KR20060054301A - 탄화물 제조 장치 및 탄화물 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전로체 내에서의 탄화물(활성탄 등)의 브릿지의 발생을 방지하는 동시에 부착을 억제할 수 있고, 품질이 일정하고 양호한 탄화물을 효율적으로 제조할 수 있는 탄화물 제조 장치에 관한 것이다. 본 장치는 예를 들어 가열로(2)와, 이 가열로 내에서 회전 가능하게 지지되는 회전로체(4)와, 이 회전로체를 회전시키는 회전 구송 수단(5)과, 회전로체의 내면측에 설치되고 또한 회전로체의 회전에 의해 회전로체 내에 투입된 소정량의 투입물(폐타이어 칩 또는 탄화 칩 등)을 데싱하는 데싱(dashing) 수단[데싱 부재(6)]과, 회전로체에 진동을 부여하는 진동 부여 수단[체인 형상 부재(7a, 7b)]을 구비한다.

가열로, 회전로체, 데싱 부재, 체인 형상 부재, 회수 호스, 틸팅 모터

Description

탄화물 제조 장치 및 탄화물 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING CARBIDE}

본 발명은 탄화물 제조 장치 및 탄화물 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 회전로체 내에서의 탄화물의 브릿지의 발생을 억제할 수 있는 동시에 탄화물의 부착을 억제할 수 있어, 품질이 일정하고 양질인 탄화물을 효율적으로 제조할 수 있는 탄화물 제조 장치 및 탄화물 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 특히 폐타이어를 원료로 하여 품질이 일정하고 양질인 활성탄을 제조하는 기술로서 유효하게 이용된다.

최근, 자동차의 보급에 수반하여 폐타이어의 발생량이 급증하고 있고, 게다가, 처분장의 처리 능력 등의 문제로부터 그 모두를 단순히 폐기 처분하는 것이 곤란해지면서, 폐타이어의 유효한 재이용 방법이 검토되고 있다. 이러한 관점에서, 폐타이어를 원료로 하여 활성탄을 제조하는 다양한 기술이 제안되고 있다(예를 들어 특허문헌 1 내지 3 참조).

예를 들어, 특허문헌 1에는 내주면측에 나선 돌조를 설치하여 이루어지는 통 형상의 노 본체를 구비하고, 이 노 본체를 회전시키는 동시에 내부에 열풍을 송입함으로써, 이 노 본체 내에 일단부측으로부터 투입되는 폐타이어를 분쇄하여 이루 어지는 칩을 나선 돌조에 의해 교반하는 동시에 노 본체의 일단부로부터 타단부를 향해 반송하면서 가열하여 활성탄을 제조하는 로터리킬른식의 탄화물 제조 장치가 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에서는 나선 형상 돌조에 의해 칩을 데싱 교반하고 있지만, 여기서는 칩을 충분히 교반할 수 없어 칩의 브릿지(굳어짐)가 발생하여, 품질이 일정하고 양질(예를 들어 고비표면적 등)인 활성탄을 얻을 수 없다. 또한, 나선 형상 돌조에 탄화물이 부착하기 쉬워 그 청소 등을 빈번히 행할 필요가 있었다. 또한, 소위 가스 부활법(수증기 부활법)이 채용되어 있으므로, 적용되는 원료가 한정되어 있는 것, 제조 공정이 복잡한 것 등의 문제가 있어 폐타이어를 원료로서 활성탄을 제조하는 기술에는 적합하지 않다.

또한, 예를 들어 특허문헌 2에는 본 출원인에 의해 가열로 내에서 회전 가능하게 지지된 6각 통형상의 칩 홀더(회전로체)와, 이 칩 홀더를 회전시키는 회전 구동 수단을 구비하고, 칩 홀더에 투입된 소정량의 폐타이어 칩을 수산화알칼리 금속과 접촉시킨 상태에서 가열하여 활성탄을 제조하도록 한 기술이 개시되어 있다. 이에 의해, 폐타이어를 원료로 하여 비교적 양질인 활성탄을 얻을 수 있다.

그러나, 특허문헌 2에서는 다각 형상(6각 형상)의 칩 홀더(4)의 각각의 모서리부에 의해 칩을 데싱 교반하도록 하고 있지만, 여기서는 칩을 충분히 교반할 수 없어 역시 탄화물의 브릿지가 발생하는 경우가 있고, 그 경우 품질이 일정하고 양질인 활성탄을 얻을 수 없다. 또한, 칩 홀더(4)에는 칩과 수산화알칼리 금속을 접촉시키기 위한 다수의 관통 구멍(43)이 형성되어 있으므로, 이들의 관통 구멍(43) 에 탄화물이 부착하게 되어 그 청소 등을 빈번하게 행할 필요가 있었다. 또한, 내열 강도성 등의 관점에서, 칩 홀더(4)를 고가의 재료로 작성할 필요가 있어 장치 전체적으로 비교적 고가의 것으로 되어 있었다.

또한, 특허문헌 2에서는, 가열로(2) 내에 다각 형상(6각 형상)의 칩 홀더(4)와, 수산화알칼리 금속을 받아들이기 위한 버킷(3)과, 가열실을 구획하기 위한 내프레임 부재(20)를 설치하고 있으므로 복잡한 다중 통 구조이고, 장치 전체적으로 역시 고가의 것으로 되어 있었다. 또한, 장치 전체의 크기에 비해 칩 홀더에의 칩 투입량이 비교적 적어 생산 효율이 낮은 것이었다.

또한, 특허문헌 2에서는 가열로(2)를 구성하는 노 본체(7)로부터 덮개(8)를 제거한 상태에서 칩 홀더(4)의 판재(44a)를 개방하여 칩을 투입하거나, 칩 홀더(4)와 함께 버킷(3)을 반전시켜 탄화물을 배출할 필요가 있어 번잡한 투입 및 배출 처리로 되어 있었다.

또한, 예를 들어 특허문헌 3에는 폐타이어를 칩화하여, 이것과 수산화칼륨 등의 알칼리 금속염을 혼합하여 가열함으로써 활성탄을 제조하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 3에서는 사용하는 약품(수산화칼륨 등)의 가격이 높아, 더욱 제조 비용의 저감과 함께 얻게 되는 활성탄의 품질의 향상이 요구되었다.

특허문헌 1 ; 일본 특허 공개 평9-227112호 공보.

특허문헌 2 ; 일본 특허 공개 제2003-64372호 공보.

특허문헌 3 ; 일본 특허 공개 평4-292409호 공보.

이상으로부터, 본 발명은 상기 실정에 비추어 이루어진 것으로, 회전로체 내에서의 탄화물의 브릿지의 발생을 억제할 수 있는 동시에 탄화물의 부착을 억제할 수 있어, 품질이 일정하고 양질인 탄화물을 효율적으로 제조할 수 있는 탄화물 제조 장치 및 탄화물 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 이하와 같다.

1. 가열로와, 상기 가열로 내에서 회전 가능하게 지지되는 회전로체와, 상기 회전로체를 회전시키는 회전 구동 수단과, 상기 회전로체에 진동을 부여하는 진동 부여 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄화물 제조 장치.

2. 가열로와, 상기 가열로 내에서 회전 가능하게 지지되는 회전로체와, 상기 회전로체를 회전시키는 회전 구동 수단과, 상기 회전로체의 내면측에 설치되고 또한 상기 회전로체의 회전에 의해 상기 회전로체 내에 투입된 소정량의 투입물을 데싱하는 데싱 수단과, 상기 회전로체에 진동을 부여하는 진동 부여 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄화물 제조 장치.

3. 상기 가열로가 틸팅 가능하게 지지되는 동시에, 상기 가열로와 함께 상기 회전로체를 틸팅시킬 수 있는 틸팅 구동 수단을 더 구비하는 상기 2에 기재된 탄화물 제조 장치.

4. 상기 틸팅 구동 수단이 상기 투입물의 투입량에 따라서 상기 가열로와 함께 상기 회전로체를 틸팅시킬 수 있도록 구성되어 있는 상기 3에 기재된 탄화물 제조 장치.

5. 상기 진동 부여 수단이 상기 회전로체의 내면측에 적어도 일단부가 부착된 하나 또는 복수의 체인 형상 부재로 이루어지는 상기 2에 기재된 탄화물 제조 장치.

6. 복수의 상기 체인 형상 부재가 상기 회전로체의 회전 방향을 따라 소정 간격으로 배치되어 있는 동시에, 그 인접하여 배치되는 상기 체인 형상 부재 중 한쪽이 일단부 지지 타입이고, 다른 쪽이 양단부 지지 타입인 상기 5에 기재된 탄화물 제조 장치.

