KR102767067B1 - Purification and regeneration of char through waste tire pyrolysis carbon black manufacturing system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재생 카본블랙을 제조하는 작업이 연속적이면 순차적인 작업 공정을 거치면서 챠르에 포함된 이물질 제거와 원하는 크기로 분쇄 및 포집하여 이송하고 특히, 카본블랙과 물을 혼합하여 펠릿을 성형하는 과정에서 혼합 핀에 의해 필요로 하는 크기와 강도로의 신뢰성이 높으면서 우수한 제품으로의 제조가 원활하게 이루어질 수 있도록 원료 저장탱크, 이물질 선별부, 버퍼탱크, 분쇄기, 포집장치, 카본블랙 분말 저장탱크, 성형장치, 건조장치, 냉각장치, 선별장치 및 완제품 저장장치를 포함하는 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블랙 제조시스템을 제공하는 데 있다.
그에 따라 재생 카본블랙의 제조가 단시간 내에 원활하게 이루어져 생산 효율성을 높일 수 있는 효과와 함께 높은 순도는 물론 특히, 필요로 하는 크기와 강도로의 제조가 용이하게 이루어져 완제품의 우수성과 신뢰성은 포함하여 가치성을 극대화할 수 있는 효과를 가진다. The present invention provides a system for purifying char and manufacturing regenerated carbon black through waste tire pyrolysis, which includes a raw material storage tank, a foreign material selection unit, a buffer tank, a crusher, a collection device, a carbon black powder storage tank, a molding device, a drying device, a cooling device, a selection device and a finished product storage device, so that when the work of manufacturing regenerated carbon black is continuous, the char is removed from the foreign matter contained in the char and crushed and collected into a desired size and transported through a sequential work process, and particularly, in the process of forming pellets by mixing carbon black and water, the production of a reliable and excellent product with a required size and strength is smoothly carried out by a mixing pin.
Accordingly, the production of regenerated carbon black can be carried out smoothly within a short period of time, which has the effect of increasing production efficiency, and in addition to high purity, it can be easily manufactured especially in the required size and strength, which has the effect of maximizing value, including the excellence and reliability of the finished product.
Description
본 발명은 폐타이어의 열분해 과정을 통하여 얻어진 챠르(char)를 정제하여 재생 카본블랙을 제조하는 것에 관한 것으로, 더 상세하게는 재생 카본블랙을 제조하는 작업이 연속적이면 순차적인 작업 공정을 거치면서 챠르에 포함된 이물질 제거와 원하는 크기로 분쇄 및 포집하여 이송하고 특히, 카본블랙과 물을 혼합하여 펠릿을 성형하는 과정에서 혼합 핀에 의해 필요로 하는 크기와 강도로의 신뢰성이 높으면서 우수한 제품으로의 제조가 원활하게 이루어질 수 있도록 한 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블랙 제조시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing regenerated carbon black by refining char obtained through a pyrolysis process of waste tires, and more specifically, to a system for manufacturing regenerated carbon black by refining char through pyrolysis of waste tires, which removes foreign substances contained in the char, crushes and collects the char into a desired size, and transports the char while going through sequential work processes when the work for manufacturing regenerated carbon black is continuous, and in particular, enables the production of a reliable and excellent product with a required size and strength smoothly by a mixing pin in a process of mixing carbon black and water to form pellets.
일반적으로 타이어를 제조시 사용되는 카본블랙은 타이어의 주성분인 고무의 결합력을 증가시키는 필수 첨가제로서 99% 이상의 고순도를 요구한다. Carbon black, which is generally used in tire manufacturing, is an essential additive that increases the bonding strength of rubber, the main component of tires, and requires a high purity of 99% or higher.
그리고 폐타이어로부터 카본블랙을 회수하는 방법으로는 열분해 방식이 널리 사용되고 있다. And thermal decomposition is a widely used method for recovering carbon black from waste tires.
그러나 폐타이어 열분해 과정을 통해 얻어지는 챠르는 해당 타이어를 제조 시에 사용되는 기타 첨가제들로 인해 그 품위가 78~82%의 순도로 저하된다. However, the char obtained through the waste tire pyrolysis process has a purity of 78-82% due to other additives used in the manufacturing of the tire.
폐타이어의 열분해 과정을 통해 얻어지는 챠르의 품위가 저하되는 주된 원인은 해당 열분해 과정에서 유입되는 잔유 휘발성 물질 및 첨가제로 사용되는 무기물 첨가제에 의해 기인한다. 상기 무기물 첨가제의 주요 종류로는 유황, 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2), 탄산칼슘(CaCO3), 산화철(Fe2O3) 등이 포함된다. The main reason for the deterioration of the char obtained through the thermal decomposition process of waste tires is due to the residual volatile substances introduced during the thermal decomposition process and the inorganic additives used as additives. The main types of the inorganic additives include sulfur, zinc oxide (ZnO), magnesium oxide (MgO), silica (SiO2), calcium carbonate (CaCO3), and iron oxide (Fe2O3).
상기와 같이 폐타이어의 열분해를 통하여 카본블랙을 추출 또는 제조하기 위한 특허문헌은 다음과 같다. As described above, the patent documents for extracting or manufacturing carbon black through thermal decomposition of waste tires are as follows.
먼저, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0409347호(이하 '특허문헌 1'이라 한다)에 게시된 바와 같이 폐타이어 칩을 계속 공급하면서 폐타이어 칩으로부터 오일 및 카본블랙을 추출하여 재홀 수 있도록 열분해 반응로, 싸이클론, 냉각기, 응축기, 유수 분리기, 제1 오일 탱크, 증발기 및 제2 오일 탱크로 구성되는 폐타이어의 열분해 및 유화시스템과 같은 기술이 제안된 바 있다. First, as disclosed in Republic of Korea Utility Model Publication No. 20-0409347 (hereinafter referred to as “
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1121569호(이하 '특허문헌 2'라 한다)에 게시된 바와 같이 폐타이어로부터 회수된 카본블랙을 고품위화 하기 위해 폐타이어의 열분해를 통해 얻어진 카본블랙을 철심 및 섬유질 제거단계; 미분쇄단계; 휘발분 제거단계; 무기염 생성단계; 여과 및 세척단계; 무기염 응집단계를 포함하는 폐타이어 열분해 카본블랙의 고품위화를 위한 가공방법과 같은 기술도 제안된 바 있다. In addition, as published in Korean Patent Publication No. 10-1121569 (hereinafter referred to as “
또, 대한민국 등록특허공보 제10-1651618호(이하 '특허문헌 3'이라 한다)에 게시된 바와 같이 폐타이어 열분해 카본블랙의 정제를 통하여 잔류 휘발성 물질, 무기물 첨가제, 애쉬 등을 제거하고 카본블랙의 탄소함량을 높이고 표면적을 증가시키기 위하여 폐타이어 열분해 카본블랙을 슬러리화 하는 단계; 분쇄물을 부선처리하는 단계; 자력선별하는 단계; 열처리 단계; 세척 및 여과를 거처 산·염기 처리 단계를 포함하는 폐타이어 열분해 카본블랙의 고품위화를 위한 정제방법과 같은 기술도 제안된 바 있다. Also, as published in Korean Patent Publication No. 10-1651618 (hereinafter referred to as “
또, 대한민국 등록특허공보 제10-2158753호(이하 '특허문헌 4'라 한다)에 게시된 바와 같이 챠르의 정제 및 구형으로 성형이 이루어진 재생 카본블랙의 품질이 양호한 상태가 될 수 있도록 원료 저장탱크; 전처리부; 1차 건조부; 분쇄부; 성형부; 2차 건조부; 진동 스크린; 포장부 및 반송부를 포함하는 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블록 제조 시스템과 같은 기술도 제안된 바 있다. Also, as disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2158753 (hereinafter referred to as “
그러나 특허문헌 1은 높은 순도의 카본블랙을 생산하지 못하는 단점과 함께 특히, 필요로 하는 크기 및 강도로의 카본블랙 펠릿을 제공하지 못하는 단점 또한 가진다. However,
특허문헌 2 내지 3은 특허문헌 1보다는 어느 정도의 고품위화 된 품질의 카본블랙을 제공할 수 있었으나, 이 또한 필요로 하는 크기와 강도를 가지는 카본블랙 펠릿을 제공하지 못하는 단점을 가진다.
