KR20070063957A - 건류 열 분해 액화 시스템 - Google Patents

Abstract

용기 전체를 노 내에서 거의 균등하게 가열하여, 용기 내의 피처리물의 열 분해 처리의 균일화, 능률화를 실현한다.

피처리물을 밀봉한 용기 (2)를 가열하여, 피처리물의 열 분해에 의해 고온의 건류 가스를 발생시키는 열 분해로 (1)과, 상기 열 분해로 (1)로부터 유도한 건류 가스를 응축 액화하여 회수하는 일차 냉각기 (5)와, 상기 일차 냉각기 (5)에서 냉각되는 건류 가스 중 응축 액화되지 않은 비응축 가스를 재차 응축 액화하여 회수하는 이차 냉각기 (6)을 설치하고, 잉여 가스 연소로 (17)에서 이차 냉각기 (6) 내에서 응축 액화되지 않은 비응축 가스를 연소한다.

건류, 열 분해로, 냉각기, 잉여 가스 연소로

Description

건류 열 분해 액화 시스템{DRY DISTILLATION, PYROLYSIS AND LIQUEFACTION SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 건류 열 분해 액화 시스템을 나타내는 구성도이다.

도 2는 본 발명에 의한 기름의 회수 순서를 나타내는 플로우 차트이다.

도 3은 도 1에서의 열 분해로 및 용기의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 4는 도 1에서의 일차 냉각기를 일부 파단하여 나타낸 확대 정면도이다.

도 5는 도 4에 나타낸 일차 냉각기의 일부를 나타내는 평면도이다.

도 6은 도 1에서의 이차 냉각기를 일부 파단하여 나타낸 확대 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 열 분해로

2: 용기

5: 일차 냉각기

6: 이차 냉각기

17: 잉여 가스 연소로

34: 용기 유지 케틀

본 발명은 고분자계 플라스틱인 폐타이어 고무, 폐플라스틱, 도료 폐잉크 등의 피처리물을 무공해 처리로 양질의 연료유나 연료 가스를 취출(取出)하여 리사이클을 가능하게 하는 건류(乾溜) 열 분해 액화 시스템에 관한 것이다.

종래부터 폐타이어, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, ABS 수지 등의 고분자계 플라스틱을 무산소 상태에서 기름이나 가스의 연소열로 건류 열 분해하여, 발생시킨 유성 가스를 냉각기(응축기)에서 냉각시켜 응축 액화하고, 그 응축분을 연료유 등으로서 회수하는 건류 열 분해 액화 시스템에 대하여 이미 여러 제안이 이루어져 실시되고 있다.

이러한 건류 열 분해 액화 시스템에서는, 상기 고분자계 플라스틱인 고무 타이어 등의 피처리물을 용기 내에 투입한 후 천개(天蓋)를 폐쇄하고, 이 용기를 노(爐) 내에 설치하여 기름이나 가스의 연소열로 가열하며, 이 용기 내의 피처리물을 열 분해하여 고온의 건류 가스를 발생시키고, 이 건류 가스를 냉각기에서 냉각시킴으로써 응축된 기름을 회수하며, 이 기름을 탱크에 저장시키거나 하여, 연료 등으로서 재이용 가능하게 하는 것이다.

종래의 건류 열 분해 액화 시스템에서는, 피처리물이 투입되는 용기는 단순한 두꺼운 일조(一槽) 구조이고, 노 본체의 버너의 기름이나 가스의 연소열로 이 용기를 가열한 경우에, 그 버너의 화염이 집중하는 부위 및 그 근방이 특히 고열에 노출되어 그 주변과의 온도차가 커지며, 따라서 용기 내부의 피처리물마다 열 분해 도가 불균일해지고, 결과적으로 피처리물 전체로서의 건류 능률이 나빠진다는 문제가 있었다.

또한, 상기 용기는 일조 구조이기 때문에, 크레인 등에 의한 노 내로의 수납 및 취출 작업 중에 벽돌 등의 노 벽에 그 용기가 충돌하거나 하여, 용기 및 용기 둘레의 벽(周壁)이 변형되거나 손상되는 경우가 있기 때문에, 용기 자체의 내구성이 나빠지고, 수명이 짧아진다는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 건류를 종료한 후에는, 일단 노 본체의 버너를 중단시켜 노 내에서 용기를 꺼내고, 용기 내의 활성 탄화물 등을 제거한 후, 이 용기에 별도로 준비한 고무 타이어 등의 피처리물을 투입하여 노 내에 설치하고, 재차 건류 작업에 들어가게 되지만, 이 때 대기 중에서 냉각시킨 두꺼운 상기 용기를 노 본체의 버너의 기름이나 가스의 연소열에 의해서 재차 다시 가열할 필요가 있다. 따라서, 건류를 위한 열 분해로에서의 열의 이용 효율이 나빠, 건류 작업의 정체를 피할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 건류 열 분해 액화 시스템에서 사용되는 냉각기는, 다관 구조, 나선 구조의 배관 구조를 가지고, 냉각수를 위에서 아래로 낙하시키는 형태를 취하기 때문에, 냉각기의 표면 온도는 어느 부위에서도 거의 일정하고, 따라서 폐타이어 등의 피처리물의 종류에 따른 건류 가스(탄화수소 가스)의 성질이나 가스 성분의 분자 구조에 대응한 냉각을 행할 수 없고, 이 결과 회수되는 기름의 성상이 일정해지지 않고, 양질인 기름을 회수할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은, 고무 타이어 등의 피처리물이 투입된 용기 전체를 노 내에서 거의 균등하게 가열하여 열 분해 처리의 균일화, 능률화를 실현함과 동시에, 용기를 노 내로 수납할 때에 용기 및 노 벽의 변형, 손상을 방지하고, 또한 건류 작업을 효율적으로 하여, 성상이 일정한 양질의 기름의 회수를 실현할 수 있는 건류 열 분해 액화 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기 목적을 감안하여 이루어진 것이며, 그 요지는, 피처리물을 밀봉한 용기를 가열하여 상기 피처리물의 열 분해에 의해 고온의 건류 가스를 발생시키는 열 분해로와, 상기 열 분해로로부터 유도한 건류 가스를 응축 액화하여 회수하는 일차 냉각기와, 상기 일차 냉각기에서 냉각 응축 액화되지 않는 건류 가스를 재차 냉각 응축 액화하여 회수하는 이차 냉각기와, 상기 이차 냉각기 내에서 냉각 응축 액화되지 않는 건류 가스를 연소하는 잉여 가스 연소로를 구비한 것을 특징으로 하는 건류 열 분해 액화 시스템에 있다.

