KR101817728B1

KR101817728B1 - 폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비

Info

Publication number: KR101817728B1
Application number: KR1020160124512A
Authority: KR
Inventors: 최준호
Original assignee: 최준호
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2036-09-28

Abstract

본 발명은 폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비에 관한 것으로서, 열분해로를 가동하고 있는 상태에서 폐합성수지를 열분해로 내부로 연속적으로 투입할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 각종 폐합성수지를 열분해시키는 열분해로(3)를 포함하여 구성되어, 상기 열분해로(3) 내부에서 발생한 오일가스로부터 오일과 가스를 분리한 후, 상기 오일로부터 재생유를 생산하는 유화설비에 있어서, 상기 열분해로(3)는, 하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되는 고정식의 외부 케이스(3i)와, 상기 외부 케이스(3i)로부터 일정거리 이격되어 구비되는 내부 케이스(3j)를 포함하고, 상기 외부 케이스(3i)와 내부 케이스(3j) 사이의 공간에 형성되는 화염통로(3k)에 의해, 내부 케이스(3j)의 외주 전체를 균일하게 가열하며, 상기 열분해로(3)의 상부에는, 폐합성수지(P)를 상기 내부 케이스(3j)에 연속적으로 공급하기 위한 투입구(2)가 구비되고, 상기 내부 케이스(3j)의 내부에는, 폐합성수지(P)를 수평방향으로 이송시키기 위한 하나 이상의 벨트 컨베이어(3a)와, 화염을 내부 케이스(3j)의 내부에 직접 공급하기 위한 하나 이상의 화염 공급관(3b)과, 내부 케이스(3j)의 하부에 구비되어 슬러지를 외부로 배출하기 위한 이송 스크류(3c)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비{Continuous Operation Type Liquefaction Facility Using Waste of Synthetic Resins}

본 발명은 폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 폐합성수지를 열분해시켜 재생유를 생산하는 유화설비에 있어서, 열분해로를 가동하고 있는 상태에서 폐합성수지를 연속적으로 투입할 수 있고, 열분해로 내부로 투입된 폐합성수지가 골고루 분포될 수 있도록 하며, 열분해로 전체를 균일한 온도로 가열할 수 있고, 유분이 포함된 오일가스에서 오일과 가스를 완전히 분리하여 재사용할 수 있도록 하여 연료 사용량을 절감할 수 있도록 한 폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비에 관한 것이다.

국내에서 연간 발생하는 폐비닐, 폐플라스틱, 폐타이어 등은(이를 통칭하여 "폐합성수지" 라 칭하기로 한다) 연간 약 400만 톤 정도로 추산되고 있다.

이러한 폐합성수지를 재활용하기 위한 방안으로, 유화장치에 의해 폐합성수지를 열분해시켜 이로부터 재생유를 생산하는 방법이 있다.

도 1은 이러한 종래의 유화장치에서, 로터리 방식의 열분해로(100)를 개략적으로 도시한 것이다.

종래의 유화장치에 사용되는 로터리 방식의 열분해로(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형의 케이싱(110)과, 상기 케이싱(110) 내에서 회전하는 회전드럼(120)과, 상기 회전드럼(120)을 회전시키기 위한 구동롤러(130)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 회전드럼(120)의 일측면에는 회전드럼(120)에 폐합성수지(P)를 투입하기 위한 덮개(120a)가 구비되어 있고, 열분해로(100)의 하부에는 상기 회전드럼(120)을 가열하기 위한 버너(도시 생략)가 구비되어 있다.

상기한 종래의 열분해로(100)를 사용하여 폐합성수지를 열분해시키기 위해서는, 먼저 덮개(120a)를 열고 지게차 등의 작업차량에 의해 폐합성수지(P)를 회전드럼(120)의 내부에 투입한다.

이어서 덮개(120a)를 닫아 고정하고 구동롤러(130)를 구동시키면, 회전드럼(120)이 케이싱(110) 내부에서 서서히 회전하게 된다.

이때 버너로 열분해로를 가열함으로써, 회전드럼(120) 내부에 투입된 폐합성수지(P)를 열분해시킨다.

그런데 상기한 종래의 열분해로(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 폐합성수지(P)를 끈으로 묶어 지게차로 투입하는 방식이므로, 회전드럼(120) 내부에 폐합성수지를 골고루 분포시키기가 어렵다는 문제가 있다.

또한 처리용량을 증대시키기 위해 열분해로(100)를 길게 형성하게 되면, 지게차에 의해 폐합성수지(P)를 회전드럼(120) 내부에 적재하기가 곤란해진다.

또한 회전드럼(120)의 직경을 크게 형성하면, 이를 구동하는 구동장치도 대형화되어야 하는 문제가 있다.

이에 따라 종래의 로터리 방식의 열분해로(100)는 통상 10톤 이하의 소형으로 제작되어 그 처리 용량에 한계가 있다.

또한 종래의 열분해로(100)는, 그 하부에 구비된 버너에 의해 회전드럼(120)을 가열하는 구조이므로 연료소비량이 많다는 문제점이 있다.

또한 종래의 열분해로(100)는, 폐합성수지의 열분해가 완료되면 덮개(120a)를 열고 그 내부의 슬러지를 제거한 다음, 다시 새로운 폐합성수지를 회전드럼(120)의 내부로 투입해야 하는 번거로움이 있다.