특허문헌 4는 복잡한 작업공정을 거치는 단점과 함께 양호한 품질의 카본블랙의 제공할 수 있었으나, 이 역시 최종 제품을 제공함에 있어, 필요로 하는 크기와 강도를 가지는 카본블랙 펠릿을 제공하지 못하는 단점을 그대로 가진다.
상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결과제는 재생 카본블랙을 제조하는 작업이 연속적이면 순차적인 작업 공정을 거치면서 챠르에 포함된 이물질 제거와 원하는 크기로 분쇄 및 포집하여 이송하고 특히, 카본블랙과 물을 혼합하여 펠릿을 성형하는 과정에서 혼합 핀에 의해 필요로 하는 크기와 강도로의 신뢰성이 높으면서 우수한 제품으로의 제조가 원활하게 이루어질 수 있도록 한 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블랙 제조시스템을 제공하는 데 있다. The specific technical solution of the present invention for resolving the above-mentioned conventional problems is to provide a system for refining char and manufacturing regenerated carbon black through waste tire pyrolysis, which removes foreign substances contained in char, crushes and collects char into a desired size and transports it through sequential work processes when the work of manufacturing regenerated carbon black is continuous, and in particular, enables the production of a high-quality product with high reliability and strength required by a mixing pin in the process of mixing carbon black and water to form pellets.
본 발명의 다른 구체적인 기술적 해결과제는 재생 카본 블랙을 제조하는 각 과정에서 발생하는 먼지 제거 또한 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다. Another specific technical solution of the present invention is to ensure that dust generated during each process of manufacturing regenerated carbon black can also be removed smoothly.
본 발명의 또 다른 구체적인 기술적 해결과제는 챠르의 이물질 제거가 세밀하게 이루어짐과 아울러 분쇄 또한 원하는 크기로 정밀하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다. Another specific technical solution of the present invention is to enable the removal of foreign substances from char to be carried out precisely and the pulverization to be carried out precisely to a desired size.
본 발명의 또 다른 구체적인 기술적 해결과제는 카본블랙 펠릿을 성형함에 있어, 필요로 하는 크기 및 강도로 성형이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다. Another specific technical solution of the present invention is to enable carbon black pellets to be smoothly formed into a required size and strength when forming them.
상기와 같은 구체적인 기술적 해결과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결과제는 폐타이어의 열분해를 통해 얻어진 챠르가 저장되는 원료 저장탱크; 상기 원료 저장탱크로부터 이송되는 차르에 혼합된 이물질을 순차적으로 진동 방식에 의해 선별 및 제거한 후 다시 챠르에 잔존하는 철사를 자력에 의해 제거한 후 이송하는 이물질 선별부; 상기 이물질 선별부에서 선별되어 이송되는 챠르 및 완제품에서 탈락한 카본블랙 펠릿을 저장하는 버퍼탱크; 상기 버퍼탱크로부터 이송되는 챠르를 정량으로 투입시켜 불규칙한 크기의 차르를 10㎛ 이하의 분말 형태의 카본블랙 분말로 분쇄하는 분쇄기; 상기 분쇄기에서 미세하게 분쇄된 카본블랙 분말이 이송되어 포집되는 포집장치; 상기 포집장치에 포집된 카본블랙 분말이 포집장치로부터 배출과 함께 송풍방식에 의해 이송되는 카본블랙 분말을 저장하는 카본블랙 분말 저장탱크; 상기 카본블랙 분말 저장탱크로부터 이송되는 카본블랙 분말과 물이 투입되면 필요로 하는 크기와 강도의 카본블랙 펠릿으로 성형하는 성형장치; 상기 성형장치에서 이송되는 카본블랙 펠릿의 함수율을 낮추도록 건조하는 건조장치; 상기 건조장치에서 상승 된 온도를 낮추는 냉각장치; 상기 냉각장치를 거쳐 이송되는 카본블랙 펠릿을 필요한 크기보다 크거나 작은 크기의 카본블랙 펠릿을 상기 버퍼탱크로 다시 공급하고 필요로 하는 크기로 선별된 완제품 카본블랙 펠릿을 이송하는 선별장치; 및 상기 선별장치에서 이송되는 완제품 카본블랙 펠릿을 이송장치로부터 공급받아 저장한 후 포장이 이루어질 수 있도록 배출하는 완제품 저장장치;를 포함한다. The specific technical solution of the present invention for solving the above-mentioned specific technical problem comprises: a raw material storage tank storing char obtained by pyrolysis of waste tires; a foreign matter selection unit sequentially selecting and removing foreign matters mixed in the char conveyed from the raw material storage tank by means of vibration, and then removing wires remaining in the char by means of magnetic force and then conveying them; a buffer tank storing the char selected and conveyed by the foreign matter selection unit and carbon black pellets dropped from the finished product; a crusher quantitatively charging the char conveyed from the buffer tank and crushing the char of irregular size into carbon black powder in the form of a powder of 10㎛ or less; a collecting device into which the carbon black powder finely crushed in the crusher is conveyed and collected; a carbon black powder storage tank storing the carbon black powder collected in the collecting device and conveyed by means of a blowing method together with discharge from the collecting device; The present invention comprises: a molding device which molds carbon black powder transferred from the carbon black powder storage tank into carbon black pellets of a required size and strength when water is added; a drying device which dries the carbon black pellets transferred from the molding device to lower the moisture content of the carbon black pellets; a cooling device which lowers the temperature increased in the drying device; a sorting device which supplies carbon black pellets of a size larger or smaller than a required size out of the carbon black pellets transferred through the cooling device back to the buffer tank and transports finished carbon black pellets sorted to a required size; and a finished product storage device which receives finished carbon black pellets transferred from the sorting device from the transfer device, stores them, and then discharges them so that they can be packaged.
