KR102596791B1 - 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은, 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템에 있어서, 폐플라스틱을 포함하는 원료가 이송되는 적어도 하나의 이송로를 포함하며, 상기 원료를 가열하기 위한 가열부, 상기 가열부의 가열을 제어하기 위해 한 제어 시스템, 및 상기 가열부에 의해 가열된 원료로부터 생성되는 기체를 응축하여 1차 오일을 생성하는 응축부를 포함하며, 상기 가열부는 적어도 일부 구역이 제1가열방식으로 가열되어 투입된 고체상태의 원료를 연화하기 위한 제1이송로 및 적어도 일부 구역이 제2가열방식으로 가열되어 상기 제1이송로로부터 이송되는 연화된 원료를 기화시켜 상기 기체를 생성하기 위한 제2이송로 및 제3이송로를 포함하고, 상기 제2이송로 및 상기 제3이송로는 각각 초입부에 비해 말단부의 높이가 소정 높이만큼 높아지도록 경사 구조를 형성하며, 이송로 내의 액상이 배출구로 낙하하는 것을 방지하기 위한 방지턱을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템 및 그 방법{Waste plastic emulsification system with improved heating and reduction efficiency}

본 발명은 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐플라스틱이 포함된 원료를 가열, 열처리하여 오일을 생산하는 폐플라스틱 유화 시스템에서, 상기 원료의 가열을 위해 고주파 유도 가열방식과 마이크로 웨이브에 감응하여 발열하는 마이크로 웨이브 감응형 발열장치를 이용한 마이크로 웨이브 가열방식을 함께 사용함으로써, 고체상태의 원료는 고주파 유도 가열방식을 통해 상대적으로 빠르게 연화시키고, 이후 감융/용융 공정에서는 마이크로 웨이브 가열방식을 통해 전력소모를 감소시킬 수 있도록 함으로써, 폐플라스틱 유화 시스템의 효율을 향상시킬 수 있으면서도 고순도 탄소 슬러지를 생산할 수 있도록 하는 기술적 사상에 관한 것이다.

폐플라스틱을 재활용하여 사용하거나, 폐플라스틱으로부터 재생 에너지를 생성하기 위한 기술적 사상이 활발히 연구되고 있다.

일반적으로, 폐플라스틱을 열분해하여 화학적으로 재활용하기 위한 종래의 폐플라스틱 유화 시스템은, 고체상태인 폐플라스틱을 분쇄기를 통해 파쇄하고 열을 가하는 가열로와 가스분류조 등으로 구성되어, 분쇄된 폐플라스틱을 용융한 후 열분해하는 방식이 사용되고 있다.

이처럼 폐플라스틱을 열분해하는 경우, 원료(즉, 폐플라스틱)를 가열하여 이를 각종 유기가스(기체)로 기화시킨 후, 상기 기체를 종류별로 응축하며 연화시킴으로써 폐플라스틱으로부터 오일을 생산할 수 있다.

이때, 상기 원료가 가열되는 가열로에서, 종래에는 주로 전기 에너지를 열 에너지로 전환하는 발열소재, 특히 전기 코일 등을 이용한 유도 발열이 많이 이용되어 상기 가열로를 가열함으로써 원료를 감융 또는 용융시키고 있다.

그러나 이처럼 전기 코일을 이용하는 경우, 상대적으로 빠른 가열은 가능하지만 전기소모량이 크고 이에 따른 비용소모가 늘어나는 문제점이 있다. 이에 모든 공정에서 유도 가열을 사용하기에는 부담이 늘어날 수 있다.

한편 최근들어 마이크로 웨이브에 감응하여 발열할 수 있는, 마이크로 웨이브 감응형 발열장치들이 알려지고 있다. 이러한 마이크로 웨이브 감응형 발열장치들은, 다양한 형상으로 성형이 가능하고 내열 충격성과 발열량 또한 우수한 특성을 가지면서, 종래의 전기 코일 등에 비해 전력소모량도 상대적으로 극히 적어 그 사용도가 점차 높아지는 상황이다.

하지만 이러한 마이크로 웨이브 감응형 발열장치를 이용하는 마이크로 웨이브 가열방식은 상술한 유도 발열에 비해 가열 속도가 느리기에, 초반 공정에서 고체상태의 원료를 감융/용융이 가능하도록 연화시키는데까지 시간이 많이 소요되어 공정 속도가 저하될 수 있는 문제가 있다.

따라서 비록 전력소모량은 비교적 많지만 상대적으로 급속 가열이 가능한 고주파 유도 발열방식과, 전력소모량이 비교적 적은 마이크로 웨이브 가열방식을 적절히 이용하여, 폐플라스틱 유화 시스템의 효율을 크게 향상시킬 수 있는 기술적 사상이 요구된다.

또한 원료의 감융/용융 과정에서 발생하는 슬러지가 높은 순도의 탄소를 포함할 경우 다양한 재활용(예컨대, 고무생산 등)이 가능한데, 이송로 내에서 유증기가 외부로 배출되지 못하거나 기체상태로 변화하지 못하는 경우에 유분이 포함된 액상이 이송로 내에서 연소되거나 슬러지에 포함될 경우 유증기의 품질이 낮아지거나 탄소순도 면에서 품질이 낮은 슬러지가 배출되는 문제점이 있어서 이를 해결할 수 있는 기술적 사상이 요구된다.

또한 원료로 생산되는 각각의 플라스틱은 열분해 환원에 적합한 온도에서 열분해가 되어야 품질좋은 재생유가 획득될 수 있다. 하지만 유화를 위한 유화시스템의 원료가 되는 폐플라스틱에는 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼재되어 있는데, 플라스틱의 종류 별로 서로 다른 열특성을 가지고 있다는 문제점이 있다. 예컨대, 녹는점, 발화점, 열분해 온도 등의 열특성이 서로 다른 플라스틱들(예컨대, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리아미드, PVC 등)이 섞인 대량의 폐플라스틱이 가열로에 투입되게 되는 경우, 각각 플라스틱의 종류별로 적합한 온도에서 열분해가 이루어질 수 있도록 하는 것이 중요할 수 있다.

또한, 가열로 내에서 일정한 기류가 형성되지 않으면 열분해를 통해 발생한 유증이 가열로에서 탄화되어 재생유의 품질이 현격히 낮아질 수 있고, 생산량의 저하도 가져오는 문제점이 있다

한국등록특허(등록번호 10-1026202, "폐플라스틱용 열분해 유화장치")

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 비록 전력소모량은 비교적 많지만 상대적으로 급속 가열이 가능한 고주파 유도 발열방식과, 전력소모량이 비교적 적은 마이크로 웨이브 가열방식을 적절히 이용하여, 폐플라스틱 유화 시스템의 효율을 크게 향상시킬 수 있는 기술적 사상을 제공하는 것이다.

또한, 이송로 내에서 유분 액상 원료의 연소 또는 슬러지에 포함되는 것을 방지하고 감융/용융 효율을 높이기 위한 기술적 사상을 제공하는 것이다.

또한, 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼재된 폐플라스틱이 원료로 투입되는 경우에도 품질 좋은 재생유를 생산할 수 있는 기술적 사상을 제공하는 것이다.

