KR20060124681A

KR20060124681A - 폐플라스틱의 유화 환원 장치

Info

Publication number: KR20060124681A
Application number: KR1020067014064A
Authority: KR
Inventors: 다케키 요시무라
Original assignee: 다케키 요시무라; 요시무라 아츠시; 요시무라 신이치; 요시무라 마키코; 요시무라 야스히로
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2006-12-05
Also published as: JP4210221B2; EP1726634A1; KR100815857B1; CN1918265A; HK1101407A1; JP4210222B2; CN1918265B; JP2005200538A; US7691344B2; WO2005068587A1; JP2005200537A; US20070187224A1; EP1726634A4

Abstract

폐플라스틱(Ro)을 가열하여 열분해하고, 발생한 분해 가스(Gr)를 냉각하여 유화하는 폐플라스틱의 유화 환원 장치(1a, 1b)로서, 코일(3…)의 내측에 배열하는 조 본체(4)를 가지며, 코일(3…)에 고주파 전류를 흘림으로써 조 본체(4)를 유도 가열하고, 폐플라스틱(Ro)으로부터 얻는 적어도 용해 플라스틱(Rd)을 열분해하여 분해 가스(Gr)를 발생시키는 열분해조(2)와, 폐플라스틱(Ro)을 투입하는 투입구(5)와, 이 투입구(5)에 투입된 폐플라스틱(Ro)을 용해조가 없는 강제적 또는 직접적인 공급 수단(Ua, Ub)을 통하여 열분해조(2)에 공급하는 공급부(6)와, 열분해조(2)에 의해 발생한 분해 가스(Gr)를 냉각하여 유화하는 유화 처리부(7)를 구비한다.

폐플라스틱, 유화, 환원, 냉각, 분해, 코일, 고주파, 오프-가스, 용해

Description

폐플라스틱의 유화 환원 장치{APPARATUS FOR RESTORING WASTE PLASTIC TO OIL}

본 발명은 폐플라스틱을 재자원화하기 위한 폐플라스틱의 유화 환원 장치에 관한 것이다.

종래 폐플라스틱(고분자 폐기물)을 가열하여 열분해한 후, 중유(A 중유 상당)로 환원하는 폐플라스틱 유화 환원 장치는 일본 특허 공개 2003-96469호 공보에서 알려져 있다.

이 유화 환원 장치는, 제1 코일의 내측에 배열한 제1 도가니를 가지며, 제1 코일에 고주파 전류를 흘림으로써 제1 도가니를 유도 가열하고, 제1 도가니에 수용한 폴리에틸렌, 폴리스테롤, 염화 비닐과 같은 고형의 폐플라스틱을 비교적 저온인 250℃(염화 비닐은 70℃) 전후에서 용해하여 용해 플라스틱을 얻는 용해조와, 제2 코일의 내측에 배열한 제2 도가니를 가지며, 제2 코일에 고주파 전류를 흘림으로써 제2 도가니를 유도 가열하고, 제2 도가니에 수용한 용해 플라스틱을 450℃(염화 비닐은 170℃) 전후의 고온으로 가열함으로써 열분해하여 분해 가스를 발생시키는 열분해조를 구비하며, 이 분해 가스를 냉각하여 중유를 얻는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 폐플라스틱의 유화 환원 장치는 다음과 같은 해결해 야 할 과제가 존재하였다.

첫째, 유도 가열할 제1 도가니의 내부에 수용한 폐플라스틱을 교반하면서 가열하기 때문에 용해 성능에 한계가 있으며, 신속한 용해, 나아가서는 균질하고 양질의 용해를 수행하는 관점에서는 충분하다고 할 수 없다.

둘째, 제1 도가니의 바닥부와 제2 도가니의 바닥부를 연통관에 의해 접속함과 함께, 이 연통관에 개폐 밸브를 부설하는 구성을 채용하기 때문에 공정이 번잡해지고, 또한 연통관이 막힌 경우 등에는 세정이나 유지 관리가 힘들어진다.

셋째, 용해조와 열분해조의 두 개의 조를 구비하기 때문에 대량의 폐플라스틱을 처리하는 경우에는 적합하지만, 반면 소량의 폐플라스틱을 처리하는 경우에는 장치 전체의 대형화에 의해 설치성의 저하 및 범용성의 저하를 초래함과 함께, 쓸데없는 소비 전력의 증가로 인해 러닝 코스트도 증가한다.

본 발명은 이러한 배경 기술에 존재하는 과제를 해결한 폐플라스틱의 유화 환원 장치의 제공을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위하여, 폐플라스틱(Ro)을 가열하여 열분해하고, 발생한 분해 가스(Gr)를 냉각하여 유화하는 폐플라스틱의 유화 환원 장치(1a, 1b)를 구성함에 있어, 코일(3…)의 내측에 배열하는 조 본체(4)를 가지며, 코일(3…)에 고주파 전류를 흘림으로써 조 본체(4)를 유도 가열하고, 폐플라스틱(Ro)으로부터 얻는 적어도 용해 플라스틱(Rd)을 열분해하여 분해 가스(Gr)를 발생시키는 열분해조(2)와, 폐플라스틱(Ro)을 투입하는 투입구(5)와, 이 투입구(5)에 투입된 폐플라스틱(Ro)을 용해조가 없는 강제적 또는 직접적인 공급 수단(Ua, Ub)을 통하여 열분해조(2)에 공급하는 공급부(6)와, 열분해조(2)에 의해 발생한 분해 가스(Gr)를 냉각하여 유화하는 유화 처리부(7)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 유화 환원 장치의 블록 계통도,

도 2는 상기 유화 환원 장치에 있어서, 압출기의 일부 단면 측면도,

도 3은 상기 유화 환원 장치에 있어서, 열분해조 및 찌꺼기 처리조의 일부 단면 측면도,

도 4는 상기 유화 환원 장치에 있어서, 염화 비닐 처리부의 모식적 구성도,

도 5는 상기 유화 환원 장치에 구비하는 교반 기구부에 있어서, 교반 긁기부의 평면도,

도 6은 상기 유화 환원 장치에 있어서, 가스 개질부의 원리 구성도,

도 7은 상기 유화 환원 장치에 있어서, 오프-가스 처리부의 모식적 구성도,

도 8은 상기 유화 환원 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도,

도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 유화 환원 장치의 블록 계통도,

도 10은 상기 유화 환원 장치에 있어서, 열분해조의 일부 단면 측면도,

도 11은 상기 유화 환원 장치에 구비하는 폐플라스틱 투입 기구부의 단면 측면도,

도 12는 상기 유화 환원 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

다음, 본 발명에 따른 최선의 실시 형태를 들어 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 폐플라스틱의 유화 환원 장치(1a)의 구성에 대하여 도 1∼도 7을 참조하여 설명한다.