상기 원료 저장탱크, 이물질 선별부, 성형장치, 건조장치, 냉각장치, 건조장치 및 완제품 저장장치에서 발생하여 배출되는 각종 먼지를 각 수집라인을 통하여 포집한 후 제거한 다음 배출하는 백 필터(Bag filter)와 연결되는 것을 포함한다. It includes a bag filter connected to collect and remove various types of dust generated and discharged from the raw material storage tank, foreign matter selection unit, molding device, drying device, cooling device, drying device, and finished product storage device through each collection line and then discharge them.
상기 성형장치는 투입구, 물 공급을 위한 복수 개의 노즐 및 배출구가 형성되는 드럼, 상기 드럼에 구동수단에 의해 회전되는 회전축 및 상기 회전축 상에 장착되어 투입되는 카본블랙 분말과 공급되는 물을 회전에 의해 혼합 및 이송하면서 카본블랙 펠릿으로 성형하도록 나선형 형태로 배열되는 복수 개의 혼합 핀을 구비하는 혼합 유닛을 포함하되, 상기 혼합 유닛에 배열되는 복수 개의 혼합 핀은 카본블랙 분말과 물을 혼합하는 과정에서 접촉면적을 최소화하면서 반죽이 아닌 접촉에 의해 섞일 수 있도록 카본블랙 분말 및 물과 접촉되는 끝단 측은 뾰족하게 형성되며, 상기 혼합 유닛에 장착되는 부분은 동일한 직경의 봉 형태로 형성되는 것을 포함한다. The above-mentioned molding device includes a mixing unit having a drum formed with an inlet, a plurality of nozzles for supplying water, and an outlet, a rotating shaft rotated by a driving means on the drum, and a plurality of mixing pins mounted on the rotating shaft and arranged in a spiral shape to mix and transport the supplied carbon black powder and the supplied water by rotation and form carbon black pellets, wherein the plurality of mixing pins arranged in the mixing unit are formed with pointed ends that come into contact with the carbon black powder and water so as to minimize the contact area during the process of mixing the carbon black powder and water and to mix them by contact rather than kneading, and a portion mounted on the mixing unit is formed in the shape of a rod having the same diameter.
상기 복수 개의 혼합 핀의 뾰족한 부분은 원뿔 형태로, 상기 혼합 핀의 전체 길이에서 1/2 이하의 길이로 형성되는 것을 포함한다. The pointed portion of the above plurality of mixing pins is formed in a cone shape with a length of less than half of the total length of the mixing pins.
상기 혼합 유닛은 회전축의 외면으로 삽입되어 탈착 가능하게 장착되는 장착 축관, 상기 장착 축관 상에 나선형 형태로 나사 결합 될 수 있게 형성되는 각각의 나선 홀 및 상기 나선 홀에 나사 결합되는 각각의 혼합 핀을 포함한다. The above mixing unit includes a mounting shaft tube that is detachably mounted by being inserted into the outer surface of the rotating shaft, each spiral hole formed so as to be spirally screwed onto the mounting shaft tube, and each mixing pin that is screwed into the spiral hole.
본 발명은 재생 카본블랙을 제조하는 작업이 연속적이면 순차적인 작업 공정을 거치면서 챠르에 포함된 이물질 제거와 원하는 크기로 분쇄 및 포집하여 이송하고 특히, 카본블랙과 물을 혼합하여 펠릿을 성형하는 과정에서 혼합 핀에 의해 필요로 하는 크기와 강도로의 신뢰성이 높으면서 우수한 제품으로의 제조가 원활하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 재생 카본블랙의 제조가 단시간 내에 원활하게 이루어져 생산 효율성을 높일 수 있는 효과와 함께 높은 순도는 물론 특히, 필요로 하는 크기와 강도로의 제조가 용이하게 이루어져 완제품의 우수성과 신뢰성은 포함하여 가치성을 극대화할 수 있는 효과를 가진다. The present invention relates to a method for manufacturing regenerated carbon black, in which foreign substances contained in char are removed, crushed and collected into a desired size and transported through sequential work processes when the work of manufacturing regenerated carbon black is continuous, and in particular, in the process of mixing carbon black and water to form pellets, the manufacturing of excellent products with high reliability and strength with the required size and strength is smoothly carried out by a mixing pin, thereby enabling the manufacturing of regenerated carbon black to be smoothly carried out in a short period of time, thereby increasing production efficiency, and also maximizing the value, including the excellence and reliability of the finished product, as well as the high purity, by making it easy to manufacture with the required size and strength in particular.
또한, 재생 카본 블랙을 제조하는 각 과정에서 발생하는 먼지 제거 또한 원활하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 대기환경 오염도 줄일 수 있는 효과도 가진다. In addition, it also has the effect of reducing air pollution by ensuring that dust generated during each process of manufacturing regenerated carbon black is removed smoothly.
또, 챠르의 이물질 제거가 세밀하게 이루어짐과 아울러 분쇄 또한 원하는 크기로 정밀하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 완제품의 성형성이 우수함과 아울러 완제품의 완성도를 더욱더 높일 수 있는 효과도 가진다. In addition, by allowing the removal of foreign substances from the char to be carried out in detail and the crushing to be carried out precisely to the desired size, it has the effect of improving the formability of the finished product and further increasing the completeness of the finished product.
또, 카본블랙 펠릿을 성형함에 있어, 필요로 하는 크기 및 강도로 성형이 원활하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 완제품의 뛰어난 우수성과 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 효과도 가진다. In addition, when forming carbon black pellets, it has the effect of ensuring excellent excellence and high reliability of the finished product by ensuring smooth forming to the required size and strength.
도 1은 본 발명의 일 실시 예인 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블랙 제조시스템을 설명하기 위한 공정도,
도 2는 도 1에 따른 성형장치를 설명하기 위한 정 단면도,
도 3은 도 2에 따른 회전축과 혼합 유닛 및 혼합 핀을 설명하기 위한 발췌도,
도 4는 도 2에 따른 성형장치의 사용 상태를 도시한 정 단면도,
도 5는 본 발명에 의해 제조된 완제품인 성형 된 카본블랙 펠릿을 촬영한 사진이다. Figure 1 is a process diagram for explaining a system for manufacturing carbon black by purifying and regenerating char through waste tire pyrolysis, which is one embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a cross-sectional view illustrating a molding device according to Fig. 1.
Figure 3 is an excerpt for explaining the rotation axis and mixing unit and mixing pin according to Figure 2.
Fig. 4 is a cross-sectional view showing the state of use of the molding device according to Fig. 2.
FIG. 5 is a photograph of a molded carbon black pellet, which is a finished product manufactured by the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings, but the present invention is not limited or restricted by the embodiments.
아울러, 이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. In addition, the terms or words used in the present invention described below should not be interpreted as limited to their usual or dictionary meanings, and should be interpreted as meanings and concepts that conform to the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his or her own invention in the best way.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations illustrated in the drawings are only preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, it should be understood that there may be various equivalents and modified examples that can replace them at the time of filing this application.
