KR20110138316A - 폐타이어의 오일 회수 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐타이어의 오일 회수 장치 및 그 방법에 관한 것으로,
폐타이어가 탑재되어 열분해 반응로로 이송되는 체인 컨베이어와;
상부에 안전 배출구와 응축 가스관이 연결되고, 하부에 응축 가스관이 연결된 열분해 반응로와;
상기 응축 가스관과 연결되고 가스 분사 노즐이 구비된 파이프가 하측부 내부에 설치되고, 상부에 응축 가스관이 연결되며, 내부에 냉각 오일이 내장된 응축 탱크와;
상기 응축 탱크의 상부에 설치되고 필터 및 순환 펌프와 오일 냉각기가 연결 장착되며, 다수의 오일 분사 노즐이 구비된 파이프와;
상기 응축 탱크의 냉각 오일의 수위선 상에 설치되고 1 번 오일 탱크와 2 번 오일 탱크, 필터 유니트 및 3 번 오일 탱크와 연결된 오버 플로우관과;
상기 응축 가스관과 연결되어 일단에 수세식 세정기가 연결 장착되고, 다른 일단에 터빈이 장착된 연소로와;
상기 연소로에 연결되어 일단이 브로우어를 거쳐 상기 열분해 반응로와 연결되고, 다른 일단에 응축 가스관이 연결된 열교환기와;
상기 응축 가스관에 연결되어 수세식 세정기가 연결 설치된 싸이클론 집진기;와
이에 수반되는 공정을 포함함으로써,
최소의 설비와 운전 비용으로 다량의 폐타이어를 신속 처리하여, 폐타이어에서 다량의 오일을 보다 효율적으로 회수할 수 있는 경제성있는 폐타이어의 오일 회수 장치 및 그 방법을 제공할 수 있도록 한 것이다.

Description

폐타이어의 오일 회수 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR EXTRACTING OIL FROM USED WASTE TIRE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 폐타이어의 오일 회수 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 차량의 급격한 증가와 함께 발생되는 폐타이어의 재활용 방안이 여러 다양한 형태로 강구되고 있다.

대표적인 예로서, 폐타이어를 에너지원으로 활용하는 방안과, 폐타이어를 분쇄하여 보도 블럭 등의 건축자재로 사용하는 방안 등이 시도되고 있으나,

폐타이어를 에너지원으로 활용하는 경우, 폐타이어 연소시 발생하는 다량의 유해 가스와 분진 등이 대기 중으로 배출되는 것을 방지하는 데에 막대한 시설 및 운영비가 요구됨으로써, 경제성 저하로 인하여 활성화되지 못하고 있는 형편에 있었다.

또한 폐타이어를 분쇄하여 보도 블럭 등의 건축자재로 사용하는 경우, 여러 단계의 제조 공정을 거치게 됨으로써, 원가가 상승하는 폐단과 함께, 폐타이어를 이용한 건축자재의 사용 용도가 극히 제한되어 그 활용도가 매우 저조한 실정에 있다.

이와 같은 폐타이어의 재활용 문제를 보다 근본적으로 타개하기 위하여,

폐타이어를 열분해하여 오일을 회수하는 방안이 오래전부터 다각도로 활발하게 연구되어 왔다.

즉, 폐타이어를 이루는 성분은 주로 천연고무와 합성고무, 카본블랙, 스틸, 공정오일, 기타 첨가제 등으로, 천연고무는 그 성분이 탄화수소 동족체에 속하는 시스폴리이-소프렌이며, 합성고무는 폴리스타이렌-부타디엔, 폴리부타디엔, 폴리 2클로-1.3부타디엔, 폴리클로로프렌, 폴리니트릴-부타디엔 등으로서, 다량의 에너지를 지닌 고분자 화합물이다.

이들 천연고무와 합성고무의 고분자 연쇄사슬은 외부에서 높은 열이 가해질 때, 열분해에 의하여 끊어져 대부분 단위 탄화수소 화합물 형태로 전환되고, 응축에 의하여 오일 및 가스로 분리가 가능하며, 오일 및 가스로 전환되고 남는 성분은 대부분 카본블랙으로 휘발분을 제거 후, 회수하여 공업용으로 재이용할 수 있다.

