KR20240032500A - 열분해시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 고분자 화합물을 가열하여 열분해시키는 열분해장치; 열분해장치 또는 왁스분리수단으로부터 이동되는 가스를 증류시켜 추출물을 분리시키는 추출장치; 열분해장치와 추출장치 사이에 구성되어 추출장치로 이동되는 가스 중 고비점 왁스를 수거 및 분리한 후 열분해장치로 투입하여 제거되도록 하는 왁스분리수단; 추출장치로부터 이동되는 가스 중 산성 성분을 중화시키는 중화장치; 중화장치에 의해 산성 성분이 중화된 가스를 연소시킨 후 외부로 배기시키는 가스연소장치; 및 추출장치와 중화장치 사이 또는 중화장치와 가스연소장치 사이 중 적어도 어느 한 곳에 구성되고 열분해장치의 가스가 왁스분리수단, 추출장치, 중화장치 및 가스연소장치로 이동되도록 하는 진공펌프를 포함하는 열분해시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 열분해시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 폐비닐이나 폐플라스틱 또는 고병원성 폐기물 등과 같은 고분자 화합물을 열분해장치에 투입한 후 진공상태에서 열을 통해 저분자로 분해되도록 하여 대체 에너지원을 생산하고 대체 에너지원 생산시 발생되는 고비점 왁스를 분리한 후 열분해장치로 투입 및 제거되도록 할 수 있는 열분해시스템에 관한 것이다.
생활이 현대화될수록 공장체계의 가축 사육과 쓰고 버려지는 고분자 플라스틱 등이 환경오염을 가중시키고 있다. 특히 고병원성 가축 질병 발생시 모두 매몰 처리되고 있는 실정으로서, 토양 및 수질 오염이 심각하고 질병 재발 우려가 높은 문제점이 있다.
이에, 최근에는, 고병원성 가축 등과 같은 폐기물이나 폐비닐 또는 폐플라스틱 등과 같은 고분자 화합물을 열분해하여 대체 연료로 활용하도록 하는 방안이 개시되고 있다.
종래의 열분해시스템은, 열분해장치에 고분자 화합물을 투입한 후, 250도 내지 480도로 고분자 화합물을 가열하여 화합물이 흡열반응으로 내부에너지(enthalpy) 보다 무질서도(entropy)가 증가하게 하여 분자를 활성화시켰을 때 열분해되면서 약한 결합이 끊어져서 새로운 저분자(C3-C38) 물질을 생성하도록 하고, 열분해장치의 후단부에 구성되는 복수개의 추출장치에 의하여 열분해 과정에서 발생된 가스가 냉각 및 응축되는 증류와 분리 공정이 실시되어 가스로부터 고품질의 유류가 분리되도록 하며, 추출장치의 후단부에 구성되는 가스연소장치에 의하여 추출장치로부터 전달되는 가스가 연소되고 외부로 배기되도록 하고 있다.
그러나 종래의 열분해시스템은, 열분해장치에 열을 제공하는 가열수단이 원통체 구조를 가지는 열분해하우징의 길이방향 일측으로부터 타측을 관통하면서 원주방향을 따라 복수개의 히팅파이프들이 배열되는 구조를 가지기 때문에, 히팅파이프의 길이가 길어야 하고 이에, 히팅파이프가 열분해하우징을 관통하는 작업이 매우 복잡하고 구조적 복잡성에 따라 유지보수도 불편한 문제점이 있다.
또한, 종래의 열분해시스템은, 히팅파이프의 복사열에 의해 열분해가 이루어지는 열분해 공간을 제공하는 열분해관이 단순히 원통체 형상을 가지기 때문에, 히팅파이프의 복사열에 의한 열팽창시 열분해관의 길이와 부피가 변화되어 열분해하우징 구성요소들의 결속력과 밀폐력이 감소되고 열분해 효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 열분해시스템은, 열분해하우징의 열분해관과 열분해관을 커버하는 하우징본체 사이에 열분해관의 내부 온도를 단열시키기 위한 단열재만이 충전되기 때문에, 장시간 사용시 단열재로 가해지는 열분해관의 중량에 의해 단열재의 부피가 감소하게 되고 이에 단열 기능이 저하되어 열분해관의 열분해 효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 열분해시스템은, 열분해장치의 후단에 구성된 복수개의 추출장치에 열분해시 발생된 가스가 공급되고 증류와 분리 공정을 통해 고품질의 유류가 분리되도록 하고 있는데 상기 열분해시 발생된 가스에는 고비점의 왁스가 포함되어 있고 열분해장치에서 추출장치로 이동되는 공정 조건에서 고비점 물질로 쉽게 굳기 때문에, 가스처리수단 구성요소가 막히게 되어 왁스의 제거에 많은 시간과 공수가 소요되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 열분해 시스템은, 추출장치를 통해 가스로부터 유류가 분리된 후 가스연소장치에 의해 연소되고 외부로 배기되도록 하기 때문에, 연소 중 상기 가스에 포함된 다량의 염산 성분이 산소와 반응하는 경우 다이옥신이 발생되어 대기 환경이 오염되고 또한, 염산 성분에 의해 가스연소장치 등의 구성부들이 쉽게 부식되는 문제점이 있다.
(특허문헌 0001) 등록특허 제10-2136200호
(특허문헌 0002) 등록특허 제10-2136201호
(특허문헌 0003) 공개특허 제10-2019-0126739호
(특허문헌 0004) 공개특허 제10-2019-0126740호
따라서 본 발명의 목적은 열분해장치에 열을 제공하는 가열수단이 열분해하우징의 폭방향 일측으로부터 타측을 관통하면서 길이방향을 따라 배열되는 복수개 방폭형히터로 구성되어 방폭형히터의 길이를 짧게 하여 열분해하우징을 관통하는 작업을 간편히하고 구조적 복잡성을 단순화시켜 유지보수가 용이하도록 할 수 있는 열분해시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 가열수단에 의해 열팽창되는 열분해우징의 열분해관이 길이방향의 일정 간격으로 요철형상의 주름부를 가지도록 하여 열팽창에 따른 길이와 부피 변화를 최소화하여 열분해하우징 구성요소들의 결속력과 밀폐력이 감소되는 것을 방지할 수 있는 열분해시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 열분해하우징의 열분해관과 하우징본체 사이에 단열재와 함께 열분해관을 지탱하면서도 열분해관의 열전도를 차단하는 단열지지관이 구성되어 열분해관의 열손실을 최소화할 수 있는 열분해시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 열분해장치의 후단에 왁스분리수단이 구성되고 왁스분리수단에 의해 열분해시 발생된 가스의 고비점 왁스가 수거된 후 열분해관으로 투입 및 제거되도록 하여 고비점 왁스에 의한 추출장치의 막힘 문제를 해소할 수 있는 열분해시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 추출장치의 후단부에 가스 중 염산 성분을 중화시키는 중화장치가 구성되어 가스연소장치에 의한 연소시 다이옥신 발생을 억제할 수 있는 열분해시스템을 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 의하면, 고분자 화합물을 가열하여 열분해시키는 열분해장치; 열분해장치 또는 왁스분리수단으로부터 이동되는 가스를 증류시켜 추출물을 분리시키는 추출장치; 열분해장치와 추출장치 사이에 구성되어 추출장치로 이동되는 가스 중 고비점 왁스를 수거 및 분리한 후 열분해장치로 투입하여 제거되도록 하는 왁스분리수단; 추출장치로부터 이동되는 가스 중 산성 성분을 중화시키는 중화장치; 중화장치에 의해 산성 성분이 중화된 가스를 연소시킨 후 외부로 배기시키는 가스연소장치; 및 추출장치와 중화장치 사이 또는 중화장치와 가스연소장치 사이 중 적어도 어느 한 곳에 구성되고 열분해장치의 가스가 왁스분리수단, 추출장치, 중화장치 및 가스연소장치로 이동되도록 하는 진공펌프를 포함하는 열분해시스템이 제공된다.
