KR20240079062A - 열분해 유화장치용 챔버 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 연소로가 복수개 어레이로 배열되도록 하고, 메인 연소로에 유입되는 열분해 가스의 압력이 기준압력을 초과할 때는 이웃하는 타 연소로에 가스를 바이패스 함으로써, 안정적으로 운용할 수 있음은 물론, 연소로 내에서 열분해 가스의 불완전 연소를 최소화할 수 있는 열분해 유화장치용 챔버 시스템을 제안한다. 이를 위해 본 발명은, 열분해로에서 생성되는 열분해 가스를 연소하여 열분해로를 가열하고, 열분해로에서 열분해유가 생성되면, 이를 연료로하여 열분해로를 가열하며, 열분해 가스의 압력이 미리 설정된 기준 압력을 초과 시, 이웃하는 타 연소로에 열분해 가스를 바이패스(bypass)하는 연소로, 연소로의 열분해 가스 유입구와 타 연소로의 연료 입력단 사이에 마련되는 바이패스 밸브, 열분해유를 연소로에 유입하는 열분해유 펌프; 및 연소로에 유입되는 열분해 가스의 압력이 기준 압력을 초과 시, 바이패스 밸브를 개방하여 열분해 가스를 타 연소로에 바이패스하고, 열분해로에서 열분해유가 생산되면, 열분해유 펌프를 가동하여 열분해유를 연소로에 유도하는 제어부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 열분해 유화장치용 챔버 시스템에 관한 것으로, 특히 복수의 연소 챔버가 입력단을 공유하는 구조의 어레이를 이루고, 열분해로에서 생성되는 열분해 가스의 양에 따라 복수의 연소 챔버가 순차적으로 열분해 가스를 분담함으로써 연소 챔버에 가해지는 열분해 가스의 압력을 경감하고, 열분해로를 효율적으로 가열하는 열분해 유화장치용 챔버 시스템에 관한 것이다.
현재, 다양한 용도로 사용되고 있는 탄화수소로 구성되는 고분자 물질인 플라스틱과 비닐 등은 산업발전에 의해 배출량이 증가하고, 대부분 소각 및 매립에 의해 처리되고 있어, 대기, 토양, 해양 등의 심각한 환경오염의 요인으로 부각되면서, 고분자 폐기물의 새로운 처리기술 개발이 요구되고 있다.
또한, 자원의 순환적 이용을 위한 여러 방안들이 강구되고 있고, 이에 다양한 종류의 폐플라스틱을 재활용하는 유화장치 기술이 활성화되고 있다. 일례로 석유를 원료로 하여 제조된 폐플라스틱, 비닐 등의 고분자 폐기물의 재활용 방법으로 산소가 없는 환원성 분위기에서 열을 가하여 고분자를 구성하는 탄소사슬이 끊어지는 분해 반응을 일으켜 여러 개의 저분자 물질로 변화시키는 것으로, 폐기물이 용해되면서 기체화된 후 냉각장치를 통해 액화되어 다시 열분해유를 얻을 수 있게 된다. 일부 탄화수소는 200 ℃에서도 그 결합이 끊어지며, 350 ~ 400 ℃까지 승온될 경우 격렬한 열분해 반응이 발생한다.
이러한 열분해 유화장치는 크게, 폐기물을 열분해로에 장입시킨 상태에서 가열하여 용융시키는 배치식과, 폐기물을 열분해로에 연속적으로 투입하여 가열하면서 연속적으로 열분해하는 연속식으로 분류할 수 있다.
배치식 열분해 유화장치는 폐기물 원료를 열분해로에 일정량 투입하고, 투입된 폐기물 원료가 모두 반응되도록 하며, 반응이 끝나면 열분해로에 남아 있는 잔류물을 제거한 후 다시 원료를 투입하는 과정을 반복한다. 이 경우 폐기물을 재투입하기 전에 반응기를 적절한 온도까지 낮춘 다음 다시 원료를 투입하게 되고, 원료 자체도 파쇄를 하지 않고 인력에 의해 투입하는 공정도 있다.
