KR200360958Y1 - 폐합성수지 유화장치용 가속분해 로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 폐합성수지를 열분해하여 연료를 회수할 수 있는 유화장치에 있어서, 특히 본체의 내측 길이방향으로 무수히 많은 이송관을 내장하고, 각각의 이송관은 일정간격으로 이격된 복수개의 유도판에 의해 이격 고정되게 한 별도의 가속분해 로를 형성하여, 이를 열분해반응로와 연결 사용함으로서,

가속분해 로에 의해 보다 빠른 폐합성수지의 열분해를 통한 대량의 폐합성수지를 유화시킬 수 있음은 물론 그 처리시간이 현저히 단축되어 부가에너지의 사용량이 감소하므로 재처리 비용이 절감되는 것이며, 용융 반응상태의 폐합성수지를 재차 열분해하므로 그 분해효율이 크게 증대되어 폐합성수지로부터 얻어지는 연료의 회수율이 크게 증대되므로 매우 경제적인 효과가 있는 폐합성수지 유화장치용 가속분해 로에 대한 것이다.

Description

폐합성수지 유화장치용 가속분해 로 {Apparatus of accelerated degradation for emulsifying waste synthetic resin}

본 고안은 폐합성수지를 열분해하여 연료를 회수할 수 있는 유화장치에 있어서, 특히 그 유화장치에 별도의 가속분해 로를 장착하여 그 가속분해 로에 의해 용융상태의 폐합성수지를 보다 빠르게 열분해시킬 수 있어, 대량의 폐합성수지의 재처리 및 이를 통한 다량의 연료를 얻을 수 있음은 물론 가속분해 로에 의해 그 연료의 회수율을 향상시킬 수 있도록 한 폐합성수지 유화장치용 가속분해 로에 대한 것이다.

근자에 들어 합성수지의 활용이 광범위하게 이루어지므로 대량의 폐합성수지가 배출되는데, 이러한 폐합성수지는 통상적으로 소각장으로 이송하여 소각처리하고 있으나 이는 자원의 낭비를 가져오고, 이를 처리하기 위한 소각시 2차오염 즉, 분진이나 HCI, SOX, NOX, 다이옥신 등의 오염물질이 다량으로 배출되므로 환경오염을 초래하게 되고 이로 인한 악취와 함께 인근 주민들의 민원이 빈번한 문제점이 있는 것이다.

따라서, 소각 이외의 방법으로 매립을 통한 폐기방법을 택하고 있으나, 이 또한 자원의 낭비와 토양오염의 문제점을 안고 있는 것이다.

이에 따라 근자에 들어서는 환경오염을 방지하고 에너지를 취득하여 활용하도록 소정의 분해공정을 거쳐 오일을 추출하는 여러 기술이 제안되어 왔는 바, 그기본원리를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

폐비닐이나 폐플라스틱 등의 폐합성수지의 원료는 석유이고 휘발유, 디젤유, 액화가스 역시 석유로부터 추출되는 것으로서, 폐합성수지의 원료는 분자량이 큰 고분자로 되어 있고 그 조성은 탄소와 수소로 되어 있다.

또한, 정유업체에서 생산되는 휘발유, 디젤유 등은 분자량이 비교적 작은 것이며, 그 조성 역시 탄소와 수소로 이루어져 있는 것이다.

이에 따라 분자량의 조성 전환에 의해 폐합성수지로부터 휘발유, 디젤유, 가스 등으로 전환할 수 있는 바, 그 이론적 근거로서 폐합성수지를 분자량이 매우 큰 고체석유로 볼 수 있으므로 이를 액체화하여 크래킹하면 액체와 기체로 조성된 석유로 전환할 수 있다는 것이다.

이러한 크레킹 방법으로는 통상적으로 열분해를 이용하고 있으며, 최근에는 열과 촉매를 동시에 사용하는 방법이 대두되고 있는 실정이다.

