KR200325452Y1 - 폐합성수지를 이용한 연료유 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 폐합성수지로부터 연료유를 제조할 수 있도록 하는 폐합성수지를 이용한 연료유 제조 장치에 관한 것이다.

이는 특히, 투입되는 폐합성수지중의 유분을 가스화 시키도록 설치되는 열분해부, 상기 열분해부에 연결되어 발생 가스를 비중에 의해 선택적으로 분리배출시키는 가스분리부및, 상기 가스분리부에 각각 연결되면서 기체를 냉각및 액화시키는 저장조를 포함하는 구성으로 이루어 지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라서, 소각처리시 황산, 질소산화물등의 공해물질이 많이 발생하는 폐합성수지를 열분해 기화하여 공해를 방지함은 물론 폐합성수지로 부터 발생되는 가스를 분리배출시켜 원료화 하도록 하는 것이다.

Description

폐합성수지를 이용한 연료유 제조 장치{a device for draw oil materials from spent Syntheticresin article}

본 고안은 공해를 최소화 하는 방법으로 폐합성수지를 처리하면서 처리되는 폐합성수지로 부터 연료유를 제조하도록 하는 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치에 관한 것으로서 보다 상세하게로는, 투입되는 폐합성수지중의 유분을 가스화 시키도록 설치되는 열분해부, 상기 열분해부에 연결되어 발생 가스를 비중에 의해 선택적으로 분리배출시키는 가스분리부 및, 상기 가스분리부에 각각 연결되면서 기체를 냉각및 액화시키는 저장조를 포함하는 구성으로 폐비닐이나 폐플라스틱으로부터 휘발유와 경질유 및 중질유를 제조할 수 있도록 하는 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 70∼80년대의 급속한 산업 발전과 더불어 발생하기 시작한 플라스틱 폐기물에 대해 우리나라가 관심을 가지고 법적으로 대처하기 시작한 것은 1979년 "합성수지 폐기물 처리사업법"의 제정에 따라 1980년 "한국자원재생공사"가 설립되면서 부터이며, 1992년말 "자원절약과 재활용촉진에 관한 법률"의 제정과 1993년 총리령으로 "제품의 포장방법 및 포장재의 재질 등의 기준에 관한 법률" 등에서 폐플라스틱의 발생원 감량화를 꾀하고 있다.

그리고, '전국 폐기물 발생 및 처리 현황(환경부, 1997)'의 통계에 따르면 1996년에는 총발생 폐플라스틱류 중 88.1%를 매립, 소각은 10.6% 이었고 나머지 1.4% 만이 재활용되어, 발생량 저감이나 재활용의 효과는 아직 미미한 상태에 머무르고 있다.

이와같은 폐플라스틱을 재활용하는 방법으로는, 용융 재생법, 용해 재생법, 파쇄 재생법, 고체 연료화법, 열분해법, 소각법 등과 같은 것이 있다.

상기 용융 재생법은, 단일 또는 혼합 플라스틱 폐기물을 용융점 이상으로 가열(110∼150℃)하여 용융시킨 후 이를 냉각 또는 압축하여 재생품(고체제품)을 생산하는 것이다.

상기 용해 재생법은, 열가소성 플라스틱을 폐유 등의 용제를 사용하여 용해시킨 후 접착제를 첨가하고 충전제로서 모래, 점토 등을 섞어 가압성형하여 건자재 등을 제조하는 것이다.

또한 파쇄 재생법은, 폐플라스틱을 분쇄하여 토지개량재, 매립재료, 경량골재, 아스팔트골재, 연료 등으로 이용하는 것이다.

그리고, 고체 연료화법은, 폴리올레핀계 폐합성수지에 왕겨, 톱밥 등을 혼합하여 압출기로 가압 압출하여 고체 연료화하는 것이다.

상기 열분해법은, 폐플라스틱을 공기를 차단한 상태에서 가열하여 가스, 오일 등으로 전환하는 것이다.

상기 소각법은, 각종 소각방법을 이용, 폐플라스틱이 지니는 열량을 회수하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 폐합성수지는, 자연계에서 분해할때 장시간을 요하게 되어 분해가 극히 어렵고, 파쇄의 경우 바람을 따라 비산하여 옮겨다녀 호흡기등으로 인체에 유입될수 있으며, 소각시 2차 오염물질(염화수소, 다이옥신 등)을 유발하는 문제가 있었다.

그리고, 용융 재생및 열분해 역시 투입되는 폐합성수지를 소각하는 방식을 채택하여 소각후의 오염물 발생이 따르게 되고, 용해법 역시 용제를 투입하여야 하여 2차 적인 오염이 따르게 되는 문제점이 있는 것이다.