연속식 열분해 유화장치는 폐기물 원료의 전처리 및 공급, 열분해 반응, 잔류물의 배출 및 처리, 제품의 정제 등 일련의 처리 공정을 연속적으로 실시한다. 연속식의 경우는 거의 대부분의 공정이 자동화되며 따라서 플랜트의 설치를 위한 초기 투자비가 많이 소요되는 반면 운전 인력의 감소 등으로 운전비용이 적게 들고, 제품의 품질이 좋다는 장점이 있다.
종래의 열분해 유화장치는 열분해로가 가열수단과 직접적으로 접촉하여 가열수단에 의해 직접적으로 가열하는 방식이 이용되는데, 이러한 직접 가열 방식은 열분해로가 열팽창에 의해 변형되거나 손상될 위험이 있고, 열분해 유화 공정의 결과물인 폐가스, 열분해유 등의 생성물을 이용하여 가열수단에 투입하는 경우 악취가 발행한다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 열분해로에서 생성되는 열분해 가스 및 열분해유를 이용하여 연소로를 일차 가열하고, 이를 통해 열분해로를 간접 가열하되, 열분해로에서 생성되는 열분해 가스의 압력이 일정하지 않은 점을 감안하여 복수의 연소로가 열분해 가스를 분담할 수 있도록 함으로써, 연소로에 유입되는 열분해 가스의 압력을 일정 수준으로 유지하는 열분해 유화장치용 챔버 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 파일롯 버너를 상시 가동상태로 두어 연소로 내부의 폭발 현상이나 대기오염 물질의 과다 배출을 최소화하는 열분해 유화장치용 챔버 시스템을 제공함에 있다.
상기한 목적은 본 발명에 따라, 열분해로에서 생성되는 열분해 가스를 연소하여 상기 열분해로를 가열하고, 상기 열분해로에서 열분해유가 생성되면, 이를 연료로하여 상기 열분해로를 가열하며, 상기 열분해 가스의 압력이 미리 설정된 기준 압력을 초과 시, 이웃하는 타 연소로에 상기 열분해 가스를 바이패스(bypass)하는 연소로; 상기 연소로의 열분해 가스 유입구와 상기 타 연소로의 연료 입력단 사이에 마련되는 바이패스 밸브; 상기 열분해유를 상기 연소로에 유입하는 열분해유 펌프; 및 상기 연소로에 유입되는 상기 열분해 가스의 압력이 상기 기준 압력을 초과 시, 상기 바이패스 밸브를 개방하여 상기 열분해 가스를 상기 타 연소로에 바이패스하고, 상기 열분해로에서 상기 열분해유가 생산되면, 상기 열분해유 펌프를 가동하여 상기 열분해유를 상기 연소로에 유도하는 제어부;에 의해 달성된다.
이에 더하여, 상기 열분해로에서 상기 열분해유와 상기 열분해 가스가 생산되기 전 상기 연소로에 가스와 에어를 공급하고 점화시키는 파일롯 버너;를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 파일롯 버너는 상시 가동 상태이며, 상기 연소로에 유입되는 상기 열분해 가스 및 상기 열분해유의 양에 따라 증감될 수 있다.
이에 더하여, 상기 연소로 내부의 연소 여부를 판단하는 UV 센서; 및 상기 열분해 가스 유입구에 연결되는 댐퍼;를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 UV 센서를 통해 상기 연소로 내부에서 연소상태가 감지되지 않으면, 상기 댐퍼를 제어하여 상기 연소로 내부로 유입되는 에어의 양을 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면,
1) 연소로를 이용하여 열분해로가 간접 가열되어 열분해로의 노후화와 손상을 최소화한다.
2) 연소로는 열분해로에서 생성되는 열분해 가스, 및 열분해유를 활용하므로 별도의 연료를 크게 요구하지 않아 경제성이 우수하다.
3) 연소로가 복수개 어레이로 배열되도록 하고, 메인 연소로에 유입되는 열분해 가스의 압력이 기준압력을 초과할 때는 이웃하는 타 연소로에 열분해 가스를 바이패스 함으로써, 안정적으로 운용할 수 있음은 물론, 연소로 내에서 열분해 가스의 불완전 연소를 최소화할 수 있어 친환경 적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 유화장치용 챔버 시스템이 적용되는 열분해 유화장치의 전체 블록개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 유화장치용 챔버 시스템에 대한 블록개념도를 도시한다.
