KR20240044482A - 수명 만료 플라스틱의 열분해를 위한 시스템 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료 또는 추가 플라스틱의 생산을 위한 탄화수소를 얻기 위해 폐플라스틱(수명 만료 플라스틱)을 처리하는 것에 관한 것이다. 열분해 공정을 제어하는 방법은 다음 단계들을 포함한다: 반응기 용기를 플라스틱 재료로 충전하는 단계; 상기 플라스틱 재료를 처리하는 단계로서: 상기 반응기 용기를 가열하여 상기 플라스틱 재료를 열분해하는 단계; 상기 반응기 용기 내에서 교반기를 구동하여 상기 반응기 용기 내의 재료를 혼합하는 단계; 및 상기 반응기 용기로부터 탄화수소의 증기를 수용하는 단계;에 의해 수행되는 단계; 하나 이상의 파라미터(들)를 모니터링하는 단계로서, 상기 하나 이상의 파라미터(들)는: 상기 교반기의 부하; 및/또는 상기 반응기 용기 내 복수의 상이한 높이들에서의 복수의 온도들; 및/또는 상기 반응기 용기로부터 수용된 상기 증기의 온도;로 이루어지는 단계; 및 상기 모니터링된 파라미터(들)에 대한 응답으로서: 상기 가열 및/또는 상기 구동을 조절하는 단계; 및/또는 상기 처리를 종료하는 단계;를 수행하는 단계.

Description

수명 만료 플라스틱의 열분해를 위한 시스템 및 장치

본 발명은 연료 또는 추가 플라스틱 생산을 위한 탄화수소를 얻기 위해 폐플라스틱(수명 만료 플라스틱)을 처리하는 방법에 관한 것이다.

수명이 만료된 플라스틱 화학 재활용 기술은 통상적으로 혼합된 폐플라스틱을 다양한 액체 탄화수소 제품으로 재활용하도록 설계되었다. 이들 폐플라스틱은 용융된 형태의 플라스틱 공급물을 반응기 용기 내로 공급함으로써 액체 탄화수소 제품들로 전환된다. 반응기 용기들은 연소 시스템에 의해 외부에서 350 ℃가 넘는 온도로 가열된다. 이는 용융된 플라스틱으로부터 풍부한 포화 탄화수소 증기(rich saturated hydrocarbon vapour)를 생성하고, 이는 반응기 용기 밖으로 접촉기 용기를 통해 흘러나오고, 이때 더 무거운 증기 분획이 응축된다. 그런 다음, 하류 대기 증류 컬럼 중의 대기압에 가까운 압력에서 증류된다.

수명이 만료된 플라스틱의 열분해 시스템은, 예를 들어, WO2011077419A1, WO2016030460A1, WO2020065316A1에서 알려져 있다.

시스템에는 수명이 만료된 폐플라스틱이 혼합된 형태의 재료가 공급되기 때문에, 공급원 재료의 정확한 구성을 예측하기가 매우 어렵다. 이는, 플라스틱 병에서 비닐봉지에 이르기까지, 다양한 성질과 다양한 불순물을 지닌 임의의 재활용된 플라스틱으로부터 공급될 수 있다. 이러한 공정에 사용되는 폐플라스틱은, 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리스티렌(PS) 및/또는 폴리프로필렌(PP)을 포함할 수 있다. 다양한 유형의 플라스틱의 각각의 수량은 처리 시작 시 알려지지 않는다. 결과적으로, 플라스틱 재료의 정확한 처리 시간을 예측하는 것은 어려운데, 이는 재료에 따라 크게 달라지고 공급 속도 및 회분 크기(batch size)에 따라 달라질 수도 있기 때문이다.

처리되는 플라스틱 재료로부터 탄화수소를 추출하는 효율성에 관련해서 뿐만 아니라, 전체 공정의 에너지 효율성과 관련해서, 이러한 열분해 시스템의 효율성을 향상시키기 위한 지속적인 필요가 있다. 이러한 효율성의 향상은 폐플라스틱의 예측할 수 없는 공급이라는 맥락에서 달성되어야 한다.

따라서, 다음은 열분해를 위한 공정 및 열분해 시스템을 제어하는 방법을 제시한다. 이러한 방법 및 시스템은 바람직하게는, 후술하는 바와 같이, 플라스틱 재료의 회분 또는 반-회분 처리를 위해 배열된다.

본 발명을 더 잘 이해하고, 이것이 어떻게 실행될 수 있는지 보여주기 위해, 이제, 단지 예로서, 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 플라스틱 재료를 처리하기 위한 반응기 어셈블리를 보여준다.
도 2는 시간이 지남에 따라 교반기를 구동하는 데 필요한 전력 변화의 예를 보여준다.
도 3은 시간이 지남에 따라 반응기 용기의 온도 분포의 변화의 예를 보여준다.
도 4는 반응기 시스템의 개략도를 보여준다.
도 5는 혼합 용기의 개략도를 보여준다. 그리고
도 6은 탈수 용기의 개략도를 보여준다.

전체 구조

도 4는 플라스틱 재료의 열분해를 위한 반응기 시스템(100)을 도시한다. 반응기 시스템(100)은, 도 1을 참조하여 설명된 것과 같은, 반응기 용기(1)를 포함한다.

반응기 시스템(100)은: 반응기 용기(1); 액츄에이터(5); 교반기(3); 공급 입구(210); 증기 출구(206); 숯 출구(208); 히터(202); 센서 시스템(110, 112, 114, 116, 118); 및 제어기(204);를 포함한다.

반응기 용기(1)는 플라스틱 재료의 공급물을 수용하기 위한 공급 입구(210)를 갖는다.

반응기 용기(1)는 탄화수소 증기의 유출(egress)을 위한 증기 출구(206)를 갖는다.

반응기 용기(1)는 숯을 배출(dispensing)하기 위한 숯 출구(208)를 갖는다.

교반기(3)는 반응기 용기(1) 내에서 재료를 혼합하기 위한 것이다. 바람직하게는, 교반기는 도 1을 참조하여 설명된 것이다.

교반기(3)는 액츄에이터(5)에 의해 구동된다. 바람직하게는, 액츄에이터(5)는 모터 또는 엔진(바람직하게는 모터)이며, 이는 교반기(3)를 구동하여 반응기 용기(1) 내에서 회전시킨다. 바람직하게는, 액츄에이터(5)는 가역적(reversible)이다.

히터(202)는 반응기 용기(1)의 내용물을 가열하기 위해 배열된다. 바람직하게는, 히터(202)는, 가열 유체로부터 반응기 용기(1)의 내용물로 열을 전달하기 위해 반응기 용기(1)의 일부 또는 전부를 둘러싸는, 재킷이다. 재킷은 연소 가스와 같은 가열된 유체의 흐름을 수용할 수 있다.

센서 시스템(110, 112, 114, 116, 118)은 공정 및 반응기 시스템(100)의 다양한 작동 파라미터들을 모니터링한다.

센서 시스템(110, 112, 114, 116, 118)은 반응기 용기(1)를 떠나는 증기의 온도를 나타내는 신호를 생성하기 위해 증기 출구(206) 하류에 증기 온도 센서(118)를 포함한다.

센서 시스템(110, 112, 114, 116, 118)은 액추에이터(5)의 작동 파라미터를 나타내는 신호를 생성하기 위한 액추에이터 센서(116)를 포함한다. 작동 파라미터는 교반기(3) 상의 부하를 나타낼 수 있다.

센서 시스템(110, 112, 114, 116, 118)은 반응기 용기(1)의 복수의 위치들에 각각 위치되는 복수의 온도 센서들(110, 112, 114)을 포함하고, 각각은 온도를 나타내는 신호를 생성한다. 온도 센서들은 바람직하게는 반응기 용기(1) 벽의 외측 표면 상에 있다.

제어기(204)는 반응기 시스템(100) 내에서 공정들이 진행됨에 따라 공정을 모니터링하고, 반응기 시스템(100)을 제어한다.

제어기(204)는 센서 시스템(110, 112, 114, 116, 118)으로부터 수신된 신호를 모니터링한다.

제어기(204)는, 히터에 의해 반응기 용기(1)에 제공되는 열의 양, 및 액츄에이터(5)에 공급되는 속도 및/또는 전력을 제어한다.

반응기 시스템(100)은 또한, (단순히 중력에 의존하기보다는, 능동적으로 숯을 배출하기 위한) 숯 배출기(char discharger)를 포함할 수 있다. 바람직한 구현예들에서, 이는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 교반기(3) 및/또는 중앙 샤프트 오거(central shaft auger)(35)(가능하게는, 교반기(3)와 일체로 형성됨)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 교반기(3)는 반응기 용기(1)의 숯 출구(208)를 통해 하향력이 가해져 반응기 용기(1)로부터 숯을 배출하도록 역방향으로 구동될 수 있다. 이 문맥에서 "역방향"은 교반기(3)가 처리 동안 구동되는 정상적인 구동 방향의 반대를 의미하며, 이는 반응기 용기(1)의 내용물을 들어올리도록 배열되어 혼합을 촉진한다.

반응기 용기

열분해 공정은, 도 1에 도시된 것과 같은, 반응기 용기(1) 내에서 수행될 수 있으며, 이는 적합한 반응기 용기의 비제한적인 예를 제공한다.

반응기 용기(1)에서, 교반기(3)는 회전 가능하게 장착될 수 있다. 교반기(3)는 반응기 용기(1) 내에서 통상적으로 종방향으로 연장하는 중앙 샤프트(31)를 포함할 수 있다. 교반기(3)는 축 X를 중심으로 회전 가능하도록 장착된다. 축 X는 바람직하게는, 중앙 샤프트(31), 및 반응기 용기(1)의 상부 및 하부 개구들의 중심축과 통상적으로 일치한다. 복수의 수평 지지 바(32)는 교반기(3)의 중앙 샤프트(31)로부터 연장할 수 있다. 수평 바(32)에는 복수의 교반기 블레이드(34)가 부착된다. 대안적인 구현예들에서, 교반기(3)의 다른 구성이 사용될 수 있다. 교반기(3)가 반응기 용기(1) 내에서 재료를 혼합하도록 배열되기만 하면 된다.

교반기(3)는 시스템의 다양한 기능을 향상시키기 위해 반응기 용기 내에 설치된다. 특히, 교반기(3)는 용융된 플라스틱 혼합물의 열적 균질화를 증가시킬 수 있다. 이는 반응기 용기 스킨으로부터의 열전달을 최대화하고 콜드 스팟이 생기지 않도록 함으로써 반응 시간을 단축할 수 있다. 이러한 열적 균질화는 휘발성이 더 높은 탄화수소 사슬의 플라스틱 덩어리 내에서 증기 기포가 형성되는 것을 추가적으로 방지할 수 있다. 그런 다음, 이것은 후속 압력 및/또는 온도 스파이크의 위험을 줄일 수 있다. 교반기(3)는 반응기 용기 벽의 내측 표면 상에 코킹을 형성하는 문제가 있는 부생성물("숯"으로 알려진 재료)을 제거할 수 있다. 숯이 과도하게 축적되면 반응기 벽에서 용융된 플라스틱으로의 열 전도가 방해될 수 있다. 교반기(3)는 또한, 연속적으로 혼합하고, 용기 스킨과 같은 반응기 용기의 더 뜨거운 부분과 접촉시킴으로써, 숯 건조를 도울 수 있다. 마지막으로, 교반기(3)는 숯을 반응기 용기로부터 강제로 배출함으로써 숯 부생성물 제거를 향상시킬 수 있다.

본 구현예는 복수의 교반기 블레이드(34)를 포함하지만, 교반기(3)는 임의의 적합한 방식으로 설계될 수 있을 것으로 예상된다. 특히, 교반기(3)는 대안적인 구현예들에서 하나의 교반기 블레이드(34) 또는 3개 이상의 교반기 블레이드(34)를 포함할 수 있다. 교반기 블레이드(34)는 통상적으로, 중앙 샤프트(31)로부터 통상적으로 일정한 거리만큼 원위 방향으로 이격되도록, 나선형이다. 따라서, 교반기 블레이드(34)의 외측 에지는 통상적으로 반응기 용기(1)의 내측 표면으로부터 일정한 거리로 이격되어 있다. 교반기 블레이드(34)는 그 하단부에(별도의 부품으로 또는 일체형으로) 교반기 기부 부분(33)을 포함할 수 있다. 기부 부분(33)은 대략적으로 반응기 용기(1)의 하부 만곡된 표면에 부합(conform)한다. 기부 부분(33)은 교반기 블레이드(34)의 주요 부분에 부착되는 별도의 구성요소일 수도 있거나, 또는 기부 부분(33)은 교반기 블레이드(34)의 주요 부분과 일체로 형성될 수도 있다.

교반기(3)는 중앙 샤프트 오거((central shaft auger)(35)를 더 포함할 수 있다. 이는, 교반기(3)가 중앙 샤프트 오거(35)에 의해 숯 호퍼 용기 내로 반응기 용기(1)의 배출 노즐을 통해 하향력이 가해지는 "역방향" 모드에서 추가적으로 작동될 수 있게 한다. 이는 숯이 반응기 용기(1)로부터 배출될 수 있게 해준다.

다른 구현예들에서, 오거(35)는 교반기(3)와 별도로 제공될 수 있고, 단독으로 숯 배출기로서 작용할 수 있다.

오거(35)는 숯 출구(208) 내에 위치할 수 있다. 한 방향으로 회전하도록 구동될 때, 오거(35)는 숯 출구(35)를 통해 반응기 용기(1)로부터 숯을 강제로 밀어낼 수 있다. 사용 시, 플라스틱은, 바람직하게는 압출된 용융 플라스틱의 형태로, 반응기 용기(1) 내로 공급된다. 교반기(3)는, 예를 들어, 축 X를 중심으로 회전하도록, 구동된다. 그런 다음, 교반기 블레이드(34)는 플라스틱 내에서 회전하고, 반응기 용기(1) 전체에서 이 플라스틱을 혼합할 수 있다.

필수적인 것은 아니지만, 반응기 시스템(100)은 바람직하게는 반-회분 공정으로 사용된다. "반-회분 공정"은, 플라스틱 재료가 여전히 반응기 용기(1)에 공급되는 동안 플라스틱 재료의 처리가 시작되지만, 플라스틱 재료의 공급이 미리 결정된 총 충전량에서 멈추고 "연속" 공정에서와 같이 처리 전반에 걸쳐 계속되지 않을 수 있음을 의미한다. 회분당 이용가능한 탄화수소 수율은 반응기 용기(1) 내로 공급되는 플라스틱의 정확한 구성(make-up)에 따라 달라진다. 그러나, 숯 부생성물을 건조하는 데 필요한 시간은 무시할 만큼의 탄화수소 생성을 초래한다. 탄화수소가 생성되는 속도는 공정이 끝날수록 감소하여, 공정 효율성이 감소한다.

