KR100750647B1

KR100750647B1 - 폐플라스틱 처리용 용융로 및 이를 포함하는 폐플라스틱유화장치

Info

Publication number: KR100750647B1
Application number: KR20060039689A
Authority: KR
Inventors: 조화현; 이중원; 이석전; 이강선; 박해영
Original assignee: 주식회사 두림코리아
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2007-08-21

Abstract

본 발명은 폐플라스틱 처리용 용융로 및 이를 포함하는 폐플라스틱 유화장치에 대한 것이다. 본 발명은 열분해조의 전단에 설치되어 투입된 폐플라스틱을 용융시키는 폐플라스틱 처리용 용융로에 있어서, 상기 용융로의 내부에 가열된 오일이 유통하는 오일 유통관이 설치되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리용 용융로를 제공한다.

또한, 본 발명은 고형의 폐플라스틱을 용융시키는 용융로; 및 상기 용융로에서 이송되어 온 폐플라스틱 용융액을 열분해시키는 열분해조;를 포함하는 폐플라스틱 유화장치로서, 상기 용융로의 내부에 가열된 오일이 유통하는 오일 유통관이 설치되는 것을 특징으로 하는 용융로를 포함하는 폐플라스틱 유화장치를 제공한다.

이와 같은 본 발명의 폐플라스틱 처리용 용융로 및 이를 포함하는 폐플라스틱 유화장치에 의하면, 투입된 고형의 폐플라스틱을 모두 용융시킨 후 열분해조에서 열분해반응을 진행시킬 수 있어, 폐플라스틱의 불완전 처리를 방지하여 환경옹염을 방지할 수 있고, 열분해조에서 대량의 플라스틱을 한번에 처리할 수 있으며 연속적으로 처리가능하여 열분해조 운영 시간 및 운영시 소요되는 전력을 대폭 절감할 수 있다.

폐플라스틱, 폐플라스틱 유화장치, 용융로, 열분해조, 오일

Description

폐플라스틱 처리용 용융로 및 이를 포함하는 폐플라스틱 유화장치{DEVICE FOR MELTING WASTE PLASTIC AND OIL PAINTING EQUIPMENT INCLUDING IT}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐플라스틱 유화장치의 개략적 공정도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐플라스틱 유화장치에 채용된 용융로 및 열분해조의 개략적 구성도.

도 3은 도 2에 도시된 용융로의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10; 이송라인 20; 파쇄기

30; 분쇄기 40; 용융로

41; 투입구 43, 45; 오일 유통관

46; 오일 유입구 47; 오일 배출구

48; 기체 배출구 50; 열분해조

53, 103; 이송 스크류 60; 잔재배출수단

61, 100; 이송관 65; 냉각수단

67; 잔재배출구 70; 기상 촉매탑

80; 가스 분류탑 90; 연결관

105; 가열수단

M; 모터

본 발명은 폐플라스틱 처리용 용융로 및 이를 포함하는 폐플라스틱 유화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열분해조의 전단에 설치되어 파쇄 또는 분쇄된 폐플라스틱에 골고루 열을 전달하여 폐플라스틱을 용융시키는 폐플라스틱 처리용 용융로 및 이를 포함하는 폐플라스틱 유화장치에 관한 것이다.

플라스틱은 무게에 비하여 부피가 크고 분해되기 어려운 특성이 있으므로, 폐기시 적당한 처리를 하지 않으면 심각한 환경문제를 야기시킬 수 있다. 폐플라스틱을 소각하거나 매립할 경우, 매립처리 비용이 증가하고 침출수 및 유해가스 등에 의해 2차적인 환경오염 문제를 유발한다.

따라서 십수년 전부터 선진국을 중심으로 보다 환경친화적이고 경제적인 폐플라스틱 처리방법에 대한 연구가 활발히 진행되어 오고 있으며, 폐플라스틱을 자원으로 재활용하고자 하는 시도가 행해지고 있다.

폐플라스틱을 재활용하는 방법으로 크게 물질적 재활용, 열적 재활용, 화학적 재활용 등이 있다.

물질적 재활용은 폐플라스틱을 재료로서 다시 이용하는 기술이다. 그러나, 이종 플라스틱 간에 상용성(compatibility)이 낮기 때문에 물질적으로 재활용되는 플라스틱은 원 플라스틱에 비해 물성이 저급하다. 따라서 폐플라스틱을 물질적으 로 재활용시 고도한 선별, 세척, 건조 등의 전처리가 필요한 단점이 있으며, 오염정도가 심한 폐플라스틱의 경우에는 재활용하기 어려운 문제가 있다.