즉, 종래의 열분해로(100)는, 폐합성수지의 투입, 슬러지 제거, 폐합성수지의 재투입에 시간이 많이 소요되어, 처리효율이 매우 낮다는 문제점이 있다.

또한 종래의 열분해로(100)는 회전드럼(120)을 회전시키는 방식이므로, 폐합성수지의 연소에 의해 발생한 재가 오일가스에 혼합되어 열교환기 쪽으로 배출된다는 문제가 있다.

또한 종래의 열분해로(100)는, 폐합성수지의 열분해가 완료되었다 하더라도 곧바로 덮개(120a)를 개방할 수가 없다.

만일 폐합성수지의 열분해가 완료된 직후에 덮개(120a)를 개방하게 되면, 그 내부에 존재하고 있는 고온 고압의 가스에 의해 폭발이 발생할 수 있기 때문이다.

이에 따라, 종래의 열분해로는 열분해 과정이 완료된 후 열분해로가 냉각되기까지 3~4 시간을 더 기다려야 한다는 문제가 있다.

또한 열분해로가 충분히 냉각된 후에 슬러지를 제거해야 하므로, 열분해로 내부에 부착된 슬러지의 제거작업이 용이하지 않다는 문제가 있다.

한편, 상기한 로터리 방식의 열분해로 외에 고정식 열분해로가 사용되기도 하는데, 고정식 열분해로는 열이 하부로만 집중되어 폐합성수지의 열분해에 시간이 많이 소요되고 연료의 소모량이 증가한다는 문제점이 있다.

또한 고정식 열분해로 역시, 폐합성수지 투입, 슬러지 제거, 폐합성수지의 재투입 과정을 거치게 되므로, 상기한 로터리 방식에서 발생하는 문제점을 피할 수가 없다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, "플라스틱을 이용한 농,산업용 재생유 생산장치" 관한 것으로서, 케이지에 담겨진 폐플라스틱의 열분해시, 생성되는 유기가스로부터 오일을 제조함과 아울러 반응로의 케이지에 물을 분사하여 발생하는 수증기에 의해 유기가스가 치환되어 응축기로 공급되면서 케이지 내부의 슬러지에 스며들어 인화점을 제거함으로써 슬러지를 용이하게 배출시켜 처리할 수 있도록 하고 있다.

특허문헌 2는, "폐합성수지 유화장치"에 관한 것으로서, 일단은 개구되고, 타단은 오일가스 배출관이 연통 연결되는 원통 관 형상으로 내벽에 용융 히터부를 구비한 열분해조와; 가장자리 부위가 상기 열분해조의 개구 단부에 맞대응하여 덮는 개폐구와; 일단은 상기 열분해조의 개구에 근접하는 열분해조의 측벽에 마련되는 메인 브래킷에 힌지 연결되고, 타단은 상기 개폐구의 전방에 마련한 보조 브래킷에 고정되는 꺾쇠와; 상기 열분해조의 개구 주연에 접하는 열분해조의 외벽 둘레를 따라 복수 개수가 등간격을 이루며 설치되느 체결금구와; 상기 체결금구에 대향하는 장방형의 판 형상의 체결편을 포함하여 구성하되, 상기 체결편의 일단은 상기 개폐구의 전면 가장자리 부위에 걸쳐지고, 타단은 상기 체결금구에 맞대응하여 볼트와 너트의 체결에 의해 상기 개폐구가 상기 열분해조의 개구 주연에 밀착되도록 한 유화장치에 대해 기재하고 있다.

특허문헌 3은, "폐합성수지 유화장치"에 관한 것으로서, 폐합성수지가 투입될 수 있고 그 폐합성수지를 교반하며 열분해할 수 있는 가열로와, 가열로와 연결되며 그 가열로에서 폐합성수지가 열분해될 때 발생하는 유류 가스를 냉각 및 기화시키며 혼합유를 생성하는 냉각유닛과, 냉각유닛과 열결되게 구성되며 혼합유를 비점차에 의한 경질유와 중질유로서 분리하는 분리유닛을 포함하는 유화장치에 대해 기재하고 있다.