도 3은 실시예에 따른 연소 챔버의 바이패스 연결구조에 대한 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 유화장치용 챔버 시스템에 대한 블록개념도를 도시한다.
도 3은 실시예에 따른 연소 챔버의 바이패스 연결구조에 대한 개념도를 도시한다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 열분해 유화장치용 챔버 시스템에 관하여 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 유화장치용 챔버 시스템이 적용되는 열분해 유화장치의 전체 블록개념도를 도시한다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 열분해 유화장치용 챔버 시스템이 적용되는 열분해 시스템의 전체 구성은 열분해로(300), 열분해로 하우징(310), 가열 수단(400), 배출 수단(500), 기체분리기(600), 냉각 수단(700), 가스저장 수단(800), 열분해유 저장수단(900)공급 수단을 포함한다.
투입수단(200)은 호퍼 등과 같은 원료 공급수단(100)과 연결되어 고분자 폐기물을 공급받아 열분해로(200)의 내부로 투입하는 것으로, 열분해로(300)에서 열분해 공정 중에도 계속적으로 고분자 폐기물을 열분해로(200)의 내부로 투입한다.
투입수단(200)을 통해 고분자 폐기물을 열분해로(300)에 투입할 때, 공기도 같이 열분해로(300)에 유입되면서 열분해로(300)에 산소농도가 높아지면 가연성 가스가 연소하면서 폭발할 위험이 있다. 이러한 경우 열분해로(300) 또는 투입수단(200)에 불활성 가스를 같이 유입하면 폭발 위험을 감소시킬 수 있다.
열분해로(300)는 내부 공간에 장입된 고분자 폐기물을 가열 용융하여 열분해하기 위한 수단으로, 대략 원통형으로 형성되고, 수평으로 배치된다.
열분해로(300)는 수평방향 일측에 고분자 폐기물이 투입되는 투입구와, 타측에 가열 용융하여 열분해한 생성물을 배출되는 배출구를 구비한다. 열분해로(300)는 일측 설치된 모터(미도시)가 제공하는 회전력에 의해 회전할 수 있다.
투입수단(200)으로부터 폐플라스틱, 폐비닐 등의 고분자 폐기물이 자동으로 열분해로(300)에 연속 투입되며, 열분해로(300)의 회전에 의하여 교반되면서 가열 및 용융되고, 용융된 생성물은 내부 공간에 수평방향으로 형성된 나선(미도시)에 의해 가이드되면서 배출구로 이송될 수 있다.
열분해로 하우징(310)은 열분해로(300)를 가열된 기체로 간접 가열하기 위한 수단으로서, 열분해로(300)의 외부를 이격되어 감싸도록 형성된다. 열분해로 하우징(310)의 내면과 열분해로 외면 사이에 이격된 공간으로 가열된 기체가 지나면서 열분해로(300)를 간접 가열할 수 있다. 즉, 열분해로(300)는 가열원에 의한 직접 가열 방식이 아닌, 가열된 기체와의 열교환을 통해 가열되는 간접 가열 방식으로 가열된다.
기체를 가열하여 연소 챔버(420)에 가열된 기체를 공급하는 가열 수단(400)은 전기 히팅 챔버(410) 및 연소 챔버(420)를 포함한다.
연소 챔버(420)는 복수개로 형성될 수 있다. 도 1에서, 연소 챔버는 참조부호 420, 및 430이 부여되어 있음을 볼 수 있다.
연소 챔버(420)와 연소 챔버(430)는 동일한 구조이며, 열분해 가스 유입구가 공동으로 연결되며, 바이패스 밸브를 이용하여 연소 챔버(420)에서 연소 챔버(430)로 열분해 가스를 일 방향으로 바이패스할 수 있도록 구성된다. 바람직하게는 바이패스 밸브는 유체 또는 기체의 유동을 온오프 제어하는 솔레노이드 밸브일 수 있다. 바이패스 밸브에 대해서는 추후 도 2를 통해 상술하도록 한다.
전기 히팅 챔버(410) 및 연소 챔버(420)는 서로 직결로 연결되어 있는데, 온도, 열분해 생성물 상황에 따라 선택적으로 가동할 수 있다. 가열수단(400)은 열분해로(300)와 접촉하지 않고 분리되어 있어 유지보수작업이 용이하고 효율적으로 관리할 수 있다.