7. 상기 데싱 수단이 상기 회전로체의 축심(C)을 따라 연장되는 데싱부와, 상기 데싱부로 이어지면서 또한 상기 회전로체의 축심(C)과 소정의 경사각(α)을 갖고 교차하는 방향으로 연장되는 교차부를 갖는 하나 또는 복수의 데싱 부재로 이루어지고, 상기 교차부가 상기 회전로체의 일단부측에 설치된 개구부에 근접하여 배치되어 있는 상기 2에 기재된 탄화물 제조 장치.

8. 상기 회전로체가 원통 형상으로 형성되어 있는 상기 2에 기재된 탄화물 제조 장치.

9. 상기 회전로체의 일단부측에 상기 회전로체의 축심(C)을 따라 연장되면서 또한 불활성 가스가 공급되는 가스 공급관이 연결되어 있는 동시에, 상기 회전로체의 타단부측에 상기 회전로체의 축심(C)을 따라 연장되면서 또한 상기 회전로체 내에서 생기는 배기 가스를 배기하는 가스 배기관의 일단부측이 연결되어 있는 상기 2에 기재된 탄화물 제조 장치.

10. 상기 가스 배기관의 타단부측에 연결되면서 또한 상기 배기 가스를 탈취하는 탈취 장치를 더 구비하는 상기 9에 기재된 탄화물 제조 장치.

11. 상기 가스 배기관의 타단부측에 상기 배기 가스를 냉각하는 냉각기를 거쳐서 상기 탈취 장치가 연결되는 상기 10에 기재된 탄화물 제조 장치.

12. 상기 탈취 장치가 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의해 가열된 상기 배기 가스를 물세척하는 물세척 기구와, 그 물세척으로 생기는 물세척 폐액을 회수하는 폐액 회수 수단을 갖는 상기 10에 기재된 탄화물 제조 장치.

13. 상기 투입물이 폐타이어를 분쇄하여 이루어지는 폐타이어 칩 및/또는 상기 폐타이어 칩을 가열하여 이루어지는 탄화 칩인 상기 2에 기재된 탄화물 제조 장치.

14. 상기 1에 기재된 탄화물 제조 장치를 이용하는 탄화물 제조 방법이며,

가열로 내에서 회전로체를 회전시켜 상기 회전로체 내에 투입된 투입물을 가열하는 가열 공정을 구비하고, 상기 가열 공정에 있어서 진동 부여 수단에 의해 상기 회전로체에 진동을 부여하는 것을 특징으로 하는 탄화물 제조 방법.

15. 상기 2에 기재된 탄화물 제조 장치를 이용하는 탄화물 제조 방법이며,

가열로 내에서 회전로체를 회전시켜 상기 회전로체 내에 투입된 투입물을 가열하는 가열 공정을 구비하고, 상기 가열 공정에 있어서 데싱 수단에 의해 상기 투입물을 데싱 올리는 동시에, 진동 부여 수단에 의해 상기 회전로체에 진동을 부여하는 것을 특징으로 하는 탄화물 제조 방법.

16. 상기 회전로체에 투입하기 전의 상기 투입물을 탄산알칼리 금속 용액에 침지하는 침지 공정을 더 구비하고, 상기 가열 공정에서는 상기 회전로체 내에서 상기 탄산알칼리 금속 용액에 침지된 상기 투입물을 수산화알칼리 금속과 혼합하여 가열하는 동시에, 상기 탄산알칼리 금속 용액이 상기 가열 공정에서 발생하는 배기 가스를 물세척할 때에 회수되는 물세척 폐액인 상기 15에 기재된 탄화물 제조 방법.

17. 상기 가열 공정에서는 상기 회전로체 내에서 상기 투입물을 가열하여 탄화물을 생성하고, 그 후, 상기 탄화물을 수산화알칼리 금속과 혼합하여 가열하여 활성탄으로 하는 상기 15에 기재된 탄화물 제조 방법.

18. 상기 투입물이 폐타이어를 분쇄하여 이루어지는 폐타이어 칩 및/또는 상기 폐타이어 칩을 가열하여 이루어지는 탄화 칩인 상기 15에 기재된 탄화물 제조 방법.

본 발명의 탄화물 제조 장치에 따르면, 가열되는 가열로 내에서 회전로체를 회전시키면, 진동 부여 수단에 의해 회전로체에 진동이 부여된다. 이에 의해, 회전로체 내에서의 탄화물의 브릿지의 발생이 억제되는 동시에, 회전로체 내에서의 탄화물의 부착이 억제된다. 그 결과, 품질이 일정하고 양질인 탄화물을 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 장치 전체적으로 간이하고 저렴한 구조로 할 수 있다.

본 발명의 다른 탄화물 제조 장치에 따르면, 가열되는 가열로 내에서 회전로체를 회전시키면, 데싱 수단에 의해 투입물이 데싱되는 동시에, 진동 부여 수단에 의해 회전로체에 진동이 부여된다. 이에 의해, 투입물을 보다 확실하게 데싱 교반할 수 있고, 회전로체 내에서의 탄화물의 브릿지의 발생이 방지되는 동시에, 회전로체 내에서의 탄화물의 부착이 억제된다. 그 결과, 품질이 일정하고 양질인 탄화물을 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 장치 전체적으로 간이하고 저렴한 구조로 할 수 있다.

또한, 틸팅 구동 수단을 더 구비하는 경우에는 투입물의 투입이나 탄화물의 배출 등의 각각의 처리에 적합한 소정의 경사각이 되도록 가열로와 함께 회전로체를 틸팅시킬 수 있다.

또한, 상기 틸팅 구동 수단이 상기 투입물의 투입량에 따라서 상기 가열로와 함께 상기 회전로체를 틸팅시키도록 구성되어 있는 경우에는, 투입물의 투입량에 적합한 소정의 경사각이 되도록 가열로와 함께 회전로체를 틸팅시킬 수 있다.

또한, 상기 진동 부여 수단이 체인 형상 부재가 되는 경우에는, 회전로체의 회전에 의해 체인 형상 부재가 회전로체의 내주면에 접촉하여 회전로체에 적당한 강도의 진동을 부여할 수 있다.

또한, 복수의 상기 체인 형상 부재가 상기 회전로체의 회전 방향을 따라 소정 간격으로 배치되어 있는 동시에, 그 인접하여 배치되는 상기 체인 형상 부재 중 한쪽이 일단부 지지 타입이고, 다른 쪽이 양단부 지지 타입인 경우에는, 일단부 지지 타입의 체인 형상 부재에 의해 데싱 수단에 의한 데싱 작용을 조장할 수 있는 동시에, 일단부 지지 타입 및 양단부 지지 타입의 체인 형상 부재에 의해 더욱 적당한 강도의 진동을 회전로체에 부여할 수 있다.

또한, 상기 데싱 부재가 데싱부와, 교차부를 갖는 데싱 부재로 이루어지고, 상기 교차부가 상기 회전로체의 일단부측에 설치한 급배구부(給排口部)에 근접하여 배치되어 있는 경우에는, 교차부에 의해 회전로체의 정회전시에는 투입물의 개구부측으로의 이동이 억제되는 동시에, 회전로체의 역회전시에는 탄화물이 개구부측으로 적극적으로 이동된다.

또한, 상기 회전로체가 원통 형상으로 형성되어 있는 경우에는, 한번의 배치로 더욱 대량의 투입물을 투입할 수 있다.

또한, 상기 회전로체의 일단부측에 가스 공급관이 연결되어 있는 동시에, 상기 회전로체의 타단부측에 배기 가스를 배기하는 가스 배기관의 일단부측이 연결되어 있는 경우에는, 회전로체 내에 불활성 가스를 용이하게 공급할 수 있는 동시에, 회전로체 내에서 발생하는 배기 가스를 용이하게 배기할 수 있다.

또한, 탈취 장치를 더 구비하는 경우에는 회전로체 내에서 발생하는 배기 가스를 탈취할 수 있다.

또한, 상기 가스 배기관의 타단부측에 상기 배기 가스를 냉각하는 냉각기를 거쳐서 상기 탈취 장치가 연결되는 경우에는 배기 가스로부터 유분 등을 회수한 후 탈취할 수 있다.

또한, 상기 탈취 장치가 가열 수단과, 물세척 기구와, 폐액 회수 수단을 갖는 경우에는 회전로체 내에서 발생하는 배기 가스를 보다 확실하게 탈취할 수 있다. 또한, 물세척 폐액을 회수하여 재이용할 수 있다.