이 양태에 따르면, 밀봉한 용기 내의 고무 타이어 등의 피처리물로부터 발생하는 건류 가스로부터 필요로 하는 기름을 일차 냉각기의 상하 이단의 냉각 처리와 이차 냉각기의 2회의 냉각 처리에 의해서 확실하면서 또한 충분히 회수할 수 있고, 한편 비응축 가스는 잉여 가스 연소로에 의해서 소각하여 무취화(無臭化)함과 동시에, 그의 소각열을 열원으로 효과적으로 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 요지는, 상기 열 분해로에는 상기 용기를 공극을 통해 착탈이 자유롭게 수납하면서 상기 용기를 간접적으로 가열하는 용기 유지 케틀(kettle)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 건류 열 분해 액화 시스템에 있다.

이 양태에 따르면, 얇은 용기를 노 내에 수용할 때에 이것이 직접 노 본체의 벽돌에 간섭하는 것을 피할 수 있다. 따라서 이 용기가 손상되는 것을 방지할 수 있으면서, 동시에 건류 종료 후에 용기를 노 내에서 꺼내어, 다시 비처리물을 수용한 용기를 노 내에 수납하는 경우의 교환 장착을 용이하게 할 수 있으며, 용기 유지 케틀이 버너에 의해 계속해서 노 내에 남아 가열되고 있기 때문에, 그 용기 유지 케틀을 통해 용기를 신속하게 준비할 수 있고, 가열 연소열을 효율적으로 이용할 수 있다. 따라서 반복하여 행하는 건류 작업을 효율화할 수 있다.

또한, 본 발명의 또다른 요지는, 상기 일차 냉각기가, 상기 열 분해로로부터 유도되는 건류 가스의 성분 또는 비중에 따라서 상기 응축 액화를 위한 냉각 온도가 다른 상하 이단의 냉각 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 건류 열 분해 액화 시스템에 있다.

이 양태에 따르면, 기화 상태가 된 가벼운 성분과 무거운 성분의 각 냉각 온도를 상하부 이단의 영역으로 나누어 다른 값으로 설정함으로써, 냉각 응축 유화된 기름의 성상인 인화점, 유동점을 균일하게 하여 기름을 회수할 수 있다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 건류 열 분해 액화 시스템을 나타내는 구성도이다. 이 도면에서, (1)은 열 분해로이며, 이 열 분해로 (1) 내에는 내부에 피처리물로서의 폐타이어를 수납하여 밀봉 한 용기 (2)가 수용된다(도시하지 않음). 또한, 이 용기 (2)에는 메인 스톱 밸브 (3) 및 파이프 (4)를 통해 일차 냉각기 (5) 및 이차 냉각기 (6)에 차례로 접속되어 있다.

이들 일차 냉각기 (5) 및 이차 냉각기 (6)의 아래쪽으로는, 이들의 바닥부에 회수된 기름을 각 하나의 파이프 (7), (8)을 통해 받아, 이 기름에 포함되는 수분을 분리 제거하는 기름 물 분리조 (9)가 배치되어 있다. 또한, 이 기름 물 분리조 (9)에는, 이로부터 송출되는 기름을 받아 여과하는 여과기 (10)이 접속되어 있다. 또한, 이 기름의 여과기 (10)으로의 공급은, 이 여과 공급기 (10)과 기름 물 분리조를 연결하는 파이프 (11)의 도중에 설치된 펌프 (12)에 의해서 행해진다.

또한, 이 여과기 (10)에는, 파이프 (13)을 통해 저유(貯油) 탱크 (14)가 접속되어 있고, 이 저유 탱크 (14)에는 정제된 기름이 저장된다. 한편, 상기 이차 냉각기 (6)에는 일차 냉각기 (5)에서 응축 액화되지 않고 유화되지 않은 잉여의 비응축 가스를 액상 안전기 (15) 및 파이프 (16)을 통해 받아 연소하는 잉여 가스 연소로 (17)이 접속되어 있다.

