킨다. 따라서, 도18에 도시된 바와 같이 그러한 불용물이 어느 정도 축적된 경우, 배출구(91)의 뚜껑(92)을 열고, 스크류 컨베이어(87)을 가동시킨다. 그러면, 상기 축적된 불용물은 배출구(91)로 반송되어 이를 통해 쉽게 배출할 수 있다. 따라서, 종래 장치에서 일일이 인부에 의해 수행되었던 로 본체의 세척작업은 더 이상 필요하지 않게 된다.

액화탱크(81)의 물탱크(96)에 저장된 냉각수 및 재생유의 혼합액은 잠시 정치한 후 비중 차이에 의해 분리된다. 다시 말하면, 비중이 가벼운 재생유는 액체 표면에 모이게 되고, 비중이 무거운 물은 저부에 모이게 된다. 먼저, 재생유 라인 L2의 밸브 V2가 열리고, 상부의 재생유는 재생유 탱크(102)로 흘러 재생유만이 효율적으로 수집될 수 있다. 재생유의 일정량이 제거된 후, 수분은 배출 라인 L1을 통해 배출되고 배출된 물은 다음 공정을 위한 냉각수로 회수된다. 그러나, 설명한 바와 같이 만일 물 또는 오일 보다 무거운 비중을 갖는 고체의 프탈산과 같은 물질이 포함되어 있을 경우, 이들은 탱크의 저부에 쌓이게 된다. 따라서 물탱크의 물을 회수할 때, 배출 라인 L1의 상부로부터 분지된 배출 오일 라인 L8에 의해 이들을 먼저 배출할 필요성이 있다. 그러면, 무거운 비중을 갖는 물질은 수집될 수 있다. 또한, 물탱크 내의 물은 최초 가동시 사용되는 냉각수나 상기 언급한 제트 스크러버(97)에 사용되는 냉각수로 회수될 수 있다. 따라서, 자원의 효율적이 이용이 가능하게 되는 것이다. 만약 배출수가 염소 등을 포함할 경우, 파이프의 산 부식을 일으킬 수 있다. 따라서, 상기 물은 가성소다와 같은 중화제를 적당량 첨가하여 중화시킨 후 순환시킨다.

상기 재생유의 수집이 완료된 후, 새로운 플라스틱 폐기물을 투입하여 상기 언급한 가열 및 가스화 분해 공정을 배치 공정에 의해 수행한다. 따라서, 종류에 관계없이 플라스틱 폐기물의 대부분은 효울적으로 처리될 수 있으며, 또한 자원을 유용하게 이용할 수 있다.

본 발명의 구체예에서는 가스화로(80)의 가열수단(83)으로서 판상의 전열기(93, 94, 95)를 사용하였으나, 가스 버너 등도 선택적으로 사용될 수 있다.

Claims (15)

1. 플라스틱 폐기물을 용융하여 열분해가스를 생성시키는 가스화로 및 상기 가스화로에서 생성된 상기 열분해가스를 액화시켜 분리하는 액화탱크로 이루어진 플라스틱 액화장치에 있어서, 상기 가스화로는

   상부에 플라스틱 폐기물 투입구를 가지는 오븐 형태의 로(爐) 본체의 저부에 위치하여 로 내부를 가열하는 가열수단; 및

   상기 투입구에 위치하여 이를 개폐하기 위한 개폐기구;

   로 이루어지고, 상기 개폐기구는 최소한 상기 투입구의 면적보다 큰 판상의 셔터; 및 상기 셔터를 상기 투입구 주변둘레의 밀폐면에 압력으로 고정시키는 고정 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 셔터는 수평적으로 이동하여 투입구를 개폐할 수 있도록 슬라이딩 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 슬라이딩 수단은 한쪽 단부가 셔터에 연결되고 다른 쪽 단부는 상기 로(爐) 본체에 추축으로 연결되는 유압 실린더인 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 고정 수단은 압력에 의해 셔터를 밀폐면에 고정시키는 유압 실린더인 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 투입구의 주변 둘레에는 밀폐면에 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 헤더가 설치되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 로(爐) 본체의 저부는 복수의 소관 부재를 서로 평행으로 배열시켜 요철 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 소관 부재의 각각의 단부가 배출 파이프로 합류할 수 있도록 소관 형상의 배출 파이프를 형성하고 상기 소관 부재와 배출 파이프의 각각의 내부에는 스크류 컨베이어가 형성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 가열수단은 가스 버너, 상기 가스 버너로부너 배출된연소 가스를 인도하기 위해 로(爐) 본체 주위를 감싸는 쟈켓 및 상기 쟈켓에서 나선형으로 배열된 분리판(parting strips)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
9. 플라스틱 폐기물을 용융시켜 열분해가스를 생성하는 가스화로 및 상기 가스화로로부터 생성된 열분해가스를 액화시켜 분리하는 액화탱크로 이루어진 플라스틱 액화장치에 있어서, 상기 가스화로는

   감염성 플라스틱 폐기물이 투입되는 수직 튜브모양의 로 본체;

   상기 로 본체를 둘레로부터 가열하여 감염성 플라스틱 폐기물을 열분해하여 열분해가스를 발생시키는 가열수단; 및

   상기 로 본체 내부를 교반하기 위한 교반기;

   로 이루어지고, 상기 로 본 체의 상부는 감염성 플라스틱 폐기물이 투입되는 투입구, 상기 투입구를 개폐하는 뚜껑, 상기 열분해가스를 배출시키는 가스 배출구 및 상기 가스 배출구를 자동적으로 개폐시키는 개폐 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 로 본체는 압력용기이고, 수직 튜브 형태의 금속제 자루 몸체를 가지며, 그 상부 및 하단에 각각 반구형 금속제 엔드커버(end cover)를구비하고 있고, 상단에는 개폐 뚜껑 및 가스 배출구가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 교반기는 로 본체의 축 중앙부분에 위치하는 구동축, 상기 구동축을 회전시키는 구동 모터 및 구동축으로부터 방사상으로 뻗은 복수개의 회전날개로 이루어지고, 상기 회전날개는 로 본체의 저부와 접촉하여 회전하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 로 저부에는 불용물을 배출하는 배출구가 설치된 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
13. 다양한 플라스틱 폐기물을 동시에 가열, 용융시켜 열분해가스를 생성하는 가스화로 및 상기 가스화로에서 생성된 열분해가스를 응축시키는 액화탱크를 포함하는 플라스틱 액화장치에 있어서, 상기 가스화로의 저부는 골 형태로 좁아지며, 저부에 불용물을 배출하는 배출구 및 스크류 컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 액화탱크는 확장 물탱크에 냉각수를 열분해가스에 분사하여 열분해가스를 응축시키는 제트 스크러버 및 배출 가스를 세정하는 세척탑을 포함하고, 상기 물탱크의 저부는 깔대기처럼 좁아지는 형태이며, 배출 라인과 연결되고, 상기 물탱크의 중간부는 오일 회수라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 배출 라인에는 중화액이 주입되는 중화 탱크가 설치된 것을 특징으로 하는 플라스틱 액화장치.