도 1은 유화 환원 장치(1a)의 구성 전체를 나타낸다. 유화 환원 장치(1a)는 주요부에 압출기(8), 열분해조(2) 및 유화 처리부(7)를 구비한다.

압출기(8)는 투입구(5)에 투입된 폐플라스틱(Ro)을 용해하여 압출하는 강제적인 공급 수단(Ua)으로서의 공급부(6)를 구성하고, 도 2에 도시한 바와 같이 외주부에 히터(21…)를 부설한 가열 실린더(8c)를 구비하며, 이 가열 실린더(8c)의 전단에는 압출 노즐(22)을 가짐과 함께, 뒷 부분에는 상단이 투입구(5)가 되는 호퍼(23)를 갖는다. 가열 실린더(8c)에는 압출 스크류(8s)를 내장한다. 압출 스크류(8s)는 가열 실린더(8c)의 후단에 배치한 스크류 회전 구동부(24)에 의해 회전 구동된다. 한편, 25…는 가열 실린더(8c)를 냉각하는 복수의 냉각용 블로어, 26은 압출기 컨트롤러, 28은 복수의 다리부(27…)를 갖는 기계대, F는 유화 환원 장치(1a)의 프레임을 나타낸다.

한편, 29는 압출기(8)의 호퍼(23)에 투입하는 폐플라스틱(Ro)을 얻기 위한 폐플라스틱 전처리부이다. 이 폐플라스틱 전처리부(29)에는 폐기물을 분별하는 분별 공정, 폐플라스틱(Ro)을 파쇄하는 파쇄 공정, 파쇄한 폐플라스틱(Ro)을 세정하는 세정 공정 및 건조시키는 건조 공정 등이 포함된다. 이러한 전처리에 의해 얻은 폐플라스틱(Ro)은, 도 2에 도시한 컨베이어(30)와 같은 폐플라스틱 투입 수단에 의해 호퍼(23)에 투입된다.

다른 한편, 압출 노즐(22)의 선단구는 도 1에 도시한 바와 같이, 이송관(Pa)을 통하여 3방 밸브(31)의 입구 포트에 접속한다. 또한, 3방 밸브(31) 중 어느 한쪽의 출구 포트는 이송관(Pb)을 통하여 열분해조(2)의 공급구(33)에 접속함과 함께, 3방 밸브(31)의 다른 한쪽의 출구 포트는 이송관(Pc)을 통하여 염화 비닐 처리부(41)의 수용측에 접속하고, 또한 염화 비닐 처리부(41)의 송출측은 이송관(Pd)을 통하여 열분해조(2)의 공급구(33)에 접속한다. 한편, 이 염화 비닐 처리부(41)는 옵션 등에 의해 선택적으로 접속할 수 있기 때문에, 염화 비닐을 처리하지 않는 경우에는 압출 노즐(22)의 선단구와 열분해조(2)의 공급구(33)를 도 2에 도시한 단일 이송관(Px)에 의해 직접 접속하여도 좋고, 혹은 염화 비닐만을 전용으로 처리하는 경우에는 압출 노즐(22)의 선단구(先端口)와 열분해조(2)의 공급구(33) 사이에 염화 비닐 처리부(41)를 접속한 전용 처리계로 하여도 좋다.

도 4는 염화 비닐 처리부(41)의 모식적 구성도를 나타낸다. 염화 비닐 처리부(41)는 상단구를 이송관(Pc)에 접속하는 저장부(42)를 가지며, 이 저장부(42)의 하단구는 이송관(Pd)에 접속한다. 또한 이 이송관(Pd)의 도중에는 기어 펌프(43)를 접속한다. 또한 저장부(42)의 상단구는 이송관(Pe)을 통하여 후술하는 오프-가스 처리부(16)의 수용측에 접속한다. 한편, 44는 이송관(Pe)에 접속한 개폐 밸브, 45는 기어 펌프(43)를 제어하는 제어부, 46…은 이송관(Pd)에 부설한 히터를 각각 나타낸다. 이러한 히터(46…)는 필요에 따라 각 이송관(Pa, Pb, Pc, Px…)에도 동일하게 부설됨과 함께, 필요에 따라 단열재에 의해 덮인다.

열분해조(2)는 도 3에 도시한 바와 같이, 코일(3…)의 내측에 조 본체(4)를 배열하여 구성한다. 이 경우, 조 본체(4)의 대략 하반부가 실질적인 조로서 사용되기 때문에, 코일(3…)도 조 본체(4)의 대략 하반부에 배열된다. 조 본체(4)는 바닥면부(4d) 중앙에 찌꺼기 플라스틱(Rs)의 배출공(32)을 가짐과 함께, 바닥면부(4d)의 중앙 이외의 위치에는 용해 플라스틱(Rd)의 공급구(33)를 설치한다. 이 공급구(33)는 전술한 이송관(Pb(Pd), Px)에 접속된다. 한편, 조 본체(4)는 코일(3…)에 고주파 전류를 흘렸을 때 유도 가열이 이루어지도록 철, 알루미나 등에 의해 구성한다.

또한 열분해조(2)에는 교반 기구부(11)를 배치한다. 교반 기구부(11)는 조 본체(4)의 내부에 배열하는 교반 긁기부(12)와 조 본체(4)의 외부 상단에 배치하는 회전 구동부(구동 모터)(34)를 구비한다. 교반 긁기부(12)의 중심에는 회전 구동부(34)에 의해 회전시켜지는 샤프트(35)를 갖는다. 그리고, 도 5에 도시한 바와 같이 이 샤프트(35)부터 180〔°〕의 위치 관계로 지름 방향으로 돌출된 한 쌍의 교반 날개(36p, 36q)를 가짐과 함께, 각 교반 날개(36p, 36q)의 끝단에 설치한 긁개날(37p, 37q)을 갖는다. 각 긁개날(37p, 37q)은 조 본체(4)의 내부에 있어서 적어도 하반부의 내벽면(4w)에 맞닿도록 구성한다. 이 경우, 어느 한쪽의 긁개날(37p)(다른 한쪽의 긁개날(37q)도 동일)은 도 5에 추출 확대도로 도시한 바와 같이 돌출 길이가 다른 3개의 스테인레스 플레이트(Ca, Cb, Cc)를 포개어서 구성하고, 적어도 가장 긴 스테인레스 플레이트(Ca)는 내벽면(4w)에서 바깥 쪽으로 돌출되는 길이를 설정한다. 이에 따라, 긁개날(37p…)의 끝단은 활처럼 굽은 상태에서 내벽 면(4w)에 압접한다. 한편, 도 5에서 화살표(Dr)는 긁개날(37p…)의 회전 방향을 나타내고 있다.