또한, 도면에서, (2A)는 다른 장소에 설치된, 상기 용기 (2)와 형상이 동일하고, 크기가 다른 용기이며, 용기 (2)의 열 분해로 (1)에서의 가열 중에, 별도로 준비된 폐타이어가 수납되어 대기하고, 상기 용기 (2)의 가열 종료 후에 꺼낸 상기 용기 (2) 대신에 상기 열 분해로 (1) 내에 수용된다. 즉, 여기서는 2개의 용기 (2), (2A)를 열 분해로 (1)에 교대로 수용함으로써, 상기 건류 처리를 연속적으로 실시 가능하게 하고 있다.

다음에, 이러한 건류 열 분해 액화 시스템을 이용하여 폐타이어로부터 기름을 추출하는 공정을, 도 2의 플로우 차트를 참조하여 설명한다. 우선, 용기 (2) 중에 폐타이어를 그대로, 또는 압축하여 투입한다(단계 S1). 그 투입량은, 예를 들면 100개분(약 1 톤)으로 한다. 투입이 끝나면 천개를 폐쇄하여 고정하고, 크레인을 이용하여 와이어로 매달아, 열 분해로 (1) 상에서 아래쪽으로 내리고, 도 1에 나타낸 바와 같이 그 열 분해로 (1) 내에 설치한다(단계 S2). 또한, 이 열 분해로 (1) 내에서 용기 (2)가 정규 위치에 수납되고, 건류를 위한 준비가 종료되었을 때, 노 본체의 버너에 점화하여 용기 (2)의 가열을 개시한다(단계 S3). 이 때, 도시하지 않은 송풍기를 구동하여 급배기를 강제적으로 행하여 효율적인 화염 형성을 실현한다.

상기 버너의 점화 후 소정 시간, 예를 들면 40분 내지 60분이 경과하면, 용기 (2) 내의 온도가 상승하여 폐타이어의 열 분해가 시작되고, 서서히 건류 가스(탄화수소 가스)가 발생한다(단계 S4). 이 건류 가스는 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 천개로부터 상기 메인 스톱 밸브 (3)을 통과하여 일차 냉각기 (5)로 유도되어 냉각되고(단계 S5), 이 일차 냉각기 (5)에서의 냉각에 의한 가스의 응축 액화에 의해 회수된 기름이(단계 S6), 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 파이프 (7)을 통과하여 기름 물 분리조 (9)에 보내진다(단계 S7).

또한, 일차 냉각기 (5)에서 응축 액화가 행해지지 않은 건류 가스는, 일점 쇄선 화살표로 나타낸 바와 같이 다음 단계의 이차 냉각기 (6)으로 유도되고(단계 S10), 여기서 재차 가스의 응축 액화 처리를 받는다. 이 이차 냉각기 (6)에서의 응축 액화에 의해 상기와 동일하게 기름이 회수되고, 이 회수된 기름은 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 파이프 (8)을 통과하여 기름 물 분리조 (9)에 보내진다(단계 S7). 이 기름 물 분리조 (9)에서는 일차 냉각기 (5) 및 이차 냉각기 (6)에서 회수된 기름에 포함되는 수분을 제거하여 음각(白拔) 화살표로 나타낸 바와 같이 폐기함과 동시에, 기름을 펌프 (12)에 의해서 여과기 (10)에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 보내진다. 여과기 (10)은 불필요한 불순물 등을 제거한 후에, 기름을 파이프 (13)을 통해 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 저유 탱크 (14)로 보내고, 여기에 저장시킨다(단계 S9). 또한 이 저유 탱크 (14) 내의 기름은, 연료로서 상기 열 분해로 (1)의 버너 및 잉여 가스 연소로 (17)의 버너로 보내져 연소된다.

한편, 상기 이차 냉각기 (6) 내에서도 냉각에 의해서 유화되지 않는 비응축성 가스는 액상 안전기 (15)로 유도되어(단계 S11), 여기서 물 속을 통과하여 습기찬 가스로 변환되며, 인화점이 올라간다. 또한, 상기 액상 안전기 (15)를 통과한 가스의 일부는, 일점 쇄선 화살표로 나타낸 바와 같이 밸브 (18) 및 파이프 (19)를 통과하여 열 분해로 (1)의 버너구로부터 본체 노 내로 분출하여, 용기 (2)의 가열을 위한 열원으로서 이용할 수 있어 경제적이다.

또한, 상기 열 분해로 (1)이 온도 상승에 따라 건류 가스의 발생량이 증가하고, 이에 수반하여 응축하지 않는 비응축성 가스의 양도 증가하여, 상기 비응축 가스가 상기 열 분해로 (1)의 연소에 의한 소비에서는 점차로 잔여물이 생기게 된다. 또한, 상기 액상 안전기 (15)로부터 일점 쇄선 화살표로 나타낸 바와 같이 송출된 가스의 일부를 잉여 가스 연소로 (17)의 버너구로부터 노 내로 분출하여 소각시킨 다(단계 S12). 또한, 이 소각 예열을 이용하여 급탕시킬 수 있다. 이 잉여 가스의 연소에 의해서 가스의 소취화(消臭化)가 가능해진다.