또한, 발생한 유증기가 원활히 배출되지 못하는 경우에 가열로 내부에서 유증기가 탄화되는 현상을 줄일 수 있는 기술적 사상을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은 폐플라스틱을 포함하는 원료가 이송되는 적어도 하나의 이송로를 포함하며, 상기 원료를 가열하기 위한 가열부 및 상기 가열부의 가열을 제어하기 위해 한 제어 시스템을 포함하며, 상기 가열부에 의해 가열된 원료로부터 생성되는 기체를 응축하여 1차 오일을 생성하는 응축부를 포함하며, 상기 가열부는 적어도 일부 구역이 제1가열방식으로 가열되어 투입된 고체상태의 원료를 연화하기 위한 제1이송로 및 적어도 일부 구역이 제2가열방식으로 가열되어 상기 제1이송로로부터 이송되는 연화된 원료를 기화시켜 상기 기체를 생성하기 위한 제2이송로 및 제3이송로를 포함하고, 상기 제2이송로 및 상기 제3이송로는 각각 초입부에 비해 말단부의 높이가 소정 높이만큼 높아지도록 경사 구조를 형성하며, 이송로 내의 액상이 배출구로 낙하하는 것을 방지하기 위한 방지턱을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은 상기 제1이송로와 상기 제2이송로를 연결하며 상기 제1이송로에서 연화된 상기 연화된 원료를 상기 제2이송로로 이동시키는 제1이동통로 및 소정의 기체를 상기 제1이동통로 상의 소정의 위치에 주입하기 위한 기체라인을 더 포함하며, 상기 기체라인은 상기 가열부의 운용이 시작되면 상기 운용시간 동안 지속적으로 상기 기체를 주입하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은 소정의 기체를 상기 제2이송로의 초입부의 소정 위치에 주입하기 위한 기체라인을 더 포함하며, 상기 기체라인은 상기 가열부의 운용이 시작되면 상기 운용시간 동안 지속적으로 상기 기체를 주입하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 기체는 시간당 상기 원료의 부피대비 1% 내지 10%의 양으로 주입되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제2이송로 및 상기 제3이송로 각각은 개별적으로 가열이 제어될 수 있는 복수의 구역들로 구분되며, 각각의 구역들은 초입구간부터 이송방향을 따라 말단구간으로 갈수록 점차 높은 온도구간을 가지도록 가열이 수행되며, 상기 제3이송로의 초입구간에 상응하는 구역은 제2이송로의 각 구역들에 비해 높은 온도구간을 가지도록 가열되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제어시스템은 복수의 운용모드들 중 어느 하나를 선택적으로 운영하되, 상기 운용모드들 별로 상기 제2이송로 및 상기 제3이송로 각각에 포함된 복수의 구역들 각각의 온도구간이 다르게 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 복수의 운용모드들은 복수의 원료 종류들에 따라 각각 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 일 측면에 따른 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은 폐플라스틱을 포함하는 원료가 이송되는 적어도 하나의 이송로를 포함하며, 상기 원료를 가열하기 위한 가열부 및 상기 가열부의 가열을 제어하기 위해 한 제어 시스템을 포함하며, 상기 가열부에 의해 가열된 원료로부터 생성되는 기체를 응축하여 1차 오일을 생성하는 응축부를 포함하며, 상기 가열부는 적어도 일부 구역이 가열되어 투입된 고체상태의 원료를 연화하기 위한 제1이송로 및 적어도 일부 구역이 가열되어 상기 제1이송로로부터 이송되는 연화된 원료를 기화시켜 상기 기체를 생성하기 위한 적어도 하나의 이송로를 포함하고, 상기 적어도 하나의 이송로 중 적어도 하나는 초입부에 비해 말단부의 높이가 소정 높이만큼 높아지도록 경사 구조를 형성하며, 이송로 내의 액상이 배출구로 낙하하는 것을 방지하기 위한 방지턱을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 일 측면에 따른 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은 폐플라스틱을 포함하는 원료가 이송되는 적어도 하나의 이송로를 포함하며, 상기 원료를 가열하기 위한 가열부 및 상기 가열부의 가열을 제어하기 위해 한 제어 시스템을 포함하며, 상기 가열부에 의해 가열된 원료로부터 생성되는 기체를 응축하여 1차 오일을 생성하는 응축부를 포함하며, 상기 가열부는 개별적으로 가열이 제어될 수 있는 복수의 구역들로 구분되는 적어도 하나의 이송로를 포함하며, 각각의 구역들은 초입구간부터 이송방향을 따라 말단구간으로 갈수록 점차 높은 온도구간을 가지도록 가열이 수행되며, 상기 제어시스템은 복수의 운용모드들 중 어느 하나를 선택적으로 운영하되, 상기 운용모드들 별로 상기 적어도 하나의 이송로로 각각에 포함된 복수의 구역들 각각의 온도구간이 다르게 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상에 의하면, 비록 전력소모량은 비교적 많지만 상대적으로 급속 가열이 가능한 고주파 유도 발열방식과, 전력소모량이 비교적 적은 마이크로 웨이브 가열방식을 적절히 이용하여, 폐플라스틱 유화 시스템의 효율을 크게 향상시킬 수 있고, 한 번에 처리가능한 원료의 양을 늘릴 수 있어 폐플라스틱 유화 시스템의 대형화가 가능한 효과가 있다.

또한, 이송로의 경사 구조 형성 및 방지턱을 통해 유분 액상의 연소 및/또는 슬러지로의 유입 방지를 수행하고 감융/용융 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼재된 폐플라스틱이 원료로 투입되는 경우에도 용이하게 커스터망징된 가열공정을 선택적으로 수행할 수 있어서 품질좋은 재생유를 생산할 수 있는 효과가 있다.

또한, 가열로 내부로 가열로의 운전 중에 소정의 기체를 지속적으로 주입함으로써 가열로 내부에 기류를 인위적으로 형성시킴으로써, 열분해로 발생한 유증기가 원활히 배출되지 못하는 경우에 가열로 내부에서 유증기가 탄화되는 현상을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연속시 폐플라스틱 유화 시스템의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가열부의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가열부에 적용될 가열방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이송로의 이중 스크류 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가열부의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 웨이브 발신장치와 마이크로 웨이브 감응형 발열장치를 개략적으로 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시스템의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 전처리부의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 운영모드들을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템을 통해 배출되는 슬러지의 성분분석 결과를 나타내는 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 폐플라스틱 유화 시스템의 개략적인 구성을 나타내며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가열부의 개략적인 구성을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 폐플라스틱 유화 시스템(100, 이하, 유화 시스템이라 함)은 가열부(120)를 포함한다. 상기 유화 시스템(100)은 응축부(130), 정제부(140), 및/또는 상기 가열부(120)의 가열 여부 및/또는 가열 온도를 제어하기 위한 제어 시스템(150)을 더 포함할 수 있다.

폐플라스틱이 포함된 원료는 상기 전처리부(110)를 통해 분쇄되고, 철 성분의 이물질을 제거한 뒤, 수분이 제거된 상태에서 상기 가열부(120)로 투입될 수 있다. 이를 위한 상기 전처리부(110)의 구성이 도 9에 도시된다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 전처리부의 개략적인 구성을 나타낸다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전처리부(110)는 고체상태의 상기 원료(폐플라스틱이 포함된 원료)를 분쇄하기 위한 분쇄/파쇄기(111), 분쇄/파쇄기(111)에 의해 분쇄된 원료에서 철 성분의 이물질을 제거하기 위한 마그네틱 드럼(112), 및 건조장치(113)를 포함할 수 있다. 상기 마그네틱 드럼(112)에서 플라스틱 성분이 아닌, 철 성분의 이물질이 제거될 수 있다.

이처럼 상기 마그네틱 드럼(112)에서 철 성분의 이물질이 제거된 상기 원료는 건조장치(113)로 이송되어 습기가 제거될 수 있다. 이때, 상기 건조장치(113)는 예를 들어 온풍을 이용하여 상기 원료를 건조시킬 수 있다.

그리고 상기 가열부(120)에 포함된 이송로들의 가열공정이 수행될 수 있다. 상기 이송로들을 따라 이송되는 상기 원료는 가열되어 감융 및/또는 용융될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 연속 공정 중 상기 원료에 공기 접촉을 방지하기 위해, 상기 원료의 이송로에 소정의 기체(예컨대, 질소)를 채워 미리 산소를 제거할 수도 있다. 상기 원료의 이송과정 중 공기가 접촉되거나 산소의 비율이 높은 경우, 후술할 상기 가열부(120)를 통해 상기 원료가 가열되면 폭발의 위험이 있어, 상기 이송로에서의 공기층(산소)을 제거하는 것이 중요할 수 있다.

한편 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 가열부(120)는 고체상태로 분쇄되어 투입되는 원료를 가열하여 연화시키기 위한 연화부와, 연화된 상태의 연료를 재차 가열하여 기화시키기 위한 기화부로 구분될 수 있다. 본 명세서에서 상기 연화부 및 상기 기화부는 반드시 어떠한 별개의 구성이나 장치들을 의미한다기 보다, 원료가 가열되고 이송되도록 구비되는 복수 개의 이송로들을 편의상 구분하기 위한 의미일 수 있다. 물론, 구현 예에 따라서는 상기 연화부 및 상기 기화부가 별도의 장치들로 구분되어 구현될 수도 있다.

또한 본 명세서에서 원료가 연화된다고 함은 상기 원료가 가열로 인해 연화되며 젤 형태의 물성으로 변화하는 상태를 포함하는 의미일 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 연화부 및/또는 상기 기화부는 상기 원료가 가열 및 이송될 수 있는 이송로가 각각 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 연화부는 제1이송로(121)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 기화부는 적어도 두 개의 이송로 즉, 제2이송로(122) 및 제3이송로(123)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 가열부(120)의 구성을 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 가열부(120)는 이송로의 경사 구조 형성 및 방지턱을 통해 유분 액상의 연소 및/또는 슬러지로의 유입 방지를 수행하는 특징을 가질 수 있다. 이러한 특징을 통해 유분 액상이 이송로에서 연소되거나 슬러지(잔사)로 유입되는 경우에는 유증기의 품질 뿐만 아니라 슬러지의 탄소순도 면에서 품질이 현격히 낮아질 수 있으므로 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 이러한 특징은 이송로를 이송방향으로 갈수록 이송로가 높아지도록 경사구조를 가짐과 동시에 이송로의 배출구 전단에 방지턱을 형성함으로써 달성될 수 있다.

또한 상기 가열부(120)는 이송로 각각이 개별적으로 가열이 제어될 수 있는 복수의 구역(zone)를 구비하며, 복수의 구역별 가열공정이 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼재된 폐플라스틱이 원료로 투입되는 경우에도 용이하게 커스터마이징될 수 있도록 선택적으로 운영모드를 결정할 수 있어서 품질좋은 재생유를 생산할 수 있는 특징이 있다.

또한, 가열로 내부로 가열로의 운전 중에 소정의 기체(예컨대, 질소)를 지속적으로 주입함으로써 가열로 내부에 기류를 인위적으로 형성시킴으로써, 열분해로 발생한 유증기가 원활히 배출되지 못하는 경우에 가열로 내부에서 유증기가 탄화되는 현상을 줄일 수 있는 특징이 있다.

