KR20220141092A - 폐기물의 열분해 시스템 및 이를 이용한 열분해 방법 - Google Patents

폐기물의 열분해 시스템 및 이를 이용한 열분해 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220141092A
KR20220141092A KR1020210047214A KR20210047214A KR20220141092A KR 20220141092 A KR20220141092 A KR 20220141092A KR 1020210047214 A KR1020210047214 A KR 1020210047214A KR 20210047214 A KR20210047214 A KR 20210047214A KR 20220141092 A KR20220141092 A KR 20220141092A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
pyrolysis
waste
unit
emulsification
Prior art date
Application number
KR1020210047214A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102511333B1 (ko
Inventor
임덕준
이형석
정주호
유장호
권태전
탄잉셴
서영호
박동기
강호중
김도형
Original Assignee
보국에너텍주식회사
주식회사 한화
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 보국에너텍주식회사, 주식회사 한화 filed Critical 보국에너텍주식회사
Priority to KR1020210047214A priority Critical patent/KR102511333B1/ko
Publication of KR20220141092A publication Critical patent/KR20220141092A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102511333B1 publication Critical patent/KR102511333B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B27/00Arrangements for withdrawal of the distillation gases
    • C10B27/06Conduit details, e.g. valves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/07Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/002Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1003Waste materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/12Heating the gasifier
    • C10J2300/1207Heating the gasifier using pyrolysis gas as fuel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/12Heating the gasifier
    • C10J2300/1223Heating the gasifier by burners

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 폐기물이 투입되어 가연성 가스가 발생되는 열분해유닛; 상기 열분해유닛에서 발생되는 가연성 가스가 투입되어 오일이 생성되는 유화유닛; 및 상기 열분해유닛에서 발생되는 가연성 가스 또는 상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 투입되어 폐열 및 연소 가스가 발생되는 버너로를 포함하는 폐기물의 열분해 시스템이 제공될 수 있다.

Description

폐기물의 열분해 시스템 및 이를 이용한 열분해 방법{Pyrolysis system for waste and pyrolysis method using the same}
본 발명은 폐기물의 열분해 시스템 및 이를 이용한 열분해 방법에 관한 것이다.
최근 산업의 발달에 따라 플라스틱 등을 원료로 하는 상품의 생산량이 급증하고 있다. 이와 같은 현상에 따라 폐플라스틱 등이 많이 발생되며 이를 효율적으로 처리하는 각종 방안이 제시되고 있다.
이러한 폐기물을 처리하는 방안 중 가장 널리 사용되고 있는 방안으로는 폐기물의 부피를 최소화시켜 매립 또는 소각하거나 해양에 투기하는 방안이 있다. 그러나, 지상에 매립하거나 해양에 투기하는 방안은 침출수로 인한 2차 오염피해, 매립지의 한정, 해양오염 및 해양 투기 행위 금지 등 많은 문제점이 있다.
그리고, 폐기물을 열분해하여 처리하는 방안이 있다. 폐기물을 열분해하는 경우에는 가연성 가스가 배출되는데, 이러한 가연성 가스는 연료로서 재사용 가능하지만, 통상적인 방식으로는 유용한 가연성 가스를 회수하여 재사용하는 것이 불가능하여 자원을 낭비하는 결과를 초래하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 상술한 종래의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 폐기물에서 발생되는 가연성 가스를 효율적으로 재사용하는 폐기물의 열분해 시스템 및 열분해 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 폐기물이 투입되고, 투입된 상기 폐기물을 열분해하여 가연성 가스를 발생시키는 하나 이상의 열분해로 및 상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스를 완전 연소하는 버너로를 포함하는 열분해유닛,상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스를 냉각하여 오일을 생성하고, 미응축 가스를 배출하는 유화유닛 및 상기 버너로에서 발생되는 연소 가스의 폐열을 회수하는 폐열 회수 유닛을 포함하고, 상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스와 상기 유화유닛에서 배출되는 미응축 가스 중 어느 하나 또는 둘 모두가 상기 버너로로 투입되어 완전 연소된다.
또한, 상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스가 유동되는 가연성 가스 이송 라인 및 상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 유동되는 미응축 가스 이송 라인을 포함하고, 상기 가연성 가스 이송 라인은 상기 유화유닛으로 연결되는 유화용 가스 공급 라인 및 상기 버너로로 연결되는 버너로 공급 라인으로 분기되고,
상기 유화용 가스 공급 라인 및 상기 버너로 공급 라인에는 가스 유로를 개폐하기 위한 가스 덕트가 각각 구비될 수 있다.
상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 유동되는 미응축 가스 이송 라인을 포함하고, 상기 유화유닛은, 하나 이상의 유화장치, 상기 유화장치에서 발생되는 오일이 이동되어 저장되는 오일저장소 및 상기 유화장치에 연결되는 냉각수 유입라인 및 냉각수 토출라인을 포함하고, 상기 유화장치로 상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스가 응축되어 생성된 오일은 상기 오일저장소로 이동되며, 나머지 응축되지 않은 가스는 상기 미응축 가스 이송 라인을 통해 상기 버너로로 이송될 수 있다.
상기 유화장치는 복수 개로 제공되고, 상기 냉각수 유입 라인은 상기 복수의 유화장치 중 어느 하나에 연결되고, 상기 냉각수 토출 라인은 상기 복수의 유화장치의 나머지 중 어느 하나에 연결되며, 상기 유화유닛은, 상기 복수의 유화장치를 차례로 연결하는 적어도 하나의 유화연결라인 및 상기 복수의 유화장치를 차례로 연결하는 적어도 하나의 냉각수 연결라인을 포함하고, 응축되지 않은 가스는 상기 유화연결라인을 통해 상기 복수의 유화장치 중 어느 하나에서 다른 하나로 유동될 수 있다.
상기 유화유닛은 적어도 하나의 유화장치를 포함하고, 상기 유화장치는, 오일이 생성되는 내부공간이 형성된 내부 케이스, 상기 내부 케이스의 외측에 이격배치되는 외부 케이스 및 상기 내부 케이스 및 상기 외부 케이스를 관통하여 설치된 가이드 부재를 포함하고, 상기 가이드 부재를 통해 상기 내부 케이스의 내부공간으로 가스가 유입되어 오일이 생성될 수 있다.
상기 가이드 부재는, 상기 외부 케이스를 관통하여 배치되는 입구부, 상기 입구부에서 연장되어 상기 내부 케이스를 관통하여 연장되는 연결통로 및 상기 연결통로에서 상기 내부 케이스의 내벽을 따라 연장되는 가이드부를 포함하고, 상기 가이드부는 상기 입구부 및 상기 연결통로로 유동된 가스가 상기 내부 케이스의 내벽을 따라 회전하며 하부로 이동할 수 있도록 나선형으로 구비될 수 있다.
상기 가이드부는 상기 내부 케이스의 내벽을 따라 나선형으로 연장되는 제1 가이드부 및 상기 제1 가이드부의 내측 단부에서 하방으로 연장되는 제2 가이드부를 포함할 수 있다.
상기 내부 케이스는 내부 상측부 및 내부 상측부의 하단에서 하부로 연장되는 내부 하측부를 포함하고, 상기 외부 케이스는, 상기 내부 상측부와 대응되는 형상으로 구비되고 상기 내부 상측부의 외측에 배치되는 외부 상측부; 및 상기 내부 하측부와 대응되는 형상으로 구비되며 상기 외부 상측부의 하단에서 하부로 연장되고, 상기 내부 하측부의 외측에 배치되는 외부 하측부를 포함하고, 상기 가이드 부재는 상기 외부 상측부 및 상기 내부 상측부를 관통하여 설치될 수 있다.
상기 내부 케이스는, 상기 내부 상측부 및 상기 외부 상측부의 상단에 결합되는 상판; 및 상기 내부 하측부 및 상기 외부 하측부의 하단에 결합되는 하판을 더 포함하고, 상기 상판에는 상기 유화장치에서 오일로 응축되지 못한 가스 및/또는 미응축 가스가 유동되는 상측 연결부가 구비되고, 상기 하판에는 상기 유화장치에서 생성된 오일이 유동되는 하측 연결부가 구비될 수 있다.
상기 외부 상측부 및 상기 내부 상측부는 서로 대응되는 높이의 원통형상으로 구비되며, 상기 외부 상측부는 상기 내부 상측부보다 큰 직경을 가지며 상기 외부 상측부 및 상기 내부 상측부는 반경방향으로 동일한 거리로 이격되어 배치되고, 상기 상판은 상기 외부 상측부 및 상기 내부 상측부의 상부를 커버하도록, 상기 외부 상측부와 동일한 직경을 갖는 원형 판으로 구비되고, 상기 외부 하측부 및 상기 내부 하측부는 및 서로 대응되는 높이를 가지며 하부로 갈수록 직경이 작아지는 원뿔형상으로 구비되며, 상기 외부 하측부는 상기 내부 하측부보다 큰 직경을 가지며 상기 외부 하측부 및 상기 내부 상측부는 반경방향으로 동일한 거리로 이격되어 배치되고, 상기 하판은 상기 외부 하측부 및 상기 내부 하측부의 하부를 커버하도록, 상기 외부 하측부의 하단과 동일한 직경으로 구비될 수 있다.
상기 유화장치는 상기 상판에 연결되는 냉각수 유입라인 및 상기 하판에 연결되는 냉각수 토출라인을 더 포함하고, 상기 냉각수 유입라인으로 유입된 냉각수는 상기 외부 케이스와 상기 내부 케이스의 사이에 형성된 공간으로 유동되어 상기 냉각수 토출라인을 통해 토출될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 폐기물이 투입되고, 투입된 상기 폐기물을 열분해하여 가연성 가스를 발생시키는 하나 이상의 열분해로 및 상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스를 완전 연소하는 버너로를 포함하는 열분해유닛, 상기 버너로에서 발생되는 연소 가스의 폐열을 회수하는 폐열 회수 유닛; 및 상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스 내에 포함된 수소를 추출하는 수소개질유닛을 포함할 수 있다.