전기 히팅 챔버(410)는 외부에서 유입된 공기를 전기 히터로 가열하는 수단으로, 열분해 공정 개시 전 또는 초기에 열분해 공정의 생성물인 비응축 형태의 열분해 가스 또는 열분해유가 생성되기 전에 공기를 가열하는 열원의 역할을 한다.
전기 히팅 챔버(410)는 외부 공기가 유입되는 공간을 구비한 챔버 본체와, 챔버 내에 유입된 공기를 가열하는 전기 히터를 포함한다. 외부 공기가 전기 히팅 챔버(410)의 챔버 본체로 유입되어 챔버 본체에서 가열될 수 있다. 가열된 외부 공기는 전기 히팅 챔버(410)에서 토출되어 연소 챔버(420)를 거쳐 열분해로 하우징(310)으로 유입될 수 있다.
연소 챔버(420)는 기체를 가스 또는 오일로 가열하는 수단으로, 가스공급수단(800)으로부터 공급받은 열분해 가스 또는 열분해유 저장수단(900)으로부터 공급받은 열분해유 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 연소시켜 외부에서 유입된 기체를 가열하는 역할을 한다.
이와 같이 열분해 가스를 공급받아 가열원으로 사용하면, 높은 온도의 가연성 가스를 가열원으로 사용하여 열분해로(300)를 가열하는 것이므로 가열효율이 향상되며, 열분해 공정에서 생성된 가스를 한번 더 연소 후에 정제하여 배출하게 되므로 오염물질을 저감시킬 수 있다.
연소로(421)가 비응축 상태인 열분해 가스를 연소시켜 열분해로(400)를 가열하는 경우, 열분해 가스는 열분해 공정동안 불규칙하고, 고분자 폐기물의 성분에 따라 생성량과 성분에 편차가 크기 때문에 열분해 가스가 연소로(421)로 급격히 공급되는 경우, 화재나 폭발 위험이 존재할 수 있다. 따라서, 열분해로(300)가 가열되면서 폐플라스틱이 열분해 온도에 도달하고 열분해 공정에 의해 비응축 상태의 열분해 가스나 열분해유를 생성하기 시작할 때, 전기 히팅 챔버(410)의 가동을 중단할 수 있다.
열분해로(300)의 온도가 일정 온도를 초과하는 경우에는 전기 히팅 챔버(410)의 가동을 중단하고, 열분해 가스 또는 열분해유 중 어느 하나 이상을 선택하여 연소시켜 가열된 기체를 열분해로 하우징(310)으로 공급할 수 있다.
비응축 가스인 열분해 가스는 열분해 공정 동안 불규칙하고 고분자 폐기물에 성분에 따라 생성량 편차가 크기 때문에, 열분해 공정동안 열분해 가스를 최대한 일정하게 연소 챔버(420)로 보내는 것이 바람직하다. 열분해 가스의 생성량이 기설정된 기준범위에 해당하는 경우, 실시간으로 연소 챔버(420)로 비응축 가스를 공급한다. 열분해 가스의 생성량이 기설정된 기준범위 미만으로 감소하는 경우, 비응축 가스가 기준범위를 도달할 때까지 포집하고, 그 동안은 열분해유를 연소 챔버(420)로 공급하여 열분해유로 기체를 가열하거나, 또는 LPG, LNG와 같은 가스를 이용하여 연소 챔버(420)를 가열할 수 있다.
한편, 열분해로 하우징(310)에서 열교환 후 배출되는 기체는 연소 챔버(420)로 재유입시켜, 잔열이 남아있는 기체를 다시 재가열함으로써 열효율을 높일 수 있다.
열분해로(300)에서 용융된 고분자 폐기물은 배출수단(500)을 통해 기체분리기(600)로 제공되며, 기체분리기(600)는 액상의 열분해유와 기체 상태의 열분해 가스를 분리할 수 있다. 분리된 열분해 가스와 열분해유는 냉각 수단(700)에 의해 냉각된 후, 각각 가스저장 수단(800)과 열분해유 저장수단(900)에 수납될 수 있다.