열적 재활용은 폐플라스틱 연소시 발생하는 열에너지를 회수하여 이용하는 방법으로서, 다른 처리방법에 비해 쉽게 실시할 수 있다는 장점이 있으나 열 소비처가 인근에 있어야 하고 유해가스를 발생하여 2차적인 환경오염을 유발하는 문제점이 있다.

화학적 재활용은 앞에 언급한 물질적 재활용 및 열적 재활용에 비해 고도한 기술에 속하며, 분해방법에 따라 유화, 가스화, 해중합으로 나눌 수 있다. 이 중 열분해로 대표되는 유화공정이 가장 전도있는 화학적 재활용 기술로 평가되고 있다.

특히 폐플라스틱의 약 80% 이상을 차지하는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌과 같은 폴리올레핀계 플라스틱은 열가소성을 가지며, 분자가 탄소와 수소로만 이루어져 있으며, 수소/탄소 비가 높고 분자구조상 액화하기 쉬운 특성이 있어 유화공정에 매우 유리하기 때문에 다른 재활용법에 비해 상용화 가능성이 높다.

플라스틱은 산소가 없는 상태에서 열을 가하면 일반적으로 300℃ 이하에서 변형, 용융과 같은 물리적 변화를 겪게 되며, 350℃ 이상에서는 주쇄 절단과 같은 화학적 변화를 겪게 된다.

플라스틱의 열분해는 플라스틱을 이루고 있는 고분자의 주쇄를 절단하여 탄소수가 약 30, 40개 이하인 저분자량을 갖도록 하는 분해반응이다. 열분해는 흡열반응으로서 분자 주쇄를 이루는 탄소-탄소 또는 탄소-이종 원자 간의 결합을 깰 수 있을 정도의 충분한 열이 제공되어야 진행될 수 있다.

폐플라스틱을 열분해하여 화학적으로 재활용하기 위한 폐플라스틱 유화장치는 일반적으로 파쇄기, 분쇄기, 열분해조 및 가스분류탑 등으로 이루어지며, 이때 열분해조에서 파쇄 또는 분쇄된 폐플라스틱이 용융된 후 열분해된다.

그러나, 이와 같이 구성되는 폐플라스틱 유화장치는 열분해조에서 열분해반응 후 생성된 잔재를 제거하기 위해 열분해조의 운영을 중단한 후 다시 열분해조를 가동시켜야 하므로 연속적으로 폐플라스틱을 처리할 수 없으며, 열분해조의 중앙부로 열이 제대로 전달되지 않아 중앙부에서는 열분해반응이 원활하게 진행되지 못할 뿐만 아니라, 열분해조에서 한번에 용융 및 열분해시킬 수 있는 폐플라스틱의 양이 제한되므로 폐플라스틱 처리에 많은 시간과 전력이 소요되는 문제점이 있다.

이에 연속적으로 폐플라스틱을 열분해반응시키기 위해 열분해조의 하단에 별도의 잔재배출수단을 구비한 기술이 개발되었는 바, 대한민국 특허출원 제10-2005-20209호에는 '이송라인을 통하여 이송된 폐 플라스틱 및 폐 비닐을 파쇄하고 분쇄하도록 하는 파쇄기 및 분쇄기와; 상기 분쇄기에서 이송된 폐 플라스틱 및 폐 비닐에 열을 가하도록 하는 열분해조와; 상기 열분해조에서 용융된 폐플라스틱 및 폐 비닐에서 기화된 가스를 비중에 따라 분류하도록 하는 가스분류탑 및 섬점조절탑과; 상기 가스분류탑 및 섬점조절탑에서 분류된 유류성분을 냉각기로로 냉각하고 유류저장탱크로 이송하도록 걸러주도록 하는 유류여과기로 이루어진 폐 플라스틱 및 폐 비닐 유화시스템에 있어서, 상기 분쇄기에서 이송된 폐 플라스틱 및 폐 비닐을 건조하면서 용융하도록 하는 건조 압출 용융기와; 상기 건조 압출 용융기에서 용융되어진 폐 플라스틱 및 폐 비닐의 액체성분을 공급하도록 상기 열분해조의 상부 일측면에 형성되는 원료주입구와; 상기 원료주입구에서 공급되는 액체성분의 폐 플라스틱 및 폐 비닐을 상기 열분해조의 저면에 설치된 원료이송관에서 이송하면서 유류성분을 기화시킴과 동시에 외부로 배출하여 수송하고 냉각하도록 하는 잔재배출수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱 및 폐 비닐 유화시스템의 잔재배출장치'가 개시되어 있다.