이와 같은 폐타이어의 오일 회수 방안이 알려진 이후, 폐타이어에서 오일을 보다 경제적으로 회수하기 위한 방안이 다양하게 제시되어 왔으나,

대부분이 폐타이어의 열분해시, 많은 연료가 소비되는 결함과 함께,

폐타이어에서 회수되는 오일의 수율이 매우 낮아 경제성이 극히 저하되는 문제점을 안고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 폐타이어의 오일 회수 방식이 갖고 있는 제반 문제점을 감안하여 연구된 것으로서,

본 발명의 목적은 폐타이어의 오일 회수 장치의 구조를 효율적으로 개선함으로써,

최소의 설비와 운전 비용으로 다량의 폐타이어를 신속 처리하여, 폐타이어에서 다량의 오일을 보다 효율적으로 회수할 수 있는 경제성있는 폐타이어의 오일 회수 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

이를 위하여 본 발명은,

폐타이어가 탑재되어 열분해 반응로로 이송되는 체인 컨베이어와;

상부에 안전 배출구와 응축 가스관이 연결되고, 하부에 응축 가스관이 연결된 열분해 반응로와;

상기 응축 가스관과 연결되고 가스 분사 노즐이 구비된 파이프가 하측부 내부에 설치되고, 상부에 응축 가스관이 연결되며, 내부에 냉각 오일이 내장된 응축 탱크와;

상기 응축 탱크의 상부에 설치되고 필터 및 순환 펌프와 오일 냉각기가 연결 장착되며, 다수의 오일 분사 노즐이 구비된 파이프와;

상기 응축 탱크의 냉각 오일의 수위선 상에 설치되고 1 번 오일 탱크와 2 번 오일 탱크, 필터 유니트 및 3 번 오일 탱크와 연결된 오버 플로우관과;

상기 응축 가스관과 연결되어 일단에 수세식 세정기가 연결 장착되고, 다른 일단에 터빈이 장착된 연소로와;

상기 연소로에 연결되어 일단이 브로우어를 거쳐 상기 열분해 반응로와 연결되고, 다른 일단에 응축 가스관이 연결된 열교환기와;

상기 응축 가스관에 연결되어 수세식 세정기가 연결 설치된 싸이클론 집진기;

를 포함함과 동시에,

그리고 본 발명은,

연소로에서 보조 버너의 가동으로 내부 온도를 800℃ 까지 상승시켜, 열교환기에서 400℃ 로 하강시킨 뒤, 상기 열분해 반응로로 보내는 단계와;

상기 열분해 반응로 내부의 온도를 200℃ 이상 상승시켜, 약 400℃ 를 전후하여, 최상의 조건으로 용융가스가 발생되게 하는 단계와;

상기 발생된 가스가 응축 탱크 내의 냉각 오일 속으로 분사되어, 분사된 가스가 상부로 올라오는 과정에서 냉각 오일과 접촉하면서 가스 속의 오일 성분이 응축되게 하고, 응축되지 않은 비응축 가스는 응축 가스관을 통해 수세식 세정기를 거쳐 연소로에 보내지게 하는 단계와;

상기 연소로에 보내진 응축 가스가 1300℃ 까지 상승하여 완전 연소가 이루어지는 단계와;

상기 완전 연소된 응축 가스를 열교환기에서 400℃ 까지 하강시켜, 열분해 반응로로 다시 불어 넣어주는 단계와;

상기 냉각 오일이 필터와 오일 냉각기를 거쳐 필터링 및 냉각된 후, 다시 응축 탱크로 보내져 순환되게 하는 단계와;

상기 응축 탱크에서 응축된 오일은 오버 플로우관을 통하여 오일 탱크로 배출되게 하는 단계;

를 포함함으로써,

최소의 설비와 운전 비용으로 다량의 폐타이어를 신속 처리하여, 폐타이어에서 다량의 오일을 보다 효율적으로 회수할 수 있는 경제성있는 폐타이어의 오일 회수 방법을 제공 제공할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 폐타이어의 오일 회수 장치 및 그 방법은,