아울러, 각 긁개날(37p, 37q)의 상방에 위치하는 샤프트(35) 상에는 조 본체(4)에 수용한 용해 플라스틱(Rd)의 상면을 가열하는 히터(13a, 13b)를 배치한다. 각 히터(13a, 13b)는, 도 5에 도시한 바와 같이 샤프트(35)부터 180〔°〕의 위치 관계로 지름 방향으로 돌출되고, 또한 각 교반 날개(36p…(긁개날(37p…))에 대해서는 직각 방향의 위치 관계가 된다.

한편, 조 본체(4)의 천정면부(4u)에는 분해 가스(Gr)의 가스 출구(38)를 설치하고, 이 가스 출구(38)는 송기관(Pp)을 통하여 후술하는 유화 처리부(7)의 수용측에 접속한다. 또한, 천정면부(4u)에는 열분해를 촉진시키는 제올라이트와 같은 촉매를 조 본체(4)의 내부에 공급하는 도시하지 않은 촉매 투입 기구가 부설되어 있다. 한편, 39는 안전 밸브를 나타낸다.

이와 같이 구성하는 열분해조(2)는, 도 3에 도시한 바와 같이 프레임(F)에 의해 소정의 높이로 지지된다. 그리고, 바닥면부(4d)의 배출공(32)에는 개폐 밸브(51)를 부설함과 함께, 열분해조(2)의 하방에는 찌꺼기 처리조(52)의 수용 공간을 확보하고, 이 수용 공간에 배열한 찌꺼기 처리조(52)와 배출공(32)을 S자형으로 만곡시킨 배출관(53)에 의해 접속한다. 이 경우, 배출관(53)의 하단과 찌꺼기 처리조(52)는 탈부착 가능하게 구성한다. 찌꺼기 처리조(52)는 조 본체(54)를 구비하며, 이 조 본체(54)는 외주면에 배열한 코일(55)에 의해 유도 가열된다. 또한 조 본체(54)의 내부는 송기관(Pq)을 통하여 후술하는 유화 처리부(7)의 수용측에 접속 한다. 이 찌꺼기 처리조(52)는 바닥면에 설치한 복수의 캐스터(caster; 56…)에 의해 이동시킬 수 있다. 한편, 57은 개폐 밸브(51)에서 밸브 본체를 승강시키는 리니어 구동부로서, 이 리니어 구동부(57)에 의해 개폐 밸프(51)의 개폐를 행할 수 있다. 즉, 배출공(32)이 밸브 시트가 되기 때문에, 리니어 구동부(57)에 의해 밸브체를 상승시키면 개폐 밸브(51)를 닫을 수 있음과 함께, 해당 밸브체를 하강시키면 개폐 밸브(51)를 열 수 있다.

유화 처리부(7)는 열분해조(2)로부터 송기관(Pp)을 지나 공급되는 분해 가스(Gr) 및 찌꺼기 처리조(52)로부터 송기관(Pq)을 지나 공급되는 분해 가스(Gr)를 냉각하고 유화하는 처리를 하는 것으로서, 송기관(Pp 및 Pq)은 3방 밸브(61)의 입구 포트에 접속한다. 또한 3방 밸브(61)의 어느 한쪽의 출구 포트는 콘덴서(62)의 입구에 접속함과 함께, 3방 밸브(61)의 다른 한쪽의 출구 포트는 가스 개질부(63)를 통하여 콘덴서(62)의 입구에 접속한다. 이 가스 개질부(63)는 PET 병과 같은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 성형물을 열분해하였을 때 대량으로 발생하는 테레프탈산을 분해하는 기능을 갖는다. 한편, 이 가스 개질부(63)는 옵션 등에 의해 선택적으로 접속할 수 있기 때문에, PET 성형물을 처리하지 않는 경우에는 송기관(Pp 및 Pq)을 콘덴서(62)의 입구에 대하여 직접 접속하여도 좋고, 혹은 PET 성형물만을 전용으로 처리하는 경우에는 송기관(Pp 및 Pq)을 가스 개질부(63)의 수용측에 대하여 직접 접속한 전용 처리계로 하여도 좋다.

가스 개질부(63)는 PET 성형물의 열분해에 의해 발생하는 테레프탈산이 콘덴서(62)에 공급되었을 때 콘덴서(62)의 냉각에 의해 결정화되어, 콘덴서(62) 내의 열교환관에 관 막힘 등이 발생하는 문제를 회피하기 위한 것으로서, 테레프탈산을 기상 분해함으로써 결정화되지 않는 저비점 화합물로 변환한다. 가스 개질부(63)의 원리 구성을 도 6에 나타내었다. 상기 도면에 있어서, 71은 분해 가스(Gr)에 수분(W)을 혼합하는 혼합부(스크러버)로서, 이 수분(W)은 수분량을 조정하는 수량조정부(72)를 통하여 공급된다. 73은 분해조로서, 가열로(전기로)(74) 내에 촉매(75)를 수용하여 구성한다. 한편, 이 분해조(73)는 후술하는 오프-가스 처리부(16)에서 사용하는 열교환 유닛(93)과 동일한 구조인 것을 이용할 수 있다. 이에 따라, 혼합부(71)로부터 부여되는 분해 가스(Gr)는 촉매(75)에 접촉한 후에 배출된다. 촉매(75)로는 산 또는 염기를 사용하며, 산으로는 300∼400〔μm〕의 입상으로 형성한 실리카 알루미나를, 염기로는 600〔℃〕에서 소성하고, 300∼400〔μm〕의 알갱이로 만든 산화 칼슘-산화 아연(CaO/ZnO)을 이용할 수 있다. 또한 가열로(74)는 촉매(75)에 접촉하는 분해 가스(Gr)를 500〔℃〕 정도의 반응 온도까지 가열한다. 한편, 76은 가열로(74)에 있어서, 유도 가열용 코일을 나타낸다.

한편, 콘덴서(62)는 분해 가스(Gr)를 냉각하여 유화하는 기능을 가지며, 분해 가스(Gr)는 냉각부(65)로부터 순환 공급되는 냉각수(W)에 의해 냉각(열교환)된다. 또한 66은 저유조로서, 콘덴서(62)로부터 얻어지는 중유가 저장된다. 한편, 콘덴서(62)에서는 중유에 더하여 물도 발생하기 때문에, 이 콘덴서(62) 내에는 중유와 물을 분리하는 유수 분리조나 필터가 내장되어 있다.