이와같은 문제점을 해결하기 위한 폐합성수지의 유화방법 및 유화설비 시스템이 공개특허번호 2002-72889호에 개시되어 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 폐합성수지를 촉매와 함께 가열함으로써 용융 및 열분해시켜 가스화시키는 제1 가열장치(10, 11)와; 상기 제1 가열장치(10, 11)에 의해 생성된 가스를 공급받아 냉각시켜 액화시키는 응축기(13)와; 상기 응축기(13)에서 액화되어 생성된 유분을 임시로 저장하며, 공정압력을 상압으로 유지시켜 감압이 되거나 가압되지 않도록 증기의 배출을 조절하는 역할을 수행하는 임시 저장조(14)와; 상기 임시 저장조(14) 내에 저장된 유분을 수송펌프(15)에 의해 공급받아, 일정한 소정온도를 유지하도록 가열함에 의해 2차 열분해를 야기시켜 유분을 가스화하는 제2 가열장치(16)와; 상기 제2 가열장치(16)에 의해 생성된 가스 유분을 증류하는 증류탑(19)과; 상기 증류탑(19)에 의해 분리된 반제품 상태의 기체를 냉각기(15)에서 냉각수를 이용하여 냉각 및 액화시켜서 저장하는 저장조(17, 18, 19)를 포함하는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 폐합성수지의 유화방법 및 유화설비 시스템 역시, 투입되는 연소가스에 의해 폐합성수지를 가열 용융하는 구성으로 연소후 가스처리에 문제가 발생하게 되며, 정류탑의 연료분리공정 역시 증류용 버너가 필요하여 2차적인오염이 발생하게 되는 문제점이 발생되었다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 본 고안의 목적은, 전량 폐기되어 왔던 폐비닐 및 폐플라스틱으로 인한 환경오염을 방지하는 동시에 폐비닐 및 폐플라스틱에서 에너지를 얻을 수 있도록 하고, 미소각에 의해 폐합성수지를 처리하여 공해의 발생을 최소화 하도록 하며, 연속공정에 의해 순도가 높은 연료를 생산할수 있도록 하고, 간단한 구성으로 휘발유와 경유및 등유가 선택적으로 분리되도록 하고, 투입량당 배출되는 연료의 수율을 극대화 할수 있도록 하는 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 폐합성수지 유화방법및 유화 설비 시스템을 도시한 사시도.

도2는 본 고안에 따른 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치를 도시한 사시도.

도3은 본 고안에 따른 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치를 도시한 블록도.

도4a,b는 각각 본 고안에 따른 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치를 도시한 사시도.

도5a,b는 각각 본 고안에 따른 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치를 도시한 요부 단면도.

도6은 본 고안에 따른 원료화 장치의 냉각조를 도시한 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110...열분해조 140...파쇄기

160...단열재 210...가스분리조

260...드레인관 310...냉각수조

320...연료저장조

상기 목적을 달성하기 위하여, 투입되는 폐합성수지중의 유분을 가스화 시키도록 간접가열수단이 설치되는 열분해부;

상기 열분해부에 연결되어 발생 가스를 선택적으로 분리 배출시키도록 분리수단이 구비되는 가스분리부;및,

상기 가스분리부에 각각 연결되면서 기체를 액화시키도록 냉각수단이 설치되며, 일측에 저장조가 연결되는 연료액화부를 포함하는 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치가 제공된다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도2 내지 도6에서와 같이, 폐합성수지를 열분해하는 열분해부(100)와 열분해된 가스를 분리하는 가스분리부(200)및 상기 가스를 액화시키는 연료액화부(300)로서 이루어 진다.

상기 열분해부(100)는, 열분해로(110)의 내측에 호퍼(120)를 통하여 투입되는 폐합성수지중의 유분을 가스화 시키도록 간접가열수단(130)이 설치된다.

또한, 상기 호퍼(120)는, 일측에 파쇄기(140)가 구비되는 켄베이어(150)가 연결되고, 수집되는 원료는 덤프트럭등으로 저장공간에 먼저 저장된후 크레인등을 이용하여 컨베이어(150a)로서 파쇄기(140)에 공급된다.

그리고, 상기 열분해로(110)의 외측에 단열재(160)가 적층되며, 탄화된 슬러지를 배출토록 배출구(170)가 설치된다.

상기 간접가열수단(130)은, 열분해로(110)의 내측에 설치되는 히팅코(130a)일 및 그 일면을 커버링하는 보호판(130b)으로 이루어 진다.