도 1은 본 발명의 일 실시 예인 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블랙 제조시스템을 설명하기 위한 공정도이며, 도 2는 도 1에 따른 성형장치를 설명하기 위한 정 단면도이고, 도 3은 도 2에 따른 회전축과 혼합 유닛 및 혼합 핀을 설명하기 위한 발췌도이며, 도 4는 도 2에 따른 성형장치의 사용 상태를 도시한 정 단면도이고, 도 5는 본 발명에 의해 제조된 완제품인 성형 된 카본블랙 펠릿을 촬영한 사진이다. FIG. 1 is a process diagram for explaining a system for manufacturing carbon black by refining and regenerating char through waste tire pyrolysis, which is an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a sectional view for explaining a molding device according to FIG. 1; FIG. 3 is an excerpt for explaining a rotating shaft, a mixing unit, and a mixing pin according to FIG. 2; FIG. 4 is a sectional view for explaining a state of use of the molding device according to FIG. 2; and FIG. 5 is a photograph of a molded carbon black pellet, which is a finished product manufactured by the present invention.
도시된 바와 같이 재생 카본블랙을 제조하는 과정은 발명의 배경이 되는 기술에 기재한 특허문헌들 이외에 여러 형태가 제안되었으나, 높은 순도 보장이 어려움은 물론 필요로 하는 크기 및 강도로의 카본블랙 펠릿을 제공하지 못하는 단점 또한 가진다. As described above, the process for manufacturing regenerated carbon black has been proposed in various forms other than those described in the patent documents that form the background of the invention, but it has the disadvantage of being difficult to ensure high purity and of not being able to provide carbon black pellets of the required size and strength.
본 발명은 재생 카본블랙을 제조하는 작업이 연속적이면 순차적인 작업 공정을 거치면서 챠르에 포함된 이물질 제거와 원하는 크기로 분쇄 및 포집하여 이송하고 특히, 카본블랙과 물을 혼합하여 펠릿을 성형하는 과정에서 혼합 핀에 의해 필요로 하는 크기와 강도로의 신뢰성이 높으면서 우수한 제품으로의 제조가 원활하게 이루어질 수 있도록 한 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블랙 제조시스템을 제공하는 데 있다. The present invention provides a system for purifying char and manufacturing regenerated carbon black through waste tire pyrolysis, which enables the sequential work process of removing foreign substances contained in char, crushing and collecting to a desired size, and transporting the char, and particularly, in the process of forming pellets by mixing carbon black and water, to smoothly manufacture a product with high reliability and excellent size and strength required by a mixing pin.
본 발명에 따른 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블랙 제조시스템은 원료 저장탱크(10), 이물질 선별부(20), 버퍼탱크(30), 분쇄기(40), 포집장치(50), 카본블랙 분말 저장탱크(60), 성형장치(70), 건조장치(80), 냉각장치(90), 선별장치(100) 및 완제품 저장장치(110)를 포함하는 구체적인 기술적 구성을 가진다. The carbon black manufacturing system for purifying and regenerating char through waste tire pyrolysis according to the present invention has a specific technical configuration including a raw material storage tank (10), a foreign matter selection unit (20), a buffer tank (30), a crusher (40), a collection device (50), a carbon black powder storage tank (60), a molding device (70), a drying device (80), a cooling device (90), a selection device (100), and a finished product storage device (110).
원료 저장탱크(10)는 폐타이어의 열분해를 통해 얻어지는 기름(oil)이나 철(steel) 및 챠르 중에서 챠르만이 저장되는 기술적 구성을 가진다. 상기 원료 저장탱크(10)는 통상적인 사일론 등을 적용하는 것이 바람직하며, 상기 사이론 이외에 챠르를 저장할 수 있는 통상적인 구조의 탱크이면 족하다. The raw material storage tank (10) has a technical configuration in which only char is stored among oil, steel and char obtained through thermal decomposition of waste tires. It is preferable to apply a conventional silo or the like to the raw material storage tank (10), and in addition to the silo, a tank of a conventional structure capable of storing char is sufficient.
이물질 선별부(20)는 상기 원료 저장탱크(10)로부터 이송되는 차르에 혼합된 이물질을 순차적으로 먼저 진동 스크린(22) 등과 같은 진동 방식에 의해 선별하여 제거한 다음 다시 챠르에 잔존하는 철사를 자력 선별기(24) 등의 자력에 의해 제거한 후 이송하는 기술적 구성을 가진다. 상기에서 원료 저장탱크에서 이물질 선별부인 진동 스크린으로의 이송은 상기 원료 저장탱크의 하부에 진동 등에 의해 챠르의 이송이 원활하게 이루어질 수 있는 빈 액티베이터(bin activator)와 로터리 피더(rotary feeder) 등에 의해 원활하게 이송되어 공급된다. The foreign matter sorting unit (20) has a technical configuration in which foreign matters mixed in the char transferred from the raw material storage tank (10) are sequentially sorted and removed first by a vibration method such as a vibrating screen (22), and then the wires remaining in the char are removed by the magnetic force of a magnetic sorter (24), and then transferred. In the above, the transfer from the raw material storage tank to the vibrating screen, which is the foreign matter sorting unit, is smoothly transferred and supplied by a bin activator and a rotary feeder, which enable smooth transfer of the char by vibration, etc., at the bottom of the raw material storage tank.
버퍼탱크(30)는 상기 이물질 선별부(20)에서 선별되어 이송되는 챠르 및 완제품에서 탈락한 카본블랙 펠릿을 저장하는 기술적 구성을 가진다. 상기 이물질 선별부에서 버퍼탱크로의 챠르의 이송은 스크류 컨베이어에 의해 이송된다.The buffer tank (30) has a technical configuration for storing char that is selected and transported from the foreign matter selection unit (20) and carbon black pellets that are removed from the finished product. The char is transported from the foreign matter selection unit to the buffer tank by a screw conveyor.
다시 말해서, 버퍼탱크는 분쇄기에서 분쇄하기 전 챠르를 저장함과 아울러 선별장치에서 완제품으로 선별되지 않은 카본블랙 펠릿을 저장하는 역할을 겸한다. In other words, the buffer tank serves to store char before being crushed in the crusher and also to store carbon black pellets that are not selected as finished products in the sorting device.
분쇄기(40)는 상기 버퍼탱크(30)로부터 스크류 컨베이어 등에 의해 이송되는 챠르를 정량으로 투입시켜 불규칙한 크기의 차르를 10㎛ 이하의 분말 형태의 카본블랙 분말로 분쇄한다. The crusher (40) quantitatively feeds char transported from the buffer tank (30) by a screw conveyor or the like and crushes char of irregular size into carbon black powder of 10㎛ or less in powder form.
다시 말해서, 열분해에 의해 얻어진 챠르는 서로 다른 크기로 가짐에 따라 상기 분쇄기를 통하여 10㎛ 이하의 분말 형태의 미세한 카본블랙 분말로 분쇄하여 이송한다. In other words, the char obtained by pyrolysis is crushed into fine carbon black powder of 10㎛ or less in size through the crusher and then conveyed according to different sizes.
