KR20060096256A - 고분자류 폐기물 열분해장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열분해실에 고분자 폐기물의 처리물를 이송하여 투입하는 투입부와 열분해 과정을 거쳐 나오는 처리물을 배출하는 배출부에 각각 처리물을 압축상태로 이송되는 이송공간을 부여하여 외부 공기가 열분해실로 유입되는 것을 제어하는 기능을 수행할 수 있도록 한 고분자류 폐기물 열분해장치를 제공함에 있다.

본 발명은 버너(40)로 열원을 제공하는 가열실(20)에 구비한 열분해실(10)의 입구(13) 측에 폐기물을 이송하여 투입하는 투입부(50)를 구성하고, 열분해실(10)의 출구(15) 측에는 열분해 과정을 거쳐 나오는 처리물을 배출하는 배출부(60)를 구성한 고분자류 폐기물 열분해장치로서,

상기 투입부(50)와 배출부(60)에 이송과정에서 폐기물이 압축되어 이송되는 압축밀폐실(55,63)을 부여하여 열분해실(10)로 외부공기의 유입을 제어할 수 있도록 한 것이다.

열분해장치, 열분해실, 투입부, 배출부, 압축밀폐실

Description

고분자류 폐기물 열분해장치{Pyrolysis device for high molecule waste materials}

도 1은 본 발명의 구성을 보인 전체 구성도

도 2는 본 발명에서 투입부를 보인 구성도

도 3은 투입관의 구성을 보인 확대도

도 4는 투입관의 확대 단면도

도 5는 본 발명에서 배출부를 보인 구성도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 열분해실 11,51,61: 이송스크류

12: 연결통로 13: 입구

14: 배기관

20: 가열실 40: 버너

50: 투입부 53: 축받이

54: 투입관 55,63: 압축 밀폐실

60: 배출부 62: 배출관

64: 덮개 65: 중량체

본 발명은 비닐, 고무, 합성수지 등의 고분자류 폐기물을 저산소 상태에서 가열로 열분해처리하여 열분해과정에서 나오는 유화가스를 포집하여 재활용할 수 있도록 한 고분자류 폐기물 열분해장치에 관한 것이다.

일반적인 합성수지, 고무, 비닐 등 고분자 폐기물의 처리방법은 재활용할 수 있는 것들을 분류하여 재생원료로 이용되고 있으나 그 비율은 극히 미미하고 대부분 매립이나 소각에 의하여 처리되고 있어 자원낭비 뿐만 아니라 심각한 대기 및 환경오염을 유발하고 있는 실정이다.

이러한 문제점들을 감안하여 본 출원인이 특허출원 2004-66703호(실용신안등록 제367210호)로 제안된 선출원에서는 열분해실 내부에 외부공기의 유입을 제어하여 저상소상태를 갖도록 하기 위하여 스크류 콘베이어에 압축수단 및 진공장치를 구비하고, 또한 열분해실의 입,출구에 각각 로타리밸브를 설치하고 있다.

그러나 열분해장치는 장시간 운전이 이루어지는데 이러한 작동 중에는 진공흡입장치를 계속적으로 작동시키어 열분해실 내부에 공기의 유입을 차단되도록 하므로 운전중에는 진공펌프 등이 함께 계속적으로 작동되어야 함에 따라 진공펌프가 장시간 운전시에는 상당한 부하 등으로 견디지 못하고 고장이 발생하여 장시간 운전이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 열분해실의 입,출구에 각각 로타리 밸브가 설치되어 내부에 공기의 유입을 제어할 수 있도록 하고 있으나 고분자 폐기물인 비닐을 투입할 때 비닐의 특 성으로 인하여 로타리밸브에 걸리어 감기는 현상으로 인하여 로타리밸브가 정상적인 작동을 수행할 수 없게 됨에 따라 원료의 투입이 정상적으로 이루어지지 못하는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 투입부 및 배출부의 결합 구성 및 압축수단이 복잡하게 구성되어 있어 제작단가를 상승시키는 등의 문제점이 있었다.

상기한 선출원의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명은.

열분해실에 고분자 폐기물인 원료를 이송하여 투입하는 투입부와 열분해 과정을 거쳐 나오는 처리물을 배출하는 배출부에 각각 투입되는 폐기물 또는 처리물을 압축상태로 이송되는 압축 밀폐실을 부여하여 외부 공기가 열분해실로 유입되는 것을 제어하는 기능을 수행할 수 있도록 하여 정상적인 열분해기능을 수행할 수 있도록 하는 고분자류 폐기물의 열분해장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 반입되는 폐기물에 인위적으로 격막을 두고 진공펌프를 통해 지속적으로 공기를 제거하던 기존공정에 비하여 본 발명에서는 열분해 공정 개시 1회에 한하여 공기제거장치를 사용하면 지속적인 저산소 분위기가 유지되므서 공기제거장치의 수명을 연장할 수 있도록 함에 있다.