또한, 상기 건류에 의해 용기 (2) 내에는 탄화물 및 철선 등이 남아, 크레인에 의해서 용기 (2)가 열 분해로 (1)로부터 꺼내진 후, 그 용기 (2) 밖으로 취출된다. 또한 철선을 분별 제거한 후, 탄화물은 활성탄의 원료로서 이차 가공되어 활성화 처리되고, 예를 들면 탈취제나 각종 환경 정화 재료로서 제품화된다. 또한, 각 냉각기 (5), (6)의 냉각 매체는 물(냉각수)이고, 이것을 각 냉각기 내로 순환시켜 저장조에 저장하며, 이것을 재차 냉각에 이용함으로써, 플랜트 폐수나 공장 배수로서의 외부로의 방류가 불필요해지므로 경제적이 된다.

도 3은 상기 열 분해로 (1)을 상세하게 나타내는 단면도이다. 이 열 분해로 (1)은 스테인레스 등의 내열성 금속판으로 형성되는 하부 프레임 (20) 및 상부 프레임 (21)을 가지며, 하부 프레임 (20)은 베이스 (22) 상에 장착되어 있다. 이 하부 프레임 (20) 내의 하부에는, 복수개의 지주(支柱) (23)을 갖는 지지 부재 (24)가 설치되고, 각 지주 (23)의 하단은 베이스 (22) 상에 지지되어 있다. 또한, 지지 부재 (24)는 하부 프레임 (20) 내의 벽면을 따라 고리상을 이루고, 하부 프레임 (20)의 하나의 벽면을 관통하는 급기구 (25)를 통해 지지 부재 (24)의 상측에 외부 공기를 공급할 수 있게 되어 있다. 또한, 이 급기구 (25)에는, 팬 등을 이용하여 외부 공기가 강제적으로 보내진다.

또한, 상기 지지 부재 (24) 상에는 열 분해로의 노 본체 (26)이 설치되어 있다. 이 노 본체 (26)은, 천부(天部) (26a)가 시멘트에 석면을 혼합한 것 등의 내 화 재료로 대략 아크(arc)상으로 형성되고, 내부가 돔상의 공간으로 되어 있다. 또한, 이 천부 (26a)에 복수개(예를 들면, 9개)의 화염 통과 구멍 (26c)가 설치됨과 동시에, 하부는 크게 개방되어 상기 급기구 (25)에 연통되어 있다. 또한, 이 노 본체 (26)에 있어서, 버너로부터의 화염을 직접 받는 부위 둘레의 벽에는, 내화 벽돌 (27)이 소정의 높이 및 폭에 걸쳐 소정의 패턴으로 매립되어 있다.

또한, 이 노 본체 (26)의 한 측에는 천부 (26a)에 연속하도록 원통상의 화염 도출부 (26b)가 연달아 설치되고, 이 화염 도출부 (26b)는 하부 프레임 (20)에 형성된 관통 구멍 (20a)를 관통하여 하부 프레임 (20)의 외부로 연속되도록 돌출 설치되어 있다. 또한, 이 하부 프레임 (20)의 외부로 돌출한 화염 도출부 (26b)의 선단 개구에 버너 (28)의 화염 방출부 (29)가 접근해 있다.

이 화염 방출부 (29) 부근에는, 상기 액상 안전기 (15)를 통하여 건류 가스를 화염 도출부 (26b) 내에 공급하기 위한 노즐 (30) 말단이 접근해 있다. 또한, 도면 상에서는, 화염 도출부 (26b)를 하부 프레임 (20)의 내외로 분리하여 설치한 경우를 나타내었지만, 그 하부 프레임 (20)의 내외로 연속적으로 일체 연달아 설치할 수도 있다. 하부 프레임 (20)의 외부에서는, 화염 도출부 (26b)의 외주가 보강용 및 보호용 금속통 프레임 (31) 등에 의해 덮혀 있다.

한편, 상부 프레임 (21)은 하부 프레임 (20)으로부터 다소 크게 만들어져 하부 프레임 (20) 상에 지지되어 있다. 또한, 이 상부 프레임 (21)의 바닥부는 개방되어 하부 프레임 (20) 내로 연통하고, 상기 노 본체 (26)의 화염 통과 구멍 (26c)에서 방출되는 화염이 상부 프레임 (21) 내에 도입 가능하게 되어 있다. 이 상부 프레임 (21) 둘레의 벽 (21a)의 일부에, 그 상부 프레임 (21) 내로 연통하여 열 배출을 행하는 열 배출관 (33)이 연달아 설치되어 있다.

상기 상부 프레임 (21)의 상측은 개구되어 있고, 이 개구부의 내측에 지지 플랜지 (21b)가 수평으로 돌출 설치되어 있다. (34)는 스테인레스 등의 내열 금속판으로 형성되는 용기 유지 케틀이며, 바닥부 중앙에는 케틀 내부에 융기하는 융기부 (35)가 일체로 형성되어 있다. 이 융기부 (35)는 바닥부의 열전도 면적을 확대시키는 것이고, 화염에 의한 열 대류를 촉진시켜 케틀 내 온도가 효율적인 상승 및 유지를 도모할 수 있도록 되어 있다. 또한, 융기부 (35)의 천부 하면 부근에는 이 천부의 열 집중을 피하기 위한 과열 방지 부재 (36)이 설치되어 있다.