포집장치(50)는 상기 분쇄기(40)에서 미세하게 분쇄된 카본블랙 분말이 이송되어 포집되는 기술적 구성을 가진다. 상기 포집장치는 여과 집진장치인 백 필터(bag filter)인 것이 바람직하다. The capturing device (50) has a technical configuration in which finely ground carbon black powder from the crusher (40) is transferred and captured. It is preferable that the capturing device is a bag filter, which is a filtration dust collection device.
또한, 상기 포집장치(50)의 하부에는 하부에 구비되는 스크류 컨베이어에 의해 포집된 카본블랙 분말을 배출한다. In addition, the carbon black powder collected by the screw conveyor provided at the bottom of the collecting device (50) is discharged.
카본블랙 분말 저장탱크(60)는 상기 포집장치(50)에 포집된 카본블랙 분말이 포집장치(50)로부터 스크류 컨베이어에 의해 배출과 함께 송풍방식에 의해 이송되는 카본블랙 분말을 저장하는 기술적 구성을 가진다. 상기 포집장치에서 카본블랙 분말 저장탱크로의 이송은 루츠 블로워(roots blower)와 이젝터(ejector)에 의해 이송된다. The carbon black powder storage tank (60) has a technical configuration for storing carbon black powder captured in the capturing device (50) and transported by a blower together with discharge from the capturing device (50) by a screw conveyor. Transport from the capturing device to the carbon black powder storage tank is carried out by a roots blower and an ejector.
상기에서, 카본블랙 분말 저장탱크의 하부에는 성형장치로의 공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 진동 등에 의해 카본블랙 분말의 이송이 원활하게 이루어질 수 있는 빈 액티베이터(bin activator)와 로터리 피더(rotary feeder) 등이 구비되며, 정량의 카본블랙 분말을 공급하기 위해 metering screw conveyor에 의해 성형장치로 이송된다. In the above, a bin activator and a rotary feeder, etc. are provided at the bottom of the carbon black powder storage tank to enable smooth transport of carbon black powder by vibration, etc., so that the supply to the molding device can be smoothly performed, and a metering screw conveyor is used to transport a fixed amount of carbon black powder to the molding device.
성형장치(70)는 일명 핀 믹서(pin mixer)라고도 하며, 본 발명에서 핵심이 되는 기술적 구성요소로, 상기 카본블랙 분말 저장탱크(60)로부터 이송되는 카본블랙 분말과 물이 투입되면서 필요로 하는 크기와 강도의 카본블랙 펠릿으로 성형하는 기술적 구성을 가진다. 상기 카본블랙 분말과 물은 무게 비율로 대략 6:4 비율로 투입된다. The molding device (70) is also called a pin mixer and is a key technical component in the present invention. It has a technical configuration that molds carbon black pellets of a required size and strength by adding carbon black powder and water transferred from the carbon black powder storage tank (60). The carbon black powder and water are added in a weight ratio of approximately 6:4.
성형장치(70)의 구체적인 기술적 구성은, 일측 상면에 상기 카본블랙 분말 저장탱크로 이송되어 카본블랙 분말이 투입되는 투입구(72) 및 물 공급을 위한 복수 개의 노즐(72A), 상기 투입구 반대 측 타측 밑면에 성형된 카본블랙 펠릿이 배출되는 배출구(73)가 형성되는 드럼(74), 상기 드럼(74)에 구동수단(도시하지 않음)에 의해 회전되는 회전축(75) 및 상기 회전축(75) 상에 장착되어 투입되는 카본블랙 분말과 공급되는 물을 회전에 의해 혼합 및 이송하면서 카본블랙 펠릿으로 성형하도록 나선형 형태로 배열되는 복수 개의 혼합 핀(76)을 구비하는 혼합 유닛(78)을 포함한다. The specific technical configuration of the molding device (70) includes an inlet (72) for feeding carbon black powder into the carbon black powder storage tank on one upper surface, a plurality of nozzles (72A) for supplying water, a drum (74) having an outlet (73) formed on the other lower surface opposite the inlet for feeding carbon black pellets, a rotating shaft (75) that is rotated by a driving means (not shown) on the drum (74), and a mixing unit (78) having a plurality of mixing pins (76) that are arranged in a spiral shape so as to mix and feed the fed carbon black powder and the supplied water by rotation and form carbon black pellets.
특히, 상기 혼합 유닛(78)에 배열되는 복수 개의 혼합 핀(76)은 카본블랙 분말과 물을 혼합하는 과정에서 접촉면적을 최소화하면서 반죽이 아닌 접촉에 의해 섞일 수 있도록 카본블랙 분말 및 물과 접촉되는 끝단 측은 뾰족하게 형성되며, 상기 혼합 유닛에 장착되는 부분은 동일한 직경의 봉 형태로 형성되는 것이 바람직하다. In particular, the plurality of mixing pins (76) arranged in the mixing unit (78) are formed with a pointed end that comes into contact with the carbon black powder and water so that the carbon black powder and water can be mixed by contact rather than kneading while minimizing the contact area during the process of mixing the carbon black powder and water, and it is preferable that the portion mounted on the mixing unit is formed in the shape of a rod with the same diameter.
상기에서, 복수 개의 혼합 핀(76)의 뾰족한 부분은 카본블랙 분말과 물을 혼합하는 과정에서 접촉면적을 최소화하면서 반죽이 아닌 접촉에 의해 섞일 수 있는 원뿔 형태로, 상기 혼합 핀(76)의 전체 길이에서 1/2 이하의 길이로 형성되는 것이 바람직하다. In the above, the pointed portions of the plurality of mixing pins (76) are preferably formed in a cone shape with a length of less than half of the total length of the mixing pins (76) so that the carbon black powder and water can be mixed by contact rather than kneading while minimizing the contact area during the process of mixing the carbon black powder and water.
다시 말해서, 본 발명의 핵심 기술인 카본블랙 분말과 물을 혼합하는 과정에서 카본블랙 분말과 물이 혼합되는 부분이 원뿔 형태로, 카본블랙 분말과 물이 혼합되는 과정에서 통상적인 원통형보다 최소한의 접촉면적을 가짐은 물론 비비듯이 반죽 형태가 아니라 카본블랙 분말과 물을 섞으면서 이송시킴에 따라 카본블랙 펠릿으로의 성형이 원활하게 이루어질 수 있다. In other words, in the process of mixing carbon black powder and water, which is the core technology of the present invention, the part where the carbon black powder and water are mixed is shaped like a cone, which has a minimum contact area compared to a typical cylindrical shape during the process of mixing the carbon black powder and water, and since the carbon black powder and water are mixed and transported rather than kneaded, the forming into carbon black pellets can be smoothly achieved.
더욱이, 드럼에 공급되는 카본블랙 분말은 드럼의 바닥면으로부터 대략 10㎜ 이하의 높이로 공급되면서 물과 혼합되면서 이송되는 것으로, 이는 원뿔 형태의 뾰족한 부분과 접촉면적을 최소화하면서 골고루 섞일 수 있는 조건을 가지게 된다. Furthermore, the carbon black powder supplied to the drum is transported while being mixed with water at a height of approximately 10 mm or less from the bottom surface of the drum, which provides conditions for even mixing while minimizing the contact area with the cone-shaped sharp part.