여기서, 열분해장치는, 고분자 화합물이 투입되는 공간을 제공하는 열분해하우징; 열분해하우징의 내부 하측에 구성되고 열분해하우징 내부에 열을 제공하여 고분자 화합물이 열분해되도록 하는 가열수단; 및 열분해하우징의 내부 상측에 연통 가능하게 구성되고 열분해시 발생되는 가스가 왁스분리수단 또는 추출장치를 향해 이동되도록 하는 가스이동수단을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 열분해하우징은, 양단부가 개방된 원통체 형상의 하우징본체; 하우징본체의 일단부에 회동 가능하게 구성되어 하우징본체의 내부가 개폐되도록 하는 개폐도어; 하우징본체의 타단부를 커버하는 커버패널; 하우징본체의 내부에 위치되고 고분자 화합물이 투입되며 고분자 화합물이 열분해되는 열분해 공간을 제공하는 열분해관; 하우징본체와 열분해관의 일측면 하측에 하우징본체와 열분해관의 길이를 따라 일정한 간격으로 통공 형성되고 가열수단이 하우징본체의 외측으로부터 열분해관의 내측으로 관통 삽입되도록 하여 열분해관에 열이 제공되도록 하는 가열수단삽입공; 하우징본체의 내주면에 구성되고 열분해관의 외주면을 지지하며 열분해관의 열이 외부로 방출되어 손실되는 것을 억제하는 단열지지관; 및 하우징본체의 내주면과 열분해관의 외주면 사이에 단열지지관과 함께 충전되어 열분해관의 열이 외부로 방출되어 손실되는 것을 억제하는 단열재를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 열분해관은 길이방향을 따라 일정한 간격으로 요철형상의 주름부가 형성되고, 단열지지관은 소정 길이의 양단부가 개방된 원통체 형상을 가지는 단열관본체, 단열관본체의 내주면에 해당되고 요철 구조로 형성되어 열분해관의 외주면이나 열분해관의 외주면에 커버 구성된 단열재의 외주면을 지지하는 제1지지요철면, 제1지지요철면으로부터 단열관본체의 외주면을 향해 소정 체적의 중공들이 특정 패턴으로 연속 배열되어 제1지지요철면에 전달된 열이 외주면을 향해 전달되는 것을 지연시켜 단열 기능을 제공하는 단열중공부 및 단열관본체의 외주면에 해당되고 제1지지요철면 보다는 낮은 단차를 가지면서 요철 구조로 형성되어 열분해하우징의 내주면이나 열분해하우징의 내주면에 커버 구성된 단열재의 내주면을 지지하는 제2지지요철면을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 왁스분리수단은, 열분해장치의 일측에 수평하게 눕혀진 통체 형상을 가지면서 위치되고 열분해장치의 가스이동수단으로부터 가스가 일측면으로 유입된 후 하부를 향해 이동되면서 배출되는 소정 체적의 공간을 통하여 고속으로 유입되는 가스가 확산 및 정체되면서 감속되도록 하는 감속챔버; 감속챔버 일측에 수직하게 세워진 통체 형상을 가지면서 연결되고 감속챔버에서 속도가 감속된 가스가 일측면 상부로 유입된 후 타측면 하부를 향해 이동되면서 배출되어 추출장치로 이동되는 소정 체적의 공간을 제공하고 내부에 설치된 세라믹필터를 통하여 가스 중 이물질과 고비점 왁스가 여과 및 하단부에 수집되도록 하는 여과챔버; 여과챔버의 하단부로부터 열분해장치의 열분해관 내부 하단에 길이방향으로 연장되어 여과챔버에서 수집된 고비점 왁스를 열분해관의 내부 하단에 구성된 왁스트레이에 공급하여 열분해관에서 고비점 왁스가 열분해 제거되도록 하는 왁스이송관; 및 여과챔버와 왁스이송관 사이에 구성되어 고비점 왁스가 열분해관 내부로 유입되도록 하는 왁스이송펌프를 포함하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의하면, 열분해장치에 열을 제공하는 가열수단이 열분해하우징의 폭방향 일측으로부터 타측을 관통하면서 길이방향을 따라 배열되는 복수개 방폭형히터로 구성되어 방폭형히터의 길이를 짧게 하여 열분해하우징을 관통하는 작업을 간편히하고 구조적 복잡성을 단순화시켜 유지보수가 용이하도록 할 수 있다.
또한, 가열수단에 의해 열팽창되는 열분해우징의 열분해관이 길이방향의 일정 간격으로 요철형상의 주름부를 가지도록 하여 열팽창에 따른 길이와 부피 변화를 최소화하여 열분해하우징 구성요소들의 결속력과 밀폐력이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 열분해하우징의 열분해관과 하우징본체 사이에 단열재와 함께 열분해관을 지탱하면서도 열분해관의 열전도를 차단하는 단열지지관이 구성되어 열분해관의 열손실을 최소화할 수 있다.
또한, 열분해장치의 후단에 왁스분리수단이 구성되고 왁스분리수단에 의해 열분해시 발생된 가스의 고비점 왁스가 수거된 후 열분해관으로 투입 및 제거되도록 하여 고비점 왁스에 의한 추출장치의 막힘 문제를 해소할 수 있다.
