KR20070047270A - 폐원료 열분해유 재생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투입된 폐원료를 간접 열로 가열함으로써 열분해를 통한 완전 연소가 이루어짐과 아울러, 열분해 시 발생하는 열분해 가스를 응축시켜 열분해유를 추출하기 위한 열분해유 재생장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 연소열 투입구와 연소열 배출구가 형성된 재생실; 스크루 형태의 연소열 가이드와 연소열 순환관이 형성된 재생로; 상기 재생로 상단의 열분해가스 배출관에 연결되어 열분해유를 추출하도록 형성된 응축기; 상기 각 열분해가스 배출관 내부로 폐원료를 공급하기 위한 폐원료 공급수단; 상기 열분해가스 배출관으로 유입되는 폐원료를 분산시키도록 형성된 커팅 로터리; 열분해된 폐원료의 잔해물을 상기 재상로의 전단으로 안내하도록 형성된 이송 스크루; 및 상기 재생로와 연통된 상태에서 그 내부에는 이송 스크루가 축 설치되고 외면에는 냉각 파이프가 설치 형성된 배출수단; 으로 이루어짐에 따라, 폐원료의 공급과 공급된 폐원료의 열분해와 열분해된 잔여물의 배출이 더욱 원활하게 이루어지도록 한 폐원료 열분해유 재생장치를 제공하게 된다.

Description

폐원료 열분해유 재생장치{CATALYST-FREE WASTE PLASTICS PYROLYSIS OIL RECOVERY SYSTEM}

도 1은 본 발명이 적용된 폐원료 열분해유 재생장치를 도시한 측단면도.

도 2는 본 발명이 적용된 폐원료 열분해유 재생장치를 도시한 평면도.

도 3은 본 발명이 적용된 폐원료 열분해유 재생장치를 도시한 정단면도.

도 4는 본 발명이 적용된 폐원료 열분해유 재상장치를 도시한 요부 확대도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 재생실 120: 연소열 투입구

140: 연소열 배출구

200: 재생로 220: 연소열 가이드

240: 연소열 순환관

300: 응축기 320: 열분해가스 배출관

400: 폐원료 공급수단 420: 피스톤

440: 인입 경사면 460: 이송 피스톤

500: 커팅 로터리

600: 이송 스크루

700: 잔해물 배출수단 720: 이송 스크루

740: 냉각 파이프

본 발명은 폐원료를 이용한 열분해유 재생장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 상기 열분해유 재생장치의 구조를 개선하여 폐원료의 공급과 공급된 폐원료의 열분해와 열분해된 잔여물의 배출이 더욱 원활하게 이루어지도록 한 폐원료 열분해유 재생장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업의 급속한 발전과 아울러 그 수요가 크게 증가하면서 많은 량의 폐원료가 배출되고 있는데, 이들은 환경과 생태계를 오염시키고 파괴하는 주요 원인으로서 매우 심각한 사회적 문제가 되고 있다.

이에, 정부나 각 단체에서는 위의 문제점을 해결하기 위한 방안으로서 폐기물(폐원료)을 수거하여 소각하거나 매립하는 것에 크게 의존하고 있다. 그러나 상기 소각의 경우에는 다이옥신과 같은 많은 량의 유해물질이 대기중으로 배출되면서 또 다른 오염의 원인이 되고 있으며, 매립의 경우에는 썩지 않는 플라스틱의 성질로 인하여 지반의 불안정화를 초래하는 것은 물론이고 절대적인 매립지의 부족으로 인한 지역간의 갈등이 큰 이슈로 부상되고 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 폐원료의 열분해를 통해 열분해유를 회수함과 동시에 상기 폐원료의 완전 소각을 실현할 수 있는 폐원료 열분해유 재생장치를 제공함으로서, 자원의 재활용과 환경의 보존 측면에서 많은 주목을 받고 있다.

상기의 폐원료 열분해에 대한 간략한 배경기술을 설명하면 다음과 같다.

수거된 폐원료를 밀폐된 재생로 내부로 투입시킨 후 무산소 또는 저산소 분위기 하에서 상기 재생로 외부로부터 고온의 열을 가하여 투입된 폐원료를 열분해하게 된다. 이때, 탄소쇄가 긴 고분자 화합물을 산소가 없는 상태에서 열분해시켜 각종 유기 화합물로 저분자화 하는데, 상기 저분자 생성물은 탄소쇄의 길이 또는 화합물의 형태에 따라 가스로 되거나 액체로 된다. 즉, 이러한 물질은 석유계 화합물과 거의 같은 성상을 유지하여 연소에 필요한 연료로서의 재사용을 가능하게 하는 기술이다.