이러한 특징을 가지는 가열부의 구조를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가열부의 개략적인 구성을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유화시스템(100)에서 상기 가열부(120)는 제1이송로(121), 제2이송로(122), 및 제3이송로(123)를 포함하여 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 제1이송로(121)는 고체상태의 원료를 빠르게 연화시키기 위한 연화부로, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)는 연화된 원료를 계속 가열하면서 기화시키기 위한 기화부로 구분될 수 있다.

도면에는 상기 가열부(120)가 총 3개의 이송로 즉, 제1이송로(121), 제2이송로(122) 및 제3이송로(123)를 포함하는 경우가 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 상기 연화부에 복수 개의 이송로들이 구비되어 있을 수도 있고, 상기 기화부는 하나의 이송로만 구비되거나, 또는 상기 기화부에 3개 이상의 복수 개의 이송로들이 구비되어 있을 수도 있다. 이러한 경우에도 후술할 본 발명의 기술적 사상이 동일하게 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 평균적인 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이하 본 명세서에서는 전술한 바와 같이 상기 가열부(120)에 3개의 이송로들 즉, 상기 제1이송로(121), 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)가 구비된 경우를 예로 들어 설명하도록 한다.

상기 연화부로 구분되는 상기 제1이송로(121)에서는 고체상태로 투입된 원료를 가급적 빠른 시간 내에 연화시킬 수 있도록 하며, 이후 기화부 즉, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)에서 연화된 원료를 계속 가열하면서 기화시켜 1차 오일 생성을 위한 기체를 수집하도록 구현될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1이송로(121)의 적어도 일부 구역은 소정의 제1가열방식에 의해 가열될 수 있으며, 상기 제2이송로(122) 및/또는 상기 제3이송로(123)의 적어도 일부 구역은 상기 제1가열방식과는 다른 소정의 제2가열방식에 의해 가열될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제1가열방식은 고주파 유도를 이용한 고주파 유도 가열방식일 수 있으며, 상기 제2가열방식은 마이크로 웨이브를 이용한 마이크로 웨이브 가열방식일 수 있다.

다른 실시 예에 의하면, 제1이송로(121)는 고주파 가열방식으로 가열을 수행하고, 제2이송로(122)는 칸탈(또는 히터)방식으로 가열을 수행하며, 제3이송로(123)는 마이크로웨이 가열방식을 이용할 수도 있다. 다양한 실시 예가 가능할 수 있다.

고주파 유도 가열은 전자유도작용을 이용하여 코일에 교류전류를 흘려 교번자속이 발생하도록 함으로써 피가열물에 유도전류(와전류)가 흐르도록 하고, 이 유도전류에 의해 줄열이 발생, 이를 이용하여 가열이 수행되는 것을 의미할 수 있다. 이러한 고주파 유도 가열과 관련한 기술적 사상은 이미 널리 공지되어 있으므로, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하도록 한다. 이하, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 코일에 전류를 흘려 발생하는 전자유도작용을 이용해 가열을 수행하는 방식을 고주파 유도 가열방식이라 칭하도록 한다.

이와 같은 고주파 유도 가열방식의 경우, 다른 방식에 비해 피가열물에 급속 가열이 가능할 수 있어, 고체상태의 원료를 비교적 빠르게 연화하기 위한 상기 연화부에 적합할 수 있다. 다만 고주파 유도 가열의 경우 후술할 마이크로 웨이브를 이용한 마이크로 웨이브 가열방식이나 종래의 일반적인 밴드 히터, 기타 열원들에 비해 상대적으로 에너지 소모가 큰 편이지만, 가열 효율이 뛰어나 전술한 바와 같이 급속 가열이 가능하게 되어 폐플라스틱 유화 공정의 전체적인 효율이 향상될 수 있는 효과를 가질 수 있다.

이러한 고주파 유도 가열을 위해, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 제1이송로(121)에는 전자유도를 위한 코일이 미리 구비되어 있을 수 있다. 또한, 상기 코일에 전류를 흘려보내기 위한 소정의 전원 시스템이 구비되어 있을 수 있다. 유도 가열을 위한 전원 시스템에 대해서는 이미 공지된 사항이므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편 상기 기화부 즉, 상기 제2이송로(122) 및 제3이송로(123)는 상기 연화부 즉, 상기 제1이송로(121)와 다른 방식으로 가열이 이루어질 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)는 마이크로 웨이브를 이용한 마이크로 웨이브 가열방식이 적용될 수 있다. 이하 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 후술할 바와 같이 소정의 마이크로 웨이브 감응형 발열장치 및/또는 마이크로 웨이브 발신장치를 이용하여 소정의 피가열체(예컨대, 이송로들)를 가열하는 방식을 마이크로 웨이브 가열방식으로 칭하도록 한다.

이를 위해, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123) 즉, 상기 기화부에는 마이크로 웨이브 감응형 발열장치와 마이크로 웨이브 발신장치가 구비될 수 있다.

상기 마이크로 웨이브 발신장치는 상기 제어 시스템(150)에 의해 제어될 수 있으며, 상기 마이크로 웨이브 발신장치로부터 발신되는 마이크로 웨이브에 의해 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치가 반응하면서 가열되고, 가열되는 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치에 의해 상기 제2이송로(122) 및/또는 상기 제3이송로(123)가 각각 가열될 수 있다. 이러한 마이크로 웨이브 방식에 대해서는 다시 후술하도록 한다.

상기 가열부(120)는 각각의 이송로들(121, 122, 123)을 연결하며 원료의 이동통로가 되는 제1이동통로(30) 및 제2이동통로(31)가 구비될 수 있다.

상기 제1이동통로(30)는 상기 제1이송로(121)의 배출구와 상기 제2이송로(122)의 투입구를 연결하며 상기 제1이송로(121)에서 연화된 상기 연화된 원료를 상기 제2이송로(122)로 이동시킬 수 있다.

상기 제2이동통로(31)는 상기 제2이송로(122)의 배출구와 상기 제3이송로(123)의 투입구를 연결하며 상기 제2이송로(122)에서 가열된 원료를 상기 제3이송로(123)로 이동시킬 수 있다.

그리고 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 유화시스템(100)의 가열부(120)는 소정의 기체공급원으로부터 가열부(120)의 소정의 위치에 기체를 공급할 수 있는 기체라인(40, 41)을 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 의하면, 유화시스템(100)의 가열부(120)를 운용하기 전에 공기를 가열로 내부에서 배출한 후 가열부(120)를 운용할 수 있다. 이를 위해 소정의 기체(예컨대, 질소)를 주입하여 상기 기체로 가열로를 채운 후 가열로를 운용할 수 있다.

이는 가열부(120)의 각 이송로 내부에 산소가 존재하는 경우, 유증기 또는 플라스틱의 탄소와 결합하여 대량의 폐가스가 생산될 수 있고, 재생유의 품질저하가 발생할 수 있으며, 재생유가 검은색을 띄게 될 수 있기 때문이다.

또한 단일 분자로 이루어진 기체(예컨대, 질소)로 이송로들을 채우는 경우에는 이송로(122, 123) 내에서 기류가 잘 형성되지 않을 수 있으며, 이러한 경우는 발생한 유증기가 상부로 잘 배출되지 않고 가열로 내에서 탄화되는 경우가 발생할 수 있다.

이를 위해 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 유화시스템(100)에는 상기 기체(예컨대, 질소)를 지속적으로 미량 주입하여 인위적인 기류를 형성시킴으로써 발생된 유증기가 잘 배출될 수 있도록 한다.

일 예에 의하면, 원료의 부피 대비 1~10%의 양을 시간당 지속적으로 투입하는 경우, 가장 유증기의 배출이 원활하였고 이를 통해 재생유의 품질도 높아질 수 있었다.

또한, 가열로의 운용 전에 투입한 기체(예컨대, 질소)와 동일한 기체를 주입함으로써 혹시 서로 다른 종료의 기체가 반응하는 위험을 낮출 수 있다.

상기 기체는 질소인 경우를 예시적으로 설명하고 있지만, 이에 국한되지는 않으며 반응성이 낮은 기체가 이용될 수 있다.

이를 위해 상기 유화시스템(100)에는 기체탱크 또는 기체발생기가 구비될 수 있고, 상기 기체탱크 또는 기체발생기와 상기 가열부의 소정의 위치를 연결하는 기체라인(40, 41)이 구비될 수 있다

상기 소정의 위치는 상기 제1이동통로(30) 상의 소정의 위치일 수 있으며, 제1이동통로(30)에 상기 기체를 주입할 수 있는 위치에 상기 기체라인(40)이 연결될 수 있다. 다른 실시 예에 의하면, 상기 소정의 위치는 제2이송로(122)의 초입부일 수 있다. 예컨대, 도면에서 상기 제2이송로(122)의 좌측면과 기체라인(41)이 연결될 수 있으며, 상기 기체라인(40, 41)은 상기 가열부의 운용이 시작되면 상기 운용시간 동안 지속적으로 상기 기체를 주입할 수 있다.