KR 10-2013-0127148 A KR 10-2013-0081121 A KR 20-2012-0007128 A

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열분해로를 가동하고 있는 상태에서 폐합성수지를 열분해로 내부로 연속적으로 투입할 수 있고, 열분해로의 가동을 중단하지 않고서도 슬러지를 열분해로의 외부로 배출할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 폐합성수지의 연소에 의해 발생한 슬러지가 자동으로 배출되도록 하여 슬러지를 제거하는 작업을 생략할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 열분해로를 가동하면서 폐합성수지를 연속적으로 투입할 때, 열분해로에서 생성된 오일가스가 투입구 쪽으로 배출되는 것을 방지하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 열분해로를 로터리 방식이 아닌 고정식으로 형성하면서도, 화염이 열분해로 전체를 균일하게 가열할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 열분해로 내부로 투입된 폐합성수지가 골고루 분포되도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 폐합성수지의 열분해 과정 중 발생한 오일가스에서 오일과 가스를 완벽하게 분리하여 재사용할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 폐합성수지의 투입 및 슬러지 제거 작업에 따르는 인건비를 절감하고, 유화장치의 처리 용량을 확대하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 각종 폐합성수지를 열분해시키는 열분해로를 포함하여 구성되어, 상기 열분해로 내부에서 발생한 오일가스로부터 오일과 가스를 분리한 후, 상기 오일로부터 재생유를 생산하는 유화설비에 있어서, 상기 열분해로는, 하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되는 고정식의 외부 케이스와, 상기 외부 케이스로부터 일정거리 이격되어 구비되는 내부 케이스를 포함하고, 상기 외부 케이스와 내부 케이스 사이의 공간에 형성되는 화염통로에 의해 내부 케이스의 외주 전체를 균일하게 가열하며, 상기 열분해로의 상부에는, 폐합성수지를 상기 내부 케이스에 연속적으로 공급하기 위한 투입구가 구비되고, 상기 내부 케이스의 내부에는, 폐합성수지를 수평방향으로 이송시키기 위한 하나 이상의 벨트 컨베이어와, 화염을 내부 케이스의 내부에 직접 공급하기 위한 하나 이상의 화염 공급관과, 내부 케이스의 하부에 구비되어 슬러지를 외부로 배출하기 위한 이송 스크류를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투입구의 내부에, 그 통로를 차단하기 위한 차단판이 복수로 구비되고, 상기 투입구의 외부에, 상기 차단판을 개별적으로 구동하기 위한 복수의 개폐장치가 구비되어, 열분해로를 가동하고 있는 상태에서 폐합성수지를 투입할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차단판은, 상부에 위치한 차단판부터 순차적으로 하나씩 개방되어, 투입구의 통로가 완전 개방되지 않도록 하면서 폐합성수지를 내부 케이스를 향해 순차적으로 하강시켜 오일가스가 투입구를 통해 배출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투입구의 상부에 폐합성수지를 투입구에 연속적으로 공급하기 위한 벨트 컨베이어가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열분해로의 하부 일측에 슬러지를 저장하기 위한 슬러지 저장탱크를 더 구비하고, 상기 슬러지 저장탱크의 통로는 복수의 개폐장치에 의해 순차적으로 개폐되어, 열분해로에서 발생한 오일가스가 슬러지 저장탱크로 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열분해로의 상부에 화염통로 상의 화염을 외부로 배출시키기 위한 연돌 및 집진장치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 폐합성수지의 열분해 과정에 의해 발생한 오일가스에서 오일과 가스를 분리하기 위한 분리장치를 더 포함하고, 상기 분리장치는, 기체분리기와, 상기 기체분리기를 통과한 가스를 냉각수에 의해 열교환시키는 복수의 교환기와, 상기 열교환기의 하부에 각각 구비되는 오일 분리기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일분리기는, 내부에 일정 높이로 구비되는 격벽을 구비하고, 상기 오일분리기의 일측 하부에는 워터라인이 연결되고, 타측 하부에는 오일라인이 연결되며, 상부에는 가스라인이 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일 분리기에서 분리된 오일은, 오일라인을 통해 배출되어, 오일탱크, 중화반응기, 필터장치, 3상분리기를 거쳐 재생유 저장탱크에 저장된 후, 열분해로의 점화시 점화연료로 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일분리기에서 분리된 가스는, 가스 라인을 통해 배출되어, 가스 중화장치, 가스 세정장치를 거쳐 가스 저장탱크에 저장된 후, 열분해로의 가열연료로 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일분리기에서 분리된 물은, 워터라인을 통해 배출되어 유수분리기에서 물에 포함된 오일을 다시 분리하고, 분리된 오일은 버너로 연소시켜 다시 열분해로로 공급하고, 물은 필터장치를 거쳐 외부로 배출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연속가동식 유화설비에 의하면, 열분해로를 가동하고 있는 상태에서 폐합성수지를 열분해로 내부로 연속적으로 투입할 수 있으므로, 유화장치의 처리효율을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 열분해로가 가동되는 상태에서 폐합성수지의 열분해에 의해 발생한 슬러지를 외부로 배출할 수 있으므로, 열분해로의 가동을 중단하고 슬러지를 제거하는 작업이 필요없게 되는 효과가 있다.

또한, 폐합성수지의 연소에 의해 발생한 재가 오일가스로 혼입되는 것을 방지하고, 슬러지를 자동으로 배출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 열분해가 완료된 후 열분해로가 냉각되기까지 기다릴 필요가 없으므로 폐합성수지의 처리속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 열분해로를 가동하는 상태에서 폐합성수지를 열분해로 내부에 투입하면서도, 오일가스가 투입구 쪽으로 배출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 열분해로를 고정식으로 형성하면서도 화염이 열분해로 전체를 균일하게 가열하도록 하는 효과가 있다.

또한, 폐합성수지의 연소에 의해 발생한 재가 오일가스에 혼입되는 것을 방지할 수 있으므로 재생유의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 폐합성수지의 열분해 과정에서 발생한 오일가스에서 오일과 가스를 완벽하게 분리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 폐합성수지의 열분해시 발생한 가스를 다시 열분해로에 재순환시켜 사용하므로, 열분해로를 가열하기 위한 연료 사용량을 절감할 수 있고 악취의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 폐합성수지를 자동으로 투입하고 별도로 슬러지를 제거할 필요가 없으므로 인건비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 폐합성수지의 자동투입에 의해 열분해로의 길이를 길게 형성할 수 있으므로 처리용량을 확대할 수 있고, 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 유화장치의 로터리식 열분해로를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 유화설비의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 열분해로의 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 열분해로의 절개 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 투입구 개폐장치의 작동과정을 나타낸 측단면도.
도 6은 본 발명에 따른 오일가스 처리장치의 일부를 나타낸 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명에 따른 폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 각종 폐합성수지를 가열하여 열분해시키는 열분해로(3)를 포함하여 구성되어, 상기 열분해로(3)에서 발생한 오일가스로부터 오일과 가스를 분리한 후, 상기 오일로부터 재생유를 생산한다.