또한, 상기 투입물이 폐타이어 칩 및/또는 탄화 칩인 경우에는 폐타이어를 원료로 하여 품질이 일정하고 양질인 활성탄을 효율적으로 제조할 수 있다.

본 발명의 탄화물 제조 방법에 따르면, 가열되는 가열로 내에서 회전로체를 회전시키면, 진동 부여 수단에 의해 회전로체에 진동이 부여된다. 이에 의해, 회전로체 내에서의 탄화물의 브릿지의 발생이 방지되는 동시에, 회전로체 내에서의 탄화물의 부착이 억제된다. 그 결과, 품질이 일정하고 양질인 탄화물을 효율적으로 제조할 수 있다.

본 발명의 다른 탄화물 제조 방법에 따르면, 가열되는 가열로 내에서 회전로체를 회전시키면, 데싱 수단에 의해 투입물이 데싱되는 동시에, 진동 부여 수단에 의해 회전로체에 진동이 부여된다. 이에 의해, 투입물을 보다 확실히 데싱 교반할 수 있고, 회전로체 내에서의 탄화물의 브릿지의 발생이 방지되는 동시에, 회전로체 내에서의 탄화물의 부착이 억제된다. 그 결과, 품질이 일정하고 양질인 탄화물을 효율적으로 제조할 수 있다.

또한, 침지 공정을 더 구비하고, 상기 가열 공정에서는 상기 회전로체 내에서 상기 탄산알칼리 금속 용액에 침지된 상기 투입물을 수산화알칼리 금속과 혼합하여 가열하는 동시에, 상기 탄산알칼리 금속 용액이 상기 가열 공정에서 발생하는 배기 가스를 물세척할 때에 회수되는 물세척 폐액인 경우에는, 물세척 폐액을 재이용하여 수산화알칼리 금속의 사용량을 삭감하여 제조 비용을 대폭으로 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 가열 공정에서는 상기 회전로체 내에서 상기 투입물을 가열하여 탄화물을 생성하고, 그 후, 상기 탄화물을 수산화알칼리 금속과 혼합하여 가열하여 활성탄으로 하는 경우에는 제조 효율을 매우 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 투입물이 폐타이어 칩 및/또는 탄화 칩인 경우에는 폐타이어를 원료로 하여 품질이 일정하고 양질인 활성탄을 효율적으로 제조할 수 있다.

도1은 본 실시예에 관한 탄화물 제조 장치의 종단면도면이다.

도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

도3은 도1의 주요부 확대도이다.

도4는 탈취 장치를 설명하기 위한 주요부 단면도이다.

도5는 투입물의 데싱 작용을 설명하기 위한 작용 설명도이다.

도6은 투입물의 데싱 작용을 설명하기 위한 작용 설명도이다.

도7은 가열로의 그 밖의 틸팅 형태를 설명하기 위한 흐름도이다.

(탄화물 제조 장치)

본 발명에 관한 탄화물 제조 장치는 이하에 서술하는 가열로, 회전로체, 회전 구동 수단 및 진동 부여 수단을 구비하여 구성된다. 이 탄화물 제조 장치는 예를 들어 후술하는 데싱 수단, 틸팅 구동 수단, 탈취 장치 및 냉각기를 더 구비할 수 있다.

상기「가열로」의 구조, 형상, 크기 등은 특별히 문제되지 않는다. 이 가열로는 예를 들어 가열실이 형성된 가열로 본체와, 이 가열로 본체에 부착되면서 또한 이 가열실을 가열할 수 있는 가열 수단(예를 들어 연소 버너 등)을 가질 수 있다. 또한, 이 가열로는 예를 들어 수평축 주위에 틸팅 가능하게 지지되어 있을 수 있다. 이에 의해, 투입물의 투입이나 탄화물의 배출 등에 적합한 원하는 경사각으로 가열로를 틸팅시킬 수 있다. 또한, 상기 가열로 본체는 예를 들어 각통 형상으로 형성되어 있을 수 있지만, 용량 및 가공성 등의 관점에서 원통 형상으로 형성되 어 있는 것이 바람직하다.

상기「회전로체」는 가열로 내에서 회전 가능하게 지지될 수 있는 한, 그 구조, 형상, 크기 등은 특별히 문제되지 않는다. 이 회전로체는 통상 그 축심 주위로 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 이 회전로체는 예를 들어 그 주위면측에 설치되는 투입 및 배출용 개폐 도어를 가질 수 있다. 또한, 이 회전로체는 예를 들어 그 일단부측이 투입 및 배출용 개구부에 형성되어 있을 수 있다. 또한, 이 회전로체는 예를 들어 후술하는 실시예에서 설명하는 바와 같이 직경이 큰 원통부와, 이 직경이 큰 원통부의 일단부측에 연결되어 직경이 축소되는 테이퍼부와, 이 테이퍼부의 일단부측으로 이어지는 직경이 작은 원통 형상의 개구부를 가질 수 있다. 또한, 이 회전로체는 예를 들어 각통 형상으로 형성되어 있을 수 있지만, 용량 및 가공성 등의 관점에서 원통 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또, 상기 회전로체가 각통 형상으로 형성되어 있는 경우, 이 회전로체의 회전에 의해 회전로체의 각 주위면의 교차부에 의해 투입물이 데싱되게 된다.

또한, 이 회전로체는 예를 들어 그 일단부측에 이 회전로체의 축심을 따라 연장되고 또한 불활성 가스(예를 들어 질소, 아르곤, 헬륨 등)가 공급되는 가스 공급관이 연결되어 있는 동시에, 그 타단부측에 이 회전로체의 축심을 따라 연장되고 또한 회전로체 내에서 생기는 배기 가스를 배기하는 가스 배기관의 일단부측이 연결되어 있을 수 있다.

상기「회전 구동 수단」은 회전로체를 회전시킬 수 있는 한, 그 구조, 구동 형태 등은 특별히 문제되지 않는다. 이 회전 구동 수단은 예를 들어 제어 수단과, 이 제어 수단에 의해 구동 제어되는 구동 수단(예를 들어 구동 모터, 실린더 등)과, 이 구동 수단의 동력을 회전로체에 전달하는 동력 전달 기구를 가질 수 있다.

상기「진동 부여 수단」은 회전로체에 진동을 부여할 수 있는 한, 그 구조, 진동 부여 형태 등은 특별히 문제되지 않는다. 이 진동 부여 수단은 예를 들어 전용의 구동 수단(예를 들어 구동 모터, 실린더 등)과, 이 구동 수단에 의해 회전로체에 접촉하여 진동을 부여하는 진동 부여 부재를 가질 수 있다. 보다 간이하고 저렴한 구조로 할 수 있는 등의 관점에서, 진동 부여 수단이 상기 회전로체의 회전에 의해 이 회전로체에 접촉하여 회전로체에 진동을 부여하는 진동 부여 부재를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 이 진동 부여 부재는 예를 들어 회전로체의 외측에 설치할 수 있지만, 더욱 적당한 강도의 진동을 부여할 수 있는 등의 관점에서 회전로체의 내측에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 이 진동 부여 부재로서는, 예를 들어 회전로체 내에 투입되어 자유롭게 이동(구름 이동) 가능한 구 형상 부재, 블럭 형상 부재 등을 들 수 있다. 더욱 적당한 강도의 진동을 부여할 수 있는 등의 관점으로부터 진동 부여 부재가 적어도 일단부가 부착된 체인 형상 부재, 로프 형상 부재(예를 들어 와이어 로프 등), 막대 형상 부재 등인 것이 바람직하다. 특히, 회전로체의 내면측에 적어도 일단부가 부착된 체인 형상 부재인 것이 바람직하다. 이 체인 형상 부재는 예를 들어 회전로체의 내면측에 그 일단부만을 부착하여 이루어지는 일단부 지지 타입이거나, 회전로체의 내면측에 그 양단부를 부착하여 이루어지는 양단부 지지 타입일 수 있다. 또한, 이 체인 형상 부재는 예를 들어 다수의 고리 형상 부재를 차례로 연결하여 이루어지는 것이거나, 다수의 연결 부재를 차례로 회전 가능하게 지지하여 이루어지는 것일 수 있다.

