KR20160051560A

KR20160051560A - 폐타이어용 연속식 열분해 장치

Info

Publication number: KR20160051560A
Application number: KR1020150104265A
Authority: KR
Inventors: 전세일
Original assignee: 전세일
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2016-05-11
Also published as: KR101632028B1

Abstract

본 발명은 폐타이어와 같은 고분자 물질을 혐기성 환경에서 열분해함으로써 가용 에너지원을 분리 추출하여 재활용할 수 있도록 한 폐타이어용 연속식 열분해 장치에 관한 것이다. 그 구성은; 열분해로를 가지는 폐타이어용 연속식 열분해 장치에 있어서; 열분해로에 폐타이어를 연속 공급하는 자재 공급부는; 상부덮개와 하부덮개를 갖는 저장조; 저장조 내부의 대기를 빼내기 위한 대기제거부; 상기 하부덮개가 개방시 상기 저장조에 있는 폐타이어를 아래에서부터 차례로 연속적으로 인출하는 자재 인출부; 상기 자재 인출부에 의해 인출된 폐타이어를 컨베이어 방식을 이용하여 상방향으로 이송시킴으로써 상기 열분해로의 최상단까지 운반하여 상기 열분해로 내부로 투입하는 상향이송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폐타이어용 연속식 열분해 장치{Continuous Waste Tire Pyrolysis System}

본 발명은 산업폐기물의 열분해 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐타이어를 연속적으로 투입하면서 열분해하여 가용 에너지원을 분리 추출할 수 있도록 구성된 폐타이어를 위한 연속식 열분해 장치에 관한 것이다.

폐타이어를 포함한 고분자 폐기물은 전 세계적으로 발생되는 양 중 많은 양이 소각 및 매립되고 있다. 소각에 의한 연소열을 이용하는 경우도 없지는 않지만 환경오염의 우려가 크고 자원의 재활용 효율이 극히 낮다.

따라서 폐타이어를 무산소 상태에서 열분해하여 재활용 가능한 자원을 추출하는 기술이 제안되고 있다(대한민국 특허등록 제10-0619393호, 제10-1147788호 참조). 폐타이어를 혐기성 분위기에서 열을 가함으로써 연료로 사용할 수 있는 오일을 추출해내는 것을 요지로 한다. 그러나 종래의 열분해 장치는 통타이어를 사용할 수가 없고 대개의 경우 회분식(batch type) 공정을 가지고 있어서 생산성이 떨어지는 문제를 가지고 있다. 왜냐하면 열분해로에 자재를 한번 투입할 때마다 온도를 낮추어야 하고 공기를 빼내야 하며 재차 가열을 하여야 하는 등의 과정 때문에 열손실이 많고 냉각 및 재가열에 소요되는 시간이 필요하기 때문이다.

이러한 문제에 대하여 대한민국 특허공개 제10-2011-0089924호는 연속식 열분해 시스템을 제안하고 있지만, 이는 폐타이어를 사전에 조각으로 만들어야 하고 열원으로써 전기를 사용함으로써 에너지 소비가 커지는 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제10-0619393호, 대한민국 특허등록 제10-1147788호 대한민국 특허공개 제10-2011-0089924호

위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 폐타이어와 같은 고분자 폐기물을 혐기성 분위기에서 열을 가하여 오일을 추출해내는 열분해 장치를 제공하는 것으로서, 좀 더 구체적으로는 연속적 작업이 가능하여 작업생산성을 극대화하고 열원의 낭비를 방지할 수 있는, 폐타이어를 위한 연속식 열분해장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은,

상부에 폐타이어 투입구가 마련되고, 하부에 분체 또는 고상의 물질을 배출하기 위한 제1배출구가 마련되며, 측부에 고온의 캐리어 가스가 유입되는 가스유입구가 마련되고, 상부에 분진 또는 증기 상태의 물질을 배출하기 위한 제2배출구가 마련되는 열분해로; 상기 열분해로 내부에 폐타이어를 연속적으로 공급하기 위한 자재 공급부; 상기 가스유입구를 통해 상기 열분해로 내부에 고온의 캐리어 가스를 공급하는 고온가스 공급부; 상기 열분해로의 하부에 상기 제1배출구를 통해 배출되는 카본 및 폐타이어의 부자재를 분리하여 수거하기 위한 수거부;를 포함하는 폐타이어용 연속식 열분해 장치에 있어서;

상기 자재 공급부는;

직립 설치되는 기다란 원통 형상의 저장조; 상기 저장조의 상부에 해치 형태로 기밀유지가 가능하게끔 설치되는 상부덮개; 상기 저장조의 하부에 해치 형태로 기밀유지가 가능하게끔 설치되는 하부덮개; 상기 상부덮개 및 하부덮개가 덮임으로써 밀폐된 상태로 있는 저장조 내부의 대기를 빼내기 위한 대기제거부; 상기 하부덮개가 개방시 상기 저장조에 있는 폐타이어를 아래에서부터 차례로 연속적으로 인출하여 상기 열분해로의 투입구에 공급하는 인출공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐타이어용 연속식 열분해 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 특징에 의하면, 상기 인출공급부는;

상기 저장조에서 인출된 폐타이어를 컨베이어 방식을 이용하여 상방향으로 이송시킴으로써 상기 열분해로의 최상단까지 운반하여 상기 열분해로 내부로 투입하는 상향이송부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 저장조에 공급되는 폐타이어가 일정한 패턴으로 상기 저장조 내에 적재되도록 하기 위한 가이드수단을 포함하되;

상기 가이드수단은; 상기 저장조 내부에 투입되는 폐타이어의 중간 구멍에 꿰어질 수 있도록 상기 저장조 내부에 수직으로 설치되는 것으로서, 상단은 상기 상부덮개의 저면에 연결되며 하단은 상기 하부덮개의 상면에 연결되는 가이드봉; 상기 상부덮개에 설치되는 것으로서, 상기 가이드봉의 상단을 파지하여 고정시키는 상부클램프; 상기 하부덮개에 설치되는 것으로서, 상기 가이드봉의 하단을 파지하여 고정시키는 하부클램프를 포함함으로써;

폐타이어를 투입할 때에는 상부클램프를 해제하고 하부클램프를 가동하여 상기 가이드봉의 하단을 지지하며; 폐타이어를 인출할 때에는 하부클램프를 해제하고 상부클램프를 가동하여 상기 가이드봉의 상단을 지지하도록 되어 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 저장조 내부 또는 자재 인출부의 어느 일곳 이상에 상기 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급부가 더 포함될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 캐리어 가스는 상기 열분해로에서 배출되는 캐리어 가스의 일부가 분기관을 통해 인출되어 공급될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면,

상기 수거부는 폐타이어에 포함된 강철선을 수거하기 위한 부자재수거부를 포함하되 상기 부자재수거부는;

컨베이어 식으로 기동하며 일단은 상기 열분해로의 직하부에 설치되고 타단은 열분해로의 측방향으로 연장 설치되는 스크래퍼를 포함하며;

상기 스크래퍼는 구동휠, 종동휠 및 이들에 걸쳐짐으로써 무한궤도로 기동하는 다공성 메쉬벨트와;

갈고리와 같은 방식으로 강철선을 긁어내기 위하여 상기 메쉬벨트 상에 설치되는 다수의 갈퀴부재;를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 인출공급부는;

일단은 저장조 하부에 연결되고 타단은 열분해로 상단에 연결되는 것으로서 외기와의 차단을 위한 횡이송덕트와, 폐타이어를 횡이송시키기 위한 것으로서 상기 횡이송덕트 내부에 설치되는 횡이송컨베이어를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 인출공급부는;

일단은 상기 저장조의 하부에 연결되고 타단은 지그재그식으로 상부를 향해 연장되어 열분해로의 상단에 연결되는 경사컨베이어; 외기와의 차단을 위해 상기 경사컨베이어의 외곽에 씌워지는 만곡덕트를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 인출공급부는;

일단은 상기 저장조 하부에 연결되고 타단은 열분해로 상단에 연결되는 것으로서 외기와의 차단을 위한 것으로서 경사방향으로 설치되는 경사이송덕트와, 폐타이어를 경사방향으로 이송시키기 위한 것으로서 상기 경사이송덕트 내부에 설치되는 경사이송컨베이어를 포함할 수 있다.

위와 같은 구성에 의하면, 폐타이어와 같은 고분자 물질을 열분해하여 이로부터 가용할 수 있는 오일을 회수하되, 연속적 가동이 가능하여 생산성을 크게 신장시킬 수 있으며 열에너지의 낭비를 크게 줄일 수 있는 연속식 폐타이어용 열분해장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 폐타이어용 연속식 열분해 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자재 공급부의 측부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 수거부의 측부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 폐타이어용 연속식 열분해 장치의 컨베이어의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 폐타이어용 연속식 열분해 장치의 스크래퍼의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 폐타이어용 연속식 열분해 장치의 컨베이어의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 자재 공급부의 측부 구성도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 자재 공급부의 개략 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 자재 공급부의 측부 구성도이다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 기본적으로 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다. 기타 도면은 필요한 곳에서 인용하기로 한다.

열분해로(1)는 직립 설치되는 원통 형상으로서 사일로(Silo)와 유사한 외관을 가진다. 열분해로(1)는 고온에 견딜 수 있는 소재로 되어 있어야 하며 단열수단을 구비한다.

열분해로(1)의 상부에는 폐타이어 투입구(3)가 마련되고, 하부에는 액상 또는 고상의 물질을 배출하기 위한 제1배출구(5)가 마련되어 있다. 열분해로(1)의 측하부에는 고온의 캐리어 가스(carrier gas)가 유입되는 가스유입구(7)가 마련되고, 측상부에는 분진을 포함하는 증기 상태의 물질을 배출하기 위한 제2배출구(9)가 마련되어 있다. 열분해로(1) 내부의 구성과 작용은 공지된 것을 이용하면 되므로 상세한 설명을 생략한다.

자재 공급부(11)는 폐타이어(M)를 열분해로(1) 내부에 연속적으로 공급한다. 자재 공급부(11)는 본 발명의 핵심이라 할 수 있을 것이며 뒤에서 상세히 기술된다. 고온가스 공급부(13)는 가스유입구(7)를 통해 열분해로(1) 내부에 고온의 캐리어 가스를 공급한다. 고온가스에 의해 열분해로(1) 내부가 가열되고 폐타이어(M)가 열분해되는 것이다.

수거부(15)는 열분해에 의해 열분해로(1)의 제1배출구(5)를 통해 배출되는 카본 및 폐타이어의 부자재를 분리하여 수거한다. 수거부(15)는 열분해로(1)의 저부에 설치되며, 분상의 카본과 고체 상태의 폐자재를 분리하여 수거한다. 수거부(15) 역시 본 발명의 핵심적 사항이며 상세한 사항은 후술된다.

열분해로의 제2배출구(9)를 통해 배출되는 가스는 메인관(17)을 따라 유동하면서 콘덴서(19) 및 전기집진기(21)를 통과하면서 응축 및 정화된다. 콘덴서(19)에서 응축되어 배출되는 오일은 수거 및 저장된다. 비응축성 가스는 거의 전부가 캐리어 가스로 기능하며 메인관(17)을 따라 계속 유동하면서 열교환기(23, 히터)로 공급된다. 열교환기(23)는 캐리어 가스에 열을 공급하고 열을 공급받은 캐리어 가스는 열분해로(1)로 투입되어 폐타이어(M)를 가열하게 된다.

본 발명의 실시예에 의하면 전기집진기(21)를 통과한 비응축성 가스는 일부가 열교환기(23)용 연료로 사용될 수 있다. 비응축성 가스는 일부가 인출되어 연료탱크(25)에 저장될 수 있다. 연료탱크(25)는 초기 점화시 사용되는 연료를 열교환기(23)의 버너(27)에 공급한다.

본 발명의 실시예에 의하면 콘덴서(19)와 전기집진기(21) 사이에 설치되는 블로워(29)의 직후단에 제1분기관(31)의 일단이 연결된다. 제1분기관(31)의 타단은 자재공급부(11)에 연결된다. 제1분기관(31)은 직경 1인치 정도의 가느다란 관으로서 30℃ 정도까지 냉각된 비응측성 가스를 자재 공급부(11)로 인출하여 공급한다. 제1분기관(31)의 타단은 인출덕트(33)에만 연결되거나 도시된 것처럼 인출덕트(33)와 저장조(35)에 병렬로 연결될 수 있다.

이하 도 2를 주로 참조하여 자재 공급부(11)를 설명한다.

원통 형상의 기다란 저장조(35)가 열분해로(1)의 측방에 직립 설치된다. 저장조(35)는 수 십 장의 폐타이어(M)가 층층이 적재될 수 있는 높이를 가질 수 있다.

상부덮개(37)는 저장조(35)의 상부에 해치 형태로 설치된다. 상부덮개(37)는 기밀유지가 가능하게끔 설치되어야 하며 힌지 방식으로 여닫을 수 있는 구조로 설치된다. 하부덮개(39)는 저장조(35)의 하부에 해치 형태로 기밀유지가 가능하게끔 설치된다. 하부덮개(39) 역시 힌지 방식으로 여닫을 수 있는 구조로 설치된다.

대기제거부(41)는 상부덮개(37) 및 하부덮개(39)가 덮임으로써 밀폐된 상태로 있는 저장조(35) 내부의 대기를 빼낸다. 대기제거부(41)는 저장조 내부에 연결되는 배기관(43)과 진공펌프(45)를 포함할 수 있다.

그러나 대기제거부(41)는 질소와 같은 불활성가스를 가압하여 대기를 외부로 밀어내는 방법을 사용할 수도 있다. 예를 들어 저장조(35)에 질소가스를 0.5 기압까지 걸고 난 후 배출하는 과정을 5회 이상 반복하면 저장조(35) 내부의 산소농도는 1%이하로 떨어지게 된다. 한편 질소가스를 일정시간 계속 저장조(35)의 일측으로 공급하며 동시에 반대측으로부터 배기함으로써 질소가스가 대기를 대체하도록 하는 방법도 가능하다. 질소가스를 대신하여 후술되는 캐리어 가스가 사용될 수도 있다. 그리고 진공펌프로써 강제로 흡입하는 동시에 불활성가스를 주입하는 복합적 방식도 가능하다.

본 실시예에 의하면 고온가스 공급부(13)는 캐리어 가스(carrier gas)를 저장조(35) 내부에 공급하여 저장조(35) 내부의 압력을 대기압력에 준하게끔 조정한다. 그러나 캐리어 가스는 별도의 공급원으로부터 저장조(35)에 공급될 수도 있다.

캐리어 가스는 고온으로 승온된 상태로 열분해로(1) 내부에 공급되는 가스로서 메탄가스가 될 수 있다. 캐리어 가스는 열분해하고자 하는 물질에 따라 달라질 수 있으나 기본적으로는 산소를 포함하고 있지 아니한 비응축성(non condensible) 가스이다. 캐리어 가스는 열분해장치를 순환하면서 물질을 운반하는 역할을 수행하게 된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 캐리어 가스는 열분해로(1)에서 제2배출구(9)를 통해 배출되는 양의 일부가 인출되어 사용될 수 있다. 이를 위해 전술한 제1분기관(31)이 열분해로(1)의 후단과 자재 공급부(11) 사이에 설치된다. 제1분기관(31)을 통해 유입되는 가스는 온도가 30℃ 정도로 낮기 때문에 열분해로(1)의 열이 자재공급부(11)에 전달될 수 없도록 하는, 즉 열차단 기능을 하기도 한다.

저장조(35)에 담긴 폐타이어는 인출공급부(46)에 의해 열분해로(1) 상단까지 공급된다. 인출공급부(46)의 형태는 다양하게 안출될 수 있다. 도 1 내지 도 2에 도시된 실시예에 의하면 인출공급부(46)는 자재 인출부(47)와 상향이송부(53)로 구성된다.

자재 인출부(47)는 저장조(35)의 하부덮개가 개방된 때 저장조에 적재되어 있는 폐타이어를 아래에서부터 차례로 연속적으로 인출한다. 자재 인출부(47)는 저장조의 직하부에 설치되는 슬로프(49, slope)를 포함한다. 슬로프(49)에는 그 위에 놓인 폐타이어가 자중에 의해 미끄러져 내려올 수 있도록 롤러(51)가 설치될 수 있다. 하부덮개(39)의 상면에도 롤러(51')가 설치될 수 있다.

하부덮개(39)가 자신의 힌지축(39a)을 중심으로 회전하여 개방될 경우 가장 밑에 있던 폐타이어(M)는 하부덮개의 롤러(51') 및 슬로프의 롤러(51)를 순차적으로 타고 아래로 미끄러져 내려오게 된다.

슬로프(49)의 후방에는 상향이송부(53)가 연이어 설치된다. 상향이송부(53)는 인출된 폐타이어를 연속적으로 상방향으로 운반하여 열분해로(1) 내부에 낙하 투입한다. 상향이송부(53)는 컨베이어(55), 특히 체인 컨베이어를 이용할 수 있다. 상향이송부(53)는 기본적으로 이송면을 제공하는 이송벨트(57), 모터(미도시됨)로부터 구동력을 전달받는 구동스프로킷(59) 및 구동스프로킷(59)으로부터 회전력을 전달받아 회전하게 되는 종동 스프로킷(61)을 포함한다(도 4 참조). 이송벨트(57)에는 폐타이어를 고정시키기 위한 가이드판(63)이 일정한 간격으로 설치된다. 폐타이어는 가이드판(63)에 의해 떠밀리면서 상방향으로 이송된다. 가이드판(63)의 일면에는 유동방지대(65)가 설치되어 폐타이어가 이송 중에 좌우로 유동하지 못하도록 하고 있다. 상향이송부(53)는 열분해로의 운전 현황에 따라 일정한 시간 간격으로 폐타이어를 열분해로에 투입하도록 한다.

열분해로(1) 내부의 고온의 열은 상향이송부(53)를 따라 하방으로 전달되지 아니한다. 그러므로 상향이송부(53)는 별다른 문제없이 개방된 폐타이어 투입구(3)를 통해 연속적으로 폐타이어를 투입할 수 있게 된다.

자재 인출부(47), 상향이송부(53) 및 열분해로의 폐타이어 투입구(3)는 모두 외기와 차단되는 구조여야 한다. 자재 인출부(47)와 상향이송부(53)는 터널을 통해 외기와 차단된 구조를 가지며 이 터널의 일단은 기밀을 유지하며 폐타이어 투입구(3)와 직결된다. 터널은 인출덕트(33)와 상향덕트(34)에 의해 만들어질 수 있다. 인출덕트(33)는 저장조(35)의 하단과 기밀을 유지하며 직결된다.

저장조(35)로부터 폐타이어가 원활하게 인출될 수 있으려면, 폐타이어는 저장조(35) 내부에서 일정하게 정렬되어 있어야 한다. 저장조(35)에 투입되는 폐타이어를 일정하게 정렬시키기 위해 가이드수단이 구비된다. 가이드수단은 저장조(35)에 투입 공급되는 폐타이어가 일정한 패턴으로, 즉 도 2에 도시된 것처럼 차곡차곡 적재되도록 한다.

가이드수단은 저장조 내부에 수직으로 설치되는 가이드봉(67)을 포함한다. 가이드봉(67)은 저장조(35) 내부에 투입되는 폐타이어의 중간 구멍에 꿰어질 수 있도록 하는 것이다.

가이드봉(67)의 상단은 상부덮개(37)의 저면에 연결되며 하단은 하부덮개(39)의 상면에 연결된다. 상부클램프(69)는 상부덮개(37)에 설치되어 가이드봉(67)의 상단을 파지하여 고정하며, 하부클램프(71)는 하부덮개에 설치되어 가이드봉(67)의 하단을 파지하여 고정한다.

폐타이어(M)를 저장조(35)에 투입할 때에는 상부덮개(37)가 개방되어야 하므로, 상부클램프(69)가 해제되어 가이드봉(67) 상단이 개방되어 있어야 한다. 그 대신 하부클램프(71)가 가동하여 가이드봉(67)의 하단을 파지하고 있어야 한다.

폐타이어(M)를 인출할 때에는 위와 반대로 기동하게 된다. 즉 하부덮개(39)는 개방되어야 하고 하부클램프(71)는 해제되어 가이드봉(67)의 하단이 개방된 상태로 하여야 하고, 상부클램프(69)는 가이드봉의 상단을 지지하도록 가동되어야 한다.

상부덮개(37)와 하부덮개(39)는 개폐실린더(73,73')에 의해 각각의 힌지축(37a, 39a)을 중심으로 회동되면서 개방 또는 폐쇄된다.

저장조(35)에 폐타이어가 전부 소진되어 새롭게 충전해야 하는 경우에는 하부덮개(39)가 덮이고, 상부덮개(37)만 열린 상태에서 폐타이어가 재차 충전된다. 모두 충전되면 상부덮개(37)도 닫힌 상태에서 저장조(35) 내부에 있던 산소를 포함하고 있는 대기가 대기제거부(41)에 의해 비응축성 가스로 대체되고 작업이 연속된다. 폐타이어의 소진 여부는 센서 등에 의해 기계적으로 체크됨으로써 열분해 장치가 무인화로 운전되도록 할 수 있다.

저장조(35)의 상단의 높이가 상당하므로 작업장 바닥에서 저장조(35) 상단까지 폐타이어(M)를 상향 이송시키기 위한 투입이송부(75)가 더 마련될 수 있다. 투입이송부(75)는 전술한 상향이송부(53)와 동일한 구성을 가질 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다. 폐타이어(M)는 수작업 또는 기계화된 작업을 통해 투입이송부(75)에 탑재될 것이며, 투입이송부(75)는 이를 상부로 이송하여 저장조(35) 내부에 입 적재하게 될 것이다.

이하, 도 3을 주로 참조하여 수거부(15)를 상세하게 설명한다.

수거부(15)는 열분해로(1)에서 열분해에 의해 생성되는 산물을 수거하는 것으로서, 기본적으로는 카본을 받아낼 수 있는 카본 수거부(77)와 열분해되지 않는 강철선을 수거하기 위한 부자재 수거부(79)를 가진다.

열분해로(1) 하부에는 열분해되어 나온 카본(81)과 폐타이어 내부에 있던 강철선(83)이 모이게 된다. 카본(81)은 분말상이므로 하방향으로 낙하하여 콘 형상의 수거함체(85) 및 수거함체(85) 하단에 연결된 카본수거관(87) 내부로 통과된다. 카본수거관(87)으로부터 배출되는 카본은 보관조(89)에 저장된다. 카본수거부(77)에는 바이브레이터(미도시됨)가 설치되어 카본이 원활하게 수거될 수 있도록 진동을 가할 수 있다.

부자재수거부(79)는 횡방향으로 설치되는 스크래퍼(91)에 의해 측방으로 인출된다. 스크래퍼(91)는 컨베이어 식으로 기동하며 일단은 열분해로(1)의 직하부에 설치되고 타단은 열분해로(1)의 측방향으로 연장된다. 스크래퍼(91)는 구동휠(93), 종동휠(95) 및 이들에 걸쳐짐으로써 무한궤도로 기동하는 메쉬벨트(97)를 포함한다(도 5 참조). 메쉬벨트(97)는 분말상태의 카본이 하방으로 떨어질 수 있도록 망체 또는 다공체로 되어 있다. 메쉬벨트(97) 상에는 갈고리와 같은 방식으로 강철선(83)을 긁어내기 위한 다수의 갈퀴부재(99)가 설치되어 있다. 갈퀴부재(99)는 무한궤도상에서 기동하면서 강력한 힘으로 강철선(83)을 인출하여 후방으로 이송시킨다.

수거부(15) 역시 외기와 차단된 기밀 구조를 가져야 한다. 그러므로 스크래퍼 역시 반출덕트(101)에 의해 터널 형태로 마련된다. 반출덕트(101)의 일단은 하방향으로 절곡되어 있으며, 제1,2게이트밸브(103,103')가 소정 간격으로 이격된 상태로 반출덕트(101)에 설치된다. 제1,2게이트밸브(103,103')를 여닫음으로써 수거부(15) 내부에 외기가 유입되지 않도록 할 수 있으며, 강철선(83)은 외부로 배출해낼 수 있게 된다.

본 실시예에 의하면 반출덕트(101)와 콘덴서(19) 후단의 메인관(17) 사이에도 1인치 직경의 제2분기관(104)이 설치된다. 제2분기관(104)를 통해 저온(약 30℃)의 캐리어 가스가 반출덕트(101)에 공급될 수 있으며 이는 수거되는 강철선을 냉각시키는 작용을 하게 된다.

이상의 실시예는 가공하지 않은 폐타이어를 사용하는 것으로 안출되었지만, 경우에 따라 조각으로 절단된 폐타이어를 사용할 수 있도록 설계변경될 수도 있다.

이 경우 상향이송부(53, 또는 투입이송부(75)의 컨베이어(55')의 이송벨트상에 설치되는 가이더는 도 6에 도시된 것처럼 버킷(105) 형태로 되어 있을 수 있다. 일정한 크기로 절단된 폐타이어(M')는 버킷(105)에 담긴 채로 상향 이송되면서 열분해로(1)에 공급된다. 기타 다른 구성요소는 그에 맞게끔 당업자에 의해 설계변경될 수 있을 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예를 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 도 7 내지 도 9는 저장조(35)에 담긴 폐타이어를 열분해로(1) 상단까지 공급하는 인출공급부(46)의 다른 실시예에 관한 것이다.

도 7에 의하면 인출공급부(46')는 일단은 저장조(35) 하부에 연결되고 타단은 열분해로 상단에 연결되는 것으로서 외기와의 차단을 위한 횡이송덕트(107)와, 폐타이어를 횡이송시키기 위한 것으로서 횡이송덕트(107) 내부에 설치되는 횡이송컨베이어(109)로 구성된다. 횡이송컨베이어(109)는 벨트(111)를 사용할 수 있기 때문에 이전 실시예서와 같은 가이드판(63, 도 2 참조)을 필요로 하지 아니하며, 폐타이어를 통째로 공급하거나 또는 조각으로 절단하여 공급하는 모든 경우에 사용할 수 있다. 본 실시예에 의하면 저장조(35)를 높게 설치하여야 할 것이다.

제1분기관(31)을 통해 공급되는 저온의 캐리어가스(비응축성 가스 또는 불활성가스)는 열차단 기능을 발휘하므로 열분해로(1)에서 열이 유입되지는 아니한다.

도 8에 의하면 인출공급부(46")은 일단은 지그재그 방식으로 저장조(35)의 하부에 연결되고 타단은 지그재그식으로 상부를 향해 연장되어 열분해로(1)의 상단에 연결되는 경사컨베이어(113)를 포함한다. 경사컨베이어(113)는 지그재그식으로 경로가 바뀌면서 폐타이어(T)를 상부로 들어 올린다. 경사도는 피이송체, 즉 폐타이어(T)가 미끄러질 정도가 아니면 되며, 경사컨베이어(113)의 변곡부(115)는 도시된 개수에 국한되지는 아니한다. 물론 경사컨베이어(113)의 외곽에는 외기와 차단을 위한 만곡덕트(117)가 씌워져야 한다.

이 경우에는 저장조(35)의 하단 높이를 낮출 수 있으며 벨트(111')를 사용할 수 있기 때문에 이전 실시예서와 같은 가이드판(63, 도 2 참조)을 필요로 하지 아니하며, 폐타이어(T)를 통째로 공급하거나 또는 조각으로 절단하여 공급하는 모든 경우에 사용할 수 있다. 본 실시예에 의하면 저장조(35)를 높게 설치할 필요가 없다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 도 9에 도시된 바와 같이 인출공급부(46"')는 저장조(35) 하부에 연결되고 타단은 열분해로 상단에 연결되는 것으로서 외기와의 차단을 위한 경사덕트(107')와, 폐타이어를 경사방향으로 이송시키기 위한 것으로서 경사덕트(107') 내부에 설치되는 경사이송컨베이어(109')로 구성된다. 경사이송컨베이어(109')는 벨트(111)를 사용할 수도 있으나 이전 실시예서와 같은 가이드판(63, 도 2 참조)을 사용할 수도 있다. 나머지 사항은 이전 실시예와 동일하게 적용될 수 있으므로 반복설명을 생략한다.

이처럼 인출공급부(46)의 형태는 다양하게 안출될 수 있다. 임의의 한 시점에서 인출공급부(46)에 위치하고 있는 폐타이어(T)의 개수가 저장조(35)에 최대로 저장된 폐타이어의 개수와 유사하거나 그 이상이 되도록 인출공급부(46)의 용량이 설정되는 것이 바람직하다. 연속 운전을 안정적으로 실시하기 위해서이다.

본 발명은 폐타이어뿐만 아니라 각종 고분자 폐기물도 처리가 가능하다. 따라서 폐타이어가 아닌 다른 고분자 물질을 처리하는 것에도 본 발명의 권리범위가 미친다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다.

1 : 열분해로 3 : 폐타이어 투입구
5 : 제1배출구 7 : 가스유입구
9 : 제2배출구 11 : 자재 공급부
13 : 고온가스 공급부 15 : 수거부
17 : 메인관 19 : 콘덴서
21 : 전기집진기 23 : 열교환기
25 : 연료탱크 27 : 버너
29 : 블로워 31,104 : 제1,2분기관
33 : 인출덕트 35 : 저장조
37 : 상부덮개 39 : 하부덮개
41 : 대기제거부 45 : 진공펌프
46,46',46",46"': 인출공급부 47 : 자재인출부
49 : 슬로프(slope) 51,51' : 롤러
53 : 상향이송부 55,55' : 컨베이어
57 : 이송벨트 59 : 구동스프로킷
61 : 종동스프로킷 63 : 가이드판
65 : 유동방지대 67 : 가이드봉
69 : 상부클램프 71 : 하부클램프
73,73' : 개폐실린더 75 : 투입이송부
77 : 카본수거부 79 : 부자재수거부
81 : 카본 83 : 강철선
85 : 수거함체 87 : 카본수거관
89 : 보관조 91 : 스크래퍼
93 : 구동휠 95 : 종동휠
97 : 메쉬벨트 99 : 갈퀴부재
101 : 반출덕트 103,103' : 제1,2게이트밸브
105 : 버킷 107 : 횡이송덕트
107' : 경사덕트 109 : 횡이송컨베이어
109' : 경사이송컨베이어 111,111' : 벨트
113 : 경사컨베이어 115 : 변곡부
M,M' : 폐타이어

Claims

상부에 폐타이어 투입구가 마련되고, 하부에 분체 또는 고상의 물질을 배출하기 위한 제1배출구가 마련되며, 측부에 고온의 캐리어 가스가 유입되는 가스유입구가 마련되고, 상부에 분진 또는 증기 상태의 물질을 배출하기 위한 제2배출구가 마련되는 열분해로; 상기 열분해로 내부에 폐타이어를 연속적으로 공급하기 위한 자재 공급부; 상기 가스유입구를 통해 상기 열분해로 내부에 고온의 캐리어 가스를 공급하는 고온가스 공급부; 상기 열분해로의 하부에 상기 제1배출구를 통해 배출되는 카본 및 폐타이어의 부자재를 분리하여 수거하기 위한 수거부;를 포함하는 폐타이어용 연속식 열분해 장치에 있어서;
상기 자재 공급부는;
직립 설치되는 기다란 원통 형상의 저장조; 상기 저장조의 상부에 해치 형태로 기밀유지가 가능하게끔 설치되는 상부덮개; 상기 저장조의 하부에 해치 형태로 기밀유지가 가능하게끔 설치되는 하부덮개; 상기 상부덮개 및 하부덮개가 덮임으로써 밀폐된 상태로 있는 저장조 내부의 대기를 빼내기 위한 대기제거부; 상기 하부덮개가 개방시 상기 저장조에 있는 폐타이어를 아래에서부터 차례로 연속적으로 인출하여 상기 열분해로의 투입구에 공급하는 인출공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐타이어용 연속식 열분해 장치.
제1항에 있어서 상기 인출공급부는;
상기 저장조에서 인출된 폐타이어를 컨베이어 방식을 이용하여 상방향으로 이송시킴으로써 상기 열분해로의 최상단까지 운반하여 상기 열분해로 내부로 투입하는 상향이송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐타이어용 연속식 열분해 장치.
제1항에 있어서,
상기 저장조에 공급되는 폐타이어가 상기 저장조 내에 적재되도록 하기 위한 가이드수단을 포함하되;
상기 가이드수단은; 상기 저장조 내부에 투입되는 폐타이어의 중간 구멍에 꿰어질 수 있도록 상기 저장조 내부에 수직으로 설치되는 것으로서, 상단은 상기 상부덮개의 저면에 연결되며 하단은 상기 하부덮개의 상면에 연결되는 가이드봉; 상기 상부덮개에 설치되는 것으로서, 상기 가이드봉의 상단을 파지하여 고정시키는 상부클램프; 상기 하부덮개에 설치되는 것으로서, 상기 가이드봉의 하단을 파지하여 고정시키는 하부클램프를 포함함으로써;
폐타이어를 투입할 때에는 상부클램프를 해제하고 하부클램프를 가동하여 상기 가이드봉의 하단을 지지하며; 폐타이어를 인출할 때에는 하부클램프를 해제하고 상부클램프를 가동하여 상기 가이드봉의 상단을 지지하도록 하는 것을 특징으로 하는 폐타이어용 연속식 열분해 장치.
제1항에 있어서,
상기 저장조 내부 또는 인출공급부의 어느 일곳 이상에 상기 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐타이어용 연속식 열분해 장치.
제4항에 있어서,
상기 캐리어 가스는 상기 열분해로에서 배출되는 캐리어 가스의 일부가 분기관을 통해 인출되어 공급되는 것을 특징으로 하는 폐타이어용 연속식 열분해 장치.
제1항에 있어서,
상기 수거부는 폐타이어에 포함된 강철선을 수거하기 위한 부자재수거부를 포함하되 상기 부자재수거부는;
컨베이어 식으로 기동하며 일단은 상기 열분해로의 직하부에 설치되고 타단은 열분해로의 측방향으로 연장 설치되는 스크래퍼를 포함하며;
상기 스크래퍼는 구동휠, 종동휠 및 이들에 걸쳐짐으로써 무한궤도로 기동하는 다공성 메쉬벨트와;
갈고리와 같은 방식으로 강철선을 긁어내기 위하여 상기 메쉬벨트 상에 설치되는 다수의 갈퀴부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐타이어용 연속식 열분해 장치.
제1항에 있어서 상기 인출공급부는;
일단은 상기 저장조의 하부에 연결되고 타단은 지그재그식으로 상부를 향해 연장되어 열분해로의 상단에 연결되는 경사컨베이어; 외기와의 차단을 위해 상기 경사컨베이어의 외곽에 씌워지는 만곡덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐타이어용 연속식 열분해 장치.
제1항에 있어서 상기 인출공급부는;
일단은 상기 저장조 하부에 연결되고 타단은 열분해로 상단에 연결되는 것으로서 외기와의 차단을 위한 것으로서 경사방향으로 설치되는 경사이송덕트와, 폐타이어를 경사방향으로 이송시키기 위한 것으로서 상기 경사이송덕트 내부에 설치되는 경사이송컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐타이어용 연속식 열분해 장치.