여기서 상기 열분해로(3)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되는 고정식의 외부 케이스(3i)와, 상기 외부 케이스(3i)로부터 일정거리 이격되어 구비되는 내부 케이스(3j)를 포함하여 구성된다.

상기 내부 케이스(3j)도 외부 케이스(3i)와 마찬가지로 하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성된다.

이에 따라 폐합성수지(P)의 열분해에 의해 발생한 슬러지가 내부 케이스(3j)의 하부에 모이도록 할 수 있다.

상기한 구조에 의해, 외부 케이스(3i)와 내부 케이스(3j) 사이의 공간에 화염통로(3k)를 형성할 수 있고, 이 화염통로(3k)에 의해 내부 케이스(3j)의 외주 전체를 가열할 수 있다.

이에 따라 열분해로(3)를 회전시키지 않고서도 내부 케이스(3j)의 외주면을 균일하게 가열할 수가 있다.

또한 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 열분해로(3)를 냉각하기 위한 수냉식 또는 공냉식의 냉각장치가 더 구비될수 있다.

또한 상기 열분해로(3)의 상부에는, 폐합성수지(P)를 상기 내부 케이스(3j)에 연속적으로 공급하기 위한 투입구(2)가 구비되고, 상기 투입구(2)의 상부에는 폐합성수지(P)를 투입구(2)에 연속적으로 공급하기 위한 벨트 컨베이어(1)가 더 구비된다.

상기한 구조에 의하면, 열분해로의 뚜껑을 열고 지게차 등의 작업차량에 의해 폐합성수지를 열분해로의 내부에 적재하는 작업을 생략할 수 있다. 이에 따라 작업 시간을 대폭 단축할 수가 있다.

또한 열분해로(3)의 내부 케이스(3j)의 내부에는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 폐합성수지(P)를 수평방향으로 이송시키기 위한 하나 이상의 벨트 컨베이어(3a)와, 화염을 내부 케이스(3j)의 내부에 직접 공급하기 위한 하나 이상의 화염 공급관(3b)과, 내부 케이스(3j)의 하단에 구비되어 슬러지를 외부로 배출하기 위한 이송 스크류(3c)가 구비된다.

상기 내부 케이스(3j)에 구비되는 벨트 컨베이어(3a)는, 내부 케이스(3j)로 낙하하는 폐합성수지(P)를 수평방향으로 이동시켜 열분해로(3) 전체에 걸쳐 골고루 분포되게 한다.

상기 내부 케이스(3j)에 구비되는 벨트 컨베이어는, 고온에 견딜 수 있는 스테인레스 재질의 슬랫(slat) 컨베이어로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 벨트 컨베이어(3a)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상하로 2개 구비되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.

또한 상기 화염 공급관(3b)은 내부 케이스(3j) 내부로 직접 화염을 공급하기 위한 것으로서, 양 측면에 2개 구비되는 것이 바람직하다.

상기 내부 케이스(3j) 내부에 형성되는 화염 공급관(3b)에 의해, 열분해로(3) 내부의 온도를 신속하게 높여 연료의 사용량을 줄일 수가 있다.

또한, 상기 투입구(2)의 내부에는 그 통로를 차단하기 위한 차단판(2d)이 복수로 구비되고, 상기 투입구(2)의 외부에는 상기 차단판(2d)을 개별적으로 구동하기 위한 복수의 개폐장치(2a,2b,2c)가 구비된다.

상기 차단판(2d)은, 상부에 위치한 차단판부터 순차적으로 하나씩 개방되어, 투입구(2)의 통로가 완전 개방되지 않도록 하면서 폐합성수지(P)를 내부 케이스(3j)를 향해 순차적으로 하강시킨다.

상기 차단판(2d) 및 개폐장치(2a,2b,2c)는, 각각 3개씩 구비되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.

이하 도 5를 참조하여, 상기 차단판(2d) 및 개폐장치(2a,2b,2c)에 의해 폐합성수지(P)를 연속적으로 투입하는 과정을 설명한다.

먼저 도 5(A)에 도시된 바와 같이, 차단판(2d)을 모두 닫은 상태에서 최초의 폐합성수지(P1)를 투입구(2)에 투입한다. 그러면 첫번째 폐합성수지(P1)는 맨 위 차단판에 위치하게 된다.

이어서, 도 5(B)에 도시된 바와 같이 맨 위 차단판을 개방하면, 첫번째 폐합성수지(P1)는 하부로 낙하하여 중간 차단판에 위치하게 된다.

이어서 도 5(C)에 도시된 바와 같이, 중간 차단판을 개방하고 맨 위 차단판을 닫으면, 첫번째 폐합성수지(P1)는 맨 아래 차단판으로 낙하하고, 맨 위 차단판에는 두번째 폐합성수지(P2)가 공급된다.