또한, 상기 용기 유지 케틀 (34)의 상측은 개구되어 있고, 이 개구부 주연부에는, 외주측을 향하여 L자상으로 굴곡하는 지지 부재 (37)이 고리상으로 돌출 설치되어 있다. 또한 이 지지 부재 (37)이 상기 상부 프레임 (21)의 지지 플랜지 (21b) 상에 착탈 가능하게 지지되어 있다. 이 때, 용기 유지 케틀 (34)는 상부 프레임 (21) 내에 있고, 이의 바닥부나 내화 벽돌 (32)에 대하여 비접촉 상태로 지지 플랜지 (21b)에 의해 현수되어 지지되어 있다. 지지 플랜지 (21b) 상에는 복수의 현수구 (38)이 부착되고, 이것에 크레인에 매달린 와이어단이 걸려, 열 분해로의 이동이나 반송을 행할 수 있도록 되어 있다.

상기 용기 유지 케틀 (34) 내에는 이것과 유사한 형태를 이루는 상기 용기 (2)가 착탈 가능하게 수용되어 있다. 즉, 이 용기 (2)는 바닥부 중앙에 융기부 (39)를 일체로 가지며, 이것이 상기 용기 유지 케틀 (34)의 융기부 (35)를 덮는 것 과 같은 유사한 형태의 소정의 크기로 형성되어 있다. 또한, 용기 (2)의 개구부 주변에는 거의 십자 단면을 갖는 고리상의 걸쇠(latching) 부재 (40)이 일체로 설치되어 있다. 또한, 이 걸쇠 부재 (40) 중 아래쪽으로 수직 하강하는 돌기편 (40a)의 하단은, 용기 유지 케틀 (34)의 지지 부재 (37) 상에 지지되어 있다. 따라서, 용기 (2)는 용기 유지 케틀 (34) 내에 일정한 간극 (G)를 두고 현수되어 지지된 상태로써 착탈이 자유롭게 수납된다. 따라서, 용기 유지 케틀 (34)는 용기 (2)의 외측 케틀로서 기능한다.

상기 걸쇠 부재 (40) 중 상측으로 돌출하는 돌기편 (40b)에는, 후술하는 나비나사단을 삽입할 수 있는 나사 구멍을 갖는 뚜껑 유지 부재 (41)이 고리상으로 연달아 설치되어 있다. 또한, 이 뚜껑 유지 부재 (41) 상에서 상기 나사 구멍 위치로부터 떨어진 위치에 패킹 (42)가 부착되어 있다.

또한, (43)은 상기 용기 (2)의 개구부를 덮는 스테인레스제의 천개이고, 이것이 전체적으로 돔상을 이루며, 하부 주연부에는 굴곡부 (43a)가 고리상으로 형성되어 있다. 이 굴곡부 (43a)는 용기 (2)의 상기 개구부 내주에 대략 조밀하게 끼워 맞출 수 있는 크기 및 형상으로 되어 있다. 이 천개 (43)의 정상부에는 이 천개 (43)의 내부로 연통하는 연통 파이프 (44)가 일체이면서 수평으로 설치되어 있고, 이 연통 파이프 (44)의 내단 부분에 온도ㆍ압력 조정부 (45)가 부착되어 있다.

또한, 상기 천개 (43)의 외주부에는 수평 방향으로 복수개의 나비나사 지지편 (46)이 돌출 설치되어 있고, 이들 나비나사 지지편 (46)에 삽입된 나비나사 (47)의 단부를, 뚜껑 유지 부재 (41) 상의 상기 나사 구멍(도시하지 않음)에 비틀 어 넣음으로써, 패킹 (42)를 통해 용기 (2) 내를 천개 (43)에 의해서 완전히 밀폐시킬 수 있다. 또한, 천개 (43) 내에는, 이의 보형(保形), 보강을 위한 고리상의 보강 부재 (48)이 부착되어 있다. 또한, 천개 (43)의 정상부에는 이 천개 (43)을 개폐 조작하기 위해서, 또한 이 천개 (43)과 함께 용기 (2)를 용기 유지 케틀 (34) 내에서 끌어올리기 위해, 와이어단에 결합되는 현수구 (49)가 부착되어 있다.

따라서, 나비나사 (47)에 의해서 나비나사 지지편 (46)을 뚜껑 유지 부재 (41)에 결합하여, 용기 (2)에 천개 (43)을 밀폐 유지하였을 때, 이들은 일체화되기 때문에, 현수구 (49)에 와이어 단을 걸어 크레인으로 끌어올림으로써, 이 용기 (2)를 외측 케틀인 용기 유지 케틀 (34) 밖으로 꺼내거나, 이 용기 유지 케틀 (34) 내로 수용하거나 할 수 있다.

