KR20230156492A - Pyrolysis apparatus for plastic wastes - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소규모나 각 공장의 자체 폐합성수지의 재활용시스템에 맞게 간헐적인 운전용에 적합하고, 더욱이 폐합성수지의 수거된 양이 많은 경우에도 버너의 화력을 유지한 상태로 연속운전을 수행할 수 있어 연료소비를 줄일 수 있고, 열분해 효율을 높일 수 있는 폐합성수지 열분해장치에 관한 것으로, 버너의 화력에 의해 내부가 가열되는 가스연소실과, 좌측 하부의 열기인입구가 상기 가스연소실과 연통되어 상기 버너의 화력을 전달받아 내부가 가열되고, 우측 상부의 열기배출구를 통해 가열된 내부의 열기를 배출하며, 상면에 원형으로 개구된 탱크삽입구가 관통 형성된 분해연소실과, 상기 분해연소실의 탱크삽입구에 인입출 가능하게 설치되고, 내부에 폐합성수지가 투입되어 수용된 후 상기 분해연소실의 열기를 전달받아 상기 폐합성수지를 열분해하는 열분해탱크와, 상기 열분해탱크로부터 열분해된 발생가스를 여과한 후 응축시켜 재생오일을 생산하는 여과기 및 응축기를 포함하고, 상기 분해연소실의 탱크삽입구 상부에 환형으로 고정 설치되고, 상기 버너의 화력을 유지한 상태로 연속운전이 수행되도록 상기 열분해탱크를 인출시키는 경우 개방된 상기 탱크삽입구를 폐쇄하여 열기의 방출을 차단하도록 에어막을 형성하는 에어막형성부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is suitable for intermittent operation in accordance with small-scale or each factory's own waste synthetic resin recycling system, and furthermore, even when the collected amount of waste synthetic resin is large, continuous operation can be performed while maintaining the thermal power of the burner. It relates to a waste synthetic resin pyrolysis device that can reduce fuel consumption and increase pyrolysis efficiency, comprising a gas combustion chamber whose interior is heated by the thermal power of a burner, and a hot air inlet at the lower left side communicating with the gas combustion chamber to generate thermal decomposition power of the burner. The inside is heated by receiving the heat, and the heated inside heat is discharged through the hot air outlet on the upper right side, and the decomposition combustion chamber is formed through a tank insertion hole with a circular opening on the upper surface, and the decomposition combustion chamber can be inserted into and out of the tank insertion port of the decomposition combustion chamber. A pyrolysis tank is installed to pyrolyze the waste synthetic resin by receiving heat from the decomposition and combustion chamber after the waste synthetic resin is introduced and accommodated therein, and a filter to produce recycled oil by filtering and condensing the pyrolyzed gas generated from the pyrolysis tank. and a condenser, which is fixedly installed in an annular shape at the upper part of the tank insertion port of the decomposition combustion chamber, and is opened by closing the open tank insertion port when the pyrolysis tank is withdrawn so that continuous operation is performed while maintaining the thermal power of the burner. It is characterized in that it further includes an air film forming part that forms an air film to block the emission of.
Description
본 발명은 폐합성수지를 재활용하여 재생오일을 생산하기 위하여 폐합성수지를 열분해하는 폐합성수지 열분해장치에 관한 것이다.The present invention relates to a waste synthetic resin pyrolysis device that pyrolyzes waste synthetic resin to produce recycled oil.
산업화가 가속화되고 생활수준이 향상되면서 에너지와 자원에 대한 수요가 높아지고 있다. 최근 들어 자원 및 에너지 부족 현상이 심화되면서 폐기물도 자원이라는 관점에서 접근하고 있다.As industrialization accelerates and living standards improve, demand for energy and resources is increasing. Recently, as resource and energy shortages have worsened, waste has been approached from the perspective of a resource.
특히 우리나라는 생활양식이 서구화되면서 플라스틱 사용량이 급증하고 있으며, 그 중에서도 우리나라의 열가소성수지 생산량은 1,000만톤 가량으로 세계 5위이고, 폐기물로 연간 배출되는 열가소성수지는 400만톤 가량으로 엄청난 양이 환경에 유입되고 있다.In particular, the use of plastics in Korea is rapidly increasing as lifestyles become westernized. Among them, Korea's thermoplastic resin production is approximately 10 million tons, ranking 5th in the world, and thermoplastic resins discharged as waste annually are approximately 4 million tons, which is a huge amount entering the environment. It is becoming.
상술한 열가소성수지 폐기물의 50%는 소각 처리되고 있으며, 15%는 매립처리, 나머지 35% 정도가 재활용되고 있다. 열가소성수지는 연소속도가 빨라서 충분한 산소 공급이 이루어지지 못하면 불완전연소의 개연성이 높다. 또한 혼합 열가소성수지 폐기물에 포함된 PVC는 소각과정에서 HCl과 다이옥신의 생성 배출의 원인으로 알려져 있다.50% of the above-mentioned thermoplastic resin waste is incinerated, 15% is landfilled, and the remaining 35% is recycled. Thermoplastic resins have a fast combustion rate, so if sufficient oxygen is not supplied, there is a high probability of incomplete combustion. In addition, PVC contained in mixed thermoplastic resin waste is known to be the cause of HCl and dioxin emissions during the incineration process.
따라서, 높은 발열량 등의 장점에도 불구하고 관리의 어려움으로 폐열가소성수지의 소각은 바람직한 대안으로 꼽히지 못하고 있다. 반면에 매립은 자원을 활용하지 못한다는 치명적 단점으로 인하여 가연성폐기물의 매립처리는 전 세계적으로 금지하는 추세이며, 우리나라도 소각재와 재활용되지 않는 폐기물을 매립하는 것으로 매립 역할을 제한 규정하고 있는 실정이다.Therefore, despite its advantages such as high calorific value, incineration of waste thermoplastic resin is not considered a desirable alternative due to management difficulties. On the other hand, due to the fatal disadvantage of landfill in that it does not utilize resources, landfill disposal of combustible waste is being banned worldwide, and Korea is also limiting the role of landfill to landfilling incineration ash and non-recyclable waste.
일반적으로 재활용은 물질재활용과 화학적재활용으로 구분하고 있으나, 최근에는 에너지재활용도 새로운 재활용 범주로 포함하고 있다. 상기 물질재활용은 용융과정을 거친 후에 사출을 통해 원료물질을 전환하거나, 성형과정을 거쳐 제품을 생산하는 재활용 형태이다. 그러나 순도가 떨어지므로 고가의 단일 원료물질로의 환원은 불가능한 상황이고, 생산품의 색도 등의 문제로 인하여 수요와 선호도가 떨어진다. 화학적재활용은 열분해와 가스화를 꼽을 수 있고, 이중 열분해는 최근 기술적으로 상당히 진척을 이루었고, 오일의 고가 행진에 따라 열분해의 경제성도 충분히 확보되고 있는 상황이다.Generally, recycling is divided into material recycling and chemical recycling, but recently, energy recycling is also included as a new recycling category. The material recycling is a form of recycling that converts raw materials through injection after going through a melting process or produces products through a molding process. However, because the purity is low, it is impossible to reduce it to a single expensive raw material, and demand and preference are low due to problems such as the color of the product. Chemical recycling includes pyrolysis and gasification, of which pyrolysis has recently made significant technological progress, and the economic feasibility of pyrolysis is sufficiently secured as the price of oil continues to rise.
이러한 폐합성수지의 열분해는 외부에서 공급되는 에너지에 의해 열적으로 분해되어 기체생성물, 액체생성물 및 고체생성물로 전환되는 공정이다. 기체생성물은 CH4, C2H6, C3H8 등이 주성분으로 연료가스로서 사용이 가능하고, 액체생성물은 탄소수가 15 이하의 탄화수소화합물로 중유 이상의 오일로 사용이 가능하다. 또한, 고체생성물은 주성분으로 석탄 대체 연료로서 사용이 가능하고, 카본블랙, 활성탄, 탄소나노튜브 등의 탄소원으로 활용이 가능하다.Thermal decomposition of waste synthetic resin is a process in which waste synthetic resin is thermally decomposed by externally supplied energy and converted into gaseous products, liquid products, and solid products. The gaseous product contains CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 as main components and can be used as fuel gas, and the liquid product is a hydrocarbon compound with a carbon number of 15 or less and can be used as heavy oil or higher oil. In addition, the solid product is the main ingredient and can be used as an alternative fuel to coal, and can be used as a carbon source such as carbon black, activated carbon, and carbon nanotubes.
이러한 폐합성수지의 열분해는 반응온도에 따라 고온 및 저온반응으로 구분할 수 있으며, 반응온도에 따라 생성되는 생성물의 종류와 양이 달라진다. 예컨대, 고온반응일수록 기체생성물의 생성비율이 높고, 액체 및 고체생성물의 생성비율은 떨어지며, 저온반응에서는 그 반대 현상이 목격된다. 이 중 반응온도 600℃ 이상의 고온열분해는 연료가스 생성이 주목적이나 가스화와 비교하여 연료가스 생성에서 열등하므로 현장에서는 많이 활용되지 않고 있다.Thermal decomposition of waste synthetic resin can be divided into high-temperature and low-temperature reactions depending on the reaction temperature, and the type and amount of products produced vary depending on the reaction temperature. For example, the higher the temperature reaction, the higher the production rate of gaseous products, and the lower the production rate of liquid and solid products, and the opposite phenomenon is observed in low-temperature reactions. Among these, the main purpose of high-temperature pyrolysis with a reaction temperature of 600℃ or higher is to generate fuel gas, but it is inferior in fuel gas generation compared to gasification, so it is not widely used in the field.
따라서, 현재 대부분의 폐합성수지 열분해장치는 600℃ 미만의 저온에서 운전하고 있으며, 연료유 생성 즉 유류화를 목적으로 설치 운영되고 있다. 이처럼 저온 열분해장치는 연료오일 생성에 유리하고, 이러한 목적을 충족하기에 적합한 물질은 열가소성수지이다.Therefore, most waste synthetic resin pyrolysis devices currently operate at low temperatures below 600°C and are installed and operated for the purpose of generating fuel oil, that is, converting it into oil. In this way, low-temperature pyrolysis devices are advantageous for generating fuel oil, and thermoplastic resin is a material suitable for meeting this purpose.
종래 기술에 따른 폐합성수지 열분해장치로는, 등록실용신안공보 제20-0397138호의 '폐합성수지의 간단한 열분해 장치', 등록실용신안공보 제20-0299241호의 '폐합성수지 열분해유 재생장치' 및 공개특허공보 제10-2008-0087607호의 '폐합성수지 열분해 장치' 등이 있다.The pyrolysis device for waste synthetic resin according to the prior art includes 'Simple pyrolysis device for waste synthetic resin' in Registered Utility Model Publication No. 20-0397138, 'Pyrolysis oil regeneration device for waste synthetic resin' in Registered Utility Model Publication No. 20-0299241, and Public Patent Publication No. 20-0299241. There is ‘waste synthetic resin pyrolysis device’ under No. 10-2008-0087607.
이러한 종래의 폐합성수지 열분해장치는, 대량의 소재를 연속적으로 열분해하고자 하는 것으로 소규모나 각 공장의 자체 폐합성수지의 재활용시스템으로 활용하기 위해 간헐적인 운전용으로는 맞지 않다. 특히 종래부터 문제되어 왔던 폐합성수지의 열분해시 발생하는 이물질, 염소성 물질이나 슬러지 등이 장치 내부에 부착되어 열효율의 저하, 관리의 어려움 및 고장의 원인으로 여전한 문제가 되고 있다.This conventional waste synthetic resin pyrolysis device is designed to continuously pyrolyze large quantities of materials and is not suitable for intermittent operation for small-scale use or for use as a recycling system for each factory's own waste synthetic resin. In particular, foreign matter, chlorine substances, sludge, etc. generated during thermal decomposition of waste synthetic resin, which has been a problem in the past, adheres to the inside of the device, causing a decrease in thermal efficiency, difficulty in management, and a cause of failure.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 등록특허공보 제10-1734033호의 '폐합성수지 열분해장치'가 개발되었다. 구체적으로, 상기 종래 기술에 따른 폐합성수지 열분해장치는 버너(11)의 화력에 의해 내부가 가열되는 가스연소실(10)과, 상기 가스연소실(10)과 연통되어 상기 버너(11)의 화력을 전달받아 내부가 가열되는 분해연소실(20)과, 상기 분해연소실(20)에 설치되고, 내부에 폐합성수지가 투입되어 수용된 후 상기 분해연소실(20)의 열기를 전달받아 상기 폐합성수지를 열분해하는 열분해탱크(30)와, 상기 열분해탱크(30)로부터 열분해된 발생가스를 여과한 후 응축시켜 재생오일을 생산하는 여과기(40) 및 응축기(50)를 포함한다. 이때 상기 열분해탱크(30)는 탱크프레임(31)과, 상기 탱크프레임(31)의 내부에 수용되는 복수의 열분해용기(32)와, 상기 탱크프레임(31)의 상부에 개폐가능하도록 설치되는 상부커버(33)를 포함한다.In order to solve the above problems, the 'waste synthetic resin pyrolysis device' of Patent Registration No. 10-1734033 was developed, as shown in Figures 1 and 2. Specifically, the waste synthetic resin pyrolysis device according to the prior art has a
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 폐합성수지 열분해장치의 경우에도 소규모나 각 공장의 자체 폐합성수지의 재활용시스템에 맞게 간헐적인 운전용에는 적합하지만 폐합성수지의 양이 다소 많이 쌓여있는 경우의 연속운전에는 적합하지 않다는 문제가 있다.However, the waste synthetic resin pyrolysis device according to the prior art as described above is suitable for intermittent operation in accordance with small-scale or each factory's own waste synthetic resin recycling system, but is not suitable for continuous operation when a rather large amount of waste synthetic resin is accumulated. The problem is that it doesn't fit.
즉, 소규모의 공장이라도 수거되는 폐합성수지의 양이 적더라도 매회 수거할 때마다 열분해하게 되면 버너(11)를 가동시켜 화력을 높여야 하므로 탱크프레임(31)을 기준으로 1회의 열분해 보다는 2~3회 정도로 열분해하는 것이 연료의 소비를 줄일 수 있기 때문이다.In other words, even if the amount of waste synthetic resin collected is small even in a small factory, if pyrolysis occurs each time it is collected, the
이 경우 도 3에 도시된 바와 같이 탱크프레임(31)은 분해연소실(20)에 고정 설치된 상태이므로 탱크프레임(32)으로부터 복수의 열분해용기(32)를 꺼내기 위해서는 상부커버(33)를 개방하여야 하고, 상부커버(33)의 개방을 위해서는 버너(11)의 작동을 멈추고, 분해연소실(20)의 열기가 충분히 가신 다음에야 상부커버(33)를 개방하고, 탱크프레임(32)으로부터 복수의 열분해용기(32)를 꺼낸 후 열분해 후 남은 슬러지를 배출한 다음, 다시 탱크프레임(32)의 내부로 복수의 열분해용기(32)를 새로 넣어 버너(11)를 재가동시켜 화력을 높여야 하는 문제가 있다.In this case, as shown in FIG. 3, the
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 소규모나 각 공장의 자체 폐합성수지의 재활용시스템에 맞게 간헐적인 운전용에 적합하고, 더욱이 폐합성수지의 수거된 양이 많은 경우에도 버너의 화력을 유지한 상태로 연속운전을 수행할 수 있어 연료소비를 줄일 수 있고, 열분해 효율을 높일 수 있는 폐합성수지 열분해장치를 제공하는데 있다.The purpose of the present invention, which was devised to solve the above problems, is to be suitable for intermittent operation in accordance with small-scale or each factory's own waste synthetic resin recycling system, and furthermore, even when the collected amount of waste synthetic resin is large, the burner The aim is to provide a waste synthetic resin pyrolysis device that can operate continuously while maintaining thermal power, thereby reducing fuel consumption and increasing pyrolysis efficiency.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 폐합성수지 열분해장치는, 버너의 화력에 의해 내부가 가열되는 가스연소실과, 좌측 하부의 열기인입구가 상기 가스연소실과 연통되어 상기 버너의 화력을 전달받아 내부가 가열되고, 우측 상부의 열기배출구를 통해 가열된 내부의 열기를 배출하며, 상면에 원형으로 개구된 탱크삽입구가 관통 형성된 분해연소실과, 상기 분해연소실의 탱크삽입구에 인입출 가능하게 설치되고, 내부에 폐합성수지가 투입되어 수용된 후 상기 분해연소실의 열기를 전달받아 상기 폐합성수지를 열분해하는 열분해탱크와, 상기 열분해탱크로부터 열분해된 발생가스를 여과한 후 응축시켜 재생오일을 생산하는 여과기 및 응축기를 포함하고, 상기 분해연소실의 탱크삽입구 상부에 환형으로 고정 설치되고, 상기 버너의 화력을 유지한 상태로 연속운전이 수행되도록 상기 열분해탱크를 인출시키는 경우 개방된 상기 탱크삽입구를 폐쇄하여 열기의 방출을 차단하도록 에어막을 형성하는 에어막형성부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the waste synthetic resin pyrolysis device according to the present invention has a gas combustion chamber whose interior is heated by the thermal power of a burner, and a hot air inlet at the lower left side communicates with the gas combustion chamber to receive the thermal power of the burner. The interior is heated, and the heated interior heat is discharged through a hot air outlet on the upper right side, and a decomposition combustion chamber through which a tank insertion port having a circular opening on the upper surface is formed, and a tank insertion port of the decomposition combustion chamber is installed so as to be able to enter and exit, A pyrolysis tank that pyrolyzes the waste synthetic resin by receiving heat from the decomposition combustion chamber after the waste synthetic resin is introduced and accommodated therein, and a filter and condenser that filter and condense the pyrolyzed gas from the pyrolysis tank to produce recycled oil. It is fixed and installed in an annular shape at the upper part of the tank insertion port of the decomposition combustion chamber, and when the pyrolysis tank is withdrawn so that continuous operation is performed while maintaining the thermal power of the burner, the open tank insertion port is closed to release heat. It is characterized in that it further includes an air film forming part that forms an air film to block it.
또한, 상기 열분해탱크는, 내부가 중공인 원통 형상이고, 개구된 상부가 상기 분해연소실로부터 외부로 돌출되도록 상기 분해연소실의 상방으로 인입출 가능하게 설치되며, 내부에 상기 폐합성수지가 수용되는 탱크프레임과, 상기 탱크프레임의 상부에 개폐가능하도록 결합되고, 상면에 승강와이어가 걸림되도록 걸림고리가 형성되며, 상기 발생가스를 상기 여과기로 전달하도록 상기 여과기와 연결되는 상부커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the pyrolysis tank has a cylindrical shape with a hollow interior, is installed to be retractable and removable above the decomposition and combustion chamber so that the open upper part protrudes outward from the decomposition and combustion chamber, and is a tank frame in which the waste synthetic resin is accommodated. And, it is coupled to the upper part of the tank frame so that it can be opened and closed, a locking ring is formed on the upper surface to catch the lifting wire, and an upper cover connected to the filter to transmit the generated gas to the filter. .
또한, 상기 열분해탱크는, 제1 열분해탱크 및 제2 열분해탱크를 각각 포함하고, 상기 버너의 화력이 유지되는 동안 상기 제1 열분해탱크의 열분해 후 상기 분해연소실로부터 상기 제1 열분해탱크를 상방으로 인출시키고, 대기하고 있는 상기 제2 열분해탱크를 상기 분해연소실로 인입시켜 연속으로 열분해를 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the pyrolysis tank includes a first pyrolysis tank and a second pyrolysis tank, and the first pyrolysis tank is pulled upward from the decomposition combustion chamber after pyrolysis of the first pyrolysis tank while the thermal power of the burner is maintained. and introducing the second pyrolysis tank, which is on standby, into the decomposition and combustion chamber to continuously perform pyrolysis.
또한, 상기 에어막형성부는, 상기 분해연소실의 탱크삽입구 상부에 환형으로 고정 설치되고, 상기 분해연소실로부터의 열전달을 차단하는 단열부재와, 상기 단열부재의 상부에 환형으로 설치되고, 에어컴프레서로부터 고압의 공기를 공급받는 에어공급파이프와, 상기 분해연소실의 열기배출구를 바라보도록 하방을 향해 경사지게 상기 에어공급파이프의 내주면에 설치되고, 개방된 상기 탱크삽입구를 폐쇄하여 열기의 방출을 차단하도록 상기 고압의 공기를 분사하여 에어막을 형성하는 에어노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the air film forming part is fixedly installed in an annular shape at the upper part of the tank insertion port of the decomposition combustion chamber, includes an insulating member that blocks heat transfer from the decomposition combustion chamber, and is annularly installed on an upper part of the insulating member, and is provided with a high pressure from the air compressor. An air supply pipe that receives air, and an inner circumferential surface of the air supply pipe inclined downward to face the hot air discharge port of the decomposition combustion chamber, are installed on the inner peripheral surface of the air supply pipe to block the release of hot air by closing the open tank insertion port. It is characterized by including an air nozzle that sprays air to form an air film.
본 발명에 따른 폐합성수지 열분해장치는, 소규모나 각 공장의 자체 폐합성수지의 재활용시스템에 맞게 간헐적인 운전용에 적합하고, 더욱이 폐합성수지의 수거된 양이 많은 경우에도 버너의 화력을 유지한 상태로 연속운전을 수행할 수 있어 연료소비를 줄일 수 있고, 열분해 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.The waste synthetic resin pyrolysis device according to the present invention is suitable for intermittent operation in accordance with small-scale or each factory's own waste synthetic resin recycling system, and further, maintains the thermal power of the burner even when the collected amount of waste synthetic resin is large. Continuous operation can be performed, which has the effect of reducing fuel consumption and increasing pyrolysis efficiency.
특히, 버너의 화력을 유지한 상태로 열분해탱크를 인출하는 경우 에어막형성부를 통해 분해연소실의 개방된 탱크삽입구를 폐쇄하여 열기의 방출을 차단할 수 있도록 에어막을 형성함으로써 작업의 안전성을 담보할 수 있다.In particular, when withdrawing the pyrolysis tank while maintaining the thermal power of the burner, the safety of the work can be ensured by forming an air film to block the release of heat by closing the open tank insertion port of the decomposition combustion chamber through the air film forming part. .
도 1은 종래 기술에 따른 폐합성수지 열분해장치를 도시한 구성도이고,
도 2는 도 1의 실시예 중 분해연소실과 열분해탱크의 요부 측단면도이며,
도 3은 도 2의 실시예에서 열분해 완료 후 열분해탱크의 상부커버를 개방한 후 열분해용기를 탈거시키는 과정을 도시한 요부 측단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 폐합성수지 열분해장치의 일 실시예를 도시한 구성도이며,
도 5는 도 4의 실시예 중 분해연소실과 열분해탱크의 요부 측단면도이고,
도 6은 도 5의 실시예로부터 제1 열분해탱크를 분해연소실로부터 인출시킨 상태를 도시한 요부 측단면도이며,
도 7은 도 6의 실시예로부터 제2 열분해탱크를 분해연소실의 상방으로 이동시킨 상태를 도시한 요부 측단면도이고,
도 8은 도 7의 실시예로부터 제2 열분해탱크를 분해연소실의 탱크삽입구에 인입시킨 상태를 도시한 요부 측단면도이다.1 is a configuration diagram showing a pyrolysis device for waste synthetic resin according to the prior art;
Figure 2 is a side cross-sectional view of the main part of the decomposition combustion chamber and the pyrolysis tank in the embodiment of Figure 1;
Figure 3 is a main sectional side view showing the process of removing the pyrolysis vessel after opening the upper cover of the pyrolysis tank after completion of pyrolysis in the embodiment of Figure 2;
Figure 4 is a configuration diagram showing an embodiment of a waste synthetic resin pyrolysis device according to the present invention;
Figure 5 is a side cross-sectional view of the main portion of the decomposition combustion chamber and the pyrolysis tank in the embodiment of Figure 4;
Figure 6 is a main sectional side view showing the state in which the first pyrolysis tank is pulled out from the decomposition and combustion chamber in the embodiment of Figure 5;
Figure 7 is a side cross-sectional view showing the main part of the second pyrolysis tank from the embodiment of Figure 6 in a state in which the second pyrolysis tank is moved upward to the decomposition and combustion chamber;
Figure 8 is a side cross-sectional view showing the main part of the second pyrolysis tank in the embodiment of Figure 7 when it is inserted into the tank insertion port of the decomposition and combustion chamber.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 폐합성수지 열분해장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the waste synthetic resin pyrolysis device according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
본 발명에 따른 폐합성수지 열분해장치는, 도 4 내지 8에 도시된 바와 같이 가스연소실(100), 분해연소실(200), 열분해탱크(300), 여과기(400), 응축기(500) 및 에어막형성부(600)를 포함한다. 상기 열분해탱크(300)는 탱크프레임(310) 및 상부커버(320)를 포함하고, 상기 열분해탱크(300)는 제1 열분해탱크(301) 및 제2 열분해탱크(302)로 개별적으로 나뉘어 상기 분해연소실(200)에 인입출되게 설치된다. 또한, 상기 에어막형성부(600)는 단열부재(610), 에어공급파이프(620) 및 에어노즐(630)을 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 4 to 8, the waste synthetic resin pyrolysis device according to the present invention includes a
가스연소실(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 버너(110)의 화력에 의해 내부가 가열된다. 상기 버너(110)는 주입되는 가스에 의해 점화되어 화력을 발생하고, 폐합성수지의 열분해 후 남은 폐가스를 전달받아 재사용할 수도 있다. 이러한 가스연소실(100)은 후술하는 분해연소실(200)의 열기인입구(210)와 연결되어 발생한 화력을 전달한다.The inside of the
분해연소실(200)은 도 4 내지 8에 도시된 바와 같이 좌측 하부의 열기인입구(210)가 상기 가스연소실(100)과 연통되어 상기 버너(110)의 화력을 전달받아 내부가 가열되고, 우측 상부의 열기배출구(220)를 통해 가열된 내부의 열기를 배출하며, 상면에 원형으로 개구된 탱크삽입구(230)가 관통 형성된다. 이러한 분해연소실(200)은 상기 가스연소실(100)과 함께 일체로 형성된 화덕이고, 가스연소실(100)의 버너(110)를 통해 발생한 화력을 전달받아 후술하는 열분해탱크(300)에 전달한다.As shown in FIGS. 4 to 8, the
열분해탱크(300)는 도 4 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 분해연소실(200)의 탱크삽입구(230)에 인입출 가능하게 설치되고, 내부에 폐합성수지(미도시)가 투입되어 수용된 후 상기 분해연소실(200)의 열기를 전달받아 상기 폐합성수지를 열분해한다. 열분해탱크(300) 내에서 폐합성수지가 열분해되면, 기체생성물, 액체생성물 및 고체생성물로 전환된다. 기체생성물은 CH4, C2H6, C3H8 등이 주성분으로 연료가스로서 사용이 가능하고, 액체생성물은 탄소수가 15 이하의 탄화수소화합물로 중유 이상의 오일로 사용이 가능하다. 또한, 고체생성물은 주성분으로 석탄 대체 연료로서 사용이 가능하고, 카본블랙, 활성탄, 탄소나노튜브 등의 탄소원으로 활용이 가능하다.As shown in FIGS. 4 to 8, the
여기서, 고체생성물은 슬러지로 열분해탱크(300) 내부에 잔류하게 되고, 증발된 액체생성물 및 기체생성물은 후술하는 여과기(400)를 거쳐 여과된 후 응축기(500)를 거치면서 액체생성물은 재생오일로 생산되고, 기체생성물은 연료가스로 포집하거나 또는 도 4에 도시된 바와 같이 폐가스를 버너(110)의 화력발생을 위해 재사용할 수 있다.Here, the solid product remains inside the
즉, 여과기(400) 및 응축기(500)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 열분해탱크(300)로부터 열분해된 발생가스를 여과한 후 응축시켜 재생오일을 생산한다. 이러한 여과기(400) 및 응축기(500)의 여과 및 응축과정은 종래 널리 알려진 기술이므로 그 상세한 설명은 생략한다.That is, as shown in FIG. 4, the
상술한 바와 같이 페합성수지 열분해장치의 일반적인 열분해과정 및 열분해 후 발생되는 생성물의 처리과정을 살펴보았다. 여기서, 고체생성물의 경우 열분해탱크(300)의 내부에 잔류하면서 열효율의 저하, 관리의 어려움 및 고장의 원인 등이 된다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 특유의 구성을 통한 열분해탱크(300)를 통해 문제를 해결하고자 한다. 더불어, 폐합성수지의 수거된 양이 많은 경우에도 버너(110)의 화력을 유지한 상태로 연속운전을 수행할 수 있어 연료소비를 줄일 수 있고, 열분해 효율을 높일 수 있도록 열분해탱크(300)를 분해연소실(200)로부터 인입출 가능하게 설치하는 특징을 가진다.As described above, the general thermal decomposition process of the composite resin thermal decomposition device and the processing process of the products generated after thermal decomposition were examined. Here, solid products remain inside the
먼저, 연속운전의 수행을 위해 열분해탱크(300)의 구체적인 구성으로 도 4 내지 8에 도시된 바와 같이 탱크프레임(310) 및 상부커버(320)를 포함한다. 탱크프레임(310)은 내부가 중공인 원통 형상이고, 개구된 상부가 상기 분해연소실(200)로부터 외부로 돌출되도록 상기 분해연소실(200의 상방으로 인입출 가능하게 설치되며, 내부에 상기 폐합성수지가 수용된다. 또한, 상부커버(320)는 상기 탱크프레임(310)의 상부에 개폐 가능하도록 결합되고, 상면에 승강와이어(322)가 걸림되도록 걸림고리(321)가 형성되며, 상기 발생가스를 상기 여과기(400)로 전달하도록 상기 여과기(400)와 연결된다.First, in order to perform continuous operation, the specific configuration of the
이때, 상기 열분해탱크(300)는 도 4 내지 8에 도시된 바와 같이 제1 열분해탱크(301) 및 제2 열분해탱크(302)를 각각 포함하고, 상기 버너(110)의 화력이 유지되는 동안 상기 제1 열분해탱크(301)의 열분해 후 상기 분해연소실(200)로부터 상기 제1 열분해탱크(301)를 상방으로 인출시키고, 대기하고 있는 상기 제2 열분해탱크(302)를 상기 분해연소실(200)에 인입시켜 연속으로 열분해를 수행할 수 있다. 상기 제1 열분해탱크(301) 및 제2 열분해탱크(302) 각각의 인입출을 위해 각각의 상부커버(320)에 형성된 걸림고리(321)를 통하여 크레인(미도시)을 통한 승강와이어(322)를 걸림 고정한 후 승하강 및 이동시키면 된다.At this time, the
즉, 본 발명에 따른 폐합성수지 열분해장치는 상기 분해연소실(200)로부터 상기 열분해탱크(300)를 인입출 가능하게 설치하고, 제1 열분해탱크(301) 및 제2 열분해탱크(302)로 나누어 연속적인 열분해를 수행할 수 있어 폐합성수지의 수거된 양이 많은 경우에도 버너(110)의 화력을 유지한 상태로 연속운전을 통해 연료소비를 줄일 수 있고, 열분해 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.That is, the waste synthetic resin pyrolysis device according to the present invention installs the
다만, 상기 버너(110)의 화력을 유지한 상태로 상기 열분해탱크(300)를 인출시키는 경우 상기 분해연소실(200)의 내부로부터 고온의 열기가 개방된 상기 탱크삽입구(230)를 통해 상방으로 노출되어 외부 작업자가 화상을 입거나 외부의 폭발 위험성이 문제가 된다.However, when the
따라서 이를 방지하기 위하여 에어막형성부(600)를 더 포함할 수 있으며, 구체적으로 상기 에어막형성부(600)는 도 6 및 7에 도시된 바와 같이 상기 분해연소실(200)의 탱크삽입구(230) 상부에 환형으로 고정 설치되고, 상기 버너(110)의 화력을 유지한 상태로 연속운전이 수행되도록 상기 열분해탱크(300)를 인출시키는 경우 개방된 상기 탱크삽입구(230)를 폐쇄하여 열기의 방출을 차단하도록 에어막을 형성한다.Therefore, in order to prevent this, it may further include an air
구체적으로, 상기 에어막형성부(600)는 도 5 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 분해연소실(200)의 탱크삽입구(230) 상부에 환형으로 고정 설치되고, 상기 분해연소실(200)로부터의 열전달을 차단하는 단열부재(610)와, 상기 단열부재(610)의 상부에 환형으로 설치되고, 에어컴프레서(621)로부터 고압의 공기를 공급받는 에어공급파이프(620)와, 상기 분해연소실(200)의 열기배출구(220)를 바라보도록 하방을 향해 경사지게 상기 에어공급파이프(620)의 내주면에 설치되고, 개방된 상기 탱크삽입구(230)를 폐쇄하여 열기의 방출을 차단하도록 상기 고압의 공기를 분사하여 에어막을 형성하는 에어노즐(630)을 포함한다.Specifically, the air
분해연소실(200)은 버너(110)로부터 내부로 전달된 고온의 열기로 인해 탱크삽입구(230)까지 가열된 상태이므로 분해연소실(200)의 상부에 상기 단열부재(610)를 먼저 설치하여 상기 공급파이프(620)로의 열전달을 차단하여 공급파이프(620)를 열피로로부터 보호하고자 한다. 공급파이프(620)는 압축공기를 생성 또는 저장하고 있는 에어컴프레서(621)로부터 고압의 공기를 공급받고, 공급파이프(620)의 내주면에 에어노즐(630)이 설치되어 개방된 탱크삽입구(230)를 폐쇄하도록 고압의 공기를 분사하여 에어막을 형성한다. 에어노즐(630)은 하나 또는 둘 이상의 복수가 구비될 수 있으며, 개방된 상기 탱크삽입구(230)로 올라오는 열기의 방출을 차단할 수 있을 정도로 형성 배치될 수 있으면 족하다.Since the decomposition and
특징적인 구성으로 상기 에어노즐(630)의 공기 분사방향이 중요한데, 기본적으로 분해연소실(200)의 내부의 열기는 우측 상부의 열기배출구(220)를 통해 배출되므로 에어노즐(630)로부터 분사되는 공기에 의해 형성되는 에어막을 열기배출구(220)를 향하도록 하방 경사지게 형성하는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 상기 에어노즐(630)은 상기 분해연소실(200)의 열기배출구(220)를 바라보도록 하방을 향해 경사지게 설치되어 도 6 및 7에 도시된 바와 같이 분해연소실(200)의 내부 열기가 상방으로 올라오더라도 에어노즐(630)을 통해 형성된 에어막을 따라 하방 경사지게 열기배출구(220)로 자연스럽게 배출되도록 할 수 있다.As a characteristic configuration, the air injection direction of the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 폐합성수지 열분해장치는, 소규모나 각 공장의 자체 폐합성수지의 재활용시스템에 맞게 간헐적인 운전용에 적합하고, 더욱이 폐합성수지의 수거된 양이 많은 경우에도 버너(110)의 화력을 유지한 상태로 연속운전을 수행할 수 있어 연료소비를 줄일 수 있고, 열분해 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. 특히, 버너(110)의 화력을 유지한 상태로 열분해탱크(300)를 인출하는 경우 에어막형성부(600)를 통해 분해연소실(200)의 개방된 탱크삽입구(230)를 폐쇄하여 열기의 방출을 차단할 수 있도록 에어막을 형성함으로써 작업의 안전성을 담보할 수 있다.As described above, the waste synthetic resin pyrolysis device according to the present invention is suitable for intermittent operation in accordance with small-scale or each factory's own waste synthetic resin recycling system, and furthermore, even when the collected amount of waste synthetic resin is large, the
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters stated in the claims, and those skilled in the art can improve and change the technical idea of the present invention into various forms. Therefore, such improvements and changes will fall within the scope of protection of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.
100 : 가스연소실
110 : 버너
200 : 분해연소실
210 : 열기인입구
220 : 열기배출구
230 : 탱크삽입구
300 : 열분해탱크
301 : 제1 열분해탱크
302 : 제2 열분해탱크
310 : 탱크프레임
320 : 상부커버
321 : 걸림고리
322 : 승강와이어
400 : 여과기
500 : 응축기
600 : 에어막형성부
610 : 단열부재
620 : 에어공급파이프
621 : 에어컴프레서
630 : 에어노즐100: gas combustion chamber 110: burner
200: decomposition combustion chamber 210: hot air inlet
220: hot air outlet 230: tank insertion port
300: Pyrolysis tank
301: first pyrolysis tank 302: second pyrolysis tank
310: Tank frame 320: Top cover
321: Hook 322: Elevating wire
400: Filter
500: Condenser
600: Air film forming part 610: Insulating member
620: Air supply pipe 621: Air compressor
630: Air nozzle
Claims (4)
좌측 하부의 열기인입구가 상기 가스연소실과 연통되어 상기 버너의 화력을 전달받아 내부가 가열되고, 우측 상부의 열기배출구를 통해 가열된 내부의 열기를 배출하며, 상면에 원형으로 개구된 탱크삽입구가 관통 형성된 분해연소실과,
상기 분해연소실의 탱크삽입구에 인입출 가능하게 설치되고, 내부에 폐합성수지가 투입되어 수용된 후 상기 분해연소실의 열기를 전달받아 상기 폐합성수지를 열분해하는 열분해탱크와,
상기 열분해탱크로부터 열분해된 발생가스를 여과한 후 응축시켜 재생오일을 생산하는 여과기 및 응축기를 포함하고,
상기 분해연소실의 탱크삽입구 상부에 환형으로 고정 설치되고, 상기 버너의 화력을 유지한 상태로 연속운전이 수행되도록 상기 열분해탱크를 인출시키는 경우 개방된 상기 탱크삽입구를 폐쇄하여 열기의 방출을 차단하도록 에어막을 형성하는 에어막형성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해장치.
A gas combustion chamber whose interior is heated by the thermal power of the burner,
The heat inlet on the lower left is in communication with the gas combustion chamber and receives the thermal power of the burner to heat the interior, and the heated internal heat is discharged through the heat outlet on the upper right, and a tank insertion hole with a circular opening on the upper surface penetrates. A decomposition combustion chamber formed,
A pyrolysis tank installed to be retractable and removable at the tank insertion port of the decomposition and combustion chamber, and receiving the waste synthetic resin therein, receiving heat from the decomposition and combustion chamber to thermally decompose the waste synthetic resin;
It includes a filter and a condenser that filters the pyrolyzed gas generated from the pyrolysis tank and condenses it to produce recycled oil,
It is fixedly installed in an annular shape at the top of the tank insertion port of the decomposition combustion chamber, and when the pyrolysis tank is withdrawn so that continuous operation is performed while maintaining the thermal power of the burner, the open tank insertion port is closed to block the release of heat. A waste synthetic resin pyrolysis device further comprising an air film forming unit that forms a film.
상기 열분해탱크는,
원통 형상으로 상부가 상기 분해연소실로부터 외부로 돌출되도록 상기 분해연소실의 상방으로 인입출 가능하게 설치되며, 내부에 상기 폐합성수지가 수용되는 탱크프레임과,
상기 탱크프레임의 상부에 개폐가능하도록 결합되고, 상면에 승강와이어가 걸림되도록 걸림고리가 형성되며, 상기 발생가스를 상기 여과기로 전달하도록 상기 여과기와 연결되는 상부커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해장치.
According to paragraph 1,
The pyrolysis tank is,
A tank frame in a cylindrical shape, the upper part of which is retractable and removable above the decomposition and combustion chamber, protrudes outward from the decomposition and combustion chamber, and the spent synthetic resin is accommodated therein;
A waste synthetic resin, characterized in that it is coupled to the upper part of the tank frame so as to be openable, has a locking ring formed on the upper surface to catch a lifting wire, and includes an upper cover connected to the filter to transmit the generated gas to the filter. Pyrolysis device.
상기 열분해탱크는,
제1 열분해탱크 및 제2 열분해탱크를 각각 포함하고,
상기 버너의 화력이 유지되는 동안 상기 제1 열분해탱크의 열분해 후 상기 분해연소실로부터 상기 제1 열분해탱크를 상방으로 인출시키고, 대기하고 있는 상기 제2 열분해탱크를 상기 분해연소실로 인입시켜 연속으로 열분해를 수행하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해장치.
According to paragraph 2,
The pyrolysis tank is,
Includes a first pyrolysis tank and a second pyrolysis tank, respectively,
While the thermal power of the burner is maintained, after thermal decomposition of the first pyrolysis tank, the first pyrolysis tank is withdrawn upward from the decomposition and combustion chamber, and the waiting second pyrolysis tank is introduced into the decomposition and combustion chamber to continuously perform pyrolysis. A waste synthetic resin pyrolysis device characterized in that it performs.
상기 에어막형성부는,
상기 분해연소실의 탱크삽입구 상부에 환형으로 고정 설치되고, 상기 분해연소실로부터의 열전달을 차단하는 단열부재와,
상기 단열부재의 상부에 환형으로 설치되고, 에어컴프레서로부터 고압의 공기를 공급받는 에어공급파이프와,
상기 분해연소실의 열기배출구를 바라보도록 하방을 향해 경사지게 상기 에어공급파이프의 내주면에 설치되고, 개방된 상기 탱크삽입구를 폐쇄하여 열기의 방출을 차단하도록 상기 고압의 공기를 분사하여 에어막을 형성하는 에어노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해장치.According to paragraph 1,
The air film forming part,
an insulating member fixed and installed in an annular shape at the top of the tank insertion port of the decomposition and combustion chamber, and blocking heat transfer from the decomposition and combustion chamber;
An air supply pipe installed in an annular shape on the upper part of the insulation member and receiving high-pressure air from an air compressor;
An air nozzle is installed on the inner peripheral surface of the air supply pipe at an angle downward to face the hot air outlet of the decomposition combustion chamber, and forms an air film by spraying the high-pressure air to block the release of hot air by closing the open tank insertion port. A waste synthetic resin pyrolysis device comprising:
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KR1020220055927A KR20230156492A (en) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | Pyrolysis apparatus for plastic wastes |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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2022
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