이상으로, 본 발명의 열분해 유화장치용 챔버 시스템이 적용되는 열분해 유화장치를 설명하였다. 이하, 도 2를 참조하여, 열분해 유화장치용 챔버 시스템에 대해 상술하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 유화장치용 챔버 시스템에 대한 블록개념도를 도시한다.
실시예에 따른 열분해 유화장치용 챔버 시스템은 가열수단(400)내의 복수의 연소 챔버(420)가 어레이 배열되고, 어레이 배열되는 연소 챔버(420)와 연소 챔버(430)의 연결 구조를 주요 특징으로 한다. 이때, 연소 챔버(420)와 연소 챔버(430)의 구조는 동일하므로, 연소 챔버(430)에 대한 설명은 생략하도록 한다.
연소 챔버(420)는 연소로(421), 연료 바이패스 밸브(422), 열분해유 펌프(423), 댐퍼(424), UV(UltraViolet ray) 센서(425), 파일롯 버너(426), 레귤레이터(427), 압력센서(428a, 428b), 프리 히터(423a) 및 제어부(429)를 포함할 수 있다.
연소로(421)는 열분해 가스, 열분해유, LPG(Liquefied Petroleum Gas) 및 LNG(Liquefied Natural Gas)를 연소 가능한 복합 연소장치로서, 이들 연료를 유입받는 연료 입력단(421a) 및 연료를 연소한 후 고온의 연소 가스를 열분해로(300)로 배출하여 열분해로(300)를 간접 가열하는 배출구(421b)를 포함할 수 있다.
연소로(421)는 최초 가동 시, 파일롯 버너(426)를 통해 연소를 시작할 수 있다. 파일롯 버너(426)는 LPG 또는 LNG를 연료로하며, 이그나이터(426a)를 이용하여 점화되고, 점화된 연료(LNG 또는 LPG)는 연소로(421)에서 연소된 후, 열분해로(300)를 간접 가열할 수 있다.
파일롯 버너(426)를 통해 연소된 가스가 열분해로(300)를 간접 가열하고, 열분해로(300)에서 고분자 폐기물을 용융하면, 열분해 가스가 먼저 생성되고, 이후, 열분해유가 생성된다. 따라서, 연소로(421)는 파일롯 버너(426)의 연료(LNG, LPG) 연소 - 열분해 가스 연소 - 열분해유 연소의 순서에 따라 주 연료가 변경될 수 있다.
열분해유가 생성되는 시점에 제어부(429)는 프리 히터(423a) 및 열분해유 펌프(423)를 가동하며, 프리 히터(423a)를 통해 열분해유를 연소에 적당한 온도로 가열하고, 이후, 열분해유 펌프(423)를 가동하여 열분해유를 연료 입력단(421a)으로 펌핑할 수 있다.
파일롯 버너(426)는 연소로(421)의 안정적인 연소를 위해, 연소로(421)를 최초 가동할 때부터 연소로(421)를 가동 중단할 때까지 상시 가동 상태를 유지할 수도 있다. 다만, 파일롯 버너(426)는 열분해 가스나 열분해유가 연소로(421) 내로 본격적으로 유입되기 시작하면 연료(LNG, LPG)의 유입을 줄여서 최소한의 연료(LPG, LNG)만이 연소로(421) 내부로 유입되도록 하여 상시 연소상태를 유지하는 것이 바람직하다.
열분해로(300)에서 생성되는 열분해 가스나 열분해유는 고분자 폐기물의 용융에 의해 생성되는데, 고분자 폐기물의 종류나 상태에 따라 발생하는 열분해 가스와 열분해유의 추출량이 일정하지 않으므로 파일롯 버너(426)를 상시 가동 상태로 두는 것이며, 파일롯 버너(426)의 연료 연소량은 연소로(421)로 유입되는 열분해 가스나 열분해유의 양에 따라 증감될 수 있다.