또한, 오프-가스 처리부(16)를 구비한다. 오프-가스 처리부(16)는 도 7에 도시한 바와 같이 폐플라스틱(Ro)을 순차적으로 처리하는 각 과정, 즉 압출기(8)에 서의 가열 실린더(8c), 전술한 염화 비닐 처리부(41)의 저장부(42), 찌꺼기 처리조(52), 열분해조(2), 저유조(66) 등에서 발생하는 오프-가스(Go…)를 각각 체크 밸브(91…)를 통하여 물(W) 중에 공급하기 위한 수밀봉조(92)와, 이 수밀봉조(92)로부터 부상한 오프-가스(Go…)를 소정 온도 이상의 고온 하에서 연소 처리하는 연소 처리부(17)를 구비한다. 따라서, 수밀봉조(92)에는 물(W)이 수용되어 있다. 또한 연소 처리부(17)는 열교환 유닛(93)을 구비한다. 이 열교환 유닛(93)은 통체부(94)의 외주부에 유도 가열용 코일(95)을 부설함과 함께, 통체부(94)의 내부에 열교환 효율을 향상시키기 위한 접촉 면적을 크게 한 망재 혹은 다공재에 의해 형성한 열교환부(96)를 갖는다. 한편, 97은 오프-가스(Go)를 연소하는 버너, 98은 배출 팬을 각각 나타내고 있다.

그 이외에, 81은 고주파 발생부로서, 각 코일(3…, 55, 76, 95)에 고주파 전류를 흘리기 위한 전원부가 된다. 또한 82는 질소 가스 공급부로서, 조 본체(4), 조 본체(54), 수밀봉조(92), 저유조(66) 등의 내부를 대기에 개방할 때 미리 조 내에 질소 가스를 공급하여 분해 가스(Gr) 등이 직접 공기에 접촉하는 것을 회피한다.

다음, 제1 실시 형태에 따른 유화 환원 장치(1a)의 전체 동작에 대하여 도 1∼도 7을 참조하면서 도 8에 도시한 흐름도를 따라 설명한다.

먼저, 압출기(8)는 스크류 회전 구동부(24)에 의해 압출 스크류(8s)가 회전한다. 또한 가열 실린더(8c)는 히터(21…)에 의해 폐플라스틱(Ro)의 용해에 필요한 300〔℃〕정도로 가열 제어된다. 한편, 가열 실린더(8c)의 가열은 히터(21…) 에 의해 수행되고, 냉각은 냉각용 블로어(25…)에 의해 수행된다.

운전시에는 압출기(8)의 호퍼(23)에 폐플라스틱(Ro)이 투입된다. 이 경우, 압출기(8)에 공급되는 폐플라스틱(Ro)은 폐플라스틱 전처리부(29)에 의해 얻어진다. 즉, 폐플라스틱 전처리부(29)에서는 수집된 폐기물의 분별이 이루어져, 혼입되어 있는 이물질(금속류 등)이 제거된다(단계 S1). 또한, 분별에 의해 얻어진 폐플라스틱(Ro)은 소정의 크기 이하의 칩 형태가 되도록 파쇄부에 의해 파쇄된다(단계 S2). 나아가, 파쇄된 폐플라스틱(Ro)은 세정부에 의해 세정됨과 함께, 건조부에 의한 건조가 행해진다(단계 S3). 그리고, 건조가 행해진 폐플라스틱(Ro)은 컨베이어(30)(도 2)와 같은 폐플라스틱 투입 수단에 의해 호퍼(23)에 투입된다(단계 S4).

압출기(8)에 수용된 폐플라스틱(Ro)은 가열 실린더(8c)의 내부에서 충분히 용해되어 용해 플라스틱(Rd)이 됨과 함께, 회전하는 압출 노즐(22)에 의해 압출 노즐(22)로부터 압출된다(단계 S5). 이 때, 처리할 폐플라스틱(Ro)이 염화 비닐 이외의 폐플라스틱(Ro)인 경우에는, 3방 밸브(31)의 전환에 의해 이송관(Pa, Pb(Px))을 지나 공급구(33)에서 열분해조(2)의 내부로 공급된다.

이에 대하여, 염화 비닐의 경우에는 열분해조(2)에 공급되기 전에 염화 비닐 처리부(41)에 의한 처리가 행해진다. 이 경우, 3방 밸브(31)의 전환에 의해 압출 노즐(22)로부터 압출된 용해 플라스틱(Rd)은 이송관(Pc)을 지나 염화 비닐 처리부(41)의 수용 측으로 보내진다. 이에 따라, 도 4에 도시한 염화 비닐 처리부(41)에서는 제어부(45)에 의해 기어 펌프(43)의 동작이 제어되며, 염화 비닐의 용해 플라 스틱(Rd)은 기어 펌프(43)의 상류측에 일단 저장된다. 이 때, 저장한 용해 플라스틱(Rd)에 대한 소위 가스 빼기가 이루어지고, 발생하는 염화 수소 가스는 저장부(42)에 저장된다. 그리고, 저장부(42)에 염화 수소 가스가 소정량 저장되었다면, 개폐 밸브(44)는 열리고, 오프-가스(Go)로서 이송관(Pe)을 지나 오프-가스 처리부(16)에 공급된다. 이에 따라, 오프-가스 처리부(16)에서는 후술하는 오프-가스 처리가 이루어진다. 또한, 기어 펌프(43)로부터는 가스 빼기된 용해 플라스틱(Rd)이 배출되고, 이송관(Pd)을 지나 공급구(33)에서 조 본체(4)의 내부로 공급된다.

한편, 열분해조(2)는 각 코일(3…)에 흐르는 고주파 전류에 의해 조 본체(4)가 유도 가열된다. 이 고주파 전류는 고주파 발생부(81)로부터 공급된다. 이 때, 조 본체(4)는 용해 플라스틱(Rd)의 열분해에 필요한 450〔℃〕정도로 가열된다. 한편, 이 조 본체(4)는 대기시에 200〔℃〕정도로 가열된다. 조 본체(4)의 가열 온도는 처리하는 폐플라스틱(Ro)의 종류에 따라 임의로 설정할 수 있다. 따라서, 열분해조(2)에서는 공급된 용해 플라스틱(Rd)이 설정된 450〔℃〕정도의 고온에 의해 가열되어, 용해 플라스틱(Rd)의 열분해가 이루어진다(단계 S6).