또한, 상기한 열분해에 의한 폐합성수지의 유화장치를 개략적으로 설명하면,

잘게 부수어진 폐합성수지를 호퍼로부터 고온의 용융로로 공급하여 겔상으로 용융되게 한 후, 겔상의 용융액을 고온의 열분해 반응로에서 기체와 액체로 분리시킨 후, 유류성분을 갖는 기체상의 가스로부터 중유를 추출하게 되는 것이며, 중유가 분리된 가스를 다시 콘덴서에 의해 응축시켜 액상의 연료를 얻게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 통상의 유화공정 및 그 장치는 열분해에 의한 유류성분을 갖는 기체를 발생시켜 이로부터 연료를 추출하는 것으로서, 열분해에 의한 분리시간이 상대적으로 길어 많은 량의 폐합성수지를 처리하지 못하게 되므로 열손실에 따른 과도한 부가에너지의 소비가 발생하는 것이며,

이를 통한 연료의 회수율 또한 극히 낮은 수준이어서 설비 및 사용되는 에너지의 규모나 사용량에 비해 생산되는 연료의 량이 적어 매우 비경제적인 문제점이 있는 것이다.

본 고안은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코자 안출된 것으로서, 본체의 내측 길이방향으로 무수히 많은 이송관을 내장하고, 각각의 이송관은 일정간격으로 이격된 복수개의 유도판에 의해 이격 고정되게 한 별도의 가속분해 로를 형성하여, 이를 열분해반응 로와 연결 사용함으로서,

가속분해 로에 의해 보다 빠른 폐합성수지의 열분해를 통한 대량의 폐합성수지를 유화시킬 수 있음은 물론 그 처리시간이 현저히 단축되어 부가에너지의 사용량이 감소하므로 재처리 비용이 절감되는 것이며, 용융 반응상태의 폐합성수지를 재차 열분해하므로 그 분해효율이 크게 증대되어 폐합성수지로부터 얻어지는 연료의 회수율이 크게 증대되므로 매우 경제적인 효과가 있는 폐합성수지 유화장치용 가속분해 로를 제공하고자 함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 고안이 적용된 폐합성수지 유화장치의 전체 구성도

도 2는 본 고안 가속분해 로의 일부절개 단면도

도 3은 본 고안 가속분해 로의 유체 이동경로를 도시한 작동도

도 4는 본 고안 가속분해 로 내의 유도판을 도시한 요부 상세설명도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 피더 2 : 용융로

3 : 열분해반응로 4 : 중유분리기

5 : 응축기 6 : 저장탱크

10 : 가속분해로 11,11' : 결합플랜지

12 : 본체 13,13' : 이송관

14,14' : 삽입공 15,15' : 유도판

16 : 직선단부

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 고안이 적용된 폐합성수지 유화장치의 전체 구성도이고, 도 2는 본 고안 가속분해 로의 일부절개 단면도이다.

피더(1)로부터 분쇄상의 폐합성수지를 용융로(2)로 공급되게 하고, 상기 용융로(2)로부터 발생하는 겔상의 폐합성수지는 고온의 열분해반응로(3)로 공급되게 하여, 상기 열분해반응로(3)로부터 발생하는 유류성분을 갖는 기체가 중유분리기(4)로 공급되게 하며, 상기 중유분리기(4)에는 별도의 응축기(5)를 연결하고, 응축기(5)의 타단에는 저장탱크(6)를 형성하여 된 공지의 폐합성수지 유화장치에 있어서,

상기 열분해반응로(3)에는 별도의 가속분해 로(10)를 연결 형성하되,

그 가속분해 로(10)는, 양단에 결합플랜지(11)(11')가 형성되고, 측면 상,하부에는 별도의 연결플랜지(17)(17')를 갖는 중공상의 본체(12) 내측에, 길이방향으로 복수개의 이송관(13)(13')을 형성하고, 각각의 이송관(13)(13')은 다수의 삽입공(14)(14')을 갖는 유도판(15)(15')에 의해 일정간격으로 이격 결합되게 하며,

상기 각각의 유도판(15)(15')은 일측이 절취된 상태의 직선단부(16)를 형성하여, 상기 유도판(15)(15')의 직선단부(16)가 본체(12) 내측에서 상,하 순차적으로 위치되게 장착하여 된 것이다.