반응기 시스템(100)이 작동됨에 따라, 탄화수소 증기가 반응기 용기(1)로부터 배기되고, 반응기 용기(1) 내에 남아 있는 반응기 내용물의 구성이 변화된다. 반응기 내용물은 탄화수소와 숯의 혼합물로 구성된다. 공정이 계속됨에 따라, 더 짧은 사슬 탄화수소는 증기를 형성하고, (주로) 더 긴 사슬 탄화수소로 형성된, 왁스의 잔류물을 남기며, 이것은 숯과 혼합된다. 즉, 반응기 내용물에는 아직 배출되지 않은 탄화수소 증기와 잔류물이 포함된다. 탄화수소 수율이 증가하면, 잔류물의 왁스 함량이 감소한다. 이는 잔류물의 점도를 변화시킨다.

공정의 종료를 향하면서, 잔류물의 왁스 함량이 감소하고, 건조되고 있다고 할 수 있는 고체를 형성한다. 전형적으로, 공정의 이 시점에서, 잔류물의 숯 함량에 대한 왁스의 비율은 5 질량% 내지 12 질량% 범위에 있게 될 것이다.

탄화수소의 수율을 최대화하는 것이 바람직해 보이지만, 직관에 반하게도, 본 발명자들이 인식한 바에 따르면, 의도적으로 탄화수소의 최대 수율을 추출하지 않음으로써, 다른 이점이 발생할 수 있다. 첫째, 수율을 최대화하지 않으면, 처리 시간을 크게 단축할 수 있다. 일례이서, 처리 시간의 마지막 15 내지 20%가 전체 수율의 단지 5%만을 생성하였다. 둘째, 공정 종료시 소비된 단위 에너지당 탄화수소 증기 생성량이 적어지므로, 수율을 최대화하지 않으면 시스템의 전체 에너지 효율성이 향상될 수 있다.

광범위한 실험을 통해, 발명자들이 확인한 바에 따르면, 2 질량% 내지 20 질량%, 바람직하게는 5 질량% 내지 12 질량%의 왁스 대 숯 비율을 갖는 부생성물 잔류물은, 잔류물의 하류 처리에 특히 유익하며, 효율적인 공정을 제공한다.

본 발명자들이 인식한 바에 따르면, 본 공정의 진행 및 그에 따른 왁스 대 숯 비율은, 도 2에 도시된 교반기 피크 전력 소모 및/또는 도 3에 도시된 온도 차이(temperature differentials)의 타이밍을 참조하여, 가장 잘 확립될 수 있다. 이러한 모니터링 개념은 아래에서 설명된다.

잔류물의 왁스 함량을 간접적으로 나타내는 파라미터를 모니터링하는 능력은, 배출된 부생성물 잔류물을 처리하기 위한 특정 장치를 가능하도록 하는 범위 내에서 왁스 함량을 제어할 수 있게 한다.

특히, 이는 물과 같은 액체와의 직접 접촉을 통해 부생성물 잔류물을 냉각하는 바람직한 방법을 가능하게 한다. 가능은 하지만, 잔류물의 왁스 함량을 정확하게 제어하는 능력이 없으면, 급냉을 위한 액체의 사용이 더 어려운데, 왜냐하면 폐기된 반응기 내용물의 응집이, 쉽게 관리할 수 있는 슬러리를 형성하기에는 너무 클 수 있거나, 또는 슬러리가 적합하게 탈수되기에는 너무 낮을 수 있기 때문이다.

열분해 방법의 일 구현예는 다음 단계들을 포함한다: 반응기 용기를 플라스틱 재료로 충전하는 단계; 반응기 용기를 가열하여 플라스틱 재료를 열분해하는 단계(선택적으로(optionally), 가열 단계는 충전 단계와 겹칠 수 있음); 반응기 용기 내에서 교반기를 구동하여 반응기 용기 내의 반응기 내용물을 혼합하는 단계; 반응기 용기로부터 탄화수소의 증기를 수용(receiving)하는 단계; 및 남아있는 반응기 내용물로부터 형성된 잔류물을 배출하는 단계.

바람직하게는, 잔류물은 왁스 함량이 2 질량% 내지 20 질량%, 및 바람직하게는 5 질량% 내지 12 질량%일 때 배출된다.

잔류물 내의 왁스의 양은 직접적으로 측정될 수 없다. 더욱이, 공급 재료의 구성, 공급 속도 및 정확한 회분 크기를 알 수 없기 때문에, 공정이 진행된 시간의 양에만 기초하여 왁스 함량을 정확하게 추정할 수 없다.

교반기 부하

도 2는 시간이 지남에 따라 교반기를 구동하는 데 필요한 전력의 변화를 보여준다. 숯 건조가 진행되고 있음을 나타내기 위해 교반기 부하를 사용하는 것이 기록되어 있지만, 현재까지 시스템의 작동 파라미터들을 수정하기 위해 이 정보를 사용한 적이 없다.

교반기 부하는, 예를 들어, 교반기(3)를 구동하는, 모터와 같은, 액츄에이터(actuator)에 의해 사용되는 전력, 전류 또는 전압에 기초하여 결정될 수 있거나, 또는 액츄에이터(5)(모터 또는 엔진, 등)에 의해 교반기(3)에 가해지는 힘의 토크에 의해 결정될 수 있다. 교반기 부하를 나타내는 임의의 이러한 신호는 잔류물의 점도를 나타내는 데 적합하다. 액츄에이터(5)에 의해 소모된 전력은 편리하고 신뢰할 수 있는 신호를 제공하는 것으로 밝혀졌다.

발명자들이 인식한 바와 같이, 교반기 부하가, 점도 및 잔류물의 양과의 관계로 인해, 왁스 함량의 간접적인 표시를 제공하는 데 사용될 수 있으며, 이는 차례로 배출된 부생성물 잔류물의 향후 처리의 용이성(남아있는 반응기 내용물 및 처리의 종료)을 간접적으로 나타내는 지표로서 사용될 수 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 반응기 내용물은 반응기 용기(1)로부터 탄화수소 증기가 얻어짐에 따라 공정 전반에 걸쳐 변화하여, 잔류물의 왁스 함량이 감소된다.

초기 단계에서, 액체가 되면, 반응기 내용물은 점도가 가장 낮고, 숯 대 액체 비율이 낮다. 이 단계 동안, 교반기의 운동에 대한 반응기 내용물의 저항은 낮다. 시간이 지남에 따라, 반응기 내용물의 점도는 증가하여, 결국 최고 점도에 도달한다. 이 지점 직전에, 교반기(3)의 운동에 대한 반응기 내용물의 저항이 급격히 증가하여, 액츄에이터(5) 상의 교반기 부하가 증가한다.

이 시점 이후에, 잔류물의 왁스 함량이 더 감소하여, 건조되었다고 말할 수 있는 고체를 형성한다.

