KR200296117Y1

KR200296117Y1 - 폐플라스틱의 유화장치

Info

Publication number: KR200296117Y1
Application number: KR2020020024966U
Authority: KR
Inventors: 심석범
Original assignee: (주)그린코리아
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2002-11-29
Anticipated expiration: 2012-08-22

Abstract

본 고안은 폐플라스틱의 유화장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 플라스틱 등의 폐합성수지를 열분해하여 정제유를 회수하는 유화장치에 관한 것이다.

이와같은 본고안은 호퍼로 유입되는 분쇄된 폐합성수지를 모터의 회전력을 이용하여 압송하는 이송스크류와 그 이송스크류에 의해 압송된 폐합성수지를 외부에 설치되는 버너의 가열에 의해 상기 폐합성수지로 부터 유류성분을 가진 가스(Gas)를 생성하는 반응로와 그 유류성분을 가진 가스(Gas)를 냉각하는 냉각타워와, 1차여과장치를 통해 1차로 여과하고, 이를 탈취 및 탈색하는 촉매타워와 2차로 여과하는 2차여과장치로 이루어진 유화장치에 있어서, 상기 이송스크류와 반응로 사이는 상기 분쇄된 폐합성수지를 1차로 가열하여 반용융상태로 상기 반응로로 유입되도록 가열하는 가용융부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따르면, 상기 분쇄된 폐플라스틱을 1차로 가열하여 반용융상태로 반응로로 유입되도록 가열하는 가용융부를 더 구비하여 폐플라스틱의 처리용량에 구애됨이 없이 혼합된 폐플라스틱을 용융처리가 가능하여 유화장치의 구동으로 인한 생산성 및 폐기물의 처리 효율도 향상시키는 효과가 있다.

Description

폐플라스틱의 유화장치 {OIL RECYCLING MACHINE DEVICE USING WASTE PLASTICS}

본 고안은 폐플라스틱의 유화장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 플라스틱 등의 폐합성수지를 열분해하여 정제유를 회수하는 유화장치에관한 것이다.

종래에는 폐플라스틱 등의 폐합성수지가 발생하면 이를 소각장으로 이송하여 소각처리하고 있으나 이는 자원의 낭비를 가져오고, 이를 처리하기 위해 태우게 되어 플라스틱의 소각으로 인한 2차오염(먼지, HCl, SOX, NOX, 다이옥신 등의 오염물질의 배출)과 그로 인해 인근 주민들의 민원신고가 행정관청에 접수되는 문제점을 안고 있다.

또한, 이와같은 소각방식 이외에 매립방식을 선택하고 있으나 이 또한 자원의 낭비와 토양오염, 국토가 손실되고 민원이 발생함은 여전히 존재하고 있다.

이와같이 갈수록 사회문제가 되어가고 있는 폐합성수지의 처리문제를 해결하기 위해 여러가지 유화장치가 개발되고 있으나 이들은 반응로 내에 폐플라스틱 등을 약 60%정도 넣고 버너로 가열하여 용융상태로 만들어 유류를 추출하게 되고, 추출후, 일정시간이 지나고, 반응로가 식은후에 다시 사용하여야 하므로 처리시간이 많이 걸려 작업능률이 저하되고, 양질의 유류를 추출하기가 쉽지 않고, 또한, 에너지 회수율이 매우 낮은 문제점을 가지고 있다.

아울러, 종래의 유화장치는 반응로 내에서 반응후 남은 잔재(sludgy)를 별도로 처리하지 않고 그냥 폐기하여 이 또한 오염시키는 원인이 되는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 처리용량에 구애됨이 없이 혼합된 폐플라스틱을 용융처리가 가능한 유화장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 반응로내에서 반응후 남은 잔재(sludgy)를 처리하여 2차폐기물의 발생을 억제하는 유화장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 유류 회수율을 극대화하는 유화장치를 제공하는데 있다.

도1은 본 고안에 따른 폐플라스틱 유화장치의 시스템 구성도이다.

