KR100759583B1 - Pyrolysis waste recycling method and system - Google Patents

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Abstract

A waste plastic emulsification method and a reactor using the same are provided to secure high thermal efficiency by continuously performing an emulsification process and to easily discharge sludge or non-pyrolyzed oil. A waste plastic emulsification method comprises the steps of: cutting waste synthetic resin(20); pouring the cut waste synthetic resin into a first reactor by using a material input device(30); inserting a first catalyst into the first reactor containing the waste synthetic resin and stirring and heating the waste synthetic resin and the first catalyst, wherein the first catalyst contains Al2O3(Aluminum Trioxide), SiO2(Silicon Dioxide), and NaHCO3(Sodium Bicarbonate) as products made by activating silicon powder(40); condensing the gas generated from the first reactor by passing the gas through a first contact catalyst and then storing the mixed oil in a mixed oil storing tank(50); feeding the mixed oil of the mixed oil storing tank to a second reactor(60); and passing the gas generated due to difference of boiling points by passing the gas generated from the second reactor through a distillation tower, through a second contact catalyst, condensing the gas, and then dividing the gas into gasoline, light oil, and gas(70).

Description

폐플라스틱의 유화방법 및 이 방법을 위한 반응기{pyrolysis waste recycling method and system} Emulsification method of waste plastic and reactor for this method {pyrolysis waste recycling method and system}

도 1은 본 발명에 따른 폐합성수지 유화방법을 나타내 보인 블록도,1 is a block diagram showing a waste synthetic resin emulsifying method according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 폐합성수지 유화방법을 실시하기 위한 반응기. 2 is a reactor for carrying out the waste synthetic resin emulsification method according to the present invention.

본 발명은 폐합성수지의 유화 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 폐합성수재를 촉매를 이용하여 유화하는 방법 및 이를 위한 반응기에 관한 것이다. The present invention relates to an emulsification method of waste synthetic resin, and more particularly, to a method for emulsifying waste synthetic resin using a catalyst and a reactor therefor.

일반적으로 합성수지는 가열하면 각각 특정한 온도(열분해 온도)에서 열분해 하는데, 이때 무게는 감소하고 각종 저분자량의 화합물을 생성한다. 산소분위기에서 더욱 고온으로 가열하면 발화하는 특성도 갖고 있다. 합성수지의 열분해 온도는 각각의 플라스틱에 대하여 고유한 것이나, 동종의 것이라도 종류, 형태 등에 따라 그리고 가소제나 기타 충전제 등의 영향에 따라 다르다. 필름과 발포품은 일반적으로 열분해 온도가 낮다. 그리고 열가소성 합성수지의 열분해 시에는 경화, 용융이란 현상이 수반된다.In general, synthetic resins pyrolyze at a specific temperature (pyrolysis temperature) when heated, in which the weight is reduced and various kinds of low molecular weight compounds are produced. It also has the property of igniting when heated to a higher temperature in an oxygen atmosphere. The pyrolysis temperature of the synthetic resin is inherent for each plastic, but even the same kind depends on the type, form and the like and on the influence of plasticizers and other fillers. Films and foams generally have low pyrolysis temperatures. In the thermal decomposition of the thermoplastic synthetic resin, hardening and melting are involved.

합성수지의 열분해는 공기의 존재 유무(有無), 수증기나 불활성가스 존재 유 무 혹은 촉매나 기타 화학제의 첨가 유무에 따라 분해 생성물이 다르며, 일반적으로 많은 종류의 가스, 유상(油狀)물질, 잔류물 등이 생성된다. 합성수지의 열분해 온도는 대개의 경우 400∼500℃ 정도이며, 보통 450℃ 전, 후이다. 그러나 고분자 재료의 종류에 따라 열분해의 난이(難易)에 상당한 차이가 있다.Pyrolysis of synthetic resins differs depending on the presence of air, the presence of water vapor or inert gas, or the addition of catalysts or other chemicals. Water and the like are produced. Pyrolysis temperature of synthetic resin is usually about 400 ~ 500 ℃, usually before and after 450 ℃. However, there are significant differences in the difficulty of pyrolysis depending on the type of polymer material.

열가소성 합성수지의 열분해는 절단반응(폴리에틸렌, 폴리프로필렌), 모노머의 분해(폴리메틸메타크릴레이트), 모노머와 각종 저분자로 분해(폴리스티렌, 폴리이소부틸렌), 측쇄의 이탈이나 가교(폴리염화비닐, 폴리초산비닐) 등의 종류가 있으며, 고온에서는 비교적 단시간에 분해한다. 열분해 비율은 90∼99%에 이르는 것도 있으나, 이 또한 합성수지의 종류와 분해조건에 따라 다르다. Pyrolysis of thermoplastic synthetic resins involves cleavage reaction (polyethylene and polypropylene), decomposition of monomers (polymethyl methacrylate), decomposition of monomers and various low molecules (polystyrene, polyisobutylene), separation and crosslinking of side chains (polyvinyl chloride, Polyvinyl acetate), and decomposes at a relatively short time at high temperature. The pyrolysis rate may be 90 to 99%, but this also depends on the type of synthetic resin and the decomposition conditions.

전술한 바와 같이 폴리에틸렌이 열분해 하면 상온에서 일부 에틸렌모노머를 포함하는 가스와 오일상 또는 왁스상의 탄화수소 혼합물이 생성된다. 폴리메틸메타크릴레이트를 열분해 하면 높은 비율로 모노머가 생성된다. 또한 폴리스티렌을 열분해하면 대부분 상온에서 액상의 탄화수소 혼합물이 생성되며, 스티렌모노머, 톨루엔, 에틸벤젠, α-메틸스티렌 등도 함께 생성된다.As described above, the thermal decomposition of polyethylene produces a mixture of a gas containing some ethylene monomer and a hydrocarbon phase in oil or wax at room temperature. Thermal decomposition of polymethylmethacrylate produces monomers at a high rate. In addition, thermal decomposition of polystyrene produces a liquid hydrocarbon mixture in most cases at room temperature, and also produces styrene monomer, toluene, ethylbenzene, α-methylstyrene, and the like.

고분자의 종류에 따라 열분해에 의해 높은 수율로 모노머가 수득되는 것도 있다. 대표적인 것으로는 폴리메틸메타크릴레이트가 있으며, 이러한 폐플라스틱으로부터 모노머를 공업적으로 회수하는 것은 오래전부터 시행되어 왔다. 폴리스티렌 또한 모노머의 생성율이 높다. 그러나 폴리메타클리레이트나 폴리스티렌 모두 그 수집량이 적기 때문에 그 공업화에는 한계가 있다.Some monomers are obtained in high yield by pyrolysis depending on the kind of polymer. A typical example is polymethyl methacrylate, and industrial recovery of monomers from such waste plastics has been practiced for a long time. Polystyrene also has a high rate of monomer production. However, since both polymethacrylate and polystyrene have a small collection amount, the industrialization is limited.

폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등은 보통 조건하에서 열분해 하면 모노머가 거의 생성되지 않으며, 통상 상온에서 가스상, 오일상, 및 왁스상의 탄화수소 혼합물이 생성된다. 또한 열분해 조건을 조절하면 액상물을 우선적으로 얻을 수 있기 때문에 현재 이 기술에 대한 개발이 폐합성수지의 처리 및 유효 이용의 견지에서 활발히 진행되고 있다.Polyethylene, polypropylene, and the like produce little monomer when thermally decomposed under normal conditions, and usually produce a gaseous, oily, and waxy hydrocarbon mixture at room temperature. In addition, since the control of the pyrolysis conditions allows the preferential obtaining of liquids, the development of this technology is currently being actively conducted in view of the treatment and effective use of waste synthetic resins.

예를 들면, 폴리프로필렌의 제조시 부생하는 아탁틱폴리프로필렌과 저압법에 의한 폴리에틸렌의 제조공정에서 부생하는 저분자량의 폴리머를 각각 분해하면 중질유 등의 오일이 회수되는데, 이는 통상 연료로 사용되고 있다. For example, oils such as heavy oil are recovered by decomposing atactic polypropylene by-produced in the production of polypropylene and low molecular weight polymer by-produced in the production process of polyethylene by the low pressure method, which are commonly used as fuels.

종래 폐 합성수지의 유화 공정으로는 열(접촉)분해법과, 창전법(倉田法)이 있다. 그러나 이들 방법은 주로 열가소성 수지를 유화시키는 방법이나, 처리하지 못하는 수지 종류(예:열접촉분해법의 경우 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐 등)도 있다. Conventional emulsification processes for waste synthetic resins include thermal (catalytic) decomposition and generation methods. However, these methods are mainly for emulsifying thermoplastic resins, but there are also kinds of resins which cannot be treated (for example, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, etc. in the thermal contact decomposition method).

기존의 폐합성수지를 이용한 유화방법이 대한민국 특허 제191075호에 개시되어 있의며, 공개특허공보 공개번호 제1998-65157호에는 폐플라스틱의 유화방법 및 장치가 개시되어 있다. An emulsification method using existing waste synthetic resin is disclosed in Korean Patent No. 191075, and Korean Patent Publication No. 1998-65157 discloses an emulsification method and apparatus for waste plastic.

그리고 대한민국 공개 특허공보 공개번호 제2000-2233호에는 폐비닐과 폐플라스틱을 이용한 휘발유 및 디젤유 제조방법 및 그 장치가 개시되어 있다. In addition, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2000-2233 discloses a method for producing gasoline and diesel oil using waste vinyl and waste plastic and a device thereof.

이 방법 및 장치는 폐비닐 및 폐플라스틱 원료를 절단 및 파쇄하는 전처리공정; 처리된 원료를 고온으로 용융시켜 액화시키는 용융공정; 용융된 액체를 제1촉매로서 산화알루미늄(Al2O3), 구리(Cu), 니켈(Ni)과 함께 촉매 크래킹 분해반응을 실시함으로써 열과 제1촉매의 금속파동 작용에 의하여 탄소 연결사슬을 분리하여 오일가스와 중유를 얻도록 하는 촉매크래킹반응공정; 상기 촉매크래킹공정을 통하여 생산되는 중유는 중유교반기로 이송하고 오일가스는 산화니켈, 산화코발트, 산화알루미늄, 이산화규소로 조성된 촉매의 작용으로 오일 분자의 원자를 재배열시켜 옥탄가가 높은 휘발유 및 가스, 등유, 경유 등으로 분류하는 분류공정을 포함한다. The method and apparatus include a pretreatment step of cutting and crushing waste vinyl and plastic waste materials; A melting step of melting the treated raw material to a high temperature to liquefy it; Catalytic cracking reaction of molten liquid with aluminum oxide (Al 2 O 3 ), copper (Cu), and nickel (Ni) as the first catalyst is used to separate carbon linkage chains by heat and metal wave action of the first catalyst. Catalytic cracking reaction step to obtain oil gas and heavy oil; The heavy oil produced through the catalyst cracking process is transferred to the heavy oil stirrer, and the oil gas is rearranged by the action of a catalyst composed of nickel oxide, cobalt oxide, aluminum oxide, and silicon dioxide, so that the atoms of the oil molecules are high in gasoline and gas. , Classification processes such as kerosene, diesel and so on.

상기의 이러한 종래 기술들은 열의 이용률이 높지 않고 첨가제 배합방법이 낙후하여 오일의 추출율이 매우 적어 경제성이 없을 뿐만 아니라 온도를 냉각시키는 시간이 많이 소요되므로 원료를 연속적으로 투입할 수 없으며, 연속적인 가동을 하지 못하므로 유화량에 비하여 처리시간이 상대적으로 길다. 그리고 폐합성수지재의 종류에 따라 분해되지 않은 미분해유가 발생되므로 유화 효율을 높일 수 없다. In the above-described conventional techniques, since the utilization rate of the heat is not high and the additive mixing method is poor, the extraction rate of the oil is very low, so it is not economical, and it takes a long time to cool the temperature, and thus it is not possible to continuously input raw materials, and to operate continuously. As a result, the treatment time is relatively long compared to the amount of emulsification. In addition, since undecomposed oil is generated according to the type of waste synthetic resin material, the emulsion efficiency cannot be increased.

공개특허 제 2002-0052168호에는 폐플라스틱 또는 중유로부터 가솔린과 경유를 생산하는 방법이 개시되어 있으며, 공개특허 제 2002-0048350호에는 폐합성수지를 이용한 유화공정시 크래킹 반응을 촉진시키는 촉매 조성물이 개시되어 있으며, 등록 실용신안 제 0165579호에는 플라스틱 폐기물 유화장치가 개시되어 있다. 또한 등록특허 0517881호에는 폐플라스틱 유화재생 처리장치가 개시되어 있으며, 공개특허 제 2000-0043100호에는 폐플라스틱 분해용 촉매 및 이 촉매를 이용한 폐플라스틱의 분해방법이 개시되어 있다. Patent Publication No. 2002-0052168 discloses a method for producing gasoline and light oil from waste plastic or heavy oil, and Patent Publication No. 2002-0048350 discloses a catalyst composition for promoting a cracking reaction during an emulsification process using waste synthetic resin. Patent Utility Model No. 0165579 discloses a plastic waste emulsifying apparatus. Also, Patent No. 0517881 discloses a waste plastic emulsion regeneration treatment device, and Patent Publication No. 2000-0043100 discloses a catalyst for waste plastic decomposition and a method for decomposing waste plastic using the catalyst.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 증류방법에 의해 저온열분해로 얻은 천연오일가스를 촉매 환원방응을 일으켜 유화된 오일의 품질 과 생산수율을 향상시킬 수 있는 폐합성수지의 유화방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention is to solve the problems as described above, by the catalytic reduction reaction of the natural oil gas obtained by low-temperature pyrolysis by the distillation method to emulsify the waste synthetic resin that can improve the quality and production yield of the emulsified oil The purpose is to provide.

본 발명의 다른 목적은 연속유화가 가능하며 열효율이 높고, 슬러지 또는 미분해유의 유출이 용이한 폐합성수지 유화 방법을 위한 반응기를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a reactor for a waste synthetic resin emulsification method capable of continuous emulsification, high thermal efficiency, and easy discharge of sludge or undecomposed oil.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐합성수지의 유화 방법은, 폐 합성수지를 절단하는 파쇄공정과;The emulsification method of the waste synthetic resin according to the present invention for achieving the above object comprises a shredding step of cutting the waste synthetic resin;

상기 절단된 폐 합성수지를 원료투입장치를 이용하여 1차 반응기에 투입하는 투입공정과;Inputting the cut waste synthetic resin into a primary reactor by using a raw material input device;

상기 폐 합성수지를 투입한 1차 반응기에 1차촉매제를 혼합하여 폐 합성수지 촉매제를 넣고 가열 및 교반시키는 용융공정과; A melting step of mixing the primary catalyst in the primary reactor into which the waste synthetic resin is added, and putting the waste synthetic resin catalyst into heating and stirring;

상기 1차 반응기로부터 발생된 기체를 제1차 접촉 촉매재를 통과시킨 후 응축시켜 혼합유 저장탱크에 저장하는 제1차응축공정와,A first condensation step of condensing the gas generated from the first reactor through a first contact catalyst and storing the condensed gas in a mixed oil storage tank;

상기 혼합유저장조에 저장된 혼합유를 제 2차 반응기에 공급하는 혼압유 공급공정과, 상기 제 2차 반응기로부터 발생된 가스를 증류탑을 통과시켜 비등점 차이에 의해 발생된 가스를 제 2차 접촉 촉매재를 통과시킨 후 응축시켜 휘발유, 경유, 가스로 분리하는 2차 응축공정을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.The mixed pressure oil supplying step of supplying the mixed oil stored in the mixed oil storage tank to the second reactor, and the gas generated by the boiling point difference by passing the gas generated from the second reactor through the distillation column to the second contact catalyst material. After passing through the condensation is characterized in that it comprises a secondary condensation step of separating into gasoline, diesel, gas.

본 발명에 있어서, 상기 1차 반응기로부터 1차 미분해유를 배출하여 제 3차 반응기로 공급하여 분해하는 제1차 미분해유 유화공정과, 상기 제 2차 반응기로부터 배출된 가스를 제 2촉매탑을 통과시킨 후 냉각시켜 혼합유 저장탱크에 저장하 는 제 2미분해유 유화공정과, In the present invention, the first undecomposed oil emulsification step of discharging the first undecomposed oil from the primary reactor and supplying the decomposed primary oil to the third reactor, and the gas discharged from the second reactor to the second catalyst tower A second undiluted oil emulsification step of cooling after passing through and storing in a mixed oil storage tank;

상기 제 1,2,3,4응축공정에서 발생된 가스기체를 포집하여 정제후 제 1,2,3,4 반응기의 열원으로 사용하는 가스 포집공정을 더 구비한다. A gas collection process for collecting the gas gas generated in the first, second, third, and fourth condensation processes and using the same as a heat source of the first, second, third, and fourth reactors is further provided.

상기 1차 촉매재는 실리콘 분말활성화 산물로서 Al2O3, SiO2, NaHCO3 가 주성분을 이룬다. 상기 2차 접촉식 촉매재 Al2O3 분자체를 담체로하는 촉매재로서 Pd, Ni, Au 등의 금속이 채워진다. The primary catalyst is composed of Al 2 O 3 , SiO 2 , NaHCO 3 as a silicon powder activation product. As a catalyst material having the secondary contact catalyst material Al 2 O 3 molecular sieve as a support, a metal such as Pd, Ni, Au, or the like is filled.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 반응기는 내부공간부를 가지며 하면이 내측으로 만곡된 만곡부를 가지는 저장탱크와, 상기 저장탱크를 소정 간격 이격되도록 감싸는 외통과, 상기 외통에 설치되는 제 1버너와, 상기 난곡부의 하부에 설치되는 제 2버너와, 탱크의 내부에 설치되는 교반기와, 상기 저장탱크의 하부에 설치되어 미 분해유를 배출하기 위한 배출수단과, 상기 저장탱크의 상부측에 설치되어 미분해유 또는 폐합성수지를 공급하기 위한 공급수단을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the reactor of the present invention includes a storage tank having an inner space portion and a curved portion of which the bottom surface is curved inwardly, an outer cylinder surrounding the storage tank so as to be spaced apart by a predetermined interval, and a first burner installed in the outer cylinder; A second burner installed at a lower portion of the curved portion, an agitator installed inside the tank, a discharge means installed at a lower portion of the storage tank for discharging undecomposed oil, and a fine powder provided at an upper side of the storage tank. It is characterized in that it is provided with a supply means for supplying sea oil or waste synthetic resin.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐합성수지의 유화방법 및 이를 위한 반응조의 한 바람직한 실시예를 설명하면 다음가 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the emulsification method of the waste synthetic resin according to the present invention and a reaction tank therefor as follows.

본 발명에 따른 폐합성수지의 유화방법은 폐 합성수지를 반응기 내에서 촉매와 혼합시킨 상태에서 열분해시켜 각각의 공정을 거쳐 휘발유, 경유, 중유등을 추출할 수 있는 것으로 그 일 실시예를 도 1의 블록도에 나타내 보였다.In the emulsification method of the waste synthetic resin according to the present invention, it is possible to extract gasoline, diesel, heavy oil, etc. through the respective processes by pyrolysis in a state where the waste synthetic resin is mixed with a catalyst in a reactor. It is shown in the figure.

도면을 참조하면, 폐합성수지의 유화방법(10)은 방법은, 가정, 산업현장에서 발생된 폐 합성수지를 절단하는 파쇄공정(20)과, 상기 절단된 폐 합성수지를 원료투입장치를 이용하여 1차 반응기에 투입하는 투입공정(30)과, 상기 폐 합성수지를 투입한 1차 반응기에 1차 촉매제를 혼합하여 폐 합성수지 촉매제를 넣고 교반 시키는 용융공정(40)과, 상기 1차 반응기로부터 발생된 기체를 제1차 접촉 촉매재를 통과시킨 응축시켜 혼합유 저장탱크에 저장하는 제1차응축공정(50)과, 상기 혼합유저장조에 저장된 혼합유를 제 2차 반응기에 공급하는 혼합유 공급공정(60)을 구비한다. 그리고 상기 제 2차 반응기로부터 발생된 가스를 증류탑을 통과시켜 비등점 차이에 의해 발생된 가스를 제 2차 접촉 촉매재를 통과시킨 후 응축시켜 휘발유, 경유, 가스로 분리하는 제 2차 응축공정(70)을 포함한다. Referring to the drawings, the emulsification method (10) of the waste synthetic resin, the method is a crushing process 20 for cutting waste synthetic resin generated at home, industrial sites, and the cut waste synthetic resin using a raw material input device The process of injecting into the reactor (30), the primary catalyst into which the waste synthetic resin was added, a melting process (40) for mixing the spent synthetic resin catalyst and stirring, and the gas generated from the primary reactor A first condensation step 50 for condensing the first contact catalyst material and storing it in the mixed oil storage tank; and a mixed oil supply process for supplying the mixed oil stored in the mixed oil storage tank to the second reactor. ). In addition, a second condensation process of passing the gas generated from the second reactor through a distillation column and passing the gas generated by the difference in boiling point through the second contact catalyst material and condensing the gas into gasoline, diesel, and gas (70). ).

그리고 상기 1차 반응기에 의해 분해되지 않은 미분해유를 추출하여 분해 한후 유화시키는 제1미분해유 유화공정(80)과, 제 2차 반응기에 의해 분해되지 않은 미분해유를 추출하여 분해한 후 유화시키는 제2미분해유 유화공정(90)을 더 구비한다.And a first undigested oil emulsifying process 80 for extracting and decomposing undecomposed undigested oil by the first reactor, followed by emulsification, and extracting and decomposing and then emulsifying undecomposed undigested oil by the second reactor. A 2 undecomposed oil emulsification step 90 is further provided.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 합성수지의 유화 방법을 공정별로 상세하게 설명하면 다음과 같다. The emulsification method of the synthetic resin according to the present invention configured as described above is described in detail for each process as follows.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 유화방법에 대한 각 실시공정을 설명하면 다음과 같다. Referring to each step of the emulsification method of the present invention made as described above are as follows.

(1) 파쇄공정(20) (1) Crushing Process (20)

가정 및 산업현장에서 수거된 폐 스치로폼, 폐 비닐, 폐 플라스틱 등을 수거하여 폐합성수지를 자석분리기를 이용하여 금속성분이 부착된 합성수지를 분리하는 분리단계를 수행하고, 분리된 합성수지를 압출기를 이용하여 200℃ 내지 250℃의 열을 가하여 고형화 하는 고형화 단계를 수행한다. 그리고 상기와 같이 고형화 된 폐합성수지를 분쇄기를 이용하여 반응기의 원료 투입구로 투입할 수 있도록 최대 크기가 1 내지 1.5 ㎝ 정도로 분쇄하는 분쇄단계를 포함한다. Collecting waste styrofoam, waste vinyl, and waste plastic collected at home and industrial sites, and separating waste synthetic resin using metal separator to separate synthetic resin with metal component. The solidification step is performed to solidify by applying heat of 200 ℃ to 250 ℃. And a pulverizing step of pulverizing the solid waste resin, which has been solidified as described above, to a maximum size of 1 to 1.5 cm so as to be introduced into the raw material inlet of the reactor.

이 파쇄공정에서 합성수지를 가열 압출 후 분쇄하게 되는데, 미리 용융된 스치로폼 봉과 비닐봉은 뭉쳐지는 과정에서 일정한 크기로 짧게 형성될 경우에는 파쇄기를 거치지 않고 공급될 수 있다. 상기와 같이 파쇄공정을 수행함에 있어서, 폐합성수지에 불순물이 혼합되지 않도록 다양한 분리 공정을 수행할 수 있다. In this crushing process, the synthetic resin is pulverized after heat extrusion, and the pre-melted styrofoam rods and plastic rods may be supplied without passing through a crusher when they are formed in a uniform size and shortly. In performing the shredding process as described above, various separation processes may be performed so that impurities are not mixed in the waste synthetic resin.

(2) 투입공정(30)(2) Input process (30)

상기 절단된 폐합성수지를 폐 합성수지를 원료 투입장치를 이용하여 1차 반응기를 300℃에서 열어도 역류가 발생되지 않은 상태에서 절단된 폐합성수지를 투입한다. 이 과정에서 별도의 1차 촉매 투입장치를 이용하여 1차 촉매재가 절단된 폐합성수지 원료와 같이 투입된다. 폐합성수지의 투입은 반응로에 따라 차이가 있으므로 200 내지 300kg을 투입한다. 이 투입량에 대해 1차 촉매재는 1 내지 5주량% 함유시킴이 바람직하다. 상기 1차 촉매재는 실리콘 분말활성화 산물로서 Al2O3, SiO2, NaHCO3 가 주성분을 이룬다. 여기에서 상기 1차 촉매재는 이 실시예에 의해 한정되지 않고 용융된 폐합성수지를 저온 열분해 시킬 수 있는 것이면 어느 것이나 가능하다. The cut waste synthetic resin is introduced into a waste synthetic resin cut in a state in which no backflow occurs even when the primary reactor is opened at 300 ° C. using a raw material input device. In this process, the primary catalyst material is introduced together with the cut synthetic resin raw material using a separate primary catalyst input device. Since the amount of waste synthetic resin varies depending on the reactor, 200 to 300 kg is added. It is preferable to contain 1-5 weight% of primary catalyst materials with respect to this charge amount. The primary catalyst is composed of Al 2 O 3 , SiO 2 , NaHCO 3 as a silicon powder activation product. Here, the primary catalyst material is not limited to this embodiment, and any one can be used as long as it can thermally decompose the molten waste synthetic resin at low temperature.

(3)용융공정(40)(3) Melting process (40)

이 용융공정은 1차 반응기에 투입된 원료를 교반기를 이용하여 교반시키면서 300℃ 내에서 용융 반응시킨다. 이 반응기에 투입된 폐합성수지재인 원료와 1차 촉매제는 내부의 온도에 의하여 겔 형태로 열분해가 이루어지고 교반기에 의해 지속적인 교반이 이루어지므로 1차 촉매재는 폐합성수지를 가열하는 과정에서 타거나 눌지 않으며 폐 합성수지의 용해가 잘 이루어지도록 한다.In this melting step, the raw material introduced into the primary reactor is melt reacted within 300 ° C while stirring using a stirrer. Since the raw material and the primary catalyst, which are waste synthetic resins put into the reactor, are thermally decomposed in the form of gel by the internal temperature and continuously stirred by the stirrer, the primary catalyst is not burned or pressed in the process of heating the waste synthetic resins. Ensure that the dissolution is good.

상기와 같이 1차 반응기에 1차 촉매재와 같이 혼합된 합성수지는 저온에서 열분해가 이루어져 가스가 생성된다. 상기 가스는 반응로 상단 일측의 토출라인을 통하여 후술하는 1차 응축공정을 거치게 된다. As described above, the synthetic resin mixed with the primary catalyst material in the primary reactor is pyrolyzed at low temperature to generate gas. The gas is subjected to a first condensation process, which will be described later, through a discharge line at one side of the upper end of the reaction furnace.

(4) 제 1차 응축공정(50)(4) First Condensation Process (50)

상기 1차 반응기로부터 발생된 가스를 응축하여 혼합유를 제조하는 것으로, 이 혼합유를 별도의 혼합유 저장탱크에 저장된다. By condensing the gas generated from the primary reactor to prepare a mixed oil, the mixed oil is stored in a separate mixed oil storage tank.

상기 제 1차 응축공정은 제 1차 반응기로부터 제조된 가스를 여과조를 통과시켜 여과시킨 후 1차 접촉 촉매재를 통과시킨다. 1차 접속 촉매재는 Al2O3 분자체를 담체로하는 촉매재로서, Al2O3 로 이루어진 담체에 Pd, Ni, Au 등의 금속이 채워진 구조를 가진다. 상기 같이 1차 접촉 촉매재를 통과한 가스에 혼합된 납성분을 분해한다. 이러한 납성분의 분해는 수율을 증가시키고 후술하는 공정을 거쳐 제조된 오일의 품질을 향상시킬 수 있다.In the first condensation process, the gas produced from the first reactor is filtered through a filtration tank and then passed through the first contact catalyst. The primary connection catalyst material is a catalyst material having an Al 2 O 3 molecular sieve as a carrier, and has a structure in which a carrier made of Al 2 O 3 is filled with metals such as Pd, Ni, Au, and the like. As described above, the lead component mixed with the gas passed through the primary contact catalyst is decomposed. Decomposition of the lead component can increase the yield and improve the quality of the oil produced through the process described later.

상기와 같이 1차 접촉 촉매재를 통과한 가스는 감압 냉각탑을 통과시켜 가스를 냉각시키는 제1 냉각단계를 수행한다. 제 1냉각단계에서 응축되지 않은 경질유 및 가스는 제1응축기에 의해 응축되는 제 1응축단계를 수행한다. 상기 제 1응축단계는 온도를 냉각시켜 응축하거나 임계압력 이상 가압하여 응축할 수 있다. 그리고 응축되지 않은 가스는 가스 정재탑들로 이송되어 정제된 후 저장되는 가스정제단계를 수행하게 된다. As described above, the gas passing through the primary contact catalyst material passes through a reduced pressure cooling tower to perform a first cooling step of cooling the gas. The light oil and gas which are not condensed in the first cooling step perform the first condensation step condensed by the first condenser. The first condensation step may condense by cooling the temperature or pressurizing it above a critical pressure. The non-condensed gas is then sent to gas refinery towers to perform a gas purification step that is stored after being purified.

(5) 혼합유 공급공정(60)(5) Mixed oil supply process (60)

이 혼합유 정제공정은 혼합유 저장탱크 공급된 혼합유를 2차 반응기로 공급하는 혼합 유공급단계와, 혼합유탱크로부터 제 2반응기로 공급되는 혼합유로부터 물을 분리하는 유수분리단계를 구비한다. The mixed oil refining process includes a mixed oil supply step of supplying the mixed oil supplied from the mixed oil storage tank to the secondary reactor, and an oil and water separation step of separating water from the mixed oil supplied from the mixed oil tank to the second reactor. .

상기 2차 반응기에 공급된 혼합유는 1차 반응기에서 분해되지 않은 오일이 재차 분해되어 양질의 오일의 생산이 가능하게 한다. The mixed oil supplied to the secondary reactor is capable of producing high quality oil by decomposing the non-decomposed oil in the primary reactor again.

(6) 제 2차 응축공정(70)(6) Second Condensation Process (70)

제 2차 응축공정은 2차 반응기에 의해 발생된 가스를 증류탑을 통과시켜 비등점을 이용하여 분류하고 이를 상기 2차 접촉 촉매재와 접촉시켜 포집한다. 상기 2차 접촉 촉매재는 상기 1차 접촉 촉매재와 실질적으로 동일하므로 다시 설명하지 않기로 한다. 상기 비등점에 의한 분류한 후 응축기를 이용하여 휘발유와 경유로 분리한다. 즉, 증류탑에서의 온도에서 분리된 기체를 응축하여 휘발유를 분리한 후 상대적으로 높은 온도에서 증발하는 기체를 응축시켜 경유를 분리한다.In the second condensation process, the gas generated by the secondary reactor is passed through a distillation column to classify using a boiling point and collected by contacting the secondary contact catalyst material. The second contact catalyst material is substantially the same as the first contact catalyst material and will not be described again. After the classification by the boiling point is separated into gasoline and diesel using a condenser. That is, after separating the gasoline by condensing the gas separated at the temperature in the distillation column, the gasoline is separated by condensing the gas evaporated at a relatively high temperature.

(7) 제1 미분해유 유화공정(80)(7) First Undigested Oil Emulsification Process (80)

상기 제1미분해유 유화공정(80)은 상기 1차 반응기에 의해 분해되어 반응을 마치고 약 15%의 유분이 남은 제1미분해유를 추출하여 분해한 후 유화시키는 것으 로, 상기 제1반응기로부터 미분해 된 제 1미분해유를 이송스크류를 이용하여 3 반응기에 공급하는 단계와, 상기 3반응기로 공급된 제 1미분해유를 가열하는 가열단계와 상기 3반응기로부터 발생된 가스를 3접촉 촉매재를 통과시켜 냉각 및 응축하는 단계와, 응축된 혼합유를 혼합유 저장탱크에 공급하는 단계를 포함한다. 상기 3접촉 촉매재는 실질적으로 제 1접촉 촉매재와 실질적으로 동일하다. The first undigested oil emulsifying step 80 is to decompose and then emulsify the first undigested oil, which is decomposed by the first reactor to complete the reaction, and remaining about 15% of the oil remains, and is finely divided from the first reactor. Supplying the dissolved first undigested oil to the three reactors using a transfer screw, a heating step of heating the first undigested oil supplied to the three reactors, and a gas generated from the three reactors through a three-contact catalyst material. Cooling and condensing, and supplying the condensed mixed oil to the mixed oil storage tank. The three contact catalyst material is substantially the same as the first contact catalyst material.

그리고 상기 3응축기에 의해 분해되지 않은 슬리지를 3응축기로부터 취출하여 슬러지 자장용기에 저장되는 슬러지 배출단계를 더 구비한다. And it is further provided with a sludge discharge step is taken out from the three condensers sludge not disassembled by the three condensers stored in the sludge magnetic container.

(8) 제 2미분해유 유화공정(90) (8) Second Undigested Oil Emulsification Process (90)

제 1미분해유 유화공정은 상기 2차 반응기로부터 분해되지 않은 제 2미분해유를 추출하여 4반응기에 공급하는 제 2미분해유 공급단계와 상기 제 4반응기에 의해 가열됨으로써 열분해되어 발생되는 가스를 응축하여 포집하는 포집단계를 구비한다. 이 포집단계는 가스가 여과조를 통과한 후 냉각되어 응축된다. 그리고 상기 4반응기로부터 분해가 완료된 슬러지는 슬러지배출장치에 의해 배출되어 상기 슬러지 저장통에 저장된다. The first undigested oil emulsifying process extracts the second undigested oil from the secondary reactor and supplies the second undigested oil to the fourth reactor, and condenses the gas generated by pyrolysis by heating by the fourth reactor. And collecting step of collecting. This collection step cools down and condenses the gas after passing through the filtration tank. The sludge from which the decomposition is completed from the four reactors is discharged by the sludge discharge device and stored in the sludge storage container.

한편, 상기와 같이 폐합성수지를 유화시키는 방법에 있어서, 상기 제 1,2,3,4반응기의 열원은 각 응축공정에서 응축되지 않은 가스를 정제하여 저장된 것을 사용할 수 있다. On the other hand, in the method of emulsifying the waste synthetic resin as described above, the heat source of the first, second, third, fourth reactor can be used to purify the gas not condensed in each condensation step.

그리고 상기 제1,2,3,4반응기는 하면에 열원이 균일하게 가하여지고 외주면으로부터 공급되는 간접열을 이용하여 가열할 수 있도록 된 것으로 도 2에 개시된 반응기를 사용함이 바람직하다.In addition, the first, second, third, and fourth reactors may be heated by using a heat source uniformly applied to a lower surface and indirect heat supplied from an outer circumferential surface, and thus, the reactor disclosed in FIG. 2 is preferably used.

도면을 참조하면, 상기 1,2,3,4반응기로 사용되는 반응기(100)는 내부 공간부(101)를 가지며 하면이 내측으로 만곡된 만곡부(102)를 가지는 저장탱크(103)를 구비한다. 상기 저장탱크(103)에는 내부에 채워진 폐합성수지 원료 즉, 열분해 되는 원료를 교반시키기 위한 교반기(110)가 설치된다. 이 교반기(110)는 저장탱크(103)의 상부에 설치되는 모터(111)와, 상기 모터(111)에 의해 회전되며 저장탱크의 내부로 연장되는 회전축(112)과, 상기 저장탱크(103)의 내부에 설치되어 회전축을 지지하는 브라켓(113)과, 상기 회전축(112)에 설치되는 복수개의 교반날개(114)들을 구비한다. 상기 교반날개들 중 최하부에 위치되는 교반날개는 상기 만곡부(102)와 대응되는 곡율을 갖도록 성형된다. 상기 저장탱크(103)는 이의 외주면과 소정간격 이격되도록 외통(104)에 의해 감싸여지며 이 외통(104)에는 상기 저장탱크(103)를 가열하여 내부에서 열반응이 이루어지는 폐합성수지를 간접 가열하는 제1버너(미도시)가 설치되고, 상기 외통(104)의 하부에는 상기 만곡부(103)를 통하여 폐합성수지를 직접가열하는 제 2버너(미도시)가 설치된다. 그리고 상기 저장탱크의 상하부에는 각각 미분해유 또는 원료를 공급하기 위한 공급수단(140) 미분해유 또는 슬러지를 배출하기 위한 배출수단(150)이 설치된다. 상기 공급수단(140)과 배출수단(150)은 각각 구동모터(141)(151)를 가진 스크류피더로 이루어질 수 있다. 이 스크류 피더는 각각 상기 저장탱크(103)의 내부공간과 연결되는 하우징(142)(152)과, 상기 하우징(142)(152)의 내부에 설치되며 구동모터(141)(151)에 의해 회전되는 스크류(143)(153)를 구비한다. Referring to the drawings, the reactor 100 used as the 1,2,3,4 reactor includes a storage tank 103 having an inner space portion 101 and a curved portion 102 whose inner surface is curved inwardly. . The storage tank 103 is provided with a stirrer 110 for stirring the waste synthetic resin raw material, that is, the thermally decomposed raw material filled therein. The stirrer 110 includes a motor 111 installed on the upper portion of the storage tank 103, a rotating shaft 112 that is rotated by the motor 111 and extends into the storage tank, and the storage tank 103. It is provided in the interior of the bracket 113 for supporting the rotating shaft, and a plurality of stirring blades 114 are provided on the rotating shaft (112). The stirring blade located at the lowermost part of the stirring blades is formed to have a curvature corresponding to the curved portion 102. The storage tank 103 is wrapped by the outer cylinder 104 so as to be spaced apart from the outer circumferential surface thereof by a predetermined interval. The outer cylinder 104 heats the storage tank 103 to indirectly heat the waste synthetic resin in which a thermal reaction is performed. A first burner (not shown) is installed, and a second burner (not shown) for directly heating the waste synthetic resin through the curved portion 103 is installed below the outer cylinder 104. And the upper and lower portions of the storage tank is provided with a discharge means 150 for discharging undecomposed oil or sludge supply means for supplying undecomposed oil or raw material, respectively. The supply means 140 and the discharge means 150 may be formed of a screw feeder having a driving motor 141, 151, respectively. These screw feeders are respectively installed in the housings 142 and 152 connected to the inner space of the storage tank 103, and are rotated by the driving motors 141 and 151. Screw 143,153.

상술한 바와 같이 구성된 반응기(100) 즉, 상기 방법을 시행함에 있어 1,2,3,4반응기로 이용되는 반응기는 하면에 만곡부가 형성되어 있으므로 열분해되는 폐합성수지를 균일하게 가열할 수 있다. 특히 하면의 중앙부가 볼록한 형태를 이루고 있으므로 미분해유 및 슬러지의 배출이 용이하다. 즉, 미분해유 또는 슬러지는 중앙부가 볼록하게 되어 있으므로 가장자리로 이동되어 배출수단에 의해 원활하게 배출이 이루어 질 수 있는 것이다. In the reactor 100 configured as described above, that is, the reactor used as the 1,2,3,4 reactor in the above-described method, since the curved portion is formed on the lower surface, the waste synthetic resin pyrolyzed can be uniformly heated. In particular, since the central portion of the lower surface is convex, it is easy to discharge undecomposed oil and sludge. That is, the undecomposed oil or sludge is moved to the edge because the center is convex, it can be smoothly discharged by the discharge means.

이상에서 설명한 바와 같은 폐합성수지의 유화 방법에 의한 폐합성수지의 유화율을 향상시킬 수 있다. 본 발명인이 실험한 바에 의하면, 폐합성수지의 유화율은 약 80%, 혼합유 중 분리되어 나오는 휘발유는 30%, 디젤유인 경유는 약65%, 방커씨유 5%임을 알 수 있었다. The emulsification rate of the waste synthetic resin by the emulsification method of the waste synthetic resin as described above can be improved. According to the inventors' experiment, the emulsification rate of the waste synthetic resin was about 80%, the gasoline separated from the mixed oil was 30%, the diesel oil was about 65%, and the Bunker seed oil was 5%.

상기와 같이 얻어지는 오일은 10,000㎉이상의 발열량을 가지고 있어 보일러, 자동차 등의 연료로 사용이 가능하고 기존의 방카 C유 보다 30∼40% 저렴하게 공급이 가능하게된다. The oil obtained as described above has a calorific value of 10,000㎉ or more, so that it can be used as a fuel for boilers and automobiles, and can be supplied at 30 to 40% cheaper than conventional banca C oil.

또한 폐합성수지재를 유화시킴에 있어서, 반응기는 열분해되는 폐합성수지를 균일한 온도로 가열할 수 있으며 공급 및 배출 저온 열분해 처리시 유독성가스등의 연소가스가 대기중으로 유출되지 않으므로 대기오염과 악취를 방지하며, 기존의 폐 플라스틱 처리시설에 비하여 설치면적 이 작고 일정한 온도와 압력하에서 연속적으로 가동시킴으로서 연속적인 오일 생성이 가능하고 이를 관리하는 인원을 극소수로 한정함으로 인건비의 절감하는 동시에 환경오염의 주범인 폐합성수지 처리 할 수 있다. Also, in emulsifying waste synthetic resin, the reactor can heat the waste synthetic resin to be thermally decomposed to a uniform temperature and prevents air pollution and odor because combustion gas such as toxic gas does not flow into the atmosphere during low temperature pyrolysis treatment. In comparison with the existing waste plastic treatment facilities, the installation area is smaller and the oil can be continuously operated under a constant temperature and pressure, and continuous oil generation is possible. Can handle

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims (6)

폐 합성수지를 절단하는 파쇄공정과;Shredding process of cutting waste synthetic resin; 상기 절단된 폐 합성수지를 원료투입장치를 이용하여 1차 반응기에 투입하는 투입공정과;Inputting the cut waste synthetic resin into a primary reactor by using a raw material input device; 상기 폐 합성수지를 투입한 1차 반응기에 실리콘 분말활성화 산물로서 Al2O3, SiO2, NaHCO3 가 포함된 1차촉매제를 투입하고 교반시키면서 가열하는 용융공정과; A melting step of heating a primary catalyst containing Al 2 O 3 , SiO 2 , and NaHCO 3 as a silicon powder activation product and heating it while stirring the primary reactor into which the waste synthetic resin is added; 상기 1차 반응기로부터 발생된 기체를 1차 접촉 촉매재를 통과시켜 응축시킨 후 혼합유 저장탱크에 저장하는 제1차응축공정과,A first condensation step of condensing the gas generated from the first reactor through a first contact catalyst and storing the mixed gas in a storage oil storage tank; 상기 혼합유저장조에 저장된 혼합유를 제 2차 반응기에 공급하는 혼압유 공급공정과, 상기 제 2차 반응기로부터 발생된 가스를 증류탑을 통과시켜 비등점 차이에 의해 발생된 가스를 제 2차 접촉 촉매재를 통과시킨 후 응축시켜 휘발유, 경유, 가스로 분리하는 제 2차 응축공정을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 폐합성수지의 유화방법.The mixed pressure oil supplying step of supplying the mixed oil stored in the mixed oil storage tank to the second reactor, and the gas generated by the boiling point difference by passing the gas generated from the second reactor through the distillation column to the second contact catalyst material. Emulsifying the waste synthetic resin, characterized in that it comprises a second condensation step of separating after passing through the gasoline, diesel, gas. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 1차 반응기로부터 1차 미분해유를 배출하여 제 3차 반응기로 공급하여 유화시키는 제 1차 미분해유 정제공정과, A first unrefined oil refining process of discharging the first unresolved oil from the first reactor and supplying it to a third reactor to emulsify it; 상기 제 2차 반응기로부터 2차 미분해유를 배출하여 제 4 반응기로 공급하는 유화시키는 제2차 미분해유 정제공정을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 폐합성수지의 유화 방법. And a second unrefined oil refining step of emulsifying the second unresolved oil from the second reactor and supplying it to the fourth reactor. 제 1항 및 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 and 2, 상기 제 1,2응축공정과 상기 제 1,2차 미분해유 정제공정에서 응축되지 않은 가스를 포집하여 정제 후 제 1,2,3,4 반응기의 열원으로 사용할 수 있도록 하는 가스 포집공정을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 폐합성수지의 유화 방법. Further comprising a gas collection process for collecting the gas not condensed in the first and second condensation process and the first and second unresolved oil refining process to be used as a heat source of the first, second, third and fourth reactors after purification. Emulsification method of the waste synthetic resin characterized in that. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 2차 접촉식 촉매재 Al2O3 분자체를 담체에 Pd, Ni, Au가 담지된 것을 특징으로 하는 폐합성수지의 유화 방법. Emulsification method of the waste synthetic resin, characterized in that the secondary contact catalyst material Al 2 O 3 molecular sieve is supported on the carrier Pd, Ni, Au. 내부공간부를 가지며 하면이 내측으로 만곡된 만곡부를 가지는 저장탱크와, 상기 저장탱크를 소정 간격 이격되도록 감싸는 외통과, 상기 외통에 설치되는 제 1버너와, 상기 난곡부의 하부에 설치되는 제 2버너와, 저장탱크의 내부에 설치되는 교반기와, 상기 저장탱크의 하부에 설치되어 미 분해유를 배출하기 위한 배출수단과, 상기 저장탱크의 상부 측에 설치되어 미 분해유 또는 원료를 공급하기 위한 공급수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 폐 합성수지 유화용 반응기.A storage tank having an inner space and a curved portion of which the lower surface is curved inwardly, an outer cylinder surrounding the storage tank so as to be spaced apart by a predetermined interval, a first burner installed in the outer cylinder, a second burner installed below the curved portion, A stirrer installed inside the storage tank, a discharging means installed at a lower portion of the storage tank for discharging undecomposed oil, and a supply means installed at an upper side of the storage tank for supplying undecomposed oil or raw materials Waste synthetic resin emulsification reactor, characterized in that provided with.
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