이어서 도 5(D)에 도시된 바와 같이, 중간 차단판을 닫고 맨 위 차단판과 맨 아래 차단판을 개방하면, 첫번째 폐합성수지(P1)는 내부 케이스(3j)로 투입되고, 두번째 폐합성수지(P2)는 중간 차단판으로 낙하하게 된다.

이어서 도 5(E)에 도시된 바와 같이, 맨 위 차단판을 닫고 중간 차단판을 개방하게 되면, 두번째 폐합성수지(P2)는 맨 아래 차단판으로 낙하하고, 맨 위 차단판에는 세번째 폐합성수지(P3)가 위치하게 된다.

이어서 도 5(F)에 도시된 바와 같이, 중간 차단판을 닫고 맨 위 차단판과 맨 아래 차단판을 개방하게 되면, 두번째 폐합성수지(P2)는 내부 케이스(3j)로 투입되고, 세번째 폐합성수지(P3)는 중간 차단판으로 낙하하게 된다.

상기한 과정을 반복하면, 열분해로(3) 내부의 오일가스가 투입구(2) 쪽으로 배출되지 않도록 하면서, 폐합성수지를 내부 케이스93j)에 연속적으로 투입할 수가 있다.

즉, 적어도 하나 이상의 차단판(3d)이 투입구(2)를 항상 차단하게 되므로, 열분해로(3)를 가동하고 있는 상태에서 내부 케이스(3j)로 폐합성수지를 투입할 수가 있다.

상기한 투입구 개폐장치(2a,2b,2c)는 별도의 제어장치(도시 생략)에 의해 순차적으로 구동되며, 이렇에 복수의 개폐장치를 순차적으로 제어하는 것은 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한 상기 차단판(3d)의 외주면에는, 오일가스가 누출되는 것을 방지하기 위한 씰링부재(도시 생략)가 더 구비된다.

또한 상기 열분해로(3)의 하부 일측에는 슬러지를 저장하기 위한 슬러지 저장탱크(4)가 구비된다.

상기 슬러지 저장탱크(4)의 상부에는 복수의 개폐장치(4a,4b)가 구비되어 있고, 상기 복수의 개폐장치(4a,4b)는 순차적으로 개폐되어 열분해로(3)에서 발생한 오일가스가 슬러지 저장탱크(4)로 유입되는 것을 차단한다.

상기 슬러지 저장탱크(4)의 개폐장치(4a,4b)의 구동방식은, 상기한 투입구 개폐장치의 개폐방식과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기한 열분해로(3) 구조에 의하면, 열분해로(3)를 가동하고 있는 상태에서 열분해로(3) 내부에 폐합성수지를 연속적으로 투입할 수가 있다.

또한 열분해로(3)를 가동하고 있는 상태에서 슬러지를 외부로 용이하게 배출할 수가 있다.

이에 따라 폐합성수지의 재투입을 위해 유화장치의 가동을 중단할 필요가 없고, 유화장치를 연속적으로 가동할 수가 있게 된다.

종래의 유화장치에 의하면, 새로운 폐합성수지를 투입하기 위해서는 열분해로의 가동을 중단하고 열분해로의 뚜껑을 개방한 다음, 지게차에 의해 폐합성수지를 열분해로 내부에 적재해야 하므로, 작업시간이 많이 소요된다.

또한 종래의 유화장치는, 폐합성수지의 연소가 완료되었다 하더라도 곧바로 뚜껑을 개방할 수가 없고, 3~4 시간의 냉각기간을 거쳐야 한다. 바로 뚜껑을 개방하면 고온 고압가스에 의해 폭발의 위험이 있기 때문이다.

또한 종래의 유화장치는, 열분해로 내부에 부착된 슬러지를 제거한 후 새로운 폐합성수지를 투입하여야 하므로, 슬러지 제거에 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.

그러나 본 발명에 의하면, 열분해로를 가동하고 있는 상태에서 연속적으로 폐합성수지를 계속 투입할 수 있고, 슬러지도 열분해로를 가동하면서 외부로 배출할 수가 있다.

또한 본 발명의 열분해로(3)는, 화염통로(3k) 상의 화염을 외부로 배출시키기 위한 연돌(5) 및 집진장치(6)를 더 구비한다.

또한 본 발명은, 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 폐합성수지(P)의 연소에 의해 발생한 오일가스에서 오일과 가스를 분리하기 위한 분리장치를 포함한다.

상기 분리장치는, 기체분리기(7)와, 상기 기체분리기(7)를 통과한 가스를 냉각수에 의해 열교환시키는 복수의 열교환기(8)와, 상기 열교환기(8)의 하부에 구비되는 오일 분리기(9)를 포함하여 구성된다.

상기 기체분리기(7)는, 열분해로(3)에서 폐합성수지의 연소에 의해 발생한 오일 함유 가스(이라 '오일가스'라 칭하기로 한다)에서 1차로 가스를 분리한다.

상기 기체분리기(7)의 상부에는, 오일가스를 1차로 거르기 위한 필터(7a)가 더 구비될 수 있다.

또한 상기 기체분리기(7)의 하부에는, 가스 분리시 발생한 슬러지를 수거하기 위한 드레인부(7c)가 더 구비된다.

상기 열교환기(8)는, 상기 필터(7a)를 통과한 오일가스를 냉각수와 열교환시키며, 그 내부의 배관은 열교환 효율을 향상시키기 위해 코일상으로 배치된다.