또한, 이 체인 형상 부재는 예를 들어 회전로체의 회전 방을 따라 소정 간격(바람직하게는 등피치 간격)으로 복수 배치되어 있을 수 있다. 이들 복수의 체인 형상 부재의 각각의 단부는, 예를 들어 후술하는 데싱 부재에 부착되어 있을 수 있다. 또한, 이들 복수의 체인 형상 부재는 예를 들어 전체가 일단부 지지 타입이거나, 전체가 양단부 지지 타입이거나, 일단부 지지 타입과 양단부 지지 타입의 조합일 수 있다. 더욱 적당한 강도의 진동을 부여할 수 있는 등의 관점에서, 후술하는 실시예에서 설명하는 바와 같이, 복수의 체인 형상 부재 중 회전로체의 회전 방향에 인접하여 배치되는 한쪽이 일단부 지지 타입이고, 다른 쪽이 양단부 지지 타입인 것이 바람직하다. 이 경우, 특히, 일단부 지지 타입의 체인 형상 부재가 회전로체의 축심을 따라 소정의 간격을 갖고 복수 배치되어 있는 동시에, 양단부 지지 타입의 체인 형상 부재가 회전로체의 축심을 따라 소정의 헐거움량을 갖고 현수되어 있는 것이 바람직하다(도1 참조).

상기「데싱 수단」은 회전로체의 내면측에 마련되고 또한 회전로체의 회전에 의해 투입물을 데싱할 수 있는 한, 그 구조, 형상, 설치 형태 등은 특별히 문제되지 않는다. 이 데싱 수단은 예를 들어 회전로체의 축심을 따라 연장되는 데싱 부재로 구성될 수 있다. 또한, 이 데싱 부재의 형상으로서는, 예를 들어 직선 현상, 굴곡 형상, 만곡 형상, 나선 형상 등을 들 수 있다. 또한, 이 데싱 부재의 종단면 형상으로서는, 예를 들어 직사각 형상, 굴곡 형상, 만곡 형상, 다른 형장 등을 예로 들 수 있다. 또한, 이 데싱 부재의 재질로서는, 예를 들어 스틸, 세라믹 등을 들 수 있다. 또한, 이 데싱 부재는 예를 들어 그 표면에 내열 코팅층(바람직하게는 알루미나 코팅층)을 가질 수 있다. 또한, 이 데싱 부재는 예를 들어 회전로체의 회전 방향을 따라 소정 간격(바람직하게는 등피치 간격)으로 복수 배치되어 있을 수 있다.

또한, 상기 데싱 부재는 예를 들어 회전로체의 축심을 따라 연장되는 데싱부와, 이 데싱부로 이어지면서 또한 회전로체의 축심과 회전로체의 회전 방향으로 소정의 경사각을 갖고 교차하는 방향으로 연장되는 교차부를 갖고, 그 교차부가 회전로체의 일단부측에 설치된 개구부에 근접하여 배치되어 있을 수 있다. 이에 의해, 교차부의 교차 각도나 회전로체의 회전 방향 등을 적절한 값으로 설정하면, 이 교차부에 의해 회전로체의 정방향으로의 회전시에는 회전로체 내의 투입물의 개구부측으로의 이동이 억제되는 동시에, 회전로체의 역방향으로의 회전시에는 회전로체 내의 탄화물이 개구부측으로 적극적으로 이동된다.

상기「틸팅 구동 수단」은 가열로와 함께 회전로체를 소정의 경사각이 되도록 틸팅시킬 수 있는 한, 그 구조, 틸팅 형태 등은 특별히 문제되지 않는다. 이 틸팅 구동 수단은 예를 들어 제어 수단과, 이 제어 수단에 의해 구동 제어되는 구동 수단(예를 들어 구동 모터, 실린더 등)과, 이 구동 수단의 동력을 회전로체에 전달하는 동력 전달 기구를 가질 수 있다. 또한, 이 틸팅 구동 수단은 예를 들어 후술하는 실시예에서 설명하는 바와 같이, 회전로체의 개구부가 실질적으로 수평 방향을 향하는 경사각(예를 들어 0도 등), 회전로체의 개구부가 수평 방향으로부터 비스듬히 상방을 향하는 경사각(예를 들어 45도 등), 회전로체의 개구부가 수평 방 향으로부터 비스듬히 하방을 향하는 경사각(예를 들어 －45도 등) 중 원하는 각도가 되도록 가열로와 함께 회전로체를 틸팅시킬 수 있도록 구성되어 있을 수 있다. 또, 상기「경사각」이라 함은, 수평 방향과 회전로체의 축심과의 교차하는 각도를 의미한다.

또한, 상기 틸팅 구동 수단은 예를 들어 투입물의 투입량에 따른 소정의 경사각이 되도록 가열로와 함께 회전로체를 틸팅시킬 수 있도록 구성되어 있을 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 투입물의 투입량이 미리 설정된 기준 투입량(설정치) 이하인 경우에는 회전로체의 개구부가 실질적으로 수평 방향을 향하는 경사각(예를 들어 0도 등)이 되도록 가열로 및 회전로체를 틸팅시키는 한편, 투입물의 투입량이 기준 투입량을 초과하는 경우에는 회전로체의 개구부가 수평 방향으로부터 비스듬히 상방을 향하는 경사각(예를 들어 3도 등)이 되도록 가열로 및 회전로체를 틸팅시킬 수 있다. 따라서, 대량의 투입물을 투입하는 경우라도 회전로체의 개구부로부터의 투입물의 누설을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

상기「탈취 장치」는 상기 가스 배기관의 타단부측에 착탈 가능하게 연결되고 또한 배기 가스를 탈취할 수 있는 한, 그 구조, 탈취 형태 등은 특별히 문제되지 않는다. 이 탈취 장치는 예를 들어 가열 수단(예를 들어 연소 버너 등)과, 이 가열 수단에 의해 가열된 배기 가스를 물세척하는 물세척 기구와, 이 물세척 기구에 의해 생기는 물세척 폐액을 회수하는 폐액 회수 수단을 가질 수 있다. 이에 의해, 투입물과 수산화알칼리 금속(예를 들어 수산화칼륨 및/또는 수산화나트륨 등)을 혼합시켜 가열할 때에 발생하는 배기 가스를 보다 확실하게 탈취할 수 있는 동 시에, 그 탈취에 있어서의 물세척 폐액(예를 들어 탄산칼륨 및/또는 탄산나트륨 용액 등)을 회수하여, 후술하는 바와 같이 투입 전의 투입물 침지용 용액으로서 재이용할 수 있다. 이 물세척 기구는 예를 들어 수돗물이 공급되는 살수 노즐과, 이 살수 노즐로부터 살수된 수돗물을 안내하여 유수(流水) 커텐을 형성하기 위한 우산 형상 부재를 가질 수 있다. 이에 의해, 가열 수단으로 가열된 배기 가스를 유수 커텐을 통해서 물세척한 후 외기로 릴리프시킬 수 있다. 또, 상기 탈취 장치는 배기 통로의 도중에 설치되는 내열성 촉매를 가질 수 있다.

상기「냉각기」는 상기 가스 배기관의 타단부측에 착탈 가능하게 연결되고 또한 배기 가스를 냉각할 수 있는 한, 그 구조, 냉각 형태 등은 특별히 문제되지 않는다. 이 냉각기에는 상기 탈취 장치가 착탈 가능하게 연결된다. 배기 가스 중의 유분 등을 효율적으로 회수할 수 있는 등의 관점에서 이 냉각기가 수냉식인 것이 바람직하다.

상기「투입물」은 회전로체에 투입될 수 있는 한, 그 재질, 투입량 등은 특별히 문제되지 않는다. 이 투입물로서는 예를 들어 폐타이어, 폐플라스틱, 나무 부스러기, 섬유 칩, 휴지, 오니 등을 들 수 있다. 이 투입물은 예를 들어 폐타이어를 분쇄하여 이루어지는 폐타이어 칩 및/또는 폐타이어 칩을 가열하여 이루어지는 탄화물(분말, 칩은 문제가 되지 않음)일 수 있다. 이 폐타이어 칩은 통상 공지의 분쇄기를 이용하여 원하는 크기로 파쇄되어 있다. 또한, 통상, 공지의 자선기를 이용하여 탈스틸 처리되어 있다. 또한, 이 폐타이어 칩의 형상으로서는 예를 들어 각이진 덩어리 형상, 섬유 형상 등을 들 수 있다. 또한, 상기 분말 및 칩의 형상 및 크기 등은 특별히 한정되지 않고, 양자를 말하는 경우에는「칩」이라 한다.

본 탄화물 제조 장치로 제조되는「탄화물」로서는, 예를 들어 카본블랙, 활성탄, 흑연 등을 들 수 있다.

