KR20040068081A - 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치에 관한 것으로, 본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 내부에 내장된 원적외선 히터 즉, 원적외선 봉이나, 원적외선 밴드, 또는 다른 모양의 원적외선 히터가 반응기의 내부에 설치되어 폐플라스틱을 오일로 변환함으로써 효율적으로 히터의 성능을 개선하고, 히팅율을 증가시키도록 한 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 폐플라스틱이 투입되는 반응기의 내부에 설치되고, 폐플라스틱 용해 및 분해에 필요한 열을 공급하는 원적외선 히터가 구비되어 폐플라스틱을 오일로 변환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 적용하면, 본 발명에 따른 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치는 종래의 히터가 내부에 구비된 반응기와는 전혀 다르게 본 발명은 그 내부에 원적외선 히터가 구비되어져 플라스틱을 통한 열 안내율이 매우 우수해지므로 이를 통해 히터의 히팅효율이 증가되도록 함으로 전체 반응기의 수율이 향상된다는 효과가 있다.
Description
본 발명은 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 그 내부에 내장된 원적외선 히터 즉, 원적외선 봉이나, 원적외선 밴드, 또는 다른 모양의 원적외선 히터가 반응기의 내부에 설치되어 폐플라스틱을 오일로 변환함으로써 효율적으로 히터의 성능을 개선하고, 히팅율을 증가시키도록 한 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 일반적으로, 폐플라스틱을 오일로 변환시키는 반응장치는 모두 플라스틱을 오일로 분해시키는 데 필요한 열을 제공하기 위해 고온의 연관가스를 사용하는 구조로 이루어진 미국특허 US 5947721호, US 5951826호, US 5584969호에 의해 공지된 바, 이러한 시스템은 공히 몇가지 문제점을 갖고 있었다.
그 첫째로, 종래의 시스템은 히팅 효율이 높지 않다는 것이다. 그 고온의 연관가스는 열로 변환되어 반응기의 외표면으로 가해지고, 그 외표면은 그 열을 반응기 내부의 플라스틱으로 안내한다. 따라서, 그 열은 직접 플라스틱에 가해지지 않으므로 히팅 효율이 감소되게 된다.
두 번째로, 종래의 시스템은 반응기 외표면에서의 온도분산이 균일하지 못하다는 문제가 있었다. 연관가스가 빨리 도달하면 할수록, 반응기 외표면의 온도가 높아지게 된다. 연관가스가 제일 먼저 도달하게 되는 반응기 외표면의 물질이 적당한 강도로 만들어지게 하기 위해서는 연관가스는 너무 높게 가열되면 안된다. 그렇치 않으면, 반응기의 처리용량이 작아지게 된다.
그러므로, 본 발명에서는 이러한 종래기술의 문제점이 해결되어야만 플라스틱으로부터 오일 변환이 용이해지게 된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 내부에 내장된 원적외선 히터 즉, 원적외선 봉이나, 원적외선 밴드, 또는 다른 모양의 원적외선 히터가 반응기의 내부에 설치되어 폐플라스틱을 오일로 변환함으로써 효율적으로 히터의 성능을 개선하고, 히팅율을 증가시키도록 한 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1a, 1b, 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 히팅 로드의 구조를 나타낸 도면,
도 2a, 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 히팅 로드가 구비된 반응기를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원적외선 히팅 로드가 구비된 반응기를 도시한 투시 사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1,2:폴, 3:히팅부,
4:카보런덤, 5:메탈파이프,
6:원적외선 코팅, 7:절연체,
8:밀봉세트, 10:모터감속기,
11:커플링, 12:오일가스배출구,
13:방사체, 14:돌출지지부,
15:하부로드, 16:플라스틱 투입구,
17:상부로드, 18:맨홀,
19:열전쌍원, 20:배출구,
21':게이지해치, 21:압력게이지노즐,
22:안전밸브노즐, 23:수동비상통기구,
24:레벨게이지노즐, 25:원주형임펠러,
26:게이트패들임펠러, 27:원적외선로드,