또한 본 발명은, 도 6에 도시된 바와 같이, 열교환기에 냉각수를 공급하기 위한 2개의 수조(10)와 상기 2개의 수조(10) 사이에 구비되어 냉각수를 냉각하기 위한 냉각기(11)를 구비한다.

또한 냉각수를 열교환기(8)에 공급하기 위한 냉각수 공급관(10a)과, 열교환기(8)를 통과한 냉각수를 배출시키는 냉각수 배출관(10b)과, 냉각수의 공급 및 배출을 위한 펌프(10c)를 구비한다.

상기 열교환기(8)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 오일가스라인(OG)을 따라 공급되는 오일가스를 냉각수에 의해 냉각시킨다.

도 2 및 도 6에는 상기 열교환기(8)가 4개로 도시되어 있으나, 상기 열교환기의 개수는 열분해로의 용량에 따라 적절히 가감될 수 있다.

상기 열교환기(8)의 하부에는 오일가스에 함유된 오일을 분리하기 위한 오일 분리기(9)가 구비되어 있다.

상기 오일 분리기(9)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 그 내부에 일정 높이로 구비되는 격벽(9a)을 구비하고 있다.

상기 격벽(9a)을 중심으로 왼쪽 부분(오일가스라인의 단부쪽)은 그 하부가 아래로 연장되어 있고 여기에는 일정 수위의 물이 채워진다.

이는 물과 오일을 비중의 차이에 위해 용이하게 분리할 수 있도록 하기 위한 것이다.

즉, 상기 수위를 넘는 오일이 오른쪽 부분으로 오버플로우 되도록 하여 오일을 분리할 수 있다.

또한 상기 오일분리기(9)에서 물이 저장된 일측(왼쪽부분) 하부는 워터라인(W)과 연결되고, 타측 하부는 오일라인(O)과 연결된다.

또한 상기 오일분리기(9)의 상부 일측에는 가스라인(G))이 연결되어 있고, 상기 가스라인 상에는 송풍팬(9e)이 구비된다.

상기한 구조에 의하면, 오일가스라인(OG)을 통해 공급된 오일가스는, 열교환기(9)에 열교환을 거친 후 오일분리기(9)에서 오일이 분리된다.

또한 오일이 분리되고 남은 가스는 가스라인(G)을 통해 다음 열교환기로 공급되어 동일한 과정을 거치게 된다. 이에 따라 오일가스에서 오일과 가스를 완벽히 분리할 수 있다.

도 2에는 상기 열교환기(8) 및 오일 분리기(9)가 4개로 도시되어 있으나, 상기 열교환기(8) 및 오일 분리기(9)의 개수는 열분해로(3)의 용량에 따라 가감될 수 있다.

각 오일 분리기(9)에서 분리된 오일은, 도 2에 도시된 바와 같이, 오일라인(O)을 따라 배출되어 오일탱크(12)에 일시 저장된다.

상기 오일탱크(12)에 일시 저장된 오일은, 중화반응기(13), 필터장치(14), 3상분리기(15)를 거쳐 재생유 저장탱크(16)에 저장된다.

상기 중화반응기(13), 필터장치(14) 및 3상분리기(15) 자체는 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 재생유 저장탱크(16)에 저장된 재생유는, 열분해로(3)의 점화시 점화연료로 사용된다.

또한, 상기 오일분리기(9)에서 분리된 가스는, 가스라인(G)을 따라 배출되어가스 중화장치(17), 가스 세정장치(18)를 거쳐 가스 저장탱크(19)에 저장된 후, 열분해로(3)의 가열연료로 사용된다.

상기 가스 중화장치(17), 가스 세정장치(18) 자체는 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 오일분리기(9)의 왼쪽 부분에 저장되어 있는 물에 오일이 잔류할 수 있다.

이에 따라 상기 오일분리기(9)의 왼쪽부분에 채워져 있던 물을 워터라인(W)을 통해 유수분리기(20)로 공급한다.

상기 유수분리기(20)에서는 오일과 물을 다시 분리하고, 이렇게 분리된 오일은 버너로 가열하여 열분해로(3)로 다시 공급하고, 물은 필터장치(22)를 거쳐 외부로 배출한다.

이하, 도 2를 참고로 하여 본 발명에 따른 연속 가동식 유화설비의 작동 과정을 설명한다.

먼저 재생유 저장탱크(16)에 저장된 재생유를 버너(3e)로 가열하여 열분해로(3)의 화염 공급구(3d)로 공급한다.

그러면 화염은 외부 케이스(3i)와 내부 케이스(3j) 사이의 화염통로(3k)를 통해 공급되어 내부 케이스(3j)의 외주면 전체를 균일하게 가열하게 된다.

또한 화염은 화염 공급관(3b)를 통해 내부 케이스(3j)의 내부로도 직접 공급된다.

이에 따라 열분해로(3)를 회전시키기 않고서도 내부 케이스(3j)를 균일하게 가열할 수가 있고, 연료의 사용량도 절감할 수가 있다.

상기 화염은 내부 케이스(3j)를 가열한 후 연돌(5) 및 집진장치(6)를 통해 외부로 배출된다.

상기 열분해로(3)가 적정온도로 가열되면, 벨트 컨베이어(1)에 의해 폐합성수지(P)를 투입구(2)에 투입한다.