상기 열분해로에서 발생된 가스가 상기 수소개질유닛으로 유동되는 가연성 가스 이송 라인; 및 상기 수소개질유닛을 통과한 가스가 상기 버너로로 유동되는 미응축 가스 이송 라인을 포함할 수 있다.
상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스를 냉각하여 오일을 생성하고, 미응축 가스를 배출하는 유화유닛을 더 포함하고, 상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스와 상기 유화유닛 및 상기 수소개질유닛에서 배출되는 개질 가스 중 어느 하나 또는 둘 모두가 상기 버너로로 투입되어 완전 연소될 수 있다.
상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스가 유동되는 가연성 가스 이송 라인; 및 상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 유동되는 미응축 가스 이송 라인을 포함하고, 상기 가연성 가스 이송 라인은 상기 유화유닛으로 연결되는 유화용 가스 공급 라인 및 상기 버너로로 연결되는 버너로 공급 라인으로 분기되고, 상기 미응축 가스 이송라인은 상기 유화유닛과 상기 수소개질유닛을 연결하는 제1 리포밍라인과 상기 수소개질유닛과 상기 버너로를 연결하는 제2 리포밍라인으로 구분될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 폐기물이 투입되고, 투입된 상기 폐기물을 열분해하여 가연성 가스를 발생시키는 하나 이상의 열분해로 및 상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스를 완전 연소하는 버너로를 포함하는 열분해유닛;
상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스를 냉각하여 오일을 생성하고, 미응축 가스를 배출하는 유화유닛; 상기 유화유닛에서 배출되는 미응축 가스 내에 포함된 수소를 추출하고, 개질가스를 배출하는 수소개질유닛; 및 상기 버너로에서 발생되는 연소 가스의 폐열을 회수하는 폐열 회수 유닛을 포함하고, 상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스와 상기 수소개질유닛에서 배출되는 개질가스 중 어느 하나 또는 둘 모두가 상기 버너로로 투입되어 완전 연소된다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 폐기물에서 발생되는 가연성 가스를 응축시켜서 오일을 생성하는 유화장치를 포함하는 폐기물의 열분해 시스템에 있어서, 상기 유화장치는, 오일이 생성되는 내부공간이 형성된 내부 케이스; 상기 내부 케이스의 외측에 이격배치되는 외부 케이스; 및 상기 내부 케이스 및 상기 외부 케이스를 관통하여 설치된 가이드 부재를 포함하고, 상기 가이드 부재를 통해 상기 내부 케이스의 내부공간으로 가스가 유입되어 오일이 생성된다.
상기 가이드 부재는, 상기 외부 케이스를 관통하여 배치되는 입구부; 상기 입구부에서 연장되어 상기 내부 케이스를 관통하여 연장되는 연결통로; 및 상기 연결통로에서 상기 내부 케이스의 내벽을 따라 연장되는 가이드부를 포함하고, 상기 가이드부는 상기 입구부 및 상기 연결통로로 유동된 가스가 상기 내부 케이스의 내벽을 따라 회전하며 하부로 이동할 수 있도록 나선형으로 구비될 수 있다.
상기 가이드부는 상기 내부 케이스의 내벽을 따라 나선형으로 연장되는 제1 가이드부 및 상기 제1 가이드부의 내측 단부에서 하방으로 연장되는 제2 가이드부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 폐기물이 열분해유닛에 투입되는 단계, 상기 열분해유닛의 열분해로에서 폐기물이 열분해됨에 따라 발생된 가연성 가스가 가연성 가스 이송 라인을 통해 유화유닛 또는 버너로로 유동되는 단계, 상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 미응축 가스 이송 라인을 통해 버너로로 유동되는 단계, 상기 유화유닛에서 생성된 오일이 오일 이송 라인을 통해 유동되는 단계 및 상기 버너로에서 발생된 연소 가스가 연소 가스 이송 라인을 통해 유동되는 단계를 포함한다.
상기 가연성 가스 이송 라인은 상기 유화유닛으로 연결되는 유화용 가스 공급 라인 및 상기 버너로로 연결되는 버너로 공급 라인을 포함하고, 상기 열분해유닛에서 발생되는 가연성 가스는 상기 유화용 가스 공급 라인으로 유동되고, 소정의 시간이 지나고 상기 버너로 공급 라인으로 유동될 수 있다.
상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스가 유동되는 가연성 가스 이송 라인; 및 상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 유동되는 미응축 가스 이송 라인을 포함하고, 상기 가연성 가스 이송 라인은 상기 유화유닛으로 연결되는 유화용 가스 공급 라인 및 상기 버너로로 연결되는 버너로 공급 라인으로 분기되고, 상기 유화용 가스 공급 라인 또는 상기 버너로 공급 라인 중 적어도 어느 하나로 가연성 가스가 유동되도록 가스 덕트를 통해 가스 유로를 개폐하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 미응축 가스 이송 라인을 통해 버너로로 유동되는 단계는, 상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 상기 미응축 가스 이송 라인 상에 설치된 수소개질유닛을 통과하며 미응축 가스 내에 포함된 수소가 추출되는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 폐기물이 열분해유닛에 투입되는 단계;
상기 열분해유닛의 열분해로에서 폐기물이 열분해됨에 따라 발생된 가연성 가스가 가연성 가스 이송 라인을 통해 수소개질유닛 또는 버너로로 유동되는 단계, 상기 수소개질유닛에서 수소가 추출된 개질가스가 개질 가스 이송 라인을 통해 버너로로 유동되는 단계 및 상기 버너로에서 발생된 연소 가스가 연소 가스 이송 라인을 통해 유동되는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 폐기물의 열분해 시스템 및 열분해 방법은 폐기물 열분해시 발생되는 가연성 가스를 효율적으로 재사용하여 자원의 낭비를 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 폐기물의 열분해 시스템 및 열분해 방법은 가연성 가스를 통해 효율적으로 오일을 생성하여 자원의 재활용도를 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물의 열분해 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물의 열분해 시스템의 유화유닛을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물의 열분해 시스템의 유화장치를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 유화장치를 다양하게 분해하여 도시한 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 유화장치의 내부에 설치된 가이드부재를 도시한 도면이다.
도 8은 도 3의 A-A'단면을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 폐기물의 열분해 시스템을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 폐기물의 열분해 시스템을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물의 열분해 방법을 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 열분해 시스템(1)은 다양한 장치들을 포함한다. 이때, 도 1은 본 발명의 열분해 시스템(1)을 예시적으로 도시한 것으로 새로운 장치가 추가되거나 도시된 장치들이 생략될 수 있다.
열분해 시스템(1)은, 열분해유닛(10), 유화유닛(20) 및 폐열 회수 유닛(30)을 포함할 수 있다. 열분해유닛(10)에는 폐기물이 투입되어 가연성 가스가 발생될 수 있다. 열분해유닛(10)은 발생된 가연성 가스를 완전 연소시키기 위한 장치들을 포함할 수 있다. 유화유닛(20)에는 열분해유닛(10)에서 발생되는 가연성 가스가 투입될 수 있다. 유화유닛(2)은 투입된 가연성 가스로부터 오일을 생성하는 장치들을 포함할 수 있다. 폐열 회수 유닛(30)은 열분해유닛(10)에서 발생된 가연성 가스 또는 유화유닛(20)에서 발생된 미응축 가스가 완전 연소되면서 발생되는 폐열을 회수하기 위한 장치들을 포함한다. 이때, 각 유닛은 설명의 편의상 대략적으로 구분 및 명칭된 것으로 예시적인 것에 불과하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 시스템(1)에 의해 열분해되는 폐기물(W)은 폐플라스틱을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 시스템(1)은 폐플라스틱의 재활용 시스템으로 이해될 수도 있다. 폐기물(W)은 이동수단 등에 의해 야적장에 반입될 수 있다. 폐기물(W)은 열분해 시스템(1)에 투입되기 적합한 크기 및 형태로 구성될 수 있다.
폐기물(W)은 천정 크레인 등의 투입 수단(2)을 통해 열분해유닛(10)에 투입될 수 있다.
열분해유닛(10)은 폐기물(W)의 열분해가 수행되는 적어도 하나의 열분해로(11, 12) 및 버너로(18)를 포함할 수 있다. 열분해로(11, 12)가 복수 개로 구비되는 경우 각 열분해로(11, 12)는 병렬로 연결되어 서로 독립적으로 작동 가능하게 마련될 수 있다. 도 1에서는 제1 열분해로(11) 및 제2 열분해로(12)에 해당하는 2개의 열분해로를 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로 설계에 따라 열분해로는 3개 또는 다양한 개수 및 형태로 구비될 수 있다.
각 열분해로(11, 12)에는 연소에 필요한 기체의 투입을 위한 기체 공급부(13, 14)가 구비된다. 기체 공급부(13, 14)를 통해 각 열분해로(11, 12)에는 외기가 공급되거나, 혼합가스가 공급될 수 있다. 혼합가스는 예를 들어, 순산소와 후술할 스택(55)으로 배출되기 직전의 배기가스가 혼합된 형태로 공급될 수 있다.
각 열분해로(11, 12)에는 경유 등 연소에 필요한 연료가 투입되는 라인 및 냉각수가 유동되는 라인(미도시) 등이 추가로 구비될 수 있다.