이러한 구성이 되는 열 분해로 (1)에서는, 우선 용기 (2) 내에 폐타이어를 투입하고 천개 (43)을 폐쇄하며, 이것을 크레인에 의해 상부 프레임 (21) 내에 설치된 용기 유지 케틀 (34) 내에 수용한다. 계속해서, 상기 화염 도출부 (26b) 선단에 부착된 버너 (28)의 화염 방출부 (29)로부터 화염을 발생시킨다. 이 화염은, 급기구 (25)로부터의 외부 공기를 받아 노 본체 (26) 내의 중앙부 부근에서 확대되고, 또한 복수개의 화염 통과 구멍 (26c)를 통과하여 외측 케틀인 용기 유지 케틀 (34)의 바닥부 및 그 주변에 도달한다. 이 때문에, 용기 유지 케틀 (34)는 화염에 의해서 직접 가열됨과 동시에, 간극 (G)를 통해 배치된 용기 (2)의 전체가 간극 (G)의 공기층을 통해 거의 균등 온도로 가열된다.

또한, 용기 유지 케틀 (34) 및 용기 (2)의 각 바닥부는 상기와 같이 상측으 로 융기되어 있기 때문에, 이들의 바닥부에서의 열 집중을 회피하면서, 가열 면적의 확대를 도모할 수 있다. 따라서, 용기 (2) 내에 수용된 폐타이어 중, 이 용기 (2)의 중앙부 부근에 있는 것도, 또한 둘레의 벽 근방에 있는 것도 거의 균일한 속도로 가열 처리되어, 모든 폐타이어에 대하여 거의 동시 병행적으로 건류가 진행된다. 또한, 이 가열 처리에 의해서 발생한 용기 (2) 내의 건류 가스는 천개 (43) 내에 설치된 온도 압력 조정부 (45)를 통해 연통 파이프 (44) 밖으로 공급되고, 상기와 같이 메인 스톱 밸브 (3)을 통해 일차 냉각기 (5)로 공급된다.

또한, 이와 같은 건류 작업의 종료시에는, 크레인에 의해서 용기 (2)가 용기 유지 케틀 (34) 내에서 꺼내지고, 이에 대신하여 도 1에 나타낸 바와 같은 폐타이어를 수납한, 별도로 준비한 용기 (2A)를 용기 유지 케틀 (34) 내에 크레인에 의해서 수용한다. 이에 의해, 용기 유지 케틀 (34)의 버너 (28)에 의한 가열 작업을 정지하지 않고 용기 (2A) 내의 폐타이어의 건류 작업을 계속해서 행할 수 있다. 따라서, 이 용기 (2A)의 가열 속도를 신속하게 올릴 수 있고, 버너를 일단 정지하는 경우에 비해 건류 효율이 현저히 향상됨과 동시에 연료비의 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 용기 (2)는 이의 외측 케틀이 되는 용기 유지 케틀 (34)의 내외로 출납되기 때문에, 콘크리트나 벽돌 등의 노 내 구조물에 직접 간섭되지 않고, 이 때문에 용기 (2)의 변형이나 손상을 미연에 방지할 수 있다.

도 4는 상기 일차 냉각기 (5)를 일부 파단하여 나타낸 확대 정면도이다. 이 일차 냉각기 (5)는 상하 2단 구조를 이루고, 하부의 원통상의 하부 냉각실 (51) 상 에 상부 냉각실 (52)를 중첩한 것으로 이루어진다. 또한, 하부 냉각실 (51)은 통 내의 하반부에 상하 2매의 구획판 (53), (54)에 의해서 이격 형성된 냉각수실 (55)의 상하부에 연통하도록, 급수 파이프 (56) 및 배수 파이프 (57)이 부착되어 있다.

또한, 각 구획판 (53), (54)에는 이들을 관통하도록, 동일한 높이(동일한 길이)의 복수개 파이프 (58)이 도 5에 나타낸 바와 같은 패턴으로써 배치되어 있다. 또한, 이들 파이프 (58)과 각 구획판 (53), (54)와의 관통부는 용접 등에 의해 완전히 밀봉 처리가 행해져 있다. 또한, 상기 하부 냉각실 (51)의 하부 개구의 단부에지에는 역원추상의 기름 수용부 (59)의 주연부가 용접 등에 의해 고정되고, 이 기름 수용부 (59)의 하단부에는 기름 방출구 (60)이 설치되며, 이것이 도 1에 나타내는 파이프 (7)의 일단에 접속되어 있다.

하부 냉각실 (51) 내에서의 냉각수실 (55)의 상부는 가스 통로로서의 공극부 (61)이 되고, 이 공극부 (61) 내에, 하부 냉각실 (51) 둘레의 벽에 이것을 관통하도록 설치된 가스 공급구 (62)의 일단이 연통하고 있다. 또한, 하부 냉각실 (51) 둘레의 벽 외주에는, 이것을 바닥 위에 안정적으로 지지하는 복수개의 지지대 (63)의 상단이 고정되어 있다. (64)는 이들의 지지대 (63)끼리 접속하는 보강 로드이다.

한편, 상부 냉각실 (52)는 통 내를 상하 2매의 구획판 (65), (66)에 의해서 이격 형성한 냉각수실 (67)을 가지고, 이 냉각수실 (67)의 상하부에 연통하도록 급수 파이프 (68) 및 배수 파이프 (69)가 부착되어 있다. 또한, 이들 구획판 (65), (66)에는 이들을 관통하도록 동일한 길이의 복수개 파이프 (70)이 배치되어 있다. 또한, 이들 관통부는 용접 등에 의해 밀봉 처리되어 있다.