이때, 투입구 개폐장치(2a,2b,2c)를 순차적으로 작동시켜 폐합성수지(P)가 내부 케이스(3j)의 내부에 투입되도록 한다.

상기 내부 케이스(3j) 내부에 투입된 폐합성수지(P)는, 벨트 컨베이어(3a)에 의해 열분해로(3)의 내부로 골고루 이송되면서 열분해되고, 이때 발생한 슬러지는 내부 케이스(3j) 하부의 좁은 공간에 모이게 된다.

상기 슬러지가 어느 정도 축적되면, 이송 스크류(3c)를 작동시켜 슬러지를 열분해로(3)의 일측에 모은 후, 개폐장치(4a,4b)를 작동시켜 슬러지를 슬러지 저장탱크(4)로 배출한다.

이때 상기 개폐장치(4a, 4b)를 순차적으로 작동시켜 오일가스가 슬러지 저장탱크(4) 쪽으로 배출되지 않도록 한다.

상기한 구조에 의하면, 열분해로(3)를 가동하고 있는 상태에서 폐합성수지(P)를 열분해로(3)에 연속적으로 공급할 수가 있고, 열분해로(3)의 가동을 중단하지 않고서도 슬러지를 외부로 배출할 수가 있다.

이에 따라 열분해로(3)의 처리 효율을 대폭적으로 향상시킬 수가 있다.

상기 열분해로(3)의 열분해 과정에 의해 발생된 오일가스는, 기수분리기(7)에서 1차로 가스가 분리된 후, 열교환기(8)로 공급된다.

상기 열교환기(8)에서 냉각된 오일가스는, 오일 분리기(9)로 공급되어 오일과 가스가 다시 분리된다.

상기 오일 분리기(9)에서 분리된 오일은, 오일라인(O)을 통해 배출되어 오일탱크(12)에 일시 저장된 후, 중화반응기(13), 필터장치(14), 3상분리기(15)를 거쳐 재생유 저장탱크(16)에 저장된다.

상기 재생유 저장탱크(16)에 저장된 재생유는 열분해로(3)의 점화연료로 사용된다.

한편 상기 오일 분리기(9)에서 분리된 가스는, 가스라인(G)을 통해 배출되어 가스 중화장치(17), 가스 세정장치(18)를 거쳐 가스 저장탱크(19)에 저장된 후, 열분해로(3)의 가열연료로 사용된다.

또한, 상기 가스는 후술하는 응축수 처리장치(21)를 가열하는 연료로도 사용된다.

한편, 상기 오일 분리기(9)에 저장되어 있던 물은, 워터라인(W)을 통해 배출되어 유수분리기(20)에서 다시 물과 오일을 분리한 후, 오일은 열분해로(3)로 재공급되고, 물은 필터장치(22)를 거쳐 외부로 배출된다.

본 발명에 따른 연속 가동식 유화설비에 의하면, 유화설비를 가동하고 있는 상태에서 폐합성수지를 연속적으로 열분해로에 투입할 수가 있다.

또한 열분해로를 로터리식이 아닌 고정식으로 하면서도 열분해로 전체를 균일하게 가열할 수 있고, 열분해로 내부의 폐합성수지가 골고루 분포되도록 할 수 있다.

이에 따라 연료의 사용량을 절감할 수가 있고 유화장치의 처리 효율을 대폭 향상시킬 수가 있다.

또한 폐합성수지의 열분해에 의해 발생되는 슬러지를, 열분해로를 가동하고 있는 상태에서 외부로 배출할 수 있다.

이에 따라 열분해로 내부에 슬러지가 축적되는 것을 방지할 수가 있고, 슬러지 제거에 따르는 작업 시간을 생략할 수가 있다.

또한 폐합성수지를 자동으로 투입하고 열분해로 내부의 벨트 컨베이어에 의해 폐합성수지를 골고루 분포시킬 수가 있다.

이에 따라 열분해로의 길이를 아주 길게 형성할 수 있으므로, 한번에 30 ~ 50톤까지 처리할 수가 있다.

또한 폐합성수지를 자동으로 투입하고 슬러지 제거작업이 불필요하므로, 인건비를 절감하고 처리 효율도 향상시킬 수가 있다.

또한 폐합성수지의 연소에 의해 발생한 재가 오일가스로 혼입되는 것을 방지할 수 있으므로, 필터의 사용기간을 연장시킬 수가 있고 재생유의 품질도 향상시킬 수가 있다.

또한 열분해로에서 발생하는 오일가스에서 오일과 가스를 완벽히 분리하여 재사용함으로써, 연료의 사용량을 줄일 수가 있고, 수질 및 대기의 오염을 방지할 수 있으며 악취의 발생도 차단할 수가 있다.

