KR20120095606A - 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 방법 - Google Patents

폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120095606A
KR20120095606A KR1020110015029A KR20110015029A KR20120095606A KR 20120095606 A KR20120095606 A KR 20120095606A KR 1020110015029 A KR1020110015029 A KR 1020110015029A KR 20110015029 A KR20110015029 A KR 20110015029A KR 20120095606 A KR20120095606 A KR 20120095606A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon black
lubricating oil
hydrogen
fluidized bed
bed reactor
Prior art date
Application number
KR1020110015029A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101234317B1 (ko
Inventor
한귀영
이승철
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020110015029A priority Critical patent/KR101234317B1/ko
Publication of KR20120095606A publication Critical patent/KR20120095606A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101234317B1 publication Critical patent/KR101234317B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
    • C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
    • C01B3/26—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons using catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

본원은 카본블랙을 촉매로 사용하여 고급탄화수소를 포함하는 폐윤활유로부터 수소 및 카본블랙을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

Description

폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 방법{PRODUCING METHOD FOR CARBON BLACK AND HYDROGEN FROM WASTE LUBRICATING OIL}
본원은 기화된 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙을 제조하는 방법 및 이에 사용되는 장치에 관한 것이다.
산업의 발달과 함께 에너지의 수요가 폭발적으로 증가하고 있으며 경제적 측면 또는 환경오염 방지 측면에서 에너지 재활용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. C12 내지 C15의 고급탄화수소로 이루어진 폐윤활유는 화학약품 및 용제를 사용하는 화학적 방법 또는 열분해 방법을 통해 재생유나 아스팔트를 제조하여 재활용하는데 국한되어 있어 좀더 다양하고 고부가가치를 창출할 수 있는 재활용 방법의 개발이 요구되고 있다.
수소는 화학제품의 원료 및 화학공장의 공정가스로 널리 사용되고 있으며, 최근에는 환경오염 및 자원고갈의 문제를 해결해줄 수 있는 차세대 대체 에너지로서 주목받고 있다. 수소 에너지는 1차 에너지를 변환시켜 얻을 수 있는 2차 에너지로서 환경에 대한 부하가 거의 없어 향후 화석원료를 대체할 수 있는 가장 가능성이 높은 에너지이며, 연료전지의 상용화를 앞두고 있어 그 중요성이 더욱 증대되고 있다.
메탄이나 프로판과 같은 저급탄화수소로부터 수소를 대량으로 제조하는 방법으로는, 천연가스의 수증기 개질법, 탄화수소의 부분산화법, 플라즈마 분해법, 촉매분해법 등이 공지되어 있으나, 고급탄화수소를 포함하는 폐윤활유로부터 수소 및 카본블랙과 같은 유용한 물질을 제조하는 방법에 대한 연구는 미진한 상태이다.
이에, 본원은 카본블랙을 촉매로 사용하여 고급탄화수소를 포함하는 폐윤활유를 기화시켜 수소 및 카본블랙을 제조하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 일 측면은, 하기를 포함하는, 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 방법을 제공한다:
폐윤활유를 기화시키는 제 1 단계;
상기 기화된 폐윤활유를 불활성 가스와 함께 카본블랙 촉매를 포함하는 유동층 반응기 내로 공급하여 상기 기화된 폐윤활유를 촉매분해반응시키는 제 2 단계;
상기 촉매분해반응으로부터 제조된 카본블랙을 상기 유동층 반응기에 구비된 배출관으로 배출하여 회수하는 제 3 단계;
상기 촉매분해반응으로부터 제조된 수소, 미반응 폐윤활유 및 비말동반된 카본을 포함하는 기체 혼합물을 상기 유동층 반응기의 출구에 구비된 사이클론으로 회수하는 제 4 단계;
상기 회수된 기체 혼합물로부터 상기 비말동반된 탄소를 분리하고, 수소 및 미반응 폐윤활유의 혼합물을 압력변환흡착탑으로 이송하는 제 5 단계; 및,
상기 이송된 수소 및 미반응 폐윤활유를 포함하는 혼합물로부터 수소를 분리하여 수득하는 제 6 단계.