아울러, 상기 혼합 핀의 끝단이 뾰족하게 형성됨에 따라 드럼의 내면 사이에서도 카본블랙 분말과 물이 혼합되어 성형 된 성형물의 끼임 또한 방지할 수 있는 부수적인 조건도 가진다. In addition, since the tip of the mixing pin is formed sharply, it also has the additional condition of preventing the molded product from getting caught between the carbon black powder and water mixed between the inner surface of the drum.
여기서, 상기 회전축의 회전속도는 대략 400~ 600 rpm 인 것이 바람직하며, 성형 된 카본블랙 펠릿 또한 상기 회전속도와 비례하여 3~5㎜ 정도의 크기로 성형 된다. 상기 성형되는 카본블랙 펠릿은 회전속도와 비례하는 것으로, 회전속도가 400 rpm 이하일 경우 카본블랙 펠릿은 크게 성형되며, 회전속도가 600 rpm 이상일 경우 카본블랙 펠릿은 작게 형성된다. Here, the rotation speed of the rotation shaft is preferably approximately 400 to 600 rpm, and the formed carbon black pellets are also formed to a size of approximately 3 to 5 mm in proportion to the rotation speed. The formed carbon black pellets are proportional to the rotation speed, and when the rotation speed is 400 rpm or less, the carbon black pellets are formed to be large, and when the rotation speed is 600 rpm or more, the carbon black pellets are formed to be small.
또한, 상기 성형 된 카본블랙 펠릿 또한 카본블랙 분말과 물이 고르게 섞이면서 성형 됨에 따라 높은 경도를 가지는 것이 아니라 평균 ~35g 힘(34cN), 개별 < 50g 힘(49cN)에서도 쉽게 분쇄될 수 있는 조건을 가진다. In addition, the above-mentioned molded carbon black pellets also have a condition in which they can be easily crushed even with an average force of ~35 g (34 cN) and an individual force of <50 g (49 cN) as they are molded while the carbon black powder and water are evenly mixed, rather than having high hardness.
상기한 카본블랙 펠릿의 크기나 분쇄되는 조건은 성형 된 카본블랙 펠릿의 수요가 많은 세계적인 기업인 미쉐린(Michelin) 회사나 브릿지스톤(Bridgestone) 회사에서 제시하는 사양 조건이다. The above-mentioned carbon black pellet size and crushing conditions are specifications presented by Michelin and Bridgestone, global companies with high demand for molded carbon black pellets.
그에 따라 성형장치에 의해 성형 되는 카본블랙 펠릿은 상기 조건으로 회전되면서 특히, 카본블랙 분말과 물이 혼합되어 이송되면서 성형 되는 과정에서 혼합 핀의 형상적인 특성으로 인해 접촉면적으로 최소화하면서 카본블랙 분말과 물을 섞듯이 혼합함으로써, 필요로 하는 크기는 물론 비교적 낮은 경도의 펠릿으로의 성형이 이루어질 수 있는 것이다. Accordingly, the carbon black pellets formed by the forming device are rotated under the above conditions, and in particular, the carbon black powder and water are mixed and transported, and the contact area is minimized due to the geometric characteristics of the mixing pin during the forming process, thereby mixing the carbon black powder and water, so that the pellets can be formed into pellets of the required size and relatively low hardness.
혼합 유닛(78)은 회전축()의 외면으로 삽입되어 볼트 등에 의해 탈착 가능하게 장착되는 장착 축관(78A), 상기 장착 축관(78A) 상에 나선형 형태로 나사 결합 될 수 있게 형성되는 각각의 나선 홀(78B) 및 상기 나선 홀(78B)에 나사 결합되는 각각의 혼합 핀(76)을 포함한다. The mixing unit (78) includes a mounting shaft tube (78A) that is inserted into the outer surface of the rotating shaft () and detachably mounted by a bolt or the like, each spiral hole (78B) formed so as to be spirally screwed onto the mounting shaft tube (78A), and each mixing pin (76) that is screwed into the spiral hole (78B).
다시 말해서, 상기 혼합 유닛은 각각의 혼합 핀이 장착 축관 상에 나사 결합되는 것으로, 카본블랙 펠릿을 성형하는 과정에서 혼합 핀이 마모 등과 같은 이상 발생시 그 이상 발생 된 혼합 핀을 장착 축관 상에서 교체할 수 있도록 장착 축관에 형성되는 나선 홀에 나사 결합되는 것이 바람직하다. In other words, the mixing unit is preferably screw-connected to a spiral hole formed in the mounting shaft tube so that, in the process of forming carbon black pellets, when an abnormality, such as wear, occurs in the mixing pin, the abnormal mixing pin can be replaced on the mounting shaft tube.
또한, 상기 혼합 유닛인 장착 축관을 회전축 상에서 볼트 등에 의해 분리 가능하게 구비하는 것은, 혹여 혼합 유닛의 이상 시 혼합 유닛을 신속하게 교체하여 카본블랙 펠릿 성형 작업에 오랜지연 시간을 갖지 않도록 하기 위함이다. In addition, the mixing unit, which is the mounting shaft, is provided so that it can be separated from the rotating shaft by a bolt or the like, so that in the event of a problem with the mixing unit, the mixing unit can be quickly replaced, thereby preventing a long delay in the carbon black pellet molding operation.
그에 따라 본 발명에서의 성형장치는 상기한 기술적 구성에 의해 필요로 하는 크기는 물론 경도를 가질 수 있는 우수하면서 신뢰성 높은 카본블랙 펠릿으로의 성형이 원활하게 이루어질 수 있다. Accordingly, the molding device of the present invention can smoothly mold excellent and highly reliable carbon black pellets having the required size and hardness through the above-mentioned technical configuration.
건조장치(80)는 상기 성형장치(70)에서 이송되어 투입되는 카본블랙 펠릿의 함수율을 낮추도록 건조하는 기술적 구성을 가진다. The drying device (80) has a technical configuration for drying carbon black pellets transferred and fed from the molding device (70) to reduce the moisture content.
상기한 건조장치(80)는 회전 탈수 건조기(rotary kiln dryer)로 터보 팬과 버너 등이 구비되어 투입되는 카본블랙 펠릿을 회전과 이송시키면서 함수율이 40%에서 탈수 및 건조에 의해 함수율이 1~2%로 건조한다. 상기 건조장치에서의 건조 온도는 대략 250~350℃로, 상기 카본블랙 펠릿의 함수율의 1~2%로까지로 건존하다. The above-mentioned drying device (80) is a rotary kiln dryer equipped with a turbo fan and a burner, etc., which rotates and transports the input carbon black pellets, and dries them from a moisture content of 40% to a moisture content of 1 to 2% through dehydration and drying. The drying temperature in the drying device is approximately 250 to 350°C, and the carbon black pellets are maintained at a moisture content of 1 to 2%.
다시 말해서, 상기 성형장치에서 카본블랙 분말과 물이 혼합되어 카본블랙 펠릿으로 성형 되면서 함수율이 대략 40% 정도로 수분이 많은 상태로, 이를 건조장치에 함수율이 1~2% 정도로 가질 수 있도록 건조한다. In other words, carbon black powder and water are mixed in the molding device and molded into carbon black pellets, which have a high moisture content of approximately 40%, and then dried in a drying device to have a moisture content of approximately 1 to 2%.
냉각장치(90)는 상기 건조장치(80)에서 건조에 따른 카본블랙 펠릿의 상승 된 온도를 낮추는 기술적 구성을 가진다. The cooling device (90) has a technical configuration that lowers the increased temperature of the carbon black pellets resulting from drying in the drying device (80).
상기한 냉각장치(90)는 회전 탈수 냉각기(rotary kiln cooler)로 드럼의 외주면에 냉각 자켓 등이 구비되며, 냉각 공기 등을 공급하여 투입되는 상승 된 온도의 카본블랙 펠릿을 적정온도로 냉각한다. 상기 냉각장치에서의 냉각은 작업자가 손을 만졌을 때 화상을 입지 안을 정도인 대략 40~60℃로 냉각한다. The above-mentioned cooling device (90) is a rotary kiln cooler, and is equipped with a cooling jacket, etc. on the outer surface of the drum, and cools the carbon black pellets of the increased temperature that are fed in to an appropriate temperature by supplying cooling air, etc. Cooling in the above-mentioned cooling device is performed to approximately 40 to 60°C, which is a temperature that does not cause burns when a worker touches it.
선별장치(100)는 상기 냉각장치(90)를 거쳐 이송되는 카본블랙 펠릿을 필요한 크기보다 크거나 작은 크기의 카본블랙 펠릿을 상기 버퍼탱크(30)로 다시 공급하고 필요로 하는 크기로 선별된 완제품 카본블랙 펠릿을 이송하는 기술적 구성을 가진다. 상기 선별장치는 이단 바이브레이팅 스크린(two-stage vibrating screen)으로 진동 방식에 의해 선별한다. The sorting device (100) has a technical configuration that supplies carbon black pellets larger or smaller than the required size from the carbon black pellets transported through the cooling device (90) back to the buffer tank (30) and transports finished carbon black pellets sorted to the required size. The sorting device sorts by vibration using a two-stage vibrating screen.
다시 말해서, 상기 선별장치는 성형장치에서 성형 된 카본블랙 펠릿 중 필요한 크기보다 크거나 작은 크기의 카본블랙 펠릿을 상기 버퍼탱크로 루츠 블로워(roots blower)와 이젝터(ejector) 등에 의해 다시 이송 공급하고, 필요로 하는 크기로 선별된 완제품 카본블랙 펠릿은 완제품 저장장치로 이송한다. In other words, the above-mentioned sorting device re-transfers and supplies carbon black pellets that are larger or smaller than the required size among the carbon black pellets formed in the molding device to the buffer tank by a roots blower and an ejector, and transports the finished carbon black pellets that are sorted to the required size to a finished product storage device.
완제품 저장장치(110)는 상기 선별장치(100)에서 이송되는 완제품 카본블랙 펠릿을 버킷 엘리베이터(bucker elevator) 등과 같은 이송장치(112)로부터 공급받아 패킹 버퍼탱크(packing buffer tank)에 저장한 후 포장장치(packing machine, 114)에서 소포장 또는 자루 등에 포장이 이루어질 수 있도록 배출하는 기술적 구성을 가진다. The finished product storage device (110) has a technical configuration that receives finished product carbon black pellets transferred from the sorting device (100) from a transfer device (112) such as a bucket elevator, stores them in a packing buffer tank, and then discharges them so that they can be packaged in small packages or sacks using a packing device (packing machine, 114).
따라서, 본 발명은 재생 카본블랙, 즉 카본블랙 펠릿을 제조하는 작업이 연속적이면 순차적인 작업 공정을 거치면서 챠르에 포함된 이물질 제거와 원하는 크기로 분쇄 및 포집하여 이송하고 특히, 카본블랙과 물을 혼합하여 펠릿을 성형하는 과정에서 혼합 핀에 의해 필요로 하는 크기와 강도로의 신뢰성이 높으면서 우수한 제품으로의 제조가 원활하게 이루어질 수 있는 조건을 구축할 수 있다. Accordingly, the present invention provides conditions in which, if the work of manufacturing regenerated carbon black, i.e. carbon black pellets, is continuous, foreign substances contained in the char are removed and crushed and captured into a desired size and transported through sequential work processes, and in particular, in the process of mixing carbon black and water to form pellets, the manufacturing of a reliable and excellent product with the required size and strength can be smoothly carried out by a mixing pin.
아울러, 선별 시에는 필요로 하는 크기로 제조가 이루어지지 않았을 경우, 다시 재활용할 수 있도록 함으로써, 원료 손실 또한 최소화할 수 있다. In addition, when manufacturing is not done in the required size during sorting, it is possible to minimize the loss of raw materials by allowing them to be recycled.
한편, 상기 원료 저장탱크(10), 이물질 선별부(20), 성형장치(70), 건조장치(80), 냉각장치(90) 및 완제품 저장장치(110)에서 발생하여 배출되는 각종 먼지를 각 수집라인을 통하여 포집한 후 제거한 다음 배출하는 백 필터(Bag filter, 120)와 연결되는 것이 바람직하다. 상기 백 필터()에는 포장장치(114) 또한 연결되는 것이 바람직하다. Meanwhile, it is preferable to connect to a bag filter (120) that collects and removes various types of dust generated and discharged from the raw material storage tank (10), foreign material selection unit (20), molding device (70), drying device (80), cooling device (90), and finished product storage device (110) through each collection line and then discharges them. It is also preferable to connect a packaging device (114) to the bag filter ().
그로 인해 대기 환경오염 또한 최소화할 수 있는 조건도 가진다. It also creates conditions that can minimize air pollution.
