KR20210095332A - Waste plastic treatment device and treatment method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a waste plastic treatment device and a waste plastic treatment method thereof. According to the present invention, waste plastic materials are mixed and input without being separately into low-density materials, difficult-to-digest materials, and high-density materials according to molecular weights, high-voltage electricity of 3 kW and ultra-high frequency of 2,450 MHz are applied through dielectric heating using molecular affinity of plastic in addition to external electric heating of ceramics to generate internal friction heat of hydrogen molecules, and thus the waste plastic mixture is simultaneously liquefied to recombine and re-manufacture a liquid mixture so that H_2 gas, which is clean alternative energy, can be produced from a plastic resin raw material and by-products. Accordingly, the waste plastic treatment method is a material circulation treatment technology for an environmental industrial structure. In addition, generation of various harmful gases causing fossil energy depletion, ozone layer destruction, and global climate change is fundamentally removed, thereby providing effects of preventing destruction of the earth, protecting life and health of humans, animals, and plants, and preventing serious damage to the nature or the environment. The method comprises a waste plastic pulverization step, an input step, a melting step, a hydrogenation step, a crystallization step, and an H_2 gas generation step.

Description

폐플라스틱 처리장치 및 처리방법{Waste plastic treatment device and treatment method}Waste plastic treatment device and treatment method

본 발명은 폐플라스틱 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폐플라스틱을 처리함에 있어 각종 유해물질을 발생시키지 않고 재 제조하여, 폐플라스틱을 완전하게 처리할 수 있는 동시에 청정대체연료인 H2 가스를 부산물로서 얻을 수 있는 방법 및 그 방법에 이용할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for treating waste plastics, and more specifically, by remanufactured without generating various harmful substances in treating waste plastics, it is possible to completely treat waste plastics and at the same time, H2, a clean alternative fuel It relates to a method by which a gas can be obtained as a by-product and to an apparatus usable for the method.

제2차 세계대전 이후 석유산업의 급속한 발달은 인류에게 각종 편의를 제공하였는데, 그 가운데 C6H6 및 C2H4 와 같은 물질을 C6H5CHCH2 (스티렌 모노머)로 전환시키는 기술의 개발은 급기야 인류에게 플라스틱 시대를 누리게하여 주었으며, 또한 원자력 발전에 의한 무한의 전기에너지는 인간을 물질적으로 극히 풍요롭게 하였다.The rapid development of the petroleum industry after World War II provided various conveniences to mankind. Among them, the development of a technology to convert materials such as C6H6 and C2H4 to C6H5CHCH2 (styrene monomer) finally allowed mankind to enjoy the plastic age. In addition, infinite electrical energy from nuclear power has made humans extremely materially affluent.

그러나 현대의 풍요로운 물질생활은 극복하기 어려운 치명적 난제도 인류에게 안겨 주었으니, 자원의 고갈이 임박한 가운데 매일같이 엄청나게 쏟아져 나오는 쓰레기를 소각하는 과정과 화석에너지 연소과정에서 배출되는 다이옥신과, 자동차의 매연, 화력발전소에서 내뿜는 각종 유해가스 등의 부산물과 산소의 파괴는, 대기권의 산소부족, 지구 기후의 변화, 토양오염, 수질오염, 해양오염, 오존층 파괴, 남북극 대륙과 고산지대 만년설의 해빙등으로 자연의 균형을 파괴함으로써 인간과 동·식물에게 질병을 일으킬 뿐 아니라 동식물의 변종, 치명적 난치병을 발생시켜 인간을 포함한 생물계 전체를 멸종의 위기로 몰아넣고 있다. 이 재앙의 시나리오가 인간 의식의 근본적 변화와 함께 획기적인 환경 신기술의 개발 및 그 범 지구적 적용이 실행되지 않으면 지구는 머지않은 장래에 멸망을 고하고 말 것이다.However, the affluent material life of modern times has also presented mankind with a fatal challenge that is difficult to overcome. In the midst of an imminent depletion of resources, the process of incinerating an enormous amount of waste every day, dioxins emitted from the combustion of fossil energy, exhaust gas from automobiles, Destruction of oxygen and by-products such as various harmful gases emitted from thermal power plants is caused by natural causes such as lack of oxygen in the atmosphere, changes in global climate, soil pollution, water pollution, marine pollution, ozone layer destruction, and thawing of perennial snow in the North and South Poles and alpine regions. By destroying the balance, it not only causes diseases to humans, animals, and plants, but also causes mutations of animals and plants and fatal incurable diseases, driving the entire biological system, including humans, to the brink of extinction. If this catastrophic scenario is not implemented along with the fundamental change in human consciousness, the development of innovative environmental technologies and their global application, the planet will be doomed in the not-too-distant future.

시급한 과제로서 오존층을 보호하고 지구기후변화의 “역효과”를 막으려면 화석연료 사용 및 폐기물 소각행위를 즉각 중지해야 한다. 또한 자원 고갈을 예방하기 위해서는 일차 사용된 물질을 순환 처리하여 구성 성분별로 회수하여 그것을 유익하고 무해한 물질로 전환, 재 제조하여야 한다.As an urgent task, the use of fossil fuels and incineration of waste must be stopped immediately to protect the ozone layer and prevent the “adverse effect” of global climate change. In addition, in order to prevent resource depletion, the primary used material must be recycled and recovered for each component, converted into a beneficial and harmless material, and remanufactured.

이러한 난제 해결에 필요한 발명되어야 할 신기술은 반드시 다음 세 가지 조건을 갖추어야 한다.New technologies to be invented necessary to solve these difficulties must meet the following three conditions.

첫째 : 쓰레기 등 폐기물을 차단형매립시설, 관리형매립시설(침출수처리시설, 가스소각, 열병합발전, 연료화처리시설) 이 아닌 폐 화학물질구성성분별로 회수하여 물질합성친화성온도에 의거 새로운 방법으로 유용하고 무해한 물질로 물질전환처리 하여야한다.First: Wastes such as garbage are recovered by each component of the waste chemical rather than a block-type landfill facility or a managed landfill facility (leachate treatment facility, gas incineration, cogeneration facility, and fuel conversion facility), and use a new method based on the material synthesis affinity temperature. It should be converted into useful and harmless substances.

둘째 : 에너지의 고갈로 화석 연료를 대체할 보다 우수하고 무해한 화력의 청정에너지를 생산할 수 있어야하며,Second: It must be possible to produce better and harmless clean energy of thermal power to replace fossil fuels due to energy depletion;

셋째 : 청정에너지 연소과정에서 유해한 물질이 배출되지 아니하고, 유익한 물질로 전환 되어야 하며, 기존의 물질을 소모하는 것이 아니라 리사이클링의 방식으로 순환, 재 제조 할 수 있도록 해야 한다.Third: In the process of burning clean energy, harmful substances should not be emitted and converted into beneficial substances, and existing substances should be recycled and remanufactured through recycling rather than consuming them.

일반적으로 산업폐플라스틱이나, 생활폐플라스틱은 재활용 가능 여부에 따라 재활용하거나 폐기 처리되고, 재활용이 불가능한 폐플라스틱 중 부식되지 않는 폐플라스틱은 연소 가능여부에 따라, 소각처리하거나 용융 고화시켜, 건설자재로 활용하고 있으나, 그 후 더 이상의 재활용은 불가하여, 소각하여 처리하고 있는 실정이다.In general, industrial waste plastics and household waste plastics are recycled or disposed of depending on whether they can be recycled or not, and non-corrosive waste plastics among non-recyclable waste plastics are incinerated or melted and solidified depending on whether they can be burned or not, and are used as construction materials. However, since further recycling is not possible after that, it is incinerated and disposed of.

소각 및 연소에 의한 폐플라스틱 처리 방법은 화석연료 연소 시 많은 먼지와 다이옥신(CH3Cl, CCl2F2, CCl4, CH3CCl3, CHBr3, CH3Br 등)을 포함한, 유해한 가스(CO, CO2, HCN, NO2, NH3, NOx, CH3 등)을 배출하게 되어 환경오염의 주된 원인이 되고 있고, 특히 다이옥신은 인간, 동·식물의 생명체에 치명적인 영향을 미치는 문제점이 있다.Waste plastic treatment methods by incineration and combustion are harmful gases (CO, CO2, HCN, NO2, NH3, NOx, CH3, etc.) is the main cause of environmental pollution, and in particular, dioxins have a problem with fatal effects on human, animal, and plant life.

폐플라스틱 소각에 의해 발생되는 ClOx, BrOx는 분해되지 않고 오존층에 도달하여, 오존(O3)층을 파괴 하게 되며, 소각 또는 화력발전소, 각종 엔진기관에서 배출하는 CO, CO2, NO2등과 같은 산화물은 지표면에 온실효과를 일으켜, 지구온난화로 이어지며, 온난화는 남극, 북극, 고산지대의 만년설의 해빙으로 저지대 국가는 물에 잠겨 국가의 영토가 없어지고, 지구촌에 각종 천재지변이 이어지고, 미 대륙은 슈퍼태풍이 휩쓸었으며, 대륙의 사막화로 이어져 지구는 멸망직전에 처하게 될 것이다.ClOx and BrOx generated by incineration of waste plastics reach the ozone layer without being decomposed and destroy the ozone (O3) layer. It causes a greenhouse effect in the world, leading to global warming, and warming is caused by thawing of perennial snow in the Antarctic, Arctic, and alpine regions, causing low-lying countries to become submerged in water and lose their territories, leading to various natural disasters in the global village, and super typhoons in the United States. This swept away, leading to the desertification of the continent, the earth will be on the verge of extinction.

다이옥신은 대략 350 내지 750℃에서 발생하고, 750℃ 이상에서 파괴되는 것으로 알려져 있다. 그러나 400℃이상의 온도로 소각처리 할 경우, 이미 다이옥신이 발생하게 되므로, 다이옥신을 구속시킨 상태에서, 이를 파괴하는 온도까지 상승시켜야 하므로, 처리비용이 상승하게 되며, 더욱이 폐플라스틱의 혼합이 제대로 이루어지지 않은 경우에는, 부분적인 저온구간이 발생하여, 전체온도를 일정온도 이상으로 균일하게 상승시키기가 쉽지 않은 문제점이 있다.Dioxins are known to develop at approximately 350 to 750°C and to break down above 750°C. However, in case of incineration at a temperature of 400℃ or higher, since dioxin is already generated, it is necessary to raise the temperature to destroy it in a state where dioxin is restrained. If not, there is a problem in that a partial low-temperature section occurs, and it is not easy to uniformly increase the overall temperature above a certain temperature.

또한, 380℃(화학물질의 인화점 270℃) 이상에서 소각처리 할 경우 목재나 섬유와 같은 유기물질은 완전 연소되나, 합성수지와 같은 화학물질은, 불완전 연소되는 문제점이 도출되어, 다이옥신류와 유해가스를 발생시키게 되는 것이다.In addition, when incinerated above 380°C (the flash point of chemical substances is 270°C), organic materials such as wood and fibers are completely burned, but chemical materials such as synthetic resins are incompletely burned, resulting in dioxins and harmful gases. will cause

이를 해결하기 위한 방안으로 모래나 콘크리트와 같은 무기질물질과 유기질물질 및 화학물질을 단일 종으로 분류시켜 별도로 소각 또는 재활용하는 기술이 제안되었으나, 분류공정에 막대한시간과 노력이 들어가 폐플라스틱 처리비용이 현격하게 상승하게 되어 현실적으로 어려운 실정이다.As a way to solve this problem, a technology has been proposed to classify inorganic substances such as sand or concrete, organic substances, and chemicals into a single species and separately incinerate or recycle them. In reality, it is difficult to rise.

그에 따라 G-7 국가와 대한민국, UN 국제기금 지원으로, 폐플라스틱을 소각열분해 기술로 원유를 합성하려 하였으나, 이성질체 분리가 어렵고, 기계내부에 코킹현상으로 막대한 인력이 소비되고, 엄청난 유해가스의 발생과 25%의 소각재 발생으로 인하여, 원유에 생산은 30% 미만으로, 그 경제성이 뒤떨어져 2005년 12월30일 일본에서 GE DO보고서로 소각열분해 방법은 실패하였음을 선언한 바 있다.Accordingly, with the support of the G-7 countries, the Republic of Korea, and the UN international funds, an attempt was made to synthesize crude oil using incineration pyrolysis technology of waste plastics, but it was difficult to separate isomers, a huge amount of manpower was consumed due to the coking phenomenon inside the machine, and a huge amount of harmful gas was generated. and 25% of incineration ash, production of crude oil is less than 30%, and the economic feasibility is inferior.

한편, 화석연료의 고갈과 배출되는 유해가스 때문에, 세계 각국에서는 수소에너지를 생산하고자, H2O를 전기 분해에 의거, H2 청정에너지로 대체하려하였으나, H2 1ℓ의 값이 15,000원 달하여 화석연료에 10배 이상 고가여서, H2 대체 시도 역시 실용화에 있어서는 요원한 실정이다.On the other hand, due to the exhaustion of fossil fuels and the harmful gases emitted, countries around the world tried to replace H2O with H2 clean energy based on electrolysis to produce hydrogen energy. Since it is more expensive than it is, an attempt to substitute H2 is also a far cry from practical use.