본원의 다른 측면은, 폐윤활유의 촉매분해공정을 통하여 수소와 카본블랙을 제조하기 위한 장치로서, 하기를 포함하는, 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 장치를 제공한다:
폐윤활유의 촉매분해공정을 통하여 수소와 카본블랙을 제조하기 위한 장치로서,
상기 폐윤활유의 촉매분해공정으로부터 제조된 카본블랙을 회수하기 위한 배출관을 구비하며, 카본블랙 촉매가 로딩되어 있는 유동층 반응기;
상기 유동층 반응기 상부에 노즐로 연결되며 폐윤활유를 기화시키기 위한 기화기;
상기 유동층 반응기 상부에 노즐로 연결되며, 상기 기화기로부터 공급되는 폐윤활유 가스에 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급기;
상기 유동층 반응기에서 생성된 수소, 미반응 폐윤활유 및 비말동반된 카본을 포함하는 기체 혼합물을 회수하기 위한 사이클론; 및
상기 사이클론 회수기에서 회수된 기체 혼합물로부터 수소를 분리하기 위한 압력변환흡착탑.
본원은 이산화탄소의 발생 없이 고급탄화수소를 포함하는 폐윤활유로부터 고가의 수소 및 카본블랙을 간단한 공정을 통해 용이하게 생산할 수 있는 제조 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다. 또한, 본원에 따른 상기 제조 방법에 의한 폐윤활유의 분해 과정에서는 이산화탄소와 같은 부산물이 생기지 않아 환경 오염을 방지할 수 있다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른, 폐윤활유로부터 수소 및 카본블랙을 생산하기 위한 촉매분해공정용 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본원의 일 구현예에 따른, 폐윤활유로부터 수소 및 카본블랙을 생산하기 위한 촉매분해공정용 장치를 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원의 일 측면에 따른 폐윤활유로부터 카본블랙 및 수소를 제조하는 방법은, 촉매로서 카본블랙을 사용하여 기화된 폐윤활유를 연속적으로 촉매분해함으로써 이산화탄소 배출 없이 카본블랙과 수소를 연속적으로 생산할 수 있는 방법에 관한 것이다. 일 구현예에 있어서, 상기 폐윤활유로부터 카본블랙 및 수소를 제조하는 방법은, 하기를 포함할 수 있다:
폐윤활유를 기화시키는 제 1 단계;
상기 기화된 폐윤활유를 불활성 가스와 함께 카본블랙 촉매를 포함하는 유동층 반응기 내로 공급하여 상기 기화된 폐윤활유를 촉매분해반응시키는 제 2 단계;
상기 촉매분해반응으로부터 제조된 카본블랙을 상기 유동층 반응기에 구비된 배출관으로 배출하여 회수하는 제 3 단계;
상기 촉매분해반응으로부터 제조된 수소, 미반응 폐윤활유 및 비말동반된 카본을 포함하는 기체 혼합물을 상기 유동층 반응기의 출구에 구비된 사이클론으로 회수하는 제 4 단계;
상기 회수된 기체 혼합물로부터 상기 비말동반된 탄소를 분리하고, 수소 및 미반응 폐윤활유의 혼합물을 압력변환흡착탑으로 이송하는 제 5 단계; 및,
상기 이송된 수소 및 미반응 폐윤활유를 포함하는 혼합물로부터 수소를 분리하여 수득하는 제 6 단계.
상기 기화된 폐윤활유를 불활성 가스와 함께 카본블랙 촉매를 포함하는 유동층 반응기 내로 공급하여 촉매분해반응시키는 경우, 상기 기화된 폐윤활유가 수소와 탄소물질인 카본블랙으로 분해되고 상기 기화된 폐윤활유의 분해에 의하여 생성된 카본블랙은 상기 탄소는 상기 카본블랙 촉매에 침착되거나 혼합되게 된다.