이러한 종래의 폐플라스틱 유화장치에 의해 폐플라스틱의 연속적 공정은 실현되었지만, 열분해조에 투입된 고형의 폐플라스틱을 골고루 용융시킬 수 없는 문제점이 발생한다. 왜냐하면, 열분해조의 부피가 엄청나게 크므로 열분해조의 중앙부까지 열이 제대로 전달되지 않을 뿐만 아니라, 열전달을 받는 가장자리의 폐플라스틱이 먼저 용융되어 피막을 형성하므로 중앙부로의 원활한 열전달을 방해하기 때문이다.

이때, 미처 용융되지 못한 고형의 폐플라스틱은 열분해반응이 일어나지 않은채 열분해 반응시 생성되는 잔재 등과 함께 외부로 배출되어 환경을 오염시키는 요인으로 작용한다.

설령, 열분해조에 투입된 고형의 폐플라스틱을 모두 용융시킨 후 열분해반응시킨다고 하더라도, 열분해조에 투입된 고형의 폐플라스틱을 모두 용융시켜야 하므로 열분해조를 운영하는 데 많은 시간이 소요되고 엄청난 전력을 필요로하게 된다.

뿐만 아니라, 비록 파쇄 또는 분쇄된 폐플라스틱이 열분해조에 투입된다고 하더라도 고형으로 투입되므로, 열분해조에서 한 번에 처리할 수 있는 폐플라스틱 의 양이 제한되어 대량의 폐플라스틱을 처리하는 데는 한계가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 내부에 가열된 오일이 유통하는 오일 유통관을 설치함으로써, 투입된 폐플라스틱을 완전히 용융시킬 수 있는 폐플라스틱 처리용 용융로 및 이를 포함하는 폐플라스틱 유화장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 열분해조의 전단에 용융로를 설치하여 고형의 폐플라스틱을 용융로에서 일단 용융시킨 열분해조에 공급함으로써, 열분해조의 운영시간을 대폭 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 대량의 폐플라스틱 처리가 가능하며, 투입된 폐플라스틱을 모두 열분해시킬 수 있는 환경친화적 폐플라스틱 유화장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 열분해조의 하단에 잔재배출수단을 구비함으로써, 폐플라스틱 용융액의 열분해 반응 결과 생성되는 잔재를 효과적으로 배출할 수 있어 폐플라스틱을 연속적으로 처리할 수 있는 연속 공정형 폐플라스틱 유화장치를 제공하는 데 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 열분해조의 전단에 설치되어 투입된 폐플라스틱을 용융시키는 폐플라스틱 처리용 용융로에 있어서, 상기 용융로의 내부에 가열된 오일이 유통하는 오일 유통관이 설치되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리용 용융로를 제공한다.

이때, 상기 용융로의 온도는 200℃ 내지 230℃ 를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 용융로의 하단에 오일 유입구가 형성되고, 상기 용융로의 상단에 오일 배출구가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 용융로에는 기체배출구가 더 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 용융로의 하부는 하단을 향해 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 바람직하게는 상기 용융로의 내부에는 다수개의 오일 유통관이 길이 방향으로 설치되며, 상기 다수개의 오일 유통관은 원형으로 배열되며, 더욱 바람직하게는 상기 오일 유통관은 상호 이격되어 이중으로 원형배열된다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고형의 폐플라스틱을 용융시키는 용융로; 및 상기 용융로에서 이송되어 온 폐플라스틱 용융액을 열분해시키는 열분해조;를 포함하는 폐플라스틱 유화장치로서, 상기 용융로의 내부에 가열된 오일이 유통하는 오일 유통관이 설치되는 것을 특징으로 하는 용융로를 포함하는 폐플라스틱 유화장치를 제공한다.

여기서, 바람직하게는 상기 용융로와 상기 열분해조 사이에 설치되어 폐플라스틱 용융액을 상기 열분해조 방향으로 이송시키는 이송라인; 및 상기 열분해조에서 발생하는 가스를 분류하는 가스 분류탑;이 더 포함된다.

상기 이송라인은, 이송관 및 상기 이송관 내부에 설치되어 모터의 회전축과 연동하여 회전하는 이송 스크류를 포함하며, 상기 이송라인은 상기 용융로의 하단 에 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 바람직하게는 상기 오일 유통관 내부를 유통하는 오일을 가열하기 위한 가열기가 더 구비되며, 상기 용융로의 온도는 200℃ 내지 230℃를 유지한다.

또한, 바람직하게는 상기 용융로의 하단에 오일 유입구가 형성되고, 상기 용융로의 상단에 오일 배출구가 형성된다.

또한, 상기 용융로에는 기체배출구가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 용융로의 하부는 하단을 향해 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 용융로의 내부에는 다수개의 오일 유통관이 길이 방향으로 설치되며, 상기 다수개의 오일 유통관은 원형으로 배열되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 오일 유통관은 상호 이격되어 이중으로 원형배열된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 폐플라스틱 처리용 용융로 및 이를 포함하는 폐플라스틱 유화장치에 의하면, 용융로에서 폐플라스틱을 모두 용융시킬 수 있고, 폐플라스틱 용융액을 열분해조에 공급함으로써 한번에 많은 양의 폐플라스틱을 처리할 수 있어 열분해조 운영 시간 및 열분해조 운영에 소요되는 전력을 대폭 경감시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐플라스틱 유화장치의 개략적 공정도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐플라스틱 유화장치에 채용된 용융로 및 열분해조의 개략적 구성도이며, 도 3은 도 2에 도시된 용융로의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 폐플라스틱 유화장치는 크게 이송라인(10), 파쇄기(20), 분쇄기(30), 용융로(40), 열분해조(50), 기상촉매탑(70), 가스분류탑(80) 및 잔재배출수단(60) 등을 포함하여 이루어진다.

이송라인(10)을 통해 파쇄기(20)로 이송된 폐플라스틱은 소정 크기로 파쇄되고, 파쇄된 폐플라스틱은 분쇄기(30)로 이송되어 분쇄된다.

분쇄된 폐플라스틱은 용융로(40)의 투입구(41)을 통해 투입되어 용융로(40) 하부로 낙하하는 동안 용융된다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이 용융로(40)의 내부에 다수개의 오일 유통관(43,45)이 길이방향으로 설치되어 있기 때문에 용융로(40)에 투입된 고형의 폐플라스틱이 낙하하면서 용융하게 된다.

즉, 용융로(40) 내부에 다수개의 오일 유통관(43,45)을 설치하고, 가열수단(미도시)에 의해 가열된 오일을 오일 유통관(43,45) 내부로 유통시키면, 오일이 순환하면서 주위로 열을 전달하게 되고, 가열된 오일로부터 열을 전달받은 고형의 폐플라스틱이 용융하게 되는 것이다.

이때, 용융로(40) 투입된 고형의 폐플라스틱에 열이 골고루 전달될 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이 다수개의 오일 유통관을 2열로 원형배열시킨다.

상기 다수개의 오일 유통관(43,45)은 상호 이격 설치되며, 내부원을 형성하는 오일 유통관(43)과 외부원을 형성하는 오일 유통관(45) 또한 일정 간격 이격되어 설치된다.

여기서, 내부 원형배열된 오일 유통관(43)과 외부 원형배열된 오일 유통관(45)의 이격 거리 및 배열 위치 등은 오일 유통관(43,45)의 크기 등을 고려하여 결정되며, 폐플라스틱에 열을 골고루 전달할 수 있도록 설치되는 한 오일 유통관(43,45)의 배열 형태, 이격 거리 및 배열 위치 등에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 않는다.

용융로(40) 내부에 설치된 오일 유통관(43,45)은 외부로 연장형성되거나 별도의 오일 공급노즐(미도시) 및 오일 배출노즐(미도시)과 연통될 수 있다.

용융로(40)에는 오일 유입구(46) 및 오일 배출구(47)가 형성되어 있어 오일 유입구(46)를 통해 공급된 오일은 용융로(40) 내부의 오일 유통관(43,45)을 유통한 후 오일 배출구(47)를 통해 배출된다.

이때, 오일의 온도는 오일 유통관(43,45)을 따라 유통하는 동안 하강하게 되는데, 투입된 고형의 폐플라스틱에 적절한 열을 가해 용융될 분위기를 조성한 후 더욱 많은 열을 가하면 고형의 폐플라스틱을 보다 효율적으로 용융시킬 수 있다.

따라서, 고온의 오일이 용융로(40)의 하측에서 공급되고 상대적으로 낮은 온도의 오일은 용융로(40)의 상측에서 배출되도록 하는 것이 바람직하므로, 오일 유입구(46)는 용융로(40)의 하측에, 오일 배출구(47)는 용융로(40)의 상측에 형성시킨다.

한편, 오일 유통관(43,45)을 유통하는 오일을 가열하기 위해 보일러와 같은 가열기(미도시)가 용융로(40)와 별도로 구비되는데, 가열기를 통해 가열된 오일이 오일 유입구(46) 및 용융로(40) 내부의 오일 유통관(43,45)을 순환한 후 오일 배출 구(47)로 배출되면, 이를 다시 가열기에서 가열하여 재활용하는 것이 에너지 절약 측면에서 바람직하다.

이때, 대부분의 플라스틱이 200℃ ~ 230℃에서 용융된다는 점을 고려해 용융로(40)의 온도가 약 200℃ ~ 230℃를 유지할 수 있도록 가열기를 통해 오일을 가열한다.

여기서, 오일 유통관(43,45)을 순환하는 오일은 고온을 유지하면서 주변으로 열을 전달할 수 있는 공업용 특수 오일이 적합하며, 쉽게 점화되지 않는 오일을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 폐플라스틱이 용융로(40) 내부에서 융융되는 동안 기체 및 수증기 등이 발생하게 되며, 발생된 기체 및 수증기 등은 용융로(40) 상단에 형성된 기체 배출구(48)를 통해 배출된다.

본 발명의 폐플라스틱 처리용 용융로(40)에는 기체 배출구(48)가 형성되어 있으며, 상기 기체 배출구(48)를 통해 폐플라스틱 자체에 포집되어 있는 공기나 용융시 발생하는 수증기 등이 배출된다.

용융로(40) 후단에 설치되는 열분해조(50)에서는 열분해반응이 진행되면서 다량의 기체가 발생하는데, 외부로부터 공기가 유입되면 압력 팽창으로 열분해조(50)가 폭발할 수 있다.

따라서, 열분해조(50)로 공급되는 폐용융액에 공기 등이 최소량 포함되도록 하는 것이 중요한데, 본 발명에서는 용융로(40)에서 폐플라스틱을 용융시킬 때 공기나 수증기 등을 기체 배출구(48)를 통해 배출시킴으로써, 공기 유입으로 인한 열 분해조(50)의 폭발을 방지할 수 있다.

상기 용융로(40)는 대략 원통형으로 형성되고, 용융로(40)의 하부에는 폐플라스틱 용융액이 포집되는 용융액 포집호퍼가 용융로와 일체로 또는 별도로 구비된다. 상기 용융액 포집호퍼는 용융액이 잘 포집될 수 있도록 하단을 향해 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 용융로(40) 하단에 별도의 포집호퍼를 구비할 필요없이 용융로 자체의 하단이 포집호퍼 형상으로 형성될 수도 있다.

용융로(40) 또는 포집호퍼의 하단에는 용융로(40) 및 이송관(100)과 연통되는 연결관(90)이 용융로(40)와 일체 또는 별도로 구비되며, 용융로(40)의 포집호퍼에 포집된 폐플라스틱 용융액은 연결관(90)을 통과하여 이송라인으로 이송된다.

이송라인은 이송관(100) 및 이송관 (100)내부에 설치된 이송 스크류(103)를 포함하여 구성된다.

상기 이송 스크류(103)는 모터(M)에 의해 회전 구동하게 되고, 이송 스크류(103)가 회전하면 이송관(100)으로 투입된 폐플라스틱 용융액이 열분해조(50) 방향으로 이동하게 된다.

이때, 용융로(40)와 열분해조(50) 사이의 이송관(100) 외부에는 히터와 같은 가열수단(105)이 구비되는데, 이는 이송관(100)을 통해 폐플라스틱 용융액이 이송되는 동안 냉각·응고되는 것을 방지하기 위함이다.

폐플라스틱 용융액은 이송라인을 따라 열분해조(50)로 투입되어 열분해된다. 열분해조(50)에서 폐플라스틱 용융액의 열분해반응이 진행되기 위해서는 열분해조 의 온도가 약 400℃ ~450℃를 유지해야 한다. 따라서 별도의 가열수단(미도시)을 통해 열분해조(50)를 가열한다.