(탄화물 제조 방법)

본 발명에 관한 탄화물 제조 방법은 상술한 탄화물 제조 장치를 이용하는 탄화물 제조 방법이며, 이하에 서술하는 가열 공정을 구비하여 구성된다. 이 탄화물 제조 방법은 예를 들어 후술하는 침지 공정 및 세정 공정을 더 구비할 수 있다. 또, 이 탄화물 제조 방법에 있어서의 투입물 및 이 탄화물 제조 방법으로 제조되는 탄화물로서, 예를 들어 상술한 탄화물 제조 장치에서 설명한 상기 투입물 및 상기 탄화물을 적용할 수 있다.

상기「가열 공정」은 상기 가열로 내에서 상기 회전로체를 회전시켜 회전로체 내에 투입된 상기 투입물을 가열할 때에, 상기 진동 부여 수단에 의해 회전로체에 진동을 부여하는 공정이다. 이 가열 공정은 예를 들어 상기 데싱 수단에 의해 투입물을 데싱하는 동시에, 상기 진동 부여 수단에 의해 회전로체에 진동을 부여하는 공정일 수 있다. 또한, 이 가열 공정의 가열 조건 등은 특별히 문제가 되지 않지만, 예를 들어 카본블랙 등을 얻는 경우에는 가열 온도가 400 내지 550 ℃, 바람직하게는 480 내지 520 ℃이다. 한편, 활성탄을 얻는 경우에는 가열 시간이 800 내지 950 ℃, 바람직하게는 880 내지 920 ℃도이다. 이 경우, 가열 분위기로서는 불활성 가스(질소, 아르곤, 헬륨 등)의 분위기하가 바람직하고, 특히 질소 분위기 하에서 행하면 얻게 되는 활성탄의 비표면적을 크게 할 수 있어 바람직하다.

상기 가열 공정은, 예를 들어 (1) 상기 회전로체 내에서 투입물로서 상기 폐타이어 칩 등의 비탄화물 원료를 가열하여 카본블랙 등의 탄화물을 생성하는 공정이거나, (2) 상기 회전로체 내에서 투입물로서 카본블랙 등의 탄화물을 가열하여 활성탄 또는 흑연 등의 탄화물을 생성하는 공정이거나, (3) 상기 회전로체 내에서 투입물로서 상기 폐타이어 칩 등의 비탄화물 원료를 가열하여 활성탄 또는 흑연 등의 탄화물을 생성하는 공정일 수 있다. 특히, 상기 (2) 형태에 있어서, 투입물을 수산화알칼리 금속과 혼합시키는 경우, 활성탄을 생성할 수 있다.

상기 가열 공정은, 예를 들어 상기 회전로체 내에서 폐타이어 칩 등의 투입물을 가열하여 카본블랙 등의 탄화물을 생성하고, 그 후 그 탄화물을 수산화알칼리 금속과 혼합하여 가열하여 활성탄을 생성하는 공정일 수 있다. 이에 의해, 1대의 탄화물 제조 장치를 이용하여 비탄화물 원료로부터 활성탄을 얻을 수 있고, 종래 일반적으로 2대의 탄화 장치 및 부활 장치를 병설하여 활성탄을 얻는 것에 비해 제조 효율을 매우 향상시킬 수 있다. 특히, 이 가열 공정이 우선 회전로체로 이어지는 가스 배기관을 상기 탈취 장치에 연결하고, 그 후, 상기 회전로체 내에서 상기 투입물(예를 들어 상술한 폐타이어 칩)을 가열하여 탄화물(예를 들어 상술한 탄화 칩 등)을 생성하고, 다음에 회전로체로 이어지는 가스 배기관을 상기 냉각기를 거쳐서 상기 탈취 장치에 연결하고, 계속해서 그 탄화물을 수산화알칼리 금속과 혼합하여 가열하여 활성탄으로 하는 공정인 것이 바람직하다.

상기「침지 공정」은 상기 회전로체에 투입하기 전의 상기 투입물을 탄산알 칼리 금속 용액(예를 들어 탄산칼륨 및/또는 탄산나트륨 용액 등)에 침지하는 공정이다. 그 침지 조건 등은 특별히 문제되지 않고, 상온에서 교반함으로써 행해지거나, 가열하면서 행해질 수 있다. 이 침지 공정을 구비함으로써, 투입 전의 투입물에 부착된 유분 등의 오염을 제거할 수 있을 뿐 아니라, 그 투입물의 표면에 탄산알칼리 금속을 부착시킴으로써, 그 후의 투입물과 수산화알칼리 금속(예를 들어 수산화칼륨 및/또는 수산화나트륨 등)을 혼합하여 가열할 때, 수산화알칼리 금속의 사용량을 억제할 수 있다. 또, 보다 양질인 활성탄을 얻을 수 있는 동시에, 회전로체에의 활성탄의 부착을 억제할 수 있는 등의 관점에서 상기 탄산알칼리 금속 용액이 탄산칼륨 용액인 동시에, 상기 수산화알칼리 금속이 수산화칼륨인 것이 바람직하다.

상기「탄산알칼리 금속 용액」으로서는 물 등의 수계 용매에 탄산알칼리 금속을 용해시켜 조정한 것을 이용해도 좋지만, 상술한 바와 같이 가열 공정에서 발생하는 배기 가스를 물세척할 때에 회수되는 물세척 폐액, 후술하는 세정 공정에서 회수되는 세정 폐액, 양 공정에서 회수되는 폐액의 혼합물 등을 이용할 수 있다. 이에 의해, 활성탄의 제조 과정에서 생긴 물세척 폐액이나 세정 폐액을 유효하게 재이용할 수 있다. 또, 상기 가열 공정에 있어서, 투입물을 수산화알칼리 금속과 혼합하여 가열할 때, 탄산알칼리 금속이 생기므로 가열시의 배기 가스를 물세척하거나, 가열 후의 탄화물을 세정하면, 탄산알칼리 금속을 함유하는 폐액이 생기게 된다.

상기「세정 공정」은 상기 가열 공정에서 얻을 수 있는 탄화물을 세정하는 공정이다. 이 세정 공정을 구비함으써 얻게 되는 탄화물(조활성탄 등)의 표면에 잔존하고 있는 성분을 제거할 수 있다. 이 세정 방법, 조건 등은 특별히 한정되지 않고, 그 세정액으로서는 물, 온수 등의 수계 용매가 이용된다. 이에 의해, 탄산알칼리 금속을 함유하는 세정 폐액을 회수하여 상술한 바와 같이 재이용할 수 있다. 또한, 세정액으로서 산성 용액을 이용하고, 활성탄을 침지 세정하면, 탄화물(조활성탄)의 표면에 잔존하고 있는 탄산칼륨 등의 알칼리 성분을 중화 제거할 수 있는 동시에, 칩 중에 잔존하고 있던 아연 등 중금속 성분을 제거할 수 있기 때문에 바람직하다. 또, 이 세정 공정에 있어서, 세정 후의 활성탄의 건조 조건 등은 특별히 한정되지 않고, 자연 건조나, 건조기를 이용한 가열 건조일 수 있다.

(1) 탄화물 제조 장치의 구성

이하, 도면을 이용하여 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다.

본 실시예에 관한 탄화물 제조 장치(1)는 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 수평축 주위에 틸팅 가능하게 지지되는 가열로(2), 이 가열로(2)를 틸팅시키는 틸팅 구동 수단(3), 이 가열로(2) 내에서 축심(C) 주위에 회전 가능하게 지지되는 회전로체(4), 이 회전로체(4)를 회전시키는 회전 구동 수단(5), 이 회전로체(4)의 회전에 의해 회전로체(4) 내에 투입된 투입물을 데싱하는 데싱 부재(6) 및 이 회전로체(4)에 진동을 부여하는 체인 형상 부재(7a, 7b)를 구비하여 기본적으로 구성된다.

상기 가열로(2)는 그 내부에 가열실(8a)이 형성된 원통 형상의 가열로 본체(8)를 갖고 있다. 이 가열로 본체(8)의 주위면에는 상하 한 쌍의 연소 버너(9)가 부착되어 있다. 그리고, 이들 한 쌍의 연소 버너(9)를 제어 수단(15)으로 가열 제 어함으로써, 가열실(8a) 내를 임의의 온도로 상승 및 하강시킬 수 있게 되어 있다. 또한, 가열로 본체(8)의 주위면의 좌우 양측에는 좌우 한 쌍의 지지축(10)이 돌출 설치되고, 이들 한 쌍의 지지축(10)이 바닥면에 설치된 좌우한 쌍의 지지 프레임(11)에 베어링(12)을 거쳐서 틸팅 가능하게 지지되어 있다. 한쪽의 지지축(10)(도2 중에서 지면 상방 우측)에는 커플링(13)을 거쳐서 감속 기구 및 브레이크 기구(도시하지 않음)를 내장하여 이루어지는 틸팅 모터(14)의 구동축이 연결되어 있다. 따라서, 이 틸팅 모터(14)를 제어 수단(15)으로 구동 제어함으로써, 가열로(2)와 함께 회전로체(8)가 원하는 경사각이 되도록 틸팅될 수 있게 되어 있다. 구체적으로는, 회전로체(8)의 축심(C)이 수평을 향하는 상태(도1 중 실선으로 나타냄), 회전로체(8)의 축심(C)이 수평과 교차하는 방향을 향하는 상태(도1 중 가상선으로 나타냄) 등이 되도록 가열로(2) 및 회전로체(8)가 틸팅된다. 또, 상기 제어 수단(15)은 통상 제어반 내에 내장되고, 이 제어반에 마련된 입력 수단(예를 들어 스위치, 키보드 등), 표시 수단(예를 들어 LED 표시 장치 등) 등의 입출력 제어도 담당한다.