28:모터감속기, 29:모터감속기,
30:오일가스배출구, 31:플라스틱투입구,
32:슬러지배출구, 33:밸브,
34:반응기.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 폐플라스틱이 투입되는 반응기의 내부에 설치되고, 폐플라스틱 용해 및 분해에 필요한 열을 공급하는 원적외선 히터가 구비되어 폐플라스틱을 오일로 변환하는 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 반응기는 폐플라스틱을 단독으로 용해 또는 분해하거나, 폐플라스틱을 용해하고 분해하는 공정을 동시에 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 원적외선 히터는 원적외선 히팅 밴드와 다른 형상의 원적외선 히터, 원적외선 히팅 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 폐플라스틱은 PP, PE, PS, PET, PVC 및 기타 플라스틱인 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 반응기의 내부에는 방사체가 포함된 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 방사체는 게이트, 프로펠라, 다른 형태의 방사체 조합물인 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 원적외선 히터는 전기 저항, 원적외선 발산체, 절연체, 보호피막, 밀봉체, 기타 부수물로 이루어진 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 반응기 내부에서 외부로는 전기저항, 절연체(또는, 원적외선 발산체), 보호피막, 원적외선 발산체가 순차적으로 구성된 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치가 제공된다.
바람직하게, 원적외선 방사체는 다양한 메탈 산화제, 질화제, 염화물, 붕소화물로 만들어진 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 보호피막은 철, 스테인레스 등의 금속재질로 이루어진 절연수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 원적외선 방사체는 그 층이 원적외선 히터의 외표면에 덮혀진 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 원적외선 방사체는 그 층이 원적외선 히터의 외표면에 덮혀지지 않을 수 있는 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치가 제공된다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치를 설명하기에 앞서, 주지된 바와 같이, 플라스틱의 열 안내율이 낮기 때문에, 열원으로부터 반응기 내부로 열을 안내하기가 어렵다. 그러나, 플라스틱 예컨대, PP(폴리프로필렌), PE(폴리에틸렌) 및, PS(폴리스티렌)은 원적외선을 용이하게 흡수한다. 특히, 2.5 내지 25의 파장대역에서는 가장 잘 원적외선을 흡수한다. 적외선의 대역이 상기 범위에 있을 때에는 이를 원적외선이라 일컫는다. 그래서, 폐플라스틱이 원적외선에 의해서 히팅될 때, 히팅율과 효율이 증가하게 된다.
상기 PP, PE, PVC, PS, PET 및 기타 플라스틱은 그들의 특정 흡수대역이 존재한다. 다양한 금속 산화제, 질화물, 탄화물 및 붕소화물은 열이 가해질 때, 다른 대역의 원적외선을 방출하고, 동일 물질임에도 각기 다른 온도에서 다른 대역의 원적외선을 방출하는 원적외선 방사체이다. 따라서, 높은 히팅율을 얻기 위해서 원적외선의 대역이 적절한 원적외선 방사체의 선택과 온도운전에 의해 상기 범위에 맞춰져야만 한다.
원적외선 히터는 전기적 저항 및 원적외선 방사체, 절연체, 피복, 밀봉세트 및 기타 수단으로 이루어져 있다. 보호수단은 주로 철, 스테인레스 등의 금속제로 이루어진 분리장치로 구성된다. 반응기 내부에서 스팀으로부터 히터를 분리시키기 위한 분리장치는 고온, 고압에 견딜 수 있어야만 하고, 내식성이 우수해야된다.
원적외선 방사를 강화시키기 위해, 원적외선 히터의 외표면이 원적외선 방사체에 의해 덮혀져 있다. 이를 위해, 원적외선 방사체는 다양한 형태 예컨대, 봉형태, 밴드형태, 기타 형태로 제조 가능하다. 그리고, 그 외주면은 메탈 파이프에 의해 밀폐된다. 그리고, 최종적으로 원적외선 방사체가 도포되게 된다. 그래서, 원적외선은 직접적으로 플라스틱을 가열할 수 있게 된다.