바이패스 밸브(422)는 일 측은 레귤레이터(427)를 통해 연소 챔버(420)의 연료 입력단(421a)에 연결되고, 타 측은 타 연소 챔버(430)의 연료 입력단에 연결될 수 있다. 바이패스 밸브(422)는 연소로(421) 내부의 압력이 기준 압력(예컨데 0.18mpa) 이상일 때, 제어부(429)에 의해 개방되어 연소로(421)로 향하는 연료(열분해 가스)를 이웃하는 타 연소 챔버(430)로 바이패스 시킬 수 있다. 이때, 타 연소 챔버(430)는 연소 챔버(420)와 동일한 구조를 가지며, 바이패스 밸브(422)를 통해 유입되는 열분해 가스를 받아 내장된 연소실에서 연소시킬 수 있다.
이에 따라, 연소로(421)의 압력은 감소되며, 연소로(421)는 과도한 열분해 가스를 연소시킬 때 발생하는 폭발이 발생하지 않도록 제어될 수 있다.
제어부(429)는 압력 센서(428a, 428b)를 통해 레귤레이터(427)를 지난 열분해 가스의 압력 및 연소로(421) 내부의 압력을 측정하고, 파일롯 버너(426)의 UV 센서(425)와 연결되어 화염 감지를 통해 연소로(421)에서의 연소 여부를 감지하거나 연소된 화염의 광 스펙트럼을 분석하여 연소로(421) 내부에서 불완전 연소가 발생하는가를 판단할 수 있다.
만일, 연소로(421) 내에서 화염이 검출되지 않으면, 제어부(429)는 연소로(421)를 재 기동할 수 있으며, 광 스펙트럼 분석 결과 연소로(421) 내에서 불안전 연소가 발생한다고 판단되면, 제어부(429)는 댐퍼(424)를 제어하여 연료 입력단(421a)으로 인가되는 에어(air)의 양을 증가시킬 수도 있다.
또한, 제어부(429)는 압력 센서(428b)를 통해 연소로(421)의 압력이 기준 압력을 초과할 경우, 바이패스 밸브(422)에 전원을 인가하여 바이패스 밸브(422)를 개방하고, 연료 입력단(421a)으로 유입되는 열분해 가스가 레귤레이터(427)를 거쳐 이웃하는 연소 챔버(430)의 연료 입력단으로 유입되도록 열분해 가스의 유입 경로를 변경한다.
한편, 연소로(421)에서 열분해유를 연소할 경우에는 레귤레이터(427)를 제어하여 열분해 가스가 연료 입력단(421a)으로 유입되는 것을 최소화하거나 차단할 수 있다. 열분해유가 연소로(421)로 유입된다는 것은 열분해로(300)에서 열분해유를 생산하기 시작했다는 것을 의미하며, 열분해유를 이용할 수 있다면, 열분해 가스는 연소로(421)에 추가로 유입할 필요는 없다는 것을 의미한다. 그러나 전술한 바와 같이, 고분자 폐기물의 종류나 온도, 및 상태에 따라 열분해유의 생산량과 열량은 변동될 수 있으므로, 열분해유가 부족할 경우를 대비하여 열분해 가스의 일부를 연소로(421)에 지속적으로 투입할 수도 있으며, 파일롯 버너(426)는 상시 스텐바이 상태를 유지할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 연소 챔버의 바이패스 연결구조에 대한 개념도를 도시한다.
도 3을 참조하면, 메인으로 운용되는 연소 챔버(420), 서브로 운용되는 연소 챔버(430, 440b)를 구비하며,
연소 챔버(420)측 연소로(421) 내부 압력이 기준 압력을 초과할 경우, 바이패스 밸브(422)가 개방되고, 열분해 가스는 이웃하는 타 연소 챔버(430)로 바이패스(bypass) 된다.
이때, 열분해 가스는 연소 챔버(430)의 연료 입력단(미도시)으로 유입되어 연소 챔버(430)에서 연소되고, 연소된 가스는 열분해로(300)로 배출되어 열분해로(300)를 간접 가열할 수 있다.
만일, 열분해로(300)에서 열분해 가스가 대량으로 생성되고, 연소 챔버(430)에서도 이를 감당하기 어려운 수준의 압력이 가해지면, 연소 챔버(430)는 바이패스 밸브(432)를 개방하여 열분해 가스를 연소 챔버(440)로 재차 바이패스 한다.
연소 챔버(430)에서 바이패스된 열분해 가스는 연소 챔버(440)의 연료 입력단으로 유입되어 연소되고, 연소된 가스는 마찬가지로 열분해로(300)를 가열하는데 사용된다.