이상과 같은 본 고안 가속분해 로의 작용을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1의 도시와 같이, 잘게 분쇄된 상태의 폐합성수지를 별도의 호퍼(도면에는 미도시함)를 통해 피더(1)로 공급하면 상기 피더(1)에 의해 일정량의 분쇄상태 폐합성수지를 용융 로(2)로 연속 공급하게 되는 것이며,

상기 용융 로(2)는 약 320℃의 가열로로서, 고온의 가열에 의해 고체상태의 폐합성수지가 겔상으로 용융되는 것이다.

이러한 용융상태의 폐합성수지는 공급관을 통해 인접한 열분해반응 로(3)로 공급되는 것인데, 상기한 열분해반 응로(3)의 내부온도는 약 430℃ 정도의 고온으로서, 지속적인 가온을 통해 폐합성수지에서는 유류성분을 포함한 기체가 발생되는 것이다.

이때 발생하는 기체는 중유분리기(4) 및 응축기(5), 저장탱크(6)로 순차 공급되면서 연료가 추출되는 것이데, 상기한 기체의 발생량에 따라 연료의 추출량이 결정되는 것으로서, 용융 로(2)로부터 공급되는 겔상의 폐합성수지를 보다 빠르게 기액 분리시켜야 효율적인 에너지의 회수는 물론 그 처리시간이 단축되는 것이다.

따라서, 본 고안에서는, 상기한 열분해반응 로(3)의 일측에 별도의 가속분해 로(10)를 형성하여, 상기 열분해반응 로(3)의 하부와 가속분해 로(10)의 상부를 연결하고, 상기 가속분해 로(10)의 하부와 열분해반응 로(3)의 상부를 각각 연결 형성함으로서,

용융상태의 폐합성수지를 가속분해 로(10) 내부로 유입되게 하고, 약 430℃의 가열에 의해 그 가속분해 로(10) 내부에서 상기한 폐합성수지는 재차 열분해되어 열분해반응 로(3)로 공급되는 것이다.

즉, 상기 가속분해 로(10)는 중공상의 본체(12)로 이루어진 것으로서, 도 3의 도시와 같이 본체(12)의 양단에 형성된 결합플랜지(11)(11')는 열분해반응 로(3)의 상하단과 관체 연결되어 용융상태의 폐합성수지가 이동되게 하는 것으로서,

상기 본체(12)의 내측에 길이방향으로 형성된 무수히 많은 이송관(13)(13')을 통해 유입되는 용융상태의 폐합성수지는 가는 이송관(13)(13')으로 분산 이동하면서 그 열접촉면적이 크게 증대하므로 기액팽창 상태가 되는 것이다.

또한, 상기한 이송관(13)(13')은 복수개의 삽입공(14)(14')을 갖는 유도판(15)(15')에 의해 서로 이격 형성되어 있는 것으로서, 일측 연결플랜지(17)를 통해 유입된 고온의 열기는 상기 유도판(15)(15')에 의해 그 본체(12)의 내부에서 상,하 지그재그상으로 반복 지체되면서 타측 연결플랜지(17')를 통해 배출되는 것인데, 상기 유도판(15)(15')은 도 4의 도시와 같이 일측이 절취된 상태의 직선단부(16)를 갖고 있는 것으로서 상기 직선단부(16)에 의해 본체(12)의 내주면과 유도판(15)(15')의 일측에는 소정의 공간이 확보되므로 연결플랜지(17)를 통해 유입된 고온의 열기는 그 유도판(15)(15')에 의해 본체(12)의 내부 일측으로부터 타측으로 이동되는 동안 상,하 지그재그상으로 이동하게 되므로 유도관(13)(13')의 충분한 가열시간을 제공하여 그 유도관(13)(13')을 따라 이동하는 폐합성수지가 효과적인 열교환을 통해 열분해되게 하는 것이다.