또한 물에 잔류하고 있는 오일도 분리하여 재사용할 수 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 실시예를 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

1: 벨트 컨베이어 2: 투입구
2a, 2b, 2c: 투입구 개폐장치 2d: 차단판
3: 열분해로 3a: 벨트 컨베이어
3b: 화염 공급관 3c: 이송 스크류
3d: 화염 공급구 3e: 버너
3f: 화염 배출구 3g: 오일가스 배출구
3h: 가스 재공급구 3i: 외부 케이스
3j: 내부 케이스 3k: 화염통로
4: 슬러지 저장탱크 4a, 4b: 개폐장치
5: 연돌 6: 집진장치
7: 기체 분리기 7a: 필터장치
8: 열교환기 9: 오일 분리기
9a: 격벽 9e: 송풍팬
10: 수조 10a: 냉각수 공급관
10b: 냉각수 배출관 10c: 펌프
11: 냉각기 12: 오일탱크
13: 중화반응기 14: 필터장치
15: 3상분리기 16: 재생유 저장탱크
17: 가스 중화장치 18: 가스 세정장치
19: 가스 저장탱크 20: 유수분리기
21: 응축수 처리장치 21a: 버너
22: 필터장치
G: 가스라인 O: 오일라인
OG: 오일가스라인 P: 폐합성수지
W: 워터라인

Claims

각종 폐합성수지를 열분해시키는 열분해로(3)를 포함하여 구성되어, 상기 열분해로(3) 내부에서 발생한 오일가스로부터 오일과 가스를 분리한 후, 상기 오일로부터 재생유를 생산하는 유화설비에 있어서,
상기 열분해로(3)는,
하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되는 고정식의 외부 케이스(3i)와,
상기 외부 케이스(3i)로부터 일정거리 이격되어 구비되는 내부 케이스(3j)를 포함하고,
상기 외부 케이스(3i)와 내부 케이스(3j) 사이의 공간에 형성되는 화염통로(3k)에 의해, 내부 케이스(3j)의 외주 전체를 균일하게 가열하며,
상기 열분해로(3)의 상부에는, 폐합성수지(P)를 상기 내부 케이스(3j)에 연속적으로 공급하기 위한 투입구(2)가 구비되고,
상기 내부 케이스(3j)의 내부에는,
폐합성수지(P)를 수평방향으로 이송시키기 위한 하나 이상의 벨트 컨베이어(3a)와,
화염을 내부 케이스(3j)의 내부에 직접 공급하기 위한 하나 이상의 화염 공급관(3b)과,
내부 케이스(3j)의 하부에 구비되어 슬러지를 외부로 배출하기 위한 이송 스크류(3c)를 포함하며,
상기 투입구(2)의 내부에, 그 통로를 차단하기 위한 차단판(2d))이 복수로 구비되고,
상기 투입구(2)의 외부에, 상기 차단판(2d)을 개별적으로 구동하기 위한 복수의 개폐장치(2a,2b,2c)가 구비되어, 열분해로(3)를 가동하고 있는 상태에서 폐합성수지(P)를 투입할 수 있도록 하며,
상기 차단판(2d)은,
상부에 위치한 차단판부터 순차적으로 하나씩 개방되어, 투입구(2)의 통로가 완전 개방되지 않도록 하면서 폐합성수지(P)를 내부 케이스(3j)를 향해 순차적으로 하강시켜, 오일가스가 투입구 쪽으로 배출되는 것을 방지하고,
상기 투입구(2)의 상부에 폐합성수지(P)를 연속적으로 공급하기 위한 벨트 컨베이어(1)가 더 구비되고,
상기 열분해로(3)의 하부 일측에 슬러지를 저장하기 위한 슬러지 저장탱크(4)를 더 구비하며,
상기 슬러지 저장탱크(4)의 통로는 복수의 개폐장치(4a,4b)에 의해 순차적으로 개폐되어, 열분해로(3)에서 발생한 오일가스가 슬러지 저장탱크(4)로 유입되는 것을 방지하고,
상기 열분해로(3)의 상부에 화염통로(3k) 상의 화염을 외부로 배출시키기 위한 연돌(5) 및 집진장치(6)를 더 구비하며,
폐합성수지(P)의 열분해에 의해 발생한 오일가스에서 오일과 가스를 분리하기 위한 분리장치를 더 포함하고,
상기 분리장치는,
기체분리기(7)와,
상기 기체분리기(7)를 통과한 가스를 냉각수에 의해 열교환시키는 복수의 열교환기(8)와,
상기 열교환기(8)의 하부에 각각 구비되는 오일 분리기(9)를 포함하여 구성되며,
상기 오일분리기(9)는, 내부에 일정 높이로 구비되는 격벽(9a)을 구비하고,
상기 오일분리기(9)의 하부 일측에는 워터라인(W)이 연결되고, 하부 타측에는 오일라인(O)이 연결되며, 상부에는 가스라인(G)이 연결되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비.
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제 1 항에 있어서,
상기 오일 분리기(9)에서 분리된 오일은,
오일라인(O)을 통해 배출되어 오일탱크(12), 중화반응기(13), 필터장치(14), 3상분리기(15)를 거쳐 재생유 저장탱크(16)에 저장된 후, 열분해로(3)의 점화시 점화연료로 사용되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비.
제 1 항에 있어서,
상기 오일분리기(9)에서 분리된 가스는,
가스라인(G)을 통해 배출되어 가스 중화장치(17), 가스 세정장치(18)를 거쳐 가스 저장탱크(19)에 저장된 후, 열분해로(3)의 가열연료로 사용되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비.
제 1 항에 있어서,
상기 오일분리기(9)에서 분리된 물은,
워터라인(W)을 통해 배출되어 유수분리기(20)에서 물에 포함된 오일을 다시 분리하고, 분리된 오일은 버너(21a)로 연소시켜 다시 열분해로(3)로 공급하고, 물은 필터장치(22)를 거쳐 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 연속 가동식 유화설비.