상기한 목적을 구현하기 위한 본 본 발명의 특징적인 것을 설명하면,

처리할 폐기물을 구동수단에 의하여 회전하는 이송 스크류를 이용하여 강제적으로 투입관을 통해 공급되게 하는 투입부와, 상기 투입부를 통해 유입되는 처 리물을 받아드리고 지그재그식으로 배열되면서 각기 구동수단에 의해 회전하는 이송스크류를 이용해 이송시키면서 열분해작용을 이루게 하는 관형상의 열분해실들과, 상기 열분해실들의 주위를 감싸고 하부에 버너를 구비한 가열실과, 열분해실의 후단에는 구동수단에 의하여 회전되는 이송스크류를 이용하여 열분해작용을 완료한 처리물을 배출관을 통해 배출하는 배출부와, 상기 열분해실들과 각각과 연결되어 열분해작용시 생성되는 유화가스를 포집하는 포집기, 로 이루어진 고분자 폐기물 열분해장치로서,

상기 투입부와 배출부에 이송과정에서 처리물이 밀도를 높이어서 압축이 이루어지도록 부여하여 기밀성의 차폐막을 이루어 열분해실내로 외부공기의 유입을 차단시키도록 압축 밀폐실을 갖추어서된 것을 특징으로 한다.

상기 열분해실의 출구에 연결되어 작동개시 초기에 열분해실을 저산소 상태로 유지하도록 구비한 진공펌프를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 도시한 바와 같이,

기대(90)에 의해 지지되도록 한 가열실(20)의 하부에 내부공간을 가열하도록 열원을 공급하는 버너(40)를 구비하고 상단에 연도(30)를 형성한다.

상기 가열실(20)에 관체 형상으로 이루어진 열분해실(10)을 다단으로 설치하고, 각 열분해실(10)을 지그재그로 연결통로(12)로 연통되도록 연결하며, 상기 각 열분해실(10)들에는 구동수단(82)에 의하여 연동되어 회전되도록 한 이송스크류 (11)가 각각 축설되면서 열분해 과정에서 발생하는 유화가스를 한 측에 형성한 배기관(14)을 통해 보내져 가스포집실(100)에 포집되도록 구성한다.

상기 열분해실(10)의 입구(58) 측에 고분자 폐기물인 원료를 이송하여 투입하는 투입부(50)를 구성하고, 열분해실(10)의 출구(15) 측에는 열분해 과정을 거쳐 나오는 처리물을 배출하는 배출부(60)를 구성한다.

도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이,

상기 투입부(50)는, 외측에 축받이(53)로 지지되면서 구동수단(81)에 의하여 회전하는 이송스크류(51)가 설치되면서 축받이(53)에 연설한 투입관(54)과 열분해실(10)의 입구(58) 사이에 연결되어 이송스크류(51)에 의하여 이송되는 처리물(고분자 폐기물)이 압축된 상태로 열분해실(10)의 입구(58)로 이송하는 압축 밀폐실(55)를 구비한다.

상기 압축 밀폐실(55)에는 처리물로 채워지면서 압축되어 기밀성을 갖게 밀폐되어 외부공기가 열분해실로 유입되는 것을 제어하는 기능을 수행하게 된다.

상기 열분해실(13)의 입구(58)에는 구동수단(83)에 이송되는 이송스크류(59)를 축설하여 압축 밀폐실(55)을 통해 유입되는 처리물을 열분해실(10)로 투입되도록 한 것이다.

상기 열분해실(10)의 출구(15)에는 작동 개시 초기에 배출부(60)의 압축 밀폐실(63)이 밀폐되지 않은 상태이기 때문에 밀폐될 때까지 열분해실(10)을 저산소 상태로 유지하도록 진공펌프(70)를 연결하여 구성한다.

도 3 및 도 4 에서 도시한 바와 같이,

상기 이송스크류(51)는 진행방향으로 피치를 점진적으로 줄여 처리물이 이송되면서 이송날개의 피치가 감소로 인하여 이송공간이 줄어져 처리물의 압력을 높이면서 이송되도록 한 것이며,

상기 투입부(50)에서 투입관(54)의 내면에 길이방향으로 비닐의 이송능력을 높이기 위해 돌기를 적정간격을 두고 형성시키는 이송가이드(57)를 부착하고. 투입관(54)에 압축 밀폐실(55)을 플랜지 이음으로 연결하여 보수 및 설치가 용이하도록 구성한다.