즉, 상기 폐원료는 탄소쇄를 가진 유기성 화학 물질을 포함하고 있는 고분자 화학 물질로서 첫째, 조건과 정도의 차이가 있지만 열을 가하면 쉽게 분해 된다는 것과 둘째, 유독물질이 발생하더라도 순수한 형태로 발생되거나 공기비가 매우 낮아 상대적으로 처리가 용이하다는 것과 셋째, 고분자 폐원료을 원래의 저분자 물질로 환원시켜 단량체 등 고가의 원료 물질을 회수할 수 있을 뿐만 아니라, 연소 가스나 오일을 회수할 수 있는 장점이 있기 때문에 상기 폐원료를 열분해할 수 있게 된다.

이와 같은 폐원료 열분해유 재생장치에 의하면 크게, 연소실과 연결되어 고온의 연소열이 유입되는 재생실; 상기 재생실 내부에 설치되어 투입된 폐원료가 열분해되는 재생로; 상기 재생로의 후단으로 폐원료를 공급하기 위한 투입수단; 상기 재생로의 전단에 설치되어 연소된 폐원료의 잔여물을 배출하기 위한 배출수단; 상기 재생로 상의 다수 지점으로부터 연결되어 열분해 가스를 액체상태로 응축시키기 위한 응축기; 로 구성된다.

그러나 이와 같은 구성에 의하면 폐원료가 재생로의 후단으로만 공급되기 때문에 특정부분이 막히면서 재생로 전체에 고른 공급이 이루어지지 못하는 문제가 있다. 따라서 이와 같은 경우 재생로의 후방에서만 열분해가 이루어짐에 따라 열손실 및 기능 저하를 초래하게 된다. 특히, 공급되는 폐원료가 압축 또는 뭉쳐진 상태에서는 상기와 같은 막힘 현상이 더욱 빈번하게 발생하지만, 기존에는 재생로 내부로 공급되는 폐원료를 잘게 절단 또는 분산시킬 수 있는 구성이 제공되지 않았다.

또한, 종래에는 열분해된 폐원료의 잔해물을 외부로 직접 배출시키도록 구성되어 있는데, 이 경우 열분해된 뜨거운 잔해물이 상온의 외부공기와 접하면서 자연발화되기 때문에 화재 등의 안전상 여러 문제가 발생하기도 한다.

본 발명은 종래의 문제점 및 결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 주된 목적으로는 열분해유 재생장치의 구조를 개선하여 폐원료의 공급과 공급된 폐원료의 열분해와 열분해된 잔여물의 배출이 더욱 원활하게 이루어지도록 한 폐원료 열분해유 재생장치를 제공하려는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 투입된 폐원료를 간접열 로 가열함으 로써 열분해를 통한 완전 연소가 이루어짐과 아울러, 열분해 시 발생하는 열분해 가스를 응축시켜 열분해유를 추출하기 위한 열분해유 재생장치에 있어서,

전단에 근접한 측부 일 지점에 연소열 투입구가 형성되고, 후단의 상측에는 연소열 배출구가 형성된 재생실; 외면에 형성된 스크루 형태의 연소열 가이드에 의해 상기 재생실 내부에 지지되는 상태로 설치되며, 내부 중심에는 상기 연소열 투입구 측으로부터 후단으로 연통되는 연소열 순환관이 형성된 재생로; 상기 재생로의 상단으로부터 연통된 상태로 상기 재생실 외측으로 돌출된 등 간격의 열분해가스 배출관에 각각 연결되어 열분해유를 추출하도록 형성된 응축기; 상기 각 열분해가스 배출관의 측부 일 지점으로 연통된 상태에서 피스톤의 작동을 통해 폐원료를 열분해가스 배출관 내부로 공급하도록 형성된 폐원료 공급수단; 상기 재생로 내부의 상측에 축 설치된 상태로 회전을 통해 열분해가스 배출관으로 유입되는 폐원료를 분산시키도록 형성된 적어도 하나 이상의 커팅 로터리; 상기 재생로 내부의 하측에 축 설치된 상태로 회전을 통해 열분해된 폐원료의 잔해물을 전단으로 안내하도록 형성된 이송 스크루; 및 상기 재생로의 전단 측 하부면의 일 지점으로부터 연통된 상태로 상기 재생실의 하측에 설치되어 폐원료 잔여물을 배출시키기 위한 원통형 배출관의 내부에 긴밀하게 밀착된 상태로 회전하는 이송 스크루를 축 설치하는 한편, 상기 배출관의 외면에는 냉각 파이프를 감아서 형성된 배출수단; 으로 이루어진다.