상기 기체라인(40, 41)이 상기 제1이동통로(30) 및/또는 상기 제2이송로(122)의 초입부에 연결되는 것은, 제1이송로(121)는 유증기 즉, 기체가 발생하지 않기 ??문에 제2이송로(122)의 전단에서 기체를 주입하여 인위적으로 기류를 생성하는 것이 효과적이기 때문이다. 물론상기 기체라인(40, 41)을 통해 주입되는 기체에 의해 제3이송로(123)에도 기류가 형성될 수 있다.

한편, 상기 연화부 즉, 상기 제1이송로(121)에 적용되는 고주파 유도 가열방식과, 상기 기화부 즉, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)에 적용되는 마이크로 웨이브 방식은 전술한 바와 같이 각각의 특징과 장단점이 존재한다. 이에 대해 도 3을 참조하여 간략하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가열부에 적용될 가열방식을 설명하기 위한 도면이다.

먼저 도 3a는 마이크로 웨이브를 이용한 가열방식을 설명하기 위한 도면으로, 후술할 바와 같이 이송로의 표면 혹은 하우징(124)에 구비되는 마이크로 웨이브 감응형 발열장치가 먼저 가열되면서 이송로의 표면 혹은 하우징(124)을 가열하게 되고, 이에 따라 이송로의 내부가 가열되면서 내부에서 이송되는 원료가 가열될 수 있도록 구현될 수 있다.

도 3b에 도시된 고주파 유도 가열방식의 경우, 이송로의 표면 혹은 하우징(124)뿐 아니라 내부 강재(125)의 발열까지도 유도할 수 있어 발열 표면적이 상대적으로 넓어질 수 있다. 따라서 고주파 유도 가열방식은 마이크로 웨이브를 이용한 방식에 비해 상대적으로 급속 가열이 가능하며, 이에 따라 상대적으로 빠른 시간 내에 대량의 원료를 연화시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.

하지만 전술한 바와 같이, 고주파 유도 가열방식의 경우 상기 마이크로 웨이브 방식에 비해 에너지의 소모량이 많아 자칫하면 폐플라스틱 유화 시스템(100)의 전반적인 공정 전체 효율이 저하될 수 있는 위험이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 가열부(120)로 고체상태의 원료가 처음 투입되는 상기 연화부 즉, 상기 제1이송로(121)에 비교적 급속 가열이 가능한 고주파 유도 가열방식을 적용하여 비교적 빠르게 고체상태의 원료를 연화시키고, 이후 공정(예컨대, 감융/용융 공정)이 진행되는 상기 기화부 즉, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)에서는 상대적으로 에너지 소모가 적은 마이크로 웨이브 방식을 적용하도록 함으로써, 폐플라스틱 유화 시스템(100) 전체 공정의 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 할 수 있다.

한편 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 가열부(120)는 서로 다른 온도구간을 가지는 공정들을 통해 상기 원료를 가열함으로써, 원료의 연화, 감융/용융이 보다 원활하고 효율적으로 이루어질 수 있는 효과를 가질 수 있다.

본 명세서에서 감융이라 함은, 고체상태인 원료가 가열되어 연화되는 과정, 또는 일정 수준 연화되어 젤 상태인 원료를 비교적 낮은 온도구간에서 가열하는 과정을 포함하는 의미일 수 있다. 예컨대, 상기 원료의 감융은 상기 제1이송로(121) 및 상기 제2이송로(122)에서 진행되거나, 또는 상기 제2이송로(122)에서 진행되는 공정을 의미할 수 있다.

또한 용융이라 함은 상기 감융된(연화된) 원료를 상대적으로 높은 온도구간에서 다시 가열하는 과정을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 연화부 및/또는 상기 기화부의 제2이송로(122)에서 감융된 원료가 상기 기화부의 제3이송로(123)로 이송되어 용융되는 경우, 상기 제3이송로(123)는 상기 제2이송로(122)에 비해 상대적으로 고온인 온도구간에서 가열될 수 있다. 이러한 경우, 용융된 원료는 감융된 원료에 비해 상대적으로 연화 또는 연화가 더 진행된 상태일 수 있다.

이러한 경우, 도면에 도시된 바와 같이 감융이 진행되는 상기 제2이송로(122)에서는 다양한 성분을 가진 원료들 중, 녹는점이 상대적으로 낮은 성분을 가진 원료가 먼저 기화되어 상기 응축부(130)로 공급될 수 있다. 그리고 상기 제3이송로(123)에서 상기 제2이송로(122)에 비해 높은 온도구간에서 가열되며 용융이 진행되면서, 원료들 중 상대적으로 녹는점이 높은 성분의 원료까지 기화되어 상기 응축부(130)로 기체가 공급될 수 있다.

이처럼 각 공정별 온도구간을 다르게 하는 것은, 연화된 연료 중 상대적으로 녹는점이 낮은 성분의 원료가 급격한 가열로 인해 미처 기화되지 못하고 탄화되는 것을 방지하기 위함일 수 있다.

한편, 각 이송로들(121, 122, 123)은 개별적으로 온도제어가 가능한 복수의 구역들(Z1~Z10)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 제1이송로(121)는 두 개의 구역(Z1, Z2)를 포함하고, 제2이송로(122)는 4개의 구역들(Z3, Z4, Z5, Z6)을 포함하며, 제3이송로(123)는 4개의 구역들(Z7, Z8, Z9, Z10)을 포함할 수 있다.

각 구역들별로 별개의 가열수단(고주파 가열, 히터, 및/또는 마이크로웨이브)이 구비될 수 있고, 별개의 가열수단들을 제어시스템이 각각 제어함으로써 구역들별로 개별적인 온도제어가 가능할 수 있다.

그리고 상기 유화시스템(100)은 복수의 운용모드들을 제공할 수 있으며, 각각의 운용모드에 따라 각 구역들별로 서로 다른 온도구간이 미리 설정되어 있을 수 있다.

왜냐하면 한편, 각각의 플라스틱은 열분해 환원에 적합한 온도에서 열분해가 되어야 품질좋은 재생유가 획득될 수 있는데 유화를 위한 유화시스템의 원료가 되는 폐플라스틱에는 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼재되어 있는데, 플라스틱의 종류 별로 서로 다른 열특성을 가지고 있다는 문제점이 있다. 예컨대, 녹는점, 발화점, 열분해 온도 등의 열특성이 서로 다른 플라스틱들(예컨대, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리아미드, PVC 등)이 섞인 대량의 폐플라스틱이 가열로에 투입되게 되는 경우, 각각 플라스틱의 종류별로 적합한 온도에서 열분해가 이루어질 수 있도록 하는 것이 중요할 수 있다.

따라서 복수의 원료 종류들에 따라 서로 대응되는 운용모드들이 설정되어 있을 수 있다. 예컨대, 원료가 폐낚시줄이 주된 것인 경우에는 제1운용모드로 운용되도록 유화시스템(100)이 운용되도록 설정될 수 있다. 예컨대 원료가 폐타이어가 주된 것인 경우에는 제2운용모드로 유화시스템(100)이 운용되도록 설정될 수 있다. 기타 원료의 주된 성분이 어떤 것인지에 따라 복수의 운용모드들 중 어느 하나가 선택될 수 있고, 유화시스템(100)에는 해당 주된 성분에 적합한 각 구역들(Z1 내지 Z10)별 온도구간이 미리 설정되어 있을 수 있다.

물론 서로 다른 운용모드 각각별로 각 구역들(Z1 내지 Z10)별 온도구간이 서로 다르게 설정되어 있을 수 있다.

각 구역들(Z1 내지 Z10)별 온도구간이 다르게 설정되어 있다고 함은, 반드시 각 구역들(Z1 내지 Z10) 전체가 운용모드별로 다르게 설정되어야 한다는 것은 아니며, 구역들(Z1 내지 Z10) 중 적어도 1개 이상의 온도구간이 달리 설정되는 것을 포함하는 의미할 수 있다.

상기 유화시스템(100)은 운용주체가 선택할 수 있는 소정의 인터페이스(예컨대, 대시보드, 단추 등)가 구비될 수 있고, 운용주체는 상기 인터페이스를 통해 복수의 운용모드들 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 그러면 선택된 운용모드에 설정된 각 구역들(Z1 내지 Z10)별 온도구간대로 가열부(120)의 가열이 이루어지며 운용될 수 있다.

따라서 운용주체는 원료의 종류를 확인하고 이에 대응되는 운용모드를 선택함으로서 원료별로 적합한 각 구역들(Z1 내지 Z10)별 온도구간을 개별적으로 설정하지 않고도 간편하게 품질좋은 재생유를 생산할 수 있는 효과가 있다.

구현 예에 따라, 상기 기화부에 포함되는 상기 제2이송로(122)는 감융장치로, 상기 제3이송로(123)는 용융장치로 구분할 수도 있다. 이하 본 명세서에서는 상기 제2이송로(122)가 상기 감융장치로 구분되고, 상기 제3이송로(123)가 상기 용융장치로 구분되는 경우를 예로 들어 설명하며 각각의 명칭을 혼용할 수 있지만, 본 발명의 권리범위가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 구현 예에 따라서는 상기 제2이송로(122)가 상기 용융장치로 구분되고, 상기 제3이송로(123)가 상기 감융장치로 구분될 수도 있다.