이전에는 인식되지 않았던 바와 같이, 교반기 부하는, 제어 파라미터들이 이 신호에 따라 수정될 수 있을 정도로 반응기 용기(1) 내의 공정의 상태에 대한 충분히 신뢰할 수 있는 지표를 제공할 수 있다.

예를 들어, 일부 경우에, 처리가 종료될 무렵 잔류물의 건조 속도를 높여 더 빨리 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 원료 플라스틱 재료의 특정한 회분으로부터 탄화수소 수율을 약간 감소시킬 수 있지만, 각각의 회분을 처리하는 데 드는 시간과 에너지 비용을 크게 줄일 수 있다. 따라서, 제어기는 숯의 건조 속도(즉, 잔류물로부터 탄화수소의 제거)를 가속화하기 위해 작동 모드를 열분해 모드로부터 숯 건조 모드로 변경하도록 프로그래밍될 수 있다. 숯 건조 모드에서, 열분해 모드에 비해 가열 재킷에 의해 공급되는 열이 증가할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 숯 건조 모드에서, 열분해 모드에 비해 교반기(3)의 구동 속도가 증가될 수 있다.

다른 경우에, 교반기 부하 신호를 사용하여 잔류물의 배출을 시작할 수 있다.

실속 보호(Stall protection)

또한, 발명자들이 인식한 바와 같이, 교반기 부하 신호의 모니터링은, 교반기(3)의 구동 모터와 같은 액츄에이터(5)의 실속(stalling)를 방지하는 데 사용될 수 있는 조기 경고를 제공할 수 있다.

반응기 내용물의 점도가 너무 많이 증가하면, 교반기(3)가 멈출 수 있다는 문제가 인식되었다. 교반기(3)가 실속하면, 종종 다시 움직이기를 시작하는 것이 불가능하다.

이러한 경우에, 번거로운 수동 절차가 필요하다. 먼저, 반응기 시스템(100)이 정지되어야 한다. 그 다음, 반응기 용기(1)가 냉각되어야 한다. 그 다음, 반응기 용기(1) 내의 잔류물이 수동으로 제거되어야 한다. 이는 시간이 많이 소요될 수 있으며, 전체 공정의 생산 속도에 영향을 미친다.

교반기 부하 신호를 모니터링함으로써, 제어기(204)는 잔류물의 점도가 교반기를 실속시킬 것으로 예상되는 문턱치를 초과할 시기를 예측하고, 작동 파라미터들을 변경하여 실속을 방지할 수 있다.

예를 들어, 제어기는, 교반기 부하를, 실속 부하의 미리 결정된 분율(fraction)인 실속-방지 문턱치와 비교할 수 있다.

실속가 임박했다는 결정에 응답하여, 제어기는 교반기(3)의 속도를 정상적인 설정점, 예를 들어, 회전속도로부터 감소시킬 수 있다. 이런 식으로 실속을 피할 수 있다.

더 바람직하게는, 일부 구현예에서, 교반기 부하가 실속 부하의 미리 결정된 분율과 동일하도록, 교반기(3)의 속도를 조정하기 위한 제어 시스템이 제공될 수 있다. 이 제어 시스템은 실속이 임박했다는 결정에 응답하여 촉발될 수 있다.

이러한 방식으로, 반응기 내용물의 점도가 피크 값으로부터 감소함에 따라, 교반기 부하가 충분히 떨어지면, 교반기(3)는 정상 설정점으로 돌아올 때까지 속도를 증가시킬 수 있다.

반응기 온도 측정

바람직한 구현예에서, 복수의 온도 센서들(110, 112, 114)에 인접한 반응기 내용물의 온도를 나타내는 신호를 생성하기 위해, 복수의 온도 센서(110, 112, 114)가 제공된다. 이 온도 센서들은, 서로 상이한 높이들에서, 반응기 용기(1) 상의 복수의 위치들에서 제공된다.

복수의 온도 센서들(110, 112, 114)은, 예를 들어, 가열 재킷의 영역 내에서 서로 다른 높이들에서 반응기 용기(1)의 외측 스킨 상에 장착될 수 있다. 가열 재킷이 반응기 용기(1)의 외측 표면을 고르게 가열하기 때문에, 온도 센서들(110, 112, 114) 사이의 임의의 온도 차이는 온도 센서들(110, 112, 114)에 인접한 반응기 내용물의 온도의 결과일 것이다.

제1 온도 센서(110)는 바람직하게는 반응기 용기(1)의 높이의 상부 50% 이내에 설치된다. 제2 온도 센서(112)는 바람직하게는 반응기 용기(1)의 높이의 하부 20 내지 50% 내에 설치된다. 제3 온도 센서(114)는 바람직하게는 반응기 용기(1)의 높이의 하부 20% 이내에 설치된다.

예를 들어, 반응기 용기(1)는 상단 표면(124) 및 바닥 표면(126)에 의해 둘러싸인 대체로 원통형 벽(122)을 갖는 형상일 수 있다. 제1 센서(110)는 대체로 원통형 벽(122) 상에 제1 높이에서 제공될 수 있다. 제2 센서(112)는 대체로 원통형인 벽(122) 상에, 제1 높이보다 낮은 제2 높이에서 제공될 수 있다. 제3 온도 센서(114)는 바닥 표면(126) 상에 제공될 수 있다.

제1 온도 센서(110)는 제1 온도를 측정하고, 제2 온도 센서(112)는 제2 온도를 측정하고, 제3 온도 센서(114)는 제3 온도를 측정한다.

온도 센서들(110, 112, 114)은 모두 가열 재킷 영역 내에 있기 때문에, 충전 전에, 반응기 용기(1)가 비어 있을 때, 온도 센서들(110, 112, 114)은 모두 거의 동일한 온도를 기록할 것이다.

따라서, 온도 센서들(110, 112, 114) 사이에 제1 온도 분포가 존재한다. 제1 온도, 제2 온도, 및 제3 온도는 실질적으로 동일하다.

반응기 용기(1)는 플라스틱 재료로 충전되기 전에 가열된다. 플라스틱 재료를 충전하면, 액체 함량의 최대 수위에 도달할 때까지 용융될 것이다(액체 형태로 제공되지 않더라도). 반응기 용기(1)에서 탄화수소 증기가 얻어지면, 액체 수위(liquid level)가 낮아질 것이다.

반응기 용기(1)는, 제1 온도 센서(110)가 임의의 액체 반응기 내용물의 최대 수위 위에 있고, 제2 및 제3 온도 센서들(112, 114)이 임의의 액체 내용물의 수위 아래에 있도록 하는 수위까지, 플라스틱 재료로 충전된다.

처리의 초기 단계에서, 반응기 내용물이 액체일 때, 제2 및 제3 온도 센서들(112, 114)은 유사한 온도들을 기록할 것이다. 유일한 차이점은, 더 차가운 용융 공급 플라스틱의 냉각 영향으로 인해, 제3 온도 센서(114)에 인접한 반응기의 바닥에 있는 반응기 내용물의 온도가 약간 더 낮다는 것이다. 그러나, 제1 온도 센서(110)에 의해 기록되는 온도는 훨씬 더 높을 것인데, 왜냐하면 반응기 용기(1) 내의 해당 높이에는 어떠한 액체도 존재하지 않기 때문이며, 이는 감소된 열전도도로 인해 벽으로부터의 열전달이 감소됨을 의미한다.

따라서, 온도 센서들(110, 112, 114) 사이에 제2 온도 분포가 존재한다. 제1 온도는 제2 온도를 초과하고, 제2 온도는 제3 온도와 실질적으로 동일하다.

처리가 계속되고 반응기 용기(1)에서 탄화수소 증기가 얻어짐에 따라, 액체 함량은 감소하는 반면 숯 함량은 증가하며, 반응기 용기(1) 내의 내용물 수위(contents level)를 감소시키고 반-액체 내용물(semi-liquid contents)로 이어지며, 이는 감소된 열전도도를 갖는다. 결과적으로, 제3 온도 센서(114)에 인접한 반응기 내용물의 열전도도가 감소하여, 더 높은 온도가 기록되는 반면, 제2 온도 센서(112)에 의해 기록된 온도는 제1 온도 센서(110)에 의해 기록된 온도에 가까워지며, 이는 약간 더 낮아진다. 이는, 액체 수위가 감소하여 반응기 용기(1) 내로의 열전달이 감소하고, 그에 따라 반응기 용기(1) 전체의 온도가 상승하지만, 반응기 용기(1)의 바닥에 절연성이 매우 높은 재료의 존재로 인해, 이 구역은 반응기 용기(1)의 상부 구역보다 더 많이 가열되기 때문이다. 더욱이, 반응기 용기(1) 내의 증기의 존재는 이러한 차이를 악화시킬 수 있다. 결과적으로, 제1 및 제2 온도 센서들(110, 112)은 제3 온도 센서(114)보다 더 낮은 온도를 기록한다.

따라서, 온도 센서들(110, 112, 114) 사이에 제3 온도 분포가 존재한다. 제1 온도는 제2 온도와 실질적으로 동일하고, 제2 온도는 제3 온도보다 더 낮다.

마지막으로, 추가 처리 후, 반-액체 내용물은 고체가 되어, 탄화수소 증기 생성이 제한되는 건조 부생성물(왁스와 혼합된 숯)이 된다. 이러한 건조 부생성물은 낮은 열전도도를 가지므로, 더 이상 반응기 용기(1)의 벽으로부터 열을 빼앗지 않는다. 따라서, 제3 온도 센서(114)에 의해 기록된 온도는 증가한다.

따라서, 온도 센서들(110, 112, 114) 사이에 제4 온도 분포가 존재한다. 제1 온도, 제2 온도, 및 제3 온도는 실질적으로 동일하다.

따라서, 복수의 온도 센서들(110, 112, 114)에 의해 감지된 온도 분포는 시간이 지남에 따라 예측 가능한 방식으로 변한다. 이러한 온도 분포의 시간 경과는, 공급 재료의 구성에 안정적인 방식으로 반응기 내용물의 처리 단계를 확실하게 나타낼 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 알 수 있는 바와 같이, 개별 온도들이 유사한 시간들에서 피크에 도달하지만, 바닥 온도(제3 온도 센서(114)로부터의 온도)는 상단(온도 센서(110)) 및 측면(온도 센서(112)) 온도들보다 더 큰 양 만큼 피크에 도달한다. 본 발명자들이 발견한 바에 따르면, 피크 온도 차이(peak temperature differential)의 타이밍이, 달성되는 피크 점도의 유용한 지표이다. 피크 온도 차이는 제1 온도 또는 제2 온도와, 제3 온도 사이의 차이(또는, 선택적으로(optionally), 제1 온도와 제2 온도의 평균 또는 가중 합계와, 제3 온도 사이의 차이)일 수 있다.

예를 들어, (i) 제1 온도와 제3 온도 사이의 차이;

(ii) 제2 온도와 제3 온도 사이의 차이;

(iii) 제3 온도와, 제1 및 제2 온도의 평균 사이의 차이; (iv) 제3 온도와, 제1 및 제2 온도의 가중 평균(다른 높이들을 보상하기 위한) 사이의 차이; 등.

통상적으로, 피크 온도 차이는, 온도 차이 문턱치를 초과하는 두 위치들에서 측정된 온도들 사이의 차이로서 측정된다. 예를 들어, 제1 온도와 제3 온도 사이의 차이가 문턱치를 초과한다. 바람직하게는, 문턱치는 50 ℃ 내지 100 ℃의 범위에 있다.

증기 온도

증기 온도 센서(118)는 증기 출구(206)를 통해 반응기 용기(1)를 떠나는 증기의 온도를 측정하기 위해 제공된다. 본 발명자들은, 이 온도가 또한, 반응기 용기(1) 내의 공정의 상태에 관한 유용한 정보를 제공한다는 것을 깨달았다.

특히, 이 온도가 문턱치 아래로 떨어지면, 이는 위에서 설명한 교반기 또는 온도 차이 피크와 동일한 공정 지점을 나타낼 수 있다.

적합한 증기 온도 문턱치는, 예를 들어, 섭씨 90 도 내지 110 도의 범위일 수 있으며, 예를 들어, 섭씨 100 도일 수 있다.

공정

열분해를 위한 회분식 공정의 바람직한 구현예는 다음 단계들을 포함한다: 반응기 용기를 플라스틱 재료로 충전하는 단계; 반응기 용기를 가열하여 플라스틱 재료를 열분해하는 단계; 반응기 용기 내에서 교반기를 구동하여 반응기 용기 내의 재료를 혼합하는 단계; 반응기 용기로부터 탄화수소 증기를 수용하는 단계; 및 공정 또는 시스템의 하나 이상의 파라미터(들)를 모니터링하는 단계.

하나 이상의 파라미터(들)를 모니터링하는 단계는 다음을 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다: 교반기(3) 부하(상술한 바와 같음); 및/또는 (상술한 바와 같이) 반응기 용기(1) 내의 복수의 높이들에서의 복수의 온도들; 및/또는 반응기 용기(1)로부터 수용된 증기의 온도.

제어기(204)는 회분식 공정을 제어한다. 제어기는 또한, 모니터링된 파라미터(들)에 기초하여 가열 및/또는 구동을 조절하며, 및/또는 모니터링된 파라미터(들)에 기초하여 회분식 공정을 종료할 수 있다.

특히, 제어기(204)는 복수의 작동 모드들 중 하나로 반응기 시스템(100)을 작동시킨다.

제어기(204)는, 액츄에이터(5)가 교반기(3)를 제1 속도로 구동하고 히터(202)가 제1 양의 열을 생성하는 정상 열분해 모드에서 반응기 시스템(100)을 작동시키도록, 배열될 수 있다.

제어기(204)는, 액츄에이터(5)가 교반기(3)를 제2 속도로 구동하고 히터(202)가 제2 양의 열을 생성하는 트립-방지 열분해 모드(trip-avoidance pyrolysis mode)에서 반응기 시스템(100)을 작동시키도록, 배열될 수 있으며, 여기서, 제2 속도는 제1 속도보다 낮다.

선택적으로(optionally), 제어기(204)는, 액츄에이터(5)가 교반기(2)를 제2 속도로 구동하고 히터(202)가 제2 양의 열을 생성하는 숯 건조 모드에서 반응기 시스템(100)을 작동시키도록, 배열될 수 있으며, 여기서, 제2 양의 열은 제1 양의 열보다 크다.

제어기(204)는, 잔류물(숯 및 왁스 혼합물 포함)이 숯 출구(208)를 통해 배출되는 숯 배출 모드에서 반응기 시스템(100)을 작동시키도록, 배열될 수 있다.

정상 열분해 모드(Normal pyrolysis mode)

제어기(204)는 정상 열분해 모드를 실행할 수 있다. 이 모드에서, 히터(202)는 반응기 용기(1)를 가열하여 반응기 내용물을 섭씨 390 도 내지 430 도의 온도로 만든다. 교반기는 분당 30 및 40 회전으로 회전하도록 구동된다.

제어기(204)는 정상 열분해 모드를 실행한 다음, 모니터링된 파라미터(들)에 기초하여 다른 모드로 전환할 수 있다.

트립-방지 열분해 모드(Trip-avoidance pyrolysis mode)

예를 들어, 제어기(204)는 교반기 부하(3)가 실속 방지 문턱치(stall-avoidance threshold)(상술한 바와 같음) 초과로 증가하는 것을 감지한 다음, 교반기(3)의 실속을 방지하기 위해, 교반기(3)의 속도를 감소시킬 수 있다. 교반기(3)의 속도는 65%만큼 감소할 수 있다.

바람직한 구현예에서, 트립 방지 열분해 모드에서, 교반기의 속도는, 교반기 부하가 실속 방지 문턱치를 초과하는 것을 방지하도록, 조절된다.

숯 건조 모드(Char drying mode)

일부 구현예들에서, 제어기(204)는 모니터링된 파라미터(들)에 기초하여 숯 건조 모드로 전환한다. 예를 들어, 위에서 논의된 바와 같이, 제어기(204)는, 잔류물의 왁스 함량이 2 질량% 내지 20 질량%, 바람직하게는 5 질량% 내지 12 질량%인 시점을 추산하기 위해 파라미터(들)를 모니터링할 수 있다.

이를 수행할 수 있는 한 가지 방법은, 교반기(3) 피크 부하의 타이밍을 모니터링하고, 피크 이후 고정된 시간 기간 동안 정상 열분해 모드를 계속한 다음, 숯 건조 모드로 전환하는 것이다.

대안적으로, 온도 분포 신호의 사용은, 숯 건조 모드로 전환할 시기를 설정하는 데 사용될 수 있다. 이는, 피크 온도 차이가 달성된 것, 또는 온도 차이의 추적된 진행이 제3 온도 분포에 대해 앞에서 설명된 방식으로 진행된 것일 수 있다.

온도 분포 및 교반기 피크 부하 타이밍은, 교반기 피크 부하 및 피크 온도 차이가 둘 다 감지된 후 고정된 기간에 숯 건조 모드로 전환함으로써, 조합되어 사용될 수 있다. 즉, 교반기 피크 부하 및 피크 온도 차이 중 늦은 것 이후의 고정된 기간이다.

숯 건조 모드에서, 제어기(204)는 반응기 내용물을 섭씨 420 도 내지 430 도의 온도로 만들기 위해 반응기 용기(1)를 가열하도록 히터(202)를 제어할 수 있고, 또한 교반기(3)를 분당 30 회전 내지 40 회전으로 회전시키도록 액츄에이터(5)를 제어할 수 있다. 전형적으로, 숯 건조 모드는, 제어기(204)가 숯 배출 모드로 작동을 전환하기 전에, 고정된 시간 동안 실행된다.

숯 배출 모드(Char discharging mode)

일부 구현예들에서, 제어기(204)는 모니터링된 파라미터(들)에 기초하여 회분식 공정을 종료한다. 예를 들어, 위에서 논의된 바와 같이, 제어기(204)는, 잔류물의 왁스 함량이 2 질량% 내지 20 질량%, 바람직하게는 5 질량% 내지 12 질량%인 시점을 추산하기 위해, 파라미터(들)를 모니터링할 수 있다.

이를 수행할 수 있는 한 가지 방법은, 교반기(3) 피크 부하의 타이밍을 모니터링하고, 이후 고정된 기간 동안 처리를 계속한 다음, 처리를 종료하고 숯 출구(208)를 통해 부생성물 잔류물을 배출하는 것이다.

대안적으로, 이는, 피크 온도 차이의 타이밍을 모니터링하고, 이후 고정된 시간 기간 동안 처리를 계속한 다음, 처리를 종료하고 숯 출구(208)를 통해 부생성물 잔류물을 배출함으로써, 수행될 수 있다.

대안적으로, 이는, 증기 온도가 증기 온도 문턱치 아래로 떨어지는 시간을 모니터링하고, 이후 고정된 시간 기간 동안 처리를 계속한 다음, 처리를 종료하고 숯 출구(208)를 통해 부생성물 잔류물을 배출함으로써, 수행될 수 있다.

바람직한 선택지는, 교반기 피크 및 피크 온도 차이 둘 다의 타이밍을 모니터링하고, 두 피크가 모두 발생했다고 결정한 후 고정된 기간 동안 처리를 계속한 다음, 처리를 종료하고 숯 출구(208)를 통해 부생성물 잔류물을 배출하는 것이다.

그러나, 증기 온도가 증기 온도 문턱치 아래로 떨어지는 것은, 상기 피크 결정들 중 어느 하나를 보완할 수 있는 유용한 신호이다.

따라서, 가장 바람직한 선택지는, 교반기 피크 및 피크 온도 차이의 타이밍을 모니터링하고 또한 증기 온도도 모니터링하고, 두 피크들이 모두 발생했다는 결정 및 증기 온도가 증기 온도 문턱치 아래로 떨어졌다는 결정 이후 고정된 기간 동안 처리를 계속한 다음, 처리를 완료하고 숯 출구(208)를 통해 부생성물 잔류물을 배출하는 것이다.

배출 공정은 바람직하게는, 예를 들어 위에서 설명된 오거(auger)(35)를 사용하는, 자동화된(비수동) 공정이다.

급냉(Quenching)

처리의 종료 시에, 뜨거운 부생성물 잔류물은 숯 출구(208)를 통해 배출되어야 한다.

배출된 부생성물 잔류물에 대한 바람직한 부생성물 관리 방법은 액체 중에서 급냉하여 슬러리를 생성하는 단계를 포함한다. 액체는 물인 것이 바람직하지만, 다른 용매를 포함할 수도 있다. 물은 재사용을 위해 슬러리로부터 분리가 용이하고 다른 용매만큼 휘발성이 아니라는 점 때문에, 바람직하다.

위에서 표시된 바와 같이, 공정 상태를 모니터링하기 위한 본 개시된 방법들의 한 가지 이점은, 잔류물이 2 질량% 내지 20 질량%, 바람직하게는 5 질량% 내지 12 질량%의 미리 결정된 왁스 함량을 가질 때, 잔류물이 배출될 수 있다는 것이다. 왁스 함량이 이러한 범위들 내에 있어야 하는 것이 필수적인 것은 아니지만, 이러한 범위들은, 잔류물의 급냉으로부터 발생하는 슬러리의 바람직한 특성들을 제공하는 것으로 밝혀졌다.

바람직한 급냉 시스템은, 혼합 용기 및 탈수 용기(즉, 물이든 다른 액체이든 액체를 제거하기 위한 용기)를 포함한다.

바람직한 혼합 용기(300)가 도 5에 도시되어 있다. 혼합 용기(300)는, 숯 출구(208)와 연통하는 숯 입구(308), 및 슬러리 출구(350)를 포함한다.

바람직하게는, 혼합 용기는, 숯 출구(208)가 숯 입구(308) 바로 위에 있도록, 반응기 용기(1) 바로 아래에 위치된다.

바람직하게는, 슬러리 출구(350)는 혼합 용기(300)의 원뿔형 하부 구역(340)의 하부 단부에 있다.

혼합 용기(300)는 하나 이상의 액체 입구들(320)을 포함한다. 이들은 바람직하게는, 회전 운동량을 갖는 액체 공급물을 제공하기 위해 접선 방향으로 배열된다.

혼합 용기(300)는, 반응 용기(1)로부터 배출되는 부생성물 잔류물을 수용하기 전에, 미리 결정된 양의 액체로 채워질 수 있다. 대안적인 그러나 덜 바람직한 구현예들에서, 부생성물 잔류물이 반응기 용기(1)로부터 혼합 용기(300) 내로 배출된 후에, 액체가 혼합 용기(300)에 공급될 수 있다.

증발에 의한 액체의 손실을 줄이기 위해서는, 먼저 혼합 용기(300)에 액체를 제공하는 것이 바람직하다.

부생성물 잔류물의 온도는 적어도 35 ℃일 것이며, 최고 60 ℃까지 올라갈 수 있다. 따라서, 부생성물 잔류물이 혼합 용기(300) 내의 액체에 들어갈 때, 상당한 양의 스팀이 발생된다. 따라서, 혼합 용기(300)는 스팀 출구(310)를 포함한다. 스팀은 또한, 일부 탄화수소 증기를 운반할 수 있으므로, 스팀 출구(310)는 하류 스팀 스크러빙 시스템과 연통할 수 있다.

액체 내의 부생성물 잔류물의 응집을 감소시키기 위해, 혼합 용기는 바람직하게는, 회전 가능한 임펠러와 같은, 교반기(306)를 포함한다. 임펠러는, 부생성물 잔류물의 현탁액을 유지하고 더 큰 고체들을 깨뜨리는 역할을 할 수 있다. 이러한 방식으로, 슬러리가 생성될 수 있다.

또한, 부생성물 잔류물 이전에 혼합 용기(300)에 액체를 공급할 경우, 그것은 정지 상태이기보다는 교반될 수 있다.

슬러리가 생성되고 그것의 온도가 슬러리 온도 문턱치 아래로 떨어지면, 이는 슬러리 출구(350)를 통해 혼합 용기(300)로부터 배출될 수 있다.

혼합 용기로부터의 슬러리의 배출은, 혼합 용기(300)의 상부 단부에 있는 가스 입구(미도시)를 통해, 가압된 불활성 가스 원천에 의해 보조될 수 있다. 불활성 가스는 질소인 것이 바람직하다. 여기서도, 미리 결정된 왁스 함량은 바람직한 범위 내에 있는 것이 바람직한데, 그 이유는, 슬러리의 왁스 함량 및 액체 함량이 슬러리의 접착 특성을 결정하고, 또한 불활성 가스에 의해 그것이 얼마나 쉽게 추진되는지를 결정하기 때문이다.

슬러리는, 도 6에 도시된 것과 같은, 탈수 용기(400)로 배출된다.

탈수 용기는 수밀 용기 몸체(420)를 포함하고, 그 내부에는 천공된 용기(410)가 지지된다. 천공된 용기(410)의 기부 및 벽은, 액체는 용기 몸체(410) 내로 드레인되는 반면 고체는 천공된 용기(410) 내에 유지될 수 있도록, 용기 몸체(420)로부터 이격되어 있다. 슬러리는 혼합 용기(300)로부터 천공된 몸체(410) 내로 전달된다.

고체로부터 액체의 분리를 돕기 위해, 천공된 용기(410)를 용기 몸체(420)에 대해 상대적으로 진동시키기 위한 하나 이상의 진동 요소들(430)이 제공된다.

천공된 용기의 벽 및 기부는 액체 투과성 천 또는 멤브레인으로 라이닝된 천공된 판 또는 메쉬를 포함하는 것이 바람직하다.

용기 몸체(420)는 액체의 드레인을 위한 하나 이상의 여과액 출구들(440)을 포함한다.

Claims (27)

1. 열분해 공정을 제어하는 방법으로서, 다음 단계들을 포함하는 방법:
   반응기 용기를 플라스틱 재료로 충전하는 단계;
   상기 플라스틱 재료를 처리하는 단계로서:
   상기 반응기 용기를 가열하여 상기 플라스틱 재료를 열분해하는 단계;
   상기 반응기 용기 내에서 교반기를 구동하여 상기 반응기 용기 내의 재료를 혼합하는 단계; 및
   상기 반응기 용기로부터 탄화수소의 증기를 수용(receiving)하는 단계;에 의해 수행되는 단계;
   하나 이상의 파라미터(들)를 모니터링하는 단계로서, 상기 하나 이상의 파라미터(들)는:
   상기 교반기의 부하; 및/또는
   상기 반응기 용기 내 복수의 상이한 높이들에서의 복수의 온도들; 및/또는
   상기 반응기 용기로부터 수용된 상기 증기의 온도;로 이루어지는 단계; 및
   상기 모니터링된 파라미터(들)에 대한 응답으로서:
   상기 가열 및/또는 상기 구동을 조절하는 단계; 및/또는
   상기 처리를 종료하는 단계;를 수행하는 단계.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모니터링된 파라미터(들)는, 상기 반응기 용기의 내용물의 왁스 함량의 표시를 제공하기 위해 사용되고, 상기 방법은, 상기 왁스 함량이 2 질량% 내지 20 질량%, 바람직하게는 5 질량% 내지 12 질량%라는 것을 나타내는 상기 모니터링된 파라미터(들)에 응답하여 상기 처리를 종료하는 단계를 포함하는, 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 하나 이상의 파라미터(들)를 모니터링하는 단계는, 복수의 온도 센서들에 의해 모니터링되는 온도들의 미리 결정된 분포를 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 파라미터(들)를 모니터링하는 단계는, 온도들의 미리 결정된 분포들의 시간 순서(time sequence)가 발생했다는 것을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 파라미터(들)를 모니터링하는 단계는: 교반기 부하의 피크를 식별하는 단계; 및, 이 피크의 식별에 응답하여, 상기 가열 및/또는 상기 구동을 조절하는 단계, 및/또는 상기 처리를 종료하는 단계;를 포함하는, 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 파라미터(들)를 모니터링하는 단계는: 상기 복수의 온도 센서들에 의해 측정된 온도들 사이의 차이의 피크를 식별하는 단계; 및, 이 피크의 식별에 응답하여, 상기 가열 및/또는 상기 구동을 조절하는 단계, 및/또는 상기 처리를 종료하는 단계를 수행하는 단계;를 포함하는, 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 파라미터(들)를 모니터링하는 단계는: 상기 증기의 온도가 증기 온도 문턱치(vapour temperature threshold) 아래로 떨어진 시기를 식별하는 단계; 및, 이 식별에 응답하여, 상기 가열 및/또는 상기 구동을 조절하는 단계, 및/또는 상기 처리를 종료하는 단계를 수행하는 단계;를 포함하는, 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 파라미터(들)를 모니터링하는 단계는:
   교반기 부하의 피크의 발생을 식별하는 단계;
   상기 복수의 온도 센서들에 의해 측정된 온도들 사이의 차이의 피크의 발생을 식별하는 단계; 및
   두 피크들의 식별에 대한 응답으로서:
   상기 가열 및/또는 상기 구동을 조절하는 단계; 및/또는
   상기 처리를 종료하는 단계;를 수행하는 단계;를 포함하는,
   방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 파라미터(들)를 모니터링하는 단계는:
   교반기 부하의 피크의 발생을 식별하는 단계;
   상기 복수의 온도 센서들에 의해 측정된 온도들 사이의 차이의 피크의 발생을 식별하는 단계;
   상기 증기의 온도가 증기 온도 문턱치 아래로 떨어진 시기를 식별하는 단계; 및
   두 피크들의 식별, 및 상기 증기의 온도가 상기 증기 온도 문턱치보다 낮은 것의 식별에 응답하여:
   상기 가열 및/또는 상기 구동을 조절하는 단계; 및/또는
   상기 처리를 종료하는 단계;를 수행하는 단계;를 포함하는,
   방법.
10. 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조절하는 단계 및/또는 상기 종료하는 단계는, 상기 피크(들)의 식별 후 미리 결정된 시간 기간에 실행되는, 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 모니터링된 파라미터(들)에 응답하여, 상기 반응기 용기를 더 높은 온도까지 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 교반기 부하의 모니터링에 응답하여, 상기 교반기의 구동 속도를 감소시키는 단계를 포함하는, 방법.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링된 파라미터(들)에 응답하여 상기 공정이 종료되고, 상기 공정을 종료하는 것은, 상기 반응기 용기의 내용물을 액체 내로 배출하는 단계를 포함하는, 방법.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정을 종료하는 것은, 상기 반응기 용기의 내용물을, 액체를 보유하는 혼합 용기 내로, 배출하는 단계를 포함하는, 방법.
15. 열분해 공정을 제어하는 방법으로서, 다음 단계들을 포함하는 방법:
    반응기 용기를 플라스틱 재료로 충전하는 단계;
    상기 반응기 용기를 가열하여 상기 플라스틱 재료를 열분해하는 단계;
    상기 반응기 용기 내에서 교반기를 구동하여 상기 반응기 용기 내의 재료를 혼합하는 단계;
    상기 반응기 용기로부터 탄화수소 증기를 수용하는 단계; 및
    상기 반응기 용기의 내용물을 배출하고, 상기 배출된 내용물을 액체와 혼합함으로써, 처리를 종료하는 단계.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 액체는 물인, 방법.
17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 반응기 용기의 내용물이 혼합 용기 내로 배출되고, 상기 액체와 혼합되어, 슬러리를 형성하는, 방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 반응기 용기의 내용물의 배출 전에, 상기 액체는 상기 혼합 용기에 공급되는, 방법.
19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 슬러리는 탈수 용기(dewatering container)로 전달되는, 방법.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 슬러리는 가압된 불활성 가스에 의해 상기 탈수 용기 내로 강제 유입되는, 방법.
21. 열분해 공정을 제어하는 방법으로서, 다음 단계들을 포함하는 방법:
    반응기 용기를 플라스틱 재료로 충전하는 단계;
    상기 반응기 용기를 가열하여 상기 플라스틱 재료를 열분해하는 단계;
    상기 반응기 용기 내에서 교반기를 구동하여 상기 반응기 용기 내의 재료를 혼합하는 단계;
    상기 반응기 용기로부터 탄화수소 증기를 수용하는 단계;
    상기 반응기 용기의 내용물의 왁스 함량을 추산하는 단계; 및
    추산된 상기 왁스 함량이 2 질량% 내지 20 질량%, 바람직하게는 5 질량% 내지 12 질량%일 때 상기 반응기 용기의 내용물을 배출하는 단계.
22. 열분해 시스템으로서, 상기 열분해 시스템은:
    플라스틱 재료의 열분해를 위한 반응기로서, 상기 반응기는:
    플라스틱 재료의 공급물을 수용하기 위한 공급물 입구, 탄화수소 증기의 유출을 위한 증기 출구, 및 숯(char)을 배출하기 위한 숯 출구를 갖는 반응기 용기;
    상기 반응기 용기 내에서 재료를 혼합하기 위한 교반기;
    상기 교반기를 구동하기 위한 액츄에이터; 및
    상기 반응기 용기의 내용물을 가열하기 위한 히터;를 포함하는,
    반응기;
    센서 시스템으로서, 상기 센서 시스템은:
    상기 액츄에이터의 작동 파라미터를 나타내는 신호를 생성하기 위한 액츄에이터 센서; 및/또는
    상기 반응기 용기 내의 복수의 위치들에 각각 위치되어, 온도를 나타내는 신호를 각각 생성하기 위한 복수의 온도 센서들; 및/또는
    상기 증기 출구의 하류의 증기의 온도를 모니터링하기 위한 증기 온도 센서;로 이루어진,
    센서 시스템; 및
    복수의 작동 모드들 중 하나로 상기 반응기를 제어하기 위해 상기 센서 시스템과 통신하는 제어기로서, 상기 작동 모드들은:
    상기 액추에이터가 상기 교반기를 제1 속도로 구동하고, 상기 히터가 제1 양의 열을 생성하는 열분해 모드; 및
    상기 숯 출구를 통해 숯이 배출되는 숯 배출 모드;를 포함하는,
    제어기;를 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 센서 시스템으로부터의 신호에 응답하여 상기 작동 모드들 중 첫 번째 것으로부터 상기 작동 모드들 중 두 번째 것으로 전환하도록, 배열된,
    열분해 시스템.
23. 다음을 포함하는 열분해 시스템:
    플라스틱 재료의 열분해를 위한 반응기로서, 상기 반응기는:
    플라스틱 재료의 공급물을 수용하기 위한 공급물 입구, 탄화수소 증기의 유출을 위한 증기 출구, 및 숯을 배출하기 위한 숯 출구를 갖는 반응기 용기;
    상기 반응기 용기 내에서 재료를 혼합하기 위한 교반기;
    상기 교반기를 구동하기 위한 액츄에이터; 및
    상기 반응기 용기의 내용물을 가열하기 위한 히터;를 포함하는,
    반응기; 및
    상기 반응기 용기로부터 잔류물을 배출하기 위한 숯 배출 시스템으로서, 상기 숯 배출 시스템은:
    액체 공급부; 및
    숯 및 액체의 슬러리를 형성하기 위해, 상기 숯 출구, 및 상기 액체 공급부와 연통하는 혼합 용기;를 포함하는,
    숯 배출 시스템.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 숯 배출 시스템은 상기 혼합 용기 내의 임펠러를 더 포함하는, 열분해 시스템.
25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서, 상기 혼합 용기는 스팀 출구를 더 포함하는, 열분해 시스템.
26. 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 숯 배출 시스템은:
    상기 혼합 용기로부터 슬러리를 수용하기 위한 탈수 용기; 및
    불활성 가스의 원천;을 더 포함하고,
    상기 불활성 가스의 원천은, 상기 혼합 용기로부터 상기 탈수 용기로 슬러리를 구동하도록 배열된,
    열분해 시스템.
27. 제 26 항에 있어서, 상기 불활성 가스는 질소인, 열분해 시스템.