여기서, 상기 틸팅 모터(14) 및 제어 수단(15) 등에 의해 본 발명에 관한「틸팅 구동 수단」이 구성되어 있다고 할 수 있다.

상기 회전로체(4)는 직경이 큰 원통부(16a), 이 직경이 큰 원통부(16a)로 이어지는 테이퍼부(16b) 및 이 테이퍼부(16b)으로 이어지고 일단부측을 개구한 직경이 작은 원통 개구부(16c)[본 발명에 관해서는「개구부」로서 예시함. 이하, 단순히 개구부(16c)라고도 약기함)를 갖고 있다. 또한, 이 직경이 큰 원통부(16a)의 일단부측에는 지지축부(16d)가 설치되어 있다. 그리고, 이 회전로체(4)의 지지축부(16d) 및 개구부(16c)는 가열로 본체(8)의 양단부측에 형성된 지지 구멍(8b)에 삽통되는 동시에, 가열로 본체(8)의 양단부측에 돌출되어 안내 롤러(17)에 의해 안내 지지되어 있다. 또한, 가열로 본체(8)의 외주단부에 설치한 지지 부재(18)에는 회전 모터(19)와, 이 회전 모터(19)의 구동축에 체인 기구(21)를 거쳐서 연계되는 입력축을 갖는 감속기(20)가 적재되어 있다. 이 감속기(20)의 출력축에는 체인 기구(22)를 거쳐서 회전로체(4)의 지지축부(16d)의 선단부가 연계되어 있다. 따라서, 이 회전 모터(19)를 제어 수단(15)으로 구동 제어함으로써, 회전로체(4)가 원하는 회전 방향 및 속도를 갖고 회전될 수 있게 되어 있다.

여기서, 상기 회전 모터(19) 및 제어 수단(15) 등에 의해 본 발명에 관한「회전 구동 수단」이 구성되어 있다고 할 수 있다.

또한, 회전로체(4)의 개구부(16c)에는 그 개구를 폐쇄하는 덮개 부재(24)가 착탈 가능하게 부착되어 있다. 이 덮개 부재(24)에는 회전로체(4)의 내부 공간으로 이어지는 가스 배기관(25)이 부착되어 있다. 이 가스 배기관(25)의 일단부측에는 탈취 장치(30)로 연결하기 위한 접속관(26)이 축심을 일치시켜 접속되어 있다. 또, 이 가스 배기관(25)의 일단부측에는 공지의 냉각기(27)(도1 중 가상선으로 나타냄)에 연결하기 위한 다른 접속관(도시하지 않음)을 접속할 수 있도록 되어 있다. 또한, 회전로체(4)의 지지축부(16d)에는 회전로체(4)의 내부 공간으로 이어지는 가스 공급관(28)이 축심을 일치시켜 설치되어 있다. 이 가스 공급관(28)에는 불활성 가스로서 질소 가스가 공급될 수 있게 되어 있다.

상기 탈취 장치(30)는 도4에 도시한 바와 같이 그 내부에 배기 통로(31a)가 형성된 상하 방향으로 연장되는 배연통체(31)를 갖고 있다. 이 배연통체(31)에는 그 배기 통로(31a)를 향하도록 상기 접속관(26)[혹은 냉각기(27)를 구성하는 냉각관]이 연결되어 있다. 또한, 이 배연통체(31)에는 배기 통로(31a) 내를 가열하는 연소 버너(32)(본 발명에 관한「가열 수단」으로서 예시함)가 부착되어 있다. 또한, 이 배연통체(31)의 상단부측에는 배기 가스를 물세척하기 위한 물세척 기구(33)가 설치되어 있다. 이 물세척 기구(33)는 배기 통로(31a)의 상단부측에 연결되고 또한 상면측 일부를 개방하여 이루어지는 회수 상자(34)를 갖고 있다. 이 회수 상자(34)의 내부에는 수돗물이 공급되는 살수 노즐(35)과, 이 살수 노즐(35)로부터 살수된 물을 안내하여 유수 커텐을 형성하기 위한 우산 형상 부재(36)가 설치되어 있다. 또한, 이 회수 상자(34)의 경사 형상의 바닥판에 형성된 회수 구멍(37)에는 회수 호스(38)의 상단부가 연결되어 있다. 이 회수 호스(38)의 하단부는 물세척 폐액을 회수하는 회수 용기(39)를 향하고 있다.

여기서, 상기 회수 상자(34), 회수 호스(38) 및 회수 용기(39) 등에 의해 본 발명에 관한「폐액 회수 수단」이 구성되어 있다고 할 수 있다.

상기 회전로체(4)의 내주면에는 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 원주 방향을 따라 소정의 피치 간격(45도 간격)으로 복수(4개)의 평판 형상의 데싱 부재(6)가 용착되어 있다. 각 데싱 부재(6)는 도3에 도시한 바와 같이 직경이 큰 원통부(16a)의 내주면에 용착되는 데싱부(6a)와, 이 데싱부(6a)로 이어지면서 또한 테이퍼부(16b)의 내주면에 용착되는 교차부(6b)를 갖고 있다. 이 데싱부(6a)는 회전로 체(4)의 축심(C)을 따라 연장되어, 회전로체(4)의 회전에 의해 회전로체(4) 내의 투입물을 데싱하는 기능을 한다. 또한, 교차부(6b)는 회전로체(4)의 축심(C)과 소정의 경사각(α)을 갖고 교차하는 방향으로 연장되어 있다. 그리고, 이 교차부(6b)는 회전로체(4)의 정방향으로의 회전에 의해 직경이 큰 원통부(16a) 내의 투입물의 개구부(16c)측으로의 이동을 억제하는 기능을 하는 동시에, 회전로체(4)의 역방향으로의 회전에 의해 직경이 큰 원통부(16a) 내에서 얻게 되는 활성탄을 개구부(16c)측으로 적극적으로 안내하는 기능을 한다. 또, 상기 데싱 부재(6)는 스틸로 이루어지고, 그 표면에 알루미나 코팅층이 형성되어 있다.

여기서, 상기 복수의 데싱 부재(6) 등에 의해 본 발명에 관한「데싱 수단」이 구성되어 있다고 할 수 있다.

상기 복수의 데싱 부재(6) 중 회전로체(4)의 회전 방향(R)을 따라 인접하는 한쪽의 데싱 부재(6)에 있어서의 데싱부(6a)에는 체인 형상 부재(7a)의 양단부가 부착되어 있다. 따라서, 이 체인 형상 부재(7a)는 회전로체(4)의 축심(C)을 따라 소정의 휨을 갖고 현수되게 된다. 또한, 인접하는 다른 쪽의 데싱 부재(6)에 있어서의 데싱부(6a)에는 회전로체(4)의 축심(C)을 따라 소정 간격을 갖고 복수(2개)의 체인 형상 부재(7b)의 일단부가 부착되어 있다. 또, 이들 각 체인 형상 부재(7a, 7b)는 다수의 고리 형상 부재를 차례로 연결하여 구성된다.

여기서, 상기 복수의 체인 형상 부재(7a, 7b) 등에 의해 본 발명에 관한「진동 부여 수단」이 구성되어 있다고 할 수 있다.

(2) 탄화물 제조 장치의 작용

다음에, 상기 구성의 탄화물 제조 장치(1)의 작용에 대해 설명한다. 또, 본 실시예에서는 본 발명에 관한「투입물」로서, 폐타이어 칩(예를 들어 3 내지 5 ㎜ 직사각형 칩)을 가열하여 이루어지는 탄화 칩(예를 들어 1 내지 3 ㎜ 직사각형 칩)을 예시한다. 또한, 본 실시예에서는 상기 탄화물 제조 장치(1)로, 그 탄화 칩을 가열(부활)하여 활성탄(예를 들어 입경 1 ㎜ 미만의 분말)을 얻는 것으로 한다.