한편 전술한 바와 같이, 상기 가열부(120)는 전술한 바와 같이 각각의 공정이 진행되는 이송로들 별로 서로 다른 온도구간을 가지도록 구현될 수도 있지만, 하나의 이송로에서도 온도구간이 서로 다른 구역들을 가지도록 구현될 수도 있다.

이하, 본 명세서에서 어느 특정 온도구간(예컨대, 제2온도구간)이 다른 온도구간(예컨대, 제1온도구간)에 비해 높은 온도를 가진다고 함은, 상기 제1온도구간 전체의 평균 온도에 비해 상기 제2온도구간 전체의 평균온도가 상대적으로 높은 것을 의미할 수 있다. 다만, 상기 제2온도구간의 전체 구간이 상기 제1온도구간 중 최고온도구간에 비해 반드시 항상 높은 온도를 가지는 것을 의미하는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 제2온도구간 전체의 평균 온도는 상기 제1온도구간 전체의 평균 온도에 비해 높을 수 있으나, 상기 제2온도구간 중 일부 구간(구역)에서는 상기 제1온도구간 중 일부 구간(구역)의 온도와 동일 또는 유사한 온도를 가질 수도 있고, 구현 예에 따라서는 상기 제2온도구간 중 일부 구간(구역)의 온도가 상기 제1온도구간의 일부 구간(구역)에 비해 낮은 온도를 가질 수도 있다.

예를 들어, 상기 제1온도구간은 약 50℃ 내지 약 300℃ 사이의 온도범위를 가질 수 있으며, 상기 제2온도구간은 약 250℃ 내지 약 700℃ 사이의 온도범위를 가지도록 구현될 수 있다.

다시 말하면, 상기 제1온도구간 및 상기 제2온도구간은 전체적인 평균온도에서 상기 제2온도구간이 상기 제1온도구간에 비해 상대적으로 높은 온도일 수 있으나, 각 온도구간의 일부분은 서로 중첩되는 온도로 가열될 수 있다.

예컨대, 상기 제2온도구간은 적어도 250℃ 이상의 온도를 가질 수 있으며, 최고온도 구간에서 약 600℃ ~ 700℃까지 가열될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제2온도구간에서의 최저온도 구간은 약 260℃의 온도를 가질 수 있다. 일 예에서, 상기 제2온도구간은 상기 기화부 중에서도 용융장치로 구분되는 상기 제3이송로(123)에 적용되는 온도구간일 수 있다. 이때 상기 제3이송로(123)의 초입부는, 전술한 감융장치 즉, 상기 제2이송로(122)의 말단부에서 감융되던 원료가 투입되는 부분일 수 있으며, 이에 따라 상기 제3이송로(123)의 초입부는 상기 제2이송로(122)의 말단부(즉, 제1온도구간의 최고온도 구간)와 동일 또는 유사하거나, 낮은 온도로 가열될 수 있다.

한편 전술한 바와 같이, 상기 가열부(120)는 각각의 이송로 및/또는 각각의 이송로에서도 각 구역별(예컨대, Z1 ~ Z10)로 서로 다른 온도구간을 가지도록 하여 상기 원료를 단계별로 가열함으로써, 상기 원료의 급격한 탄화를 방지하고 보다 효율적인 감융/용융이 이루어지도록 할 수 있다.

예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 가열부(120)는 상기 제1이송로(121), 상기 제2이송로(122), 및 상기 제3이송로(123)를 순차적으로 거치면서 원료가 이송되도록 구현될 수 있다. 이때, 각각의 이송로에서는 구역별(예컨대, Z1 ~ Z10)로 가열 온도의 온도구간을 다르게 하여 원료가 단계적으로 가열될 수 있도록 할 수 있다. 이러한 단계별 가열을 통해 열분해온도가 상대적으로 낮은 플라스틱이 먼저 안정적으로 기화될 수 있도록 하는 효과가 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 가열부(120)에 포함되는 상기 연화부 즉, 상기 제1이송로(121)는 전술한 상기 전처리부(110)로부터 이송되어 일 단부에 투입되는 상기 원료가, 상기 제1이송로(121) 내부에 구비되는 스크류의 회전에 의해 타 단부로 이송되면서 연화(또는 감융)될 수 있다. 이때에는 도 2에 도시된 제1이송로(121)의 제1구역(Z1) 및 제2구역(Z2)은 고주파 유도 가열방식이 사용될 수 있으며, 고체상태의 원료를 빠르게 연화(또는 감융)시켜 이후 공정을 위한 제2이송로(122)로 이송시킬 수 있다. 일 예에서, 상기 제1이송로(121)의 제1구역(Z1) 및 제2구역(Z2) 전단에서는 투입된 고체상태의 원료에서 불순물을 제거하기 위해 에어가 주입되는 구간을 나타낼 수 있다.

그리고 감융이 이루어지는 상기 제2이송로(122)는 도면에 도시된 바와 같이 4개의 구역(예컨대, Z3 ~ Z6)으로 구분되어 각 구역별 다른 온도구간으로 가열될 수 있으며, 마찬가지로 용융이 이루어지는 제3이송로(123) 역시 각 구역별(예컨대, Z7 ~ Z10)로 다른 온도구간을 가지도록 가열될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 연화부에 포함되는 구역 즉, 상기 제1이송로(121)의 제1구역(Z1) 및 제2구역(Z2)의 온도구간은 고체상태의 상기 원료가 연화(또는 감융)될 수 있을 정도의 온도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 상기 제1이송로(121)에서는 상기 원료가 연화될 수 있을 정도의 온도구간으로 가열되지만, 연화된 원료가 기화되지는 않을 정도의 온도구간일 수 있다. 물론, 구현 예에 따라 상기 제1이송로(121)가 가열되는 온도구간은 상기 원료가 고체상태에서 연화될 수 있기만 하면 무방할 수도 있다.

그리고 상기 기화부에 포함되는 구역들(예컨대, Z3 ~ Z10)은 순차적으로 높은 온도구간을 가지도록 가열될 수 있다. 즉, 감융을 위한 상기 제2이송로(122)에서도 초입구간부터 이송방향을 따라 말단구간으로 갈수록 점차 높은 온도구간을 가지도록 가열이 수행되고, 용융을 위한 상기 제3이송로(123)에서는 초입구간부터 상기 제2이송로(122)의 각 구역들에 비해 상대적으로 높은 온도구간을 가지도록 가열되면서 말단구간으로 갈수록 보다 높은 온도구간으로 가열되도록 구현될 수 있다.

구현 예에 따라, 상기 기화부의 각 이송로들 즉, 상기 제2이송로(122)의 말단구간인 제6구역(Z6)과, 상기 제3이송로(123)의 말단구간인 제10구역(Z10)은 각각 앞단의 구역에 비해 상대적으로 낮은 온도구간을 가지도록 구현될 수도 있다.

이는 각 이송로들 내부에서 이송되는 연화된 원료의 적절한 교반과 이를 통한 원료의 탄화 방지를 위함일 수 있다. 이러한 경우 각 이송로들 중 적어도 하나의 이송로 내부의 스크류는 말단부 일부의 회전방향이 나머지 구간의 회전방향과 반대방향이 되도록 형성된 회전날개를 포함하도록 구현되어, 어느 이송로에서 말단부까지 이송된 원료가 회전방향이 반대로 형성된 구간에서 일부 구간을 되돌아 가면서 미처 기화되지 못하거나 연화가 덜 된 연료가 가급적 남아있지 않도록 할 수 있다. 이를 위한 구성이 도 4에 도시된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이송로의 이중 스크류 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 이송로들(121, 122, 123) 중 전부 또는 일부는 도 4에 도시된 바와 같은 스크류가 구비될 수 있다. 각 이송로들(121, 122, 123)의 말단구간에 대응되는 상기 제1스크류(10) 및 상기 제2스크류(20)의 말단구간(즉, 이중 스크류 구조를 갖는 이송장치(1)의 말단구간)에서는 역회전날개(예컨대, 13, 23)가 형성될 수 있다. 상기 역회전날개(예컨대, 13, 23)는, 상기 제1회전날개(12) 및 상기 제2회전날개(22)의 회전방향이 나머지 구간의 회전방향과 반대방향이 되도록 형성된 회전날개를 의미할 수 있다. 즉, 상기 이중 스크류 구조를 갖는 이송장치(1)의 상기 말단구간에서는 상기 제1스크류(10) 및 상기 제2스크류(20)가 일정 방향으로 회전하면서도 상기 말단구간과 나머지 구간들의 이송방향이 반대방향이 되도록 구현될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2이송로(122)가 3개의 구간으로 구분되는 경우, 상기 초입구간 및 중간구간에서의 이송방향과 말단구간에서의 이송방향이 서로 반대방향일 수 있다. 이러한 구간들은 사용자의 필요에 따라 다양한 길이로 정해질 수 있으며, 이에 따라 상기 역회전날개(예컨대, 13, 23) 또한 필요에 따라 다양한 범위 내에서 형성될 수 있다.

이러한 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 이송로 내부에서 이송되는 원료가 상기 말단구간에 도달하면, 상기 말단구간에서 이송방향이 반대로 구현되는 스크류에 의해 상기 중간구간으로 상기 원료가 되돌아갈 수 있다.

또한 이송로들(121, 122, 123) 각각의 말단 구간 전에는 원료가 배출되는 배출구(예컨대, 122-1)가 구비될 수 있다. 또한 배출구(122-1)의 전단에는 유분의 액상이 배출되지 않도록 방지턱(예컨대, 122-2)이 각 이송로들별로 구비될 수 있다. 이러한 방지턱(예컨대, 122-2)을 통해 유분 액상이 다음 이송로 또는 슬러지에 포함되어 배출되지 않고, 고형성분의 슬러지만 배출되도록 할 수 있다.

유분 액상은 유증이 배출되지 못하고 다시 이송로 내에 남는 경우 등에 발생할 수 있고 이러한 유증기를 연소하지 않고 계속 가열하는 경우 탄화가 일어나서 슬러지의 탄소순도가 높아질 수 있다. 탄소순도가 높은 슬러지는 다양한 재활용처가 있어서 매우 유용할 수 있다. 그런데 이러한 유분 액상이 고온의 다음 이송로로 넘어가는 경우에는 연소가 일어나서 재생유의 품질이 낮아질 수 있고, 슬러지의 탄소 순도면에서도 품질이 낮아질 수 있다. 물론 유분 액상이 슬러지에 포함되는 경우에도 충분히 탄화가 되지 않은 유분 액상이 포함되므로 탄소 순도면에서 품질 낮은 슬러지가 생성되는 문제가 있다.

따라서 상기 방지턱(예컨대, 122-2)이 구비됨으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있고, 또한 후술할 바와 같이 제2이송로(122) 및/또는 제3이송로(123)의 말단 구간이 더 높은 위치로 향하도록 하는 경사구조를 이용해 더욱 더 유분 액상이 이송로들에서 배출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

한편, 폐플라스틱을 포함한 원료는 가열되면서 완전히 용해되어 액체상태가 되기 보다는, 전술한 바와 같이 감융/용융 과정을 거치면서 연화되어 젤 상태로 이송되게 된다. 여기에 플라스틱의 특성상 열전도율이 상대적으로 매우 낮은 편이어서 이송 중인 원료가 골고루 감융/용융되기도 어렵고, 연화된 상태에서 다시 응고되기도 쉬워 이송로의 내측면에 달라붙거나, 스크류 등에 달라붙은 채 응고되어 원료의 이송 자체가 막힐 수 있는 위험이 존재할 수 있다.

따라서 전술한 바와 같이 이송로의 말단구간에서 연료를 일정 수준 이송방향의 역방향으로 되돌리도록 하면서 일정 구간에서 소정 기간동안 왕복하도록 함으로써, 연료의 적절한 교반과 함께 연화되지 못하거나 기화되지 못한 연료가 남지 않도록 할 수 있다.

한편 본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 도 4에서 설명한 바와 같이 단순히 이송로의 말단구간에서 스크류의 회전방향을 반대로 형성하는 것 외에도, 이송로 자체가 경사를 가지도록 구현함으로써 재생유 생산 효율을 높이고 재생유 및/또는 슬러지의 품질을 크게 향상시킬 수 있다. 이러한 예가 도 5 내지 도 6에 도시된다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가열부의 개략적인 구성을 나타낸다.

먼저 도 5를 참조하면, 상기 가열부(120)에 포함된 적어도 하나의 이송로(예컨대, 122)가 이송방향의 말단부가 초입부에 비해 소정 높이만큼 높도록 경사 구조를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 경사 구조를 가지는 이송로에서는 연화된 연료 역시 도면에 도시된 바와 같이 이송로 내부를 비스듬히 채우게 되는데, 이는 연료의 표면적을 넓히는 결과가 되어 상대적으로 가열 효율이 크게 향상될 수 있는 효과를 가질 수 있다. 따라서 원료에 다양한 종류의 혼합 폐플라스틱이 포함되어 있는 경우에도 연료가 연화 또는 기화되지 않고 배출되는 것을 크게 감소시킬 수 있어, 폐플라스틱 유화 시스템(100)의 효율 향상은 물론 종래에 비해 시스템 자체의 대형화도 가능해질 수 있는 유리한 효과가 있다.

또한 전술한 바와 같이 유분 액상이 배출구(122-1)를 통해 배출되지 않도록 하는데 유리한 효과가 있으며, 이러한 효과는 배출구(122-1) 전단에 방지턱(122-2)이 구비되는 경우 더욱 극대화 될 수 있다.

이처럼 경사구조를 가지도록 형성되는 이송로는 상기 기화부에 포함될 수 있다.

도 6을 참조하면, 기화부에 포함된 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)가 소정 각도로 경사 구조를 가지는 예가 도시되어 있으며, 제1이송로(121)는 이러한 경사구조를 가지지 않아도 무방할 수 있다. 또한, 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123) 각각은 배출구 전단에 방지턱(122-2, 122-3)이 구비될 수 있음은 전술한 바와 같다.

물론, 본 발명이 도 6에 도시된 형태에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 경사 구조를 가지는 이송로는 다양하게 결정될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 평균적인 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있을 것이다.

한편, 기화된 원료는 기체상태로 상기 응축부(130)로 배출되며, 상기 응축부(130)에서 응축되어 전술한 바와 같이 1차 오일이 생성될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기화장치 즉, 상기 제2이송로(122) 및 상기 제3이송로(123)에는 각각 연화된 연료가 감융/융용되면서 기화된 기체(유기가스)가 응축부(130)로 배출될 수 있도록 구현될 수 있다.

상기 응축부(130)는 전술한 바와 같이 상기 가열부(120) 가열되어 상기 원료가 기화된 기체를 응축하여 연화시켜 1차 오일을 생성할 수 있으며, 상기 응축부(130)에 의해 생성된 상기 1차 오일은 상기 정제부(140)에 의해 정제되어, 최종적으로 오일을 생성할 수 있다.

도 2에 도시된 상기 가열부(120)에서, 상기 연료가 기화되어 기체가 배출되는 기체 배출부분이 제2이송로(122) 및 제3이송로(123)의 소정의 위치에 위치하도록 구현된 경우가 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 기체 배출부분은 필요에 따라 형성되는 위치는 물론 이송로별 형성 개수 역시 다양하게 구현될 수 있다.

이처럼 상기 기화장치 즉, 상기 제2이송로(122) 및/또는 상기 제3이송로(123)로부터 배출되는 기체는 상기 응축부(130)로 이송되어 응축되면서 오일을 생산하는데 이용될 수도 있고, 또는 상기 기화장치로부터 배출된 기체가 폐가스를 연소시켜 에너지를 생산하는 소정의 에너지 생산 시스템(미도시)으로 이송될 수도 있다.

한편, 상기 기화장치의 제2이송로(122) 및/또는 상기 제3이송로(123)는 고주파 유도 가열방식을 이용하는 제1이송로(121)와 달리, 전술한 바와 같이 칸탈(히터) 방식 및/또는 마이크로 웨이브를 이용한 마이크로 웨이브 가열방식이 사용될 수 있다.

이를 위한 마이크로 웨이브 발신장치와 마이크로 웨이브 감응형 발열장치를 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 웨이브 발신장치와 마이크로 웨이브 감응형 발열장치를 개략적으로 나타낸다.

도 7을 참조하면, 마이크로 웨이브 발신장치(200)로부터 마이크로 웨이브가 출력되면, 출력된 마이크로 웨이브에 감응한 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 발열할 수 있다.

이때 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)는 상기 가열부(120) 특히, 상기 기화부(예컨대, 제2이송로(122) 및/또는 제3이송로(123))의 표면에 배치되며, 발열되는 경우 상기 기화부를 가열하도록 구현될 수 있다. 그리고 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)는 상기 기화부의 외부로부터 상기 기화부를 향해(즉, 상기 제2이송로(122) 및/또는 상기 제3이송로(123)의 표면에 부착된 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)를 향해) 마이크로 웨이브를 출력할 수 있다.

이처럼 마이크로 웨이브에 감응하여 발열하는 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)는, 탄화규소 및 질화규소로 이루어진 감응 발열체와, 산화마그네슘, 이산화규소, 산화알루미늄, 이산화티타늄, 및 산화리튬으로 이루어지는 저열팽창성 소결결합제, 그리고 니켈, 코발트 및 탄화텅스텐 중 적어도 하나로 이루어진 금속화합물을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 탄화규소 및 질화규소로 이루어진 세라믹 소재를 포함하는 감응 발열체는, 수 초 내지 수십 초 내에서 사용자가 원하는 온도까지 발열이 가능하며, 비교적 저비용으로 높은 성능을 낼 수 있는 효과가 있고, 판상, 봉상, 주상 또는 허니컴 중 어느 하나의 형상으로 성형하는데 이용될 수도 있다.

본 발명을 설명하기 위한 도면에는 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 직사각형 단면의 판상으로 성형된 경우가 도시되어 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)는 필요에 따라 전술한 바와 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

또한 상기 저열팽창성 소결결합제는, 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 안정화된 형상으로 결정화되어 내열충격성을 높이고, 발열시 급격한 온도 변화에도 크랙이 발생하지 않도록 하는 효과를 가질 수 있다.