또한, 상기 간접가열수단(130)은, 히팅코일이 열분해조의 저면 및 상부에 분할설치되는 구성으로 이루어 진다.

상기 열분해부(100)에 연결되는 가스분리부(200)는, 열분해 기화된 발생 가스를 선택적으로 분리배출시키도록 가스분리조(210)의 내측에 분리수단(220)이 구비된다.

상기 분리수단(220)은, 상기 가스분리조(210)의 저부에서 상부를 향하여 순차로 이격설치되는 가스배출배관(220a)과 1차분리판(220b)및 2차분리판(22c)으로 구성된다.

그리고, 상기 가스배출배관(220a)은 직선상의 메인관과 그 외경을 나선상으로 감싸는 보조관으로 형성되어 이에 관통공(220a-1)(220a-2)이 각각 형성되고, 상기 1차분리판(220b)역시 테이퍼상의 관통공(220b-1)이 형성되며, 상기 1차분리판의 상부에 이격되어 적층되는 2차분리판(220c)에도 다수의 관통공(220c-1)이 형성된다.

또한, 상기 가스분리조(210)의 외측에 분리되는 가스를 방출토록 가스방출관(250a)(250b)(250c)이 각각 연결되며, 저부에 드레인관(260)이 연결된다.

또한, 상기 가스분리조(210) 역시 감작스런냉각을 방지하면서 일정온도를 유지하도록 단열부재(270)와 발열수단(280)이 구비되고, 일측에 압력게이지(290)및 안전밸브(290a)와 온도게이지(290b)가 각각 설치된다.

상기 가스분리부(200)의 가스방출관에 각각 연결되는 연료액화부(300)는, 일정온도를 유지하도록 냉각수가 연속적으로 유동하는 수조(310)의 내측에 설치되는 유체배관(330)이 가스방출관에 연장되고, 상기 가스방출관의 단부에 연료저장조(320)가 설치된다.

상기 유체배관(330)은, 나선상으로 형성되어 그 외측에 냉각핀(320a)이 부착되는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도2 내지 도6에서와 같이, 열분해부(100)는, 전기의 공급에 의해 가열되는 간접가열수단(130)을 통하여 열분해조(110)의 챔버내를 가열하도록 설치한다.

상기와 같은 구성을 갖는 열분해로(110)의 내측으로 호퍼(120)를 통하여 폐합성수지및 폐프라스틱등을 투입한후 열분해로(110)를 닫아 간접가열수단(130)을동작시킨다.

이때, 상기 호퍼(120)는, 일측에 파쇄기(140)가 구비되는 켄베이어(150)가 연결되어 원료가 일정량만큼 자동공급되도록 되며, 상기 원료는 선별저장되어 필요량만큼 파쇄기(140)에 크레인 및 컨베이어(150a)로서 계량 공급되도록 한다.

그리고, 상기 열분해조(110)의 외측에는 단열재(160)가 적층되어 갑작스런 냉각을 방지함은 물론 내부의 온도를 일정하게 유지하도록 한다.

또한, 상기 간접가열수단(130)은, 열분해로(110)의 내주연 적어도 일부에 위치하는 히팅코일(130a)및 그 외면을 덮도록 부착되는 보호판(130b)으로 구성되어 원료를 간접 가열토록 함으로써 그 상부에 올려지는 폐플라스틱 등을 용융하게 된다.

그리고, 상기와 같은 보호판은 히팅코일의 상부에 설치하지 않아도 되지만 원료의 배출시에 코일의 손상을 히팅코일의 상부를 덮는 상태로 장착되는 바람직 하다.

계속하여, 상기 열분해로(110)에 투입되는 원료가 간접가열수단(130)에 의해 용융하면서 기화되고, 상기에서 기화된 가스는 그 상부에 관통연결되는 가스분리부(200)에 공급된다.

상기 가스분리부(200)는, 그 내측에 설치되는 분리수단(220)에 의해 용융되면서 열분해 기화된 발생 가스를 비중에 의해 선택적으로 분리배출시키도록 한다.

그리고, 상기 분리수단(220)은, 상기 가스분리조(210)의 저부에서 상부를 향하여 순차로 이격설치되는 가스배출배관(220a)과 1차분리판(220b)및2차분리판(220c)으로 구성되고, 상기 가스배출배관(220a)과 1차분리판(220b)및 2차분리판(220c)은 일체로 관통되면서 그 직경이 메인관과 보조관 1차분리판및 2차분리판을 향하여 그 직경이 점차로 감소되는 다공판으로 구성되어 기화되는 연료를 점도 즉 비중에 의해 분리하도록 한다.