우선, 준비 상태로서 투입 전의 탄화 칩을 탄산칼륨 용액 중에 침지시켜 둔다. 이 수산화칼륨 용액은 후술하는 바와 같이 탈취 장치(30)로 회수되는 물세척 폐액이다.

다음에, 회전로체(4)의 개구부(16c)로부터 덮개 부재(24)를 제거하여 개구부(16c)를 개방해 둔다. 이 상태로부터 작업자에 의한 압박 버튼 조작 등에 의해 제어 수단(15)에 투입 신호가 입력되면, 제어 수단에 의한 틸팅 모터의 틸팅 제어에 의해 가열로(2)와 함께 회전로체(4)가 틸팅되고, 그 개구부(16c)가 비스듬히 상방을 향한다(도1 중 가상선으로 나타냄). 그 후, 작업자에 의해 그 개구부(16c)로부터 소정량(예를 들어 13.5 ㎏)의 탄화 칩 및 소정량(예를 들어 21 ㎏)의 수산화칼륨 프레이크가 회전로체(4)의 개구부(16c)로부터 직경이 큰 원통부(16a)의 바닥측을 향해 투입된다. 다음에, 그 개구부(16c)가 수평을 향하도록 가열로(2)와 함께 회전로체(4)를 틸팅시킨 후, 개구부(16c)에 덮개 부재(24)를 부착한다. 또한, 덮개 부재(24)의 가스 배기관(25)을 접속관(25)을 거쳐서 탈취 장치(30)의 배연통체(31)에 연결하여 회전로체(4)의 내부 공간과 배연통체(31)의 배기 통로(31a)를 연락한다.

계속해서, 탈취 장치(30)의 연소 버너(32)에 의해 배기 통로(31a) 내를 소정온도(약 1200 ℃)까지 승온시킨다. 또한, 제어 수단(15)에 의한 회전 모터(19)의 회전 제어에 의해 회전로체(4)를 소정의 회전 방향(R) 및 속도로 회전시킨다. 또한, 가스 공급관(28)에 의해 회전로체(4)의 내부 공간에 질소 가스를 공급한다. 또한, 제어 수단(15)에 의한 연소 버너(9)의 가열 제어에 의해 가열로(2)의 가열실(8a)을 소정 온도(약 900 ℃)까지 승온시킨다. 그러면, 회전로체(4)에 투입된 탄화 칩이 질소 분위기하에서 수산화칼륨과 혼합하여 가열되게 된다.

상기 탄화 칩의 가열시에는 도5 및 도6에 도시한 바와 같이 회전로체(4)의 회전에 수반하여 각 데싱 부재(6)에 의해 탄화 칩이 데싱되는 동시에, 각 체인 형상 부재(7a, 7b)가 회전로체(4)의 내주면에 접촉하여 회전로체(4)에 진동이 부여된다. 그러면, 그 진동에 의해 데싱 부재(6)에 의해 데싱된 탄화 칩이 바닥측을 향해 낙하되고, 회전로체(4) 내에서 탄화 칩이 필요 충분하게 데싱 교반되게 된다. 또, 2종류의 체인 형상 부재(7a, 7b) 중 일단부 지지 타입의 체인 형상 부재(7b)의 물결 운동 등에 의해 데싱 부재(6)에 의한 탄화 칩의 데싱 작용이 보조된다(도6 참조).

또한, 회전로체(4) 내에서 발생하는 배기 가스는 도4에 도시한 바와 같이 가스 배기관(25) 및 접속관(26)을 통해 배기 통로(31a)에 도입되고, 이 배기 통로(31a)의 도중에서 연소 버너(32)에 의해 가열된다. 그리고, 그 가열된 배기 가스는 물세척 기구(33)에 의해 형성되는 유수 커텐을 통해 외기로 배출된다. 또한, 물세척 기구(33)에서 사용한 물세척 폐액은 회수 호스(38)를 거쳐서 회수 용기(39) 내에 회수되고, 상술한 바와 같이 투입 전의 탄화 칩 침지용 탄산칼륨 용액으로서 재이용된다.

그 후, 회전로체(4) 내에서 활성탄을 얻게 되면, 회전 모터(19) 및 연소 버너(9)의 구동을 정지시켜 노 냉각을 행한다. 다음에, 탈취 장치(30)와 가스 배기관(25)과의 접속을 해제하는 동시에, 회전로체(4)의 개구부(16c)로부터 덮개 부재(24)를 제거한다. 계속해서, 제어 수단(15)에 의한 틸팅 모터(14)의 틸팅 제어에 의해 가열로(2)와 함께 회전로체(4)를 틸팅시키고, 회전로체(4)의 개구부(16c)를 비스듬히 하방을 향하게 한다(도1 중 가상선으로 나타냄). 그 상태에서 제어 수단(15)에 의한 회전 모터(19)의 회전 제어에 의해 회전로체(4)를 역방향으로 회전시키면, 각 데싱 부재(6)의 교차부(6b)의 안내에 의해 회전로체(4) 내의 활성탄이 개구부(16c)로부터 외부로 적극적으로 안내된다. 그 후, 그 배출된 활성탄(조활성탄)을 세정 및 건조시켜 일련의 처리가 종료하게 된다.

(3) 실시예의 효과

이상과 같이 본 실시예의 탄화물 제조 장치(1)에서는 회전로체(4)의 내부에 복수의 데싱 부재(6)를 설치하는 동시에, 각 데싱 부재(6)에 체인 형상 부재(7a, 7b)의 단부를 장착하였으므로, 회전로체(4)에 체인 형상 부재(7a, 7b)가 접촉(충돌)하여 생기는 진동에 의해 데싱 부재(6)에서 데싱된 탄화 칩이 낙하되어, 회전로체(4) 내에서 탄화 칩을 보다 확실하게 데싱 교반할 수 있다. 따라서, 부활의 진행을 빠르게 하여 더욱 브릿지의 발생이 방지되는 동시에 탄화물의 부착이 억제되어, 폐타이어를 원료로 하여 품질이 일정하고 양질인 활성탄을 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 회전로체(4)의 회전에 의해 체인 형상 부재(7a, 7b)가 회전로체(4)에 접촉하여 진동을 부여하도록 하였으므로, 장치 전체적으로 매우 저렴하고 또한 간이한 구조로 할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 제어 수단(15)에 의한 틸팅 모터(14)의 틸팅 제어에 의해 가열로(2)와 함께 회전로체(4)를 원하는 경사각(예를 들어 45도, 0도, －45도 등)이 되도록 틸팅시킬 수 있도록 하였으므로, 탄화 칩 등의 투입, 가열, 활성탄의 배출 등의 처리를 보다 간이 및 신속하게 행할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 회전로체(4)의 회전 방향(R)에 인접하여 배치되는 한쪽 데싱 부재(6)에 양단부 지지 타입의 체인 형상 부재(7a)를 설치하는 동시에, 다른 쪽 데싱 부재(6)에 일단부 지지 타입의 체인 형상 부재(7b)를 설치하였으므로 회전로체(4)에 의해 확실하게 적당한 강도의 진동을 부여할 수 있는 동시에, 탄화 칩의 데싱 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 각 데싱 부재(6)에는 회전로체(4)의 개구부(16c)에 근접하는 부위에 회전로체(4)의 축심(C)과 소정의 경사각(α)을 갖고 교차하는 방향으로 연장되는 교차부(6b)를 설치하였으므로, 이 교차부(6b)에 의해 가열 시의 탄화 칩의 개구부(16c)측으로의 이동을 억제할 수 있는 동시에, 배출시의 활성탄의 개구부(16c)측으로의 이동을 안내할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 탈취 장치(30)에 물세척 폐액을 회수하기 위한 회수 상자(34)를 설치하고, 이 회수 상자(34)에 회수 호스(38)를 거쳐서 회수 용기(39)를 연락하였으므로, 탄화 칩의 가열시에 발생하는 배기 가스를 탈취할 수 있는 동 시에, 그 탈취시에 생기는 물세척 폐액을 회수하여 탄화 칩 침지용 탄산칼륨 용액으로서 재이용할 수 있다. 그 결과, 탄화 칩의 가열시의 수산화칼륨의 사용량을 줄여 제조 비용을 대폭으로 저감시킬 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는, 상기 실시예에 한정되지 않고, 목적, 용도에 따라서 본 발명의 범위 내에서 여러 가지 변경한 실시예로 할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는, 탄화물 제조 장치(1)를 부활 장치로서 사용하는 형태를 예시하였지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 탄화물 제조 장치(1)를 탄화 장치로서 사용할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 회전로체(4) 내에 투입된 폐타이어 칩을 가열(탄화)하여 탄화 칩으로 할 수 있다. 이 경우, 가스 공급관(28)에는 질소가 공급되지 않고, 또한 회전로체(4)와 탈취 장치(30)가 냉각기(27)(도1 참조)를 거쳐서 연락된다. 이에 의해, 냉각기(27)에 의해 배기 가스에 포함되는 유분을 회수한 후, 그 배기 가스를 탈취할 수 있다.