열분해로(11, 12)에서 폐기물(W)이 연소되는 과정에서 가연성 가스가 발생된다. 가연성 가스는 가연성 가스 이송 라인(3)을 통해 이동하고, 열분해 후 남는 재는 재 배출 수단(4)을 통해 배출된다. 재 배출 수단(4)은 폐기물 이송 장치(17)와 연결된다. 예를 들어, 폐기물 이송 장치(17)는 에이프런 컨베이어(apron conveyor) 등을 포함한다.
가연성 가스 이송 라인(3)은 일 예로 가스 덕트로서 구비될 수 있으며, 가연성 가스의 이송 경로를 개폐할 수 있는 가스 댐퍼(15, 16)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가연성 가스 이송 라인(3)은 제1 열분해로(11)에서 발생되는 가연성 가스의 유동을 선택적으로 차단하는 제1 가스 댐퍼(15) 및 제2 열분해로(12)에서 발생되는 가스의 유동을 선택적으로 차단하는 제2 가스 댐퍼(16)를 포함할 수 있다. 이러한, 제1 가스 댐퍼(15) 및 제2 가스 댐퍼(16)의 개폐가 제어됨에 따라 제1 열분해로(11) 또는 제2 열분해로(12)에서 발생되는 가연성 가스는 가연성 가스 이송 라인(3)으로 유동된다.
가연성 가스 이송 라인(3)은 유화용 가스 공급 라인(5) 및 버너로 공급 라인(6)으로 분기될 수 있다. 유화용 가스 공급 라인(5)은 유화유닛(20)으로 연결되어, 유화유닛(20)에 가연성 가스를 공급한다. 버너로 공급 라인(6)은 버너로(18)로 연결되어, 버너로(18)에 가연성 가스를 공급한다. 버너로 공급라인(6)을 통해 버너로(18)로 투입되는 가스는 완전 연소될 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.
유화용 가스 공급 라인(5) 및 버너로 공급 라인(6)에는 가연성 가스의 유동을 선택적으로 차단하는 제3 가스 덕트(21) 및 제4 가스 덕트(31)가 각각 구비된다. 제3 가스 덕트(21) 및 제4 가스 덕트(31)를 개폐 제어하여, 가연성 가스 이송 라인(3)으로 유동되는 가연성 가스는 유화용 가스 공급 라인(5) 또는 버너로 공급 라인(6)으로 선택적으로 유동될 수 있다.
유화용 가스 공급 라인(5)을 통해 유화유닛(20)에 투입된 가연성 가스는 유화유닛(20)에서 냉각되면서 적어도 일부가 오일로서 응축될 수 있다. 다르게 말하면, 유화유닛(20)에서 가연성 가스는 오일과 오일로 응축되지 못한 미응축 가스로 분리된다. 오일은 오일 이송 라인(7)을 통해 이송되고, 미응축 가스는 미응축 가스 이송 라인(8)을 통해 유동된다.
오일 이송 라인(7)은 오일 저장 탱크(40)에 연결된다. 오일 이송 라인(7)을 통해 이송되는 오일은 다양한 과정을 통해 정제되어 사용될 수 있다. 이하에서 설명하는 장치 및 과정은 예시적인 것으로 유화유닛(20)에서 생성되는 오일은 다양하게 사용될 수 있다.
오일 이송 라인(7)으로 이송되는 오일은 오일 저장 탱크(40)에 저장될 수 있다. 오일 저장 탱크(40)에 저장된 오일은 정제 가열로(41)로 이송되어 가열된다. 정제 가열로(41)에는 경유 등 소정의 연료가 투입되어 가열을 위해 사용될 수 있다. 정제탑(43)에서 배출되는 가스 중 일부는 팬(48)을 통해 다시 정제 가열로(41)로 투입될 수 있다. 정제가열로(41)에서 정제된 오일은 정제탑(43)으로 이송되고, 가열 과정에서 발생되는 가스는 배출가스 정제 장치(42)로 이송된다. 배출가스 정제 장치(42)에서 정제된 가스는 외부로 토출될 수 있다.
정제탑(43)으로 이송된 오일은 다시 정제가열로(41)로 피드백되어 재가열될 수 있다. 정제탑(43)에서 분별 증류되어 배출되는 가스상의 정제유는 응축기(44, 45)를 통과하여 정제유 저장탱크(46, 47)로 이송될 수 있다. 이때, 응축기(44, 45)는 복수 개로 구비되어 서로 다른 종류의 정제유를 응축시키도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1응축기(44)는 경질유를 생성하도록 운전되고 제2응축기(45)는 중질유를 생성하도록 운전될 수 있다. 그에 따라, 제1응축기(44)와 연결된 제1정제유 저장탱크(46)는 경질유를 저장하고, 제2응축기(45)와 연결된 제2정제유 저장탱크(48)는 중질유를 저장할 수 있다. 정제유 저장탱크(46, 47)에 저장된 정제유는 필요에 따라 외부의 사용처로 반출될 수 있다.
이때, 각 유로에는 유동을 제어하는 각종 팬(48) 또는 펌프(49)가 설치될 수 있다. 도면에 도시된 팬(48) 및 펌프(49)의 위치 및 개수는 예시적인 것으로 설계에 따라 다르게 설치될 수 있다.
미응축 가스 이송 라인(8)에는 유화유닛(20)에서 오일로 응축되지 못한 미응축 가스가 이송된다. 미응축 가스 이송 라인(8)에는 이송로 개폐 제어를 위한 제5 가스 덕트(22)가 구비되며, 미응축 가스의 이송을 위한 팬(29)이 구비될 수 있다. 제5 가스 덕트(22) 및 팬(29)은 가스의 유동을 보조하기 위한 것으로 경우에 따라 생략되는 것도 가능하며, 그 위치 및 개수는 제한되지 않는다.
버너로 공급 라인(6) 및 미응축 가스 이송 라인(8)은 버너로(18)와 연결된다. 버너로 공급 라인(6) 및 미응축 가스 이송 라인(8)을 통해 이송되는 가스는 버너로(18)로 공급되어 완전 연소되고, 이때 발생되는 열이 폐열 회수 유닛(30)으로 공급되어 회수될 수 있다. 버너로(32)에는 연소에 필요한 기체의 투입을 위한 팬(19)이 구비된다. 팬(19)을 통해 완전 연소에 필요한 외기 또는 순산소와 배기가스의 혼합가스가 공급될 수 있다.
폐열 회수 유닛(30)은 버너로(18)와 연결된 연소로(33) 및 버너로(18)의 연소 과정에서 발생하는 폐열을 공정수로 회수하여 스팀을 생산하는 보일러(35)를 포함한다. 보일러(35)에서 발생된 스팀은 스팀분배기(36)로 이송되어 사용될 수 있다. 보일러(35)에서 폐열 회수 후 배출되는 연소 가스는 연소 가스 이송 라인(9)을 통해 배출된다.
연소 가스 이송 라인(9)을 통해 이송되는 연소 가스는 오염물질 제거를 위한 방지 시설들을 거친 후 배출될 수 있다. 예를 들어, 연소 가스 이송 라인(9)은 반건식 반응탑(50)과 연결될 수 있다. 연소 가스는 반건식 반응탑(50)으로 유입되어 소석회 슬러리와 반응한 후, 탱크(51)에 저장된 분말소석회 및 활성탄이 투입되는 백필터(52)로 투입되어 톤백을 형성한다. 반건식 반응탑(50) 및/또는 백필터(52)에서 형성된 톤백은 이동되어 별도로 처리될 수 있다. 이렇게 처리된 연소 가스는 스택(55)을 통해 배기 가스로서 배출될 수 있다. 이를 위해, 스택(55)의 전단에는 팬(53) 및 덕트(56) 등의 부재가 적절히 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 방지 시설로서 반건식 반응탑, 백필터 및 스택이 예시적으로 제시되었으나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 방지 시설로서 스크러버(scrubber), 선택적 촉매 환원 장치(SCR), 선택적 무촉매 환원 장치(SNCR), 사이클론(cyclone) 등이 추가적으로 구비될 수도 있다.
이하, 유화유닛(20)에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.
유화유닛(20)은 유화용 가스 공급 라인(5)과 연결되어 가연성 가스(A)가 투입될 수 있다. 유화유닛(20)에서는 가연성 가스(A)가 오일(C)과 오일(C)로 응축되지 못한 미응축 가스(D)로 분리되는 냉각 공정이 수행된다. 오일(C)은 오일 이송 라인(7)을 통해 이동하고, 미응축 가스(D)는 미응축 가스 이송 라인(8)을 통해 이동한다. 또한, 유화유닛(20)에는 냉각수(B)가 유동된다.
유화유닛(20)은 적어도 하나의 유화장치(100)를 포함한다. 유화장치(100)의 내부에서는 가연성 가스(A)를 응축시켜서 오일(C)을 생성하는 공정이 수행된다. 다시 말해, 유화장치(100) 내부로 가연성 가스(A)가 유입되고, 오일(C) 및 미응축 가스(D)가 생성된다. 그리고 냉각수(B)가 유화장치(100) 내에 형성된 냉각수 쟈켓(240, 도 8)을 통해 유동된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유화유닛(20)은 3개의 유화장치(100)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 그 개수는 제한되지 않는다. 복수의 유화장치(100)는 서로 연결되고, 각 유화장치(100)에서는 가연성 가스(A)를 통해 오일(C)을 생성하는 공정이 수행된다. 예를 들어, 도면상 가장 좌측의 유화장치(100)에는 유화용 가스 공급 라인(5)과 연결되어 가연성 가스(A)가 투입된 후 응축되어 오일(C)이 생성된다. 생성된 오일(C)은 연결된 오일저장소(25)로 유입되어 저장되고, 나머지는 유화연결라인(26)을 통해 중간에 위치한 유화장치(100)로 이동된다. 중간에 위치한 유화장치(100)에 투입된 가연성 가스(A)의 일부는 응축되어 다시 오일(C)이 생성된다. 생성된 오일(C)은 연결된 오일저장소(25)로 유입되고, 나머지는 유화연결라인(26)을 통해 우측에 위치한 유화장치(100)로 이동되어 다시 오일(C)이 생성된다. 생성된 오일(C)은 연결된 오일저장소(25)로 유입되고, 나머지는 미응축 가스(D)로 분류된다. 그리고, 오일저장소(25)로 유동된 오일(C)은 오일 이송 라인(7)을 통해 이송되고, 미응축 가스(D)는 미응축 가스 이송 라인(8)을 통해 이송된다.