도 5 에서 도시한 바와 같이,

상기 배출부(60)는, 구동수단(84)에 의하여 회전되는 이송스크류(61)를 한 측에 축설한 배출관(62) 후단에는 압축된 상태의 열분해처리된 처리물로 채워져 압축되도록 하여 외부공기가 열분해실(10)로 유입되는 것을 제어하도록 압축 밀폐실(63)을 구비한 것이다.

상기 압축 밀폐실(63)은 상기 배출관(62)과 플랜지 이음으로 연결되면서 끝단에 힌지로 연결한 덮개(64)를 구비하며, 이 덮개(64)에 적정 중량이 가해지도록 중량체(65)를 걸어 놓을 수 있도록 구성한 것이다.

상기에서 구동수단(81,82,83)은 모터의 구동이 이송스크류(11,51,57,61)에 축설된 스프로켓에 체인을 걸어 동력이 전달되도록 한 것이다.

부호 56은 별도의 이송수단에 의하여 이송되는 처리물을 공급하는 공급 입구이고, 부호 62a는 열분해실의 출구와 연결되어 배출되는 처리물을 유입시키는 배출 입구이다.

이와 같이 구성한 본 발명에 대한 작용을 설명하면,

먼저 본 발명을 작동시킬 때에는 배출부(60)의 배출관(62)에 형성된 압축 밀폐실(63)를 외부에서 인위적으로 임시 차단한 다음 작동시키도록 하는 바,

고무, 합성수지 등의 고분자류의 처리물을 적정크기로 파쇄하고 비닐등 폐기물은 직접 투입부(50)에 구비한 공급구(56)를 통해 유입하게 되면 구동수단(81)에 의하여 회전하는 이송스크류(51)에 의하여 고분자 폐기물인 처리물이 강제 이송되는 과정에서 파쇄되면서 이송스크류(51)의 피치가 점점 작아져 있어 폐기물의 이송속도가 지체되어 이송스크류(51)내의 공간에 폐기물이 밀집되어지면서 압축 밀폐실(55)로 보내지게 된다.

여기서 투입관(54) 내면에 적정간격으로 이송 가이드(57)가 형성되어 있어 처리물 중 비닐 종류는 이송 도중 이송가이드(57)의 사이의 홈에 걸리어지므로 이송 스크류(51)에 감기지 않고 이송이 원활하게 이루어지며, 이러한 과정으로 압축 밀폐실(55)에 처리물이 모아져 채워지게 되면서 압축된 상태로 서서히 밀리게 되어 입구(58)를 통해 열분해실(10)로 공급이 이루어지는데, 이 과정에서 압축 밀폐실(55)에 처리물이 압축으로 채워짐으로 인하여 외부의 공기가 투입관(54)을 거쳐 입구(13)를 통해 열분해실(10)로 유입되는 것을 제어하는 기능을 수행하게 된다.

이렇게 투입부(50)를 통해 공기유입이 차단되고 배출부(60)도 임시 차단한 상태에서 출구(15)에 연결되어 작동되는 진공펌프(70)에 의하여 열분해실(10)의 내부를 감압시키어 저산소상태를 유지시키게 되므로서 정상적인 열분해작용이 이루어지는 상태를 갖게 한다.

그리는 다단으로 설치된 열분해실(10)로 투입된 처리물은 구동수단(82)에 의하여 연동되는 이송스크류(11)의 작동으로 강제 이송되어 연결통로(12)를 통해 열분해실(10)들을 지그재그로 이송이 이루어지고 이송되는 과정에서 가열실(20)에 버너(40)에 의해 열의 공급으로 열분해실(10)이 가열됨에 따라 투입된 처리물인 폐기물이 저산소 상태로 인해 타지않고 열분해작용이 이루어진다.

상기 열분해 과정을 거쳐 남는 재 등의 탄화물이 출구(15)와 연결된 배출부(60)의 이송스크류(61)에 의하여 강제적으로 압축 밀폐실(63)로 보내지면 압축밀폐실(63)에 재 형태의 배출물이 모아져 후방으로 서서히 밀리게 되는데 이 과정에서 압축 밀폐실(63)의 끝단에 설치된 덮개(64)가 중량체(65)에 의해 눌러짐에 따라 압축 밀폐실(63)에 처리물이 채워져 압축이 이루어져 처리물의 압축으로 인한 밀폐성으로 외부공기가 배출관(62)을 거쳐 열분해실(10)로 유입되는 것을 제어하는 기능을 수행하게 되므로 이때부터는 인위적으로 임시 차단한 것을 제거하게 되고 출구(15)에 연결된 진공펌프(70)는 열분해실(10)에 적정압력의 음압이 되면 자동으로 오프시키게 된다.