플라스틱이 분해될 때, 그 플라스틱은 코크스로 분해된다. 그 코크스는 방사체의 외표면에 응결되고, 히팅율을 감소시키게 된다. 따라서, 교반기는 반응기의내부에 설치되게 된다. 유체가 방사체로부터 코크스를 벗겨 내게 되므로, 코크스는 히팅율에 거의 영향을 미치지 않거나, 매우 작게 미치게 된다. 상기 방사체는 게이트, 프로펠러, 결합 방사체 그리고, 다른 형상의 방사체가 될 수 있다.
도 1a, 1b, 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 히팅 로드의 구조를 나타낸 도면이다.
이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 히팅 로드는 그 상단에 폴(1), 폴(2)이 결합되어져 있으며, 그 폴(1, 2)은 히팅 로드(15, 17)의 상단으로부터 그 내부로 일부 내입되어져 있다. 그리고, 상기 폴(1,2)의 하부에는 히팅부(3)가 구비되어져 있다.
상기 히팅부(3)는 메탈파이프(5)의 중심측으로 배치되어져 있고, 상기 메탈파이프(5)와 히팅부(3)의 사이에는 카보런덤(4)이 구비되어져 있고, 그 메탈파이프(5)의 외주연에는 원적외선 코팅층(6)이 위치되어져 있다. 또한, AC전원이 히팅부(3)로 연결된 폴(1, 2)을 통해 로드 내부로 인가되게 된다.
상기 카보런덤(4)의 온도가 600℃이상에 도달할 수 있을 때까지 히팅부(3)는 히팅되고, 그 원적외선은 외부로 방출되고, 열로 전환되어 파이프(5)에 가해진다. 그 사이에, 원적외선 코팅(6)은 상기 파이프(5)로부터 열을 전달받고, 그 원적외선은 열매체 또는 스팀을 매개로 외부로 발산된다. 더불어, 참조부호 7은 절연체이며, 참조부호 8은 밀봉세트이다.
원적외선 히팅 로드외에도, 특정 요구에 따라 원적외선 방사체는 다른 모양 예컨대, 밴드, 원 형상으로 제작될 수도 있다.
도 2a, 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 히팅 로드가 구비된 반응기를 도시한 도면이다.
이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 히팅 로드(15,17)가 구비된 반응기(40)는 그 내주연을 따라 다수개의 로드(15,17)가 구비되는 바, 한 군의 로드는 상부에 구비된 상부 로드(17)이며, 다른 군의 로드는 반응기의 바닥면에 설치된 하부 로드(15)이다.
폐플라스틱 조각들은 플라스틱 투입구(16)를 통해 반응기 내부로 공급되어지고, 상부 로드(17)와 하부로드(15)로부터 열을 흡수하여 용해 및 분해된다. 방사체(13)는 회전가능하게 구성되어져 있으며, 그 방사체(13)는 중심에 축을 형성하는 축봉과 커플링(11)을 매개로 연결되어져 있고, 그 축봉의 상단에는 별도의 기어(미도시)를 통해 모터(미도시)와 치합되어져 있다. 따라서, 그 방사체(13)가 축봉의 회전에 의해 회전되면서 용융된 플라스틱 액을 휘젓고, 로드(15, 17)의 표면으로부터 코크스를 벗겨낸다.
방사체(13)에 의해 저어진 코크스는 반응기(40)의 아래로 천천히 침강하고, 플라스틱 액과 함께 슬러지 배출구(20)를 통해 반응기의 외부에 구비된 슬러지 저장탱크(미도시)로 배출된다. 상기 코크스와 플라스틱 혼합액은 본 발명에서는 슬러지라고 명명한다.
플라스틱 분해유체로부터 분리된 가스는 오일 가스 배출구(12)를 통해 다른 유닛 예컨대, 염화수소 가스를 중화시킬 수 있는 스크러버(미도시; 가스세정기), 가스가 경오일이나 중오일로 분리되는 증류탑 또는, 촉매가 구비되어져 있으며 무거운 요소를 더 가벼운 요소로 분리시키는 2차 반응기로 흐르게 된다.