냉각수(B)는 냉각수 유입라인(22)을 통해 도면상 가장 좌측의 유화장치(100)로 유입된다. 그리고, 냉각수 연결라인(24)을 통해 중간에 위치한 유화장치(100) 및 우측에 위치한 유화장치(100)를 통과하여 냉각수 토출라인(23)으로 유동된다. 즉, 냉각수(B)는 복수의 유화장치(100)를 차례로 관통하여 유동될 수 있다.
정리하면, 하나의 유화장치(100)에 가연성 가스(A) 또는 다른 유화장치(100)에서 토출된 가스가 투입되어 오일(C)이 생성되고, 나머지는 이동하여 다음 유화장치(100)로 공급되거나 미응축 가스(D)로 분류되어 미응축 가스 이송 라인(8)으로 이동한다. 그리고, 하나의 유화장치(100)에 냉각수(B)가 관통하여 유동된다.
이하, 유화장치(100)의 내부 구조에 대하여는 도 3 내지 도 8을 참조하여 보다 자세하게 설명한다.
도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 유화장치(100)는 내부 케이스(110), 외부 케이스(120) 및 가이드 부재(130)로 크게 구분될 수 있다. 이때, 각 구성은 설명의 편의상 구분되는 것으로 서로 일체로 형성되거나 결합 또는 접합을 통해 하나의 구성으로 조립되어 형성될 수 있다.
내부 케이스(110)는 대략 원통형상의 내부 상측부(112) 및 내부 상측부(112)의 하단에서 점점 직경이 작아지도록 하부로 연장되는 원뿔모양의 내부 하측부(114)로 구분된다. 이때, 가이드 부재(130)는 내부 상측부(112)의 내측에서 외측으로 관통하여 배치될 수 있다. 내부 상측부(112)에는 가이드 부재(130)가 관통되는 관통구(미도시)가 형성될 수 있다.
내부 케이스(110)는 내부 상측부(112)의 상단에 결합되는 상판(111) 및 내부 하측부(114)의 하단에 결합되는 하판(115)을 포함한다. 상판(111) 및 하판(115)은 원형 판 형상으로 구비되며, 하판(115)은 상판(111)보다 작은 직경으로 형성된다. 그에 따라, 내부 케이스(110)는 전체적으로 내부 상측부(112) 및 내부 하측부(114)를 측벽으로 하고, 상판(111) 및 하판(115)이 상하로 결합되어 내부공간을 형성한다.
상판(111)에는 상측으로 돌출된 상측 연결부(140)가 구비된다. 상측 연결부(140)는 유화연결라인(26) 또는 미응축 가스 이송 라인(8)과 연결될 수 있다. 상측 연결부(140)를 통해 오일로 응축되지 못한 가스 또는 미응축 가스가 유동된다. 하판(115)에는 하측으로 돌출된 하측 연결부(150)가 구비된다. 하측 연결부(150)는 오일저장소(25)로 연결될 수 있다. 하측 연결부(150)를 통해 오일이 유동되고, 오일저장소(25)를 통하여 오일 이송 라인(7)으로 유동된다.
상판(111) 및 하판(115)에 냉각수가 유동되는 파이프가 부착된다. 예를 들어, 상판(111)에는 냉각수 유입라인(22)이 연결되고, 하판(115)에는 냉각수 토출라인(23)이 연결된다. 냉각수 유입라인(22) 또는 냉각수 토출라인(23)은 냉각수 연결라인(24)일 수 있다. 상판(111)으로 유입된 냉각수는 하판(115)으로 토출될 수 있다. 냉각수 유입라인(22) 및 냉각수 토출라인(23)에는, 냉각수의 유동을 제어하는 냉각수 유입밸브(220) 및 냉각수 토출밸브(230)가 각각 구비된다.
외부 케이스(120)는 대략 원통형상의 외부 상측부(122) 및 외부 상측부(122)의 하단에서 점점 직경이 작아지도록 하부로 연장되는 원뿔모양의 외부 하측부(124)로 구분된다. 가이드 부재(130)는 외부 상측부(122)의 내측에서 외측으로 관통하여 배치될 수 있다. 외부 상측부(122)에는 가이드 부재(130)가 관통되는 관통구(126)가 형성될 수 있다.
유화장치(100)가 조립된 경우, 외부 상측부(122)의 내측에 내부 상측부(112)가 배치되고, 외부 하측부(124)의 내부측에 내부 하측부(114)가 배치된다.
예를 들어, 외부 상측부(122) 및 내부 상측부(112)는 서로 대응되는 높이의 원통형상으로 구비되며, 외부 상측부(122)는 내부 상측부(112)보다 큰 직경을 갖는다. 외부 상측부(122) 및 내부 상측부(112)는 반경방향으로 동일한 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 상판(111)은 외부 상측부(122) 및 내부 상측부(112)의 상단에 결합되고, 외부 상측부(122)와 동일한 직경으로 구비될 수 있다. 상판(111)을 통해 외부 상측부(122) 및 내부 상측부(112)의 상부가 커버될 수 있다.
외부 하측부(124) 및 내부 하측부(114)는 서로 대응되는 높이의 원뿔형상으로 구비되며, 외부 하측부(124)는 내부 하측부(114)보다 큰 직경을 갖는다. 외부 하측부(124) 및 내부 상측부(114)는 반경방향으로 동일한 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 하판(115)은 외부 하측부(124) 및 내부 하측부(114)의 하단에 결합되고, 외부 하측부(124)의 하단과 동일한 직경으로 구비될 수 있다. 하판(115)을 통해 외부 하측부(124) 및 내부 하측부(114)의 하부가 커버될 수 있다.
유화장치(100)는 전체적으로 내부 케이스(110)의 내측에 형성된 공간 및 외부 케이스(120)와 내부 케이스(120)의 사이에 형성된 공간을 구비할 수 있다. 이때, 내부 케이스(110)의 내측에는 오일이 생성되고, 외부 케이스(120)와 내부 케이스(120)의 사이에 형성된 공간으로는 냉각수가 유동될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 외부 케이스(120)와 내부 케이스(120)의 사이에는 냉각수 쟈켓(240)이 형성된다.
가이드 부재(130)는 내부 케이스(120)의 내측에서 외부 케이스(120)의 외측으로 연장되어 유화용 가스 공급 라인(5) 또는 유화연결라인(26)과 연결된다. 가이드 부재(130)를 통해 유화용 가스 공급 라인(5) 또는 유화연결라인(26)에서 유동된 가연성 가스가 유동된다.
가이드 부재(130)는 가스가 유입되는 유입구(116)를 형성하는 입구부(132), 입구부(132)에서 연장되는 연결통로(134) 및 연결통로(134)에서 연장되는 가이드부(136, 138)를 포함한다. 입구부(132)는 유화용 가스 공급 라인(5) 또는 유화연결라인(26)과 연결되도록 외부 케이스(120)의 외측으로 일부 돌출되어 형성될 수 있다. 연결통로(134)는 유입되는 가스가 내부 케이스(110)의 내측으로 유동되도록 측방이 폐쇄된 유로를 형성한다. 연결통로(134)는 입구부(132)를 통해 유입되는 가스가 냉각수 쟈켓(240)으로 유출되지 않도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, 연결통로(134)는 전후방이 개방되고 직선으로 연장된 사각틀 형상으로 구비될 수 있다.
입구부(132)는 외부 케이스(120)를 관통하여 연장되고, 연결통로(134)는 내부 케이스(110)를 관통하여 연장된다. 가이드부(136, 138)는 내부 케이스(110)의 내측에 위치할 수 있다. 가이드 부재(130)는 외부 상측부(122) 및 내부 상측부(112)를 관통하여 설치되어, 가이드부(136, 138)는 내부 상측부(112)의 내측 공간에 위치한다.
가이드부(136, 138)는 내부 상측부(112)의 내벽을 따라 호(arc)를 형성하며 연장될 수 있다. 가이드부(136, 138)는 연결통로(134)와 달리 개방된 유로를 형성한다. 즉, 연결통로(134)는 연장된 일 방향으로만 가스가 유동되고, 가이드부(136, 138)는 연장된 일 방향으로 보다 많은 양의 가스가 유동되도록 가이드 하는 기능을 한다.
예를 들어, 가이드부(136, 138)는 내부 상측부(112)의 내벽을 따라 띠를 형성하며 나선형으로 연장되는 제1 가이드부(136) 및 제1 가이드부(136)의 내측단부에서 하방으로 연장되는 제2 가이드부(138)를 포함할 수 있다. 일 예로 제2 가이드부(138)는 하방으로 수직하게 연장 형성될 수 있다.
정리하면, 입구부(132)로 유입된 가스가 연결통로(134)를 통과하여 내부 케이스(110)의 내측으로 유입된다. 이후, 가이드부(136, 138)를 따라 내부 케이스(110)의 내벽을 따라 회전하며 하부로 이동할 수 있다. 제1 가이드부(136)로 인해 상부로 바로 유동하는 것을 방지하고, 제2 가이드부(138)를 통해 내벽과 인접하게 유동할 수 있다. 가이드부(136, 138)의 구조적 특성에 의해, 가스의 유로를 연장하여 유속을 줄이고 내측 벽면과의 접촉면적을 늘려 보다 효율적으로 유입된 가스를 냉각시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 유화장치(100) 내에서의 오일 수율이 향상될 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열분해 시스템을 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9에 도시된 열분해 시스템(1a)은 도 1에 도시된 열분해 시스템(1)에서 유화유닛(20) 및 그 이후 공정이 생략되고, 수소개질유닛(60)이 추가된 시스템에 해당된다. 앞서 설명한 바와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
열분해 시스템(1a)은 열분해유닛(10), 폐열 회수 유닛(30) 및 수소개질유닛(60)을 포함할 수 있다. 열분해유닛(10)에서는 폐기물이 투입되어 가연성 가스가 발생된다. 열분해유닛(10)은 발생된 가연성 가스를 완전 연소하기 위한 장치들을 포함할 수 있다. 폐열 회수 유닛(30)은 열분해유닛(10)에서 발생되는 가연성 가스 또는 수소개질유닛(60)에서 발생된 개질 가스가 완전 연소되면서 발생되는 폐열을 회수하기 위한 장치들을 포함한다. 이때, 각 유닛은 설명의 편의상 대략적으로 구분 및 명칭된 것으로 예시적인 것에 불과하다.
열분해로(11, 12)에서 폐기물(W)이 연소되는 과정에서 발생되는 가연성 가스는 가연성 가스 이송 라인(3a)을 통해 이송되며, 가연성 가스 이송 라인(3a)은 수소개질유닛(60)으로 연결된다. 수소개질유닛(60)은 가연성 가스에서 수소를 추출해내는 구성으로, 수소 개질기 또는 수소 리포머(reformer)를 포함한다. 예를 들어, 수소개질유닛(60)은 가연성 가스에 포함된 수소와 반응하는 촉매를 통하여 수소를 추출할 수 있다. 이와 같이 추출된 수소는 전력 생산 등 다양하게 활용될 수 있다. 수소개질유닛(60)은 수소 리포머 외에 가연성 가스를 합성가스로서 개질하기 위한 적절한 개질 설비를 더 포함할 수 있다. 수소개질유닛(60)을 통과하면서 수소가 추출된 개질가스(reforming gas)는 개질 가스 이송 라인(8a)을 통해 버너로(18)로 이송되어 완전 연소된다.
개질 가스 이송 라인(8a)을 통해 이송되는 가스는 버너로(18)로 공급되어 완전 연소되고, 이때 발생되는 열이 폐열 회수 유닛(30)으로 공급되어 회수될 수 있다. 버너로(32)에는 연소에 필요한 기체의 투입을 위한 팬(19)이 구비된다. 팬(19)을 통해 완전 연소에 필요한 외기 또는 순산소와 배기가스의 혼합가스가 공급될 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열분해 시스템을 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10에 도시된 열분해 시스템(1b)은 도 1에 도시된 열분해 시스템(1)에서 수소개질유닛(60)이 추가된 시스템에 해당된다. 앞서 설명한 바와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
열분해 시스템(1b)은, 크게 열분해유닛(10), 유화유닛(20), 폐열 회수 유닛(30) 및 수소개질유닛(60)으로 구분될 수 있다. 열분해유닛(10)은 폐기물이 투입되어 가연성 가스가 발생되고, 발생된 가연성 가스를 완전 연소하기 위한 장치들을 포함하고, 유화유닛(20)은 열분해유닛(10)에서 발생되는 가연성 가스가 투입되어 오일이 생성되는 장치들을 포함하며, 폐열 회수 유닛(30)은 열분해유닛(10)에서 발생되는 가연성 가스 또는 유화유닛(20) 및 수소개질유닛(60)에서 발생된 미응축 가스가 완전 연소되면서 발생되는 폐열을 회수하기 위한 장치들을 포함한다. 이때, 각 유닛은 설명의 편의상 대략적으로 구분 및 명칭된 것으로 예시적인 것에 불과하다.
유화용 가스 공급 라인(5)을 통해 유화유닛(20)에 투입된 가연성 가스는 유화유닛(20)에서 냉각되면서 적어도 일부가 오일로서 응축될 수 있다. 다르게 말하면, 유화유닛(20)에서 가연성 가스는 오일과 오일로 응축되지 못한 미응축 가스로 분리된다. 오일은 오일 이송 라인(7)을 통해 이송되고, 미응축 가스는 미응축 가스 이송 라인(8b, 8c)을 통해 유동된다.
미응축 가스 이송 라인(8b, 8c)에는 유화유닛(20)에서 오일로 응축되지 못한 미응축 가스가 이송된다. 미응축 가스 이송 라인(8b, 8c)은 유화유닛(20)과 수소개질유닛(60)을 연결하는 제1 리포밍라인(8b)과 수소개질유닛(60)과 버너로(18)를 연결하는 제2 리포밍라인(8c)으로 구분될 수 있다.
제1 리포밍라인(8b)을 통해 미응축 가스가 수소개질유닛(60)으로 이송된다.
수소개질유닛(60)은 가스에서 수소를 추출해내는 구성으로, 수소 개질기 또는 수소 리포머(reformer)를 포함한다. 예를 들어, 수소개질유닛(60)은 가연성 가스에 포함된 수소와 반응하는 촉매를 통하여 수소를 추출할 수 있다. 이와 같이 추출된 수소는 전력 생산 등 다양하게 활용될 수 있다. 수소개질유닛(60)은 수소 리포머 외에 가연성 가스를 합성가스로서 개질하기 위한 적절한 개질 설비를 더 포함할 수 있다. 수소개질유닛(60)을 통과하면서 수소가 추출된 개질가스(reforming gas)는 제2 리포밍라인(8c)을 통해 버너로(18)로 이송되어 완전 연소된다.
버너로 공급 라인(6) 및 미응축 가스 이송 라인(8b, 8c)은 버너로(18)와 연결된다. 이에 따라, 버너로 공급 라인(6) 및 미응축 가스 이송 라인(8b, 8c)을 통해 이송되는 가스는 버너로(18)로 공급되어 완전 연소되고, 이때 발생되는 열이 폐열 회수 유닛(30)으로 공급되어 회수될 수 있다. 버너로(32)에는 연소에 필요한 기체의 투입을 위한 팬(19)이 구비된다. 이러한 팬(19)을 통해 완전 연소에 필요한 외기 또는 순산소와 배기가스의 혼합가스가 공급될 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예들에 따른 열분해 시스템의 작용 및 효과에 대하여 도 11을 참조하여 설명한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물의 열분해 방법은, 천정 크레인 등의 투입 수단(2)을 통해 폐기물(W)이 열분해로(11, 12)에 투입되는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 방법에 의해 열분해되는 폐기물(W)은 폐플라스틱을 포함할 수 있다. 폐기물(W)은 이동수단 등에 의해 야적장에 반입될 수 있다.
열분해로(11, 12)에는 연소에 필요한 기체 및 연료가 투입된다. 예를 들어, 각 열분해로(11, 12)에는 외기가 공급되거나, 혼합가스가 공급될 수 있다. 이때, 혼합가스는 예를 들어, 순산소와 스택(55)으로 배출되기 직전의 배기가스가 혼합된 형태로 공급될 수 있다. 이때, 열분해로(11, 12)에서 폐기물(W)이 연소되는 과정에서 가연성 가스가 발생된다.
폐기물의 열분해 방법은, 열분해로(11, 12)에서 발생된 가연성 가스가 가연성 가스 이송 라인(3)을 통해 유화유닛(20) 또는 버너로(18)로 유동되는 단계를 포함한다.
가연성 가스는 가연성 가스 이송 라인(3)을 통해 이동하고, 열분해 후 남는 재(4)는 에이프런 컨베이어(apron conveyor) 등의 폐기물 이송 장치를 통해 별도로 처리될 수 있다.
이때, 가연성 가스 이송 라인(3)은 유화유닛(20)으로 연결되는 유화용 가스 공급 라인(5) 및 폐열 회수 유닛(30)으로 연결되는 버너로 공급 라인(6)으로 분기된다. 그리고, 열분해유닛(10)에서 발생되는 가연성 가스는 열분해 초기에는 유화용 가스 공급 라인(5)으로 유동되고, 열분해 중기 이후부터 버너로 공급 라인(6)으로 유동될 수 있다. 이를 위해, 초기에는 제3 가스 덕트(21)가 개방되고, 제4 가스 덕트(31)는 폐쇄되도록 제어된다. 또한, 중기 이후에는 제3 가스 덕트(21)가 폐쇄되고, 제4 가스 덕트(31)가 개방되도록 제어된다.
예를 들어, 열분해유닛(10)에서는 24 시간동안 열분해가 진행되면서 가연성 가스가 발생될 수 있다. 이때, 제1 열분해로(11)와 제2 열분해로(12)는 12 시간씩 교호 운전이 이루어질 수 있으며, 12 시간의 열분해 과정 중 초기 5 시간 정도까지 발생된 가연성 가스는 유화용 가스 공급 라인(5)으로 유동되어 유화 공정에 이용되고, 5 시간 이후부터 나머지 시간 동안 발생된 가연성 가스는 버너로 공급 라인(6)으로 유동시킬 수 있다.
폐기물의 열분해 방법은, 유화유닛(20)에서 발생된 미응축 가스가 미응축 가스 이송 라인(8)을 통해 버너로(18)로 유동되는 단계 및 유화유닛(20)에서 생성된 오일이 오일 이송 라인(7)을 통해 유동되는 단계를 포함한다.
유화용 가스 공급 라인(5)을 통해 유화유닛(20)에 투입된 가연성 가스는 유화유닛(20)에서 냉각되면서 적어도 일부가 오일로서 응축될 수 있다. 다르게 말하면, 유화유닛(20)에서 가연성 가스는 오일과 오일로 응축되지 못한 미응축 가스로 분리된다. 그리고, 오일은 오일 이송 라인(7)을 통해 이송되고, 미응축 가스는 미응축 가스 이송 라인(8)을 통해 유동된다.