이때, 연소 챔버(430)는 연소 챔버(440)로 열분해 가스를 바이패스 하였으므로, 열분해 가스의 압력이 경감되고, 그만큼 연소 챔버(420)로부터 추가적으로 열분해 가스를 더 분담할 수 있게된다.
열분해로(300)의 열분해 가스 및 열분해유 생산능력에 따라, 연소 챔버(430, 440)의 개수는 예시된 2개가 아니라, 3개, 또는 그 이상이 될 수도 있음은 물론이다. 요지는 연소 챔버(420)로 유입되는 열분해 가스를 복수의 서브 연소 챔버가 분담하여 열분해로(300)에서 생산되는 열분해 가스를 지속적으로 활용할 수 있다는 점이며, 복수의 연소 챔버(420, 430, 440)가 열분해로(300)를 함께 가열함에 따라, 열분해로(300)가 재생 가승과 열분해유를 생산하는 능력을 증대시킬 수 있다. 요컨데, 연소 챔버(420, 430, 440)의 수가 예시된 3개 이상이라면, 그에 합당한 크기로 열분해로(300)의 용량을 증가시킬 수도 있다. 다만 한정하지는 않는다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 다양한 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
420 : 연소 챔버 421 : 연소로
421a : 연료 입력단 421b : 배출구
422 : 바이패스 밸브 423 : 열분해유 펌프
423a : 프리 히터 424 : 댐퍼
425 : UV 센서 426 : 파일롯 버너
426a : 이그나이터 427 : 레귤레이터
428 : 압력 센서 429 : 제어부
421a : 연료 입력단 421b : 배출구
422 : 바이패스 밸브 423 : 열분해유 펌프
423a : 프리 히터 424 : 댐퍼
425 : UV 센서 426 : 파일롯 버너
426a : 이그나이터 427 : 레귤레이터
428 : 압력 센서 429 : 제어부
Claims (4)
- 열분해로에서 생성되는 열분해 가스를 연소하여 상기 열분해로를 가열하고, 상기 열분해로에서 열분해유가 생성되면, 이를 연료로하여 상기 열분해로를 가열하며, 상기 열분해 가스의 압력이 미리 설정된 기준 압력을 초과 시, 이웃하는 타 연소로에 상기 열분해 가스를 바이패스(bypass)하는 연소로;
상기 연소로의 열분해 가스 유입구와 상기 타 연소로의 연료 입력단 사이에 마련되는 바이패스 밸브;
상기 열분해유를 상기 연소로에 유입하는 열분해유 펌프; 및
상기 연소로에 유입되는 상기 열분해 가스의 압력이 상기 기준 압력을 초과 시, 상기 바이패스 밸브를 개방하여 상기 열분해 가스를 상기 타 연소로에 바이패스하고, 상기 열분해로에서 상기 열분해유가 생산되면, 상기 열분해유 펌프를 가동하여 상기 열분해유를 상기 연소로에 유도하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해 유화장치용 챔버 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 열분해로에서 상기 열분해유와 상기 열분해 가스가 생산되기 전 상기 연소로에 가스와 에어를 공급하고 점화시키는 파일롯 버너;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열분해 유화장치용 챔버 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 파일롯 버너는 상시 가동 상태이며,
상기 연소로에 유입되는 상기 열분해 가스 및 상기 열분해유의 양에 따라 증감되는 것을 특징으로 하는 열분해 유화장치용 챔버 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 연소로 내부의 연소 여부를 판단하는 UV 센서; 및
상기 열분해 가스 유입구에 연결되는 댐퍼;를 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 UV 센서를 통해 상기 연소로 내부에서 연소상태가 감지되지 않으면, 상기 댐퍼를 제어하여 상기 연소로 내부로 유입되는 에어의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 열분해 유화장치용 챔버 시스템.
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR102060532B1 (ko) | 2019-08-08 | 2019-12-30 | 주식회사 웨이스트에너지솔루션 | 외부공기 유입 차단을 위한 연속식 열분해 유화장치 |
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2022
- 2022-11-28 KR KR1020220161989A patent/KR20240079062A/ko unknown
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