상기 본원의 일 구현예에 따른 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙을 제조하는 방법은 도 1에 도시된 바와 같은 촉매분해공정용 장치를 통해 수행할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 1에 본원의 일 구현예에 따른 폐윤활유의 연속적인 촉매분해공정을 수행하기 위한 장치를 나타낸다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본원의 일 구현예에 따른 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 장치는 하기를 포함할 수 있다:
상기 폐윤활유의 촉매분해공정으로부터 제조된 카본블랙을 회수하기 위한 배출관을 구비하며, 카본블랙 촉매가 로딩되어 있는 유동층 반응기(10);
상기 유동층 반응기 상부에 노즐로 연결되며 폐윤활유를 기화시키기 위한 기화기(30);
상기 유동층 반응기 상부에 노즐로 연결되며, 상기 기화기로부터 공급되는 폐윤활유 가스에 불활성 가스를 공급하기 위한 공급기(20);
상기 유동층 반응기에서 생성된 수소, 미반응 폐윤활유 및 비말동반된 카본을 포함하는 기체 혼합물을 회수하기 위한 사이클론 회수기(50); 및,
상기 사이클론 회수기(50)에서 회수된 기체 혼합물로부터 수소를 분리하기 위한 압력변환흡착탑(60).
상기 배출관은 상기 유동층 반응기(10)의 벽면 또는 하부에 구비되어 상기 폐윤활유 분해반응으로 제조된 카본블랙을 회수하는 역할을 한다. 상기 카본블랙 은 상기 카본블랙 촉매와 혼합되어 있다. 구체적으로, 상기 유동층 반응기(10)는 그의 벽면 또는 하부에 배출관이 구비되어 있어, 기화된 폐윤활유를 분해하여 수소와 카본을 제조하는 폐윤활유의 촉매분해공정에 적용되는 경우, 제조된 카본블랙을 외부로 연속적으로 배출함으로써 카본블랙이 반응기 내벽에 쌓이게 되는 반응기 막힘현상을 방지하고, 배출된 카본블랙을 분쇄한 후 반응기 내로 공급하여 촉매로서 재사용할 수 있도록 한다. 상기 배출관은 상기 반응기 내에서 제조된 카본블랙의 배출을 더욱 용이하게 하기 위하여 배출관의 측면에 미세노즐을 구비할 수 있다. 카본블랙은 매우 응집력이 강한 고체 입자이므로, 미세노즐을 통하여 가스를 흘려주어 이들이 배출관에서 더 잘 흐르도록 함으로써 배출을 더욱 용이하게 할 수 있다.
상기 유동층 반응기(10)는 노즐로 연결되어 상기 유동층 반응기(10) 내부로 기화된 폐윤활유 가스를 공급하는 상기 기화기(30)와 불활성 가스를 공급하기 위한 공급기(20)를 구비할 수 있다.
상기 유동층 반응기(10)는 이중관 형태의 반응기로, 내부가열방식 또는 외부가열방식을 이용할 수 있다. 내부가열방식인 경우에는 내부관에 반응열을 공급하기 위한 가열된 가스가 흐르고, 외부관에는 반응을 위한 카본블랙 촉매가 충진되어 유동층 반응기로 작용한다. 반면, 외부가열방식인 경우에는 내부관에 카본블랙 촉매가 충친되어 유동층 반응기로 작용을 하고, 외부관에는 반응열을 공급하기 위한 고온의 가스가 흐르게 된다.
상기 폐윤활유의 촉매분해공정용 장치는, 폐윤활유를 기화시키기 위해 반응기 외부에 상기 기화기(30)를 구비하거나, 또는, 별도의 기화기 없이 반응기 상부에서 폐윤활유를 기화시킬 수도 있다.
상기 폐윤활유의 촉매분해공정용 장치는, 배출관에서 고체입자의 흐름을 원활하게 하기 위하여 미세노즐을 통하여 배출관으로 가스를 공급하기 위한 가스 공급기(70)를 더 포함할 수 있으며, 상기 가스 공급기(70)는 배출관의 미세노즐에 연결될 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여 촉매분해공정을 상세하게 설명한다.