또한 열분해조(2)에서는 교반 기구부(11)에서의 회전 구동부(34)에 의해 샤프트(35)가 회전하고, 교반 긁기부(12)의 교반 날개(36p, 36q)에 의해 조 본체(4)에 수용된 용해 플라스틱(Rd)에 대한 교반이 이루어짐과 함께, 긁개날(37p, 37q)에 의해 조 본체(4)의 내벽면(4w)에 부착된 용해 플라스틱(Rd)이 긁혀져 나온다. 이에 따라, 용해 플라스틱(Rd)에 대한 용이하고 충분한 교반을 행할 수 있고, 용해 플라스틱(Rd)의 용해 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 긁개날(37p…)은 돌출 길이 가 다른 3개의 스테인레스 플레이트(Ca, Cb, Cc)를 포개어서 구성하였기 때문에, 조 본체(4)의 내벽면(4w)에 부착되는 찌꺼기 등의 찌꺼기 플라스틱(Rd)을 확실하게 긁어낼 수 있어, 찌꺼기 플라스틱(Rd)이 내벽면(4w)에 부착되는 것에 따른 열전도성의 저하를 회피할 수 있다.

또한 샤프트(35)의 회전에 의해 히터(13a, 13b)도 동시에 회전하고, 조 본체(4)에 수용된 용해 플라스틱(Rd)의 상면이 400∼500〔℃〕 정도의 고온에 의해 가열된다. 이에 따라, 용해 플라스틱(Rd)의 상면 부근에서의 열분해를 효율적이고 효과적으로 행할 수 있다. 특히, 용해 플라스틱(Rd)의 상면은 페이스트 거품 형태가 되기 때문에 히터(13a, 13b)에 의해 가열하여 2차 분해를 촉진시킨다.

한편, 열분해조(2)에서는 용해 플라스틱(Rd)의 열분해가 이루어짐으로써 분해 가스(Gr)가 발생하고, 이 분해 가스(Gr)는 천정면부(4u)에 설치한 가스 출구(38)로부터 송기관(Pp)을 지나 후술하는 유화 처리부(7)의 수용측에 공급된다. 이 경우, 처리할 폐플라스틱(Ro)이 PET 성형물 이외인 경우에는 3방 밸브(61)의 전환에 의해 분해 가스(Gr)는 콘덴서(62)에 직접 공급된다. 콘덴서(62)에서는 분해 가스(Gr)가 냉각(열교환)됨으로써, 중유(A 중유 상당)가 생성된다(단계 S7). 한편, 콘덴서(62)는 냉각부(65)로부터 보내지는 냉각수(W)에 의해 항상 냉각된다. 그리고, 얻어진 중유는 저유조(66)에 저장된다(단계 S8).

이에 대하여, 처리할 폐플라스틱(Ro)이 PET 성형물인 경우에는 3방 밸브(61)의 전환에 의해 분해 가스(Gr)는 가스 개질부(63)로 보내져서 가스 개질 처리가 행해진다(단계 S9). 가스 개질부(63)에서는 테레프탈산을 포함하는 분해 가스(Gr)가 공급됨으로써, 혼합부(스크러버)(71)에 의해 수량 조정부(72)로부터 공급되는 적당량의 수분(W)이 분해 가스(Gr) 중에 첨가된다. 이 경우, 수분(W)은 수증기로 만들어 혼합시킨다. 혼합부(71)를 통과한 분해 가스(Gr)는 분해조(73)에 공급된다. 그리고, 가열로(전기로)(74) 중에 배열한 산(실리카 알루미나) 또는 염기(산화 칼슘-산화 아연)을 이용한 촉매(75) 중을 통과한다. 이 때, 테레프탈산을 포함하는 분해 가스(Gr)는 400〔℃〕에서 600〔℃) 정도의 온도로 가열되도록 온도 제어가 이루어진다. 이에 따라, 테레프탈산은 고온 하에서 촉매(75)에 접촉하고, 다음 공정의 콘덴서(62)에 공급된다. 그리고 콘덴서(62)에 의해 냉각되면, 주로 벤젠, 벤조산 및 이산화 탄소를 포함하는 분해 생성물이 얻어진다. 한편, 이산화 탄소는 테레프탈산의 카르복실기의 분해에 의한 것이다.

이와 같이 PET 성형물을 열분해한 경우 테레프탈산이 대량으로 발생하는데, 가스 개질부(63)를 통과하도록 함으로써 승화성 고비점 화합물인 테레프탈산은 기상 분해되어, 결정화를 발생하지 않는 분해 생성물(저비점 화합물)로 변환된다.

한편, 열분해조(2)에 수용한 용해 플라스틱(Rd)의 열분해가 거의 종료하여 찌꺼기 플라스틱(Rs)이 남은 경우에는, 교반 긁기부(12)를 회전시킨 상태에서 리니어 구동부(57)를 제어하고, 개폐 밸브(51)를 연다. 이 경우, 찌꺼기 플라스틱(Rs)은 유동성이 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 찌꺼기 플라스틱(Rs)은 배출관(53)을 지나 낙하하여 찌꺼기 처리조(52)에서의 조 본체(54)의 내부에 공급된다. 조 본체(54)는 코일(55)에 흐르는 고주파 전류에 의해 유도 가열된다. 이 고주파 전류는 고주파 발생부(81)로부터 공급된다. 이 경우, 조 본체(54)는 찌꺼기 플라 스틱(Rs)의 열분해에 필요한 400〔℃〕정도로 가열된다. 따라서, 찌꺼기 플라스틱(Rs)은 열분해가 더 이루어지고, 이 때 발생하는 분해 가스(Gr)는 송기관(Pq)을 지나 3방 밸브(61)의 입구 포트에 공급되어, 유화 처리부(7)에 의한 유화 처리가 이루어진다. 또한 찌꺼기 플라스틱(Rs)의 열분해가 최종 단계가 되어 찌꺼기만 남게 되었을 때, 조 본체(54)의 가열 온도를 500〔℃〕까지 높여 불사르는 처리를 한다(단계 S10). 한편, 이 조 본체(54)는 대기시에 200〔℃〕정도로 가열된다. 이러한 찌꺼기 처리조(52)를 설치함으로써, 찌꺼기 플라스틱(Rs)에 대한 열분해와 찌꺼기의 불사르기 등을 등을 효율적이고 효과적으로 행할 수 있다. 게다가, 청소나 유지 관리도 용이하게 행할 수 있음과 함께, 잔류 찌꺼기를 최대한 적게 할 수 있다.