본 발명자들은 이와 같은 종래의 폐플라스틱 처리에서 발생하는 다양한 문제점을 해결하고자 예의 연구를 거듭한 결과, 폐플라스틱을 분리, 소각 또는 소각열분해하지 아니하고도, 완전히 재 제조시킬 수 있는 방법을 개발하여 본 발명에 이르게 되었다.As a result of repeated research to solve the various problems that occur in the conventional waste plastic treatment, the present inventors have developed a method that can completely re-manufacture the waste plastic without separation, incineration or incineration pyrolysis, and the present invention came to

따라서 본 발명의 목적은 폐플라스틱을 처리함에 있어 각종 유해물질을 발생시키지 않고 재생 원료로 완전하게 처리할 수 있는 동시에 청정대체연료인 H2 가스를 부산물로서 얻을 수 있는 방법 및 그 방법에 이용할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to completely process waste plastics as a renewable raw material without generating various harmful substances, and at the same time obtain H2 gas, a clean alternative fuel, as a by-product, and an apparatus that can be used in the method is to provide

상기와 같은 본 발명의 목적은 진공상태에서 저밀도, 고밀도 및 난해성 플라스틱 물질을 고온에서 동시에 용융시킴으로써 연소가 발생하기 않고, 그로 인해 각종 유해 가스가 발생되지 않고, 용융된 플라스틱 액상 혼합물을 감압이송장치 증류탑에서 C2H4와 C6H6를 합성하고, 이로부터 스티렌 모노머 수지를 생산하는 동시에, 부산물로 H2를 생산할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공함으로써 달성되었다.The object of the present invention as described above is that by simultaneously melting low-density, high-density, and incombustible plastic materials at a high temperature in a vacuum state, combustion does not occur, and thus various harmful gases are not generated, and the molten plastic liquid mixture is transferred under reduced pressure to a distillation column. It was achieved by synthesizing C2H4 and C6H6 in , and providing a method and apparatus capable of producing H2 as a by-product while simultaneously producing a styrene monomer resin therefrom.

본 발명은 폐플라스틱을 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 폐플라스틱을 폐플라스틱 처리장치에 유입하는 단계; 유입된 폐플라스틱을 세라믹히터로 가열하면서, 압축 마찰열을 가하고, 동시에 유전가열에 의한 수소분자물질 분리방법으로 융화물질로 용융시키는 단계; 상기 용융물질에 알루미나 담체를 가하여 수소화반응시키는 단계; 상기 수소화반응된 융화물질을 감압증류장치에서 융화결정화시키는 단계; 및 상기에서 얻은 융화결정을 냉각시켜 C2H4와 C6H6를 합성하는 단계로 이루어진 폐플라스틱 처리방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of crushing waste plastic; introducing the pulverized waste plastic into a waste plastic treatment device; Heating the introduced waste plastic with a ceramic heater, applying compression friction heat, and simultaneously melting it into a fusible material using a hydrogen molecular material separation method by dielectric heating; adding an alumina carrier to the molten material to perform a hydrogenation reaction; fusion crystallization of the hydrogenated fused material in a reduced pressure distillation apparatus; and cooling the fused crystal obtained above to synthesize C2H4 and C6H6.

본 발명에서 “수소분자물질 분리 방법”이란 고밀도 분자물질에 유전가열장치를 통해 3㎾의 고압전기와 2,450MHz의 초고주파를 투입하여, H 분자는 회전운동을 시작하고, C와 H 분자는 분자마찰열에 의한 물질내부 마찰열의 급격한 증가로 분자 분리되는 것을 의미한다. 즉 고밀도 분자물질에 교류 전류를 투입, 음양 교차 시키면 음전기에는 +물질분자가, 양전기에는 -물질분자가 배열하게 되는데, 이 과정이 연속적으로 급속히 이루어지는 과정에서 물질은 내부마찰열을 일으키게 되고, 마침내 물질 구성 요소인 C와 H 분자는 상호 분리되는 것이다.In the present invention, "hydrogen molecular material separation method" means high-voltage electricity of 3 kW and ultra-high frequency of 2,450 MHz through a dielectric heating device to a high-density molecular material, and H molecules start to rotate, and C and H molecules are subjected to molecular friction heat. It means molecular separation due to the rapid increase in frictional heat inside the material. In other words, when alternating current is applied to a high-density molecular material and crossed with yin and yang, + material molecules are arranged in negative electricity and - material molecules are arranged in positive electricity. The elements C and H molecules are separated from each other.

본 발명에서 “융화물질”이란 녹는점이 다른 이성질체 물질을 동시에 녹여 혼합시킨 액상 물질을 의미한다.In the present invention, the term “fusion material” refers to a liquid material obtained by dissolving and mixing isomer materials having different melting points at the same time.

본 발명에서 “융화결정”이란 융화물질이 친화성온도에서 수소화 반응을 일으켜 만들어지는 유익하고 유용한 물질을 의미한다.In the present invention, "fusion crystal" refers to a beneficial and useful material made by causing a hydrogenation reaction of a compatible material at an affinity temperature.

본 발명에 따른 폐플라스틱의 처리 방법에 적용 가능한 물질로는 저밀도 플리스틱, 예를 들어, PC, PE 등, 고밀도 플라스틱, 예를 들어, 폴리머, 나일론, 각종 필름 등 및 난해성 플라스틱, 예를 들어, PVC, ABS 등의 각종 플라스틱 물질을 포괄한다.Materials applicable to the method for treating waste plastics according to the present invention include low-density plastics, such as PC, PE, etc., high-density plastics, such as polymers, nylon, various films, and the like, and difficult plastics, for example, It covers various plastic materials such as PVC and ABS.

또한 본 발명에 따르면 각종 폐플라스틱 물질을 인위적으로 분리하지 않고, 동시에 또는 별도로 폐플라스틱 처리장치에 유입시켜 세라믹히터에 의한 가열, 압축 마찰열에 의한 가열 및 수소분자물질 분리 방법에 의해 통상적으로 저밀도 플라스틱은 110 내지 130 ℃에서 분리되어 액화되기 시작하고, 고밀도 플라스틱은 180 내지 210℃에서 분리 액화되기 시작하며, 난해성 플라스틱은 170 내지 180℃에서 분리 액화되기 시작한다. 여기서 저밀도 플라스틱은 분자량이 500 이하로 적어, 수소분자 내부마찰열 발생이 없어, 세라믹히터 외부가열 만으로도 130℃에서 녹기 시작하며, 고밀도 플라스틱은 분자량이 15,000이상으로 커서 세라믹히터 외부가열과 수소분자 내부마찰에 의해 발생하는 열에 의해 가열되어, 세라믹히터 외부가열 온도 130℃에 수소분자 내부마찰열 90℃가 더해져 220℃에서 녹기 시작하고, 난해성 플라스틱은 분자량이 5,000정도 이어서 세라믹히터 외부가열과 적당한 수소분자 내부마찰열에 의해 가열되어 세라믹히터 외부가열온도 130℃에 수소분자 내부마찰열 40℃가 더해져 170℃가 되어 녹기 시작한다. 따라서 본 발명에 따르면 저밀도 플라스틱, 고밀도 플라스틱 및 난해성 플라스틱이 연소되지 않고, 동시에 액화되어 혼합물질이 형성된다.In addition, according to the present invention, without artificially separating various waste plastic materials, low-density plastics are generally produced by introducing them into a waste plastics treatment device at the same time or separately, heating by a ceramic heater, heating by compression friction heat, and separation of hydrogen molecular substances. It separates and liquefies at 110 to 130° C., high-density plastics begin to separate and liquefy at 180 to 210° C., and difficult plastics begin to separate and liquefy at 170 to 180° C. Here, the low-density plastic has a molecular weight of less than 500, so there is no internal friction heat of hydrogen molecules, and it starts to melt at 130°C only by external heating of the ceramic heater. It is heated by the heat generated by the ceramic heater external heating temperature of 130℃ and the internal friction heat of hydrogen molecules is added to 90℃ and it starts to melt at 220℃. It is heated by the ceramic heater, and the internal heating temperature of the ceramic heater is 130℃ and 40℃ of internal friction heat of hydrogen molecules is added to 170℃ and it starts to melt. Therefore, according to the present invention, the low-density plastic, high-density plastic, and difficult-to-digest plastic are not combusted, but are liquefied at the same time to form a mixture.