본원의 폐윤활유 촉매분해공정의 제 1 단계는, 폐윤활유를 기화기(30)에서 기화시키는 단계이나, 별도의 기화기 없이 유동층 반응기(10) 상부에서 기화시키는 것도 가능하다.
본원의 폐윤활유 촉매분해공정의 제 2 단계는, 상기 기화된 폐윤활유를 불활성 가스와 함께 카본블랙 촉매를 포함하는 유동층 반응기(10) 내로 공급하여 상기 기화된 폐윤활유를 촉매분해반응시키는 단계이다. 이때, 불활성 가스 공급기(20)로부터 공급된 불활성 가스를 기화된 폐윤활유와 함께 공급할 수 있다.
상기 불활성 가스는 질소 또는 아르곤 가스가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 불활성 가스는 폐윤활유의 기화 가스의 흐름을 좋게 하는 역할을 하며, 이러한 불활성 가스를 주입함으로써 전체 가스의 부분압이 낮아진다.
기화된 폐윤활유는 카본블랙 촉매의 존재 하에 가열된 가스로부터 열을 흡수하는 흡열반응을 통하여 기체 상태의 수소와 고체 상태의 카본블랙으로 분해된다. 상기 촉매분해반응을 통하여 제조된 카본블랙은 상기 카본블랙 촉매에 침착되어 응집력이 강한 고체입자를 형성하거나 혼합된다.
상기 카본블랙 촉매로는 고무용 카본블랙, 안료(pigment)용 카본블랙 및 전자재료용 카본블랙으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 촉매분해반응은 600℃ 내지 900℃에서 수행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
제 3 단계는, 촉매분해반응으로부터 제조된 카본블랙을 유동층 반응기(10) 벽면 또는 하부에 구비된 배출관을 이용하여 회수하는 단계로서, 필요한 경우, 상기 카본블랙을 노즐을 통해 분리조(40)로 배출하여 회수할 수 있다.
상기 분리조(40)로 배출된 카본블랙은 분쇄한 후 다시 유동층 반응기(10)에 공급되어 촉매로서 재사용할 수 있다.
상기 제 2 단계에서 촉매분해반응을 통하여 제조된 카본블랙에 침착하여 응집력이 강한 고체입자를 형성하게 되거나 혼합되어 있다. 종래 고정층 반응기를 이용하는 경우에는, 상기와 같은 고체입자들이 반응기 내에 쌓이게 되는 반응기 막힘현상이 발생하여, 반응을 중지시키고 반응기 내에 쌓인 고체입자들을 제거한 후 다시 반응을 개시하여야 했다. 유동층 반응기를 이용하는 경우에는 상기와 같은 문제점은 어느 정도 개선할 수 있으나, 고체입자들의 응집력이 강하여 반응기의 외부로 쉽게 배출되지 않았다. 이러한 점을 고려하여, 본원에서는 배출관을 구비한 유동층 반응기를 사용한다.
상기 배출관은 카본블랙의 배출을 더욱 용이하게 하기 위하여 배출관의 측면에 미세노즐을 구비할 수 있다. 카본블랙은 매우 응집력이 강한 고체 입자이므로, 가스 공급기(70)로부터 미세노즐을 통하여 가스를 흘려주어 이들이 배출관에서 더 잘 흐르도록 함으로써 배출을 더욱 용이하게 할 수 있다.
상기 미세노즐은 직경이 1 ㎜ 이하인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1 ㎜인 것이다.
상기 배출관은 카본블랙의 배출을 조절하기 위한 밸브를 포함할 수 있다.
제 4 단계는, 촉매분해반응으로부터 제조된 수소, 미반응 탄화수소 및 비말동반된 카본을 포함하는 기체 혼합물을 유동층 반응기(10)에 구비된 노즐을 통하여 사이클론(50)으로 회수하는 단계이다.