따라서, 지그재그상으로 이동하는 열기 및 무수히 많은 유도관(13)(13')에 의해 그 유도관(13)(13') 내의 폐합성수지는 열교환이 빠르게 이루어져 기액팽창상태가 되면서, 상기 열분해반응 로(3)로 재공급되는 것이다.

이때, 열분해반응 로(3)로 토출되는 가속분해 로(10)내의 폐합성수지는 기액 팽창상태를 갖고 있는 것으로서, 열분해반응 로(3)로 토출됨과 동시에 유류성분을 갖는 기체는 중유분리기(4)로 공급되고 액상의 폐합성수지는 다시 그 열분해반응 로(3) 내부에서 지속적인 열분해과정을 거치게 되는 것이다.

따라서, 상기한 열분해반응 로(3) 자체의 열분해작용 및 상기 가속분해 로(10)를 통한 2차 열분해작용을 동시에 실시하여 보다 증대된 유류가스를 얻을 수 있어, 상기 분리된 가스로부터 많은 량의 연료를 추출할 수 있게 되는 것이다.

특히, 상기한 바와 같은 열분해공정 및 가속분해공정을 동시에 수행하는 경우 약 80% 정도의 회수율이 나타나므로, 대량의 폐합성수지로부터 빠르게 대량의 연료를 고효율적으로 추출할 수 있을 뿐만 아니라, 각 용융 로 및 반응 로, 가속분해 로 등에 공급되는 열에너지 또한 비교적 적은 에너지만이 사용되므로 매우 경제적이라 할 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 고안은 가속분해 로에 의해 보다 빠른 폐합성수지의 열분해를 통한 대량의 폐합성수지를 유화시킬 수 있음은 물론 그 처리시간이 현저히 단축되어 부가에너지의 사용량이 감소하므로 재처리 비용이 절감되는 것이며, 용융 반응상태의 폐합성수지를 재차 열분해하므로 그 분해효율이 크게 증대되어 폐합성수지로부터 얻어지는 연료의 회수율이 크게 증대되므로 매우 경제적인 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 피더(1)로부터 분쇄상의 폐합성수지를 용융로(2)로 공급되게 하고, 상기 용융로(2)로부터 발생하는 겔상의 폐합성수지는 고온의 열분해반응로(3)로 공급되게 하여, 상기 열분해반응로(3)로부터 발생하는 유류성분을 갖는 기체가 중유분리기(4)로 공급되게 하며, 상기 중유분리기(4)에는 별도의 응축기(5)를 연결하고, 응축기(5)의 타단에는 저장탱크(6)를 형성하여 된 공지의 폐합성수지 유화장치에 있어서,

   상기 열분해반응 로(3)에는 별도의 가속분해 로(10)를 연결 형성하되,

   그 가속분해 로(10)는, 양단에 결합플랜지(11)(11')가 형성되고 측면 상,하부에는 별도의 연결플랜지(17)(17')를 갖는 중공상의 본체(12) 내측에, 길이방향으로 복수개의 이송관(13)(13')을 형성하고, 각각의 이송관(13)(13')은 복수개의 삽입공(14)(14')을 갖는 유도판(15)(15')에 의해 일정간격으로 이격 결합되게 하며,

   상기 각각의 유도판(15)(15')은 일측이 절취된 상태의 직선단부(16)를 형성하여, 상기 유도판(15)(15')의 직선단부(16)가 본체(12) 내측에서 상,하 순차적으로 위치되게 함을 특징으로 하는 폐합성수지 유화장치용 가속분해 로.