상기 혼합물질에 270℃에서 유전가열장치로 3kW의 고압전기와 2,450㎒의 초고주파를 투여하면 분자마찰열에 의한 물질내부 마찰열의 급격한 증가로 C와 H가 분리되어 융화물질이 형성된다. 여기에 Al(OH)3 담체를 가하면 수소화반응이 일어나고, 이를 감압증류장치에서 -40㎜Aq 감압하면 그에 따라 온도가 108℃ 상승되어 전체 온도가 378℃가 됨으로써, C와 H의 친화성온도에서(370℃~380℃)에 도달함으로 인해 융화결정화되고, 이를 냉각시키면 C6H6와 C2H4가 합성되어, 가벼운 C2H4와 무거운 C6H6가 각각 별도로 배출된다. 이를 중합촉매작용에 의해 C6H5CHCH2 수지로 제조하는 한편, 부산물로 청정에너지 원료인 H2 가스를 생산할 수 있다.When 3 kW of high-voltage electricity and 2,450 MHz of ultra-high frequency are administered to the mixture at 270° C. with a dielectric heating device, C and H are separated due to a rapid increase in frictional heat inside the material due to the heat of molecular friction to form a fusion material. When an Al(OH)3 carrier is added here, a hydrogenation reaction occurs, and when the pressure is reduced by -40 mmAq in a vacuum distillation apparatus, the temperature rises 108 ° C. (370℃~380℃) is fused and crystallized, and when cooled, C6H6 and C2H4 are synthesized, and light C2H4 and heavy C6H6 are separately discharged. It is produced as C6H5CHCH2 resin by polymerization catalysis, while H2 gas, a clean energy raw material, can be produced as a by-product.

본 발명에 따른 폐플라스틱 처리방법에 있어서 저밀도, 고밀도 및 난해성 플라스틱이 열평형화학반응에 의해 동일물질로 융화되는 과정을 설명하면 다음과 같다.In the waste plastic treatment method according to the present invention, a process in which low-density, high-density and difficult-to-digest plastics are harmonized into the same material by thermal equilibrium chemical reaction will be described as follows.

컨트롤 박스에서 용융로 외부에 전기 세라믹 가열하여 온도가 270℃에 도달하면 압출구동부에 200HP의 강력한 압축을 가하고, 원료투입구에서 폐플라스틱을 투입한다.When the temperature reaches 270℃ by heating the electric ceramic outside the melting furnace in the control box, a strong compression of 200HP is applied to the extrusion driving part, and waste plastic is put in from the raw material inlet.

투입된 폐플라스틱에 유전가열을 통해 3㎾의 고압전기와 2450MHz의 초고주파를 투입하면, 수소분자 내부에서 급격히 내부마찰열 온도가 증가하여 C와 H의 결합이 분리되고 액화된다.When high-voltage electricity of 3 kW and ultra-high frequency of 2450 MHz are input through dielectric heating to the injected waste plastic, the internal friction heat temperature rapidly increases inside the hydrogen molecule, and the bond between C and H is separated and liquefied.

저밀도 고분자 물질은 유전가열의 영향을 받지 아니하여 마찰열발생이 없으므로 자유에너지는 감소되고 엔트로피는 상승하게 되며, 고밀도 고분자 물질은 용융로 내부의 스크루 회전과 압축에 의해 발생되는 마찰열을 흡수하여 자유에너지가 증가한다.Since low-density polymer materials are not affected by dielectric heating, there is no frictional heat generation, so free energy is reduced and entropy rises. do.

용융로 내부의 스크루를 30회/1분 속도로 회전시키면 각 군의 물질은 용융로를 통과하면서 1단계로 전기가열에 의해 130℃에서 저밀도 물질이 용융되고, 2단계로 기왕의 전기가열온도 130℃와 유전가열을 통해 3㎾의 고압전기와 2450MHz의 초고주파의 투입에 의해 90℃ 증가, 총 220℃가 되어 고밀도 고분자 물질까지 용융됨으로써 물질 전체가 마침내 동일 성질의 액체상 물질 상태가 된다.When the screw inside the melting furnace is rotated at a speed of 30 times/minute, the materials of each group pass through the melting furnace and the low-density material is melted at 130°C by electric heating in one step, and the previous electric heating temperature of 130°C in the second step Through dielectric heating, high-voltage electricity of 3kW and ultra-high frequency of 2450MHz are inputted to increase 90℃, to a total of 220℃, and melt the high-density polymer material, so that the entire material is finally in a liquid state with the same properties.

상기 액체상 물질은 270℃ 온도에서 C분자와 H분자의 연결고리가 끊어진 상태의 물질로서, Al(OH)3기 담체에 의해 감압증류탑으로 이송되어 감압장치에 의해 -40㎜Aq 감압하면, 증류탑 내부의 온도가 C분자와 H분자의 친화성 온도인 370 ~ 380℃가 되어, 증류탑 내부에서 C6H6와 C2H4가 합성, 증류되고 다시 냉각장치로 이송되어 C6H6와 C2H4가 생산된다.The liquid material is a material in a state in which the link between C and H molecules is broken at a temperature of 270° C., and is transferred to a vacuum distillation column by an Al(OH) 3 group carrier and is reduced by -40 mmAq by a decompression device, inside the distillation column When the temperature of C becomes 370 ~ 380℃, which is the affinity temperature of molecules C and H, C6H6 and C2H4 are synthesized and distilled inside the distillation column, and then transferred to a cooling device to produce C6H6 and C2H4.

물질 분자 마찰열에 의해 화학반응이 일어나는데 열역학 제2법칙, 즉 엔트로피 증가의 법칙에 따라 에너지는 그 수준이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 옮겨가면서 열평형상태를 이룬다. 물질의 화학반응이 계속 진행될 때 유효한 일을 하는 자유에너지가 증가 또는 감소하면서 이성질체의 물질이 열평형상태를 이룬 동일 성질의 물질로 전환된다.A chemical reaction occurs due to frictional heat between molecules of matter, and according to the second law of thermodynamics, that is, the law of increasing entropy, energy moves from a high level to a low level to achieve thermal equilibrium. When the chemical reaction of a substance continues, the free energy that does effective work increases or decreases, and the isomeric substance is converted into a substance with the same properties in a state of thermal equilibrium.

또한 본 발명은 상기 폐기물 처리방법을 이용한 폐기물 처리장치를 제공한다.The present invention also provides a waste treatment apparatus using the waste treatment method.