도2는 본 고안에 따른 폐플라스틱 유화장치의 처리공정 흐름도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

100 ... 유화장치 110 ... 호퍼

120 ... 이송스크류 130 ... 반응로

131,132 ... 버너 140 ... 가용융부

141 ... 히터(Heater) 150 ... 가스응집타워

160 ... 냉각탱크

본 고안은 폐플라스틱의 유화장치에 관한 것으로서;

호퍼로 유입되는 분쇄된 폐합성수지를 모터의 회전력을 이용하여 압송하는 이송스크류와 그 이송스크류에 의해 압송된 폐합성수지를 외부에 설치되는 버너의 가열에 의해 상기 폐합성수지로 부터 유류성분을 가진 가스(Gas)를 생성하는 반응로와 그 유류성분을 가진 가스(Gas)를 냉각하는 냉각타워와, 1차여과장치를 통해 1차로 여과하고, 이를 탈취 및 탈색하는 촉매타워와 2차로 여과하는 2차여과장치로 이루어진 유화장치에 있어서, 상기 이송스크류와 반응로 사이는 상기 분쇄된 폐합성수지를 1차로 가열하여 반용융상태로 상기 반응로로 유입되도록 가열하는 가용융부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 반응로의 일측에는 상기 용융된 폐합성수지의 잔재(sludgy)가 과다하게 적재되어 있을시 이를 상기 반응로에 재투입하는 잔재제거기;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 폐플라스틱의 유화장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도1은 본 고안에 따른 폐플라스틱 유화장치의 시스템구성도이고, 도2는 본 고안에 따른 폐플라스틱 유화장치의 처리공정 흐름도이다.

먼저, 도1을 참고로 고안에 따른 폐합성수지의 구성을 상세히 설명한다.

폐플라스틱의 유화장치는 통상적으로 폐기물이 부피가 크거나, 가용융부(140)에 직접 투입되지 못할 정도의 크기이면, 분쇄기 또는 파쇄기(미도시됨)등을 이용하여 분쇄한 후 유화장치에 유입된다.

유화장치(100)는 일정크기 이하로 분쇄된 폐합성수지가 유입되는 호퍼(110)와 그 호퍼(110)를 통해 유입되는 분쇄된 폐합성수지(이하, '원자재'라고 한다.)가 호퍼(110)의 하부에 장착되어 모터(M)에 의해 회전하는 이송스크류(120)의 회전으로 폐합성수지를 반응로(130)로 이송시키게 된다.

이때, 반응로(130)의 입구 직전에 가용융부(140)를 구비하여 폐합성수지를 1차적으로 가용융시켜주게 된다.

가용융부(140)는 300℃ 정도로 가열이 되도록 하는 히터(Heater)(141)로 이루어져 원자재를 반용융상태로 만들어 반응로(130)로 이송시키게 된다.

이와같이 가용융된 폐합성수지가 가용융부(140)에서 반응로(130)에 투입되므로 많은양의 폐합성수지를 처리하는 것이 가능하다.

반응로(130)는 그 외부에 버너(131, 132)를 구비하여 열로 간접 가열하여 반응로(130)의 내부온도를 천천히 올려 내부에서 탄소화합물인 합성수지, 플라스틱을 열분해 하여 유류성분을 가진 가스(Gas)를 생성한다.

이와같이 생성된 가스는 기상 촉매를 통해 가스를 통과시켜 합성수지/플라스틱에 포함되어 있는 유류성분을 촉진시켜 회수율을 높이는 가스응집타워(150)를 통과시킨다. 또한 가스응집타워(150)를 통과하여 나온 가스는 냉각탱크(160)를 거쳐 냉각수(열교환기)를 이용하여 기체를 액상화시킨다.

냉각탱크(160)에서 응축된 액상화된 유류(이하 '혼합유'라고 한다.)는 1차여과기인 탱크(A,B,C)에서 포집하여 일시 저장하여 유수분리과정까지 1차로 처리한다.

그리고, 1차여과기를 통과한 혼합유는 여과집진기(D)에서 일시 저장하면서 혼합유를 오일펌프를 이용하여 이물질을 여과 이송하고 집진까지 처리하게 된다.

이와같은 혼합유는 정제가 되어 있지 않은 상태이므로 1차촉매타워(E,F)를 통과시켜 혼합유의 유해가스를 제거하고 탈취하게 된다.

