KR20070112536A - 축열을 이용한 폐 페인트의 용제화 장치 및 용제화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축열 보일러에서 공급되는 간접열인 축열(온도)을 조절하면서 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트를 증발 · 응축에 의한 방법을 적용하여 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트에 포함된 유기용제를 투입량 100중량부에 대하여 70중량부의 범위까지 재생하여 재활용하는 폐 페인트 재활용방법과 또한 이들을 제조하기 위한 간단한 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 장치는 조절된 간접 열을 공급하기 위한 축열 보일러; 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트를 투입하기 위한 투입장치와 잔 재물을 회출 시키기 위한 회출 장치가 부착된 원통형의 증발기; 상기 증발기의 증발가스 배출구에 연결설치 되어 상기 증발기에서 배출되는 유기용제 증발가스를 냉각수에 의해 냉각시켜 유기용제를 제조하는 응축기로 이루어지고 상기 증발기(2)는 스크류식의 교반기가 설치됨을 특징으로 한다.

폐 페인트, 축열, 증발 · 응축, 유기용제(신나)

Description

축열을 이용한 폐 페인트의 용제화 장치 및 용제화 방법{SOLVATION DEVICE OF WASTE PAINT USING ACCUMULATION HEAT AND METHOD OF SOLVATION}

도 1은 본 발명에 따른 축열을 이용한 증발 · 응축에 의한 반 고상(슬러지) 상태 폐 페인트의 재활용 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 축열 보일러을 나타내는 개략적인 구성도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

(1) 축열 보일러 (2) 증발기

(3) 응축기 (21)교반기

(22) 투입밸브 (23) 회출 밸브

(24) 증류 관 (25) 스크류부

(26) 막대형 블레이드부 (31) 냉각수 유입구

본 발명은 축열 보일러에서 공급되는 간접열인 축열(온도)을 조절하면서 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트를 증발 · 응축에 의한 방법을 적용하여 슬러지 (반 고상) 상태의 폐 페인트에 포함된 유기용제를 투입량 100중량부에 대하여 70중량부의 범위까지 재생하여 재활용하는 폐 페인트 재활용방법과 또한 이들을 제조하기 위한 간단한 장치에 관한 것이다.

보다 상세하게는 조절된 간접 열을 공급하기 위한 축열 보일러와 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트를 투입하기 위한 투입장치와 잔 재물을 회출 시키기 위한 회출 장치가 부착된 원통형의 증발기와 상기 증발기의 증발가스 배출구에 연결 설치되어 상기 증발기에서 배출되는 유기용제(신나) 증발가스를 냉각수에 의해 냉각시켜 유기용제(신나)를 제조하는 응축기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 증발기는 상기 증발기 내의 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트에 포함된 유기용제(신나)를 효율적으로 증발시키기고, 또한 증발되고 남은 잔 재물을 효율적으로 회출 시키기 위해 증발기의 상부에 스크루식의 교반기가 설치됨을 특징으로 하는 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트에 포함된 유기용제를 재활용 방법과 그 장치에 관한 것이다.

최근 산업화 과정에서 발생되는 각종 폐기물로 인한 환경오염은 날이 갈수록 심각해지고, 그 폐해가 현실화되면서 그에 대응하기 위한 다양한 폐기물 처리기술 및 오염방지 기술과 정책이 제시되고 있다.

현재 우리나라에서는 폐기물을 매립, 소각 및 재활용 방법으로 처리하고 있으나 매립의 경우, 매립장 부지의 확보 내지는 침출수에 의한 토지와 지하수 오염으로 이어지는 2차 환경오염이 문제화되고 있다.

또한 소각의 경우, 대부분의 소각장에서 잡쓰레기 상태로 소각을 하고 있으며, 이 경우 연소반응 후 배출가스(HCl, HCN, NOx, 다이옥신 등)에 의한 대기오염물질 때문에 후처리 설비가 반드시 필요하고, 또한 불완전 연소 등에 의해 약 30%의 잔재물이 발생되며 이들 잔 재물을 다시 매립장에 매립을 하고 있으나 잔 재물 내에는 소각하면 발생되는 오염물질이 포함되어 있어 이들 소각 잔 재물로 인한 2차 오염이 발생되는 문제점이 있다.

특히 지정폐기물인 경우에도 종류별로 분리하여 처리하지 않고 잡쓰레기와 함께 고온소각하고 있기 때문에 문제는 더욱 심각하다. 지정폐기물인 폐 페인트의 경우도 마찬가지이다. 환경부의 폐기물법에 의하면 폐 페인트의 경우 재활용할 수 있는 것은 재활용하고 나머지는 고온소각처리 하게끔 되어있어 있으나, 폐 페인트인 경우는 폐 페인트의 특성상 연소 속도가 아주 느리기 때문에 소각이 올바로 되지 않은 상태에서 다른 잔 재물과 함께 매립장에 매립하고 있는 실정이다.

이와 같이, 현재 우리나라의 각 고온소각장에서는 지정폐기물인 경우도 다른 잡쓰레기와 함께 소각처리하고 있기 때문에 아무리 고온소각이라고 할지라도 불완전 연소에 의한 잔재물이 발생할 수 있으며 잔 재물 내에 포함되어 있는 독성물질에 의한 2차 오염의 피해에 대해서는 아무도 예측할 수 없기 때문에 지정폐기물로 인한 2차 오염 문제는 더욱더 심각하다.

또한, 종래 소각장의 경우, 처리할 수 있는 용량이 어느 정도 커야만 하며 그 정도 처리량을 위한 소각기의 초기 설비비용이 많이 소요되기 때문에 현재 각 산업체에서 발생되는 폐기물 양에 비해 소각처리 할 수 있는 처리시설은 매우 부족 한 실정에 있다.

따라서, 본 발명은 축열 보일러에서 공급되는 간접열인 축열(온도)을 조절하면서 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트에 포함된 유기용제(신나)를 증발 · 응축 법으로 투입량 100중량부에 대하여 70중량부의 범위까지 재생하여 재활용하므로 서 기존의 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트 처리 방법인 고온소각방법에 비해 훨씬 경제적이고, 소각 량을 훨씬 줄일 수 있으며, 또한 소각에 의해 대기로 배출되는 연소가스(매연)가 적기 때문에 대기오염의 문제가 적고, 소각 잔 재물로 부터 발생되는 2차 오염을 방지할 수 있는 동시에 대기오염 방지시설과 처리시설을 소형화할 수 있기 때문에 초기 시설 투자비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 열을 공급하는 방법을 축열에 의한 방법을 적용하므로 서 기존의 열매보일러를 적용하는 방법 보다 훨씬 증발효율이 증가될 것이며, 연료의 사용량을 줄여 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 축열 보일러에서 공급되는 간접열인 축열 온도를 조절하면서 반 고상의 슬러지 상태의 폐 페인트에 포함된 신나 등의 유기용제를 증발 · 응축하는 방법으로 투입량 100중량부에 대하여 70중량부의 범위까지 재생하여 재활용함으로써 기존의 슬러지 상태의 폐 페인트 처리 방법인 고온소각방법에 비해 훨씬 경제적이고, 소각 량을 훨씬 줄일 수 있으며, 또한 소각에 의해 대기로 배출되는 매연이나 직접소각에 의해 발생하는 이산화탄소 등의 대기오염물질을 포함하고 있는 연소가스가 적기 때문에 대기오염의 문제가 적고, 소각 잔 재물로부터 발생되는 2차 오염을 방지할 수 있는 동시에 대기오염 방지시설과 처리시설을 소형화할 수 있기 때문에 초기 시설 투자비용을 줄일 수 있는 새로운 방법의 폐 페인트 처리방법과 그 장치를 제공하는데 있다.

또한, 열을 공급하는 방법을 축열에 의한 방법을 적용하므로 서 기존의 열매보일러를 적용하는 방법 보다 훨씬 증발효율이 증가될 것이며, 연료의 사용량을 줄여 에너지 절감 효과를 기대할 수 있도록 하는 축열을 이용하여 폐 페인트를 재활용 장치를 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폐 페인트 슬러지를 응축기에 투입하는 단계; 상기 응축기의 열원으로 축열 보일러에 의한 100~200℃의 간접 열을 공급하여 소각하지 않고 열을 가하는 단계; 및 증류되는 유기용재를 응축기에 의해 회수하는 단계를 포함하고, 상기 응축기는 스크류형 교반기에 의해 유기용제의 증발효율을 증가시키는 폐 페인트로부터 유기용제를 회수하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 교반기는 스크류부와 하나 이상의 막대형 블레이드부를 가지고, 응축기의 밑면에 위치한 블레이드는 응축기의 하부면의 표면의 형태와 일치하게 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 폐 페인트는 전체 폐 페인트에 대하여 0.1~10중량%의 실리콘계 폐 페인트를 더 함유하는 것이 바람직하다.

이하는 본 발명에 사용되는 장치에 대하여 설명한다,

본 발명의 장치는 온도조절장치인 담파가 설치되어 조절된 100~200℃의 간접 열을 공급하기 위한 축열 보일러; 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트를 투입하기 위한 투입 밸브, 잔 재물을 회출시키기 위한 회출 밸브 및 스크류형 교반기가 설치된 증발기; 상기 증발기의 증발가스 배출구에 연결 설치되어 상기 증발기에서 배출되는 증발가스를 냉각수에 의해 냉각시켜 회수하는 응축기를 포함하는 폐 페인트로부터 유기용제를 회수하는 장치에 관한 것이다.

또한 상기 교반기는 스크류부와 하나 이상의 막대형 블레이드부를 가지고, 응축기의 밑면에 위치한 블레이드는 응축기의 하부면의 표면의 형태와 일치하게 형성되는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 증발기 내의 반고상의 슬러지 상태의 폐 페인트에 포함된 유기용제를 효율적으로 증발시키기고, 또한 증발되고 남은 잔 재물을 효율적으로 회출 시키기 위해 증발기의 상부에 스크루식의 교반기;가 설치됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 하나의 추가적 양태로서는 상기 폐 페인트 슬러지 중에 실리콘계 페인트를 전체 폐 페인트의 0.1~10중량% 혼합함으로서 증발기 내에서 증발에 따른 증발기 표면의 스케일의 발생을 현저히 줄일 수 있어, 장기 작업성이 현저히 증가되었다. 본 발명의 상기 실리콘계 페인트 슬러지는 실리콘 코팅에서 사용되는 페인트 또는 코팅제라면 크게 제한되지 않고 또한 당 분야에 많이 공지되어 있으므로, 더 이상이 설명을 생략한다. 본 발명에서는 증발기에서 10회 정도의 유기용제 회수를 실시하였을 경우에 실리콘계폐페인트를 3중량부를 추가한 것과 추가하지 않은 경우에 10회 작업 후 실리콘을 추가한 경우 스케일이 약 30%이상을 감소시킬 수 있는 큰 효과가 있음을 알 수 있었다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 축열을 이용한 증발 · 응축에 의한 반 고상(슬러지) 상태 폐 페인트의 재활용 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이고 도 2는 축열 보일러를 개략적으로 나타낸 도면이다.

상기 도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 새로운 방법의 폐 페인트 처리방법과 그 장치는 조절된 간접 열을 공급하기 위한 축열 보일러(1)와; 교반기(21), 슬러지 상태의 폐 페인트를 투입하기 위한 투입 관에 설치된 투입 밸브(22)와 잔 재물을 회출 시키기 위한 회출 밸브(23)가 부착된 원통형의 증발기(2)와; 상기 증발기의 증발가스 증류 관(24)에 연결 설치되어 상기 증발기(2)에서 배출되는 유기용제(신나) 증발가스를 냉각수에 의해 냉각시켜 유기용제(신나)를 제조하는 응축기(3)가; 마련된다.

또한 상기 축열 보일러는 도 2에서 보는 바와 같이 2개의 연소실과 축열실 및 경유를 사용하는 가열 버어너로 구성되며 축열실의 내부는 내화벽돌 등의 축열 물질로 적재된다. 또한 상기 증발기(2)는 상기 증발기(2) 내의 슬러지 상태의 폐 페인트에 포함된 유기용제의 증발효율을 증가시키고, 증발되고 남은 고상의 폐 페인트를 회출 시키기 위해 상기 증발기(2)의 상부에 스크류부(25) 또는 스크류부와 막대형 블레이드부(26)가 부착된 교반기(21)가 설치된다. 그리고 상기 응축기(3)는 증발된 유기용제를 냉각수에 의해 냉각되는 냉각기와 냉각된 유기용제가 1차적으로 수집되는 저장탱크가 마련된다. 상기 스크류부(25)는 슬러지의 점도와 관계없이 교반효율을 최대로 유지시켜 주며 또한 상기 증발기(2)의 교반기(21)에서 막대형 블레이드부(26)는 증발기 내부에 2개 이상 설치하며, 증발기(2)의 밑면과 접촉되는 블레이드부를 가지고, 상기 블레이드(26)는 증발기(2)의 밑면의 표면의 형태와 실질적으로 동일한 하부 면을 가지도록 제조되어 교반효율을 증가시킴과 더불어 간접 열에 의해 발생하는 탄화스팟을 완전히 제거하여 증발기의 수명을 연장함과 동시에 작업의 효율을 증가시킬 수 있다.

다음에, 이와 같이 구성되어 있는 본 발명의 실시 예에 의한 증발 · 응축에 의한 폐 페인트의 간단한 재활용 장치의 작용에 대하여 설명한다.

먼저, 경유를 사용하는 보조 버어너에 의해 축열 보일러의 축열 물질(SK 40번의 내화벽돌)을 승온 시키면서 축열 시키고, 또한 증발효율을 증가시키기 위하여 반 고상(슬러지) 상태의 폐 페인트를 이동식 교반기를 이용하여 교반하면서 증발기에 투입하기 위한 보조 탱크에 저장한다.

이렇게 교반된 반 고상(슬러지) 상태의 폐 페인트가 준비되면 설치된 투입구(밸브)와 이동식 에어펌프를 연결 설치하여 증발기(2) 내부로 투입한다.(투입단계)

그리고, 증발기(2)의 온도조절장치인 담파를 이용하여 축열 보일러에서 공급되는 간접 열을 조절하면서 증발기(2)에 열을 100℃ ~ 200℃ 범위에서 반 고상(슬 러지) 상태의 폐 페인트에 포함된 유기용제(신나)를 증발시킨다(증발단계)

그리고, 이때 기화되는 유기용제(신나)는 증발기에 설치된 응축기(3)로 유입시켜 기화된 유기용제를 냉각수 유입구(31)로부터 들어오는 냉각수로 냉각시켜 신나의 유기용제를 얻고, 유기용제를 증발시킨 후, 발생되는 잔재물인 고상의 폐 페인트는 증발기 하단부에 게이트 밸브로 마련된 회출 구로 회출 시킨 후, 폐기물로 배출한다.(재생 및 회출 단계)

상술한 바와 같이 본 발명은 축열 보일러에서 공급되는 간접열인 축열(온도)을 조절하면서 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트에 포함된 유기용제(신나)를 증발 · 응축 법으로 투입량 100중량부에 대하여 70중량부의 범위까지 재생하여 재활용하므로 서 기존의 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트 처리 방법인 고온소각방법에 비해 훨씬 경제적이고, 소각 량을 훨씬 줄일 수 있으며, 또한 소각에 의해 대기로 배출되는 연소가스(매연)가 적기 때문에 대기오염의 문제가 적고, 소각 잔 재물로부터 발생되는 2차 오염을 방지할 수 있는 동시에 대기오염 방지시설과 처리시설을 소형화할 수 있기 때문에 초기 시설 투자비용을 줄일 수 있는 새로운 방법의 폐 페인트 처리방법으로 기대되며,

또한, 열을 공급하는 방법을 축열에 의한 방법을 적용하므로 서 기존의 열매보일러를 적용하는 방법 보다 훨씬 증발효율이 증가될 것이며, 연료의 사용량을 줄여 에너지 절감 효과를 기대할 수 있는 축열을 이용하여 새로운 폐 페인트를 재활 용 장치가 될 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (5)

1. 폐 페인트 슬러지를 응축기에 투입하는 단계; 상기 응축기의 열원으로 축열 보일러에 의한 100~200℃의 간접 열을 공급하여 소각하지 않고 열을 가하는 단계; 및 증류되는 유기용재를 응축기에 의해 회수하는 단계를 포함하고, 상기 응축기는 스크류형 교반기에 의해 유기용제의 증발효율을 증가시키는 폐 페인트로부터 유기용제를 회수하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 교반기는 스크류부와 하나 이상의 막대형 블레이드부를 가지고, 응축기의 밑면에 위치한 블레이드는 응축기의 하부면의 표면의 형태와 일치하게 형성되는 것을 특징으로 하는 폐 페인트로부터 유기용제를 회수하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 폐 페인트는 전체 폐 페인트에 대하여 0.1~10중량%의 실리콘계 폐 페인트를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 폐 페인트로부터 유기용제를 회수하는 방법.
4. 폐 페인트 슬러지로부터 유기용매를 회수하는 장치에 있어서,

   온도조절장치인 담파가 설치되어 조절된 100~200℃의 간접 열을 공급하기 위한 축열 보일러; 슬러지(반 고상) 상태의 폐 페인트를 투입하기 위한 투입 밸브, 잔 재물을 회출시키기 위한 회출 밸브 및 스크류형 교반기가 설치된 증발기; 상기 증발기의 증발가스 배출구에 연결 설치되어 상기 증발기에서 배출되는 증발가스를 냉각수에 의해 냉각시켜 회수하는 응축기를 포함하는 폐 페인트로부터 유기용제를 회수하는 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 교반기는 스크류부와 하나 이상의 막대형 블레이드부를 가지고, 응축기의 밑면에 위치한 블레이드는 응축기의 하부면의 표면의 형태와 일치하게 형성되는 것을 특징으로 하는 폐 페인트로부터 유기용제를 회수하는 장치.

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