그리고 상기 압축 밀폐실(63)에 유입된 처리물의 압축 힘이 중량체(65)의 중량보다 커지게 되면 자연히 덮개()가 열리면서 압축된 상태로 외부로 배출이 이루어지게 되는 것이 배출과정에서도 압축된 상태이기 때문에 외부공기의 유입이 제어된다.

이러한 상기 과정에 의해 열분해실(10)들 내에 저산소 상태에서 가열에 의하여 단계적으로 이송되는 처리물이 열분해작용이 이루어지고 이 과정에서 발생되는 유화가스는 각 열분해실(10)들의 한 측단에 형성된 각 배기관(14)을 통하여 가스포집실(100)로 유입되며, 포집된 가스는 별도의 열교환작용으로 액화시키는 정제설비에 의하여 연료로 사용될 수 있는 액화연료로 얻을 수 있는 것이다.

한편, 상기과정에서 작동 초기에 진공펌프(70)를 사용하여 열분해실(10)의 내부를 감압시키어 저산소 상태를 유지시키고 있으나 진공펌프(70)를 사용하지 않아도 배출부(60)가 밀폐기능을 수행할 때까지만 불안전한 열분해작용이 발생할 수 있으므로 진공펌프를 적용하지 않을 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 처리물을 이송과정에서 압축 밀폐되는 공정을 부여하여 처리물에 의해 외부공기의 유입을 제어할 수 있게 하므로 종래와 같이 외부공기의 유입을 제어하기 위해 별도의 설비에 의존하지 않고도 열분해실의 정상적인 열분해작용이 이루어지도록 하는 효과가 있으며, 또한 작동 중 중지되어도 열분해실에 외부공기의 유입이 제어되어 안전성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 외부공기의 유입을 제어하기 수단이 간명하여 제작단가를 대폭적으로 줄일 수 있으면서 유지, 보수가 용이한 효과가 있다.

Claims (9)

1. 처리할 폐기물을 구동수단에 의하여 회전하는 이송 스크류를 이용하여 강제적으로 투입관을 통해 공급되게 하는 투입부와, 상기 투입부를 통해 유입되는 처리물을 받아드리고 지그재그식으로 배열되면서 각기 구동수단에 의해 회전하는 이송스크류를 이용해 이송시키면서 열분해작용을 이루게 한 열분해실들과, 상기 열분해실들의 주위를 감싸고 하부에 버너를 구비한 가열실과, 상기 열분해실들을 통해 열분해작용시 생성되는 유화가스를 받아 포집하는 포집기와, 열분해실의 후단에는 구동수단에 의하여 회전되는 이송스크류를 이용하여 열분해작용을 완료한 처리물을 배출관을 통해 배출하는 배출부를 갖추어진 고분자 폐기물 열분해장치로서,

   상기 투입부와 배출부에 이송과정에서 처리물이 밀도를 높이어서 압축이 이루어지도록 부여하여 기밀성의 밀폐막을 이루어 열분해실 내로 외부공기의 유입을 차단시키도록 압축 밀폐실을 갖추어서된 것을 특징으로 하는 고분자류 폐기물 열분해장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 압축 밀폐실을 투입관과 열분해실의 입구 사이에 연결하여 이송되는 처리물이 압축된 상태로 열분해실의 입구로 투입되도록 함을 특징으로 하는 고분자류 폐기물 열분해장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투입관의 내면에 길이방향으로 적정간격을 두고 형성시키는 이송가이드를 더 포함한 것을 특징으로 하는 고분자류 폐기물 열분해장치.
4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 상기 투입관에 압축 밀폐실를 플랜지 이음으로 연결함을 더 포함한 것을 특징으로 하는 고분자류 폐기물 열분해장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 압축 밀폐실을 배출부의 배출관 후방에 구비하여 열분해처리되어 남은 탄화물이 채워지면서 압축되어 배출되도록 함을 특징으로 하는 고분자류 폐기물 열분해장치.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 배출관에 압축 밀폐실를 플랜지 이음으로 연결함을 더 포함한 것을 특징으로 하는 고분자류 폐기물 열분해장치.
7. 제1항, 5항 또는 제6항의 어느 한 항에 있어서, 상기 압축 밀폐실의 후단에 구비되어 힌지 연결한 덮개를 더 포함한 것을 특징으로 하는 고분자류 폐기물 열분해장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 덮개에 걸어지도록 구비한 중량체를 더 포함한 것을 특징으로 하는 고분자류 폐기물 열분해장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 열분해실의 출구에 연결되어 작동개시 초기에 열분해실을 저산소 상태로 유지하도록 구비한 진공펌프를 더 포함한 것을 특징으로 하는 고분자류 폐기물 열분해장치.

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