본 발명에 따른 폐기물 처리장치는 제1 처리부, 제2 처리부 및 제3처리부로 구성되며, 상기 제1 처리부는 연직방향으로 연통되어 구비되는 수직 주입유로; 상기 수직 주입유로의 내부에 축 회전 가능하게 구비되는 압출 수직 이송스크루; 상기 수직 이송스크루를 구동시키는 수직 구동부; 상기 수직주입유로에 수평방향으로 연통되어 구비되고, 일 측에 폐플라스틱 투입구를 구비한 수평 주입유로; 상기 수평주입유로의 내부에 축 회전 가능하게 구비되는 수평 이송스크루; 상기 수평주입유로 외부에 설치된 세라믹 히터가열장치; 및 상기 수평주입유로의 외부에 설치된 고밀도 화학물질 유전가열장치로 이루어지고, 상기 제2 처리부는 일 측에 상기 수직 주입유로에 연결되어 제1 처리부에서 처리된 폐플라스틱이 유입구와 감압 이송기가 구비된 압출유로; 상기 압출유로의 내부에 축 회전 가능하게 구비되는 압출 이송스크루; 상기 압출이송 스크루를 구동시키는 압출 구동부; 상기 압출유로의 일 측에 연결되어 상기 압출유로 내부의 공기를 배출 시켜 진공시키는 진공 펌프; 상기 압출유로의 외부에 설치된 압출유로 내부의 온도를 증가시켜주는 세라믹 히터가열장치; 상기 압출유로의 일 측에 연결된 상기내부의 고밀도 고분자 유전가열장치; 상기 압출유로의 일 측에 연결된 Al(OH)3 투입구; 상기 압출유로와 연결되어 폐플라스틱과 상기에서 투입된 Al(OH)3가 수소화 반응하는 반응조; 및 상기 압출유로와 연결된 담체 배출구 및 융화물질 감압이송장치로 이루어지고, 상기 제3 처리부는 증류탑; 상기 증류탑 일측에 연결된 갑압장치; 및 C2H4 및 C6H6가 배출구로 구성된 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리장치를 제공한다.A waste treatment apparatus according to the present invention includes a first processing unit, a second processing unit, and a third processing unit, and the first processing unit includes: a vertical injection channel provided to communicate in a vertical direction; an extrusion vertical feed screw rotatably provided inside the vertical injection flow path; a vertical drive unit for driving the vertical feed screw; a horizontal injection passage provided in communication with the vertical injection passage in a horizontal direction and having a waste plastic inlet on one side; a horizontal transfer screw rotatably provided inside the horizontal injection passage; a ceramic heater heating device installed outside the horizontal injection passage; and a high-density chemical dielectric heating device installed outside of the horizontal injection flow path, the second processing unit is connected to the vertical injection flow path on one side and the waste plastic treated in the first processing unit is provided with an inlet and a reduced pressure transporter extrusion flow path; an extrusion feed screw which is axially rotatably provided inside the extrusion flow path; an extrusion driving unit for driving the extrusion feed screw; a vacuum pump connected to one side of the extrusion passage to discharge air in the extrusion passage to vacuum; a ceramic heater heating device for increasing the temperature inside the extrusion passage installed outside the extrusion passage; a high-density polymer dielectric heating device connected to one side of the extrusion passage; Al(OH)3 inlet connected to one side of the extrusion flow path; a reactor connected to the extrusion flow path to hydrogenate the waste plastic and Al(OH)3 inputted therefrom; and a carrier outlet connected to the extrusion passage and a decompression transfer device for the compatible material, wherein the third processing unit includes: a distillation column; a pressure reducing device connected to one side of the distillation column; and C2H4 and C6H6 provide a waste plastic treatment apparatus, characterized in that configured as an outlet.

본 발명에 따른 폐플라스틱 처리장치에 있어서, 상기 수평 주입유로는 수직 주입유로를 중심으로 원주방향으로 소정간격을 두고 다수 개, 바람직하게는 4개가 구비되는 것을 특징으로 한다.In the waste plastic treatment apparatus according to the present invention, a plurality, preferably four, of the horizontal injection flow passages are provided at predetermined intervals in the circumferential direction with respect to the vertical injection flow passage.

본 발명에 따른 폐플라스틱 처리장치에 있어서, 상기 압출 이송스크루와 수직 이송스크루 및 수평 이송스크루 각각은 적어도 1쌍이 서로 소정 간격을 두고 평행하게 구비되는 것을 특징으로 한다.In the waste plastic treatment apparatus according to the present invention, at least one pair of each of the extrusion feed screw, the vertical feed screw, and the horizontal feed screw is provided in parallel with a predetermined distance from each other.

본 발명에 따른 폐플라스틱 처리장치 및 그 방법은 폐플라스틱 물질을 분자량에 따라 별도로 저밀도물질, 난해성물질, 고밀도물질로 분리하지 않고도, 이들을 혼합하여 투입하고, 세라믹 외부 전기가열과 더불어 플라스틱의 분자 친화성성질을 이용하여 유전가열을 통해 3㎾의 고압전기와 2,450㎒의 초고주파를 적용함으로써 수소분자 내부마찰열을 발생시킴으로써, 폐플라스틱 혼합물을 동시에 액화시켜 액상혼합물질로 재합성하여, 재 제조하여 플라스틱 원래 원료와 청정 대체에너지 H2 가스를 생산할 수 있어, 화석 에너지 고갈, 오존층 파괴, 지구 기후변화를 야기시키는 각종 유해가스의 발생을 근본적으로 근절시킴으로써, 지구의 멸망과 인간, 동물, 식물의 생명 및 건강을 보호하고, 자연이나 환경에 대한, 심각한 손해를 방지할 수 있는 효과가 있어, 폐플라스틱 처리 및 환경보호 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.The waste plastic treatment apparatus and method according to the present invention do not separate waste plastic materials into low-density materials, difficult-to-digest materials, and high-density materials according to their molecular weight, but mix and add them, and external electric heating of ceramics together with the molecular affinity of plastics By generating internal friction heat of hydrogen molecules by applying high-voltage electricity of 3 kW and ultra-high frequency of 2,450 MHz through dielectric heating using properties, the waste plastic mixture is liquefied at the same time and resynthesized into a liquid mixture. and clean alternative energy H2 gas can be produced, thereby fundamentally eradicating the generation of various harmful gases that cause fossil energy depletion, ozone layer destruction, and global climate change, thereby protecting the destruction of the earth and the life and health of humans, animals, and plants. , it has an effect of preventing serious damage to nature or the environment, and is a very useful invention in the waste plastic treatment and environmental protection industries.

도 1은 본 발명에 따른 폐플라스틱 처리장치를 이용한 폐플라스틱 처리 및 이용 흐름도를 개략적으로 나타낸
도이다.
도 2는 본 발명에 따른 폐플라스틱 처리장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 폐플라스틱 처리장치의 수평 주입유로의 구성을 개략적으로 나타낸 도이다.
1 schematically shows a flow chart of waste plastic treatment and use using a waste plastic treatment apparatus according to the present invention;
It is also
2 is a diagram schematically showing the configuration of a waste plastic treatment apparatus according to the present invention.
3 is a diagram schematically showing the configuration of a horizontal injection flow path of the waste plastic treatment apparatus of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 하지만 본 발명의 범위가 이러한 실시형태에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited to these embodiments.