제 5 단계는, 사이클론(10)으로 회수된 기체 혼합물을 분리하여 비말동반된 탄소를 노즐을 통하여 분리조(40)로 이송하고, 수소와 미반응 탄화수소의 혼합물을 노즐을 통하여 압력변환흡착탑(60)으로 이송하는 단계이다.
제 6 단계는, 압력변환흡착탑(60)으로 이송된 수소와 미반응 탄화수소의 혼합물을 순수한 수소와 탄화수소로 분리하는 단계이다.
제 6 단계에서 분리된 미반응 탄화수소는 압축기로 압축하여 다시 원료가스로 사용할 수 있으며, 촉매분해반응에 필요한 반응열을 공급하기 위한 연소가스로 사용할 수도 있다. 상기 압축기에서 압축된 상기 미반응 폐윤활유 가스를 이송기를 통해 상기 유동층 반응기 내로 이송시킬 수도 있다.
또한, 제 6 단계에서 분리된 순수한 수소는 연료전지(fuel cell)로 사용될 수 있으며, 일부는 압축기로 압축한 후 반응열을 공급하기 위한 연소가스로 사용될 수 있다.
상기한 바와 같은 본원의 일 구현예에 따른 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 방법은 이산화탄소의 발생 없이 고급탄화수소를 포함하는 폐윤활유로부터 고가의 수소 및 카본블랙을 간단한 공정을 통해 용이하게 생산할 수 있는 제조 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다. 또한, 본원에 따른 상기 제조 방법에 의한 폐윤활유의 분해 과정에서는 이산화탄소와 같은 부산물이 생기지 않아 환경 오염을 방지할 수 있다.
이하, 본원에 대하여 실시예를 이용하여 좀더 구체적으로 설명하지만, 본원이 이에 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1. 카본블랙 촉매를 이용한 윤활유의 분해 반응
도 2에 나타낸 바와 같은 장치를 이용하여 반응을 수행하였다.
석영 재질의 2.5 cm 직경의 유동층 반응기에서 순수한 윤활유를 반응물로 하여 카본블랙을 촉매로 하여 직접분해 특성을 알아보았다. 촉매는 0.5 g 의 고무용 카본블랙(N330)을 사용하였으며 반응온도는 퍼니스를 이용하여 600℃ ~ 900℃로 하였다.
상기 반응기 상부에서 기화된 윤활유가 불활성 가스인 질소와 함께 혼합되어 촉매층을 통과하면서 분해되어 수소 및 카본블랙을 포함하는 혼합 가스가 생성되었다. 상기 생성된 혼합 가스는 상기 반응기 하부를 통하여 벤트 라인을 따라 외부로 배출되며, 상기 촉매 반응 후 생성물은 가스 크로마토그래피를 이용하여 분석하였다.
상기 반응결과, 상기 기체 생성물 중 수소의 비율이 50% 이며, 카본블랙 또한 2 g으로 약 4 배 증가하였다.
실시예 2. 카본블랙 촉매를 이용한 폐윤활유의 분해 반응
도 2에 나타낸 바와 같은 장치를 이용하여 반응을 수행하였으며, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 반응물로서 폐윤활유를 기화시켜 사용하였다.
그 결과, 생성물 중 수소의 비율이 40% 이며, 카본블랙 또한 1.5 g으로 약 3 배 증가하였다.
10 : 유동층 반응기 20 : 불활성 가스 공급기
30 : 폐윤활유 기화기 40 : 카본블랙 분리조
50 : 사이클론 60 : 압력변환흡착탑
70 : 가스 공급기

Claims (8)

  1. 폐윤활유를 기화시키는 제 1 단계;
    상기 기화된 폐윤활유를 불활성 가스와 함께 카본블랙 촉매를 포함하는 유동층 반응기 내로 공급하여 상기 기화된 폐윤활유를 촉매분해반응시키는 제 2 단계;
    상기 촉매분해반응으로부터 제조된 카본블랙을 상기 유동층 반응기에 구비된 배출관으로 배출하여 회수하는 제 3 단계;
    상기 촉매분해반응으로부터 제조된 수소, 미반응 폐윤활유 및 비말동반된 카본을 포함하는 기체 혼합물을 상기 유동층 반응기의 출구에 구비된 사이클론으로 회수하는 제 4 단계;
    상기 회수된 기체 혼합물로부터 상기 비말동반된 탄소를 분리하고, 수소 및 미반응 폐윤활유의 혼합물을 압력변환흡착탑으로 이송하는 제 5 단계; 및,
    상기 이송된 수소 및 미반응 폐윤활유를 포함하는 혼합물로부터 수소를 분리하여 수득하는 제 6 단계:
    를 포함하는, 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙을 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카본블랙 촉매는 고무용 카본블랙, 안료용 카본블랙, 전자재료용 카본블랙 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, 폐윤활유로부터의 수소와 카본블랙을 제조하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 촉매분해반응은 600℃ 내지 900℃에서 수행되는 것인, 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙을 제조하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서 상기 폐윤활유는 상기 유동층 반응기에 연결된 기화기에서 기화되거나 상기 유동층 반응기 상부에서 기화되는 것인, 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙을 제조하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서 배출된 상기 카본블랙을 분쇄하여 상기 유동층 반응기 내에 촉매로서 재공급하는 것을 추가로 포함하는, 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙을 제조하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계에서 상기 불활성 가스는 질소 가스 또는 아르곤 가스를 포함하는 것인, 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙을 제조하는 방법.
  7. 폐윤활유의 촉매분해공정을 통하여 수소와 카본블랙을 제조하기 위한 장치로서,
    상기 폐윤활유의 촉매분해공정으로부터 제조된 카본블랙을 회수하기 위한 배출관을 구비하며, 카본블랙 촉매가 로딩되어 있는 유동층 반응기;
    상기 유동층 반응기 상부에 노즐로 연결되며 폐윤활유를 기화시키기 위한 기화기;
    상기 유동층 반응기 상부에 노즐로 연결되며, 상기 기화기로부터 공급되는 폐윤활유 가스에 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급기;
    상기 유동층 반응기에서 생성된 수소, 미반응 폐윤활유 및 비말동반된 카본을 포함하는 기체 혼합물을 회수하기 위한 사이클론; 및
    상기 사이클론 회수기에서 회수된 기체 혼합물로부터 수소를 분리하기 위한 압력변환흡착탑:
    을 포함하는, 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙을 제조하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 미반응 폐윤활유 가스를 압축시키는 압축기; 및
    상기 압축기에서 압축된 상기 미반응 폐윤활유 가스를 상기 유동층 반응기 내로 이송시키기 위한 이송기:
    를 추가 포함하는, 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙을 제조하는 장치.
KR1020110015029A 2011-02-21 2011-02-21 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 방법 KR101234317B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110015029A KR101234317B1 (ko) 2011-02-21 2011-02-21 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110015029A KR101234317B1 (ko) 2011-02-21 2011-02-21 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120095606A true KR20120095606A (ko) 2012-08-29
KR101234317B1 KR101234317B1 (ko) 2013-02-18

Family

ID=46886011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110015029A KR101234317B1 (ko) 2011-02-21 2011-02-21 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101234317B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101419856B1 (ko) * 2014-03-31 2014-07-17 성균관대학교산학협력단 탄화수소의 연속적인 촉매 분해 방법 및 장치
KR101419857B1 (ko) * 2014-03-31 2014-07-17 성균관대학교산학협력단 탄화수소의 연속적인 촉매 분해 방법 및 장치
KR101430138B1 (ko) * 2012-12-03 2014-08-13 성균관대학교산학협력단 탄화수소의 연속적인 촉매 분해 방법 및 장치
