KR20190058407A - Pretreatment materials and pretreatment method for complete combustion of waste plastics - Google Patents

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KR20190058407A
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Abstract

The present invention relates to a combustion pretreatment material and a method of waste plastics used as a combustion raw material. The pretreatment material is constituted of at least one of vermiculite, bottom ash, coal, woods, and sawdusts, in which pores or gaps are present. When the waste plastic is liquefied by heating the same to 200 to 300°C after mixing the material and waste plastic, a liquefied plastic is adsorbed between the pores or the gaps of the pretreatment material. If the liquefied plastic is supplied to a combustion apparatus, the waste plastic does not flow down to the combustion apparatus but remains in a liquefied state in the combustion pretreatment material, so that it does not interfere with the waste plastic combustion, and the waste plastic is directly pyrolyzed in the combustion pretreatment material.

Description

폐플라스틱의 완전 연소를 위한 전처리 물질 및 전처리 방법{OMITTED}Pre-treatment materials and pretreatment method for complete combustion of waste plastic {OMITTED}

본 발명은 폐플라스틱의 연소를 위한 전처리 과정에 관한 것이다. 보다 자세하게는 폐플라스틱을 에너지를 이용하기 위한 원료로 사용될 때에 완전 연소하는 방법 및 이를 위한 전처리 물질에 관한 것이다.The present invention relates to a pretreatment process for burning waste plastics. More particularly, the present invention relates to a method for completely burning waste plastic when it is used as a raw material for using energy and a pretreatment material therefor.

플라스틱은 내식성, 내변질성, 가공성 및 경량성, 저렴한 가격 등의 특징이 있어 금속, 천연섬유, 도자기 등의 광범위한 대체 재료로서 산업사회를 발전시키는데 지대한 역할을 하고 있으며, 매년 그 수요가 증가하고 있다. 플라스틱이 많이 사용되는 만큼 폐플라스틱량도 증가하고 있으나, 플라스틱은 그 특성상 자연상태에서 햇빛이나 미생물에 의하여 쉽게 분해되지 않도록 인위적으로 만들어진 합성 고분자 화합물이므로 토양에 버려서 폐기물 처리하면 자연 분해가 되지 않아 토양의 황폐화를 유발한다. 또한 플라스틱 폐기물을 매립하면 자연계로 환원이 되지 않아 매립지의 안정화를 저해하고, 폐기물을 처리할 매립지가 절대적으로 부족하며, 폐기물을 소각하면 유해가스가 발생하고 중금속이 비산하는 문제점이 있어 플라스틱의 사용 후의 처리가 사회적으로 이슈가 되고 있다.Plastics play an important role in developing the industrial society as a wide range of alternative materials such as metals, natural fibers and ceramics due to their corrosion resistance, resistance to corrosion, workability and light weight, and low prices, and their demand is increasing every year . Although the amount of waste plastics is increasing due to the use of plastics, plastic is an artificially produced synthetic polymer compound that is not easily decomposed by sunlight or microorganisms in its nature due to its nature. Therefore, It causes devastation. In addition, when plastic wastes are buried, they are not reduced to the natural world, which hinders the stabilization of the landfill, and there is absolutely no landfill to dispose of the wastes. When waste is incinerated, harmful gas is generated and heavy metals are scattered. Treatment is becoming a social issue.

폐플라스틱을 처리하는 방법에는 재활용하는 방법 외에 소각 처리하는 방법, 연료로 사용하는 방법 등이 있다. 특히 가연성 고분자 물질인 폐플라스틱을 연료로 재활용하여 저공해 대체 에너지 자원으로서 사용할 수 있다. 그러나 폐플라스틱의 연소 과정에서 플라스틱 물질은 대개 200~300도에서 녹아서 액체 상태로 존재하게 되어, 액화된 플라스틱이 연소 장치 바닥에 고이며, 바닥에 고인 액화된 플라스틱은 섭씨 400~600도에서 저분자 화합물로 열 분해되어 기화하여 연소한다. 이때, 대부분의 연소 장치들은 액화된 플라스틱이 연소 장치 바닥에 고이며, 연소 장치 바닥에 섭씨 400 ~ 600도의 온도를 더 높이 올려 액화된 플라스틱을 열분해하는 것은 난해한 일이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 고체 상태의 플라스틱이 액화 후에 연소 장치 바닥에 고이지 않고 열분해하여 기화하여 완전 연소하는 방법 및 장치가 요구된다.Methods for treating waste plastics include recycling, incineration, and fuel. In particular, recycled waste plastic as a combustible polymer material can be used as a low-pollution alternative energy resource. However, in the combustion process of waste plastics, plastic materials are usually melted at 200 to 300 degrees and are present in a liquid state. Liquefied plastics are buried at the bottom of the combustion apparatus, and liquefied plastics at the bottom are low molecular compounds To be vaporized and burned. At this time, it is difficult for most combustion devices to liquefy plastic to the bottom of the combustion device and to pyrolyze the liquefied plastic by raising the temperature of the combustion device to 400 to 600 degrees centigrade higher. To solve such a problem, there is a need for a method and apparatus for pyrolyzing and pyrolyzing a solid state plastic after liquefaction without lengthening it to the bottom of the combustion apparatus.