이때, 상기 가스분리조(210)의 외측에 가스방출관(250a)(250b)(250c)이 각각 연결되어 가스의 점도에 의해 관통공이 순차로 차단되는 상태에서 비중에 의해 분리되는 가스를 각각 배출하도록 한다.

그리고, 가스분리조(210)의 저부에 드레인관(260)이 연결되어 청소시에 불순물을 배출시키도록 한다.

또한, 상기 가스분리조(210)는 단열부재(270)와 발열수단(280)이 구비되어 기체의 갑작스런 냉각을 방지하면서 일정온도를 유지하도록 한다.

그리고, 상기 가스분리조(210)의 상부에 온도게이지(290b)와 압력게이지(290)및 안전밸브(290a)가 설치되어 과부하및 이에따른 안전사고를 방지한다.

계속하여, 상기 가스분리부(200)에서 배출되는 가스는 냉각수가 연속적으로 유동하는 수조(310) 내측의 유체배관(330)을 통과하면서 냉각되어 이에 연결되는 각각의 연료저장조(320)에 저장된다.

그리고, 상기 유체배관(330)은, 물과의 접촉량을 증가시키도록 나선상으로 형성되면서 그 외측에 부착되는 냉각핀(320b)으로 이루어져 그 냉각효과를 상승시키게 되는 것이다.

이상과 같이 본 고안에 의하면, 폐기되어 왔던 폐비닐 및 폐플라스틱으로 인한 환경오염을 방지하는 동시에 상기 폐비닐 및 폐플라스틱에서 에너지를 얻을 수 있고, 미소각에 의해 폐합성수지를 처리하여 공해의 발생을 최소화 하며, 연속공정에 의해 순도가 높은 연료를 생산할수 있고, 간단한 구성으로 휘발유와 경유및 등유가 선택적으로 분리되며, 투입량당 배출되는 연료의 수율을 극대화 하는 효과가 있는 것이다.

본 고안은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 실용신안등록청구범위에 의해 제공되는 본 고안의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 고안이 다양하게 개량 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 극히 용이하게 알수 있음을 밝혀 두고자 한다.

Claims (6)

1. 내부에 소정을 공간을 갖는 열분해로(110)의 내측에 호퍼(120)를 통하여 투입되는 폐합성수지중의 유분을 가스화 시키도록 간접가열수단(130)이 설치되고, 일측에 배출구(170)가 설치되는 열분해부(100);

   상기 열분해로(110)에 관통연결되도록 가스분리조(210)가 설치되어 그 내측에 기화된 발생 가스를 선택적으로 분리시키도록 분리수단(220)이 설치되며, 상기 가스분리조(210)의 측면에 분리되는 가스를 배출하도록 가스방출관(250a)(250b) (250c)이 각각 연결되는 가스분리부(200); 및,

   일정온도를 유지하도록 냉각수가 연속적으로 유동하는 수조(310)의 내측에 설치되는 유체배관(330)이 가스방출관에 각각 연장설치되고, 상기 유체배관(330)과 대응되도록 연료저장조(320)가 각각 연결되는 연료액화부(300)를 포함하는 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 열분해부(100)는, 상기 호퍼(120)의 일측에 파쇄기(140)가 구비되는 켄베이어(150)가 연결되며, 상기 열분해조(110)의 외측에 단열재(160)가 적층 설치되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 간접가열수단(130)은, 열분해로(110)의 내주연 둘레에설치되는 히팅코일(130a)및 그 상부를 덮도록 설치되는 보호커버(130b)로서 이루어 지는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 분리수단(220)은, 상기 가스분리조(210)의 저부에서 상부를 향하여 순차로 이격되어 적층되면서 직경이 점차로 축소되는 다공성의 가스배출배관(220a)과 1차분리판(220b)및 2차분리판(22c)으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치.
5. 제1 또는 제4항에 있어서, 상기 분리수단(220)은, 직선상의 메인관과 그 외경을 나선상으로 감싸는 보조관으로 형성되는 가스배출관(220a)에 관통공(220a-1)(220a-2)이 각각 형성되고, 상기 1차분리판(220b)역시 테이퍼상의 관통공(220b-1)이 형성되며, 상기 1차분리판의 상부에 이격되어 적층되는 2차분리판(220c)에도 다수의 관통공(220c-1)이 형성되며, 메인관 보조관 1차분리판 2차분리판을 향하여 그 직경이 점차로 축소토록 형성되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 냉각부(330)은, 나선상으로 형성되어 그 외측에 냉각핀(330a)이 부착되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 연료유 제조장치.