도 2에 도시된 바와 같이. 우선 상기 수평 주입유로 (40)로 플라스틱 폐플라스틱이 투입되면, 수직 주입유로(30)를 통해 상기 압출유로(11)로 유입되고, 이때 수평 이송스크루 (41)와 수직 이송스크루 (31)에 의한 압축력으로 폐플라스틱은 압출유로 (11)로 압송되게 된다. 상기 압출유로 (11)에서는 진공상태에서 압출 이송스크루(15)의 회전에 의한 압축마찰열, 세라믹히터 가열에 의한 열, 유전가열에 의한 폐플라스틱 물질 분자내부 마찰열에 의해 폐플라스틱이 고온 상태로 용융되어 액체상 혼합물로 배출되게 된다.As shown in FIG. 2 . First, when the plastic waste plastic is input into the horizontal injection passage 40, it flows into the extrusion passage 11 through the vertical injection passage 30, and at this time, the horizontal transfer screw 41 and the vertical transfer screw 31 With the compression force, the waste plastic is fed under pressure to the extrusion flow path (11). In the extrusion flow path 11, the waste plastic is melted at a high temperature by the compression friction heat caused by the rotation of the extrusion feed screw 15 in a vacuum state, the heat by the ceramic heater heating, and the frictional heat inside the waste plastic material molecules by the dielectric heating. It is discharged as a liquid mixture.

상기 수직 주입유로 (30)에는 수직 이송스크루 (31)가 축 방향으로 구비됨으로 측면에서 폐플라스틱을 투입할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The vertical injection passage 30 is preferably provided with a vertical transfer screw 31 in the axial direction so that waste plastic can be input from the side.

수평 주입유로 (40)는 수직 주입유로 (30)를 가로지르는 방향으로 적어도 1개 이상, 바람직하게는 4개 구비되어, 수직 주입유로 (30)로 겔화된 폐플라스틱이 공급되고, 수직 주입유로 (30)를 중심으로 다수개가 소정간격을 두고 구비되는 것도 가능하다. 이 경우 다수개의 유로에서 하나의 유로로 폐플라스틱을 공급하게 되어 압밀상태의 폐플라스틱을 압출유로 (11)로 공급되게 된다. 상기 수평 주입유로 (40)에도 이송스크루가 구비되어 폐플라스틱이 압송되게 된다.The horizontal injection flow path 40 is provided with at least one, preferably four, in a direction transverse to the vertical injection flow path 30, and the gelled waste plastic is supplied to the vertical injection flow path 30, and the vertical injection flow path ( 30), it is also possible that a plurality of pieces are provided at a predetermined interval. In this case, the waste plastic is supplied from a plurality of flow paths to one flow path, and the waste plastic in a compacted state is supplied to the extrusion flow path 11 . A transfer screw is also provided in the horizontal injection passage 40 so that the waste plastic is pressurized.

상기 압출유로 (11)는 이송스크루의 축 회전 시의 압축마찰열, 세라믹히터에 의한 열, 유전가열에 의한 폐플라스틱 물질 분자내부 마찰열에 의해 폐플라스틱의 온도를 상승시키면서, 폐플라스틱을 압송시키게 되고, 외부로 배출되기 전에 저밀도, 고밀도 및 난해성 고분자 물질을 동시에 용융점까지 온도를 상승시켜 완전히 용융시켜야 하기 때문에, 이송스크루를 복수 개 구비하여 구간온도와 압축속도를 독립적으로 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The extrusion flow path 11 pressurizes the waste plastic while raising the temperature of the waste plastic by compression friction heat during shaft rotation of the conveying screw, heat by the ceramic heater, and frictional heat inside the waste plastic material molecule by dielectric heating, Since the low-density, high-density, and difficult-to-digest polymer material must be completely melted by raising the temperature to the melting point at the same time before being discharged to the outside, it is preferable to provide a plurality of transfer screws so that the section temperature and the compression speed can be independently controlled.

상기 압출유로 (11)와 수평 주입유로(40)에 구비되는 이송스크루는 복수 개를 서로 소정간격을 두고 평행하게 구비함으로서 폐플라스틱의 혼합과 마찰을 극대화 하는 것이 바람직하다.It is preferable to maximize the mixing and friction of the waste plastic by providing a plurality of transfer screws provided in the extrusion passage 11 and the horizontal injection passage 40 in parallel with each other at a predetermined distance.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수직 주입유로(30)는 압출유로 (11)의 폐플라스틱 유입구 (13)에 연직방향으로 연통되어 구비되고, 내부에 수직 이송스크루 (31)가 축 회전 가능하게 구비되며, 수직 이송스크루 (31)는 수직 구동부 (32)에 의해 구동된다.As shown in FIG. 2 , the vertical injection flow path 30 is provided in communication with the waste plastic inlet 13 of the extrusion flow path 11 in the vertical direction, and a vertical transfer screw 31 therein is axially rotatable. It is provided, and the vertical transfer screw 31 is driven by the vertical drive unit (32).

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수직 주입유로 (30)의 외축에는 4개의 수평 주입유로 (40)가 원주방향을 따라 소정간격을 두고 방사형으로 구비되어 연통되며, 각각의 수평 주입유로 (40)의 내부에는 수평 이송스크루(41)가 각각 축 회전 가능하게 구비되고, 각 수평 이송스크루 (41)는 각각의 수평 구동부 (42)에 의해 구동되며, 각 수평 주입유로 (40)의 일축에는 폐플라스틱 투입구 (40a), 진공펌프 (20,) 세라믹히터가열 (40-1), 유전가열장치(40b), 수증기 배출장치 (40c)가 각각 구비되어 있다.As shown in FIG. 3, on the outer axis of the vertical injection flow path 30, four horizontal injection flow passages 40 are provided radially at predetermined intervals along the circumferential direction and communicate with each other, each horizontal injection flow passage 40. A horizontal transfer screw 41 is provided to be rotatable in each axis inside the An inlet 40a, a vacuum pump 20, a ceramic heater heating 40-1, a dielectric heating device 40b, and a water vapor discharging device 40c are provided, respectively.

상기 수평주입유로 (40)의 폐플라스틱 투입구 (40a)로 투입되는 폐플라스틱은 수평 이송스크루 (41)에 의해 수직 주입유로 (30)쪽으로 이송된다, 이때 4개의 수평 주입유로 (40)에서 1개의 수직주입유로(30)로 동시에 폐플라스틱을 이송시킴으로써, 수직 주입유로 (30)에는 겔화된 상태의 폐플라스틱이 공급된다.The waste plastic injected into the waste plastic inlet 40a of the horizontal injection passage 40 is transferred toward the vertical injection passage 30 by the horizontal transfer screw 41, at this time, one of the four horizontal injection passages 40 By simultaneously transferring the waste plastic to the vertical injection passage 30 , the gelled waste plastic is supplied to the vertical injection passage 30 .