또한, 상부 냉각실 (52)에 있어서, 구획판 (66)의 하부는 하부 냉각실 (51) 내의 공극부 (61)에 개방되고, 구획판 (65)의 상부는 공극부 (71)로 되어 있다. 또한, 상부 냉각실 (52) 둘레의 벽 상부에는 가스 배출구 (72)가 부착되고, 한 단부는 공극부 (71)에 개구되며, 다른 단부는 도 1에 나타내는 이차 냉각기 (6)에 접속되어 있다.

이러한 일차 냉각기 (5)에서는, 상기 용기 (2)에서의 폐타이어의 건류 처리에 의해서 배출된 건류 가스가 가스 공급구 (62)로부터 공극부 (61) 내로 보내지고, 일부는 파이프 (58) 내를 통과함과 동시에 다른 일부는 파이프 (70)을 통과하여, 가스 배출구 (72)로부터 밖으로 나오려고 한다. 한편, 상하부의 각 급수 파이프 (56), (68)로부터 각각 냉각수실 (55), (67) 내로 냉각수가 보내지고, 냉각수실 (55), (67)에서 열교환을 행한 냉각수가 각각 배수 파이프 (57), (69)를 통과하여 외부로 배출된다. 이에 의해, 각 파이프 (58), (70)을 통과하는 고온의 건류 가스는 급속히 냉각되고, 이 냉각에 의해 응축 액화된 기름이 각 파이프 (58), (70) 내에서 아래쪽으로 적하하여 기름 수용부 (59)에 회수된다.

이 경우에 있어서, 건류 가스인 탄화수소 가스의 성질 및 가스 성분의 분자 구조는 건류 대상인 피처리물에 따라서 다르다. 따라서, 그 가스 성분의 비중의 배분에 대응하여 건류 가스의 냉각에 의한 액화(유화) 처리를 행할 필요가 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 하부 냉각실 (51) 및 상부 냉각실 (52)를 건류 가스의 비중에 적합한 1:4.7의 길이비의 분배 이단 구조로 한다.

따라서, 예를 들면 상부 냉각실 (52)의 내경을 1870 밀리미터, 길이를 1090 밀리미터로 하고, 가스 취입구인 가스 공급구 (62)의 내경을 870 밀리미터, 길이를 250 밀리미터, 하부 냉각실 (51)의 내경을 870 밀리미터, 길이를 230 밀리미터로 한다(230 밀리미터:1090 밀리미터=1:4.7). 또한, 이 때 가스 공급구 (62)의 출구부 부근의 온도는 230 ℃ 전후로 하면, 하부 냉각실 (51)에서는 45 ℃가 되고, 상부 냉각실 (52)에서는 28 ℃ 내지 32 ℃가 된다.

이와 같이, 상부 냉각실 (52) 및 하부 냉각실 (51)은, 건류 가스 성분의 관계로부터, 기화 상태에서의 가벼운 성분의 냉각 온도와 무거운 성분의 냉각 온도를 상기 설정 온도 상태로 함으로써, 유화되어 회수된 기름의 성상인 인화점, 유동점을 균일하게 할 수 있다. 따라서, 폐타이어의 건류유의 품질을 안정화할 수 있다.

도 6은 이차 냉각기 (6)을 일부 파단하여 나타낸 정면도이다. 이 이차 냉각기 (6)은, 통 내에서 상하 2장의 구획판 (73), (74)에 의해서 냉각수실 (75)가 구획되어 있고, 이 냉각수실 (75)의 상하부에 연통하도록 급수 파이프 (76) 및 배수 파이프 (77)이 부착되어 있다. 또한, 구획판 (73), (74)에는 이들을 관통하도록 동일한 길이의 복수개 파이프 (78)이 소정의 패턴으로 배치되어 있다.

또한, 이차 냉각기 (6)의 통체의 하부 개방단에는, 역원추상의 기름 수용부 (79)와, 이 기름 수용부 (79) 중심의 아래쪽으로 수직 하강하는 유저(有底) 원통부 (80)이 설치되어 있다. 또한, 이 기름 수용부 (79)의 하면에는 유저 원통부 (80)의 외주를 일정 간극을 두고 둘러싸는 다른 하나의 유저 원통부 (81)이 연달아 설치되어 있고, 이 유저 원통부 (81)의 상부에 이의 내외로 연통하는 기름 배출 파이 프 (82)가 연달아 설치되어 있다. 또한, 이 기름 배출 파이프 (82)는 상기 파이프 (8)을 통해 상기 기름 물 분리조 (9)에 연결된다.

또한, 이차 냉각기 (6)의 통체 내에서의 구획판 (73)의 상부와 구획판 (74)의 하부에는 공극부 (83), (84)가 설치되고, 이들에 각 일단이 개구되도록, 상기 통체에 가스 공급구 (85) 및 가스 배출구 (86)이 연결되어 있다. 이들 중에서, 상부의 가스 공급구 (85)는 일차 냉각기 (5)의 가스 배출구 (72)에 연결되고, 하부의 가스 배출구 (86)은 상기 액상 안전기 (15)에 연결되어 있다.