열분해조(50)에서 폐플라스틱 용융액이 열분해되면 이산화탄소, 일산화탄소, 수증기 등의 기체 및 잔재가 생성된다.

폐플라스틱 용융액의 열분해 결과 생성된 기체는 열분해조(50)의 상부로 이동하여 기상 촉매탑(70) 및 가스 분류탑(80) 등을 경유하여 후속처리되고, 잔재는 잔재배출수단(60)으로 낙하한다.

한편, 열분해조(50)의 내부에는 길이 방향으로 이송 스크류(53)가 설치되어 있어 폐플라스틱 용융액 및 폐플라스틱 용융액의 열분해 결과 생성되는 잔재를 용이하게 열분해조(50) 하부로 이송시킬 수 있다.

상기 잔재배출수단(60)은 잔재 이송 스크류(63) 및 냉각수단(65) 등으로 이루어진다. 잔재 이송 스크류(63)는 잔재 이송관(61)의 내부에 설치되어 모터(M)D에 의해 회전구동하면서 잔재를 이송시킨다.

잔재 이송관(61)의 외부에는 냉각수가 유통하는 냉각수단(65)이 구비되어 있어 잔재 이송관(61) 내부에서 이송되는 잔재를 냉각시키며, 냉각된 잔재는 잔재배출구(67)를 통해 배출된다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 일 실시예에 따른 폐플라스틱 유화장치의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 이송라인(10)을 따라 이송되어 온 폐플라스틱은 파쇄기(20)에서 소정 크기로 파쇄된 후 분쇄기(30)로 투입되어 더욱 미세하게 분쇄된다.

분쇄된 폐플라스틱은 용융로(40)의 투입구(41)를 통해 투입되며, 용융로(40)의 하단으로 낙하함에 따라 오일 유통관(43,45)을 유통하는 오일로부터 열을 전달받아 계속 용융하게 된다. 이때, 폐플라스틱이 용융로(40) 하단으로 낙하하면서 용융되는 동안 발생하는 수증기나 기체 등은 용융로(40) 상단의 기체 배출구(48)를 통해 배출된다.

폐플라스틱 용융액은 용융로(40) 하단으로 낙하하여 연결관(90)을 통해 이송관(100)으로 투입된다.

이송관(100)에 투입된 폐플라스틱 용융액은 이송 스크류(103)가 회전함에 따라 열분해조(50)를 향해 이송되며, 이송되는 과정에서 이송관(100) 외부에 구비된 가열수단(105)에 의해 용융상태를 계속 유지하게 된다.

폐플라스틱 용융액은 이송 스크류(103)에 의해 열분해조(50)로 이송된 후, 열분해조(50) 내부에서 열분해된다.

열분해조(50) 내부에서 용융액이 열분해되면 잔재 및 기체가 발생하며, 생성된 잔재는 열분해조(50) 하단으로 낙하하여 잔재배출수단(60)으로 투입되어 냉각된 후 외부로 배출되고, 기체는 열분해조(50) 상단의 기상 촉매탑(70)을 경유한 후 가스 분류탑(80) 등을 경유하면서 유화성분이 분리 추출된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 폐플라스틱 처리용 용융로 및 폐플라스틱 유화장치에 의하면, 용융로의 내부에 가열된 오일이 유통하는 오일 유통관을 설치함으로써 투입된 폐플라스틱에 골고루 열을 전달하여 용융로의 중앙부에서도 폐플라스틱이 잘 용융된다.

또한, 본 발명에 의하면 열분해조의 전단에 용융로를 설치하고, 용융로 내부에는 가열된 오일이 유통하는 오일 유통관을 설치하여 고형의 폐플라스틱을 용융로에서 일단 용융시킨 후 열분해조로 이송시, 고형의 폐플라스틱 투입시보다 열분해조에 투입할 수 있는 폐플라스틱 양을 5~15배 증가시킬 수 있으므로, 열분해조에서 대량의 폐플라스틱을 한번에 처리할 수 있고, 열분해조의 운영시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 열분해조 운영시 소요되는 전력을 대폭 절감시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 의하면 열분해조의 하단에 잔재배출수단을 구비함으로써, 열분해 반응 결과 생성되는 잔재를 효과적으로 배출할 수 있어 폐플라스틱을 연속적으로 처리할 수 있다.

이상에서는 도면과 명세서에 최적 실시예를 개시하였다. 여기서는 설명을 위해 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 한다.