더불어, 상기 반응기(40)는 다수의 부가장치가 구비되는 바, 모터 감속기(10), 맨홀(18), 열전쌍원(19), 레벨 게이지 노즐(24), 압력 게이지 노즐(21), 게이지 해치(21), 안전밸브 노즐(22), 수동 비상 통기구(23), 커플링(11), 돌출 지지부(14)로 구성된다. 본 발명에서 도시된 부가장치는 각기 이미 공지된 구성이므로 이에 대한 상세 설명은 생략하고, 본 발명의 요지는 원적외선 히터에 의해 히팅 효율이 월등히 증가되는 구조의 반응기를 제공함에 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원적외선 히팅 로드가 구비된 반응기를 도시한 투시 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동일 종류이기는 하나 그 방사체의 형상이 상이한 원적외선 로드(27)가 그 내부에 설치되어져 있는 반응기(34)를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 반응기 내부에서 복수개의 방사체는 그 반응기에 구비된 모터 감속기(28, 29)와 연장된 상태로, 각각 분리되어져 있다. 또한, 참조부호 25는 원주형태의 임펠러이고, 참조부호 26은 게이트 패들 임펠러이다. 두 임펠러의 사이에는 반응기 저면부 상단에 고정된 원적외선 로드(27)가 설치되어져 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 반응기는 플라스틱 투입구(31), 오일 가스 배출구(30), 슬러지 배출구(32)와, 다른 기타 부속물(미도시)을 더 포함하여 구성된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일변환장치는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치는 종래의 히터가 내부에 구비된 반응기와는 전혀 다르게 본 발명은 그 내부에 원적외선 히터가 구비되어져 플라스틱을 통한 열 안내율이 매우 우수해지므로 이를 통해 히터의 히팅효율이 증가되도록 함으로 전체 반응기의 수율이 향상된다는 효과가 있다.
Claims (12)
- 폐플라스틱이 투입되는 반응기의 내부에 설치되고, 폐플라스틱 용해 및 분해에 필요한 열을 공급하는 원적외선 히터가 구비되어 폐플라스틱을 오일로 변환하는 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반응기는 폐플라스틱을 단독으로 용해 또는 분해하거나, 폐플라스틱을 용해하고 분해하는 공정을 동시에 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 원적외선 히터는 원적외선 히팅 밴드와 다른 형상의 원적외선 히터, 원적외선 히팅 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 폐플라스틱은 PP, PE, PS, PET, PVC 및 기타 플라스틱인 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반응기의 내부에는 방사체가 포함된 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 방사체는 게이트, 프로펠라, 다른 형태의 방사체 조합물인 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 원적외선 히터는 전기 저항, 원적외선 발산체, 절연체, 보호피막, 밀봉체, 기타 부수물로 이루어진 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 반응기 내부에서 외부로는 전기저항, 절연체(또는, 원적외선 발산체), 보호피막, 원적외선 발산체가 순차적으로 구성된 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치.
- 제 7 항에 있어서, 원적외선 방사체는 다양한 메탈 산화제, 질화제, 염화물, 붕소화물로 만들어진 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 보호피막은 철, 스테인레스 등의 금속재질로 이루어진 절연수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 원적외선 방사체는 그 층이 원적외선 히터의 외표면에 덮혀진 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 원적외선 방사체는 그 층이 원적외선 히터의 외표면에 덮혀지지 않을 수 있는 것을 특징으로 하는 원적외선 히터가 구비된 폐플라스틱의 오일 변환장치.
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| KR (1) | KR20040068081A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011034989A3 (en) * | 2009-09-16 | 2011-06-23 | Envion, Inc. | Decomposition of waste plastics |
| US8864946B2 (en) | 2008-08-20 | 2014-10-21 | P-Fuel Ltd | Disposal of electrical and electronic equipment |
| CN110343538A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-18 | 中山市至善生物科技有限公司 | 一种多段式远红外热裂解装置 |
-
2004
- 2004-07-08 KR KR1020040052913A patent/KR20040068081A/ko not_active Application Discontinuation
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