10 : 원료 저장탱크 20 : 이물질 선별부
22 : 진동 스크린 24 : 자력 선별기
30 : 버퍼탱크 40 : 분쇄기
50 : 포집장치 60 : 카본블랙 분말 저장탱크
70 : 성형장치 72 : 투입구
72A : 노즐 73 : 배출구
74 : 드럼 75 : 회전축
76 : 혼합 핀 78 : 혼합 유닛
78A : 장착 축관 78B : 나선 홀
80 : 건조장치 90 : 냉각장치
100 : 선별장치 110 : 완제품 저장장치
112 : 이송장치 114 : 포장장치 10: Raw material storage tank 20: Foreign matter sorting section
22: Vibrating screen 24: Magnetic separator
30: Buffer tank 40: Crusher
50: Capture device 60: Carbon black powder storage tank
70: Molding device 72: Inlet
72A : Nozzle 73 : Outlet
74 : Drum 75 : Rotating shaft
76: Mixing pin 78: Mixing unit
78A: Mounting
80: Drying device 90: Cooling device
100: Sorting device 110: Finished product storage device
112: Transport device 114: Packaging device
Claims (5)
상기 원료 저장탱크로부터 이송되는 차르에 혼합된 이물질을 순차적으로 진동 방식에 의해 선별 및 제거한 후 다시 챠르에 잔존하는 철사를 자력에 의해 제거한 후 이송하는 이물질 선별부;
상기 이물질 선별부에서 선별되어 이송되는 챠르 및 완제품에서 탈락한 카본블랙 펠릿을 저장하는 버퍼탱크; 상기 버퍼탱크로부터 이송되는 챠르를 정량으로 투입시켜 불규칙한 크기의 차르를 10㎛ 이하의 분말 형태의 카본블랙 분말로 분쇄하는 분쇄기;
상기 분쇄기에서 미세하게 분쇄된 카본블랙 분말이 이송되어 포집되는 포집장치;
상기 포집장치에 포집된 카본블랙 분말이 포집장치로부터 배출과 함께 송풍방식에 의해 이송되는 카본블랙 분말을 저장하는 카본블랙 분말 저장탱크;
상기 카본블랙 분말 저장탱크로부터 이송되는 카본블랙 분말과 물이 투입되면 필요로 하는 크기와 강도의 카본블랙 펠릿으로 성형하는 성형장치;
상기 성형장치에서 이송되는 카본블랙 펠릿의 함수율을 낮추도록 건조하는 건조장치;
상기 건조장치에서 카본블랙 펠릿의 상승 된 온도를 작업자가 손으로 만졌을 때 화상을 입지 않을 정도인 40~60℃로 낮추는 냉각장치;
상기 냉각장치를 거쳐 이송되는 카본블랙 펠릿을 필요한 크기보다 크거나 작은 크기의 카본블랙 펠릿을 상기 버퍼탱크로 다시 공급하고 필요로 하는 크기로 선별된 완제품 카본블랙 펠릿을 이송하는 선별장치; 및
상기 선별장치에서 이송되는 완제품 카본블랙 펠릿을 이송장치로부터 공급받아 저장한 후 포장이 이루어질 수 있도록 배출하는 완제품 저장장치;를 포함하되,
상기 성형장치는,
투입구, 물 공급을 위한 복수 개의 노즐 및 배출구가 형성되는 드럼, 상기 드럼에 구동수단에 의해 회전되는 회전축 및 상기 회전축 상에 장착되어 투입되는 카본블랙 분말과 공급되는 물을 회전에 의해 혼합 및 이송하면서 카본블랙 펠릿으로 성형하도록 나선형 형태로 배열되는 복수 개의 혼합 핀을 구비하는 혼합 유닛을 포함하되, 상기 혼합 유닛에 배열되는 복수 개의 혼합 핀은 카본블랙 분말과 물을 혼합하는 과정에서 접촉면적을 최소화하면서 반죽이 아닌 접촉에 의해 섞일 수 있도록 카본블랙 분말 및 물과 접촉되는 끝단 측은 뾰족하게 형성되며, 상기 혼합 유닛에 장착되는 부분은 동일한 직경의 봉 형태로 형성되는 것을 포함하고,
상기 복수 개의 혼합 핀의 뾰족한 부분은 원뿔 형태로, 상기 혼합 핀의 전체 길이에서 1/2 이하의 길이로 형성되는 것을 포함하는 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블랙 제조시스템.
A raw material storage tank in which char obtained through thermal decomposition of waste tires is stored;
A foreign matter sorting unit that sequentially selects and removes foreign matters mixed in the char transferred from the above raw material storage tank by means of vibration, and then removes the wire remaining in the char by means of magnetic force and then transports it;
A buffer tank for storing chars selected and transported from the above foreign matter sorting section and carbon black pellets dropped from finished products; A crusher for quantitatively feeding chars transported from the above buffer tank and crushing chars of irregular size into carbon black powder in the form of powder of 10㎛ or less;
A collecting device in which finely ground carbon black powder from the above crusher is transported and collected;
A carbon black powder storage tank that stores carbon black powder captured in the above capturing device and transported by a blower together with discharge from the capturing device;
A molding device that molds carbon black powder and water transferred from the carbon black powder storage tank into carbon black pellets of the required size and strength;
A drying device for drying carbon black pellets transported from the above molding device to reduce their moisture content;
A cooling device that lowers the elevated temperature of the carbon black pellets in the above drying device to 40 to 60°C, which is a level that prevents burns when touched by workers;
A sorting device that re-supplies carbon black pellets of a size larger or smaller than the required size from the carbon black pellets transported through the above cooling device to the buffer tank and transports finished carbon black pellets of a size selected to the required size; and
A finished product storage device that receives finished product carbon black pellets transported from the above sorting device from the transport device, stores them, and then discharges them so that they can be packaged; including:
The above molding device,
A mixing unit comprising a drum in which an inlet, a plurality of nozzles for supplying water, and an outlet are formed, a rotating shaft that is rotated by a driving means in the drum, and a plurality of mixing pins mounted on the rotating shaft and arranged in a spiral shape to mix and transport the supplied carbon black powder and the supplied water by rotation and form them into carbon black pellets, wherein the plurality of mixing pins arranged in the mixing unit are formed with pointed ends that come into contact with the carbon black powder and the water so that the carbon black powder and the water can be mixed by contact rather than kneading while minimizing the contact area during the mixing process, and a portion mounted on the mixing unit is formed in the shape of a rod with the same diameter,
A system for purifying and regenerating carbon black through waste tire pyrolysis, wherein the pointed portions of the plurality of mixing pins are formed in a cone shape with a length of less than half of the total length of the mixing pins.
상기 원료 저장탱크, 이물질 선별부, 성형장치, 건조장치, 냉각장치, 건조장치 및 완제품 저장장치에서 발생하여 배출되는 각종 먼지를 각 수집라인을 통하여 포집한 후 제거한 다음 배출하는 백 필터(Bag filter)와 연결되는 것을 포함하는 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블랙 제조시스템.
In the first paragraph,
A system for manufacturing carbon black by purifying and regenerating char through waste tire pyrolysis, including a bag filter connected to the system for collecting and removing various types of dust generated and discharged from the raw material storage tank, foreign material selection unit, molding device, drying device, cooling device, drying device, and finished product storage device through each collection line and then discharging the collected dust.
상기 혼합 유닛은 회전축의 외면으로 삽입되어 탈착 가능하게 장착되는 장착 축관, 상기 장착 축관 상에 나선형 형태로 나사 결합 될 수 있게 형성되는 각각의 나선 홀 및 상기 나선 홀에 나사 결합되는 각각의 혼합 핀을 포함하는 폐타이어 열분해를 통한 챠르의 정제 및 재생 카본블랙 제조시스템.
In the first paragraph,
A system for refining and regenerating carbon black through waste tire pyrolysis, wherein the mixing unit comprises a mounting shaft tube that is detachably mounted by being inserted into the outer surface of a rotating shaft, each spiral hole formed so as to be capable of being screwed into a spiral shape on the mounting shaft tube, and each mixing pin that is screwed into the spiral hole.
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