또한 상기 유화 시스템(100)은 상기 가열부(120) 특히, 상기 기화부의 구역 별로 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)의 개수를 다르게 하거나, 또는 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)의 출력을 달리하여 상기 구역별로 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)의 발열정도를 다르게 하도록 구현될 수 있다.

한편 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)의 출력을 제어하거나, 상기 제1이송로(121)의 고주파 유도 가열을 제어하기 위한 제어 시스템(150)의 구성이 도 8에 도시된다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시스템의 개략적인 구성을 나타낸다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어 시스템(150)은 입력부(151), 온도 감지부(152), 및/또는 제어부(153)을 포함할 수 있다.

상기 입력부(151)는 사용자로부터 설정온도를 포함하는 입력정보를 입력받을 수 있다. 또한 전술한 바와 같이 운용모드를 선택받을 수도 있다.

구현 예에 따라, 상기 입력부(151)는 사용자로부터 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)의 출력정도에 관한 정보가 더 포함된 입력정보를 수동으로 입력받을 수도 있다.

상기 온도 감지부(152)는 온도를 감지할 수 있는 소정의 센서를 구비할 수 있다. 상기 온도 감지부(152)는 상기 이송로들의 내부 온도 또는 표면 온도 중 적어도 하나의 온도정보를 감지할 수 있다.

전술한 바와 같이 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)는 상기 이송로들의 표면에 구비되어 발열하면서 상기 이송로들을 가열하게 되는데, 이에 따라 상기 이송로들의 표면의 온도가 상기 이송로들의 내부 온도에 비해 높게 측정될 수 있다. 다만, 상기 원료는 상기 이송로들의 내부에 위치하여 가열되므로, 상기 원료가 가열되는 온도를 측정하기 위해서는 상기 이송로들 내부의 온도를 정확하게 측정하는 것이 바람직할 수 있다.

상기 제어부(153)는 상기 운용모드, 입력정보, 및/또는 상기 온도정보에 기초하여, 상기 이송로들(121, 122, 123) 각각의 온도를 제어할 수 있다. 물론 전술한 방와 같이 각 구역들(Z1~Z10)을 개별적으로 제어할 수 있다. 이를 위해 고주파 유도를 제어하거나, 히터, 및/또는 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)의 출력을 제어할 수 있다.

상기 제어부(153)가 고주파 유도를 제어한다고 함은, 코일에 흘릴 전류의 양을 제어하거나, 전류를 흘릴지 여부를 제어하는 것을 의미할 수 있다. 또한 상기 제어부(143)가 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)의 출력을 제어한다고 함은, 상기 제어부(153)가 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)에 의해 출력되는 마이크로 웨이브의 주파수를 다르게 하거나, 또는 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)로부터 마이크로 웨이브가 도달하는 범위인 출력범위를 다르게 하는 것을 의미할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부(153)는 상기 입력부(151)에 의해 입력된 상기 입력정보에 따라 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)가 마이크로 웨이브를 출력하도록 제어할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 가열부(120)는 가열온도가 적어도 수백 ℃의 범위를 가지므로, 최초에는 가급적 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 최대한 발열할 수 있도록 할 수 있다. 이후, 상기 제어부(153)는 상기 온도 감지부(152)에 의해 감지된 상기 온도정보와 상기 입력정보를 비교하여, 상기 온도정보가 상기 입력정보 즉, 설정온도에 도달할 수 있도록 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)를 제어할 수 있다.

예컨대, 상기 온도 감지부(152)에 의해 감지된 현재 온도정보가 상기 설정온도에 비해 낮은 경우, 상기 제어부(153)는 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 계속해서 발열할 수 있도록, 또는 보다 높은 온도로 발열할 수 있도록 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)를 제어할 수 있다.

상기 온도 감지부(152)에 의해 감지된 현재 온도정보가 상기 설정온도에 비해 높은 경우에는, 상기 제어부(153)는 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 더 이상 발열하지 못하도록 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)를 제어하거나, 또는 상기 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 보다 낮은 온도로 발열하도록 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)를 제어할 수도 있다.

즉, 상기 제어부(153)는 상기 온도 감지부(152)로부터 획득되는 상기 온도정보에 대한 피드백 작용을 통해 상기 온도정보가 상기 설정온도에 도달하거나 상기 온도정보를 현재 온도로 유지할 수 있도록 상기 마이크로 웨이브 발신장치(200)를 제어함으로써, 용이하고 효율적인 온도제어가 이루어지도록 할 수 있다. 이러한 제어는 전술한 바와 같이 고주파 유도에서도 동일 또는 유사한 방식으로 수행될 수 있다.

한편, 상기 응축부(130)에 의해 상기 기체가 응축될 때, 상기 응축부(130)에 포함되는 복수 개의 응축기들 내부에 구비된 다수의 기체유로들 내에 유기물이 쌓여 상기 기체유로가 막히거나 상기 기체유로의 통로가 좁아지는 코킹(choke)현상이 발생할 수 있다.

상기 응축부(130)에서 상기 기체가 응축되는 과정을 간략히 설명하면, 상기 복수 개의 응축기들 중 제1응축기의 내부에는 전술한 바와 같이 상기 기체가 유입되는 다수의 기체유로들이 구비될 수 있는데, 상기 복수 개의 응축기들 내부에서 기체유로들 주변에 냉수를 흘리는 방식으로 상기 기체유로들에 유입된 기체를 식혀 연화시킬 수 있도록 구현될 수 있다.

이때, 상기 기체가 연화되는 과정에서 상기 기체유로 내에 유기물이 쌓여 상기 기체유로가 막히거나 상기 기체의 이송통로가 좁아지면서 상기 코킹현상이 발생할 수 있다.

이러한 코킹현상이 발생한 경우에는 상기 기체의 원활한 유입에 방해가 되는 것은 물론, 내부 압력이 증가하여 폭발할 위험이 존재할 수 있다. 따라서 코킹현상이 발생한 경우 해당 기체유로의 코킹현상을 해소 및/또는 완화할 필요가 있다.

전술한 바와 같이, 종래에는 이러한 코킹현상을 해결하기 위해, 시스템의 탱크나 기체유로(파이프) 등을 분해하여 세정하거나, 시스템의 구동을 멈추고 별도의 세정액(예컨대, 알칼리, 산, 염소 제제 및/또는 계면활성제 등)을 유입시키는 방식이 주로 사용되어 왔다.

이러한 종래의 방식은 어떠한 경우든 시스템의 구동을 중단해야하기 때문에 폐플라스틱의 유화 공정에 연속성이 떨어질 수밖에 없으며, 이에 따른 효율성 저하와 부대비용의 증가와 같은 문제점이 존재하였다.

따라서 본 발명은 폐플라스틱의 유화 공정을 중단하지 않고, 공정 중에 상기 응축부(130)에 의해 생성된 상기 1차 오일을 이용하여 상기 코킹현상을 해소할 수 있는 기술적 사상을 제공함으로써 전술한 문제점들을 해결할 수 있다.

예를 들면, 전술한 바와 같이 상기 응축부(130)는 상기 전처리부(110) 및 상기 가열부(120)를 지나 이송되면서 상기 원료가 기화된 기체가 유입될 수 있다. 이때 상기 복수 개의 응축기들 각각은 상기 기체가 유입되기 위한 유입로들이 각각 연결되어 있을 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 평상시에는 상기 복수 개의 응축기들이 모두 사용되는 것이 아니라, 상기 복수 개의 응축기들 중 제1응축기에만 상기 기체가 유입되어 응축될 수 있다. 예컨대, 상기 제1응축기로 상기 기체가 유입될 수 있도록 상기 제1응축기와 연결된 유로는 개방되고, 제2응축기로 상기 기체가 유입될 수 있도록 상기 제2응축기와 연결되는 유로는 단절된 상태로 폐플라스틱의 유화 공정이 진행될 수 있다.

그러다가 상기 제1응축기 내부의 기체유로에 상기 코킹현상이 발생하는 경우, 상기 폐플라스틱 유화 시스템(100)은 상기 기체의 제1응축기로의 유입을 차단하고, 상기 기체가 상기 제2응축기로 유입될 수 있도록 할 수 있다.

그리고 상기 제2응축기를 통해서 상기 기체의 응축이 진행되는 동안, 상기 제1응축기의 코킹현상을 해소할 수 있다.

이러한 경우, 상기 제1응축기에서 상기 코킹현상이 발생하였다 하더라도 상기 제1응축기의 세정을 위해 시스템의 가동을 중단할 필요가 없어 연속성 있는 폐플라스틱 유화 공정이 진행될 수 있다.

또한 이를 위한 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 가열부(120)로부터 더 이상 상기 기체가 유입되지 않는 상기 제1응축기를 분해하거나 별도의 세정액을 투입하는 등의 종래의 방식이 아닌, 폐플라스틱의 유화 공정 과정을 이용하여 상기 제1응축기의 코킹현상을 해소할 수 있다.

예컨대, 전술한 상기 오일탱크에 저장된 상기 1차 오일이 상기 복수 개의 응축기들로 공급될 수 있는 공급유로가 연결되고, 상기 코킹현상이 발생한 상기 제1응축기에 상기 1차 오일이 유입되면서 상기 1차 오일에 의해 상기 코킹현상을 해소할 수 있다.

상기 1차 오일은 상기 오일탱크에 저장되어 있다가 상기 코킹현상이 발생하는 경우 해당 응축기로 공급될 수 있지만, 바람직하게는 상기 오일탱크에 의해 전술한 바와 같이 상기 1차 오일이 가열되고, 가열된 1차 오일이 상기 제1응축기로 공급되는 것이 코킹현상 해소에 보다 효과적일 수 있다.

이때 상기 오일탱크의 가열을 위해, 본 발명의 기술적 사상에 따른 마이크로 웨이브 발신장치(200) 및 마이크로 웨이브 감응형 발열장치(300)가 이용될 수 있다.

한편 이처럼 상기 복수 개의 응축기들 내의 기체유로에 코킹현상이 발생하였는지 여부를 판단하기 위해, 상기 폐플라스틱 유화 시스템(100)은 상기 기체유로의 유속을 감지할 수 있는 유속감지부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 유속감지부(미도시)는 기체의 흐름을 감지할 수 있는 소정의 센서 시스템으로 구현될 수 있다. 기체의 흐름은, 예컨대 상기 기체가 흐르는 속도 및/또는 일정 구간에 흐르는 상기 기체의 양을 의미할 수 있다.

상기 유속감지부(미도시)는 상기 기체유로에 코킹현상이 발생하여 상기 기체유로(10)의 통로 면적이 좁아지는 경우 변화하는 상기 기체유로 내부의 기체의 흐름 변화에 기초하여 코킹현상 발생 여부를 판단할 수 있다. 그리고 상기 폐플라스틱 유화 시스템(100)은 상기 유속감지부(미도시)의 판단결과에 따라 상기 복수 개의 응축기들 각각으로 상기 기체의 유입/차단(유로의 개폐) 여부를 제어할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 운영모드들을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 전술한 바와 같이 상기 유화시스템(1)은 복수의 운용모드들 중 어느 하나로 운용될 수 있다. 그리고 각각의 운용모드별로 이송로들(121, 122, 123)에 포함된 각 구역들(예컨대, Z1 내지 Z10)별 온도구간이 서로 다르게 미리 설정될 수 있다.

각각의 운용모드들은 원료(10)의 주된 종류가 무엇인지에 따라 각각 적합하게 설정될 수 있다.

예컨대, 복수의 운용모드들 중 제1모드는 원료의 주된 종류가 폐낚시줄일 수 있다. 그리고 이러한 경우 제2이송로(122)에 포함된 구역들은 각각 온도구간 (a1~a2, a2~a3, a3~a4, a4~a5)으로 설정될 수 있다. 또한 제3이송로(123)에 포함된 구역들은 각각 온도구간 (b1~b2, b2~b3, b3~b4, b4~b5)으로 설정될 수 있다. 각 원료별로 어떤 온도구간으로 설정하는 것이 바람직한지는 원료별 열특성에 따라 다양하게 설정될 수 있음은 물론이다.

한편 복수의 운용모드들 중 제2모드는 원료의 주된 종류가 폐타이어일 수 있다. 그리고 이러한 경우 제2이송로(122)에 포함된 구역들은 각각 온도구간 (c1~c2, c2~c3, c3~c4, c4~c5)으로 설정될 수 있다. 또한 제3이송로(123)에 포함된 구역들은 각각 온도구간 (d1~d2, d2~d3, d3~d4, d4~d5)으로 설정될 수 있다.

또한 실시 예에서는 연속된 선행구역의 온도구간의 상한선이 다음 구역의 온도구간의 하한선과 동일하게 설정한 일 예를 도시하고 있으나 반드시 이에 국한될 필요는 없음을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다. 또한 선행구역의 온도구간에 비해 후행구역의 온도구간이 더 높게 설정될 수 있음은 전술한 바와 같다.

결국 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 서로 다른 종류의 플라스틱이 혼재된 원료가 투입되는 경우에도 가열로의 온도를 단계적으로 높이면서 해당 원료의 열분해 효율이 높은 온도구간들을 선택하여 가열을 수행함으로써 품질좋은 재생유를 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템을 통해 배출되는 슬러지의 성분분석 결과를 나타내는 도면이다.

도 11은 본 발명의 기술적 사상에 따라, 유분 액상이 다음 이송로 또는 슬러지에 포함되지 않도록 전술한 바와 같이 이송로들(예컨대, 122, 123) 각각의 경사구조 및 방지턱(122-2, 122-3)이 구비된 유화시스템(100)을 이용하여 재생유를 생산하는 경우에 배출되는 슬러지(잔사)의 성분을 공공기관(한국산업기술대학교)에 의뢰하여 분석한 결과를 나타낸다.

도 11에 도시된 바와 같이 3개의 시료들을 대상으로 분석을 한 결과, 슬러지에는 무게비로는 평균적으로 95.22%의 탄소, 원소비로는 97.03%가 포함된 고순도 탄소 슬러지가 배출됨을 알 수 있다. 또한 무게비로 산소의 경우 3.52%, 철의 경우 1.26%가 슬러지에 포함되어 있으며, 원소비로는 산소의 경우 2.69%, 철의 경우 0.27%만이 슬러지에 포함되어 있음을 확인할 수 있다.

이러한 고순도 탄소 슬러지는 재생고무의 생산이나 기타 다양한 산업에 재활용 원료로 이용될 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

1. 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템에 있어서,
   폐플라스틱을 포함하는 원료가 이송되는 적어도 하나의 이송로를 포함하며, 상기 원료를 가열하기 위한 가열부; 및
   상기 가열부의 가열을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하며,
   상기 가열부에 의해 가열된 원료로부터 생성되는 기체를 응축하여 1차 오일을 생성하는 응축부를 포함하며,
   상기 가열부는,
   적어도 일부 구역이 제1가열방식으로 가열되어 투입된 고체상태의 원료를 연화하기 위한 제1이송로; 및
   적어도 일부 구역이 제2가열방식으로 가열되어 상기 제1이송로로부터 이송되는 연화된 원료를 기화시켜 상기 기체를 생성하기 위한 제2이송로 및 제3이송로를 포함하고,
   상기 제2이송로 및 상기 제3이송로는 각각,
   초입부에 비해 말단부의 높이가 소정 높이만큼 높아지도록 경사 구조를 형성하며, 이송로 내의 액상 유분이 배출구로 낙하하는 것을 방지하기 위해 상기 원료의 이송방향으로 배출구의 전단에 위치하며 배출구 방향으로 소정의 기울기를 가지도록 형성되는 방지턱을 구비하는 것을 특징으로 하며,
   상기 제2이송로 및 상기 제3이송로는,
   개별적으로 가열이 제어될 수 있는 복수의 구역들로 구분되며, 각의 구역들은 초입구간부터 이송방향을 따라 말단구간으로 갈수록 점차 높은 온도구간을 가지도록 가열이 수행되며,
   상기 제어시스템은,
   상기 원료의 종류에 따라 복수의 운용모드들 중 어느 하나를 사용자로부터 선택받고, 상기 운용모드들 별로 상기 적어도 하나의 이송로 각각에 포함된 복수의 구역들 각각의 온도구간 정보가 서로 다르게 미리 설정되어 있어 선택받은 운용모드에 따라 미리 설정된 각각의 온도구간 정보에 상응하도록 상기 복수의 구역들이 가열되는 것을 특징으로 하는 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은,
   상기 제1이송로와 상기 제2이송로를 연결하며 상기 제1이송로에서 연화된 상기 연화된 원료를 상기 제2이송로로 이동시키는 제1이동통로; 및
   소정의 기체를 상기 제1이동통로 상의 소정의 위치에 주입하기 위한 기체라인을 더 포함하며,
   상기 기체라인은 상기 가열부의 운용이 시작되면 상기 운용시간 동안 지속적으로 상기 기체를 주입하는 것을 특징으로 하는 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템은,
   소정의 기체를 상기 제2이송로의 초입부의 소정 위치에 주입하기 위한 기체라인을 더 포함하며,
   상기 기체라인은 상기 가열부의 운용이 시작되면 상기 운용시간 동안 지속적으로 상기 기체를 주입하는 것을 특징으로 하는 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 기체는,
   시간당 상기 원료의 부피대비 1% 내지 10%의 양으로 주입되는 것을 특징으로 하는 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 제2이송로 및 상기 제3이송로 각각은,
   개별적으로 가열이 제어될 수 있는 복수의 구역들로 구분되며,
   각각의 구역들은 초입구간부터 이송방향을 따라 말단구간으로 갈수록 점차 높은 온도구간을 가지도록 가열이 수행되며,
   상기 제3이송로의 초입구간에 상응하는 구역은 제2이송로의 각 구역들에 비해 높은 온도구간을 가지도록 가열되는 것을 특징으로 하는 가열 및 환원 효율이 향상된 폐플라스틱 유화 시스템.
   
   
   
   
   
   
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제