KR20240012185A - Apparatus for collecting Pyrolysis wax using gas jet and waste plastic pyrolysis system including the pparatus - Google Patents

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류호정
황병욱
이유리
최유진
원유섭
이창근
조성호
박재현
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한국에너지기술연구원
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Abstract

본 발명은 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치, 그 포집장치를 갖는 폐플라스틱 열분해 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐기류를 열분해하기 위한 공정에서 왁스를 포집하기 위한 장치로서, 관형태로 구성된 몸체; 몸체 일측에 구비되어 열분해로를 거쳐 생성된 열분해가스가 유입되는 열분해가스 유입부; 상기 몸체의 길이방향으로 내부에 위치되어 상기 몸체 내벽 측으로 고속제트기체를 분사하여 왁스를 응축시키는 고속제트기체 분사용 관; 상기 몸체 타측에 연결되어 응축된 왁스가 배출되는 왁스 배출부; 및 왁스가 제거된 열분해가스가 배출되는 열분해가스 배출로;를 포함하는, 기체제트분사 열분해 왁스 포집장치에 관한 것이다. The present invention relates to a gas jet spray pyrolysis wax collection device, a waste plastic pyrolysis system and method having the collection device, and more specifically, to a device for collecting wax in a process for pyrolyzing waste streams, which is configured in the form of a tube. body; A pyrolysis gas inlet provided on one side of the body into which pyrolysis gas generated through a pyrolysis furnace flows; A high-speed jet gas injection tube located inside the body in the longitudinal direction to spray high-speed jet gas toward the inner wall of the body to condense wax; a wax discharge unit connected to the other side of the body and discharging condensed wax; and a pyrolysis gas discharge path through which the pyrolysis gas from which the wax has been removed is discharged. It relates to a gas jet spray pyrolysis wax collection device, including a.

Description

기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치, 그 포집장치를 갖는 폐플라스틱 열분해 시스템 및 방법{Apparatus for collecting Pyrolysis wax using gas jet and waste plastic pyrolysis system including the pparatus}Gas jet spray pyrolysis wax collection device, waste plastic pyrolysis system and method having the collection device {Apparatus for collecting Pyrolysis wax using gas jet and waste plastic pyrolysis system including the pparatus}

본 발명은 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치, 그 포집장치를 갖는 폐플라스틱 열분해 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a gas jet spray pyrolysis wax collection device, and a waste plastic pyrolysis system and method having the same collection device.

우리나라에서는 매년 약 400만 톤의 폐플라스틱이 발생하고 있으나, 재활용률은 20~30%로 낮아, 많은 양이 매립 이나 소각에 의하여 처리되고 있다. 그러나 폐플라스틱의 매립은 유해성분이 용출될 수 있으며, 단위 무게에 비하여 부피가 커 보관, 운반 및 매립의 문제가 발생한다. 또한, 소각에 의한 처리는 소각시 발생하는 열에너지의 일부를 이용할 수 있지만, 많은 경제적인 손실을 초래하고 유독성 가스를 방출하여 환경파괴의 문제를 일으키기에, 폐플라스틱을 재활용하는 방법에 대한 사회적 관심이 높아지고 있다.In Korea, approximately 4 million tons of waste plastic is generated every year, but the recycling rate is low at 20-30%, and a large amount is disposed of through landfill or incineration. However, landfilling of waste plastic may result in leaching of harmful components, and the volume is large compared to unit weight, causing problems with storage, transportation, and landfill. In addition, treatment by incineration can use some of the heat energy generated during incineration, but it causes a lot of economic loss and causes environmental destruction by emitting toxic gases, so social interest in methods of recycling waste plastic is growing. It's getting higher.

폐플라스틱은 주로, 연소열을 회수하는 에너지 회수(Energy Recovery) 방법으로 주로 처리되며, 이를 위해 고형 연료인 폐플라스틱 연료(RPF, Refuse Plastic Fuel)로 성형되어 투입된다. 또 다른 하나의 폐플라스틱 처리 방 법은 재활용인데, 폐플라스틱의 재활용하는 방법은 크게 300℃ 부근에서 폐플라스틱을 용융시켜 펠렛 또는 그래뉼 형태의 재생입자를 만들어 사용하는 기계적 재활용 방법(Mechanical Recycling)과, 폐플라스틱으로부터 다른 화합물을 제조하는데 필요한 재료 성분으로 전환시키는 피드스톡 재활용 (Feedstock Recycling) 방법으로 나뉜다. 이 중 기계적 재활용 방법은, 공정에 의해 제조된 제품의 물성이 기계적 재활용이 반복될 때 마다 떨어져서, 피드스톡 재활용 방법이 최종적 재활용 방법으로 선호되고 있다. 피드스톡 재활용 방법은 크게 열분해 (pyrolysis), 가스화(gasification), 수소화(hydrogenation), 및 용매화(solvolysis)로 나뉘며 그 중 가장 활발히 연구되고 있는 것은 열분해다. 열분해를 통해 폐플라스틱으로부터 제조된 열분해유는 석유 정제 공정에 투입되어 새로운 화학물질 또는 연료의 원료로 사용되게 된다.Waste plastics are mainly processed using energy recovery methods to recover combustion heat, and for this purpose, they are molded into solid fuel, Refuse Plastic Fuel (RPF), and then injected. Another waste plastic disposal method is recycling. The recycling methods for waste plastic are largely mechanical recycling, which involves melting waste plastic at around 300°C to create recycled particles in the form of pellets or granules; It is divided into feedstock recycling, which converts waste plastic into material components needed to manufacture other compounds. Among these, the mechanical recycling method deteriorates the physical properties of products manufactured through the process each time mechanical recycling is repeated, so the feedstock recycling method is preferred as the final recycling method. Feedstock recycling methods are largely divided into pyrolysis, gasification, hydrogenation, and solvolysis, of which pyrolysis is the most actively researched. Pyrolysis oil manufactured from waste plastic through pyrolysis is input into the petroleum refining process and used as a raw material for new chemicals or fuel.

열분해는 Feedstock Recycling 방법 중 하나로서 폐플라스틱을 무산소 하에서 열적 분해하여 오일, 가스, 그리 고 고형 산물인 촤 (char)을 생산하는 친환경적 폐플라스틱 재활용 방법이다. 폐플라스틱의 열분해의 성패는 염소 또는 염소 화합물의 제거와 직결된다. 도시에서 발생하는 폐플라스틱에는 PVC(polyvinyl chloride)가 혼합되 어 있는데, PVC 열분해시 생성되는 염소 화합물 (HCl등)은 열분해 시 공정의 부식을 초래하고, 이를 함유한 열 분해유 연소 시, 소각 설비의 수명 단축을 유발하며, 다이옥신 발생 원인이 된다.Pyrolysis is one of the feedstock recycling methods and is an eco-friendly waste plastic recycling method that thermally decomposes waste plastic under oxygen-free conditions to produce oil, gas, and char, a solid product. The success or failure of thermal decomposition of waste plastic is directly related to the removal of chlorine or chlorine compounds. Waste plastic generated in cities is mixed with PVC (polyvinyl chloride). Chlorine compounds (HCl, etc.) generated during thermal decomposition of PVC cause corrosion of the process during thermal decomposition, and when pyrolysis oil containing it is burned, incineration facilities are required. It shortens the lifespan and causes dioxin.

즉, 폐플라스틱 발생량은 전 세계에서 지속적으로 증가하고 있으며, 열분해 기술은 폐플라스틱으로부터 디젤연료 및 납사 원료를 생산할 수 있고, CO2 저감효과가 크다는 장점이 있다. 환경부에서는 국내의 폐플라스틱 발생량 중 폐플라스틱 열분해 처리 비중을 기존 0.1%에서 2030년까지 10%로 100배 높일 것이라고 보도하였다.In other words, the amount of waste plastic generated is continuously increasing around the world, and pyrolysis technology has the advantage of being able to produce diesel fuel and naphtha raw materials from waste plastic and having a significant CO2 reduction effect. The Ministry of Environment reported that it will increase the proportion of waste plastic generated through pyrolysis treatment by 100 times from the existing 0.1% to 10% by 2030.

도 1은 통상의 폐플라스틱 열분해 공정(1)의 구성도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 폐플라스틱은 열분해로(10)에 주입되고 열분해된 기체상태의 유증기는 공정 후단의 열교환기(50)에서 응축되어 열분해유로 포집된다. Figure 1 shows the configuration of a typical waste plastic pyrolysis process (1). As shown in Figure 1, waste plastic is injected into the pyrolysis furnace 10, and the pyrolyzed gaseous oil vapor is condensed in the heat exchanger 50 at the rear of the process and collected as pyrolysis oil.

응축온도가 열교환기의 온도보다 낮아서 응축되지 못한 성분의 유증기는 열분해 가스로서 반응기 후단으로 배출된다. 한편, 폐플라스틱이 열분해되어 발생하는 유증기는 여러 형태의 탄화수소 성분을 가지며, 이러한 탄화수소는 탄소수의 범위가 넓어서 폐플라스틱 열분해 유증기내 각 성분의 끓는점과 녹는점의 온도범위가 넓다. 폐플라스틱 열분해 성분 중 상온에서 고체의 형태를 가지는 성분들을 보통 왁스(wax)라 칭한다.Because the condensation temperature is lower than the temperature of the heat exchanger, the oil vapor of the component that cannot be condensed is discharged to the rear of the reactor as a pyrolysis gas. Meanwhile, the oil vapor generated from the thermal decomposition of waste plastic contains various types of hydrocarbon components, and these hydrocarbons have a wide range of carbon atoms, so the temperature range of the boiling and melting points of each component in the oil vapor from the thermal decomposition of waste plastic is wide. Among waste plastic pyrolysis components, those that are in solid form at room temperature are usually referred to as wax.

폐플라스틱 열분해 공정 중 열교환기에는 통상적으로 상온의 냉각수가 주입되는데, 상온에서 고체형태를 가지는 왁스가 열교환기 외벽에서 응축, 응고되어 열교환기의 열전달 효율을 감소시키고, 최악의 경우 열교환기가 막혀 운전이 중단된다. 이는 상용급 폐플라스틱 열분해 시설에서 자주 발생되는 문제이다.During the waste plastic pyrolysis process, coolant at room temperature is usually injected into the heat exchanger. Wax, which is solid at room temperature, condenses and solidifies on the outer wall of the heat exchanger, reducing the heat transfer efficiency of the heat exchanger, and in the worst case, the heat exchanger is clogged, making it impossible to operate. It is stopped. This is a problem that frequently occurs in commercial-grade waste plastic pyrolysis facilities.

대한민국 등록특허 10-2123842Republic of Korea registered patent 10-2123842 대한민국 등록특허 10-1890415Republic of Korea registered patent 10-1890415 대한민국 등록특허 10-2029047Republic of Korea registered patent 10-2029047 대한민국 등록특허 10-1130337Republic of Korea registered patent 10-1130337

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 열교환기의 열분해가스 응축과정에서 열교환기 외벽에 왁스가 응축, 응고되어 열교환효율을 감소시키는 문제를 해결하기 위한 목적을 갖는다. Therefore, the present invention was developed to solve the above-described conventional problems. According to an embodiment of the present invention, the wax condenses and solidifies on the outer wall of the heat exchanger during the condensation process of the pyrolysis gas of the heat exchanger, reducing the heat exchange efficiency. The purpose is to solve the problem.

본 발명의 실시예에 따르면, 고속제트분사를 통해 대류열전달계수를 증가시키는 방식으로 왁스를 응축시킬 수 있고, 열교환기 전단에 왁스 포집장치를 설치하여, 왁스가 포집, 제거된 열분해가스가 열교환기로 공급되어 응축효율, 열분해유 포집효율, 열교환기 운전 중단 등의 문제를 해결할 수 있는, 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치, 그 포집장치를 갖는 폐플라스틱 열분해 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, wax can be condensed by increasing the convective heat transfer coefficient through high-speed jet injection, and a wax collection device is installed in front of the heat exchanger, so that the wax is collected and the removed pyrolysis gas is sent to the heat exchanger. The purpose is to provide a gas jet spray pyrolysis wax collection device that can solve problems such as condensation efficiency, pyrolysis oil collection efficiency, and heat exchanger operation interruption, and a waste plastic pyrolysis system and method having the collection device.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly apparent to those skilled in the art from the description below. It will be understandable.

본 발명의 제1목적은 폐기류를 열분해하기 위한 공정에서 왁스를 포집하기 위한 장치로서, 관형태로 구성된 몸체; 몸체 일측에 구비되어 열분해로를 거쳐 생성된 열분해가스가 유입되는 열분해가스 유입부; 상기 몸체의 길이방향으로 내부에 위치되어 상기 몸체 내벽 측으로 고속제트기체를 분사하여 왁스를 응축시키는 고속제트기체 분사용 관; 상기 몸체 타측에 연결되어 응축된 왁스가 배출되는 왁스 배출부; 및 왁스가 제거된 열분해가스가 배출되는 열분해가스 배출로;를 포함하는, 기체제트분사 열분해 왁스 포집장치로서 달성될 수 있다. The first object of the present invention is a device for collecting wax in a process for thermally decomposing waste, comprising: a body configured in the form of a tube; A pyrolysis gas inlet provided on one side of the body into which pyrolysis gas generated through a pyrolysis furnace flows; A high-speed jet gas injection tube located inside the body in the longitudinal direction to spray high-speed jet gas toward the inner wall of the body to condense wax; a wax discharge unit connected to the other side of the body and discharging condensed wax; and a pyrolysis gas discharge path through which the pyrolysis gas from which the wax has been removed is discharged. It can be achieved as a gas jet spray pyrolysis wax collection device.

그리고 상기 몸체를 가열하여 상기 응축된 왁스가 상기 내벽에 응고되는 것을 방지하는 열공급장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. and a heat supply device that heats the body to prevent the condensed wax from solidifying on the inner wall.

또한 상기 열공급장치를 제어하여 상기 내벽 온도를 왁스의 응고점보다 높게 유지시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it may further include a control unit that controls the heat supply device to maintain the inner wall temperature higher than the solidification point of the wax.

그리고 상기 고속제트기체 분사용 관은, 상기 몸체 중심축 상에 위치되며, 길이방향을 따라 서로 특정간격 이격되어 형성된 복수의 분사구멍을 구비하여, 상기 분사구를 통해 상기 몸체의 길이방향과 수직방향으로 고속제트기체가 분사되는 것을 특징으로 할 수 있다. And the high-speed jet gas injection pipe is located on the central axis of the body and has a plurality of injection holes formed at specific intervals from each other along the longitudinal direction. It may be characterized in that a high-speed jet gas is sprayed.

또한 상기 고속기체제트로 강제대류를 유도해 열전달계수를 상승시켜 열분해 가스중 왁스를 응축시키는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, forced convection may be induced using the high-speed gas jet to increase the heat transfer coefficient to condense the wax in the pyrolysis gas.

그리고 상기 제어부는 상기 고속제트기체 분사용 관으로 기체를 공급하는 기체공급수단을 제어하여 기체 제트가 상기 내벽에 도달할 수 있도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the control unit may control a gas supply means for supplying gas to the high-speed jet gas injection pipe to allow the gas jet to reach the inner wall.

또한 상기 폐기류는 폐플라스틱인 것을 특징으로 할 수 있다. Additionally, the waste stream may be characterized as waste plastic.

본 발명의 제2목적은 폐플라스틱 열분해 시스템으로서, 폐플라스틱을 열분해하는 열분해로; 상기 열분해로에서 생성된 열분해가스를 응축하여 열분해유를 포집하는 열교환기; 및 상기 열교환기 전단에 구비되어 상기 열분해가스 내에 왁스를 포집하는 앞서 언급한 제1목적에 따른 왁스포집장치;를 포함하는 왁스포집장치를 이용한 폐플라스틱 열분해 시스템으로서 달성될 수 있다. The second object of the present invention is a waste plastic pyrolysis system, which includes a pyrolysis furnace for pyrolyzing waste plastic; A heat exchanger that condenses the pyrolysis gas generated in the pyrolysis furnace and collects pyrolysis oil; and a wax collecting device for the first purpose mentioned above, which is provided at the front of the heat exchanger and collects wax in the pyrolysis gas. It can be achieved as a waste plastic pyrolysis system using a wax collecting device including a.

그리고 상기 열교환기에서 미응축된 열분해가스를 압축하여 상기 왁스포집장치의 고속제트기체 분사용 관으로 공급하는 압축기;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. It may further include a compressor that compresses the pyrolysis gas uncondensed in the heat exchanger and supplies it to the high-speed jet gas injection pipe of the wax collection device.

본 발명의 제3목적은 폐플라스틱 열분해 방법으로서, 열분해로에서 폐플라스틱을 열분해하여 열분해가스가 생성되는 단계; 상기 열분해가스가 왁스포집장치 몸체 내부로 유입되는 단계; 상기 몸체 내부에 위치된 고속제트기체 분사용 관의 분사구멍을 통해 기체가 상기 몸체 내벽 측으로 고속제트기체를 분사하여 왁스를 응축시키는 단계; 응축된 왁스가 왁스배출로로 배출되어 포집되고, 왁스가 제거된 열분해가스가 열교환기 측으로 유입되는 단계; 및 열교환기에서 열분해가스가 응축되어 열분해유를 포집하는 단계;를 포함하는, 왁스포집이 가능한 폐플라스틱 열분해 방법으로서 달성될 수 있다. A third object of the present invention is a method of pyrolyzing waste plastic, comprising the steps of pyrolyzing waste plastic in a pyrolysis furnace to generate pyrolysis gas; Introducing the pyrolysis gas into the body of the wax collection device; Condensing the wax by spraying high-speed jet gas toward the inner wall of the body through the injection hole of the high-speed jet gas injection tube located inside the body; Condensed wax is discharged to the wax discharge path and collected, and pyrolysis gas from which the wax has been removed flows into the heat exchanger; and condensing the pyrolysis gas in a heat exchanger to collect pyrolysis oil. It can be achieved as a waste plastic pyrolysis method capable of collecting wax, including a step.

그리고 압축기가 상기 열교환기에서 미응축된 열분해가스를 압축하여 상기 왁스포집장치의 고속제트기체 분사용 관으로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the compressor may further include compressing the uncondensed pyrolysis gas in the heat exchanger and supplying it to the high-speed jet gas injection pipe of the wax collection device.

또한 상기 왁스를 응축시키는 단계에서, 상기 고속기체제트로 강제대류를 유도해 열전달계수를 상승시켜 열분해 가스중 왁스를 응축시키는 것을 특징으로 할 수 있다. Additionally, in the step of condensing the wax, forced convection may be induced with the high-speed gas jet to increase the heat transfer coefficient to condense the wax in the pyrolysis gas.

그리고 제어부가 상기 몸체를 가열하는 열공급장치를 제어하여 몸체 내벽의 온도를 왁스의 응고점보다 높게 유지시키고, 상기 압축기를 제어하여 기체 제트가 상기 내벽에 도달할 수 있도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. The controller may control a heat supply device that heats the body to maintain the temperature of the inner wall of the body higher than the solidification point of wax, and control the compressor to allow a gas jet to reach the inner wall.

본 발명의 실시예에 따른 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치, 그 포집장치를 갖는 폐플라스틱 열분해 시스템 및 방법에 따르면, 열교환기의 열분해가스 응축과정에서 열교환기 외벽에 왁스가 응축, 응고되어 열교환효율을 감소시키는 문제를 해결할 수 있게 된다. According to the gas jet spray pyrolysis wax collection device according to an embodiment of the present invention, the waste plastic pyrolysis system and method having the collection device, wax condenses and solidifies on the outer wall of the heat exchanger during the pyrolysis gas condensation process of the heat exchanger, thereby improving heat exchange efficiency. The problem of reduction can be solved.

본 발명의 실시예에 따른 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치, 그 포집장치를 갖는 폐플라스틱 열분해 시스템 및 방법에 따르면, 고속제트분사를 통해 대류열전달계수를 증가시키는 방식으로 왁스를 응축시킬 수 있고, 열교환기 전단에 왁스 포집장치를 설치하여, 왁스가 포집, 제거된 열분해가스가 열교환기로 공급되어 응축효율, 열분해유 포집효율, 열교환기 운전 중단 등의 문제를 해결할 수 있는 효과를 갖는다. According to the gas jet injection pyrolysis wax collection device according to an embodiment of the present invention, the waste plastic pyrolysis system and method having the collection device, wax can be condensed by increasing the convection heat transfer coefficient through high-speed jet injection, and heat exchange. By installing a wax collection device at the front of the machine, the pyrolysis gas from which the wax is collected and removed is supplied to the heat exchanger, which has the effect of solving problems such as condensation efficiency, pyrolysis oil collection efficiency, and heat exchanger operation interruption.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 통상의 폐플라스틱 열분해 공정의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치를 이용한 폐플라스틱 열분해 방법의 흐름도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치를 이용한 폐플라스틱 열분해 시스템의 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.
The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention along with the detailed description of the invention, so the present invention is limited only to the matters described in such drawings. It should not be interpreted as such.
1 is a block diagram of a typical waste plastic pyrolysis process;
Figure 2 is a cross-sectional view of a gas jet spray pyrolysis wax collection device according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a flow chart of a waste plastic pyrolysis method using a gas jet pyrolysis wax collection device according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a configuration diagram of a waste plastic pyrolysis system using a gas jet pyrolysis wax collection device according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 shows a block diagram showing the signal flow of the control unit according to an embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be formed directly on the other element or that a third element may be interposed between them. Also, in the drawings, the thickness of components is exaggerated for effective explanation of technical content.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be explained with reference to cross-sectional views and/or plan views, which are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content. Therefore, the shape of the illustration may be changed depending on manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in form produced according to the manufacturing process. For example, an area shown as a right angle may be rounded or have a shape with a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate a specific shape of the region of the device and are not intended to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first and second are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, 'comprises' and/or 'comprising' does not exclude the presence or addition of one or more other elements.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing specific embodiments below, various specific details have been written to explain the invention in more detail and to aid understanding. However, a reader with sufficient knowledge in the field to understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that when describing the invention, parts that are commonly known but are not significantly related to the invention are not described in order to prevent confusion without any reason in explaining the invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치의 구성, 기능 및 이러한 왁스 포집장치를 갖는 폐플라스틱 열분해 시스템에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration and function of the gas jet pyrolysis wax collection device according to an embodiment of the present invention and the waste plastic pyrolysis system having this wax collection device will be described.

먼저 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치의 단면도를 도시한 것이다. First, Figure 2 shows a cross-sectional view of a gas jet spray pyrolytic wax collection device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 기술은 열분해 반응에서 발생되는 왁스를 포집하는 설비이다. 왁스포집장치(30)의 몸체(31)는 원통형 혹은 사각형으로 제작되고, 외부에 열 공급장치(32)가 설치되며, 매우 작은 분사구멍(42)이 뚫린 얇은 고속제트기체 분사용 관(40)(스파저, sparger)이 내부에 설치된다. 분사용 관(40)의 가스공급단(41)으로 압축기(60)(compressor)로 압축된 재순환 열분해 가스 혹은 질소가 주입되며, 주입된 기체는 작은 분사구멍(42)을 통해 횡 방향으로 고속 분사된다. 왁스 포집장치(30)는 열교환기(50) 전단에 설치되어 열분해에서 발생되는 왁스가 열교환기(50)에 도달할 수 없도록 한다.The technology according to an embodiment of the present invention is a facility for collecting wax generated in a thermal decomposition reaction. The body 31 of the wax collection device 30 is made in a cylindrical or square shape, a heat supply device 32 is installed on the outside, and a thin high-speed jet gas injection tube 40 has a very small injection hole 42. (Sparger) is installed inside. Recirculating pyrolysis gas or nitrogen compressed by a compressor 60 is injected into the gas supply end 41 of the injection pipe 40, and the injected gas is injected at high speed in the horizontal direction through the small injection hole 42. do. The wax collection device 30 is installed in front of the heat exchanger 50 to prevent wax generated from thermal decomposition from reaching the heat exchanger 50.

본 발명의 실시예에 따른 왁스포집장치(30)의 몸체(31)는 기본적으로 관형태를 가지며 그 단면은 원형 또는 사각형일 수 있다. 몸체(31) 상측에 구비된 열분해가스 유입부를 통해 열분해로(10)를 거쳐 생성된 열분해가스가 유입되게 된다. The body 31 of the wax collecting device 30 according to an embodiment of the present invention basically has a tubular shape and its cross section may be circular or square. The pyrolysis gas generated through the pyrolysis furnace 10 is introduced through the pyrolysis gas inlet provided on the upper side of the body 31.

그리고 고속제트기체 분사용 관(40)은 몸체(31)의 길이방향으로 내부에 위치되어 몸체(31) 내벽 측으로 고속제트기체를 분사하여 왁스를 응축시키게 된다. 즉, 분사용 관(40)은 몸체(31)의 중심축 상에 위치되며, 분사용 관(40)의 길이방향을 따라 특정간격 이격되어 형성된 복수의 분사구멍(42)을 통해 기체가 횡방향으로 분사되어 제트기체가 몸체(31) 내벽에 도달할 수 있도록 구성된다. And the high-speed jet gas injection pipe 40 is located inside the body 31 in the longitudinal direction and sprays the high-speed jet gas toward the inner wall of the body 31 to condense the wax. That is, the injection pipe 40 is located on the central axis of the body 31, and gas flows in the horizontal direction through a plurality of injection holes 42 formed at specific intervals along the longitudinal direction of the injection pipe 40. It is configured to allow the jet gas to reach the inner wall of the body 31.

또한 왁스 배출로(33)는 몸체(31) 하단에 연결되어 응축된 왁스가 배출되도록 구성되며, 왁스가 제거된 열분해가스는 열분해가스 배출로(34)를 통해 배출되어 열교환기(50) 측으로 유입되도록 구성된다. In addition, the wax discharge passage 33 is connected to the bottom of the body 31 and is configured to discharge condensed wax, and the pyrolysis gas from which the wax has been removed is discharged through the pyrolysis gas discharge passage 34 and flows into the heat exchanger 50. It is structured as possible.

또한 열공급장치(32)는 몸체(31)를 가열하여 상기 응축된 왁스가 상기 내벽에 응고되는 것을 방지하도록 구성된다. Additionally, the heat supply device 32 is configured to heat the body 31 to prevent the condensed wax from solidifying on the inner wall.

즉, 온도센서(71)는 몸체(31) 내벽의 온도를 측정하도록 설치될 수 있으며, 제어부(70)는 온도센서(71)에서 측정된 온도값을 기반으로 열공급장치(32)를 제어하여 내벽 온도를 왁스의 응고점보다 높게 유지시키게 된다. That is, the temperature sensor 71 may be installed to measure the temperature of the inner wall of the body 31, and the control unit 70 controls the heat supply device 32 based on the temperature value measured by the temperature sensor 71 to measure the temperature of the inner wall of the body 31. The temperature is maintained above the freezing point of the wax.

또한 제어부(70)는 상기 고속제트기체 분사용 관(40)으로 기체를 공급하는 기체공급수단을 제어하여 기체 제트가 상기 내벽에 도달할 수 있도록 한다. In addition, the control unit 70 controls the gas supply means for supplying gas to the high-speed jet gas injection pipe 40 so that the gas jet can reach the inner wall.

본 발명의 실시예에서는 고속기체제트로 강제대류를 유도해 열전달계수를 상승시켜 열분해 가스중 왁스를 응축시키게 된다. In an embodiment of the present invention, forced convection is induced with a high-speed gas jet to increase the heat transfer coefficient to condense the wax in the pyrolysis gas.

보다 구체적으로 왁스 포집 설비의 작동 원리는 다음과 같다. 열분해에서 생성되는 유증기의 응축을 위해 추출되어야 하는 에너지는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.More specifically, the operating principle of the wax collection equipment is as follows. The energy that must be extracted for condensation of oil vapor generated from thermal decomposition can be expressed as equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

E : 열분해 유증기 응축을 위해 추출되어야 하는 에너지 [J]E : Energy to be extracted for condensation of pyrolysis oil vapor [J]

Q : 열전달 속도 [J/s]Q : Heat transfer rate [J/s]

t : 체류시간 [s]t : Residence time [s]

몸체(31) 내부에서의 열전달 속도는 다음의 수식으로 나타낼 수 있고, 결과적으로 열분해 가스(유증기) 응축을 위해 추출되어야 하는 에너지는 다음의 수학식 2와 같이 나타난다.The heat transfer rate inside the body 31 can be expressed by the following equation, and as a result, the energy that must be extracted for condensing the pyrolysis gas (oil vapor) is expressed as the following equation 2.

[수학식 2][Equation 2]

h : 대류 열전달 계수 [W/m2K]h: convective heat transfer coefficient [W/m 2 K]

A : 관 내벽 표면적 [m2]A: Pipe inner wall surface area [m 2 ]

△T : 유체와 몸체 내벽 사이의 온도차△T : Temperature difference between the fluid and the inner wall of the body

대류 열전달 계수(h)의 값이 클수록 유증기로부터 추출되는 에너지가 크다. 열전달계수는 자연대류에서는 약 2 ~ 25 W/m2K의 값을 나타내는 반면, 강제대류에서는 자연대류의 약 10배가 높은 25 ~ 250 W/m2K의 값을 나타낸다. 본 발명의 실시예에서는 분사용 관(40)에서 횡 방향으로 분사되는 고속 기체 제트로 강제대류를 유도해 열전달계수를 상승시켜 열분해가스 중의 왁스를 응축시킨다. 한편, 왁스 포집장치(30)에서 응축된 왁스 성분들은 벽면에서 응고되지 않아야 하므로 열 공급장치(32)를 이용하여 내벽 온도를 응고점보다 높게 유지해 왁스가 액상으로 하강할 수 있도록 한다.The larger the value of the convective heat transfer coefficient (h), the greater the energy extracted from oil vapor. The heat transfer coefficient shows a value of about 2 to 25 W/m2K in natural convection, while the heat transfer coefficient shows a value of 25 to 250 W/m2K in forced convection, which is about 10 times higher than that of natural convection. In an embodiment of the present invention, forced convection is induced by a high-speed gas jet injected laterally from the spray pipe 40 to increase the heat transfer coefficient and condense the wax in the pyrolysis gas. Meanwhile, since the wax components condensed in the wax collection device 30 must not solidify on the wall, the heat supply device 32 is used to maintain the inner wall temperature above the solidification point so that the wax can descend to a liquid state.

결과적으로 왁스 포집 설비의 설계 및 운전방법은 앞서 언급한 바와 같이, 다음과 같다. As a result, the design and operation method of the wax collection facility is as follows, as mentioned above.

(1) 열 공급장치(32)가 설치된 몸체(31)의 내벽 온도는 왁스가 응고되지 않고 몸체(31) 아래로 흐를 수 있는 온도로 유지한다. (1) The temperature of the inner wall of the body 31 where the heat supply device 32 is installed is maintained at a temperature that allows the wax to flow under the body 31 without solidifying.

(2) 내부에 설치된 분사용 관(40)에 주입되는 기체 유량, 분사구멍(42)의 직경은 분사용 관(40)에서 고속 분사되는 기체 제트가 장치 내벽에 도달할 수 있도록 설계, 운전한다.(2) The gas flow rate injected into the injection pipe 40 installed inside and the diameter of the injection hole 42 are designed and operated so that the gas jet sprayed at high speed from the injection pipe 40 can reach the inner wall of the device. .

이하에서는 앞서 언급한 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치(30)를 이용한 폐플라스틱 열분해 방법 및 열분해 시스템에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the waste plastic pyrolysis method and pyrolysis system using the above-mentioned gas jet pyrolysis wax collection device 30 will be described.

먼저, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치(30)를 이용한 폐플라스틱 열분해 방법의 흐름도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치를 이용한 폐플라스틱 열분해 시스템의 구성도를 도시한 것이다. 또한 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. First, Figure 3 shows a flowchart of a method for pyrolyzing waste plastic using the gas jet pyrolysis wax collection device 30 according to an embodiment of the present invention. And Figure 4 shows the configuration of a waste plastic pyrolysis system using a gas jet pyrolysis wax collection device according to an embodiment of the present invention. Additionally, Figure 5 shows a block diagram showing the signal flow of the control unit according to an embodiment of the present invention.

앞서 언급한 왁스포집장치(30)는 열교환기(50)의 전단에 설치되어 왁스가 제거된 열분해 가스가 열교환기(50)로 유입되도록 구성된다. The wax collection device 30 mentioned above is installed at the front of the heat exchanger 50 and is configured to allow pyrolysis gas from which wax has been removed to flow into the heat exchanger 50.

폐플라스틱 시스템(100)은 폐플라스틱을 열분해하는 열분해로(10)를 갖는다. 열분해로(10)에서 생성된 열분해가스 유증기는 배출부(11)를 통해 배출되며 통상의 열분해 시스템과 같이, 열교환기(50)는 열분해로(10)에서 생성된 열분해가스를 응축하여 열분해유를 포집하도록 구성된다. The waste plastic system 100 has a pyrolysis furnace 10 that pyrolyzes waste plastic. The pyrolysis gas vapor generated in the pyrolysis furnace 10 is discharged through the discharge part 11, and like a normal pyrolysis system, the heat exchanger 50 condenses the pyrolysis gas generated in the pyrolysis furnace 10 to produce pyrolysis oil. It is configured to capture.

본 발명의 실시예에서는 열교환기(50) 전단에 앞서 언급한 왁스포집장치(30)가 구비되어 열분해가스 내에 왁스를 포집, 제거한 후, 왁스가 제거된 열분해가스가 열교환기(50)로 유입되도록 구성된다. In an embodiment of the present invention, the wax collection device 30 mentioned above is provided in front of the heat exchanger 50 to collect and remove wax in the pyrolysis gas, and then allow the pyrolysis gas from which the wax has been removed to flow into the heat exchanger 50. It is composed.

또한 압축기(60)는 열교환기(50)에서 배출되는 미응축 열분해가스를 압축하여 왁스포집장치(30)의 고속제트기체 분사용 관(40)으로 공급하도록 구성된다. In addition, the compressor 60 is configured to compress the uncondensed pyrolysis gas discharged from the heat exchanger 50 and supply it to the high-speed jet gas injection pipe 40 of the wax collection device 30.

본 발명의 실시예에 따른 폐플라스틱 열분해 방법은, 먼저 열분해로(10)에서 폐플라스틱을 열분해하여 열분해가스가 생성되게 된다(S1). 그리고 이러한 열분해가스는 배출부(11)를 통해 배출되고, 탄화물 필터(20)에 의해 탄화물이 제거되게 된다(S2). In the waste plastic pyrolysis method according to an embodiment of the present invention, waste plastic is first pyrolyzed in a pyrolysis furnace 10 to generate pyrolysis gas (S1). Then, this pyrolysis gas is discharged through the discharge part 11, and the carbide is removed by the carbide filter 20 (S2).

그리고 열분해가스가 왁스포집장치(30)의 몸체(31)의 내부로 유입되게 된다(S3). Then, the pyrolysis gas flows into the body 31 of the wax collection device 30 (S3).

그리고 몸체(31) 내부에 위치된 고속제트기체 분사용 관(40)의 분사구멍(42)을 통해 기체가 몸체(31) 내벽 측으로 고속제트기체를 분사하여 왁스를 응축시키게 된다(S4). 즉, 고속기체제트로 강제대류를 유도해 열전달계수를 상승시켜 열분해 가스중 왁스를 응축시키게 된다(S5, S6). Then, the gas sprays the high-speed jet gas toward the inner wall of the body 31 through the injection hole 42 of the high-speed jet gas injection pipe 40 located inside the body 31 to condense the wax (S4). That is, forced convection is induced with a high-speed gas jet to increase the heat transfer coefficient and condense the wax in the pyrolysis gas (S5, S6).

앞서 언급한 바와 같이, 이때 고속기체제트 발생을 위해 공급되는 기체는 열교환기(50)에서 미응축된 열분해가스를 압축기(60)가 압축하여 공급되도록 구성될 수 있다. As mentioned above, the gas supplied to generate the high-speed gas jet may be configured to be supplied by compressing the pyrolysis gas uncondensed in the heat exchanger 50 by the compressor 60.

그리고 응축된 왁스는 왁스배출로(33)로 배출되어 포집되고(S7), 왁스가 제거된 열분해가스는 열교환기(50) 측으로 유입되는 된다(S8). Then, the condensed wax is discharged to the wax discharge passage 33 and collected (S7), and the pyrolysis gas from which the wax has been removed flows into the heat exchanger 50 (S8).

그리고 열교환기(50)에서 열분해가스가 냉각, 응축되어 열분해유가 포집되게 된다(S9). Then, the pyrolysis gas is cooled and condensed in the heat exchanger 50, and pyrolysis oil is collected (S9).

이러한 공정에서 제어부(70)는 몸체(31)를 가열하는 열공급장치(32)를 제어하여 몸체(31) 내벽의 온도를 왁스의 응고점보다 높게 유지시키고, 압축기(60)를 제어하여 기체 제트가 상기 내벽에 도달할 수 있도록 한다. In this process, the control unit 70 controls the heat supply device 32 that heats the body 31 to maintain the temperature of the inner wall of the body 31 higher than the solidification point of the wax, and controls the compressor 60 to generate the gas jet above. Allows you to reach the inner wall.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the apparatus and method described above are not limited to the configuration and method of the above-described embodiments, but all or part of each embodiment can be selectively combined so that various modifications can be made. It may be composed.

1:종래 폐플라스틱 열분해 공정의 구성도
10:열분해로
11:열분해가스 배출부
20:탄화물 필터
30:왁스포집장치
31:몸체
32:열공급장치
33:왁스배출로
34:열분해가스 배출로
40:고속제트기체 분사용 관(스파저, sparger)
41:가스공급단
42:분사구멍
50:열교환기
60:압축기
70:제어부
71:온도센서
100:기체 제트분사 열분해 왁스 포집장치를 이용한 폐플라스틱 열분해 시스템
1: Configuration of the conventional waste plastic pyrolysis process
10: Pyrolysis furnace
11: Pyrolysis gas discharge unit
20:Carbide filter
30: Wax collection device
31:Body
32: Heat supply device
33: Wax discharge path
34: Pyrolysis gas discharge path
40: Pipe for high-speed jet gas injection (sparger)
41: Gas supply stage
42: Spray hole
50: heat exchanger
60: Compressor
70: Control unit
71: Temperature sensor
100: Waste plastic pyrolysis system using gas jet pyrolysis wax collection device

Claims (13)

폐기류를 열분해하기 위한 공정에서 왁스를 포집하기 위한 장치로서,
관형태로 구성된 몸체;
몸체 일측에 구비되어 열분해로를 거쳐 생성된 열분해가스가 유입되는 열분해가스 유입부;
상기 몸체의 길이방향으로 내부에 위치되어 상기 몸체 내벽 측으로 고속제트기체를 분사하여 왁스를 응축시키는 고속제트기체 분사용 관;
상기 몸체 타측에 연결되어 응축된 왁스가 배출되는 왁스 배출부; 및
왁스가 제거된 열분해가스가 배출되는 열분해가스 배출로;를 포함하는, 기체제트분사 열분해 왁스 포집장치.
A device for collecting wax in the process for thermal decomposition of waste streams,
A body composed of a tubular shape;
A pyrolysis gas inlet provided on one side of the body into which pyrolysis gas generated through a pyrolysis furnace flows;
A high-speed jet gas injection tube located inside the body in the longitudinal direction to spray high-speed jet gas toward the inner wall of the body to condense wax;
a wax discharge unit connected to the other side of the body and discharging condensed wax; and
A gas jet spray pyrolysis wax collection device comprising a pyrolysis gas discharge path through which the pyrolysis gas from which the wax has been removed is discharged.
제 1항에 있어서,
상기 몸체를 가열하여 상기 응축된 왁스가 상기 내벽에 응고되는 것을 방지하는 열공급장치;를 더 포함하는, 기체제트분사 열분해 왁스 포집장치.
According to clause 1,
A heat supply device that heats the body to prevent the condensed wax from solidifying on the inner wall. Gas jet spray pyrolysis wax collection device further comprising a.
제 2항에 있어서,
상기 열공급장치를 제어하여 상기 내벽 온도를 왁스의 응고점보다 높게 유지시키는 제어부;를 더 포함하는, 기체제트분사 열분해 왁스 포집장치.
According to clause 2,
A control unit that controls the heat supply device to maintain the inner wall temperature higher than the solidification point of the wax. Gas jet spray pyrolysis wax collection device.
제 1항에 있어서,
상기 고속제트기체 분사용 관은, 상기 몸체 중심축 상에 위치되며, 길이방향을 따라 서로 특정간격 이격되어 형성된 복수의 분사구멍을 구비하여, 상기 분사구를 통해 상기 몸체의 길이방향과 수직방향으로 고속제트기체가 분사되는, 기체제트분사 열분해 왁스 포집장치.
According to clause 1,
The tube for high-speed jet gas injection is located on the central axis of the body and has a plurality of injection holes formed at specific intervals from each other along the longitudinal direction, and provides high-speed jet gas injection in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the body through the injection holes. A gas jet spray pyrolysis wax collection device where jet gas is sprayed.
제 4항에 있어서,
상기 고속기체제트로 강제대류를 유도해 열전달계수를 상승시켜 열분해 가스중 왁스를 응축시키는, 기체제트분사 열분해 왁스 포집장치.
According to clause 4,
A gas jet spray pyrolysis wax collection device that induces forced convection with the high-speed gas jet to increase the heat transfer coefficient and condense the wax in the pyrolysis gas.
제 5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 고속제트기체 분사용 관으로 기체를 공급하는 기체공급수단을 제어하여 기체 제트가 상기 내벽에 도달할 수 있도록 하는, 기체제트분사 열분해 왁스 포집장치.
According to clause 5,
The control unit controls a gas supply means for supplying gas to the high-speed jet gas injection pipe to allow the gas jet to reach the inner wall.
제 1항에 있어서,
상기 폐기류는 폐플라스틱인, 기체제트분사 열분해 왁스 포집장치.
According to clause 1,
The waste stream is a waste plastic, a gas jet spray pyrolysis wax collection device.
폐플라스틱 열분해 시스템으로서,
폐플라스틱을 열분해하는 열분해로;
상기 열분해로에서 생성된 열분해가스를 응축하여 열분해유를 포집하는 열교환기; 및
상기 열교환기 전단에 구비되어 상기 열분해가스 내에 왁스를 포집하는 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 왁스포집장치;를 포함하는 왁스포집장치를 이용한 폐플라스틱 열분해 시스템.
As a waste plastic pyrolysis system,
A pyrolysis furnace that thermally decomposes waste plastic;
A heat exchanger that condenses the pyrolysis gas generated in the pyrolysis furnace and collects pyrolysis oil; and
A waste plastic pyrolysis system using a wax collection device, comprising: a wax collection device according to any one of claims 1 to 7, which is provided at the front of the heat exchanger and collects wax in the pyrolysis gas.
제 8항에 있어서,
상기 열교환기에서 미응축된 열분해가스를 압축하여 상기 왁스포집장치의 고속제트기체 분사용 관으로 공급하는 압축기;를 더 포함하는, 왁스포집장치를 이용한 폐플라스틱 열분해 시스템.
According to clause 8,
A waste plastic pyrolysis system using a wax collection device, further comprising a compressor that compresses the pyrolysis gas uncondensed in the heat exchanger and supplies it to a high-speed jet gas injection pipe of the wax collection device.
폐플라스틱 열분해 방법으로서,
열분해로에서 폐플라스틱을 열분해하여 열분해가스가 생성되는 단계;
상기 열분해가스가 왁스포집장치 몸체 내부로 유입되는 단계;
상기 몸체 내부에 위치된 고속제트기체 분사용 관의 분사구멍을 통해 기체가 상기 몸체 내벽 측으로 고속제트기체를 분사하여 왁스를 응축시키는 단계;
응축된 왁스가 왁스배출로로 배출되어 포집되고, 왁스가 제거된 열분해가스가 열교환기 측으로 유입되는 단계; 및
열교환기에서 열분해가스가 응축되어 열분해유를 포집하는 단계;를 포함하는, 왁스포집이 가능한 폐플라스틱 열분해 방법.
As a method of thermal decomposition of waste plastic,
A step of generating pyrolysis gas by pyrolyzing waste plastic in a pyrolysis furnace;
Introducing the pyrolysis gas into the body of the wax collection device;
Condensing the wax by spraying high-speed jet gas toward the inner wall of the body through the injection hole of the high-speed jet gas injection tube located inside the body;
Condensed wax is discharged to the wax discharge path and collected, and pyrolysis gas from which the wax has been removed flows into the heat exchanger; and
A waste plastic pyrolysis method capable of collecting wax, comprising: condensing pyrolysis gas in a heat exchanger and collecting pyrolysis oil.
제 10항에 있어서,
압축기가 상기 열교환기에서 미응축된 열분해가스를 압축하여 상기 왁스포집장치의 고속제트기체 분사용 관으로 공급하는 단계를 더 포함하는, 왁스포집이 가능한 폐플라스틱 열분해 방법.
According to clause 10,
A method for pyrolyzing waste plastic capable of collecting wax, further comprising the step of having a compressor compress the pyrolysis gas uncondensed in the heat exchanger and supplying it to a high-speed jet gas injection pipe of the wax collection device.
제 11항에 있어서,
상기 왁스를 응축시키는 단계에서,
상기 고속기체제트로 강제대류를 유도해 열전달계수를 상승시켜 열분해 가스중 왁스를 응축시키는, 왁스포집이 가능한 폐플라스틱 열분해 방법.
According to clause 11,
In the step of condensing the wax,
A waste plastic pyrolysis method capable of collecting wax, which condenses wax in pyrolysis gas by inducing forced convection with the high-speed gas jet to increase the heat transfer coefficient.
제 12항에 있어서,
제어부가 상기 몸체를 가열하는 열공급장치를 제어하여 몸체 내벽의 온도를 왁스의 응고점보다 높게 유지시키고, 상기 압축기를 제어하여 기체 제트가 상기 내벽에 도달할 수 있도록 하는, 왁스포집이 가능한 폐플라스틱 열분해 방법.
According to clause 12,
A waste plastic pyrolysis method capable of collecting wax, in which the control unit controls a heat supply device that heats the body to maintain the temperature of the inner wall of the body higher than the solidification point of the wax, and controls the compressor to allow a gas jet to reach the inner wall. .
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