또한, 탄화물 제조 장치(1)를 탄화 및 부활 장치로서 사용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 우선 회전로체(4) 내에서 폐타이어 칩을 가열하여 탄화 칩을 생성하고, 그 후 그 탄화 칩을 수산화알칼리 금속과 혼합하여 가열하여 활성탄으로 한다. 이에 의해, 종래 일반적으로 2대의 탄화 장치 및 부활 장치를 병설하여 활성탄을 얻는 것에 비해, 제조 효율을 매우 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 양단부 지지 타입의 체인 형상 부재(7a)와 일단부 지지 타입의 체인 형상 부재(7b)를 조합하여 구성하였지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 모든 체인 형상 부재를 양단부 지지 타입으로 하거나, 일단부 지지 타입으 로 해도 좋다. 또한, 본 실시예에서는 양단부 지지 타입의 체인 형상 부재(7a)와 일단부 지지 타입의 체인 형상 부재(7b)를 회전로체(4)의 회전 방향(R)을 따라 차례로 교대로 배치하도록 하였지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 같은 타입의 체인 형상 부재가 인접하여 이어지도록 배치해도 좋다.

또한, 본 실시예의 체인 형상 부재(7a)의 헐거움 정도나, 회전로체(4)의 축심(C)을 따라 배치되는 체인 형상 부재(7b)의 개수 등은 적절하게 변경할 수 있다.

또한, 본 실시예의 제어 수단(15)을 도7에 도시한 바와 같이 투입물의 투입량 데이터가 입력되고(스텝 S1), 그 입력치와 미리 설정된 설정치를 비교하여(스텝 S2), 입력치가 설정치를 초과하는 경우[스텝 S2에서 예(YES) 판정된 경우]에는 경사각(약 3도)을 갖고 회전로체의 개구부가 비스듬히 상방을 향하도록 틸팅 모터를 틸팅 제어하고(스텝 S3), 그 후 회전 모터 및 연소 버너를 제어(스텝 S4)하도록 구성할 수 있다. 또, 입력치가 설정치 이하인 경우[단계 2에서 아니오(NO) 판정된 경우]에는 스텝 S3을 건너뛰고 스텝 S4로 이행된다.

산업상의 이용가능성으로서는, 예를 들어 폐타이어, 폐플라스틱, 휴지, 섬유 칩, 나무 부스러기, 오니 등의 폐기물을 원료로 하여 품질이 일정하고 양질인 활성탄을 제조하는 용도로서 적용할 수 있다.

Claims (18)

1. 가열로와, 상기 가열로 내에서 회전 가능하게 지지되는 회전로체와, 상기 회전로체를 회전시키는 회전 구동 수단과, 상기 회전로체에 진동을 부여하는 진동 부여 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄화물 제조 장치.
2. 가열로와, 상기 가열로 내에서 회전 가능하게 지지되는 회전로체와, 상기 회전로체를 회전시키는 회전 구동 수단과, 상기 회전로체의 내면측에 설치되고 또한 상기 회전로체의 회전에 의해 상기 회전로체 내에 투입된 소정량의 투입물을 데싱하는 데싱 수단과, 상기 회전로체에 진동을 부여하는 진동 부여 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄화물 제조 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 가열로가 틸팅 가능하게 지지되는 동시에, 상기 가열로와 함께 상기 회전로체를 틸팅시킬 수 있는 틸팅 구동 수단을 더 구비하는 탄화물 제조 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 틸팅 구동 수단이 상기 투입물의 투입량에 따라서 상기 가열로와 함께 상기 회전로체를 틸팅시킬 수 있도록 구성되어 있는 탄화물 제조 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 진동 부여 수단이 상기 회전로체의 내면측에 적어도 일단부가 부착된 하나 또는 복수의 체인 형상 부재로 이루어지는 탄화물 제조 장치.
6. 제5항에 있어서, 복수의 상기 체인 형상 부재가 상기 회전로체의 회전 방향을 따라 소정 간격으로 배치되어 있는 동시에, 그 인접하여 배치되는 상기 체인 형상 부재 중 한쪽이 일단부 지지 타입이고, 다른 쪽이 양단부 지지 타입인 탄화물 제조 장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 데싱 수단이 상기 회전로체의 축심(C)을 따라 연장되는 데싱부와, 상기 데싱부로 이어지면서 또한 상기 회전로체의 축심(C)과 소정의 경사각(α)을 갖고 교차하는 방향으로 연장되는 교차부를 갖는 하나 또는 복수의 데싱 부재로 이루어지고, 상기 교차부가 상기 회전로체의 일단부측에 설치된 개구부에 근접하여 배치되어 있는 탄화물 제조 장치.
8. 제2항에 있어서, 상기 회전로체가 원통 형상으로 형성되어 있는 탄화물 제조 장치.
9. 제2항에 있어서, 상기 회전로체의 일단부측에 상기 회전로체의 축심(C)을 따라 연장되면서 또한 불활성 가스가 공급되는 가스 공급관이 연결되어 있는 동시에, 상기 회전로체의 타단부측에 상기 회전로체의 축심(C)을 따라 연장되면서 또한 상기 회전로체 내에서 생기는 배기 가스를 배기하는 가스 배기관의 일단부측이 연결되어 있는 탄화물 제조 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 가스 배기관의 타단부측에 연결되면서 또한 상기 배기 가스를 탈취하는 탈취 장치를 더 구비하는 탄화물 제조 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 가스 배기관의 타단부측에 상기 배기 가스를 냉각하는 냉각기를 거쳐서 상기 탈취 장치가 연결되는 탄화물 제조 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 탈취 장치가 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의해 가열된 상기 배기 가스를 물세척하는 물세척 기구와, 그 물세척으로 생기는 물세척 폐액을 회수하는 폐액 회수 수단을 갖는 탄화물 제조 장치.
13. 제2항에 있어서, 상기 투입물이 폐타이어를 분쇄하여 이루어지는 폐타이어 칩 및/또는 상기 폐타이어 칩을 가열하여 이루어지는 탄화 칩인 탄화물 제조 장치.
14. 제1항에 기재된 탄화물 제조 장치를 이용하는 탄화물 제조 방법이며,

    가열로 내에서 회전로체를 회전시켜 상기 회전로체 내에 투입된 투입물을 가열하는 가열 공정을 구비하고, 상기 가열 공정에 있어서 진동 부여 수단에 의해 상 기 회전로체에 진동을 부여하는 것을 특징으로 하는 탄화물 제조 방법.
15. 제2항에 기재된 탄화물 제조 장치를 이용하는 탄화물 제조 방법이며,

    가열로 내에서 회전로체를 회전시켜 상기 회전로체 내에 투입된 투입물을 가열하는 가열 공정을 구비하고, 상기 가열 공정에 있어서 데싱 수단에 의해 상기 투입물을 데싱하는 동시에, 진동 부여 수단에 의해 상기 회전로체에 진동을 부여하는 것을 특징으로 하는 탄화물 제조 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 회전로체에 투입하기 전의 상기 투입물을 탄산알칼리 금속 용액에 침지하는 침지 공정을 더 구비하고, 상기 가열 공정에서는 상기 회전로체 내에서 상기 탄산알칼리 금속 용액에 침지된 상기 투입물을 수산화알칼리 금속과 혼합하여 가열하는 동시에, 상기 탄산알칼리 금속 용액이 상기 가열 공정에서 발생하는 배기 가스를 물세척할 때에 회수되는 물세척 폐액인 탄화물 제조 방법.
17. 제15항에 있어서, 상기 가열 공정에서는 상기 회전로체 내에서 상기 투입물을 가열하여 탄화물을 생성하고, 그 후, 상기 탄화물을 수산화알칼리 금속과 혼합하여 가열하여 활성탄으로 하는 탄화물 제조 방법.
18. 제15항에 있어서, 상기 투입물이 폐타이어를 분쇄하여 이루어지는 폐타이어 칩 및/또는 상기 폐타이어 칩을 가열하여 이루어지는 탄화 칩인 탄화물 제조 방법.

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