KR101529622B1 (ko) * 2014-03-31 2015-06-19 성균관대학교산학협력단 탄화수소의 연속적인 촉매 분해 방법 및 장치
CN117683376A (zh) * 2024-02-02 2024-03-12 山西安仑化工有限公司 用煤基合成油乳化废液制备高孔容炭黑材料的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08179570A (ja) * 1994-12-22 1996-07-12 Ricoh Co Ltd フルカラー用キャリア及びその製造方法
DE10253399A1 (de) * 2002-11-15 2004-05-27 Eramet & Comilog Chemicals S.A. Carbon-Black-Zusammensetzungen und ihre Anwendungen
JP4906307B2 (ja) * 2005-10-21 2012-03-28 アイシン化工株式会社 燃料電池電極用ガス拡散層の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101430138B1 (ko) * 2012-12-03 2014-08-13 성균관대학교산학협력단 탄화수소의 연속적인 촉매 분해 방법 및 장치
KR101419856B1 (ko) * 2014-03-31 2014-07-17 성균관대학교산학협력단 탄화수소의 연속적인 촉매 분해 방법 및 장치
KR101419857B1 (ko) * 2014-03-31 2014-07-17 성균관대학교산학협력단 탄화수소의 연속적인 촉매 분해 방법 및 장치
KR101529622B1 (ko) * 2014-03-31 2015-06-19 성균관대학교산학협력단 탄화수소의 연속적인 촉매 분해 방법 및 장치
CN117683376A (zh) * 2024-02-02 2024-03-12 山西安仑化工有限公司 用煤基合成油乳化废液制备高孔容炭黑材料的方法
CN117683376B (zh) * 2024-02-02 2024-04-19 山西安仑化工有限公司 用煤基合成油乳化废液制备高孔容炭黑材料的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101234317B1 (ko) 2013-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Arena et al. Energy generation by air gasification of two industrial plastic wastes in a pilot scale fluidized bed reactor
Kim et al. Air gasification of mixed plastic wastes using a two-stage gasifier for the production of producer gas with low tar and a high caloric value
EP2403926B1 (en) Process for thermochemical conversion of biomass
RU2600650C2 (ru) Получение газового потока
US10790525B2 (en) Systems for storing, distributing and dispatching energy on demand using and recycling carbon
CN104342212B (zh) 粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法
KR101234317B1 (ko) 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 방법
KR101923842B1 (ko) 화학적 순환식 개념과 통합된 중질 액체 연료 코킹
CN101356254A (zh) 石油焦炭到甲烷的催化蒸汽气化
KR100888247B1 (ko) 탄화수소의 카본 촉매분해에 의한 이산화탄소 배출없이 수소를 연속적으로 생산할 수 있는 유동층 반응기 및 이를 포함하는 반응 장치
US20120137939A1 (en) Processes and systems for producing heat for rapid thermal processing of carbonaceous material
US20080202985A1 (en) Method for recovery of hydrocarbon oils from oil shale and other carbonaceous solids
CN117946767A (zh) 气化系统
WO2010119973A1 (ja) 炭化水素オイル製造システム及び炭化水素オイルの製造方法
US20150005399A1 (en) Method and device for producing synthetic gas and method and device for synthesizing liquid fuel
CN111088057A (zh) 一种废塑料制油制氢方法
KR101103678B1 (ko) 석유화학 부생가스의 촉매 분해에 의한 고순도 수소 제조 장치 및 공정
CN102234545B (zh) 一种含炭质材料气化制合成气的方法
JP2009298967A (ja) ガス化方法、及びガス化装置
CN113785035A (zh) 由使含碳材料气化和重整生产合成气
CN115960621A (zh) 废塑料低温脱氯耦合催化热解制备燃料油的装置及方法
KR101430138B1 (ko) 탄화수소의 연속적인 촉매 분해 방법 및 장치
KR101419856B1 (ko) 탄화수소의 연속적인 촉매 분해 방법 및 장치
CN104136580A (zh) 有机物质的低分子化方法
KR101419857B1 (ko) 탄화수소의 연속적인 촉매 분해 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160113

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170102

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181106

Year of fee payment: 6

R401 Registration of restoration
LAPS Lapse due to unpaid annual fee