또한, 추출장치의 후단부에 가스 중 염산 성분을 중화시키는 중화장치가 구성되어 가스연소장치에 의한 연소시 다이옥신 발생을 억제할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고분자 연속식 열분해 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면;
도 2 내지 도 9는 각각 본 발명의 열분해 시스템에 있어서 열분해장치의 구성을 나타낸 도면; 및
도 10은 각각 본 발명의 열분해 시스템에 있어서 중화장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 9는 각각 본 발명의 열분해 시스템에 있어서 열분해장치의 구성을 나타낸 도면; 및
도 10은 각각 본 발명의 열분해 시스템에 있어서 중화장치의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열분해시스템은, 고분자 화합물을 가열하여 열분해시키는 열분해장치(100), 열분해장치(100) 또는 후술된 왁스분리수단(200)으로부터 이동되는 가스를 증류시켜 고품질의 유류 등과 같은 추출물을 분리시키는 추출장치(300), 열분해장치(100)와 추출장치(300) 사이에 구성되어 추출장치(300)로 이동되는 가스 중 고비점 왁스를 수거 및 분리한 후 열분해장치(100)로 투입하여 제거되도록 하는 왁스분리수단(200), 추출장치(300)로부터 이동되는 가스 중 산성 성분을 중화시키는 중화장치(400), 중화장치(400)에 의해 산성 성분이 중화된 가스를 연소시킨 후 외부로 배기시키는 가스연소장치(500) 및 추출장치(300)와 중화장치(400) 사이 또는 중화장치(400)와 가스연소장치(500) 사이 중 적어도 어느 한 곳에 구성되고 열분해장치(100)의 가스가 왁스분리수단(200), 추출장치(300), 중화장치(400) 및 가스연소장치(500)로 이동되도록 하는 진공펌프(600) 등을 포함한다.
열분해장치(100)는, 고분자 화합물을 진공 상태에서 가열하여 열분해시키는 장치로서, 고분자 화합물이 투입되는 공간을 제공하는 열분해하우징(110), 열분해하우징(110)의 내부 하측에 구성되고 열분해하우징(110) 내부에 열을 제공하여 고분자 화합물이 열분해되도록 하는 가열수단(120) 및 열분해하우징(110)의 내부 상측에 연통 가능하게 구성되고 열분해시 발생되는 가스가 왁스분리수단(200) 또는 추출장치(300)를 향해 이동되도록 하는 가스이동수단(130) 등을 포함한다.
열분해하우징(110)은, 양단부가 개방된 원통체 형상의 하우징본체(111), 하우징본체(111)의 일단부에 회동 가능하게 구성되어 하우징본체(111)의 내부가 개폐되도록 하고 하우징본체(111) 내부에 고분자 화합물이 투입되도록 하는 개폐도어(112), 하우징본체(111)의 타단부를 커버하는 커버패널(113), 하우징본체(111)의 내부에 위치되고 개폐도어(112)를 통해 고분자 화합물이 투입되며 고분자 화합물이 열분해되는 열분해 공간을 제공하는 열분해관(114), 하우징본체(111)와 열분해관(114)의 일측면 하측에 하우징본체(111)와 열분해관(114)의 길이를 따라 일정한 간격으로 통공 형성되고 가열수단(120)이 하우징본체(111)의 외측으로부터 열분해관(114)의 내측으로 관통 삽입되도록 하여 열분해관(114)에 열이 제공되도록 하는 가열수단삽입공(115), 하우징본체(111)의 내주면에 구성되고 열분해관(114)의 외주면을 지지하며 열분해관(114)의 열이 외부로 방출되어 손실되는 것을 억제하는 단열지지관(116) 및 하우징본체(111)의 내주면과 열분해관(114)의 외주면 사이에 단열지지관(116)과 함께 충전되어 열분해관(114)의 열이 외부로 방출되어 손실되는 것을 억제하는 단열재(117) 등을 포함한다.
여기서, 열분해하우징(110)은, 상기 구성부들이 내부식성 및 내열성이 강한 재질을 가지는 것이 바람직하다.
하우징본체(111)와 개폐도어(112)의 밀착 부분에는, 복수개의 실링부재가 구성되어 열분해관(114) 내부가 밀폐되도록 하여 진공 상태의 유지 및 열손실 억제가 이루어지도록 할 수 있다.
열분해관(114)은, 길이방향을 따라 일정한 간격으로 요철형상의 주름부(114a)가 형성되며, 가열수단(120)의 열에 의해 열팽창되어 길이와 부피가 변화되는 것이 최소화되도록 하고 이를 통하여, 열분해하우징(110)의 하우징본체(111), 가열수단삽입공(115)에 삽입되는 가열수단(120) 및 개폐도어(112) 등의 구성요소들의 결속력과 밀폐력이 감소되는 것을 방지하여, 열분해 효율이 향상되도록 할 수 있다.
단열지지관(116)은, 하우징본체(111)와 열분해관(114) 사이에 단열재(117)만 충전시 발생되는 단열 기능 저하 문제를 해결하기 위한 것으로서, 열분해관(114)의 외주면 전체를 커버 지지하거나 일정 체적을 가지면서 일정 간격에만 구성될 수 있다.
한편, 단열지지관(116)은, 소정 길이의 양단부가 개방된 원통체 형상을 가지는 단열관본체(116a), 단열관본체(116a)의 내주면에 해당되고 요철 구조로 형성되어 열분해관(114)의 외주면이나 열분해관(114)의 외주면에 커버 구성된 단열재(117)의 외주면을 지지하는 제1지지요철면(116b), 제1지지요철면(116b)으로부터 단열관본체(116a)의 외주면을 향해 소정 체적의 중공(116c)들이 특정 패턴으로 연속 배열되어 제1지지요철면(116b)에 전달된 열이 외주면을 향해 전달되는 것을 지연시켜 단열 기능을 제공하는 단열중공부(116d) 및 단열관본체(116a)의 외주면에 해당되고 제1지지요철면(116b) 보다는 낮은 단차를 가지면서 요철 구조로 형성되어 열분해하우징(111)의 내주면이나 열분해하우징(111)의 내주면에 커버 구성된 단열재(117)의 내주면을 지지하는 제2지지요철면(116e) 등을 포함한다.
여기서, 단열지지관(116)은, 제1지지요철면(116b)과 제2지지요철면(116e)이 요철 구조로 형성되고 단열중공부(116d)가 다수개의 중공(116c)을 가지는 것을 통하여, 단열관본체(116a)가 평평한 면으로 형성되는 것에 비하여, 열분해관(114)으로부터 내주면에 전달된 열이 외주면으로 바로 전달되지 못하고 요철 구조에 집중되거나 중공(116c)에 의해 분산되는 것을 통해 전달 속도가 지연되도록 할 수 있으며, 이에, 열분해관(114)의 열손실이 최소화되고 열분해관(114)의 열분해 효율이 향상될 수 있다.