본 발명에 의하면, 용융로의 내부에 가열된 오일이 유통하는 오일 유통관을 설치함으로써, 용융로의 가장자리 뿐만 아니라 중앙부에도 골고루 열을 전달할 수 있어 용융로에 투입된 폐플라스틱을 완전히 용융시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 열분해조의 전단에 오일 유통관이 내부에 설치된 용융로를 설치함으로써, 완전히 용융된 폐플라스틱 용융액을 열분해조로 이송하므로 투입된 폐플라스틱을 모두 열분해시킬 수 있어 미처 열분해 반응을 일으키지 못한 폐플라스틱에 의해 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있고, 용융된 폐플라스틱을 열분해조에 공급함으로써 열분해조에서 한번에 처리할 수 있는 폐플라스틱의 양을 대폭 증가시킬 수 있으며, 폐플라스틱을 열분해시키기 위한 열분해조의 운영시간 및 소요절력을 대폭 절감할 수 있다.

Claims

열분해조의 전단에 설치되어 투입된 폐플라스틱을 용융시키는 폐플라스틱 처리용 용융로에 있어서,

상기 용융로의 내부에 가열된 오일이 유통하는 오일 유통관이 설치되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리용 용융로.
제 1 항에 있어서,

상기 용융로의 온도는 200℃ 내지 230℃인 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리용 용융로.
제 1 항에 있어서,

상기 용융로의 하단에 오일 유입구가 형성되고,

상기 용융로의 상단에 오일 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리용 용융로.
제 1 항에 있어서,

상기 용융로에는 기체배출구가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리용 용융로.
제 1 항에 있어서,

상기 용융로의 하부는 하단을 향해 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리용 용융로.
제 1항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 용융로의 내부에는 다수개의 오일 유통관이 길이 방향으로 설치되며,

상기 다수개의 오일 유통관은 원형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리용 용융로.
제 6 항에 있어서,

상기 오일 유통관은 상호 이격되어 이중으로 원형배열되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 처리용 용융로.
고형의 폐플라스틱을 용융시키는 용융로; 및

상기 용융로에서 이송되어 온 폐플라스틱 용융액을 열분해시키는 열분해조;를 포함하는 폐플라스틱 유화장치로서,

상기 용융로의 내부에 가열된 오일이 유통하는 오일 유통관이 설치되는 것을 특징으로 하는 용융로를 포함하는 폐플라스틱 유화장치.
제 8 항에 있어서,

상기 용융로와 상기 열분해조 사이에 설치되어 폐플라스틱 용융액을 상기 열분해조 방향으로 이송시키는 이송라인; 및

상기 열분해조에서 발생하는 가스를 분류하는 가스 분류탑;이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 용융로를 포함하는 폐플라스틱 유화장치.
제 9 항에 있어서,

상기 이송라인은, 이송관 및 상기 이송관 내부에 설치되어 모터의 회전축과 연동하여 회전하는 이송 스크류를 포함하며,

상기 이송라인은 상기 용융로의 하단에 구비되는 것을 특징으로 하는 용융로를 포함하는 폐플라스틱 유화장치.
제 8 항에 있어서,

상기 오일 유통관 내부를 유통하는 오일을 가열하기 위한 가열기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 용융로를 포함하는 폐플라스틱 유화장치.
제 8 항에 있어서,

상기 용융로의 온도가 200℃ 내지 230℃를 유지하는 것을 특징으로 하는 용융로를 포함하는 폐플라스틱 유화장치.
제 8 항에 있어서,

상기 용융로의 하단에 오일 유입구가 형성되고,

상기 용융로의 상단에 오일 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 용융로를 포함하는 폐플라스틱 유화장치.
제 8 항에 있어서,

상기 용융로에는 기체배출구가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 용융로를 포함하는 폐플라스틱 유화장치.
제 8 항에 있어서,

상기 용융로의 하부는 하단을 향해 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 용융로를 포함하는 폐플라스틱 유화장치.
제 8 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 용융로의 내부에는 다수개의 오일 유통관이 길이 방향으로 설치되며,

상기 다수개의 오일 유통관은 원형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 용융로를 포함하는 폐플라스틱 유화장치.
제 16 항에 있어서,

상기 오일 유통관은 상호 이격되어 이중으로 원형배열되는 것을 특징으로 하 는 용융로를 포함하는 폐플라스틱 유화장치.