다른 한편, 오프-가스 처리부(16)에서는 폐플라스틱(Ro)을 순차적으로 처리하는 각 과정에서 발생하는 오프-가스, 즉 압출기(8)에서의 가열 실린더(8c)의 내부, 염화 비닐 처리부(41)의 저장부(42), 찌꺼기 처리조(52), 열분해조(2), 저유조(66) 등에서 발생하는 오프-가스(Go…)를 무해화하여 대기로 방출한다. 이 경우, 압출기(8)에서의 가열 실린더(8c)의 내부에서 발생하는 오프-가스(Go)는 가열 실린더(8c)의 벤트부로부터 도출되고, 체크 밸브(91)를 통하여 수밀봉조(92)에 수용한 물(W) 중에 공급한다. 또한 염화 비닐 처리부(41)의 저장부(42)에서 발생한 오프-가스(Go)는 개폐 밸브(44), 이송관(Pe) 및 체크 밸브(91)를 통하여 수밀봉조(92)에 수용한 물(W) 중에 공급한다. 또한, 찌꺼기 처리조(52)에서의 조 본체(54)의 내부에서 발생하는 오프-가스(Go), 열분해조(2)의 조 본체(4)의 내부에서 발생하는 오 프-가스(Go) 및 저유조(66)의 내부에 잔류하는 오프-가스(Go) 등도 마찬가지로, 체크 밸브(91…)를 통하여 각각 수밀봉조(92)에 수용한 물(W) 중에 공급한다. 이에 따라, 오프-가스(Go…)의 일부 유해 성분은 물(W)에 의해 회수된다.

한편, 수밀봉조(92)에 부상한 오프-가스(Go)는 연소 처리부(17)에 공급된다. 연소 처리부(17)에 공급된 오프-가스(Go)는 버너(97)에 의해 연소됨과 함께, 배출 팬(98)에 의해 흡인되어 열교환 유닛(93)을 통과한다. 이 때, 열교환 유닛(93)에서는 코일(95)에 흐르는 고주파 전류에 의해 통체부(94)가 유도 가열되고, 800〔℃〕 이상, 바람직하게는, 1000∼1300〔℃〕의 고온에 의해 재연소된다. 한편, 고주파 전류는 고주파 발생부(81)로부터 공급된다. 이에 따라, 폐플라스틱(Ro), 용해 플라스틱(Rd) 및 찌꺼기 플라스틱(Rs) 등을 처리하는 각 과정에서 발생하는 오프-가스(Go…), 특히 다이옥신과 같은 유해 가스는 무해화되어 대기로 방출된다. 이 경우, 통체부(94)의 내부에는 접촉 면적이 커지도록 망재 혹은 다공재에 의해 형성한 열교환부(96)를 갖기 때문에 열교환 효율을 높일 수 있다.

따라서, 이러한 제1 실시 형태에 따른 유화 환원 장치(1a)에 의하면, 폐플라스틱(Ro)을 용해하여 압출하는 가열 실린더(8c) 및 압출 스크류(8s)를 갖는 압출기(8)를 이용하였기 때문에 폐플라스틱(Ro)에 대한 신속한 용해, 나아가서는 균질하고 양질의 용해를 실현할 수 있다. 또한 압출기(8)를 이용하여 용해 플라스틱(Rd)을 압출 스크류(8s)에 의해 압출하여 열분해조(2)에 공급하기 때문에 용해 플라스틱(Rd)을 공급하는 공정이 단순해지고, 더구나 확실하게 공급할 수 있음과 함께, 세정이나 유지 관리 등도 용이하게 행할 수 있다.

다음, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 폐플라스틱의 유화 환원 장치(1b)의 구성에 대하여 도 9∼도 11을 참조하여 설명한다.

도 9는 유화 환원 장치(1b)의 구성 전체를 나타낸다. 유화 환원 장치(1b)는 주요부로서, 열분해조(2), 폐플라스틱 투입 기구부(9) 및 유화 처리부(7)를 구비한다.

열분해조(2)는 도 10에 도시한 바와 같이 구성하며, 기본적인 구성은 제1 실시 형태와 동일하다. 열분해조(2)는 코일(3…)의 내측에 조 본체(4)를 배열하여 구성한다. 이 경우, 조 본체(4)의 대략 하반부가 실질적인 조로서 사용되기 때문에, 코일(3…)도 조 본체(4)의 대략 하반부에 배열된다. 조 본체(4)는 바닥면부(4d)의 중앙에 찌꺼기 플라스틱을 외부로 배출하기 위한 배출공(101)을 가지며, 이 배출공(101)에는 캡(102)이 탈부착된다. 한편, 조 본체(4)는 코일(3…)에 고주파 전류를 흘렸을 때 유도 가열이 이루어지도록 철, 알루미나 등에 의해 구성한다. 또한 열분해조(2)에는 교반 기구부(11)를 배치한다. 교반 기구부(11)의 구성은 도 5에 도시한 제1 실시 형태와 동일하다.

나아가, 조 본체(4)의 천정면부(4u)에는 분해 가스(Gr)의 가스 출구(38)를 설치하고, 이 가스 출구(38)는 송기관(Pp)을 통하여 후술하는 유화 처리부(7)의 수용측에 접속한다. 또한, 천정면부(4u)에는 열분해를 촉진시키는 제올라이트와 같은 촉매를 조 본체(4)의 내부에 공급하는 도시하지 않은 촉매 투입 기구가 부설되어 있다. 이러한 열분해조(2)는 도 10에 도시한 바와 같이, 기계대(105)에 의해 소정의 높이로 지지된다. 한편, 기계대(105)에 있어서, 106은 계단, 107은 작업대 를 각각 나타낸다.

한편, 폐플라스틱 투입 기구부(9)는 투입구(5)에 투입된 폐플라스틱(Ro)을 용해조가 없는 직접적인 공급 수단(Ub)을 통하여 열분해조(2)에 공급하는 공급부(6)를 구성한다. 폐플라스틱 투입 기구부(9)는 도 11에 도시한 바와 같이, 조 본체(4)에 폐플라스틱(Ro)을 공급하는 호퍼(111)를 가지며, 이 호퍼(111)의 바닥부와 조 본체(4)의 천정면부(4u)를 투입로(Dr)를 구성하는 투입관(112)에 의해 결합한다. 호퍼(111)의 상단이 상방으로 개방된 투입구(5)가 되고, 이 투입구(5)에는 힌지(113)를 통하여 상하로 회동하고, 해당 투입구(5)를 개폐하는 개폐 덮개(114)를 부설한다. 도 11에 있어서 실선의 개폐 덮개(114)가 닫힘 위치(Xc)를 나타냄과 함께, 도 10에 있어서 실선의 개폐 덮개(114)가 열림 위치(Xo)를 나타낸다. 또한 투입관(112)의 상부에는 호퍼(111)와 조 본체(4) 사이의 투입로(Dr)를 개폐하는 개폐 밸브(115)를 부설한다. 116은 개폐 밸브(115)를 개폐하기 위한 조작 핸들로서, 이 조작 핸들(116)을 90° 정방향 또는 역방향으로 회전 조작함으로써 개폐 밸브(115)를 도 11에 가상 선으로 나타낸 닫힘 위치(Yc) 또는 실선으로 나타낸 열림 위치(Yo)로 전환할 수 있다.