국내특허공보 KR 10-0601734B1 (2006.07.10.)Korean Patent Publication No. KR 10-0601734B1 (2006.07.10.)

본 발명의 기술적 과제는 폐플라스틱을 200~300도에서 액체 상태로 녹여 연소 장치 바닥에 고이는 단점을 개선하여 완전 연소할 수 있도록 전처리하는 물질 및 이를 이용한 폐플라스틱 전처리 방법을 제공함에 있다.The object of the present invention is to provide a material for pretreating waste plastic in a liquid state at a temperature of 200 to 300 ° C. in order to improve the disadvantages of being collected on the bottom of a combustion apparatus to be completely burned and a waste plastic pretreatment method using the same.

본 발명의 일 양태에 따르면, 연소 원료로 사용되는 폐플라스틱의 연소 전처리 물질은 공극 또는 틈새가 존재하는 질석, 바텀애시, 석탄, 목재 및 톱밥류 중 적어도 하나로 구성된다.According to one aspect of the present invention, the combustion pre-treatment material of the waste plastic used as the combustion raw material is composed of at least one of vermiculite, bottom ash, coal, wood, and sawdust in which voids or gaps exist.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 연소 원료로 사용되는 폐플라스틱의 연소 전처리 방법은, 폐플라스틱을 공극 또는 틈새가 많이 존재하는 질석, 바텀애시, 석탄, 목재(톱밥류) 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 전처리 물질을 상기 폐플라스틱에 혼합하는 단계; 섭씨 200~300의 온도로 상기 혼합된 폐플라스틱을 녹여 액화하는 단계; 상기 전처리 물질과 상기 액화된 폐플라스틱이 혼합되어 상기 전처리 물질의 공극 또는 틈새 사이로 상기 액화된 폐플라스틱을 흡착시키는 단계; 상기 전처리 물질에 흡착된 폐플라스틱을 상온으로 식히고, 상기 폐플라스틱이 흡착된 전처리 물질을 연소 장치에 알맞은 크기로 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄한 폐플라스틱을 상기 연소 장치에 연소 물질로 공급하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for pretreating a waste plastic used as a combustion raw material, the waste plastic comprising at least one of vermiculite, bottom ash, coal, and wood (sawdust) Treating the waste plastic with a pretreatment material; Dissolving and liquefying the mixed waste plastic at a temperature of 200 to 300C; The pre-treatment material and the liquefied waste plastic are mixed to adsorb the liquefied waste plastic between the pores or gaps of the pretreatment material; Cooling the waste plastic adsorbed on the pretreatment material to room temperature, and pulverizing the pretreated material adsorbed on the waste plastic to a size suitable for the combustion apparatus; And supplying the pulverized waste plastic to the combustion apparatus as a combustion material.

본 발명에 따르면 전처리된 폐플라스틱이 액화되어 흘러 내리지 않고 기화되기 쉬워지므로 거의 완전하게 연소시켜 대기오염을 방지하는 효과가 있다. According to the present invention, the pretreated waste plastic is liquefied and is easily vaporized without flowing down, so that it is almost completely burned to prevent air pollution.

도 1은 본 발명에 따른 전처리 물질을 나타내는 일 예이다.
도 2는 본 발명에 따른 전처리 물질과 폐 플라스틱이 혼합된 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 전처리 물질에 폐프라스틱이 흡착되어 있는 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 전처리 물질을 이용한 연소 과정의 일 예를 나타낸다.1 shows an example of a pretreatment material according to the present invention.
FIG. 2 shows an example in which the pretreatment material and waste plastics according to the present invention are mixed.
FIG. 3 shows an example in which the waste plastics are adsorbed on the pretreatment material according to the present invention.
FIG. 4 shows an example of a combustion process using a pretreatment material according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Also, in order to clearly illustrate the present invention in the drawings, portions not related to the present invention are omitted, and the same or similar reference numerals denote the same or similar components.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.The objects and effects of the present invention can be understood or clarified naturally by the following description, and the objects and effects of the present invention are not limited only by the following description.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이제부터, 본 발명에 따른 전처리 물질 및 방법을 설명한다.The pretreatment materials and methods according to the present invention will now be described.

플라스틱이 연소할 때는 자체로 연소되지 않고, 열 분해되어 저분자 화합물인 가스 상태로 기화한 후에 연소 공기와 혼합되어 연소한다. 이 과정에서 열을 발생시키고, 이 열을 에너지원으로 이용할 수 있다. When plastics are burned, they are not burned by themselves, they are pyrolyzed and vaporized into a gaseous state, which is a low molecular compound, and then mixed with combustion air and burned. In this process, heat is generated, and this heat can be used as an energy source.

다만, 이러한 플라스틱을 지속적으로 연소시키려면 고체 상태의 플라스틱이 액체 상태로 녹더라도 녹은 플라스틱이 기화되도록 하여 연소 공기와 잘 혼합되는 것이 중요하다. 실제로 플라스틱은 고분자화합물이므로 섭씨 200~300의 온도에서 액체 상태로 존재한다.However, in order to continuously burn such plastics, it is important that the molten plastic is vaporized and mixed well with the combustion air even if the solid state plastic melts in a liquid state. In fact, plastic is a polymer compound, so it exists in a liquid state at a temperature of 200 to 300 ° C.

본 발명에 따르면 플라스틱 연소를 위한 전처리 물질로 공극 또는 틈새가 있어 전처리 물질이 공극률이 높은 물질을 제공하여, 액화된 플라스틱이 전처리 물질의 공극 또는 틈새에 침투 흡착되도록 한다. 이를 통해 상온또는 고온에서 액화된 플라스틱이 흘려 내리지 않아 쉽게 열분해되어 가스화 되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, a pretreatment material for plastic combustion has pores or gaps so that the pretreatment material provides a material having a high porosity, so that the liquefied plastic penetrates and adsorbs in the pores or gaps of the pretreatment material. The liquefied plastic does not flow down at room temperature or high temperature, and is easily pyrolyzed and gasified.

도 1은 본 발명에 따른 전처리 물질을 나타내는 일 예이다. 1 shows an example of a pretreatment material according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 전처리 물질과 폐 플라스틱이 혼합된 일 예를 나타낸다.FIG. 2 shows an example in which the pretreatment material and waste plastics according to the present invention are mixed.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전처리 물질과 함께 플라스틱(특히, 폐플라스틱)을 가열하면, 액화된 플라스틱 입자들이 본 발명에 따른 전처리 물질의 입자 사이 공극 또는 틈새로 투입되어 흡착된다. 특히, 섭씨 200~300의 온도로 액화된 플라스틱이 해당 온도에서도 고체로 존재하는 전처리 물질의 공극 또는 틈새로 투입 흡착될 것이다. 일 예로, 본 발명에 따른 전처리 물질은 질석, 바텀애시, 석탄, 목재(예, 톱밥류)이며, 석탄은 무연탄, 석탄 또는 활성탄 일 수 있다. 특히 무연탄은 공극률이 활성탄보다는 다소 작지만 가격이 매우 저렴하므로 전처리 물질로 적절하다. 또한, 석탄과 목재는 그 자체가 연소 물질이므로 에너지 효율이 높은 장점이 있다. 전처리 물질은 공극 또는 틈새가 많을수록 액화된 플라스틱을 더 많이 흡착될 것이다.Referring to FIGS. 1 and 2, when plastics (particularly, waste plastics) are heated together with the pretreatment material according to the present invention, liquefied plastic particles are introduced and adsorbed into voids or gaps between particles of the pretreatment material according to the present invention . In particular, plastic liquefied at a temperature of 200 to 300 Celsius will be adsorbed into the voids or crevices of the pretreatment material that are present in the solid state at that temperature. For example, the pretreatment material according to the present invention may be vermiculite, bottom ash, coal, wood (eg, sawdust) and the coal may be anthracite, coal or activated carbon. In particular, anthracite is suitable as a pretreatment material because its porosity is somewhat smaller than that of activated carbon, but its price is very low. Also, since coal and wood are combustion materials themselves, they have high energy efficiency. The more voids or crevices in the pretreatment material, the more liquefied plastics will be adsorbed.

또한 본 발명에 따른 전처리 물질을 이용하면, 액화된 플라스틱이 전처리 물질의 공극에 흡착되어 있기 때문에 연소 과정에서 연소 온도가 높더라도 전처리 물질은 고체이기에 연소로 바닥으로 녹아 내리지도 않고 쌓이는 것이 아니고 연소로 공간에 골고루 퍼져 있어 외부에서 공급된 연소 공기와 혼합할 수 있는 공간(즉, 부피)이 넓히는 효과가 있어 플라스틱의 연소에 보다 효과적이다.Further, since the pretreated material according to the present invention is adsorbed on the pores of the pretreatment material, the pretreated material is solid even though the combustion temperature is high in the combustion process. Therefore, the pretreated material is not solidified, (I.e., the volume) that can be mixed with the combustion air supplied from the outside due to the fact that it is spread evenly in the space.

도 3은 본 발명에 따른 전처리 물질에 폐프라스틱이 흡착되어 있는 일 예를 나타낸다.FIG. 3 shows an example in which the waste plastics are adsorbed on the pretreatment material according to the present invention.

도 3를 참조하면, 본 발명에 따른 전처리 물질에 흡착된 폐플라스틱은 200~300도에서 액화되더라도 본 발명에 따른 전처리 물질의 공극 사이 또는 틈새로 침투되어 있으므로 연소 장치의 바닥면으로 흘러 내리지 않고 (또는 흘러 내려서 고이거나 굳지 않고) 전처리 물질의 공극 또는 틈새에서 액체 상태로 존재한다. 상온에서는 전처리 물질의 공극 또는 틈새에서 다시 굳어져 고체 상태로 존재한다. 따라서 본 발명에 따른 전처리 물질로 인하여 보다 완전한 연소 공정을 수행할 수 있다.3, the waste plastics adsorbed on the pretreatment material according to the present invention may be liquefied at a temperature of 200 to 300 ° C., but are not permeated into the gaps or gaps of the pretreatment material according to the present invention, Or it does not flow or solidify) and is present in a liquid state in the pores or gaps of the pretreatment material. At room temperature, it solidifies again in the pores or gaps of the pretreatment material and is present in a solid state. Therefore, a more complete combustion process can be performed due to the pretreatment material according to the present invention.

기존의 연소 장치에서 200~300도로 액화된 플라스틱이 연소 장치(연소로) 바닥면으로 흘러내리게 되면, 연소로는 흘러내린 플라스틱으로 인하여 연소로 바닥에 액화된 플라스틱이 쌓이게 되며, 이 액화된 플라스틱을 연소시키기 위해서는 열분해를 시켜야 하는데 열분해 할 수 있는 온도를 연소로 아래 방향으로 보내주어야 한다. 이러한 열 전달 방법이 어렵기 때문에 열분해가 어렵고, 흘러내린 플라스틱으로 인하여 연소로 바닥에 액화된 플라스틱에 의해 2차원 평면에서 기화 연소되는 형태가 된다. 따라서 연소 공기와 혼합되기가 어려워 연소에 어려움이 있다. 본 발명에 따른 전처리 물질에 흡착된 플라스틱은 200~300도에서 액화되어도 전처리 물질의 공극 또는 틈새에 흡착되므로 전처리 물질은 고체이기에 액화된 플라스틱이 연소로 바닥으로 녹아 내리지도 않고 쌓이는 것이 아니고 연소로 공간에 골고루 퍼져 있어 외부에서 공급된 연소 공기와 혼합할 수 있는 공간(부피)이 넓히는 효과가 있어 3차원 부피에서 연소할 수 있어 보다 완전한 연소를 할 수 있다.When the plastic liquefied 200 to 300 degrees in the conventional combustion device flows down to the bottom of the combustion device (combustion furnace), the liquefied plastic is piled on the bottom of the combustion furnace due to the flowing plastic, and the liquefied plastic In order to burn, pyrolysis must be carried out, but the pyrolysis temperature should be directed downward by combustion. Because of this difficulty of heat transfer, it is difficult to pyrolyze, and due to the flowing plastics, it is vaporized and burned in a two-dimensional plane by the liquefied plastic on the bottom of the furnace. Therefore, it is difficult to mix with the combustion air, so that combustion is difficult. Since the plastic adsorbed on the pretreatment material according to the present invention is adsorbed to the pores or gaps of the pretreatment material even if it is liquefied at a temperature of 200 to 300 ° C., the pretreated material is solid, so that the liquefied plastic does not melt and accumulate in the bottom of the combustion furnace, And the space (volume) that can be mixed with the combustion air supplied from the outside is widened, so that it can be combusted in the three-dimensional volume, thereby enabling more complete combustion.

상기와 같은 방법으로 연소시키면 폐플라스틱이 액화되더라도 3차원의 부피에서 연소하게 되므로 완전 기화되어 연소공기와 잘 혼합되어 완전연소에 가깝도록 연소시킬 수 있으며, 연소로 인한 대기오염을 줄이는 역할을 한다When the waste plastic is liquefied by the above-described method, the waste plastic is burnt in a three-dimensional volume, so that the waste plastic is completely vaporized and mixed with the combustion air so that it can be burned close to the complete combustion, and the air pollution due to the combustion is reduced

본 발명에 따른 전처리 물질로 전처리하는 공정의 일 예를 설명한다.An example of a step of pre-treating with a pretreatment material according to the present invention will be described.

본 발명에 따라서 연소 원료로 사용되는 폐플라스틱의 연소 전처리 방법은 폐플라스틱을 공극 또는 틈새가 많이 존재하는 질석, 바텀애시, 석탄, 목재 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 전처리 물질을 상기 폐플라스틱에 혼합하는 단계(S110); 섭씨 200~300의 온도로 상기 혼합된 폐플라스틱을 녹여 액화하는 단계(S120); 상기 전처리 물질과 상기 액화된 폐플라스틱이 혼합되어 상기 전처리 물질의 공극 또는 틈새 사이로 상기 액화된 폐플라스틱을 흡착시키는 단계(S130); 상기 전처리 물질에 흡착된 폐플라스틱을 상온으로 식히고 연소 장치에 알맞은 크기로 분쇄하는 단계(S140); 및 상기 식힌 전처리 물질에 흡착된 폐플라스틱을 연소 물질로 연소 장치에 공급하는 단계(S150)를 포함한다.According to the present invention, there is provided a pretreatment method for a waste plastic used as a combustion raw material, wherein the pretreatment material is composed of at least one of vermiculite, bottom ash, coal, Mixing (S110); Melting and liquefying the mixed waste plastic at a temperature of 200 to 300 C (S120); (S130) mixing the pretreated material and the liquefied waste plastics to adsorb the liquefied waste plastic between the pores or gaps of the pretreatment material; Cooling the waste plastic adsorbed on the pretreatment material to room temperature and crushing the waste plastic to a size suitable for the combustion apparatus (S140); And supplying the waste plastics absorbed by the cooled pre-treatment material to the combustion apparatus as a combustion material (S150).

먼저, 폐플라스틱을 공극 또는 틈새가 많이 존재하는 질석, 화력발전소에서 발행하는 바텀애시, 석탄, 목재 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 전처리 물질을 상기 폐플라스틱에 혼합하는 단계(S110)는 플라스틱이 액화된 후 흡수 흡착되는 물질은 전처리 물질로 혼합하는 전처리 공정을 말한다.The step (S110) of mixing the pretreatment material with the waste plastic (S110) is characterized in that the waste plastic is composed of at least one of vermiculite having voids or a lot of gaps, bottom ash, coal, The liquefied and adsorbed material is a pretreatment process that is mixed with a pretreatment material.

섭씨 200~300의 온도로 상기 혼합된 폐플라스틱을 녹여 액화하는 단계(S120)는 전처리 물질과 폐플라스틱을 혼합한 전처리 후 혼합물을 가열하는 공정을 말한다.The step of liquefying the mixed waste plastic at a temperature of 200 to 300 ° C. (S120) refers to a process of heating the mixture after the pretreatment of mixing the pretreatment material and the waste plastic.

상기 전처리 물질과 상기 액화된 폐플라스틱이 혼합되어 상기 전처리 물질의 공극 또는 틈새 사이로 상기 액화된 폐플라스틱을 흡착시키는 단계(S130)는 혼합물을 가열하는 것만으로도 이루어질 수 있지만, 교반 등과 같이 혼합물에서 전처리 물질 사이로 폐플라스틱이 흡수 것을 의미할 수도 있다. 흡수된 폐플라스틱은 전처리 물질의 공극 또는 틈새에서 융착될 수 있다.The step (S130) in which the pretreated material and the liquefied waste plastic are mixed to adsorb the liquefied waste plastic between the pores or gaps of the pretreatment material may be performed by heating the mixture. However, It may mean that waste plastic absorbs between the materials. The absorbed waste plastic can be fused in the voids or crevices of the pretreatment material.

상기 전처리 물질에 흡착된 폐플라스틱을 상온으로 식히고 연소 장치에 알맞은 크기로 분쇄하는 단계(S140)는 전처리 물질에 폐플라스틱의 혼합물이 흡착된 상태로 연료로 사용하기 위한 연료화 과정을 말한다. 200~300도의 고온에서는 물질 또는 혼합물을 운반하거나 가공하는 것이 어렵기 때문이다.The step (S140) of cooling the waste plastics adsorbed on the pretreatment material to room temperature and crushing the waste plastics to a proper size in the combustion apparatus refers to a fueling process for use as a fuel in a state in which a mixture of waste plastics is adsorbed on the pretreatment material. This is because it is difficult to transport or process a substance or mixture at high temperatures of 200 to 300 degrees.

상기 식힌 전처리 물질에 흡착된 폐플라스틱을 연소 물질로 연소 장치에 공급하는 단계(S150)는 전처리 물질에 흡착되어 연료화된 폐플라스틱을 연료로서 공급하는 것을 말하며, 연소 장치는 플라스틱 슬러지를 이용하여 에너지를 발생시키는 모든 종류의 장치를 말한다.The step (S150) of supplying the waste plastics absorbed by the cooled pre-treatment material to the combustion apparatus using the combustion material is a method of supplying waste plastics fueled by the pretreatment material as fuel and using the plastic sludge, It refers to all kinds of devices that generate.

본 발명에 따른 전처리 물질은 공극률이 높은 물질이며, 연소하고자 하는 플라스틱에 섞인다.The pretreatment material according to the present invention is a material having a high porosity and is mixed with the plastic to be burned.

본 발명에 따라서 공극률이 높은 전처리 물질은 일 예로, 무연탄, 석탄 또는 활성탄 일 수 있다.The pretreatment material having a high porosity according to the present invention may be, for example, anthracite coal, coal or activated carbon.

본 발명에 따른 전처리 물질의 입자들 사이로 액화된 플라스틱 입자들이 투입된다. 전처리 물질과 플라스틱 입자의 크기가 비슷할수록 더 균일하게 플라스틱 입자들이 투입될 것이다. The liquefied plastic particles are injected between the particles of the pretreatment material according to the present invention. The more uniform the size of the pre-treatment material and the plastic particles, the more uniformly the plastic particles will be injected.

본 발명에 따른 전처리 물질은 공극이 많을수록 플라스틱 입자의 액화를 저지하는 것에 더 유리하다. 이 전처리 물질을 이용하여 플라스틱 입자가 액화되더라도 전처리 물질이 고체상태이므로 전처리물질에서 바로 기화되면, 플라스틱이 녹더라도 그 자체에서 깔끔하게 기체가 된다.The pre-treatment material according to the present invention is more advantageous in preventing liquefaction of plastic particles as the number of voids increases. Even if the plastic particles are liquefied by using the pretreatment material, since the pretreatment material is in a solid state, it is vaporized directly from the pretreatment material, and even if the plastic dissolves, it becomes a clean gas in itself.

일 예로, 본 발명에 따른 전처리 물질은 수분을 흡수할 수 있다. 플라스틱은 200~300도 정도에 액화되는데 이때 전처리 물질의 공극 사이로 침투된 플라스틱 액체 중 수분은 100도에서 증발되고 그 공극사이로 플라스틱이 흡수하면 플라스틱 입자만 남게 되며 바로 기체로 기화되거나, 식더라도 고체로 존재하고 열을 가하면 넓은 표면적 때문에 더 쉽게 기화된다. For example, the pretreatment material according to the present invention can absorb moisture. Plastics are liquefied at a temperature of 200 to 300 degrees Celsius, where the moisture in the plastic liquid that has permeated through the pores of the pretreatment material is evaporated at 100 degrees, and when the plastic is absorbed through the pores, only the plastic particles are left and immediately vaporized into gas, It is more readily vaporized because of its large surface area when it is present and applying heat.

본 발명에 따르면 전처리 물질이 고체이기 때문에 전처리 물질에 흡착된 플라스틱 입자에 열을 가할 수 있는 3차원 부피을 넓히는 효과가 있어서 플라스틱의 기화에 효과적이다.According to the present invention, since the pretreatment material is solid, it has an effect of widening the three-dimensional volume that can apply heat to the plastic particles adsorbed on the pretreatment material, and is effective for vaporization of the plastic.

도 4는 화력 발전소 등에서 본 발명에 따른 전처리 물질을 이용한 연소 과정의 일 예를 나타낸다.4 shows an example of a combustion process using a pretreatment material according to the present invention in a thermal power plant or the like.

도 4를 참조하면, 연소의 전처리 단계로 전처리 물질을 첨가제로 폐플라스틱에 혼합한다. 이때 혼합된 전처리 물질이 플라스틱 슬러지와 잘 어울릴 수 있도록 분쇄하여 섞어 준다. 이 전처리 물질은 무연탄, 활성탄, 석탄 등 공극이 많은 물질이 바람직하며 특히 무연탄은 공극이 다소 적지만 가격이 매우 저렴하므로 효과적이다.Referring to FIG. 4, the pretreatment material is mixed with waste plastic as an additive in the pre-combustion step. At this time, the mixed pretreatment material is pulverized and mixed so as to be well mixed with the plastic sludge. The pretreatment material is preferably an anthracite-rich material such as anthracite coal, activated carbon, and coal. Especially, anthracite coal is effective because it has a small amount of pores but is very cheap.

본 발명에 따르면 이 전처리 과정에서 폐플라스틱 물질(예, 슬러지)를 투입하여 소각하기 위한 발전소의 소각로의 외관과 이에 연결되는 전처리 장치로서, 호퍼가 파쇄기와 수평 연결되고, 소각로와는 회전날개가 구비된 이송 스크류가 이송관에 내장된 전처리 장치가 소정 각도 경사지게 설치될 수 있다. 이때 이송 스크류는 구동원으로서 구동 모터와 이에 구비된 구동축에 축결합되어 체인으로 전동되는 체인기어장치가 결합될 수 있다.According to the present invention, there is provided a pretreatment device connected to an outer surface of an incinerator of a power plant for injecting waste plastic material (e.g., sludge) in the pretreatment process and connected to the outer surface of the incinerator, wherein the hopper is horizontally connected to the crusher, The pre-treatment apparatus having the conveying screw incorporated in the conveying pipe can be installed at a predetermined angle inclination. At this time, the conveying screw may be coupled to a drive motor and a chain gear device that is axially coupled to a drive shaft provided therebetween to be driven by a chain as a drive source.

본 발명에 따른 전처리 장치는 본 발명에 따라서 공극이 큰 전처리 물질을 섞은 플라스틱을 분쇄하여 소각 및 이송, 저장을 한다. 여기에 파쇄기가 더 구비될 수 있으며, 이 파쇄기는 개폐도어가 구비되어 문을 개폐하여 전처리된 플라스틱을 적정량 공급하며, 동력원으로서 정역회전하는 구동모터에 의하여 동작하는 커팅 수단으로서 절단날을 구비하여 슬러지를 분쇄하며 파쇄된 슬러지는 나선형의 이송 스크류로 슬러지를 저장하는 호퍼로 밀어서 이송한다.According to the present invention, the pretreatment apparatus according to the present invention grinds plastics mixed with a pretreatment substance having a large void and incinerates, transports, and stores the same. The shredder may further include a shredder. The shredder is provided with an opening and closing door to open and close the door to supply a predetermined amount of plastic. The shredder operates as a power source by a drive motor that rotates forward and backward. And the pulverized sludge is transported by pushing the sludge into a hopper for storing the sludge with a spiral conveying screw.

호퍼로 이송된 파쇄 슬러지는 슬러지 이송장치로서 회전날개가 구비된 나선상의 이송 스크류의 회전으로 이송관내에서 압밀 상태에서 소각로 슬러지 투입구로 연속 상향 공급되는 것으로서, 이송통로로서 이송관은 밀폐되어 있으므로 분진 및 악취의 발생을 억제하고 고농도의 슬러지를 막힘 없이 압밀상태로 이송하므로서 슬러지의 함수율이 감소된다.The crushed sludge conveyed to the hopper is a sludge conveying device, which is continuously fed upwardly from the conveying pipe into the incinerator sludge input port in the conveying pipe by rotation of the spiral conveying screw provided with the rotary vane. As the conveying passage is closed, The water content of the sludge is reduced by suppressing the generation of odor and transferring the high concentration sludge to the consolidated state without clogging.

즉, 전처리 과정을 거친 슬러지와 전처리 물질의 혼합물은 파쇄기에 의하여 소정 입도로 분쇄되고 호퍼에 저장되어 슬러지 이송장치에 의하여 이송되면, 이송 스크류의 회전에 의하여 슬러지가 이송관을 경유하여 압밀 상태에서 이송되어 함수율이 감소되고 경량화되어 연소가 용이한 상태로 변환되며, 상기와 같이 가공된 슬러지가 연소통으로 자중에 의하여 낙하 공급되며 동일축선상에서 연통된 로스톨 상에 적재된다. That is, the mixture of the sludge and the pretreatment substance which has undergone the pretreatment process is pulverized to a predetermined particle size by the crusher, and stored in the hopper. When the sludge is conveyed by the sludge conveying device, the sludge is conveyed through the conveying pipe, The water content is reduced and the weight is reduced and the sludge is converted into a state in which combustion is easy. The sludge processed as described above is dropped onto the combustion column by its own weight, and is loaded on the roast trough communicated on the same axis.

이후 슬러지는 점화 버너로 점화공을 통하여 1차적으로 점화되고 연소된 고온의 연소 가스(1차 연소시 열분해과정에서 불완전 연소된 가스 포함)는 상향 이동하게 되어 연소가스와 화염이 융합됨과 동시에 연속적으로 투입공급되는 슬러지에 포함된 가연성 성분인 휘발성 물질이 가연성 가스와 같이 연소되면서 폭발적으로 연소하게 되며 이때 플라스틱 슬러지는 200~300도에서 액화되더라도 투입한 전처리 물질의 공극 사이로 침투하므로 덩어리 져서 식지 않고 그 상태로 균일하게 연소되어 기화한다.Thereafter, the sludge is ignited by the ignition burner and ignited at a high temperature. The combustion gas (including the incompletely combusted gas in the pyrolysis process during the primary combustion) is moved upward, so that the combustion gas and the flame are fused together, The volatile material contained in the supplied sludge is combusted like a combustible gas and explosively burnt. At that time, even if the plastic sludge is liquefied at a temperature of 200 to 300 degrees Celsius, it penetrates into pores of the loaded pretreatment material, So as to be vaporized uniformly.

상기와 같은 방법으로 연소시킨 슬러지 처리 연소 결과 유해가스나 중금속 등 유해 오염물질 배출이 최소화되고 플라스틱이 액화되지 않고 완전 기화되는 비율이 월등히 높아져서 무공해의 완전연소에 가깝도록 연소시켜 대기오염을 방지하는 역할을 한다As a result of burning the sludge treated by the above method, the emission of harmful pollutants such as harmful gas and heavy metals is minimized, and the rate of completely vaporizing the plastic without liquefaction becomes much higher, so that it is burned so as to close to the complete combustion of pollution, Do

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. .

상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Should be regarded as belonging to the above-mentioned patent claims.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept as defined by the appended claims. But is not limited thereto.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above-described exemplary system, the methods are described on the basis of a flowchart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of the steps, and some steps may occur in different orders . It will also be understood by those skilled in the art that the steps shown in the flowchart are not exclusive and that other steps may be included or that one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the invention.

Claims (2)

연소 원료로 사용되는 폐플라스틱의 연소 전처리 물질에 있어서,
공극 또는 틈새가 존재하는 질석, 바텀애시, 석탄, 목재 및 톱밥류 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 전처리 물질.
In the combustion pretreatment material of the waste plastic used as the combustion raw material,
Characterized in that it consists of at least one of vermiculite, bottom ash, coal, wood and sawdust in the presence of voids or crevices.
연소 원료로 사용되는 폐플라스틱의 연소 전처리 방법에 있어서,
폐플라스틱을 공극 또는 틈새가 많이 존재하는 질석, 바텀애시, 석탄, 목재(톱밥류) 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 전처리 물질을 상기 폐플라스틱에 혼합하는 단계;
섭씨 200~300의 온도로 상기 혼합된 폐플라스틱을 녹여 액화하는 단계;
상기 전처리 물질과 상기 액화된 폐플라스틱이 혼합되어 상기 전처리 물질의 공극 또는 틈새 사이로 상기 액화된 폐플라스틱을 흡착시키는 단계;
상기 전처리 물질에 흡착된 폐플라스틱을 상온으로 식히고, 상기 폐플라스틱이 흡착된 전처리 물질을 연소 장치에 알맞은 크기로 분쇄하는 단계; 및
상기 분쇄한 폐플라스틱을 상기 연소 장치에 연소 물질로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전처리 방법.
A method for pretreating a waste plastic used as a combustion raw material,
Mixing waste plastic with a pretreatment material comprising at least one of vermiculite, bottom ash, coal, and wood (sawdust) in which voids or gaps are abundant;
Dissolving and liquefying the mixed waste plastic at a temperature of 200 to 300C;
The pre-treatment material and the liquefied waste plastic are mixed to adsorb the liquefied waste plastic between the pores or gaps of the pretreatment material;
Cooling the waste plastic adsorbed on the pretreatment material to room temperature, and pulverizing the pretreated material adsorbed on the waste plastic to a size suitable for the combustion apparatus; And
And supplying the pulverized waste plastic to the combustion apparatus as a combustion material.
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