최소의 설비와 운전 비용으로 다량의 폐타이어를 신속 처리하여, 폐타이어에서 다량의 오일을 보다 효율적으로 회수할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 일실시예의 전체적인 흐름 상태를 나타낸 공정도,
도 2 는 본 발명에 적용된 오일 응축 탱크의 구성 상태를 보여 주는 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 일실시예의 전체적인 흐름 상태를 나타낸 공정도,

도 2 는 본 발명에 적용된 오일 응축 탱트의 구성 상태를 보여 주는 구성도로서,

본 발명의 폐타이어의 오일 회수 장치는,

열분해 반응로(1)의 일측에 폐타이어(3)가 탑재되어 이송되는 체인 컨베이어(4)와 안전 배출구(5)가 장착되어 있고,

상기 열분해 반응로(1)의 상,하부에는 응축 가스관(6)(7)이 각각 연결되어 있다.

그리고 상기 상부 응축 가스관(6)에는 터보 팬(8)이 설치되어 응축 탱크(9)와 연결되어 있고, 이 응축 탱크(9)의 하측부 내부에는 단부에 다수의 가스 분사 노즐(11)이 부착된 파이프(13)가 상기 응축 가스관(6)과 연결되어 설치되어 있다.

또한 상기 응축 탱크(9)의 상부에는 다수의 오일 분사 노즐(15)이 부착된 파이프(17)가 설치되어 있고, 이 파이프(17)에는 오일 냉각기(19)와 필터(21) 및 순환 펌프(23)가 장착되어 상기 응축 탱크(9)의 하측부와 연결되어 있다.

그리고 상기 응축 탱크(9)의 내부에는 냉각 오일(25)이 내장되어 있고, 이 냉각 오일(25)의 수위선 상의 응축 탱크(9)에는 오버 플로우관(27)이 연결되어 1 번 오일 탱크(29)와 2 번 오일 탱크(31) 및 필터 유니트(33)를 거쳐 3 번 오일 탱크(35)와 연결되어 있다.

한편, 상기 응축 탱크(9)의 상부에는 응축 가스관(37)이 연결되어 수세식 세정기(39)를 거쳐 연소로(41)와 연결되어 있고, 이 연소로(41)에는 터빈(43)이 장착되어 열교환기(45)와 연결되어 있다.

그리고 상기 열교환기(45)의 하측부에는 브로우어(47)가 연결 설치되어 상기 응축 가스관(7)을 거쳐 열분해 반응로(1)와 연결되어 있고,

상측부에는 응축 가스관(49)이 연결되어 수세식 세정기(51)를 거쳐 싸이클론 집진기(53)와 연결되어 있다.

그리고 이와 같은 본 발명은,

연소로(41)에서 보조 버너의 가동으로 내부 온도를 800℃ 까지 상승시켜, 열교환기(45)에서 400℃ 로 하강시킨 뒤, 상기 열분해 반응로(1)로 보내는 단계와;

상기 열분해 반응로(1) 내부의 온도를 200℃ 이상 상승시켜, 약 400℃ 를 전후하여, 최상의 조건으로 용융가스가 발생되게 하는 단계와;

상기 발생된 가스가 응축 탱크(9) 내의 냉각 오일(25) 속으로 분사되어, 분사된 가스가 상부로 올라오는 과정에서 냉각 오일(25)과 접촉하면서 가스 속의 오일 성분이 응축되게 하고, 응축되지 않은 비응축 가스는 응축 가스관(37)을 통해 수세식 세정기(39)를 거쳐 연소로(41)에 보내지게 하는 단계와;

상기 연소로(41)에 보내진 응축 가스가 1300℃ 까지 상승하여 완전 연소가 이루어지는 단계와;

상기 완전 연소된 응축 가스를 열교환기(45)에서 400℃ 까지 하강시켜, 열분해 반응로(1)로 다시 불어 넣어주는 단계와;

상기 냉각 오일(25)이 필터(21)와 오일 냉각기(19)를 거쳐 필터링 및 냉각된 후, 다시 응축 탱크(9)로 보내져 순환되게 하는 단계와;

상기 응축 탱크(9)에서 응축된 오일은 오버 플로우관(27)을 통하여 오일 탱크(29)로 배출되게 하는 단계;

로 그 공정이 이루어져 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 폐타이어의 오일 회수 장치 및 방법의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 체인 컨베이어(4)에 폐타이어(3)를 탑재하여 열분해 반응로(1)에 투입시킨 뒤,

연소로(41)에서 보조 버너를 가동하여, 연소로(41) 내부의 온도를 800℃ 까지 상승시킨 후, 열교환기(45)를 거쳐 400℃ 로 하강시킨 다음에, 상기 열분해 반응로(1) 내부로 보내 열분해 반응로(1)의 내부 온도를 상승시킨다.

이때, 열분해 반응로(1) 내부의 온도가 200℃ 를 넘어가면, 폐타이어가 용융되기 시작하여 약 400℃ 를 전후하여, 최상의 조건으로 용융가스를 발생시키게 되는데,

상기 열분해 반응로(1) 내부로 유입되는 고온의 가스는 이미 연소로(41)에서 완전 연소된 상태로서, 산소 성분이 제거되어 있기 때문에, 폭발의 위험성이 없는 상태에서 연소의 3 대 조건인 산소, 온도, 매개체중, 산소가 없이 순수 온도에 의해서만 폐타이어가 용융되게 된다.

폐타이어 용융시, 열분해 반응로(1) 내부가 가스 발생 과다로 인하여, 압력이 상승하면, 열분해 반응로(1) 상부에 설치된 안전 배출구(5)가 작동하여 열분해 반응로(1) 내부의 압력을 하강시키게 된다.

이렇게 발생된 가스는 응축 가스관(6)을 거쳐 터보 팬(8)에 의해 응축 탱크(9)로 보내져, 응축 탱크(9) 내에 들어 있는 냉각 오일(25) 속으로 여러 개로 분산된 파이프(13)에 부착된 가스 분사 노즐(11)을 통하여 분출되고, 분출된 가스가 상부로 올라오는 과정에서 냉각 오일(25)과 접촉하면서 가스 속의 오일 성분이 응축되게 되고, 응축되지 않은 비응축 가스는 응축 가스관(37)을 통해 수세식 세정기(39)를 거쳐 연소로(41)에 보내진다.

그리고 상기 연소로(41)에서는 내부 온도가 1300℃ 까지 올라가 완전 연소가 이루어져 다이옥신 등의 유해 물질이 완전히 없어지고, 고온의 가스만이 배출되게 된다.

이렇게 배출된 고온의 가스는 터빈(43)을 돌려 전기 및 스팀을 생산하는 한편,

열교환기(45)를 거쳐 온도가 400℃ 까지 하강한 뒤, 브로우어(47)에 의해 열분해 반응로(1)로 다시 불어 넣어주고,

이때, 열분해 반응로(1) 내부의 온도는 자동 측정되어, 유입되는 가스량의 조절로 열분해 반응로(1) 내부의 온도가 항상 400℃ 로 일정하게 유지되게 된다.

그리고 이와 같은 열분해 반응로(1)에 대한 가스 공급 과정에서 남는 가스는 응축 가스관(49)을 통하여 다시 한번 수세식 세정기(51)를 거친 뒤, 싸이클론 집진기(53)를 통하여 먼지 등의 고형 물질이 걸러진 후, 대기로 방출된다.

한편, 상기 응축 탱크(9) 내에 들어 있는 냉각 오일(25)은 순환 펌프(23)로 필터(21)와 오일 냉각기(19)를 거쳐 필터링 및 냉각된 후, 다시 응축 탱크(9)로 보내져 순환하게 된다.

그리고 상기 응축 탱크(9)에서 응축된 오일은 오버 플로우관(27)을 통하여 1 번 오일 탱크(29)로 보내지고, 일정 기간 침전되어 오일 속에 함유된 수분이 분리되게 한 뒤, 다시 2 번 오일 탱크(31)와 필터 유니트(33)를 거쳐 3 번 오일 탱크(35)로 보내져, 최종 제품으로 출하된다.

따라서 이와 같은 본 발명의 폐타이어의 오일 회수 장치 및 그 방법은,

최소의 설비와 운전 비용으로 다량의 폐타이어를 신속 처리하여, 폐타이어에서 다량의 오일을 보다 효율적으로 회수할 수 있는 경제성있는 폐타이어의 오일 회수 장치 및 그 방법을 제공할 수 있는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명을 특정한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 여러 변형예가 가능하며, 상기 실시예 만으로 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 물론 아니다.

1 : 열분해 반응로
3 : 폐타이어
4 : 체인 컨베이어
5 : 안전 배출구
6, 7, 37, 49 : 응축 가스관
8 : 터보 팬
9 : 응축 탱크
11 : 가스 분사 노즐
13, 17 : 파이프
16 : 오일 분사 노즐
19 : 오일 냉각기
21 : 필터
23 : 순환 펌프
25 : 냉각 오일
27 : 오버 플로우관
29 : 1 번 오일 탱크
31 : 2 번 오일 탱크
33 : 필터 유니트
35 : 3 번 오일 탱크
39, 51 : 수세식 세정기
41 : 연소로
43 : 터빈
45 : 열교환기
47 : 브로우어
53 : 싸이클론 집진기

Claims (2)

1. 폐타이어가 탑재되어 열분해 반응로로 이송되는 체인 컨베이어와;
   상부에 안전 배출구와 응축 가스관이 연결되고, 하부에 응축 가스관이 연결된 열분해 반응로와;
   상기 응축 가스관과 연결되고 가스 분사 노즐이 구비된 파이프가 하측부 내부에 설치되고, 상부에 응축 가스관이 연결되며, 내부에 냉각 오일이 내장된 응축 탱크와;
   상기 응축 탱크의 상부에 설치되고 필터 및 순환 펌프와 오일 냉각기가 연결 장착되며, 다수의 오일 분사 노즐이 구비된 파이프와;
   상기 응축 탱크의 냉각 오일의 수위선 상에 설치되고 1 번 오일 탱크와 2 번 오일 탱크, 필터 유니트 및 3 번 오일 탱크와 연결된 오버 플로우관과;
   상기 응축 가스관과 연결되어 일단에 수세식 세정기가 연결 장착되고, 다른 일단에 터빈이 장착된 연소로와;
   상기 연소로에 연결되어 일단이 브로우어를 거쳐 상기 열분해 반응로와 연결되고, 다른 일단에 응축 가스관이 연결된 열교환기와;
   상기 응축 가스관에 연결되어 수세식 세정기가 연결 설치된 싸이클론 집진기;
   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폐타이어의 오일 회수 장치.
2. 연소로에서 보조 버너의 가동으로 내부 온도를 800℃ 까지 상승시켜, 열교환기에서 400℃ 로 하강시킨 뒤, 상기 열분해 반응로로 보내는 단계와;
   상기 열분해 반응로 내부의 온도를 200℃ 이상 상승시켜, 약 400℃ 를 전후하여, 최상의 조건으로 용융가스가 발생되게 하는 단계와;
   상기 발생된 가스가 응축 탱크 내의 냉각 오일 속으로 분사되어, 분사된 가스가 상부로 올라오는 과정에서 냉각 오일과 접촉하면서 가스 속의 오일 성분이 응축되게 하고, 응축되지 않은 비응축 가스는 응축 가스관을 통해 수세식 세정기를 거쳐 연소로에 보내지게 하는 단계와;
   상기 연소로에 보내진 응축 가스가 1300℃ 까지 상승하여 완전 연소가 이루어지는 단계와;
   상기 완전 연소된 응축 가스를 열교환기에서 400℃ 까지 하강시켜, 열분해 반응로로 다시 불어 넣어주는 단계와;
   상기 냉각 오일이 필터와 오일 냉각기를 거쳐 필터링 및 냉각된 후, 다시 응축 탱크로 보내져 순환되게 하는 단계와;
   상기 응축 탱크에서 응축된 오일은 오버 플로우관을 통하여 오일 탱크로 배출되게 하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐타이어의 오일 회수 방법.

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