한편 상기 압출유로 (11)의 내부가 진공펌프 (20-1)에 의해 진공상태로 됨에 따라 외부의 압력에 의해 상기 수직 주입유로 (30)에서, 압출유로 (11)쪽으로 폐플라스틱을 이동하는 힘을 받게 된다.On the other hand, as the inside of the extrusion flow passage 11 is brought into a vacuum state by the vacuum pump 20-1, the force of moving the waste plastic from the vertical injection passage 30 to the extrusion passage 11 by external pressure will receive

상기 4개의 수평 주입유로 (40)를 통과하는 폐플라스틱은 진공펌프 (20)에 의해 진공 밀착된 상태에서 수평 이송스크루 (41)에 의한 마찰력과 압력에 의한 마찰열, 외부 세라믹히터 (40-1)에 의한 열 및 유전가열장치 (40b)에 의한 분자내부 마찰열에 의해 용융, 융화된다. 수직 주입유로 (30) 이송된 폐플라스틱은 수직 이송스크루(31)에 의해 압출유로 (11)로 압송되며, 이때 폐플라스틱이 수직주입유로 (30)을 통과하면서 수직이송 스크루(31)와의 마찰접촉 및 압력에 의해 온도는 상승하게 된다.The waste plastic passing through the four horizontal injection passages 40 is in a state of being in close contact with the vacuum by the vacuum pump 20, and frictional heat caused by friction and pressure by the horizontal transfer screw 41, external ceramic heater 40-1) It is melted and melted by the heat by the heat and the frictional heat inside the molecule by the dielectric heating device 40b. The waste plastic transported to the vertical injection passage 30 is pressurized to the extrusion passage 11 by the vertical transfer screw 31, and at this time, the waste plastic passes through the vertical injection passage 30 and is in frictional contact with the vertical transfer screw 31. And the temperature is increased by the pressure.

상기 수직 주입유로 (30)의 내부는 4개의 수평주입유로 (40)로부터 공급되는 폐플라스틱이 압밀상태로 이송됨으로, 폐플라스틱이나 내부의 유체가 억류하지 못하게 되고, 다만 상기 수평 주입유로 (40) 상의 폐플라스틱에서 발생하는 수증기가 폐플라스틱투입구 (40a) 및 수증기배출구 (40c)에 의해 외부로 배출된다.Since the waste plastic supplied from the four horizontal injection passages 40 is transported in a compacted state inside the vertical injection passage 30, the waste plastic or the fluid inside cannot be captured, but the horizontal injection passage 40 Water vapor generated from the waste plastic in the bed is discharged to the outside by the waste plastic inlet (40a) and the water vapor outlet (40c).

상기 4개의 수평 주입유로 (40)의 내부에서는 흙이나 모래, 콘크리트와 같은 무기질 물질과, 목재와 섬유와 같은 유기질 물질의 수분이 증발하여 건조되고, 수직유로 (30)를 통과하면서, 내부온도가 지속적으로 상승하여 완전하게 건조된 상태가 되며, 용융되기 시작하여, 겔화된 탄화수소화합물은 수직 주입유로 (30)로 압송되고 겔화되지못한 화학물질은 고체 상태로 압출유로 (11)로 투입된다.In the interior of the four horizontal injection passages 40, moisture of inorganic materials such as soil, sand, and concrete, and organic materials such as wood and fibers evaporate and dry, and while passing through the vertical flow passage 30, the internal temperature increases It continuously rises to a completely dry state, and begins to melt, and the gelled hydrocarbon compound is pumped into the vertical injection passage 30 and the non-gelled chemical is fed into the extrusion passage 11 in a solid state.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 압출유로 (11)에는 상기 수직 주입유로(30)로부터 폐플라스틱을 공급받는 압출유로 (11), 진공펌프 (20-1), 유전가열장치 (12-1), 길이 500㎜의 수소화 반응기 (11-1), 후렌지 연결부 (18)로 구성되어있다. 또한, 상부에 Al(OH)3 담체 알루미나 투입구 (12), 담체로 원유증류탑(16)으로, 담체를 증류탑으로 운반하기위한, 감압장치 (14)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2 , the extrusion flow path 11 includes an extrusion flow path 11 receiving waste plastic from the vertical injection flow path 30 , a vacuum pump 20-1, and a dielectric heating device 12-1. , it is composed of a hydrogenation reactor 11-1 with a length of 500 mm, and a flange connection part 18. In addition, it is composed of an Al(OH)3 carrier alumina inlet 12 at the upper portion, a crude oil distillation column 16 as a carrier, and a decompression device 14 for conveying the carrier to the distillation column.

상기 압출유로 (11)에는 1쌍의 압출 이송스크루 (15)가 축 회전 가능하게 구비되고, 상기 압출 이송스크루 (15)는 압출구동장치 (17)에 의해 구동된다.A pair of extrusion feed screws 15 are axially rotatably provided in the extrusion flow path 11 , and the extrusion feed screws 15 are driven by an extrusion drive device 17 .

상기 압출유로 (11)의 일 측에는 겔화된 폐플라스틱 유입구 (13)가 형성되어 상기 수직 주입유로 (30)로부터 겔화된 폐플라스틱을 공급받게 되고, 겔화된 폐플라스틱은 압출유로 (11) 내부를 통과하면서, 남은 수증기는 진공펌프 (20-1)에 의해 외부로 배출되고, 진공 속 폐플라스틱은 세라믹 전기히터 (40-1) 가열로 인한 열과 유전가열장치 (12-1)에 의한 분자내부 마찰열에 의해 수소분자분리로 완전히 액화된 후, Al(OH)3 투입구 (12)에서 투입된, Al(OH)3를 담체로 하여 증류탑 (16)으로 이송한다.A gelled waste plastic inlet 13 is formed on one side of the extrusion flow path 11 to receive the gelled waste plastic from the vertical injection flow path 30, and the gelled waste plastic passes through the extrusion flow path 11 inside Meanwhile, the remaining water vapor is discharged to the outside by the vacuum pump 20-1, and the waste plastic in the vacuum is heated by the heating of the ceramic electric heater 40-1 and the frictional heat inside the molecule by the dielectric heating device 12-1. After being completely liquefied by separation of hydrogen molecules, the Al(OH)3 input from the Al(OH)3 inlet 12 is transferred to the distillation column 16 using Al(OH)3 as a carrier.

상기 증류탑 (16)으로 이송된 폐플라스틱은 증류탑 감압온도 상승원리에 의거 C6H6 및 C2H4의 친화성 온도(370℃~380℃)에서 가벼운 C2H4 (16-1)와 무거운 C6H6 (16-2)로 각각 별도로 배출된다.The waste plastics transferred to the distillation column 16 are light C2H4 (16-1) and heavy C6H6 (16-2) at the affinity temperature of C6H6 and C2H4 (370°C-380°C) based on the distillation column reduced pressure temperature rise principle, respectively. are released separately.

11 압출유로 11-1 수소화 반응기
12 Al(OH)3 담체 투입구 12-1 유전가열장치
13 폐플라스틱 유입구 14 감압장치
15 압출 이송스크루 16 증류탑
16-1 C2H4 배출구 16-2 C6H6 배출구
17 압출구동장치 18 후렌지 연결부
20 진공펌프 20-1 진공펌프
30 수직 주입유로 31 수직 이송스크루
32 수직 구동부 40 수평 주입유로
40-1 세라믹히터가열장치 40a 폐플라스틱 투입구
40b 유전가열장치 40c 수증기 배출장치
41 수평 이송스크루 42 수평 구동부
11 Extrusion flow path 11-1 Hydrogenation reactor
12 Al(OH)3 carrier inlet 12-1 Dielectric heating device
13 Waste plastic inlet 14 Pressure reducing device
15 Extrusion transfer screw 16 Distillation column
16-1 C2H4 outlet 16-2 C6H6 outlet
17 Extrusion actuator 18 Flange connection part
20 vacuum pump 20-1 vacuum pump
30 Vertical injection flow path 31 Vertical feed screw
32 Vertical drive unit 40 Horizontal injection flow path
40-1 Ceramic heater heating device 40a Waste plastic inlet
40b Dielectric heating device 40c Steam exhaust device
41 Horizontal feed screw 42 Horizontal drive unit

Claims (5)

폐플라스틱을 분쇄하는 단계;
상기 분쇄된 폐플라스틱을 폐플라스틱 처리장치에 유입하는 단계;
유입된 폐플라스틱을 세라믹히터로 가열하면서, 압축 마찰열을 가하고, 동시에 유전가열에 의한 수소분자물질 분리방법으로 융화물질로 용융시키는 단계;
상기 용융물질에 알루미나 담체를 가하여 수소화반응시키는 단계;
상기 수소화반응된 융화물질을 감압증류장치에서 융화결정화시키는 단계; 및
상기에서 얻은 융화결정을 냉각시켜 C2H4와 C6H6를 합성하는 동시에 부산물로서 H2 가스를 생성시키는 단계로 이루어진 폐플라스틱 처리방법.
crushing waste plastic;
introducing the pulverized waste plastic into a waste plastic treatment device;
Heating the introduced waste plastic with a ceramic heater, applying compression friction heat, and simultaneously melting it into a fusible material using a hydrogen molecular material separation method by dielectric heating;
adding an alumina carrier to the molten material to perform a hydrogenation reaction;
fusion crystallization of the hydrogenated fused material in a reduced pressure distillation apparatus; and
A waste plastic treatment method comprising the step of synthesizing C2H4 and C6H6 by cooling the fused crystal obtained above and generating H2 gas as a by-product.
제1항에 있어서, 상기 유전가열에 의한 수소분자물질 분리방법이 유전가열장치로 3㎾의 고압전기와 2,450㎒의 초고주파가 투여되어 수행되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리방법.The method of claim 1, wherein the hydrogen molecular material separation method by dielectric heating is performed by administering high-voltage electricity of 3 kW and ultra-high frequency of 2,450 MHz to a dielectric heating device. 제1 처리부, 제2 처리부 및 제3처리부로 구성된 폐플라스틱 처리장치에 있어서, 상기 제1 처리부는 연직방향으로 연통되어 구비되는 수직 주입유로; 상기 수직 주입유로의 내부에 축 회전 가능하게 구비되는 압출 수직 이송스크루; 상기 수직 이송스크루를 구동시키는 수직 구동부; 상기 수직주입유로에 수평방향으로 연통되어 구비되고, 일 측에 폐플라스틱 투입구를 구비한 수평 주입유로; 상기 수평주입유로의 내부에 축 회전 가능하게 구비되는 수평 이송스크루; 상기 수평주입유로 외부에 설치된 세라믹 히터가열장치; 및 상기 수평주입유로의 외부에 설치된 고밀도 화학물질 유전가열장치로 이루어지고,
상기 제2 처리부는 일 측에 상기 수직 주입유로에 연결되어 제1 처리부에서 처리된 폐플라스틱이 유입구와 감압 이송기가 구비된 압출유로; 상기 압출유로의 내부에 축 회전 가능하게 구비되는 압출 이송스크루; 상기 압출이송 스크루를 구동시키는 압출 구동부; 상기 압출유로의 일 측에 연결되어 상기 압출유로 내부의 공기를 배출 시켜 진공시키는 진공 펌프; 상기 압출유로의 외부에 설치된 압출유로 내부의 온도를 증가시켜주는 세라믹 히터가열장치; 상기 압출유로의 일 측에 연결된 상기내부의 고밀도 고분자 유전가열장치; 상기 압출유로의 일 측에 연결된 Al(OH)3 투입구; 상기 압출유로와 연결되어 폐플라스틱과 상기에서 투입된 Al(OH)3가 수소화 반응하는 반응조; 및 상기 압출유로와 연결된 담체 배출구 및 융화물질 감압이송장치로 이루어지고,
상기 제3 처리부는 증류탑; 상기 증류탑 일측에 연결된 갑압장치; 및 C2H4 및 C6H6가 배출구로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리장치.
A waste plastic treatment apparatus comprising a first processing unit, a second processing unit, and a third processing unit, the first processing unit comprising: a vertical injection flow path provided to communicate in a vertical direction; an extrusion vertical feed screw rotatably provided inside the vertical injection flow path; a vertical drive unit for driving the vertical feed screw; a horizontal injection passage provided in communication with the vertical injection passage in a horizontal direction and having a waste plastic inlet on one side; a horizontal transfer screw rotatably provided inside the horizontal injection passage; a ceramic heater heating device installed outside the horizontal injection passage; and a high-density chemical dielectric heating device installed outside of the horizontal injection passage,
The second processing unit is connected to the vertical injection flow path on one side, and the waste plastic treated in the first processing unit is an extrusion flow path equipped with an inlet and a reduced pressure feeder; an extrusion feed screw which is axially rotatably provided inside the extrusion flow path; an extrusion driving unit for driving the extrusion feed screw; a vacuum pump connected to one side of the extrusion passage to discharge air in the extrusion passage to vacuum; a ceramic heater heating device for increasing the temperature inside the extrusion passage installed outside the extrusion passage; a high-density polymer dielectric heating device connected to one side of the extrusion passage; Al(OH)3 inlet connected to one side of the extrusion flow path; a reactor connected to the extrusion flow path to hydrogenate the waste plastic and Al(OH)3 inputted therefrom; and a carrier outlet connected to the extrusion flow path and a decompression transfer device for the compatible material,
The third processing unit is a distillation column; a pressure reducing device connected to one side of the distillation column; And C2H4 and C6H6 waste plastic treatment apparatus, characterized in that consisting of the outlet.
제3항에 있어서, 상기 수평 주입유로는 수직 주입유로를 중심으로 원주방향으로 소정간격을 두고 4개가 구비되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리장치.[Claim 4] The waste plastic treatment apparatus according to claim 3, wherein four horizontal injection passages are provided at predetermined intervals in the circumferential direction with respect to the vertical injection passage. 제3항에 있어서, 상기 압출 이송스크루와 수직 이송스크루 및 수평 이송스크루 각각은 적어도 1쌍이 서로 소정간격을 두고 평행하게 구비되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리장치.[Claim 4] The waste plastic treatment apparatus according to claim 3, wherein at least one pair of each of the extrusion feed screw, the vertical feed screw and the horizontal feed screw is provided in parallel with a predetermined distance from each other.
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