그리고 1차로 유해가스를 제거하고 탈취한 혼합유는 다시 2차촉매타워(G,H)를 통과하며, 혼합유의 유해가스를 제거하고 탈색을 하게된다.

이와같이 유해가스가 제거되고 탈취 및 탈색된 혼합유는 2차여과기(I,J)를 거쳐 양질의 정제유로 형성하도록 여과하고 포집저장의 비중차에 따라 경질유 및 중질유로 응축된 정제유를 포집하여 저장하게 된다. 그리고, 이와같이 저장된 정제유는 수급처로 출하된다

이하, 도1 내지 도2를 참고로 폐플라스틱의 처리공정을 구체적으로 설명한다.

전원을 켜기전 전기스위치(미도시됨) 및 온도를 조절하여 반드시 최저단에 맞추고 전원을 올린후 점차적으로 모터(M)의 회전속도를 최고속도로 맞춘다.

이때, 호퍼(110)에 들어가는 원료 투입속도는 원료 진입속도보다 빨라야하며 만약 반응로(130)의 원료가 포화되었을시에도 가용융부(140)까지 원료의 포화상태를 유지하여야 한다. (200)

일단 원자재가 유입되면 이를 가용융부에서 약 300℃로 가열하여 반용융상태로 만들게 된다. (210)

만약, 작업이 중단되었다가 재가동 할때는 원료투입전에 먼저 농축된 가용융부(140)의 히터(Heater)(141)를 가열시키고 반응로(130)에 온도가 상승하면 히터(141)의 전원을 차단한다.

상기 반응로(130)의 버너(131,132)의 가열로 인한 반응로(130) 내부 온도는 450℃ ~ 550℃를 유지하여 열분해를 한다. (220)

다음으로 반응로(130)로 부터 배출되는 가스는 가스응집타워(150)에서 분류하게 된다.(230)

그리고, 가스응집타워(150)에서 분류되어 나온 가스는 냉각탱크(160)를 거쳐 냉각된다. (240)

그런다음, 냉각탱크(160)를 거쳐 냉각수(열교환기)를 이용하여 기체를 액상화시켜 탱크(A,B,C)에 저장한다. (250)

연속 생산중 탱크(A)에 기름이 다 차면 수시로 중유 유입관(7)을 개방함과 동시에 해당 펌프(M)를 가동시켜서 이를 이송시키고 해당기름이 모두 반응로(130)로 유입이 되면 즉시 해당 펌프(M)를 닫는다. (260)

물론, 반응로(130)를 작동하기 전에는 탱크(A)에 침전된 중유를 전부 펌프(M)를 통하여 반응로(130)에 유입시키고 중유유입관(7)을 닫는다.

정제유를 생산하던 중, 반응로(130)에 잔재(sludgy)가 과다하게 적재되어 있을시 고온 잔재제거기(P)를 밸브(v8)에 연결시키고, 밸브(v9)를 잠그고 밸브(v8)를 개방한 후 축진기(R)를 회전시켜 밸브(v8)를 통과 회전시키면 잔재는 자동적으로 잔재제거기(P)에 유입되며 잔재제거기(P)에 잔재가 차면 밸브(v8)을 닫고 7~10일 이내의 주기로 반응로(130)의 보조유입구(133)로 재투입하여 폐플라스틱 원자재와 섞이게 된다. (340)

물론, 이와같이 잔재제거기(P)로 유입되는 잔재는 반응로(130) 및 축유위치에서 멀리 운반하여 잔재처리를 하거나, 고체연료로써 연료 혹은 방수재로 사용함도 가능하다.

탱크(B) 및 탱크(C)에 기름이 찬후 기름, 물, 가스가 완전분리된 기름은 1차촉매타워(E,F)로 유입되며, 1차촉매타워(E,F)에 기름이 차면 해당 정재방법을 통해 기름세척을 한다. 이때, 1차촉매타워(E,F)로 유입되는 촉매(K) 중에는 농도 95%의 황산을 투입한다. (270)

이와같은 상태에서, 천천히 밸브(v16) 및 밸브(v17)을 개방하는 동시에 에어펌프(W)를 가동시키고 밸브(v12) 및 밸브(v13)을 열고, 밸브(v14) 및 밸브(v15)를 닫는다. 추후 1차촉매타워(E,F)에서 미열이 발생하면 밸브(v16) 및 밸브(v17)는 즉시 닫는다. 본 현상은 산량이 충분히 투입되었다는 것을 의미한다.

에어펌프(W)를 닫은지 30분 정도 경과한 후, 1차촉매타워(E,F) 중에 교질이 제거된 기름을 펌프(170,171)로 2차촉매타워(G,H) 중에 유입시키고 기름이 다 차면 30% 수산화나트륨 용액(L)을 밸브(v18) 및 밸브(v19)를 천천히 열어 유입시키는 동시에 에어펌프(W)를 가동시켜 2차촉매타워(G,H) 상의 관찰관을 통하여 더 이상의 색상변화가 없을시 즉시 밸브(v18) 및 밸브(v19)를 잠그고, 에어관(14) 및 에어관(15)도 닫는다.(280)

이와같은 상태에서 약 30분정도 경과한 후 기름의 색상이 맑아졌으면 2차촉매타워(G,H) 중에 있는 기름을 2차여과기(I,J)에 유입시켜 2차여과기(I,J)의 활성탄 여과탱크를 통해 소기의 완제품을 얻어낼 수 있다.(300, 310)

이때, 더욱더 맑게 세척된 기름이 필요시엔 물세척 여과탱크(미도시됨)를 통과시키도록 설계함이 바람직하다.(290)

이와같은 본 고안에 따른 유화장치는 필히 양호한 접지가 되어야 하며 전기사용 부분은 습지를 피해야 하며 통풍상태가 좋아야 한다. 특히 원료투입기는 안전에 유의하여야 한다.

또한, 매 사용시마다 연료의 투입을 위한 이송스크류(120)의 가동을 위한 모터(M)의 시동시 전원스위치(미도시됨)를 필히 최저 속력에서 점진적으로 속도를 올려 해당계통에 무리가 가지 않도록 함이 바람직하다.

이상과 같이 본고안의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 고안의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 고안의 일실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 고안의 권리범위가 미친다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 고안에 따르면 상기 분쇄된 폐플라스틱을 1차로 가열하여 반용융상태로 반응로로 유입되도록 가열하는 가용융부를 더 구비하여 폐플라스틱의 처리용량에 구애됨이 없이 혼합된 폐플라스틱을 용융처리가 가능하여 유화장치의 구동으로 인한 생산성 및 폐기물의 처리 효율도 향상시키는 효과가 있다.

또한, 반응로 내에서 발생되는 폐합성수지의 잔재(sludgy)를 잔재제거기로 수집한 후 반응로에 재투입함으로써, 2차폐기물의 발생을 억제하여 환경을 보호하는 역할을 하게 된다.

아울러, 상기와 같은 구성에 의해 유류(油類)의 회수율을 극대화하는 효과가 있다.

Claims

호퍼로 유입되는 분쇄된 폐합성수지를 모터의 회전력을 이용하여 압송하는 이송스크류와 그 이송스크류에 의해 압송된 폐합성수지를 외부에 설치되는 버너의 가열에 의해 상기 폐합성수지로 부터 유류성분을 가진 가스(Gas)를 생성하는 반응로와 그 유류성분을 가진 가스(Gas)를 냉각하는 냉각타워와, 1차여과기를 통해 1차로 여과하고, 이를 탈취 및 탈색하는 촉매타워와 2차로 여과하는 2차여과기로 이루어진 유화장치에 있어서,

상기 이송스크류와 반응로 사이는 상기 분쇄된 폐합성수지를 1차로 가열하여 반용융상태로 상기 반응로로 유입되도록 가열하는 가용융부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱의 유화장치.
제 1항에 있어서,

상기 반응로의 일측에는 상기 용융된 폐합성수지의 잔재(sludgy)가 과다하게 적재되어 있을시 이를 상기 반응로에 재투입하는 잔재제거기;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱의 유화장치.