또한, 개폐 밸브(115)에 대하여 조 본체(4) 측에 위치하는 투입관(112)에는 개폐 댐퍼(117)를 부설한다. 이 개폐 댐퍼(117)는 조작 핸들(118)에 의해 회전 조작할 수 있다. 도 11에서, 가상 선의 개폐 댐퍼(117)는 투입로(Dr)를 모두 닫은 닫힘 위치(Zc)로 회전 변위시킨 상태를 나타냄과 함께, 실선의 개폐 댐퍼(117)는 투입로(Dr)를 모두 연 열림 위치(Zo)로 회전 변위시킨 상태를 나타낸다. 한편, 조 본체(4)의 측면에는 호퍼(111)의 내부에 질소 가스(일반적으로는 불활성 가스)(Gi)를 송기 가능한 송기구(119)를 설치함과 함께, 이 송기구(119)는 송기관(120)을 통하여 도 9에 도시한 질소 가스 공급부(82)에 접속한다. 한편, 121은 개폐 덮개(114)를 닫힘 위치(Xc)에 로킹하기 위한 로킹 기구를 나타낸다.

다른 한편, 29는 호퍼(111)에 투입하는 폐플라스틱(Ro)을 얻기 위한 폐플라스틱 전처리부이다. 이 폐플라스틱 전처리부(29)에는 폐기물을 분별하는 분별 공정, 폐플라스틱(Ro)을 파쇄하는 파쇄 공정, 파쇄한 폐플라스틱(Ro)을 세정하는 세정 공정 및 건조시키는 건조 공정 등이 포함된다. 7은 제1 실시 형태와 동일한 유화 처리부로서, 열분해조(2)로부터 송기관(Pp)을 지나 공급되는 분해 가스(Gr)를 냉각하고 유화하는 처리를 행한다. 63은 유화 처리부(7)에 구비하는 가스 개질부로서, 도 6에 의거하여 설명한 제1 실시 형태와 동일하다. 62는 콘덴서로서, 분해 가스(Gr)를 냉각하여 유화하는 기능을 갖는다. 이에 따라, 분해 가스(Gr)는 냉각부(65)로부터 순환 공급되는 냉각수(W)에 의해 냉각(열교환)된다. 66은 저유조로서, 콘덴서(62)로부터 얻어지는 중유가 저장된다. 한편, 콘덴서(62)에서는 중유 이외에 물도 발생시키기 때문에, 이 콘덴서(62) 내에는 중유와 물을 분리하는 유수 분리조나 필터가 내장되어 있다. 16은 오프-가스 처리부로서, 도 7에 의거하여 설명한 제1 실시 형태와 동일하다. 그 이외에, 도 9에 있어서 81은 고주파 발생부로서, 각 코일(3…, 76, 95)에 고주파 전류를 흘리기 위한 전원부가 된다. 또한 질소 가스 공급부(82)는 조 본체(4), 수밀봉조(92)(도 7 참조), 저유조(66) 등에 전술한 호퍼(111)의 경우와 동일하게 공급할 수 있다.

다음, 제2 실시 형태에 따른 유화 환원 장치(1b)의 전체 동작에 대하여 도 9∼도 12를 참조하여 설명한다.

먼저, 폐플라스틱(Ro)을 폐플라스틱 투입 기구부(9)를 이용하여 열분해조(2)에 수용한다. 이 폐플라스틱(Ro)의 수용 방법에 대하여 도 12에 도시한 흐름도를 따라 설명한다. 가장 먼저, 호퍼(111)에 투입하기 위한 폐플라스틱(Ro)을 준비한다. 이 폐플라스틱(Ro)은 폐플라스틱 전처리부(29)에 의해 얻어진다. 즉, 폐플라스틱 전처리부(29)에서는 수집된 폐기물의 분별이 이루어진다(단계 S21). 따라서, 이물질(금속류 등)이 혼입되어 있는 경우에는 제거된다. 또한 분별에 의해 얻어진 폐플라스틱(Ro)은 소정의 크기 이하의 칩 형태가 되도록 파쇄부에 의해 파쇄된다(단계 S22). 나아가, 파쇄된 폐플라스틱(Ro)은 세정부에 의해 세정됨과 함께, 건조부에 의한 건조가 이루어진다(단계 S23).

그리고, 건조가 이루어진 폐플라스틱(Ro)은 호퍼(111)에 투입된다. 이 경우, 로킹 기구(121)에 의한 로킹을 해제하고, 개폐 덮개(114)를 도 10에 실선으로 나타낸 열림 위치(Zo)까지 변위시킨다(단계 S24). 한편 이 때, 개폐 밸브(115) 및 개폐 댐퍼(117)는 닫혀져 있다. 즉, 개폐 밸브(115)는 도 11에 가상 선으로 나타낸 닫힘 위치(Yc)에 있음과 함께, 개폐 댐퍼(117)는 도 11에 가상 선으로 나타낸 닫힘 위치(Zc)에 있다.

이 상태에서, 폐플라스틱 전처리부(29)에 의해 얻어진 폐플라스틱(Ro)을 호퍼(111)에 투입한다(단계 S25). 소정량의 폐플라스틱(Ro)을 호퍼(111)에 투입하였으면, 개폐 덮개(114)를 닫고, 로킹 기구(121)에 의해 개폐 덮개(114)를 닫힘 위치 (Zc)에 로킹한다(단계 S26). 이어서, 질소 가스 공급부(82)를 제어하고, 송기관(120) 및 송기구(119)를 지나 호퍼(111)의 내부에 질소 가스(Gi)를 송기(charge)한다(단계 S27). 이에 따라, 열분해조(2)의 내부를 외기에 개방할 때, 열분해조(2)의 내부에 잔류하는 분해 가스(Gr) 등이 직접 공기에 접촉하는 것이 회피된다.

이어서, 조작 핸들(118)을 수동에 의해 회전 조작하여 개폐 댐퍼(117)를 도 11에 실선으로 나타낸 열림 위치(Zo)로 변위시킴과 함께, 이후 조작 핸들(116)을 수동에 의해 회전 조작하여 개폐 밸브(115)를 도 11에 실선으로 나타낸 열림 위치(Yo)로 변위시킨다(단계 S28, S29). 이에 따라, 호퍼(111) 내의 폐플라스틱(Ro)은 투입관(112)을 지나 조 본체(4)의 내부에 수용된다(단계 S30). 그리고, 호퍼(111) 안이 비워지면, 조작 핸들(116)을 수동에 의해 회전 조작하여 개폐 밸브(115)를 도 11에 가상 선으로 나타낸 닫힘 위치(Yc)로 변위시킴과 함께, 이후 조작 핸들(118)을 수동에 의해 회전 조작하여 개폐 댐퍼(117)를 도 11에 가상 선으로 나타낸 닫힘 위치(Zc)로 변위시킨다(단계 S31, S32). 이에 따라 열분해조(2)에 대한 폐플라스틱(Ro)의 수용이 완료된다.