이때, 상기 각 폐원료 공급수단은 폐원료를 저장하기 위한 호퍼로부터 공급되는 폐원료를 상기 각 열분해가스 배출관의 연통된 입구 측으로 공급하기 위한 이 송 피스톤을 더 구비하여 이루어진다.

또한, 상기 열분해가스 배출관의 연통된 입구에는 폐원료의 투입이 원활하게 이루어지도록 호형의 경사면을 형성하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 보다 구체적으로 살펴본다.

도 1은 본 발명이 적용된 폐원료 열분해유 재생장치를 도시한 측단면도, 도 2는 본 발명이 적용된 폐원료 열분해유 재생장치를 도시한 평면도, 도 3은 본 발명이 적용된 폐원료 열분해유 재생장치를 도시한 정단면도, 도 4는 본 발명이 적용된 폐원료 열분해유 재상장치를 도시한 요부 확대도이다.

본 발명의 폐원료 열분해유 재생장치는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이 크게 연소열 투입구와 연소열 배출구가 형성된 재생실(100), 스크루 형태의 연소열 가이드와 연소열 순환관이 형성된 재생로(200), 상기 재생로 상단의 열분해가스 배출관에 연결되어 열분해유를 추출하도록 형성된 응축기(300), 상기 각 열분해가스 배출관 내부로 폐원료를 공급하기 위한 폐원료 공급수단(400), 상기 열분해가스 배출관으로 유입되는 폐원료를 분산시키도록 형성된 커팅 로터리(500), 열분해된 폐원료의 잔해물을 상기 재상로의 전단으로 안내하도록 형성된 이송 스크루(600) 및 상기 재생로와 연통된 상태에서 그 내부에는 이송 스크루가 축 설치되고 외면에는 냉각 파이프가 설치 형성된 배출수단(700)으로 이루어진다.

상기 재생실(100)은 원통형으로 형성된 것으로서 전단에 근접한 측부 일 지점에 연소열 투입구(120)가 형성되고, 후단의 상측에는 연소열 배출구(140)가 형성 된다. 이때, 상기 재생실(100)은 도면에 도시한 바와 같이 그 외면에 열손실을 방지하기 위한 단열재가 형성된다. 한편, 상기 재생실(100)은 전단이 후단보다 낮은 기울기로 설치한다.

상기 재생로(200)는 원통형으로 형성된 것으로서 외면에 형성된 스크루 형태의 연소열 가이드(220)에 의해 상기 재생실 내부에 지지되는 상태로 설치되며, 내부 중심에는 상기 연소열 투입구(120) 측으로부터 후단으로 연통되는 연소열 순환관(240)이 형성된다. 이때, 상기 연소열 순환관(240)은 직각으로 절곡 형성하는 한편, 그 내면에는 앞서 설명된 외면의 연소열 가이드(220)와 같은 스크루 형태의 연소열 가이드를 형성할 수 있다.

상기 응축기(300)는 상기 재생로(200)의 상단으로부터 연통된 상태로 상기 재생실(100) 외측으로 돌출된 등 간격의 열분해가스 배출관(320)에 각각 연결되어 열분해유를 추출하도록 형성한다. 즉, 상기 응축기(300)는 그 외면에 냉각수가 흐르도록 순환관을 설치함으로써 열분해가스 배출관(320)으로 배출되는 기체상태의 열분해가스를 액체상태로 물성을 변화시킨다.

상기 폐원료 공급수단(400)은 상기 각 열분해가스 배출관(320)의 측부 일 지점으로 연통된 상태에서 피스톤(420)의 작동을 통해 폐원료를 열분해가스 배출관(320) 내부로 공급하도록 형성된다.

이때, 상기 각 폐원료 공급수단(400)은 폐원료를 저장하기 위한 호퍼로부터 공급되는 폐원료를 상기 각 열분해가스 배출관(320)의 연통된 입구 측으로 공급하기 위한 이송 피스톤(460)을 더 구비하여 이루어진다. 즉, 폐원료를 저장한 호퍼로 부터 직접 열분해가스 배출관으로 폐원료를 공급하는 것이 아니라, 두 단계의 피스톤 작용을 통해 폐원료가 공급되도록 함으로써, 상기 열분해가스 배출관(320)을 통해 응축기(300)로 이동하는 열분해가스가 상기 폐원료 공급수단(400)을 통해 손실되는 것을 방지한다. 상기 구성에서 피스톤(420) 및 이송 피스톤(460)을 통해 이송되는 폐원료는 열분해가스의 누출을 방지하게 된다.

한편, 상기 열분해가스 배출관(320)의 연통된 입구에는 폐원료의 투입이 원활하게 이루어지도록 호형의 경사면(440)이 형성된다. 즉, 상기 피스톤(420)의 작용에 의해 폐원료를 밀어넣는 과정에서 더욱 원활한 투입이 이루어지도록 한다.

상기 커팅 로터리(500)는 상기 재생로(200) 내부의 상측에 축 설치된 상태로 회전을 통해 열분해가스 배출관(320)으로 유입되는 폐원료를 분산시키도록 형성된다. 따라서 상기 커팅 로터리(500)는 도 3에 도시된 바와 같이 적어도 세 방향에 설치하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 커팅 로터리(500)를 회전시키기 위한 전동 모터는 재생실(100) 외측에 설치하여 뜨거운 열로부터 보호하도록 한다.

상기 이송 스크루(600)는 상기 재생로(200) 내부의 하측에 축 설치된 상태로 회전을 통해 열분해된 폐원료의 잔해물을 전단으로 안내하도록 형성된다. 이때, 상기 이송 스크루(600)를 회전시키기 위한 전동 모터는 재생실(100) 외측에 설치하여 뜨거운 열로부터 보호하도록 한다.

상기 배출수단(700)은 상기 재생로(200)의 전단 측 하부면의 일 지점으로부터 연통된 상태로 상기 재생실(100)의 하측에 설치되어 폐원료 잔여물을 배출시키기 위한 원통형 배출관의 내부에 긴밀하게 밀착된 상태로 회전하는 이송 스크 루(720)를 축 설치하는 한편, 상기 배출관의 외면에는 냉각 파이프(740)를 감아서 형성된다. 즉, 상기 이송 스크루(720)로부터 재생로(200)의 전단으로 이동된 폐원료의 열분해 잔여물을 재생실(100) 외측에서 서서히 냉각시키면서 배출시킬 수 있는 구성으로 이루어진다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명의 폐원료 열분해유 재생장치에 의하면 열분해유 재생장치의 개선된 구조를 통해 폐원료의 공급과 공급된 폐원료의 열분해와 열분해된 잔여물의 배출이 더욱 원활하게 이루어짐에 따라, 사용의 편리성과 효율이 크게 향상되는 매우 유용한 효과가 발휘된다.

Claims (3)

1. 투입된 폐원료를 간접열로 가열함으로서 열분해를 통한 완전 연소가 이루어짐과 아울러, 열분해시 발생되는 열분해 가스를 응축시켜 열분해유를 추출하기 위한 열분해유 재생장치에 있어서,

   전단에 근접한 측부 일 지점에 연소열 투입구가 형성되고, 후단의 상측에는 연소열 배출구가 형성된 재생실;

   외면에 형성된 스크루 형태의 연소열 가이드에 의해 상기 재생실 내부에 지지되는 상태로 설치되며, 내부 중심에는 상기 연소열 투입구 측으로부터 후단으로 연통되는 연소열 순환관이 형성된 재생로;

   상기 재생로의 상단으로부터 연통된 상태로 상기 재생실 외측으로 돌출된 등 간격의 열분해가스 배출관에 각각 연결되어 열분해유를 추출하도록 형성된 응축기;

   상기 각 열분해가스 배출관의 측부 일 지점으로 연통된 상태에서 피스톤의 작동을 통해 폐원료를 열분해가스 배출관 내부로 공급하도록 형성된 폐원료 공급수단;

   상기 재생로 내부의 상측에 축 설치된 상태로 회전을 통해 열분해가스 배출관으로 유입되는 폐원료를 분산시키도록 형성된 적어도 하나 이상의 커팅 로터리;

   상기 재생로 내부의 하측에 축 설치된 상태로 회전을 통해 열분해된 폐원료의 잔해물을 전단으로 안내하도록 형성된 이송 스크루; 및

   상기 재생로의 전단 측 하부면의 일 지점으로부터 연통된 상태로 상기 재생 실의 하측에 설치되어 폐원료 잔여물을 배출시키기 위한 원통형 배출관의 내부에 긴밀하게 밀착된 상태로 회전하는 이송 스크루를 축 설치하는 한편, 상기 배출관의 외면에는 냉각 파이프를 감아서 형성된 배출수단; 으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐원료 열분해유 재생장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 폐원료 공급수단은 폐원료를 저장하기 위한 호퍼로부터 공급되는 폐원료를 상기 각 열분해가스 배출관의 연통된 입구 측으로 공급하기 위한 이송 피스톤을 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폐원료 열분해유 재생장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 열분해가스 배출관의 연통된 입구에는 폐원료의 투입이 원활하게 이루어지도록 호형의 경사면을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폐원료 열분해유 재생장치.

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