이 이차 냉각기 (6)에서는, 가스 공급구 (85)로부터 도입된 비응축 가스를 파이프 (78) 내를 통과시킴으로써, 냉각수실 (75) 내에 도입된 냉각수에 의해 냉각시키면서 가스 배출구 (86)으로 도출하고, 냉각에 의해서 응축된 기름을 기름 수용부 (79)에 낙하시켜 회수한다. 또한, 이 기름을 기름 배출 파이프 (82)를 통해서 기름 물 분리조 (9)로 유도함과 동시에, 또한 응축되지 않는 비응축 가스는 상기 가스 배출구 (86)으로부터 액상 안전기 (15)에 공급하며, 또한 잉여 가스 연소로 (17)로 유도하여 소각시킨다.

또한, 상기 실시 형태에서는 폐타이어의 건류식 유화 처리에 대하여 서술하였지만, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 폴리페닐렌술피드, 폴리아미드, 전선 피복재, 발포 스티롤, 나일론 등의 고분자계 플라스틱을 피처리물로 하는 건류식 유화 처리에도 널리 적용할 수 있는 것은 물론이다.

또한, 본 발명에 따르면 피처리물을 파쇄하거나, 토사를 수세하거나 하는 등 의 준비 작업이 불필요하고, 그대로 피처리물의 용기 (2) 내에 투입하여 즉시 건류 처리에 들어갈 수 있다. 또한, 이 건류 처리에 의해 회수되는 기름의 품질은, 예를 들면 A 중유, 등유 및 이들의 중간 기름이며, 기름의 회수율은 자기 소비분을 뺀 나머지의 75% 이상이 된다.

또한, 본 발명은 설비 요소가 적기 때문에 설비 비용이 저렴하고, 조작이 간단하며 운전 비용도 저렴하다는 이점도 얻어진다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 피처리물을 밀봉한 용기를 가열하여, 상기 피처리물의 열 분해에 의해 고온의 건류 가스를 발생시키는 열 분해로와, 상기 열 분해로로부터 유도한 건류 가스를 응축 액화하여 회수하는 일차 냉각기와, 상기 일차 냉각기에서 냉각되는 건류 가스 중 응축 액화되지 않은 비응축 가스를 재차 응축 액화하여 회수하는 이차 냉각기를 설치하고, 잉여 가스 연소로에 있어서, 이차 냉각기로 액화되지 않고 나온 비응축 가스를 연소시킴으로써, 밀봉한 용기 내의 피처리물이 발생하는 건류 가스 중에서 필요로 하는 기름을 이단 냉각 처리에 의해서 확실하게 회수할 수 있고, 한편, 비응축 가스는 잉여 가스 연소로에 의해서 소각하여 무취화할 수 있음과 동시에, 그 소각열을 열원으로서 급탕 등에 유효하게 이용할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 열 분해로에는, 용기를 공극을 통해 착탈 자유롭게 수납함과 동시에 상기 용기를 간접적으로 가열하는 용기 유지 케틀을 설치함으로써, 얇은 용기를 노 내에 수용할 때에 직접 노 본체의 벽돌에 용기가 간섭하여 손 상되는 것을 방지할 수 있음과 동시에, 건류 완료 후에 용기를 노 내에서 꺼내고, 다시 비처리물을 수용한 용기를 노 내에 수납하는 경우에, 용기 유지 케틀이 버너에 의해 계속해서 노 내에 남아 가열되고 있기 때문에, 그 용기 유지 케틀을 통해 용기를 빠르게 가열할 수 있어, 반복 행하는 건류 작업을 효율화할 수 있다는 이점이 얻어진다.

또한, 본 발명은, 상기 일차 냉각기에, 상기 열 분해로로부터 유도되는 건류 가스의 성분 또는 비중에 따라서 냉각 온도가 다른 상하 이단의 냉각 구조를 갖도록 함으로써, 기화 상태가 된 가벼운 성분과 무거운 성분의 각 냉각 온도를 상하부의 영역으로 나누어 다른 값으로 설정함으로써, 유화된 기름의 성상인 인화점, 유동점을 균일화할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Claims (3)

1. 피처리물을 밀봉한 용기를 가열하여 상기 피처리물의 열 분해에 의해 고온의 건류 가스를 발생시키는 건류 열 분해로와, 상기 열 분해로로부터 유도한 건류 가스를 냉각시켜 응축 액화하여 회수하는 일차 냉각기와, 상기 일차 냉각기에서 냉각되는 건류 가스 중 응축 액화되지 않는 건류 가스를 재차 냉각 및 응축 액화하여 회수하는 이차 냉각기와, 상기 이차 냉각기 내에서 응축 액화되지 않는 건류 가스를 연소하는 잉여 가스 연소로를 구비한 것을 특징으로 하는 건류 열 분해 액화 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 열 분해로에는 상기 용기를 공극을 통해 착탈이 자유롭게 수납하면서 상기 용기를 간접적으로 가열하는 용기 유지 케틀이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 건류 열 분해 액화 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 일차 냉각기가, 상기 열 분해로로부터 유도되는 건류 가스의 성분 또는 비중에 따라서 상기 응축 액화를 위한 냉각 온도가 다른 상하 이단의 냉각 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 건류 열 분해 액화 시스템.

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