한편, 열분해조(2)는 각 코일(3…)에 흐르는 고주파 전류에 의해 조 본체(4)가 유도 가열된다. 이 고주파 전류는 고주파 발생부(81)로부터 공급된다. 이 때, 조 본체(4)는 폐플라스틱(Ro)의 열분해에 필요한 450〔℃〕정도로 가열된다. 한편, 이 조 본체(4)는 대기시에 200〔℃〕정도로 가열된다. 조 본체(4)의 가열 온도는 처리할 폐플라스틱(Ro)의 종류에 따라 임의로 설정할 수 있다. 따라서, 열분해조(2)에서는 수용된 폐플라스틱(Ro)이 설정된 450〔℃〕정도의 고온에 의해 용해 및 열분해된다. 즉, 폐플라스틱(Ro)은 용해에 의해 용해 플라스틱이 되고, 나아가 이 용해 플라스틱의 열분해가 이루어진다. 따라서, 열분해조(2)는 폐플라스틱(Ro)을 용해하는 용해조를 겸용한다. 또한 교반 기구부(11)에 의한 교반 등은 제1 실시 형태의 경우와 동일하게 수행된다.

한편, 열분해조(2)에서는 용해 플라스틱의 열분해가 이루어짐으로써 분해 가스(Gr)가 발생하고, 이 분해 가스(Gr)는 가스 출구(38)로부터 송기관(Pp)을 지나 유화 처리부(7)의 수용측에 공급된다. 이하, 유화 처리부(7), 오프-가스 처리부(16) 및 연소 처리부(17) 등에 의한 처리는 제1 실시 형태의 경우와 동일하게 이루어진다.

따라서, 이러한 제2 실시 형태에 따른 유화 환원 장치(1b)에 의하면, 폐플라스틱(Ro)을 용해 및 열분해함으로써 분해 가스(Gr)를 발생시키는 용해조를 겸한 열분해조(2)를 구비하기 때문에 장치 전체의 소형 컴팩트화에 의해 설치성 및 범용성을 향상시킬 수 있음과 함께, 쓸데없는 소비 전력의 저감에 의해 러닝 코스트의 저감에도 기여할 수 있다. 또한 폐플라스틱(Ro)을 열분해조(2)에 대하여 직접 투입할 수 있는 폐플라스틱 투입 기구부(9)를 구비하기 때문에 처리 공정을 단순화할 수 있음과 함께, 열분해조(2)에 대하여 폐플라스틱(Ro)을 원활하고 확실하게 수용할 수 있고, 게다가 세정이나 유지 관리 등도 용이하게 행할 수 있다. 덧붙여, 폐플라스틱 투입 기구부(9)에는 개폐 밸브(115)에 대하여 조 본체(4) 측에서의 투입관(112)에 개폐 댐퍼(117)를 부설하였기 때문에, 폐플라스틱(Ro)을 보다 안정적으로 안전하게 투입할 수 있다.

이상, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되지 않으며, 세부 구성, 형상, 소재, 수량, 수치, 방법 등에 있어서 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 임의로 변경, 추가, 삭제할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 유화 환원 장치(1a, 1b)는 각종 폐플라스틱(고분자 폐기물)을 중유(A 중유 상당) 등으로 환원할 때 채용하기에 적합하다.

Claims

폐플라스틱을 가열하여 열분해하고, 발생한 분해 가스를 냉각하여 유화하는 폐플라스틱의 유화 환원 장치에 있어서,

코일의 내측에 배열하는 조 본체를 가지며, 상기 코일에 고주파 전류를 흘림으로써 상기 조 본체를 유도 가열하고, 상기 폐플라스틱으로부터 얻는 적어도 용해 플라스틱을 열분해하여 분해 가스를 발생시키는 열분해조와,

상기 폐플라스틱을 투입하는 투입구와,

이 투입구에 투입된 상기 폐플라스틱을 용해조가 없는 강제적 또는 직접적인 공급 수단을 통하여 상기 열분해조에 공급하는 공급부와,

상기 열분해조에 의해 발생한 분해 가스를 냉각하여 유화하는 유화 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱의 유화 환원 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 공급부는, 강제적인 공급 수단으로서 상기 투입구에 투입된 폐플라스틱을 용해하여 압출하는 가열 실린더 및 압출 스크류를 갖는 압출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱의 유화 환원 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 공급부는, 직접적인 공급 수단으로서 상기 조 본체에 상기 폐플라스틱을 투입하는 호퍼를 가지며, 이 호퍼의 투입구를 개폐하는 개폐 덮개 및 이 호퍼와 상기 조 본체 사이의 투입로를 개폐하는 개폐 밸브를 가짐과 함 께, 상기 호퍼의 내부에 불활성 가스를 송기할 수 있도록 구성한 폐플라스틱 투입 기구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱의 유화 환원 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 폐플라스틱 투입 기구부는 상기 투입로를 구성하는 투입관을 가지며, 이 투입관에 상기 개폐 밸브를 부설함과 함께, 이 개폐 밸브에 대하여 상기 조 본체 측에서의 상기 투입관에 개폐 댐퍼를 부설하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱의 유화 환원 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 열분해조는 상기 폐플라스틱을 용해하는 상기 용해조를 겸용하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱의 유화 환원 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 열분해조에는 상기 조 본체에 수용한 용해 플라스틱을 교반하고, 상기 조 본체의 내벽면에 부착된 용해 플라스틱을 긁어내는 교반 긁기부를 갖는 교반 기구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱의 유화 환원 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 교반 기구부에는 상기 교반 긁기부에 부설함으로써 상기 조 본체에 수용한 용해 플라스틱의 상면을 가열하는 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱의 유화 환원 장치.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 조 본체의 내부에서 발생하는 찌꺼기 플라스틱을 회수하여 가열함으로써 발생하는 분해 가스를 상기 유화 처리부에 공급하는 찌꺼기 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱의 유화 환원 장치.
제 1 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 폐플라스틱을 순차적으로 처리하는 각 과정에서 발생하는 오프-가스를 소정 온도 이상의 고온 하에서 연소 처리하는 연소 처리부를 갖는 오프-가스 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱의 유화 환원 장치.