또한, 제1지지요철면(116b)의 경우 제2지지요철(116e)의 요철 단차 보다 높은 단차로 형성되어 단열관본체(116a)의 내주면에 전달되는 열이 요철 부분의 공간에 충전된 단열재(117)에 흡수되도록 하여 단열관본체(116a)의 내주면으로 전달되는 것을 지연시켜 열분해로(114)의 열손실을 최소화할 수 있다.
또한, 제2지지요철(116e)의 경우 제1지지요철(116b)의 요철 단차 보다 낮은 단차로 형성되어 단열관본체(116a)의 외주면에 전달되는 열이 단열재(117)로 빠르게 흡수되도록 하여 단열관본체(116a)로 전달된 열이 외부로 방열되지 않도록 하여 열분해로(114)의 열손실을 최소화할 수 있다.
가열수단(120)은, 열분해하우징(110)의 가열수단삽입공(115)을 통해 하우징본체(111)와 열분해관(114) 내부 하측 공간에 하우징본체(111)의 길이방향을 따라 일정한 간격으로 배열되고 열분해관(114)의 열분해 공간에 열을 제공하는 복수개의 방폭형히터(121) 등을 포함한다.
방폭형히터(121)는, 하우징본체(111)의 일측면 하측으로부터 열분해관(114)의 타측면 하측까지의 길이에 대응되는 길이를 가지는 상태에서 가열수단삽입공(115)을 통해 열분해관(114) 내부로 삽입된 후 하우징본체(111)에 고정될 수 있다.
여기서, 방폭형히터(121)는, 일예로, 1100℃ 정도의 온도범위를 가지고 APM 튜브일 경우 최고 1350℃까지의 온도를 제공할 수 있으며, 보호금속파이프(122)의 중앙에 발열체(123)가 조립되어 열전도도가 좋고 고온에서 전기 절연이 양호한 애자(124)를 지지로 하여 발열체(123)가 보호되는 구조를 가지며, 열분해관(114)의 내부 공간에 폭방향으로 삽입되는 발열부, 상기 발열부에 일단이 연장되고 열분해관(114)과 하우징본체(111) 사이에 위치되는 비발열부, 상기 비발열부의 타단에 연결되는 고정부 및 상기 고정부에 연결되어 발열부에 의해 비발열부로 전달된 압력을 감압시키는 패킹플랜지 등을 포함한다.
가스이동수단(130)은, 열분해관(114)의 내부에 연통 가능하게 구성되어 열분해 공간에서 발생되는 가스가 열분해장치(100)의 후단부로 이동되도록 하는 수단으로서, 하우징본체(111)의 외부로부터 열분해관(114)의 내부까지 복수개가 관통 구성되어 가스가 유입되도록 하는 가스유입관(131), 가스유입관(131)을 통해 유입된 가스가 왁스분리수단(200) 또는 추출장치(300)를 향해 이동되도록 하는 가스이동관(132) 및 가스유입관(131)을 개폐시키는 개폐밸브(미도시) 등을 포함한다.
여기서, 가스이동수단(130)의 각 구성부들은, 가스와 접촉시 부식이 발생되지 않고 고온에 잘 견딜 수 있는 스테인레스스틸 또는 티타늄 재질을 가지는 것이 좋다.
왁스분리수단(200)은, 열분해장치(100)와 추출장치(300) 사이에 구성되어 추출장치(300)로 이동되는 가스 중 고비점 왁스를 수거 및 분리한 후 열분해장치(100)로 투입하여 제거되도록 하는 수단으로서, 열분해장치(100)의 일측에 수평하게 눕혀진 통체 형상을 가지면서 위치되고 열분해장치(110)의 가스이동수단(130)으로부터 가스가 일측면으로 유입된 후 하부를 향해 이동되면서 배출되는 소정 체적의 공간을 통하여 고속으로 유입되는 가스가 확산 및 정체되면서 감속되도록 하는 감속챔버(210), 감속챔버(210) 일측에 수직하게 세워진 통체 형상을 가지면서 연결되고 감속챔버(210)에서 속도가 감속된 가스가 일측면 상부로 유입된 후 타측면 하부를 향해 이동되면서 배출되어 추출장치(300)로 이동되는 소정 체적의 공간을 제공하고 내부에 설치된 세라믹필터(220)를 통하여 가스 중 이물질과 고비점 왁스가 여과 및 하단부에 수집되도록 하는 여과챔버(230), 여과챔버(230)의 하단부로부터 열분해장치(100)의 열분해관(114) 내부 하단에 길이방향으로 연장되어 여과챔버(230)에서 수집된 고비점 왁스를 열분해관(114)의 내부 하단에 구성된 왁스트레이(240)에 공급하여 열분해관(114)에서 고비점 왁스가 열분해 제거되도록 하는 왁스이송관(250) 및 여과챔버(230)와 왁스이송관(250) 사이에 구성되어 고비점 왁스가 열분해관(114) 내부로 유입되도록 하는 왁스이송펌프(260) 등을 포함한다.
여기서, 왁스트레이(240)는, 열분해관(114)의 길이에 대응되는 길이를 가지는 트레이본체(241), 트레이본체(241)를 복수개로 구분 구획하고 왁스이송관(250)이 거치되는 거치벽(242) 및 트레이본체(241)의 일단으로부터 왁스이송관(250)이 관통 삽입된 후 거치벽(242)에 거치되도록 하는 왁스이송관삽입공(243) 등을 포함한다.
따라서 왁스분리수단(200)에 의하면, 열분해장치(100)로부터 고속으로 감속챔버(210)에 유입된 가스가 감속챔버(210)에서 제공하는 소정 체적의 공간과 이동 유로에 의해 감속된 후 여과챔버(230)를 경유할 때 가스에 포함된 고비점 왁스가 여과챔버(230)의 벽면과 세라믹필터(220)를 따라 흘러내리게 되면서 가스로부터 분리 수거되며 왁스이송펌프(260)에 의해 열분해관(114)에 연장된 왁스이송관(250)을 따라 열분해관(114)의 왁스트레이(240)로 유입된 후 열분해되도록 할 수 있으며, 이를 통하여 후술된 추출장치(300) 등의 가스처리수단의 구성요소가 막히지 않도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에서 있어서, 왁스분리수단(200)의 왁스이송관(250)에는 열분해관(114)의 방폭형히터(121)에 의해 발열 동작되는 발열파이프가 일체로 구성되어 고비점 왁스가 침착 및 고체화되어 왁스이송관(250)이 막히는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 발열파이프는, 내부에 충전되는 발열유체가 열분해관(114)의 방폭형히터(121)에 의해 발열되며, 발열유체는, 열매 100 중량부에 액체 상태의 불활성기체 20 중량부와 열전도용 파우더 3 중량부를 포함하며, 불활성기체는, 헬륨, 아르곤 및 제논이 1:3:1의 부피비로 혼합된 후 절대영도에서 액상화된 상태에서 열매에 혼합되는 것이 바람직하다.
열매는, 상기 발열파이프에 전달되는 열을 흡수하여 액체 상태에서 기체 상태로 상변화를 통하여 증발되면서 발열 기능을 제공하는 것으로서, 아세톤 100 중량부, 에탄올 40 내지 50 중량부, 삼폴리인산나트륨 20 내지 30 중량부, 증류수 10 내지 20 중량부, 중크롬산칼륨 10 내지 15 중량부 및 과붕산나트륨 5 내지 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 불활성기체는, 헬륨, 아르곤 및 제논이 1:3:1의 부피비로 혼합된 후 절대영도에서 액상화된 상태에서 열매 100 중량부에 대하여 20 중량부가 혼합된다.
여기서, 불활성기체가 20 중량부에 미만하는 경우에는 발열파이프)에 전달되는 열분해관(114)의 열이 최소 300℃ 이상의 온도를 가짐에 따라 상기 열매들의 통상적인 기화점인 200℃ 내지 300℃ 보다 훨씬 높아지게 되어 열매들의 활성화가 극대화되어 발열파이프의 내압이 너무 커지게 되어 발열파이프가 파단되고, 불활성기체가 20 중량부를 초과하는 경우에는 발열파이프)에 전달되는 열분해관(114)의 열에 의해 상기 열매들이 기체 상태로 기화되는 것이 억제되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 한정된 중량부를 가지는 것이 좋다.
또한, 불활성기체는, 헬륨, 아르곤, 제논이 1:3:1의 부피비로 혼합되는데, 헬륨의 경우 가벼운 무게로 인하여 열매의 증발 작용을 촉진시키지만 어는점이 낮아 액상화 처리 공정에 많은 비용이 소요되므로 상기와 같은 부피비를 가지는 것이 좋고, 아르곤의 경우 상대적으로 가격이 가장 낮으므로 가격이 비싼 헬륨이나 제논 보다 많은 함유량을 가지는 것이 좋고 발열파이프) 내부에서 열매가 고온 및 고압에 의해서도 폭발하지 않고 안정된 상태를 가질 수 있도록 상기와 같은 부피비를 가지는 것이 좋으며, 제논의 경우 낮은 열전도도를 가지기 때문에 열매의 발열 기능이 억제되므로 상기와 같은 부피비를 가지는 것이 좋다.
따라서 불활성기체에 의하면, 상기 헬륨, 아르곤 및 제논이 소정의 부피비로 혼합되는 것을 통하여, 열매의 증발 작용도 촉진되고 발열파이프 내부의 안정 상태가 극대화되며 발열 기능도 최대화될 수 있다.
열전도용 파우더는, 제1평균입경을 갖는 제1충전재, 제2평균입경을 갖는 제2충전재 및 제3평균입경을 갖는 제3충전재를 포함하고, 제1평균입경값은 10 내지 30㎛로 나머지 평균입경값들보다크고, 제2평균입경값을 제1평균입경값으로 나눈 값은 0.17 내지 0.26이며, 제3평균입경값을 제1평균입경값으로나눈 값은 0.09 내지 0.11이며, 상기 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재의 부피저항은 104Ωcm 이상 이고, 상기 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재는 단경/장경의 평균값이 0.6 내지 0.8이고, 상기 제2충전재 질량의 합/제1충전재 질량의 합의 백분율은 11 내지 16이거나 제3충전재 질량의 합/제1충전재 질량의 합의 백분율은 4.2내지 5.2이며, 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재는, 알루미나(Al2O3), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 질화규소(Si3N4), 마그네시아(MgO), 베릴리아(BeO), 산화아연(ZnO), 탄화규소(SiC), 지르코니아(ZrO2) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
여기서, 열전도용 파우더가 3 중량부에 미만하는 경우에는 발열파이프에 전달되는 열을 흡수하여 발열되는 열매의 에너지에 의해 발열파이프의 내주면에 밀착되어 열매의 열이 발열파이프의 표면으로 신속하게 전달되도록 하는 기능이 저조하게 작용되어 발열파이프의 발열을 이용한 왁스이송관(250)의 단열이나 가열 기능이 억제되고, 열전도용 파우더가 3 중량부를 초과하는 경우에는 발열파이프의 하단부에 침전되어 열매가 증발되더라도 열매를 따라 발열파이프의 상단부로 이동되지 않게 되어 발열파이프의 발열 기능이 저조하게 작용되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 한정된 중량부를 가지는 것이 좋다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열분해장치(100)와 왁스분리수단(200)의 열분해 공정에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 열분해장치(100)의 열분해관(114) 내부에 열분해 공정이 실시될 대상물인 고분자 화합물이 연속적으로 투입된다.
이후, 후술된 진공펌프(600)나 진공수단 등에 의해 열분해장치(100)에 진공 상태가 유지된다.
이후, 열분해장치(100)의 열분해관(114)에 가열수단(120)에 의해 고열이 제공되어 열분해 공간에 투입된 고분자 화합물이 열분해된다.
이후, 왁스분리수단(200)의 감속챔버(210)에 의해 열분해장치(100)로부터 고속으로 유입된 가스가 감속챔버(210)에서 제공하는 소정 체적의 공간과 이동 유로에 의해 감속된 후 여과챔버(230)로 유입된다.
이후, 왁스분리수단(200)의 여과챔버(230)에 의해 가스에 포함된 고비점 왁스가 여과챔버(230)의 벽면과 세라믹필터(220)를 따라 흘러내리게 되면서 가스로부터 분리 수거된다.
이후, 왁스분리수단(200)의 왁스이송펌프(260)에 의해 여과챔버(230)에 분리 수거된 고비점 왁스가 열분해관(114)에 연장된 왁스이송관(250)을 따라 열분해관(114)의 왁스트레이(240)로 유입된 후 열분해 제거된다.
이후, 왁스분리수단(200)의 여과챔버(230)에 의해 고비점 왁스가 분리된 가스가 추출장치(300)로 이동되어 가스 중 추출물 즉, 유류가 분리된다.
따라서 열분해장치(100)에 의하면, 열분해하우징(110)에 열을 제공하는 가열수단(120)이 열분해하우징(110)의 폭방향 일측으로부터 타측을 관통하면서 길이방향을 따라 배열되는 복수개 방폭형히터(121)로 구성됨으로써, 방폭형히터(121)의 길이를 짧게 하여 열분해하우징(110)을 관통하는 작업을 간편히하고 구조적 복잡성을 단순화시켜 유지보수가 용이하도록 할 수 있다.
또한, 가열수단(120)에 의해 열팽창되는 열분해우징(110)의 열분해관(114)이 길이방향의 일정 간격으로 요철형상의 주름부(114a)가 형성됨으로써, 열분해관(114)의 열팽창에 따른 길이와 부피 변화를 최소화하여 열분해하우징(110)의 결속력과 밀폐력이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 열분해하우징(110)의 열분해관(114)과 하우징본체(111) 사이에 단열재(117)와 함께 열분해관(114)을 지탱하면서도 열분해관(114)의 열전도를 차단하는 단열지지관(116)이 구성됨으로써, 열분해관(114)의 열손실을 최소화할 수 있다.
또한, 열분해장치(100)의 후단에 왁스분리수단(200)이 구성되고 왁스분리수단(200)에 의해 열분해시 발생된 가스의 고비점 왁스가 수거된 후 열분해관(114)으로 투입 및 제거됨으로써, 고비점 왁스에 의한 추출장치(300) 등의 막힘 문제를 해소할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 추출장치(300)는, 열분해장치(100)의 가스이동수단(130) 또는 왁스분리수단(200)으로부터 이동되는 가스를 증류시켜 고품질의 유류를 분리시키는 장치로서, 가스이동수단(130)의 가스이동관(132)이나 왁스분리수단(200)의 여과챔버(230)로부터 가스를 공급받아 가스 중 카본 및 고분자 화합물의 잔여물을 제거하는 카본제거필터수단(310), 카본제거필터수단(310)으로부터 카본 및 고분자 화합물의 잔여물이 제거된 가스를 공급받아 가스 중 방카유를 추출하는 방카유추출수단(320), 방카유추출수단(320)으로부터 방카유가 추출된 가스를 공급받아 가스 중 경유를 추출하는 경유추출수단(330) 및 경유추출수단(330)으로부터 경유가 추출된 가스를 공급받아 가스 중 가솔린을 추출하는 가솔린추출수단(340) 등을 포함한다.
여기서, 추출장치(300)는, 전단의 구성수단인 가스이동관(132)이나 여과챔버(230)로부터 가스가 공급되는 가스공급관, 상기 가스공급관을 통해 공급된 가스를 공냉 방식으로 냉각시키고 다시 수냉 방식으로 냉각시켜 가스가 응축되는 과정에서 해당 추출물을 추출하는 반응탱크 및 상기 반응탱크로부터 해당 추출물이 추출된 가스를 후단의 구성수단으로 공급하는 가스유출관 등으로 구성될 수 있으며, 공지의 구성을 가질 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서 추출장치(300)에 의하면, 열분해된 고분자 화합물의 가스로부터 방카유, 경유 및 가솔린 등이 증류 방식으로 추출되는 것을 통하여 대체 연료로 재활용되도록 할 수 있다.
중화장치(400)는, 추출장치(300)로부터 이동되는 가스 중 산성 성분을 중화시켜 가스연소장치(500)에 의한 연소시 다이옥신 발생을 억제하는 장치로서, 추출장치(300)의 후단부에 연결되어 해당 추출물이 추출된 상태의 가스가 공급되는 중화용가스공급관(410), 수직한 통체 구조를 가지고 중공에 일정 수위의 냉각수(미도시)가 충전되며 중화용가스공급관(410)이 중공 하측부까지 관통되어 가스가 냉각수(미도시)로 토출 및 용해되도록 하는 중화탱크(420), 중화탱크(420)의 일측에 위치되며 통체 구조를 가지고 중공에 소정량의 철(미도시)이 충전되며 중화탱크(420)로부터 가스가 용해된 냉각수(미도시)의 순환시 가스 중 염산과 철(미도시)이 접촉되고 염화철로 반응되도록 하여 염산 성분이 중화되도록 하는 염화반응탱크(430), 중화탱크(420)의 상측단부로부터 중화용가스공급관(410)을 감싸면서 중화탱크(420)의 중공 하측부까지 관통되고 중화탱크(420)로부터 염화반응탱크(430)로 이동되어 염산 성분이 중화된 냉각수(미도시)가 중화탱크(420)의 내부에 순환되도록 하는 냉각수순환공급관(440) 및 중화탱크(420)의 상측단부에 냉각수순환공급관(440)을 감싸면서 구성되어 중화탱크(420)의 냉각수(미도시)에 토출되어 염산 성분이 중화된 가스가 후단의 공정수단으로 이동되도록 하는 중화가스배출관(450) 등을 포함한다.
여기서, 중화장치(400)는, 복수개가 연속적으로 배열 구성되어 중화 공정이 복수회 진행되도록 하여 중화 효율이 향상되도록 할 수 있다.
또한, 냉각수(미도시)가 순환되는 냉각수순환공급관(440)의 내부에 가스가 공급되는 중화용가스공급관(410)이 구성됨으로써, 중화용가스공급관(410)을 따라 중화탱크(420)로 이동되는 가스가 냉각수(미도시)에 의하여 냉각되도록 하여 냉각수(미도시)에 토출 및 용해되는 가스의 양이 증대되도록 하고 중화 효율이 향상되도록 할 수 있다.
여기서, 냉각수순환공급관(440)은, 중화용가스공급관(410)이 내설된 부위에 지그재그로 구성된 격벽에 의해 냉각수(미도시)가 지그재그로 이동되도록 하여, 냉각수(미도시)와 중화용가스공급관(410)의 접촉면적 또는 시간이 증대되도록 하여 가스의 냉각 효율이 향상되도록 하는 것이 좋다.
또한, 중화가스배출관(450)이 중화탱크(420)의 상측단에 연통 구성시 냉각수순환공급관(440)과 중화용가스공급관(410)이 중화탱크(420)의 상측단에 지지되는 구조를 통하여, 중화장치(400)의 조립 구성 및 유지보수를 용이하게 할 수 있다.
여기서, 중화탱크(420) 또는 염화반응탱크(430)에는 공지의 냉각싸이클 또는 냉각트랩이 연결 구성되어 냉각수(미도시)의 냉각 상태가 유지되는 것이 바람직하며, 이를 통하여, 중화 효율이 향상되도록 하는 것이 좋다.
또한, 중화탱크(420)에 충전된 냉각수(미도시)는, 산성도에 따라 충전량이 조절되거나 교환되는 구성을 가질 수 있다.
또한, 염화반응탱크(430)에 충전되는 철(미도시)은, 일예로, 철수세미 또는 철 재질의 데미스터필터 등과 같이 다공을 가지는 철블록이 통체의 프레임에 충전된 상태에서 염화반응탱크(430)에 교체 가능하게 구성되어 철(미도시)의 염화도에 따라 교체 등의 유지보수가 용이하도록 할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중화장치(400)의 중화 공정에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 열분해장치(100)에서 발생된 가스가 추출장치(300)에 의해 유류 등의 추출물이 분리된 상태에서 중화용가스공급관(410)을 통해 중화탱크(420)의 냉각수(미도시)에 토출 및 용해된다.
이후, 냉각수(미도시)가 중화탱크(420) 일측의 염화반응탱크(430)로 순환되면서 염화반응탱크(430)에 충전된 철(미도시)과 냉각수(미도시)의 염산 성분이 접촉 및 반응되어 염산 성분이 중화된다.
이후, 염산 성분이 중화된 냉각수(미도시)가 냉각수순환공급관(440)을 통해 중화탱크(420)의 내부에 공급된다.
이후, 중화탱크(420)에서 발생된 가스가 중화가스배출관(450)을 통해 가스연소장치(500)로 이동된다.
따라서 중화장치(400)에 의하면, 해당 추출물이 추출된 후 가스연소장치(500)로 공급되어 연소되기 전에 가스 중 염산 성분이 냉각수(미도시)에 용해되고 철(미도시)과 반응되면서 중화되는 공정을 통하여, 가스연소장치(500)에서 연소될 가스 중 염산 성분이 중화 공정을 통해 감소되어 가스연소장치(500)의 연소시 다이옥신 발생이 억제되도록 할 수 있다.
가스연소장치(500)는, 중화장치(400)의 중화가스배출관(450)으로부터 산성 성분이 중화된 가스를 공급받아 연소시킨 후 외부로 배기시키는 장치로서, 중화가스배출관(450)으로부터 가스가 유입, 연소 및 배기되는 공간을 제공하는 연소로(510)와, 연소로(510)의 내부에 구성되어 가스를 연소시키는 연소수단(520) 등을 포함한다.
연소로(510)는, 중화가스배출관(450)으로부터 유입된 가스가 연소되는 공간을 제공하는 연소실로서, 소정 높이의 통체 구조를 가질 수 있고, 상기 가스가 유입되는 가스유입관과 외부로부터 외기가 유입되는 외기유입관이 하측단에 구성되고, 중공의 내벽에는 외기와 가스가 나선형으로 이동되도록 하여 연소 효율이 극대화되도록 하는 나선형가이드가 구성되는 것이 좋다.
연소수단(520)은, 연소로(510)의 내부에 불꽃을 발생시켜 가스가 연소되도록 하는 수단으로서, 연소로(510)의 하측단부에 가스유입관과 외기유입관이 연통되는 연통파이프와, 상기 연통파이프의 단부에 연결되고 환형으로 설치되는 연소서클과, 상기 연소서클의 상측면으로부터 내주연을 향해 소정의 각도로 기울어지도록 돌출 구성되고 가스와 외기가 분사되도록 하는 다수개의 분사노즐과, 상기 연소서클의 일측에 구성되고 불꽃을 발생시켜 분사노즐로부터 분사되는 가스와 외기가 연소되도록 하는 점화플러그 등으로 구성된다.
따라서 가스연소장치(500)에 의하면, 연소로(510)로 이동되는 고분자 화합물의 가스에 함유된 방향족 원소가 연소수단(520)에 의해 연소된 후 외부로 배출되도록 할 수 있다.
진공펌프(600)는, 추출장치(300)와 중화장치(400) 사이 또는 중화장치(400)와 가스연소장치(500) 사이 중 적어도 어느 한 곳에 구성되고 열분해장치(100)의 가스가 왁스분리수단(200), 추출장치(300), 중화장치(400) 및 가스연소장치(500)로 이동되도록 하는 장치로서, 공지의 구성을 가질 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 진공펌프(600)에 의하면, 추출장치(300)와 중화장치(400) 사이 또는 중화장치(400)와 가스연소장치(500) 사이 중 적어도 어느 한 곳에 위치되는데, 보다 바람직하게는, 추출장치(300)와 중화장치(400) 사이에 위치됨으로써, 진공펌프(600)가 중화장치(400)와 가스연소장치(500) 사이에 위치시 중화장치(400)의 가스 이외에 냉각수(미도시)까지 가스연소장치로(500)로 이동되어 가스 연소 효율이 저하되는 종래의 문제점을 방지하는 것이 좋다.
한편, 본 발명에 의하면, 열분해장치(100)와 왁스분리수단(200)의 사이에는 고분자 화합물이 열분해시 소각되어 발생되는 이물질 등을 여과시키는 공지의 정제장치가 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의하면, 중화장치(400)의 후단부에는 가스 중의 유분과 수분을 제거하기 위한 유분트랩과 수분트랩이 추가적으로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의하면, 열분해 공정 초기에는 고분자 화합물이 열분해되지 않고 소각되어 카본이나 왁스가 많이 생성되는 문제점이 있으므로, 중화장치(400)를 제외하고 추출장치(300)가 연소가스장치(500)에 직접 연결되는 구성이 단순히 구성되도록 하여, 공정 초기의 가스가 별도로 처리되도록 하여도 좋다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고분자 연속식 열분해 시스템의 열분해 공정에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 열분해장치(100)의 열분해하우징(110) 열분해관(114) 내부에 열분해 공정이 실시될 대상물인 고분자 화합물이 투입된다.
이후, 진공펌프(600)나 진공수단 등에 의해 열분해장치(100), 왁스분리수단(200), 추출장치(300) 및 중화장치(400)에 진공 상태가 유지된다.
이후, 열분해장치(100)의 열분해관(114)에 가열수단(120)에 의해 고열이 제공되어 열분해 공간에 투입된 고분자 화합물이 열분해된다.
이후, 고분자 화합물의 열분해시 발생된 열분해 공간 내부의 가스가 왁스분리수단(200)으로 이동되어 가스 중 왁스가 분리된다.
이후, 왁스가 분리된 가스나 열분해 공간 내부의 가스가 추출장치(300)로 이동되어 가스 중 추출물 즉, 유류가 분리된다.
이후, 해당 추출물이 분리 추출된 가스가 중화장치(400)로 이동되어 가스 중 염산 성분이 냉각수(미도시)에 용해된 상태에서 철(미도시)과 반응되면서 중화된다.
이후, 염산 성분이 감소된 가스가 가스연소장치(500)로 이동되고 산화되면서 고약한 냄새를 가진 방향족 원소가 제거된 상태로 외부로 배출된다.
따라서 본 발명에 의하면, 고병원성 가축 등과 같은 폐기물이나 폐비닐 또는 폐플라스틱 등과 같은 고분자 화합물을 열분해 처리함으로써, 고병원성 가축에 의한 전염성 발병을 예방하고 폐비닐이나 폐플라스틱으로부터 대체 연료를 추출하여 재활용성을 향상시킬 수 있다.
상술한 본 발명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.
Claims (5)
- 고분자 화합물을 가열하여 열분해시키는 열분해장치(100);
열분해장치(100) 또는 왁스분리수단(200)으로부터 이동되는 가스를 증류시켜 추출물을 분리시키는 추출장치(300);
열분해장치(100)와 추출장치(300) 사이에 구성되어 추출장치(300)로 이동되는 가스 중 고비점 왁스를 수거 및 분리한 후 열분해장치(100)로 투입하여 제거되도록 하는 왁스분리수단(200);
추출장치(300)로부터 이동되는 가스 중 산성 성분을 중화시키는 중화장치(400);
중화장치(400)에 의해 산성 성분이 중화된 가스를 연소시킨 후 외부로 배기시키는 가스연소장치(500); 및
추출장치(300)와 중화장치(400) 사이 또는 중화장치(400)와 가스연소장치(500) 사이 중 적어도 어느 한 곳에 구성되고 열분해장치(100)의 가스가 왁스분리수단(200), 추출장치(300), 중화장치(400) 및 가스연소장치(500)로 이동되도록 하는 진공펌프(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해시스템. - 제1항에 있어서, 열분해장치(100)는,
고분자 화합물이 투입되는 공간을 제공하는 열분해하우징(110);
열분해하우징(110)의 내부 하측에 구성되고 열분해하우징(110) 내부에 열을 제공하여 고분자 화합물이 열분해되도록 하는 가열수단(120); 및
열분해하우징(110)의 내부 상측에 연통 가능하게 구성되고 열분해시 발생되는 가스가 왁스분리수단(200) 또는 추출장치(300)를 향해 이동되도록 하는 가스이동수단(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해시스템. - 제2항에 있어서, 열분해하우징(110)은,
양단부가 개방된 원통체 형상의 하우징본체(111);
하우징본체(111)의 일단부에 회동 가능하게 구성되어 하우징본체(111)의 내부가 개폐되도록 하는 개폐도어(112);
하우징본체(111)의 타단부를 커버하는 커버패널(113);
하우징본체(111)의 내부에 위치되고 고분자 화합물이 투입되며 고분자 화합물이 열분해되는 열분해 공간을 제공하는 열분해관(114);
하우징본체(111)와 열분해관(114)의 일측면 하측에 하우징본체(111)와 열분해관(114)의 길이를 따라 일정한 간격으로 통공 형성되고 가열수단(120)이 하우징본체(111)의 외측으로부터 열분해관(114)의 내측으로 관통 삽입되도록 하여 열분해관(114)에 열이 제공되도록 하는 가열수단삽입공(115);
하우징본체(111)의 내주면에 구성되고 열분해관(114)의 외주면을 지지하며 열분해관(114)의 열이 외부로 방출되어 손실되는 것을 억제하는 단열지지관(116); 및
하우징본체(111)의 내주면과 열분해관(114)의 외주면 사이에 단열지지관(116)과 함께 충전되어 열분해관(114)의 열이 외부로 방출되어 손실되는 것을 억제하는 단열재(117)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해시스템. - 제3항에 있어서,
열분해관(114)은,
길이방향을 따라 일정한 간격으로 요철형상의 주름부(114a)가 형성되고,
단열지지관(116)은,
소정 길이의 양단부가 개방된 원통체 형상을 가지는 단열관본체(116a), 단열관본체(116a)의 내주면에 해당되고 요철 구조로 형성되어 열분해관(114)의 외주면이나 열분해관(114)의 외주면에 커버 구성된 단열재(117)의 외주면을 지지하는 제1지지요철면(116b), 제1지지요철면(116b)으로부터 단열관본체(116a)의 외주면을 향해 소정 체적의 중공(116c)들이 특정 패턴으로 연속 배열되어 제1지지요철면(116b)에 전달된 열이 외주면을 향해 전달되는 것을 지연시켜 단열 기능을 제공하는 단열중공부(116d) 및 단열관본체(116a)의 외주면에 해당되고 제1지지요철면(116b) 보다는 낮은 단차를 가지면서 요철 구조로 형성되어 열분해하우징(111)의 내주면이나 열분해하우징(111)의 내주면에 커버 구성된 단열재(117)의 내주면을 지지하는 제2지지요철면(116e)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해시스템. - 제3항에 있어서, 왁스분리수단(200)은,
열분해장치(100)의 일측에 수평하게 눕혀진 통체 형상을 가지면서 위치되고 열분해장치(110)의 가스이동수단(130)으로부터 가스가 일측면으로 유입된 후 하부를 향해 이동되면서 배출되는 소정 체적의 공간을 통하여 고속으로 유입되는 가스가 확산 및 정체되면서 감속되도록 하는 감속챔버(210);
감속챔버(210) 일측에 수직하게 세워진 통체 형상을 가지면서 연결되고 감속챔버(210)에서 속도가 감속된 가스가 일측면 상부로 유입된 후 타측면 하부를 향해 이동되면서 배출되어 추출장치(300)로 이동되는 소정 체적의 공간을 제공하고 내부에 설치된 세라믹필터(220)를 통하여 가스 중 이물질과 고비점 왁스가 여과 및 하단부에 수집되도록 하는 여과챔버(230);
여과챔버(230)의 하단부로부터 열분해장치(100)의 열분해관(114) 내부 하단에 길이방향으로 연장되어 여과챔버(230)에서 수집된 고비점 왁스를 열분해관(114)의 내부 하단에 구성된 왁스트레이(240)에 공급하여 열분해관(114)에서 고비점 왁스가 열분해 제거되도록 하는 왁스이송관(250); 및
여과챔버(230)와 왁스이송관(250) 사이에 구성되어 고비점 왁스가 열분해관(114) 내부로 유입되도록 하는 왁스이송펌프(260)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해시스템.
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