오일 이송 라인(7)을 통해 이송되는 오일은 다양한 과정을 통해 정제되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 오일 이송 라인(7)으로 이송되는 오일은 필요에 따라 저장되거나 정제되어 경질유 또는 중질류 등 정제유를 생성할 수 있다. 정제유는 필요에 따라 외부의 사용처로 반출되어 사용될 수 있다.
폐기물의 열분해 방법은, 버너로 공급 라인(6) 또는 미응축 가스 이송 라인(8)를 통해 폐열 회수 유닛(30)으로 가연성 가스 또는 미응축 가스가 유동되는 단계를 포함한다.
폐열 회수 유닛(30)으로 유동된 가연성 가스 또는 미응축 가스는 완전 연소되고, 이때 발생되는 열이 폐열 회수 유닛(30)으로 공급되어 회수될 수 있다. 그리고, 연소 과정에서 발생하는 폐열은 공정수로 회수하여 스팀을 생산하고 사용될 수 있다. 폐열 회수 후 배출되는 연소 가스는 연소 가스 이송 라인(9)을 통해 배출된다. 연소 가스 이송 라인(9)을 통해 이송되는 연소 가스는 오염물질 제거를 위한 방지 시설들을 거친 후 배출될 수 있다.
폐열 회수 유닛(30)에서 발생된 연소 가스가 연소 가스 이송 라인(9)을 통해 유동되는 단계를 포함한다. 이 과정에서 연소 가스의 폐열은 폐열 회수 유닛(30)의 보일러(35)에 의해 회수될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐기물의 열분해 방법은, 유화유닛(20)이 생략되고 수소개질유닛(60)이 추가될 수 있다. 도 9를 참조하여, 자세하게는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐기물의 열분해 방법은, 천정 크레인 등의 투입 수단(2)을 통해 폐기물(W)이 열분해로(11, 12)에 투입되는 단계를 포함한다.
열분해로(11, 12)에는 연소에 필요한 기체 및 연료가 투입된다. 예를 들어, 각 열분해로(11, 12)에는 외기가 공급되거나, 혼합가스가 공급될 수 있다. 이때, 혼합가스는 예를 들어, 순산소와 스택(55)으로 배출되기 직전의 배기가스가 혼합된 형태로 공급될 수 있다. 이때, 열분해로(11, 12)에서 폐기물(W)이 연소되는 과정에서 가연성 가스가 발생된다.
폐기물의 열분해 방법은, 열분해로(11, 12)에서 발생된 가연성 가스가 가연성 가스 이송 라인(3a)을 통해 수소개질유닛(60)으로 유동되는 단계를 포함한다. 가연성 가스는 가연성 가스 이송 라인(3a)을 통해 이동하고, 열분해 후 남는 재(4)는 에이프런 컨베이어(apron conveyor) 등의 폐기물 이송 장치를 통해 별도로 처리될 수 있다.
폐기물의 열분해 방법은, 수소개질유닛(60)에서 수소가 추출된 가연성 가스, 즉, 개질가스가 개질 가스 이송 라인(8a)을 통해 버너로(18)로 유동되는 단계를 포함한다. 즉, 수소개질유닛(60)을 통과한 가연성 가스 또는 개질가스가 개질 가스 이송 라인(8a)을 통해 폐열 회수 유닛(30)으로 개질 가스가 유동되는 단계를 포함한다.
폐열 회수 유닛(30)으로 유동된 가연성 가스 또는 미응축 가스는 완전 연소되고, 이때 발생되는 열이 폐열 회수 유닛(30)으로 공급되어 회수될 수 있다. 그리고, 연소 과정에서 발생하는 폐열은 공정수로 회수하여 스팀을 생산하고 사용될 수 있다. 폐열 회수 후 배출되는 연소 가스는 연소 가스 이송 라인(9)을 통해 배출된다. 연소 가스 이송 라인(9)을 통해 이송되는 연소 가스는 오염물질 제거를 위한 방지 시설들을 거친 후 배출될 수 있다.
폐열 회수 유닛(30)에서 발생된 연소 가스가 연소 가스 이송 라인(9)을 통해 유동되는 단계를 포함한다. 이 과정에서 연소 가스의 폐열은 폐열 회수 유닛(30)의 보일러(35)에 의해 회수될 수 있다.
또 한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐기물의 열분해 방법은, 유화유닛(20)의 후단에 수소개질유닛(60)이 추가될 수 있다. 도 10을 참조하여, 자세하게는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐기물의 열분해 방법은, 천정 크레인 등의 투입 수단(2)을 통해 폐기물(W)이 열분해로(11, 12)에 투입되는 단계를 포함한다.
열분해로(11, 12)에는 연소에 필요한 기체 및 연료가 투입된다. 예를 들어, 각 열분해로(11, 12)에는 외기가 공급되거나, 혼합가스가 공급될 수 있다. 이때, 혼합가스는 예를 들어, 순산소와 스택(55)으로 배출되기 직전의 배기가스가 혼합된 형태로 공급될 수 있다. 이때, 열분해로(11, 12)에서 폐기물(W)이 연소되는 과정에서 가연성 가스가 발생된다.
폐기물의 열분해 방법은, 열분해로(11, 12)에서 발생된 가연성 가스가 가연성 가스 이송 라인(3)을 통해 유화유닛(20) 또는 버너로(18)로 유동되는 단계를 포함한다.
가연성 가스는 가연성 가스 이송 라인(3)을 통해 이동하고, 열분해 후 남는 재(4)는 에이프런 컨베이어(apron conveyor) 등의 폐기물 이송 장치를 통해 별도로 처리될 수 있다.
이때, 가연성 가스 이송 라인(3)은 유화유닛(20)으로 연결되는 유화용 가스 공급 라인(5) 및 폐열 회수 유닛(30)으로 연결되는 버너로 공급 라인(6)으로 분기된다. 그리고, 열분해유닛(10)에서 발생되는 가연성 가스는 열분해 초기에는 유화용 가스 공급 라인(5)으로 유동되고, 열분해 중기 이후부터 버너로 공급 라인(6)으로 유동될 수 있다. 이를 위해, 초기에는 제3 가스 덕트(21)가 개방되고, 제4 가스 덕트(31)는 폐쇄되도록 제어된다. 또한, 중기 이후에는 제3 가스 덕트(21)가 폐쇄되고, 제4 가스 덕트(31)가 개방되도록 제어된다.
예를 들어, 열분해유닛(10)에서는 24 시간동안 열분해가 진행되면서 가연성 가스가 발생될 수 있다. 이때, 제1 열분해로(11)와 제2 열분해로(12)는 12 시간씩 교호 운전이 이루어질 수 있으며, 12 시간의 열분해 과정 중 초기 5 시간 정도까지 발생된 가연성 가스는 유화용 가스 공급 라인(5)으로 유동되어 유화 공정에 이용되고, 5 시간 이후부터 나머지 시간 동안 발생된 가연성 가스는 버너로 공급 라인(6)으로 유동시킬 수 있다.
폐기물의 열분해 방법은, 유화유닛(20)에서 발생된 미응축 가스가 미응축 가스 이송 라인(8b, 8c)을 통해 버너로(18)로 유동되는 단계 및 유화유닛(20)에서 생성된 오일이 오일 이송 라인(7)을 통해 유동되는 단계를 포함한다.
유화용 가스 공급 라인(5)을 통해 유화유닛(20)에 투입된 가연성 가스는 유화유닛(20)에서 냉각되면서 적어도 일부가 오일로서 응축될 수 있다. 다르게 말하면, 유화유닛(20)에서 가연성 가스는 오일과 오일로 응축되지 못한 미응축 가스로 분리된다. 그리고, 오일은 오일 이송 라인(7)을 통해 이송되고, 미응축 가스는 미응축 가스 이송 라인(8b, 8c)을 통해 유동된다.
오일 이송 라인(7)을 통해 이송되는 오일은 다양한 과정을 통해 정제되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 오일 이송 라인(7)으로 이송되는 오일은 필요에 따라 저장되거나 정제되어 경질유 또는 중질류 등 정제유를 생성할 수 있다. 정제유는 필요에 따라 외부의 사용처로 반출되어 사용될 수 있다.
이때, 미응축 가스 이송 라인(8b, 8c)상에 수소개질유닛(60)이 설치된다. 그에 따라, 미응축 가스 이송 라인(8b, 8c)을 통해 유동되는 미응축 가스는 수소개질유닛(60)을 통과하며 수소가 추출될 수 있다. 즉, 유화유닛(20)에서 발생된 미응축 가스가 미응축 가스 이송 라인(8b, 8c)을 통해 버너로(18)로 유동되는 단계는, 유화유닛(20)에서 발생된 미응축 가스가 미응축 가스 이송 라인(8b, 8c) 상에 설치된 수소개질유닛(60)을 통과하며 미응축 가스 내에 포함된 수소가 추출되는 단계를 포함한다.
폐기물의 열분해 방법은, 버너로 공급 라인(6) 또는 미응축 가스 이송 라인(8b, 8c)를 통해 폐열 회수 유닛(30)으로 가연성 가스 또는 미응축 가스 또는 개질가스가 유동되는 단계를 포함한다.
폐열 회수 유닛(30)으로 유동된 가연성 가스 또는 미응축 가스가스 또는 개질가스는 완전 연소되고, 이때 발생되는 열이 폐열 회수 유닛(30)으로 공급되어 회수될 수 있다. 그리고, 연소 과정에서 발생하는 폐열은 공정수로 회수하여 스팀을 생산하고 사용될 수 있다. 폐열 회수 후 배출되는 연소 가스는 연소 가스 이송 라인(9)을 통해 배출된다. 연소 가스 이송 라인(9)을 통해 이송되는 연소 가스는 오염물질 제거를 위한 방지 시설들을 거친 후 배출될 수 있다.
폐열 회수 유닛(30)에서 발생된 연소 가스가 연소 가스 이송 라인(9)을 통해 유동되는 단계를 포함한다. 이 과정에서 연소 가스의 폐열은 폐열 회수 유닛(30)의 보일러(35)에 의해 회수될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 폐기물 열분해시 발생되는 가연성 가스를 효율적으로 재사용하여 자원의 낭비를 방지하는 효과가 있다. 또한, 가연성 가스를 통해 효율적으로 오일을 생성하여 자원의 재활용도를 높이는 효과가 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 열분해시스템 2: 투입 수단
3: 가연성 가스 이송 라인 5: 유화용 가스 공급 라인
6: 버너로 공급 라인 8: 미응축 가스 이송 라인
10: 분해유닛 20: 유화유닛
30: 폐열 회수 유닛 60: 수소개질유닛
100: 유화장치 110: 내부 케이스
120: 외부케이스 130: 가이드 부재
W: 폐기물

Claims (24)

  1. 폐기물이 투입되고, 투입된 상기 폐기물을 열분해하여 가연성 가스를 발생시키는 하나 이상의 열분해로 및 상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스를 완전 연소하는 버너로를 포함하는 열분해유닛;
    상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스를 냉각하여 오일을 생성하고, 미응축 가스를 배출하는 유화유닛; 및
    상기 버너로에서 발생되는 연소 가스의 폐열을 회수하는 폐열 회수 유닛을 포함하고,
    상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스와 상기 유화유닛에서 배출되는 미응축 가스 중 어느 하나 또는 둘 모두가 상기 버너로로 투입되어 완전 연소되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스가 유동되는 가연성 가스 이송 라인; 및
    상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 유동되는 미응축 가스 이송 라인을 포함하고,
    상기 가연성 가스 이송 라인은 상기 유화유닛으로 연결되는 유화용 가스 공급 라인 및 상기 버너로로 연결되는 버너로 공급 라인으로 분기되고,
    상기 유화용 가스 공급 라인 및 상기 버너로 공급 라인에는 가스 유로를 개폐하기 위한 가스 덕트가 각각 구비되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 유동되는 미응축 가스 이송 라인을 포함하고,
    상기 유화유닛은,
    하나 이상의 유화장치;
    상기 유화장치에서 발생되는 오일이 이동되어 저장되는 오일저장소; 및
    상기 유화장치에 연결되는 냉각수 유입라인 및 냉각수 토출라인을 포함하고,
    상기 유화장치로 상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스가 응축되어 생성된 오일은 상기 오일저장소로 이동되며, 나머지 응축되지 않은 가스는 상기 미응축 가스 이송 라인을 통해 상기 버너로로 이송되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 유화장치는 복수 개로 제공되고, 상기 냉각수 유입 라인은 상기 복수의 유화장치 중 어느 하나에 연결되고, 상기 냉각수 토출 라인은 상기 복수의 유화장치의 나머지 중 어느 하나에 연결되며,
    상기 유화유닛은,
    상기 복수의 유화장치를 차례로 연결하는 적어도 하나의 유화연결라인; 및
    상기 복수의 유화장치를 차례로 연결하는 적어도 하나의 냉각수 연결라인을 포함하고,
    응축되지 않은 가스는 상기 유화연결라인을 통해 상기 복수의 유화장치 중 어느 하나에서 다른 하나로 유동되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 유화유닛은 적어도 하나의 유화장치를 포함하고,
    상기 유화장치는,
    오일이 생성되는 내부공간이 형성된 내부 케이스;
    상기 내부 케이스의 외측에 이격배치되는 외부 케이스; 및
    상기 내부 케이스 및 상기 외부 케이스를 관통하여 설치된 가이드 부재를 포함하고,
    상기 가이드 부재를 통해 상기 내부 케이스의 내부공간으로 가스가 유입되어 오일이 생성되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는,
    상기 외부 케이스를 관통하여 배치되는 입구부;
    상기 입구부에서 연장되어 상기 내부 케이스를 관통하여 연장되는 연결통로; 및
    상기 연결통로에서 상기 내부 케이스의 내벽을 따라 연장되는 가이드부를 포함하고,
    상기 가이드부는 상기 입구부 및 상기 연결통로로 유동된 가스가 상기 내부 케이스의 내벽을 따라 회전하며 하부로 이동할 수 있도록 나선형으로 구비되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 내부 케이스의 내벽을 따라 나선형으로 연장되는 제1 가이드부 및 상기 제1 가이드부의 내측 단부에서 하방으로 연장되는 제2 가이드부를 포함하는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 내부 케이스는 내부 상측부 및 내부 상측부의 하단에서 하부로 연장되는 내부 하측부를 포함하고,
    상기 외부 케이스는,
    상기 내부 상측부와 대응되는 형상으로 구비되고 상기 내부 상측부의 외측에 배치되는 외부 상측부; 및
    상기 내부 하측부와 대응되는 형상으로 구비되며 상기 외부 상측부의 하단에서 하부로 연장되고, 상기 내부 하측부의 외측에 배치되는 외부 하측부를 포함하고,
    상기 가이드 부재는 상기 외부 상측부 및 상기 내부 상측부를 관통하여 설치되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 내부 케이스는,
    상기 내부 상측부 및 상기 외부 상측부의 상단에 결합되는 상판; 및
    상기 내부 하측부 및 상기 외부 하측부의 하단에 결합되는 하판을 더 포함하고,
    상기 상판에는 상기 유화장치에서 오일로 응축되지 못한 가스 및/또는 미응축 가스가 유동되는 상측 연결부가 구비되고,
    상기 하판에는 상기 유화장치에서 생성된 오일이 유동되는 하측 연결부가 구비되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 외부 상측부 및 상기 내부 상측부는 서로 대응되는 높이의 원통형상으로 구비되며, 상기 외부 상측부는 상기 내부 상측부보다 큰 직경을 가지며 상기 외부 상측부 및 상기 내부 상측부는 반경방향으로 동일한 거리로 이격되어 배치되고,
    상기 상판은 상기 외부 상측부 및 상기 내부 상측부의 상부를 커버하도록, 상기 외부 상측부와 동일한 직경을 갖는 원형 판으로 구비되고,
    상기 외부 하측부 및 상기 내부 하측부는 및 서로 대응되는 높이를 가지며 하부로 갈수록 직경이 작아지는 원뿔형상으로 구비되며, 상기 외부 하측부는 상기 내부 하측부보다 큰 직경을 가지며 상기 외부 하측부 및 상기 내부 상측부는 반경방향으로 동일한 거리로 이격되어 배치되고,
    상기 하판은 상기 외부 하측부 및 상기 내부 하측부의 하부를 커버하도록, 상기 외부 하측부의 하단과 동일한 직경으로 구비되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 유화장치는 상기 상판에 연결되는 냉각수 유입라인 및 상기 하판에 연결되는 냉각수 토출라인을 더 포함하고,
    상기 냉각수 유입라인으로 유입된 냉각수는 상기 외부 케이스와 상기 내부 케이스의 사이에 형성된 공간으로 유동되어 상기 냉각수 토출라인을 통해 토출되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  12. 폐기물이 투입되고, 투입된 상기 폐기물을 열분해하여 가연성 가스를 발생시키는 하나 이상의 열분해로 및 상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스를 완전 연소하는 버너로를 포함하는 열분해유닛;
    상기 버너로에서 발생되는 연소 가스의 폐열을 회수하는 폐열 회수 유닛; 및
    상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스 내에 포함된 수소를 추출하는 수소개질유닛을 포함하는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 열분해로에서 발생된 가스가 상기 수소개질유닛으로 유동되는 가연성 가스 이송 라인; 및
    상기 수소개질유닛을 통과한 가스가 상기 버너로로 유동되는 미응축 가스 이송 라인을 포함하는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스를 냉각하여 오일을 생성하고, 미응축 가스를 배출하는 유화유닛을 더 포함하고,
    상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스와 상기 유화유닛 및 상기 수소개질유닛에서 배출되는 개질 가스 중 어느 하나 또는 둘 모두가 상기 버너로로 투입되어 완전 연소되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스가 유동되는 가연성 가스 이송 라인; 및
    상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 유동되는 미응축 가스 이송 라인을 포함하고,
    상기 가연성 가스 이송 라인은 상기 유화유닛으로 연결되는 유화용 가스 공급 라인 및 상기 버너로로 연결되는 버너로 공급 라인으로 분기되고,
    상기 미응축 가스 이송라인은 상기 유화유닛과 상기 수소개질유닛을 연결하는 제1 리포밍라인과 상기 수소개질유닛과 상기 버너로를 연결하는 제2 리포밍라인으로 구분되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  16. 폐기물이 투입되고, 투입된 상기 폐기물을 열분해하여 가연성 가스를 발생시키는 하나 이상의 열분해로 및 상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스를 완전 연소하는 버너로를 포함하는 열분해유닛;
    상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스를 냉각하여 오일을 생성하고, 미응축 가스를 배출하는 유화유닛;
    상기 유화유닛에서 배출되는 미응축 가스 내에 포함된 수소를 추출하고, 개질가스를 배출하는 수소개질유닛; 및
    상기 버너로에서 발생되는 연소 가스의 폐열을 회수하는 폐열 회수 유닛을 포함하고,
    상기 열분해로에서 발생되는 가연성 가스와 상기 수소개질유닛에서 배출되는 개질가스 중 어느 하나 또는 둘 모두가 상기 버너로로 투입되어 완전 연소되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  17. 폐기물에서 발생되는 가연성 가스를 응축시켜서 오일을 생성하는 유화장치를 포함하는 폐기물의 열분해 시스템에 있어서,
    상기 유화장치는,
    오일이 생성되는 내부공간이 형성된 내부 케이스;
    상기 내부 케이스의 외측에 이격배치되는 외부 케이스; 및
    상기 내부 케이스 및 상기 외부 케이스를 관통하여 설치된 가이드 부재를 포함하고,
    상기 가이드 부재를 통해 상기 내부 케이스의 내부공간으로 가스가 유입되어 오일이 생성되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는,
    상기 외부 케이스를 관통하여 배치되는 입구부;
    상기 입구부에서 연장되어 상기 내부 케이스를 관통하여 연장되는 연결통로; 및
    상기 연결통로에서 상기 내부 케이스의 내벽을 따라 연장되는 가이드부를 포함하고,
    상기 가이드부는 상기 입구부 및 상기 연결통로로 유동된 가스가 상기 내부 케이스의 내벽을 따라 회전하며 하부로 이동할 수 있도록 나선형으로 구비되는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 내부 케이스의 내벽을 따라 나선형으로 연장되는 제1 가이드부 및 상기 제1 가이드부의 내측 단부에서 하방으로 연장되는 제2 가이드부를 포함하는,
    폐기물의 열분해 시스템.
  20. 폐기물이 열분해유닛에 투입되는 단계;
    상기 열분해유닛의 열분해로에서 폐기물이 열분해됨에 따라 발생된 가연성 가스가 가연성 가스 이송 라인을 통해 유화유닛 또는 버너로로 유동되는 단계;
    상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 미응축 가스 이송 라인을 통해 버너로로 유동되는 단계;
    상기 유화유닛에서 생성된 오일이 오일 이송 라인을 통해 유동되는 단계; 및
    상기 버너로에서 발생된 연소 가스가 연소 가스 이송 라인을 통해 유동되는 단계를 포함하는,
    폐기물의 열분해 방법.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 가연성 가스 이송 라인은 상기 유화유닛으로 연결되는 유화용 가스 공급 라인 및 상기 버너로로 연결되는 버너로 공급 라인을 포함하고,
    상기 열분해유닛에서 발생되는 가연성 가스는 상기 유화용 가스 공급 라인으로 유동되고, 소정의 시간이 지난 후에 상기 버너로 공급 라인으로 유동되는
    폐기물의 열분해 방법.
  22. 제20 항에 있어서,
    상기 열분해로에서 발생된 가연성 가스가 유동되는 가연성 가스 이송 라인; 및
    상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 유동되는 미응축 가스 이송 라인을 포함하고,
    상기 가연성 가스 이송 라인은 상기 유화유닛으로 연결되는 유화용 가스 공급 라인 및 상기 버너로로 연결되는 버너로 공급 라인으로 분기되고,
    상기 유화용 가스 공급 라인 또는 상기 버너로 공급 라인 중 적어도 어느 하나로 가연성 가스가 유동되도록 가스 덕트를 통해 가스 유로를 개폐하는 단계를 포함하는,
    폐기물의 열분해 방법.
  23. 제20 항에 있어서,
    상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 미응축 가스 이송 라인을 통해 버너로로 유동되는 단계는,
    상기 유화유닛에서 발생된 미응축 가스가 상기 미응축 가스 이송 라인 상에 설치된 수소개질유닛을 통과하며 미응축 가스 내에 포함된 수소가 추출되는 단계를 포함하는,
    폐기물의 열분해 방법.
  24. 폐기물이 열분해유닛에 투입되는 단계;
    상기 열분해유닛의 열분해로에서 폐기물이 열분해됨에 따라 발생된 가연성 가스가 가연성 가스 이송 라인을 통해 수소개질유닛 또는 버너로로 유동되는 단계;
    상기 수소개질유닛에서 수소가 추출된 개질가스가 개질 가스 이송 라인을 통해 버너로로 유동되는 단계; 및
    상기 버너로에서 발생된 연소 가스가 연소 가스 이송 라인을 통해 유동되는 단계를 포함하는,
    폐기물의 열분해 방법.

KR1020210047214A 2021-04-12 2021-04-12 폐기물의 열분해 시스템 및 이를 이용한 열분해 방법 KR102511333B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210047214A KR102511333B1 (ko) 2021-04-12 2021-04-12 폐기물의 열분해 시스템 및 이를 이용한 열분해 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210047214A KR102511333B1 (ko) 2021-04-12 2021-04-12 폐기물의 열분해 시스템 및 이를 이용한 열분해 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220141092A true KR20220141092A (ko) 2022-10-19
KR102511333B1 KR102511333B1 (ko) 2023-03-17

Family

ID=83804325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210047214A KR102511333B1 (ko) 2021-04-12 2021-04-12 폐기물의 열분해 시스템 및 이를 이용한 열분해 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102511333B1 (ko)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10251657A (ja) * 1997-03-17 1998-09-22 Kubota Corp 廃プラスチック油化システム
JP3091693B2 (ja) * 1996-07-04 2000-09-25 小島プレス工業株式会社 内燃機関用オイルトラッパ
JP2001062437A (ja) * 1999-08-27 2001-03-13 Kunio Yoshikawa 廃棄物焼却システム及び廃棄物焼却方法
JP2002141074A (ja) * 2000-11-02 2002-05-17 Toshiba Corp 廃プラスチック処理および燃料電池発電の一体化システム
KR20050044574A (ko) * 2001-11-22 2005-05-12 레르 리뀌드, 소시에떼 아노님 아 디렉또와르 에 꽁세예 드 쉬르베양스 뿌르 레뛰드 에 렉스쁠로아따시옹 데 프로세데 죠르쥬 끌로드 수소 생성 장치 및 그의 사용 방법
KR100844531B1 (ko) * 2007-05-28 2008-07-08 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 폐가스 정화 처리 장치
JP2009096966A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 Ramusa Abe:Kk 凝縮器
JP2012011299A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Altis:Kk 熱分解装置、脱塩素処理装置、熱分解方法および脱塩素方法
KR101599358B1 (ko) * 2015-01-09 2016-03-03 주식회사 대경에스코 미분해 바이오매스의 재활용이 가능한 바이오 오일 제조 장치 및 그 방법
KR101817728B1 (ko) * 2016-09-28 2018-01-11 최준호 폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3091693B2 (ja) * 1996-07-04 2000-09-25 小島プレス工業株式会社 内燃機関用オイルトラッパ
JPH10251657A (ja) * 1997-03-17 1998-09-22 Kubota Corp 廃プラスチック油化システム
JP2001062437A (ja) * 1999-08-27 2001-03-13 Kunio Yoshikawa 廃棄物焼却システム及び廃棄物焼却方法
JP2002141074A (ja) * 2000-11-02 2002-05-17 Toshiba Corp 廃プラスチック処理および燃料電池発電の一体化システム
KR20050044574A (ko) * 2001-11-22 2005-05-12 레르 리뀌드, 소시에떼 아노님 아 디렉또와르 에 꽁세예 드 쉬르베양스 뿌르 레뛰드 에 렉스쁠로아따시옹 데 프로세데 죠르쥬 끌로드 수소 생성 장치 및 그의 사용 방법
KR100844531B1 (ko) * 2007-05-28 2008-07-08 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 폐가스 정화 처리 장치
JP2009096966A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 Ramusa Abe:Kk 凝縮器
JP2012011299A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Altis:Kk 熱分解装置、脱塩素処理装置、熱分解方法および脱塩素方法
KR101599358B1 (ko) * 2015-01-09 2016-03-03 주식회사 대경에스코 미분해 바이오매스의 재활용이 가능한 바이오 오일 제조 장치 및 그 방법
KR101817728B1 (ko) * 2016-09-28 2018-01-11 최준호 폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비

Also Published As

Publication number Publication date
KR102511333B1 (ko) 2023-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7798077B2 (en) Freefall pyrolytic oven
US3707129A (en) Method and apparatus for disposing of refuse
CN103608115B (zh) 焚烧炉灰的处理方法和设备
US20030106694A1 (en) Method for disposal of liquid from gas wells
KR20030085599A (ko) 폐기물처리장치 및 방법
US20110303134A1 (en) Method and apparatus for treating solid wastes
KR100807200B1 (ko) 소각로 일체형 폐열회수장치
KR102511333B1 (ko) 폐기물의 열분해 시스템 및 이를 이용한 열분해 방법
KR100881757B1 (ko) 각종 폐기물의 전량 무방출-자원화-활용을 위한 자원회수처리공정 및 그의 시스템
CN108726487B (zh) 一种焚烧h2s、碳热还原so2回收硫资源的装置及工艺
KR100215628B1 (ko) 촉매적 분해기에서 유출된 가스 유출물을 처리하는 방법 및 장치
JPH11159718A (ja) 燃焼装置および燃焼方法
EP3990393B1 (en) Ammonia stripper apparatus
US20170253817A1 (en) Method and device for the production of synthesis gas for operating an internal combustion engine
EP0918192A1 (en) A method of disposal of waste materials
KR102622121B1 (ko) 폐기물 연속 공급장치
CN111649331A (zh) 高效垃圾热解处理系统
KR101898255B1 (ko) 고형분 부착방지 및 연소가스 유도찬넬이 구비된 열분해장치
KR100584509B1 (ko) 압축 공기를 이용한 유기물 분해 연소 장치
RU2229060C2 (ru) Установка для термической переработки нефтешламов
KR20240000674A (ko) 폐기물의 열분해 시스템 및 이를 이용한 열분해 방법
KR950007416B1 (ko) 폐타이어 소각장치
CN212408671U (zh) 高效垃圾热解处理系统
KR102560428B1 (ko) 연속성 열분해 유화장치
EP3792553B1 (en) Catalytic oxidizer

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant