KR20220079045A - 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치 - Google Patents
촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220079045A KR20220079045A KR1020200168444A KR20200168444A KR20220079045A KR 20220079045 A KR20220079045 A KR 20220079045A KR 1020200168444 A KR1020200168444 A KR 1020200168444A KR 20200168444 A KR20200168444 A KR 20200168444A KR 20220079045 A KR20220079045 A KR 20220079045A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- waste
- cooling
- chamber
- catalyst
- sludge
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 179
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 126
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 93
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 10
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 abstract description 6
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 abstract description 5
- 244000144972 livestock Species 0.000 abstract description 5
- 238000003307 slaughter Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 13
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 13
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 9
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 4
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 3
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000010849 combustible waste Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000010781 infectious medical waste Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000010822 slaughterhouse waste Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/033—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment comminuting or crushing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/44—Details; Accessories
- F23G5/442—Waste feed arrangements
- F23G5/448—Waste feed arrangements in which the waste is fed in containers or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
- F23G7/063—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating electric heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/80—Shredding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/90—Cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
- F23G2900/50202—Waste pyrolysis, gasification or cracking in presence of catalysts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
- F23G2900/50204—Waste pre-treatment by pyrolysis, gasification or cracking
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/20—Waste processing or separation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
본 발명은 수분과 오일을 포함하는 고분자 폐기물, 각종 오니 등의 산업 폐기물, 도계 슬러지 등의 축산 폐기물, 생활 폐기물 등을 용융시키고, 촉매를 활용하여 슬러지를 추출하면서 오일을 회수하고자 하는 것으로, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치를 제공하고자 하는 것으로, 수분을 포함하는 폐기물을 건조, 가열하여 유증기를 생성하고, 남는 슬러지를 배출하고, 상기 유증기에 촉매를 투입하고, 냉각시켜 오일을 회수하는 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치에 있어서, 폐기물을 프리히팅 챔버(200)에 투입하는 폐기물 투입 장치(100)와, 상기 폐기물 투입 장치(100)에 의해 투입된 폐기물을 건조시키는 프리히팅 챔버(200)와, 상기 프리 히팅 챔버(200)에서 건조된 폐기물을 가열하여, 가열 유증기와 슬러지로 분리하는 열분해 챔버(300)와, 상기 열분해 챔버(300)에서 분리된 가열 유증기와 촉매를 혼합아여 오일을 추출하는 반응기(500)와, 상기 반응기(500)를 냉각하는 냉각 장치(600)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 수분과 오일을 포함하는 고분자 폐기물, 각종 오니 등의 산업 폐기물, 도계 슬러지 등의 축산 폐기물, 생활 폐기물 등을 용융시키고, 촉매를 활용하여 슬러지를 추출하면서 오일을 회수하고자 하는 것으로, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치를 제공하고자 하는 것이다.
공정 오니성 산업 폐기물과 하수 종말 슬러지, 감염성 의료 폐기물과 도축장폐기물, 그리고 음식물 폐기물을 포함하는 생활 폐기물 등에는, 인체에 유해한 세균 등이 함유되어 있어, 처리 과정에서 각종 환경 오염 물질을 발생시켰다.
이와 같은 폐기물 처리를 위해, 종래에는 고온에서의 소각, 매립 또는 해양투기 등의 방식으로 처리하여 왔다.
상기 소각 방식의 경우, 각종 폐기물을 고온에서 소각시킬 때 다이옥신 등 인체에 유해한 환경 오염 물질이 2차적으로 배출되기 때문에, 유해 환경 오염 물질을 제거하기 위한 장비를 별도 설치하여야 하고, 이를 유지 관리하여야 하기 때문에 많은 비용 발생 문제와 유지 관리의 어려움이 따른다.
상기 매립 방식 또한 시간의 경과에 따라 침출수 및 유해 가스의 발생으로 대기나 수질 오염 우려가 매우 높다는 문제가 있었다.
이와 같은 종래 폐기물 처리 방식의 문제점을 해소하기 위한 방법으로, 특허 제1454882호(2014. 11. 24. 등록)에는, 분쇄된 석유계 고분자 폐기물을 투입하고 가열하여 건조한 후 배출하는 건조 장치와; 상기 건조 장치에 연결되어 건조 장치로부터 배출된 건조된 석유계 고분자 폐기물을 공급받아 무산소 분위기 하에서 가열하여 석유계 고분자 폐기물을 분해하여 배출하는 열 분해 처리장치와; 상기 열 분해 처리장치에 연결되어 열 분해에 의해 생성된 분해 가스를 증류하여 기체 연료와 액상 연료로 분리하는 연료 분리기와; 상기 연료 분리기에 의해 분리된 액상 연료를 저장하는 연료 저장 탱크와; 상기 연료 저장 탱크에 저장된 액상 연료를 사용하여 점화되는 버너와; 분쇄된 가연성 폐기물을 와류를 일으키면서 연소하도록 연소실의 하부벽에 원주 방향으로 경사지게 공기 분사구가 설치되어 있는 토네이도형 급속 가열 연소장치와; 상기 버너 및 토네이도형 급속 가열 연소장치에 동시에 연결되어, 상기 버너 및 토네이도형 급속 가열 연소장치 중 하나를 선택하여 또는 동시에 사용하여 투입된 유기성 폐기물을 화염으로 직접 가열함으로써 건조시키는 건조 탄화장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 석유계 고분자 폐기물에서 얻어지는 연료와 가연성 폐기물을 이용한 유기성 폐기물의 건조 시스템이 개시되어 있다.
또한, 특허 제1118052호(2012. 2. 13. 등록)에는, 고분자 폐기물을 용융하여 공급하는 적어도 하나 이상의 고주파 용융기와; 상기 고주파 용융기에서 투입구를 통해 공급되는 용융물을 가열하여 열 분해하는 열 분해로와; 상기 열 분해로의 배출구에 연결되어 열 분해로 내의 슬러지를 제거하는 슬러지 제거수단과; 상기 열 분해로의 유증기 포집구를 통해 공급되는 유증기를 분별 증류하는 증류탑 및 상기 증류탑에서 증류된 유분을 공급받아 액화시키는 유분 냉각수단을 포함하는 고분자 폐기물 유화 장치에 관한 기술이 개시되어 있다.
또한, 특허 제1280875호(2013. 6. 26. 등록)에는, 회전력에 의해 회전하면서 고분자류 폐기물을 가열 용융하여 열 분해하며, 내측 둘레면에 용융물의 교반 및 배출 관로 쪽으로 이송을 안내하는 나선형 가이드가 형성된 열 분해로와, 상기 열 분해로와 상기 배출 관로에 의해 연결되어 상기 열 분해로에서 공급되는 유증기를 분별 증류하는 증류탑 및 상기 증류탑에서 증류된 유분을 공급받아 액화시키는 유분 냉각수단을 포함하는 고분자 폐기물 유화장치에 있어서, 상기 배출 관로의 내부에 상기 가이드와 반대 방향으로 나선을 이루며 슬러지를 걸러서 상기 열 분해로 내로 밀어 내는 역나선형 날개 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 킬른 타입의 고분자 폐기물 유화장치에 관한 기술이 개시되어 있다.
또한, 특허 제1832362호(2018. 2. 20. 등록)에는, 폐 비닐 또는 폐 플라스틱을 밀도에 따라 조건을 다르게 하여 열 분해 처리하는 것이 가능한 폐 비닐 또는 폐 플라스틱 처리 장치에 있어서, 상기 처리 장치는, 폐 비닐 또는 폐 플라스틱의 밀도와 무게를 측정하는 측정 센서가 내장된 측정부;를 포함하고, 상기 측정부를 통해 측정된 상기 폐 비닐 또는 폐 플라스틱을 열분해 하는 병렬 구조로 배치된 복수의 반응기;를 갖되, 상기 복수의 반응기의 일측에는 상기 폐 비닐 또는 폐 플라스틱의 밀도에 따라 해당 반응기로 투입되는 투입구;가 더 포함되고, 상기 복수의 반응기의 투입구의 일측에는 상기 폐 비닐 또는 폐 플라스틱을 이송하는 레일의 일단이 연결되며, 상기 레일의 타단들은, 상기 측정부에 의해 측정된 폐 비닐 또는 폐 플라스틱을 이송시키는 이송수단; 에 연결되어 있으며, 상기 폐 비닐 또는 폐 플라스틱의 밀도를 측정하는 상기 측정부와 상기 측정된 결과에 따라 열 분해 시킬 반응기를 결정하여, 상기 폐 비닐 또는 폐 플라스틱의 투입을 제어하는 제어부로 이루어지는 폐 비닐 또는 폐 플라스틱의 처리 장치에 관한 기술이 개시되어 있다.
또한, 특허 제2128270호(2020. 6. 24. 등록)에는, 다량의 수분, 무기성 및 유기성 성분이 혼재된 각종 공정 오니성 산업폐기물; 도계 슬러지 등의 축산 폐기물; 하수종말 슬러지; 감염성 의료폐기물; 음식 폐기물을 포함한 생활 폐기물;을 외부 공기와의 접촉을 차단한 감압(진공) 상태에서 저온으로 간접 가열하여, 폐기물 내에 포함되어 있는 수분과 유무기성 물질을 분리하여 급속으로 건조하고, 유기성 물질은 탄화시켜 탄화물로 회수함과 동시에 탄화 과정에서 발생하는 유기성 증기를 액화시켜 기름으로 회수하는 폐기물 급속 건조 연속처리기에 관한 기술이 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 선행기술들의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 일련의 공정에 의하여, 슬러지 발생량을 줄이면서도 많은 양의 오일을 얻고자 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 프리히팅 챔버를 설치하는 것에 의하여 폐기물 건조시 발생하는 유증기를 냉각하여 유수 분리를 할 수 있게 하는 것으로, 유증기에 따른 대기 오염 등을 방지하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 쿨링 챔버를 더 설치하는 것에 의하여 냉각된 슬러지의 취득이 쉽게 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 반응기를 2중 또는 3중으로 쿨링하여, 유증기의 분리가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 냉각 장치를 단순화하여, 프리히팅 챔버로부터 배출되는 유증기의 냉각, 반응기의 냉각 및 쿨링 챔버의 냉각을 하나의 쿨링 워터 탱크를 이용하여 이루어 질 수 있게 하는 것으로 목적으로 한다.
본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하고자 하는 것으로, 아래와 같은 구성으로 이루어진다.
[1] 수분을 포함하는 폐기물을 건조, 가열하여 유증기를 생성하고, 남는 슬러지를 배출하고, 상기 유증기에 촉매를 투입하고, 냉각시켜 오일을 회수하는 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치에 있어서, 폐기물을 프리히팅 챔버(200)에 투입하는 폐기물 투입 장치(100)와, 상기 폐기물 투입 장치(100)에 의해 투입된 폐기물을 건조시키는 프리히팅 챔버(200)와, 상기 프리 히팅 챔버(200)에서 건조된 폐기물을 가열하여, 가열 유증기와 슬러지로 분리하는 열분해 챔버(300)와, 상기 열분해 챔버(300)에서 분리된 가열 유증기와 촉매를 혼합아여 오일을 추출하는 반응기(500)와, 상기 반응기(500)를 냉각하는 냉각 장치(600)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치로 이루어진다.
또한, [2] 상기 [1]에 있어서, 상기 폐기물 투입장치(100)는, 폐기물을 파쇄하는 파쇄기(110)와, 상기 파쇄기(110)에서 파쇄된 폐기물을 저장하는 피딩 호퍼(130)와, 상기 피딩 호퍼(130)로부터 제공되는 폐기물을 상기 프리히팅 챔버(200)에 공급하는 스크류 컨베이어(120)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치로 이루어진다.
또한, [3] 상기 [1]에 있어서, 상기 프리히팅 챔버(200)는, 통 형상으로 이루어지며, 상기 통 형상의 상부 일측에 상기 폐기물 투입장치(100)로부터 공급되는 폐기물을 투입하는 폐기물 투입구(210)를 설치하고, 상기 통 형상의 하부 일측에 상기 폐기물 투입구(210)와 반대편에 폐기물 배출구(230)를 설치하며, 상기 프리히팅 챔버(200)의 내부에는, 스크류 컨베이어(220)를 설치하고, 상기 통 형상의 상부에 프리히팅 챔버(200)에서 가열 건조되어 발생하는 건조 유증기를 배출하는 건조 유증기 배출관(250)을 설치하고, 상기 폐기물 배출구(230)에는 폐기물 배출관(240)을 설치하고, 상기 폐기물 배출관(240)에는 슬라이드 밸브(SV)를 상, 하에 설치하며, 상기 프리히팅 챔버(200)의 외연에는 히터 코일(260)을 설치하는 것을 특징으로 하는, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치로 이루어진다.
또한, [4] 상기 [1]에 있어서, 상기 열분해 챔버(300)는, 상기 프리히팅 챔버(200)의 하측에 통 형상으로 설치되며, 상기 통 형상의 상부 일측에 상기 프리히팅 챔버(200)로부터 건조된 폐기물이 투입되는 건조 폐기물 투입구(310)를 설치하고, 상기 통 형상의 하부 일측에 상기 건조 폐기물 투입구(310)와 반대편에 가열된 슬러지를 배출하는 가열 슬러지 배출구(330)를 설치하며, 상기 열분해 챔버(300)의 내부에는 스크류 컨베이어(320)를 설치하고, 상기 통 형상의 상부에 열분해 챔버(300)에서 가열되어 발생하는 가열 유증기를 배출하는 가열 유증기 배출관(350)을 설치하고, 상기 슬러지 배출구(330)에는 슬러지 배출관(340)을 연결하고, 상기 슬러지 배출관(340)에는 슬라이드 밸브(SV)를 상, 하에 설치하며, 상기 열분해 챔버(300)의 외연에는 히터 코일(360)을 설치하는 것을 특징으로 하는, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치로 이루어진다.
또한, [5] 상기 [1]에 있어서, 상기 쿨링 챔버(400)는, 상기 열분해 챔버(300)의 하측에 통 형상으로 설치되며, 상기 통 형상의 상부 일측에 상기 열분해 챔버(300)로부터 가열된 슬러지가 투입되는 가열 슬러지 투입구(410)를 설치하고, 상기 통 형상의 하부 일측에 상기 가열 슬러지 투입구(410)와 반대편에 냉각된 슬러지를 배출하는 냉각 슬러지 배출구(430)를 설치하며, 상기 쿨링 챔버(400)의 내부에는 스크류 컨베이어(420)를 설치하고, 상기 냉각 슬러지 배출구(430)에는 냉각 슬러지 배출관(440)을 연결하고, 상기 냉각 슬러지 배출관(440)으로부터 배출되는 냉각 슬러지를 저장하는 슬러지 탱크(460)와, 상기 쿨링 챔버(400)의 외연에는 쿨링 쟈켓(450)을 설치하는 것을 특징으로 하는, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치로 이루어진다.
또한, [6] 상기 [1]에 있어서, 상기 반응기(500)는, 하부에 촉매를 저장하는 촉매층(510)을 형성하고, 상측에는 열분해 챔버(300)에서 유입되는 가열 유증기를 냉각하기 위한 냉각 플레이트(520)를 설치하고, 상기 반응기(500)의 외연에는 반응기(500)를 냉각하기 위한 반응기 쟈켓(530)을 설치하며, 상기 촉매층(510)의 상부에 반응기(500)에서 생성되는 오일을 외부로 배출하기 위한 오일 배출관(540)을 반응기(500) 측면에 설치하는 것을 특징으로 하는, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치로 이루어진다.
또한, [7] 상기 [6]에 있어서, 상기 냉각 장치(600)는, 냉수와 온수를 보관하기 위한 쿨링 워터 탱크(610)를 가지며, 상기 쿨링 워터 탱크(610)는, 격벽(611)을 사이에 두고, 냉수 보관실(612)와 온수 보관실(613)로 나누어지며, 상기 냉수 보관실(612)에 보관 중인 냉수를 상기 반응기 쟈켓(530) 및 상기 냉각 플레이트(520) 중 적어도 어느 하나 이상으로 공급하는 것을 특징으로 하는, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치로 이루어진다.
또한, [8] 상기 [7]에 있어서, 상기 반응기(500)의 촉매층(510)에는 촉매층 냉각수 순환관(624)을 더 설치하고, 상기 촉매층 냉각수 순환관(624)에 상기 냉수 보관실(612)에 보관 중인 냉수를 공급하는 것을 특징으로 하는, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치로 이루어진다.
또한, [9] 상기 [7]에 있어서, 상기 쿨링 챔버(400)의 외연에 설치되는 쿨링 쟈켓에 쿨링 워터 탱크(610)에 저장되어 있는 냉수를 공급하고 회수하는, 쿨링 챔버 냉각수 순환관(621)을 설치하며, 프리히팅 챔버(200)에서 분리된 건조 유증기를 배출하는 건조 유증기 배출관(250)의 끝단에 형성되는 쿨러(650)에 쿨링 워터 탱크(610)에 저장되어 있는 냉수를 공급하고 회수하는, 쿨러 냉각수 순환관(625)을 설치하는 것을 특징으로 하는, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치로 이루어진다.
또한, [10] 상기 [6]에 있어서, 상기 반응기(500)는 복수 개로 이루어지며, 상기 반응기(500)의 오일 배출관(540)으로부터 배출되는 오일을 저장하는 오일 저장 탱크(570)를 더 설치하는 것을 특징으로 하는, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치로 이루어진다.
본 발명은 상기와 같은 선행기술들의 문제점을 햐결하고자 하는 것으로, 일련의 공정에 의하여, 슬러지 발생량을 줄이면서도 많은 양의 오일을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 프리히팅 챔버를 설치하는 것에 의하여 폐기물 건조시 발생하는 유증기를 냉각하여 유수 분리를 할 수 있게 하는 것으로, 유증기에 따른 대기 오염 등을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 쿨링 챔버를 더 설치하는 것에 의하여 냉각된 슬러지의 취득이 가능해진다.
또한, 본 발명은 반응기를 2중 또는 3중으로 쿨링하여, 유증기의 분리가 원활하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 냉각 장치를 단순화하여 프리히팅 챔버로부터 배출되는 유증기의 냉각, 반응기의 냉각 및 쿨링 챔버의 냉각을, 하나의 쿨링 워터 탱크를 이용하여 이루어 질 수 있다.
도 1은 본 발명의 열 분해 장치의 구성들을 나타내는 개략도
도 2는 본 발명의 챔버들을 나타내는 정면도
도 3은 본 발명의 열 분해 장치의 상면도
도 4는 본 발명의 프리히팅 챔버, 열분해 챔버, 쿨링 챔버 및 반응기의 측면도
도 5는 본 발명의 열 분해 장치의 작동 관계를 나타내는 구성도
도 2는 본 발명의 챔버들을 나타내는 정면도
도 3은 본 발명의 열 분해 장치의 상면도
도 4는 본 발명의 프리히팅 챔버, 열분해 챔버, 쿨링 챔버 및 반응기의 측면도
도 5는 본 발명의 열 분해 장치의 작동 관계를 나타내는 구성도
본 발명은, 수분을 포함하는 여러 종류의 폐기물을 건조, 가열하여 유증기를 생성하고, 남는 슬러지를 배출하며, 상기 유증기를 촉매를 활용하여 냉각시켜 재활용 가능한 오일로 회수하는, 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치로서, 아래와 같은 구성으로 이루어진다.
본 발명은 폐기물 투입장치(100), 프리히팅 챔버(200), 열분해 챔버(300), 쿨링 챔버(400), 반응기(500) 및 냉각장치(600)로 이루어지는 것으로, 아래에서는 상기 각각의 구성들에 대해서 도면을 살펴보면서 구체적으로 설명한다.
[폐기물 투입장치(100)]
본 발명의 폐기물 투입장치(100)는, 여러 종류의 폐기물을 열 분해 장치로 공급하기 위한 것이다. 본 발명을 적용 할 수 있는 상기 폐기물은, 비닐이나 플라스틱, 고무 합성수지 등을 비롯한 석유계 폐기물뿐만 아니라, 각종 공정의 오니성 산업 폐기물, 도계 슬러지 등 축산 폐기물, 음식 쓰레기를 비롯한 생활 폐기물 등 다양한 종류의 폐기물 모두에 대해서 적용 가능한 것이다. 아래에서는 상기 모든 종류의 폐기물을 구분 없이 모두 "폐기물"이라고 기재한다.
도 1 내지 도 4에 나타나 있는 것과 같이, 본 발명의 폐기물 투입장치(100)는, 아래에서 설명하는 프리히팅 챔버(200)에 상기 폐기물을 공급하는 것으로, 바람직하게는 스크류 컨베이어(120)로 이루어지는 것이 바람직하다. 다만 상기 폐기물 투입장치(100)는, 스크류 컨베이어(120)로 한정되는 것은 아니며, 폐기물을 상기 프리히팅 챔버(200)에 투입할 수 있는 것이라면, 일반적인 컨베이어를 사용할 수도 있다. 또한 비닐 등과 같은 가벼운 재질로 이루어지는 폐기물은 분쇄 압출 형식으로 공급하는 것이 바람직하다.
또한, 도 1에 나타나 있는 것과 같이, 상기 폐기물 투입장치(100)는, 폐기물을 분쇄하는 분쇄기(110)에 의하여 분쇄된 폐기물을 피딩 호퍼(130)에 저장하고, 상기 피딩 호퍼(130)에 저장된 폐기물을 스크류 컨베이어(120)로 이송하여, 프리히팅 챔버(200)로 공급하는 형태로 이루어질 수 있다.
[프리히팅 챔버(200)]
본 발명의 프리히팅 챔버(200)는, 상기 폐기물 투입장치(100)에 의하여 투입된 폐기물을 건조시키는 작용을 한다.
도 1 내지 도 4에 나타나 있는 것과 같이, 상기 프리히팅 챔버(200)는 상부 일측에 폐기물 투입구(210)가 설치되어 있으며, 상기 폐기물 투입장치(100)에 의하여 폐기물이 상기 폐기물 투입구(210)로 투입되는 것이다.
상기 프리히팅 챔버(200)는 폐기물을 건조시키는 것이므로, 내부 온도를 아래에서 설명하는 열분해 챔버(300)의 내부 온도보다 낮게 설정한다. 또한 폐기물의 종류에 따라 온도가 설정되는 것으로, 석유계 폐기물, 산업폐기물, 축산 폐기물 등의 종류에 따라 각각 달리 설정할 수 있다.
예를 들어, 폐비닐을 프리히팅하는 경우에는 100℃~250℃로 유지하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 폐비닐의 융점 온도 이하인 180℃ 내외로 하면 된다.
또한, 도 1에 나타나 있는 것과 같이, 상기 프리히팅 챔버(200)의 가열은, 세라믹 히터 코일(260)로 프리히팅 챔버(200)의 외연을 감싸주는 것에 의하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 프리히팅 챔버(200)의 내부에는, 스크류 컨베이어(220)를 설치하고, 외부에 감속모터(M)을 설치하여, 스큐류 컨베이어(220)의 축을 감속 회전시킨다. 바람직하게는 2RPM 정도로 구동시키는 것에 의하여 상기 폐기물 투입구(210)로 부터 투입된 폐기물이 서서히 반대측으로 이동하도록 하며, 완전히 이동한 상태에서는 폐기물이 완전 건조가 되도록 한다.
상기 프리히팅 챔버(200)의 아래쪽에는, 상기 폐기물 투입구(210)의 반대측 하부에 폐기물 배출구(230)를 설치하여, 건조된 폐기물이 아래에서 설명하는 열분해 챔버(300)로 배출될 수 있도록 한다.
상기 폐기물 배출구(230)에는, 아래에서 설명하는 열분해 챔버(300)로 이어지도록 폐기물 배출관(240)을 연결한다.
또한, 상기 폐기물 배출관(240)에는, 상, 하로 슬라이드 밸브(SV)가 설치되며, 상기 슬라이드 밸브(SV)는 아래에서 설명하는 열분해 챔버(300)로의 공기 유입을 방지하기 위하여 서로 반대로 작동하게 된다. 예를 들어, 상측 슬라이드 밸브(SV)가 개방되고, 하측 슬라이드 밸브(SV)가 폐쇄된 상태에서 건조된 폐기물이 상, 하 슬라이드 밸브(SV) 사이를 채우게 되면, 상측 슬라이드 밸브(SV)를 폐쇄하고, 하측 슬라이드 밸브(SV)를 개방하는 것에 의하여, 건조된 폐기물을 외부로부터의 공기 유입없이 열분해 챔버(300)로 이송하게 되는 것이다.
또한, 프리히팅 챔버(200)의 상측에는, 프리히팅 챔버(200) 내에서 건조되는 폐기물로부터 발생하는 유증기를 포집하여 외부로 배출시키는 건조 유증기 배출관(250)을 설치하며, 상기 건조 유증기 배출관(250)으로 배출되는 건조 유증기는 아래에서 설명하는 쿨러(650)를 거쳐 저온의 오수로 냉각시킨 후에, 유수 분리기(690)로 배출되어 별도의 오수 처리 과정(Waste Water Treatment)을 거치게 된다.
[열분해 챔버(300)]
본 발명의 열분해 챔버(300)는, 상기 프리히팅 챔버(200)에서 건조된 폐기물을 폐기물 배출관(240)으로부터 공급받아, 가열시키는 챔버이다.
상기 열분해 챔버(300)는, 상부 일측에 상기 폐기물 배출관(240)에서 연결되는 건조 폐기물 투입구(310)가 설치되어 있으며, 상기 프리히팅 챔버(200)에 의하여 건조된 폐기물이 상기 건조 폐기물 투입구(310)로 투입되는 것이다.
상기 열분해 챔버(300)는, 건조된 폐기물로부터 오일을 추출하고자 하는 것이므로, 건조된 폐기물을 용융시키는 온도로까지 가열할 필요가 있다. 예를 들어 석유계 폐기물의 경우에 350℃~400℃로 가열한다.
또한, 도 1에 나타나 있는 것과 같이, 상기 열분해 챔버(300)의 가열은 세라믹 히터 코일(360)로 열분해 챔버(300)의 외연을 감싸주는 것에 의하여 이루어질 수 있다.
또한 상기 건조 폐기물 투입구(310)는, 열분해 챔버(300)의 상측 단부에 설치하며, 상기 열분해 챔버(300)의 내부에는 스크류 컨베이어(320)를 설치하고, 외부에 감속모터(M)을 설치하여, 스큐류 컨베이어(320)의 축을 감속 회전시킨다. 바람직하게는 상기 프리히팅 챔버(200) 내부의 스크류 컨베이어(220)보다 낮은 속도인 1RPM 정도로 구동시키는 것에 의하여, 상기 건조 폐기물 배출구(310)로부터 투입된 건조 폐기물이 반대측으로 이동하면서 가열 유증기를 발생시키게 된다.
상기 열분해 챔버(300)의 아래쪽에는, 상기 건조 폐기물 배출구(310)의 반대측 하부에 가열된 슬러지를 배출하는 가열 슬러지 배출구(330)를 설치하여, 유증기가 제거된 가열된 슬러지를 아래에서 설명하는 쿨링 챔버(400)로 배출할 수 있도록 한다.
상기 가열 슬러지 배출구(330)에는, 아래에서 설명하는 쿨링 챔버(400)로 이어지도록 가열 슬러지 배출관(340)을 연결한다.
또한, 상기 가열 슬러지 배출관(340)에는 상, 하로 슬라이드 밸브(SV)가 설치되며, 상기 슬라이드 밸브(SV)는 아래에서 설명하는 쿨링 챔버(400)로의 공기 유입을 방지하기 위하여 서로 반대로 작동되게 한다. 예를 들어 상측 슬라이드 밸브(SV)가 개방되고, 하측 슬라이드 밸브(SV)가이 폐쇄된 상태에서 슬러지가 상, 하 슬라이드 밸브(SV) 사이를 채우게 되면, 상측 슬라이드 밸브(SV)를 폐쇄하고, 하측 슬라이드 밸브(SV)를 개방하는 것에 의하여, 슬러지를 외부로부터의 공기 유입 없이 쿨링 챔버(400)로 이송하게 되는 것이다.
또한, 열분해 챔버(300)의 상측에는, 열분해 챔버(300) 내에서 가열되는 건조 폐기물로부터 발생하는 유증기를 포집하여 외부로 배출시키는 가열 유증기 배출관(350)을 설치하며, 상기 가열 유증기 배출관(350)으로 배출되는 가열 유증기는 아래에서 설명하는 반응기(500)로 공급한다..
[쿨링 챔버(400)]
본 발명의 쿨링 챔버(400)는, 상기 열분해 챔버(300)에서 가열된 슬러지를 가열 슬러지 배출관(340)으로부터 공급받아, 냉각시키는 챔버이다.
상기 쿨링 챔버(400)는, 상부 일측에 상기 가열 슬러지 배출관(340)에서 연결되는 가열 슬러지 투입구(410)가 설치되어 있으며, 상기 열분해 챔버(300)에 의하여 가열된 슬러지가 상기 가열 슬러지 투입구(410)로 투입되는 것이다.
상기 쿨링 챔버(400)의 아래쪽에는, 상기 가열 슬러지 투입구(410)의 반대측 하부에 냉각 슬러지 배출구(430)를 설치하고, 상기 냉각 슬러지 배출구(430)에 냉각 슬러지 배출관(440)을 연결하여, 냉각된 슬러지를 아래에서 설명하는 슬러지 탱크(460)로 배출할 수 있도록 한다.
상기 쿨링 챔버(400)는, 슬러지를 냉각시키고자 하는 것이므로, 아래에서 설명하는 쿨링 워터 탱크(610)로부터 냉수를 공급받아 슬러지를 냉각하게 된다. 이 때 상기 냉수의 순환은, 아래에서 설명하는 쿨링 챔버 냉각수 순환관(621)을 통하여 이루어지게 된다.
또한, 상기 냉수에 의한 슬러지의 냉각 효율을 높이기 위하여, 상기 쿨링 챔버(400)의 외부에는 상기 쿨링 챔버(400) 길이의 적어도 1/2이상의 길이로 쿨링 챔버 쟈켓(450)을 설치하여, 쿨링 챔버 쟈켓(450) 내부로 냉수를 공급할 수 있게 한다.
또한, 상기 쿨링 챔버(400)의 내부에는 스크류 컨베이어(420)를 설치하고, 외부에 감속모터(M)을 설치하여, 스큐류 컨베이어(420)의 축을 감속 회전시킨다. 상기 쿨링 챔버(400) 내부의 스크류 컨베이어(420)는 쿨링 챔버(400) 내부의 슬러지의 냉각을 효율적으로 진행시키며, 상기 가열 슬러지 투입구(410)로부터 투입된 가열된 슬러지를 반대측으로 이동시키면서 냉각된 슬러지로 전환시키며, 냉각된 슬러지를 냉각 슬러지 배출관(440)을 통해서 슬러지 탱크(460)으로 배출한다.
[반응기(500)]
본 발명의 반응기(500)는, 상기 열분해 챔버(300)에서 가열 유증기 배출관(350)을 통해서 공급되는 가열 유증기를 촉매와 반응시켜 오일을 분리하는 작용을 하는 장치이다.
본 발명에서 사용하는 촉매는, 알루미나, 실리카, 제올라이트 등을 사용할 수도 있으며, 특정 재료로 한정하는 것은 아니지만, 바람직하게는 액상 촉매를 사용할 수 있다.
상기 반응기(500)는, 내부 하층에 촉매를 투입하여 액상의 축매층(510)을 형성한다. 상기 열분해 챔버(300)에서 배출되는 가열 유증기를 공급하는 가열 유증기 배출관(350)의 끝단은 상기 촉매층(510)에 잠기도록 설치한다.
또한, 상기 가열 유증기 배출관(350)의 끝단으로부터 공급되는 가열 유증기는, 상기 촉매층(510) 속에서 반응하여, 오일을 생성하게 된다. 이때 생성되는 오일은 비중이 촉매보다 낮게 되므로, 상기 촉매층(510) 상부에서 오일층(540)을 형성하게 된다.
또한 상기 반응기(500)에는, 고온의 가열 유증기가 공급되므로, 반응기(500)의 냉각이 이루어져야만 한다.
본 발명에서는 상기 반응기(500)의 냉각을 위한 냉각 장치를 3 단계로 구성하는 것에 특징이 있다. 다만, 아래의 3 단계는 반드시 동시에 이루어져야 하는 것은 아니며, 필요에 따라 1 단계 내지 3 단계 중의 적어도 하나의 단계를 실시하는 것으로 대체할 수 있다.
1 단계는, 상기 반응기(500)의 하층에 형성되는 액상의 촉매층(510)에 아래에서 설명하는 쿨링 워터 탱크(610)로부터 공급되는 냉수를 순환시키기 위한 열교환관(620) 중의 하나인 촉매층 냉각수 순환관(624)을 통하여 촉매층(510)을 냉각시키는 것에 의하여, 반응기(500) 내부도 함께 냉각시킨다.
2 단계는, 상기 반응기(500) 상부에 냉각 플레이트(520)를 설치하고, 아래에서 설명하는 쿨링 워터 탱크(610)로부터 공급되는 냉수를 순환시키기 위한 열교환관(620) 중의 하나인 쿨링 플레이트 냉각수 순환관(622)을 통하여 반응기(500) 내부 공간을 냉각시킨다. 또한 상기 냉각 플레이트(510)에 냉수를 공급하는 것에 의하여 촉매층(510)으로부터 새어 나오는 일부 가열 유증기가 상기 냉각 플레이트(520)에 접촉하는 것에 의하여 결로 현상을 일으켜 가열 유증기가 쉽게 액상 오일로 전환되도록 한다. 도 1에서는 상기 냉각 플레이트(520)를 수직 상태로 설치한 것을 도시하고 있으나, 상기 냉각 플레이트(520)는 수평 상태 또는 경사진 상태로 설치할 수도 있다.
3 단계는, 상기 반응기(500) 외부를 전체적으로 감싸는 반응기 쟈켓(530)을 설치하여, 아래에서 설명하는 쿨링 워터 탱크(610)로부터 공급되는 냉수가 냉수를 순환시키기 위한 열교환관(620) 중의 하나인 반응기 자켓 냉각수 순환관(623)을 통하여 반응기(500)의 외벽 전체를 냉각시키게 된다.
본 발명은 반응기(500)를 상기와 같이 3 단계 걸쳐서 냉각하는 것에 의하여 반응기(500) 내부에서의 오일 분리가 원활하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에서는 효율적인 냉각에 의한 오일 분리를 위한 반응기(500)를 다수개 설치할 수 있다. 도 1에서는 반응기(500)를 두 개 설치하는 것으로 도시하고 있으나, 세 개 또는 그 이상으로 설치할 수도 있다.
상기 반응기(500)에서 분리된 오일은 오일 배출관(541)을 통해서 오일 탱크(560)로 배출된다.
또한 상기 반응기(500)와 오일 탱크(560) 사이에는 오일 버퍼 탱크(550)를 더 설치할 수 있으며, 오일 탱크(560)에 저장된 오일을 펌프를 통하여 오일 저장 탱크(570)로 이송할 수도 있다.
상기 반응기(500)에 저장된 촉매는, 촉매 저장 탱크(580)에 저장된 상태에서 펌프를 통하여 반응기(500) 내부의 촉매층(510)으로 공급할 수 있으며, 사용이 끝난 촉매를 촉매 저장 탱크(580)로 회수할 수도 있다.
또한, 반응기(500)에서는, 상기 유증기의 대부분이 오일로 배출되지만, 일부 유증기가 남아 있게 되면, 반응기(500) 내부의 압력 상승이 이루어지게 되는데 이를 방지하기 위하여, 반응기(500) 상부 일측에 유증기 배기시킬 수 있는 벤트관(590)을 더 설치할 수 있고, 상기 벤트관(590)은 말단은 상기 촉매 저장 탱크(580)의 촉매층까지 연결하여, 촉매 저장 탱크(580) 내에서 상기 유증기와 촉매가 반응하는 것에 의하여 최종적으로 오일을 더 생성하게 되며, 반응기(500) 내부의 압력 상승도 제어할 수 있다.
[냉각 장치(600)]
본 발명의 냉각 장치(600)는, 쿨링 챔버(400)의 냉각, 프리히팅 챔버(200)에서 배출되는 건조 유증기의 냉각 및 반응기(500)의 냉각을 하는 것이다.
상기 냉각 장치(600)는, 쿨링 워터 탱크(610), 냉각기(630) 및 쿨러(650)를 가진다.
상기 쿨링 워터 탱크(610)는, 격벽(611)을 설치하여, 냉각을 위한 냉각수를 보관하는 냉수 보관실(612)과 냉각수가 순환한 후에 변환된 온수를 보관하는 온수 보관실(613)로 나누어진다. 또한 상기 온수 보관실(613)에 보관되는 온수는, 냉각기(630)에서 열교환시켜 냉수로 냉각한 후에, 냉수 보관실(612)로 공급될 수 있도록 순환시킨다.
쿨링 챔버(400)의 냉각에 대해서 살펴보면, 쿨링 챔버(400)의 외부에 쿨링 챔버(400)의 길이 방향으로 쿨링 챔버(400)의 적어도 1/2 이상의 길이를 갖는 쿨링 쟈켓(430)에 냉수 보관실(612)에 보관되어 있는 냉수를 공급하고, 쿨링 챔버(400) 내의 슬러지에 의하여 쿨링 쟈켓(430) 내에서 가열된 온수는 온수 보관실(613)로 순환된다. 이와 같은 쿨링 챔버(400)의 냉각을 위한 냉각수의 순환은 도 1에 나타나 있는 것과 같이, 쿨링 챔버 냉각수 순환관(621)에 의하여 이루어진다.
프리히팅 챔버(200)에서 배출되는 건조 유증기의 냉각은, 프리히팅 챔버(300) 내에서 폐기물이 건조되는 과정에서 배출되는 건조 유증기를 냉각하는 것이다. 상기 건조 유증기 배출관(250)의 끝단에 설치된 쿨러(650)로 상기 냉수 보관실(612)에 있는 냉수를 공급하고, 쿨러(650)에서 건조 유증기를 냉각한 후 가열된 온수는 상기 온수 보관실(613)로 순환된다. 이때 상기 건조 유증기는 냉각되어 물과, 일부 오일이 혼합된 상태이므로, 별도로 설치된 유수분리기(690)에서 물과 오일을 분리하여 처리할 수 있다. 이와 같은 건조 유증기의 냉각을 위한 냉각수의 순환은 도 1에 나타나 있는 것과 같이, 쿨러 냉각수 순환관(625)에 의하여 이루어진다.
반응기(500)의 냉각은, 앞에서 설명한 1 내지 3 단계로 이루어질 수 있다. 상기 반응기(500)의 냉각은 상기 1 내지 3 단계의 냉각을 선택적으로 할 수 있으며, 모두 한꺼번에 할 수도 있다. 또한 상기 1 단계 냉각의 경우에는 촉매층 열교환관을 여러 개 설치하여 냉각 효율을 향상 시킬 수도 있다.
100 : 폐기물 투입장치
110 : 파쇄기
120 : 스크류 컨베이어
130 : 피딩 호퍼
200 : 프리히팅 챔버
210 : 폐기물 투입구
220 : 스크류 컨베이어
230 : 폐기물 배출구
240 : 폐기물 배출관
250 : 건조 유증기 배출관
260 : 히터 코일
SV : 슬라이드 밸브
300 ; 열분해 챔버
310 : 건조 폐기물 투입구
320 : 스크류 컨베이어
330 : 가열 슬러지 배출구
340 : 가열 슬러지 배출관
350 : 가열 유증기 배출관
360 : 히터코일
SV : 슬라이드 밸브
400 : 쿨링 챔버
410 : 가열 슬러지 투입구
420 : 스크류 컨베이어
430 : 냉각 슬러지 배출구
440 : 냉각 슬러지 배출관
450 : 쿨링 챔버 쟈켓
460 : 슬러지 탱크
500 : 반응기
510 : 촉매층
520 : 냉각 플레이트
530 : 반응기 쟈켓
540 : 오일층
541 : 오일 배출관
550 : 오일 버퍼 탱크
560 : 오일 탱크
570 : 오일 저장 탱크
580 : 촉매 저장 탱크
590 : 벤트관
600 : 냉각 장치
610 : 쿨링 워터 탱크
611 : 격벽
612 : 냉수 보관실
613 : 온수 보관실
620 : 열교환관
621 : 쿨링 챔버 냉각수 순환관
622 : 쿨링 플레이트 냉각수 순환관
623 : 반응기 자켓 냉각수 순환관
624 : 촉매층 냉각수 순환관
625 : 쿨러 냉각수 순환관
630 : 냉각기
650 : 쿨러
690 : 유수 분리기
110 : 파쇄기
120 : 스크류 컨베이어
130 : 피딩 호퍼
200 : 프리히팅 챔버
210 : 폐기물 투입구
220 : 스크류 컨베이어
230 : 폐기물 배출구
240 : 폐기물 배출관
250 : 건조 유증기 배출관
260 : 히터 코일
SV : 슬라이드 밸브
300 ; 열분해 챔버
310 : 건조 폐기물 투입구
320 : 스크류 컨베이어
330 : 가열 슬러지 배출구
340 : 가열 슬러지 배출관
350 : 가열 유증기 배출관
360 : 히터코일
SV : 슬라이드 밸브
400 : 쿨링 챔버
410 : 가열 슬러지 투입구
420 : 스크류 컨베이어
430 : 냉각 슬러지 배출구
440 : 냉각 슬러지 배출관
450 : 쿨링 챔버 쟈켓
460 : 슬러지 탱크
500 : 반응기
510 : 촉매층
520 : 냉각 플레이트
530 : 반응기 쟈켓
540 : 오일층
541 : 오일 배출관
550 : 오일 버퍼 탱크
560 : 오일 탱크
570 : 오일 저장 탱크
580 : 촉매 저장 탱크
590 : 벤트관
600 : 냉각 장치
610 : 쿨링 워터 탱크
611 : 격벽
612 : 냉수 보관실
613 : 온수 보관실
620 : 열교환관
621 : 쿨링 챔버 냉각수 순환관
622 : 쿨링 플레이트 냉각수 순환관
623 : 반응기 자켓 냉각수 순환관
624 : 촉매층 냉각수 순환관
625 : 쿨러 냉각수 순환관
630 : 냉각기
650 : 쿨러
690 : 유수 분리기
Claims (10)
- 수분을 포함하는 폐기물을 건조, 가열하여 유증기를 생성하고, 남는 슬러지를 배출하고, 상기 유증기에 촉매를 투입하고, 냉각시켜 오일을 회수하는 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치에 있어서,
폐기물을 프리히팅 챔버(200)에 투입하는 폐기물 투입 장치(100)와,
상기 폐기물 투입 장치(100)에 의해 투입된 폐기물을 건조시키는 프리히팅 챔버(200)와,
상기 프리 히팅 챔버(200)에서 건조된 폐기물을 가열하여, 가열 유증기와 슬러지로 분리하는 열분해 챔버(300)와,
상기 열분해 챔버(300)에서 분리된 가열 유증기와 촉매를 혼합아여 오일을 추출하는 반응기(500)와,
상기 반응기(500)를 냉각하는 냉각 장치(600)로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 폐기물 투입장치(100)는,
폐기물을 파쇄하는 파쇄기(110)와,
상기 파쇄기(110)에서 파쇄된 폐기물을 저장하는 피딩 호퍼(130)와,
상기 피딩 호퍼(130)로부터 제공되는 폐기물을 상기 프리히팅 챔버(200)에 공급하는 스크류 컨베이어(120)로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 프리히팅 챔버(200)는,
통 형상으로 이루어지며,
상기 통 형상의 상부 일측에 상기 폐기물 투입장치(100)로부터 공급되는 폐기물을 투입하는 폐기물 투입구(210)를 설치하고,
상기 통 형상의 하부 일측에 상기 폐기물 투입구(210)와 반대편에 폐기물 배출구(230)를 설치하며,
상기 프리히팅 챔버(200)의 내부에는, 스크류 컨베이어(220)를 설치하고,
상기 통 형상의 상부에 프리히팅 챔버(200)에서 가열 건조되어 발생하는 건조 유증기를 배출하는 건조 유증기 배출관(250)을 설치하고,
상기 폐기물 배출구(230)에는 폐기물 배출관(240)을 설치하고,
상기 폐기물 배출관(240)에는 슬라이드 밸브(SV)를 상, 하에 설치하며,
상기 프리히팅 챔버(200)의 외연에는 히터 코일(260)을 설치하는 것을 특징으로 하는,
촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 열분해 챔버(300)는,
상기 프리히팅 챔버(200)의 하측에 통 형상으로 설치되며,
상기 통 형상의 상부 일측에 상기 프리히팅 챔버(200)로부터 건조된 폐기물이 투입되는 건조 폐기물 투입구(310)를 설치하고,
상기 통 형상의 하부 일측에 상기 건조 폐기물 투입구(310)와 반대편에 가열된 슬러지를 배출하는 가열 슬러지 배출구(330)를 설치하며,
상기 열분해 챔버(300)의 내부에는 스크류 컨베이어(320)를 설치하고,
상기 통 형상의 상부에 열분해 챔버(300)에서 가열되어 발생하는 가열 유증기를 배출하는 가열 유증기 배출관(350)을 설치하고,
상기 슬러지 배출구(330)에는 슬러지 배출관(340)을 연결하고,
상기 슬러지 배출관(340)에는 슬라이드 밸브(SV)를 상, 하에 설치하며,
상기 열분해 챔버(300)의 외연에는 히터 코일(360)을 설치하는 것을 특징으로 하는,
촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 쿨링 챔버(400)는,
상기 열분해 챔버(300)의 하측에 통 형상으로 설치되며,
상기 통 형상의 상부 일측에 상기 열분해 챔버(300)로부터 가열된 슬러지가 투입되는 가열 슬러지 투입구(410)를 설치하고,
상기 통 형상의 하부 일측에 상기 가열 슬러지 투입구(410)와 반대편에 냉각된 슬러지를 배출하는 냉각 슬러지 배출구(430)를 설치하며,
상기 쿨링 챔버(400)의 내부에는 스크류 컨베이어(420)를 설치하고,
상기 냉각 슬러지 배출구(430)에는 냉각 슬러지 배출관(440)을 연결하고,
상기 냉각 슬러지 배출관(440)으로부터 배출되는 냉각 슬러지를 저장하는 슬러지 탱크(460)와,
상기 쿨링 챔버(400)의 외연에는 쿨링 쟈켓(450)을 설치하는 것을 특징으로 하는,
촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치.
- 제1항에 있어서
상기 반응기(500)는,
하부에 촉매를 저장하는 촉매층(510)을 형성하고,
상측에는 열분해 챔버(300)에서 유입되는 가열 유증기를 냉각하기 위한 냉각 플레이트(520)를 설치하고,
상기 반응기(500)의 외연에는 반응기(500)를 냉각하기 위한 반응기 쟈켓(530)을 설치하며,
상기 촉매층(510)의 상부에 반응기(500)에서 생성되는 오일을 외부로 배출하기 위한 오일 배출관(540)을 반응기(500) 측면에 설치하는 것을 특징으로 하는,
촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 냉각 장치(600)는,
냉수와 온수를 보관하기 위한 쿨링 워터 탱크(610)를 가지며,
상기 쿨링 워터 탱크(610)는, 격벽(611)을 사이에 두고, 냉수 보관실(612)와 온수 보관실(613)로 나누어지며,
상기 냉수 보관실(612)에 보관 중인 냉수를 상기 반응기 쟈켓(530) 및 상기 냉각 플레이트(520) 중 적어도 어느 하나 이상으로 공급하는 것을 특징으로 하는,
촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 반응기(500)의 촉매층(510)에는 촉매층 냉각수 순환관(624)을 더 설치하고, 상기 촉매층 냉각수 순환관(624)에 상기 냉수 보관실(612)에 보관 중인 냉수를 공급하는 것을 특징으로 하는,
촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 쿨링 챔버(400)의 외연에 설치되는 쿨링 쟈켓에 쿨링 워터 탱크(610)에 저장되어 있는 냉수를 공급하고 회수하는, 쿨링 챔버 냉각수 순환관(621)을 설치하며,
프리히팅 챔버(200)에서 분리된 건조 유증기를 배출하는 건조 유증기 배출관(250)의 끝단에 형성되는 쿨러(650)에 쿨링 워터 탱크(610)에 저장되어 있는 냉수를 공급하고 회수하는, 쿨러 냉각수 순환관(625)을 설치하는 것을 특징으로 하는,
촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 반응기(500)는 복수 개로 이루어지며,
상기 반응기(500)의 오일 배출관(540)으로부터 배출되는 오일을 저장하는 오일 저장 탱크(570)를 더 설치하는 것을 특징으로 하는,
촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200168444A KR20220079045A (ko) | 2020-12-04 | 2020-12-04 | 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200168444A KR20220079045A (ko) | 2020-12-04 | 2020-12-04 | 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220079045A true KR20220079045A (ko) | 2022-06-13 |
Family
ID=81984154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200168444A KR20220079045A (ko) | 2020-12-04 | 2020-12-04 | 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220079045A (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101118052B1 (ko) | 2011-09-21 | 2012-04-12 | 알파환경기술(주) | 고분자 폐기물 유화장치 |
| KR101280875B1 (ko) | 2011-10-17 | 2013-07-03 | 알파환경기술(주) | 로터리 킬른 타입의 고분자 폐기물 유화장치 |
| KR101454882B1 (ko) | 2011-05-31 | 2014-11-28 | 유한회사 임성기공 | 석유계 고분자 폐기물에서 얻어지는 연료와 가연성 폐기물을 이용한 유기성 폐기물의 건조시스템 |
| KR101832362B1 (ko) | 2016-12-06 | 2018-02-26 | 곽호준 | 폐비닐 또는 폐플라스틱의 처리장치 |
| KR102128270B1 (ko) | 2019-11-07 | 2020-07-08 | 정경원 | 촉매를 활용한 폐기물 급속건조연속처리기 |
-
2020
- 2020-12-04 KR KR1020200168444A patent/KR20220079045A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101454882B1 (ko) | 2011-05-31 | 2014-11-28 | 유한회사 임성기공 | 석유계 고분자 폐기물에서 얻어지는 연료와 가연성 폐기물을 이용한 유기성 폐기물의 건조시스템 |
| KR101118052B1 (ko) | 2011-09-21 | 2012-04-12 | 알파환경기술(주) | 고분자 폐기물 유화장치 |
| KR101280875B1 (ko) | 2011-10-17 | 2013-07-03 | 알파환경기술(주) | 로터리 킬른 타입의 고분자 폐기물 유화장치 |
| KR101832362B1 (ko) | 2016-12-06 | 2018-02-26 | 곽호준 | 폐비닐 또는 폐플라스틱의 처리장치 |
| KR102128270B1 (ko) | 2019-11-07 | 2020-07-08 | 정경원 | 촉매를 활용한 폐기물 급속건조연속처리기 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1863606B (zh) | 在球式炉中的有机废料的热解 | |
| KR101006224B1 (ko) | 가연성 폐기물의 열분해시스템 및 열분해방법 | |
| KR101243191B1 (ko) | 가연성폐기물을 연속 열분해하기 위한 열분해 유화장치 | |
| KR100843585B1 (ko) | 가연성 폐기물 무공해 탄화처리 에너지생산 시스템 | |
| US5205225A (en) | Apparatus for allowing thermal dimensional changes of metal parts in a retort mechanism | |
| KR100848680B1 (ko) | 폐원료 열분해유 재생장치 | |
| CN209974570U (zh) | 含油污泥热解处理装置 | |
| US5224432A (en) | Method for retorting organic matter | |
| KR100971024B1 (ko) | 폐고무용 열분해장치 | |
| KR100903572B1 (ko) | 폐열 회수를 이용한 유기성 폐기물의 건조 및 탄화장치 | |
| KR20140016451A (ko) | 열분해장치 | |
| JP2007216204A (ja) | 廃棄物熱分解処理装置 | |
| KR102128270B1 (ko) | 촉매를 활용한 폐기물 급속건조연속처리기 | |
| US5220873A (en) | Apparatus for retorting organic matter | |
| KR100750647B1 (ko) | 폐플라스틱 처리용 용융로 및 이를 포함하는 폐플라스틱유화장치 | |
| KR20060064141A (ko) | 열분해법에 의한 하수슬러지의 처리 장치 및 처리방법 | |
| KR20220079045A (ko) | 촉매를 활용한 폐기물 열 분해 장치 | |
| KR100305113B1 (ko) | 직접 및 간접가열 방식을 겸한 폐타이어의 감압 열분해 방법과장치 | |
| KR100639643B1 (ko) | 폐열을 이용한 다기능 폐기물의 재활용 장치 및 그 방법 | |
| KR20050104324A (ko) | 폐합성수지를 이용한 터널식 열분해유 재생장치 | |
| JP2004243281A (ja) | 有機廃棄物の乾燥炭化方法 | |
| KR100599377B1 (ko) | Ｐｖｃ가 혼합된 고분자 폐기물로부터 염소분 제거를 위한간접 가열식 탈염시스템 | |
| KR100853557B1 (ko) | 석유계분해물을 연료로 사용하는 농축유기성폐기물의 연속탄화방법과 설비 | |
| KR20210095327A (ko) | 폐플라스틱 처리용 용융장치 | |
| KR100667194B1 (ko) | 폐플라스틱의 혼합이 용이한 폐플라스틱을 이용한 재생유가공시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |