KR20040062793A - 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한스크류반응기 가스배출시스템 - Google Patents

피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한스크류반응기 가스배출시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐플라스틱의 열분해 전처리공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PVC가 포함된 폐플라스틱의 열분해 시 발생하는 염소가스를 효율적으로 제거할 수 있는 제거 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템은 파쇄 처리된 혼합 폐플라스틱을 일정하게 공급하는 통상의 공급 피더(1)와; 상기 공급 피더(1)로부터 혼합 폐플라스틱이 투입되며 다수의 흡인공(22)이 형성된 호퍼(21)와, 내부에 구비되어 혼합 폐플라스틱을 배출구(24)로 교반 이송시키는 한 쌍의 교반축(25)과, 상기 호퍼(21)를 제외한 구간의 벽체 외부에 장착되어 혼합 폐플라스틱에 열을 가하는 히터(27)로 구성되며, 가열 시 혼합 폐플라스틱에서 발생하는 가스를 상기 흡인공(22)을 통해 제거하는 제1스크류반응기(2)와; 상기 제1스크류반응기(2)의 배출구(24)에 연결되며 상기 제1스크류반응기(2)로부터 이송된 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱을 공급하는 공급관(31)과, 내부에 구비되며 공급측에 공간부가 형성되게 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱을 배출구(34)로 교반 이송시키는 한 쌍의 교반축(32)과, 벽체 외부에 장착되어 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱에 상기 제1스크류반응기(2)보다 상대적으로 높은 온도의 열을 가하는 히터(35)로 구성되며, 가열 시 혼합 폐플라스틱에서 발생하는 가스를 상기 제2스크류반응기(3)의 공급측 공간부에 연통된 가스 배출구(36)를 통해 제거하는 제2스크류반응기(3);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템{Degassing system on the screw reactor for the removal of chlorine from mixed waste plastics including PVC}
본 발명은 폐플라스틱의 열분해 전처리공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PVC가 포함된 폐플라스틱의 열분해 시 발생하는 염소가스와 가소제 분해가스를 효율적으로 분리 회수하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
폐플라스틱은 수거 과정에서 PVC를 포함하여 여러 종류의 플라스틱이 혼합되어 처리되는 것이 일반적이다. 이와 같이 PVC가 포함된 폐플라스틱(이하 "혼합 폐플라스틱"이라 한다)은 열분해 시 PVC의 탈염소 반응에 의해 발생하는 염소가스로 인하여 장치가 부식되고 열분해 생성물에 염소 성분이 포함되어 있기 때문에 활용에 막대한 지장을 초래하여 왔다.
이에 따라 혼합 폐플라스틱을 열분해시키는 경우 혼합 폐플라스틱에 포함된 염소 성분을 제거하는 전처리 수단이 요구되어 왔다. 이러한 전처리 수단으로 PVC분리 방법이 있으며, 비중차를 이용한 습식 방법은 폐수의 발생 및 건조 공정에서다량의 에너지가 소요되는 문제점이 있다. 그리고 혼합 폐플라스틱은 다양한 이물질이 혼합되어 있고 일부는 젖은 상태로 수거되기 때문에 건식방법은 효과적이지 못한 문제점이 있다. 또한 일부 열분해 공정은 전처리 공정으로 탈염소 제거 공정이 없기 때문에 반입되는 혼합 폐플라스틱 중 PVC함량을 일정량 이하로 조절하고자 하였으나 대부분 성공적이지 못하였다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 탈염소를 위한 다양한 형태의 열분해 전처리 기술이 제안되어 왔으며 이를 정리하면 다음과 같다.
1) 중화제를 혼합 폐플라스틱과 함께 호퍼에 넣어 탈염소 처리조에서 염소분을 제거하고 열분해 반응기로 이송하는 방법.
2) 혼합 폐플라스틱을 교반조에 넣어 가열하며 이 때 발생하는 염소가스를 처리하는 방법.
3) 스크류 반응기에서 혼합 폐플라스틱을 섭씨 350도 이하의 온도 범위에서 가열과 교반을 동시에 하고 반응기를 나온 용융된 상태의 플라스틱으로부터 진공 펌프를 이용하여 가스를 흡인하여 세정탑에 통과시킴으로 염소가스를 제거하는 방법.
4) 상기 3) 방법과 동일하나 스크류 반응기를 나온 용융된 플라스틱을 용융조에 넣고, 이 때 발생하는 가스를 진공 펌프를 이용하여 가성소다 용액이 채워진 집진장치에 통과시켜 염소가스를 제거하는 방법 등이 제안되었다.
본 발명은 상기와 같은 전처리 공정을 개선한 것으로, 본 발명은 폐플라스틱의 열분해 전처리 공정으로써, PVC가 혼합된 폐플라스틱의 열분해 과정에서 발생되는 염소가스를 보다 효율적으로 제거하여 후단에 진행되는 탈염소 공정의 안정성을 향상시킬 수 있는 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 PVC가 포함된 폐플라스틱의 열분해 과정에서 발생되는 열분해 가스로부터 염소가스를 선택적으로 분리 회수할 수 있는 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류반응기 가스배출시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 제1스크류반응기를 확대한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 A부를 확대한 도면.
도 4는 도 1에 도시된 제2스크류반응기를 확대한 도면.
도 5는 도 4에 도시된 A-A 방향의 단면을 도시한 도면.
도 6은 도 4에 도시된 B-B 방향의 단면을 도시한 도면.
도 7은 도 1에 도시된 B부를 확대한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 공급 피더
2 : 제1스크류반응기
21 : 호퍼 22 : 흡인공 23 : 메시 24 : 배출구
25 : 교반축 26 : 모터 27 : 히터
3 : 제2스크류반응기
31 : 공급관 32 : 교반축 33 :모터 34 : 배출구
35 : 히터 36 : 가스 배출구
4 : 회수부
41 : 회수관 42 : 냉각 콘덴서 43 : 가소제 회수부
44 : 가스 흡인구 45 : 원통형 관 46 : 흡인관
47 : 에어 펌프 48 : 염산 회수부
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 양상에 따른 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템은 파쇄 처리된 혼합 폐플라스틱을 일정하게 공급하는 통상의 공급 피더와; 상기 공급 피더로부터 혼합 폐플라스틱이 투입되며 다수의 흡인공이 형성된 호퍼와, 내부에 구비되어 혼합 폐플라스틱을 배출구로 교반 이송시키는 한 쌍의 교반축과, 상기 호퍼를 제외한 구간의 벽체 외부에 장착되어 혼합 폐플라스틱에 열을 가하는 히터로 구성되며, 가열 시 혼합 폐플라스틱에서 발생하는 가스를 상기 흡인공을 통해 제거하는 제1스크류반응기와; 상기 제1스크류반응기의 배출구에 연결되며 상기 제1스크류반응기로부터 이송된 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱을 공급하는 공급관과, 내부에 구비되며 공급측에 공간부가 형성되게 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱을 배출구로 교반 이송시키는 한 쌍의 교반축과, 벽체 외부에 장착되어 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱에 상기 제1스크류반응기보다 상대적으로 높은 온도의 열을 가하는 히터로 구성되며, 가열 시 혼합 폐플라스틱에서 발생하는 가스를 상기 제2스크류반응기의 공급측 공간부에 연통된 가스 배출구를 통해 제거하는 제2스크류반응기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이와 같은 양상에 따라 본 발명에 따른 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템은 제1스크류반응기와 제2스크류반응기를 이용하여 PVC를 포함한 폐플라스틱의 전처리 공정에서 발생되는 염소가스, 가소제 분해가스 및 소량의 열분해 가스를 효율적으로 제거할 수 있다.
따라서 PVC가 포함된 폐플라스틱을 열분해하여 오일 회수, 고로 원료로의 활용 등 에너지 회수 목적으로 사용하는 경우 PVC에 포함된 염소성분을 전처리 과정에서 효과적으로 제거함으로써, 염소성분으로 인하여 발생되는 부식, 생성유의 품질 부적격 등 각종 문제를 해결할 수 있게 된다.
본 발명의 보조적인 양상에 따라 상기 흡인공들은 상기 제1스크류반응기가 연결되는 호퍼 하부에 형성되며, 상기 흡인공들이 형성된 호퍼의 내측으로 상기 공급 피더로부터 투입되는 파쇄된 혼합 폐플라스틱에 의해 상기 흡인공들이 막히는 것을 방지하는 메시가 추가로 구비됨을 특징으로 한다.
본 발명의 보조적인 양상에 따라 상기 제2스크류반응기의 내부는 2개의 원통이 반응기 정중앙에서 일부가 겹쳐지게 제작되며, 상기 가스 배출구는 2개의 내통 상부에서 왼쪽에 위치한 내통 접선방향의 연장선상으로 구멍을 뚫어 상기 제2스크류반응기 상부 왼쪽으로 관통시키고, 오른쪽에 위치한 내통 접선방향의 연장선상으로 구멍을 뚫어 상기 제2스크류반응기 상부 오른쪽으로 관통시켜 형성되며, 상기 제2스크류반응기 축방향 상부 1지점에 2개의 가스 배출구가 한 쌍으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템은 상기 제1스크류반응기 및 상기 제2스크류반응기의 에어 펌프에 각각 연결되어 상기 흡인공 및 가스 배출구를 통해 배출되는 가스를 회수하는 회수관과, 상기 회수관에 장착되며 냉각 콘덴서를 통과하는 가스로부터 가소제 분해가스, 열분해가스 및 일부 염소가스를 제거하는 가소제 회수부와, 상기 가소제 회수부에 장착되며 가스 흡인구를 통해 염소가스를 에어 펌프를 이용하여 흡인하는 흡인관과, 상기 흡인관에 장착되어 염소가스를 물에 흡수시켜 염산으로 회수하는 염산 회수부로 구성되는 회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따라 상기 가소제 회수부는 인입구의 내측으로 상기 냉각 콘덴서를 통해 떨어지는 가소제 및 열분해 생성물이 상기 에어 펌프의 흡인력에 의해 흡인관으로 흡인되는 것을 방지하도록 상기 냉각 콘덴서 하부에 위치하는 원통형 관을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이와 같은, 또 보조적인 양상은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 양상에 따른 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템은 혼합 폐플라스틱을 일정하게 공급하는 공급 피더(1)와, 상기 공급 피더(1)로부터 공급된 혼합 폐플라스틱을 1차 가열하고, 이로부터 발생하는 가스를 에어 펌프(47)를 이용하여 제거하는 제1스크류반응기(2)와, 상기 제1스크류반응기(2)로부터 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱을 공급관(31)을 통해 공급받아 재가열하고, 이로부터 발생하는 가스를 에어 펌프(47)를 이용하여 제거하는 제2스크류반응기(3)를 포함하고 있다.
상기 공급 피더(1)는 상기 제1스크류반응기(2)로 혼합 폐플라스틱을 일정하게 공급하는 것으로, 본 발명의 실시예에 있어서 스크류 피더를 사용하였는데, 이는 본건 출원일 이전에 이미 공지된 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고 상기 공급 피더를 통해 공급되는 혼합 폐플라스틱은 통상의 선별기와 파쇄기를 통해 이물질이 제거되고 잘게 파쇄 처리되어 공급된다.
한편 상기 제1스크류반응기(2)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 공급 피더(1)로부터 혼합 폐플라스틱이 투입되며 다수의 흡인공이 형성된 호퍼(21)와, 내부에 구비되어 혼합 폐플라스틱을 배출구(24)로 교반 이송시키는 한 쌍의 교반축(25)과, 상기 호퍼(21)를 제외한 구간의 벽체 외부에 장착되어 혼합 폐플라스틱에 열을 가하는 히터(27)로 이루어져 있는 것으로, 가열 시 혼합 폐플라스틱에서 발생하는 가스를 흡인공을 통해 제거한다.
본 발명의 실시예에 있어서 상기 제1스크류반응기(2)는 상기 히터(27)를 통해 내부로 투입된 혼합 폐플라스틱이 어느 정도의 유동성을 가질 수 있는 온도인 300℃ 이하에서 운전된다. 따라서 내부로 공급된 혼합 폐플라스틱은 상기 교반축(25)에 의해 배출구(24) 측으로 교반 이송되며, 벽체 외부 둘레에 장착되어 있는 히터(27)에 의해 반 용융상태로 용융된다. 이와 같이 용융되는 과정에서 혼합 폐플라스틱으로부터 염소가스 및 소량의 가소제 분해가스, 예를 들면 phthalic anhydride, dioctyl phthalate 가 발생하게 된다.
이 때 상기 히터(27)는 호퍼(21)를 제외한 구간, 즉 호퍼 아래에 위치한 부분은 설치하지 않는 것이 바람직하다. 왜냐하면 호퍼 아래에 히터를 장착하게 되면, 이 부분의 온도가 상승하게 되어 호퍼를 통해 투입되는 혼합 폐플라스틱이 용융되어 호퍼 아래 부분이 막힐 수 있기 때문에 호퍼를 제외한 구간에 장착하는 것이 유리하다.
한편 상기 히터(27)에 의해 일부 용융된 혼합 폐플라스틱은 상기 제1스크류반응기(2)와 연결되어 있는 공급관(31)을 채우면서 제2스크류반응기(3)로 이송되므로, 제1스크류반응기(2) 내에서 발생하는 염소가스 및 소량의 가소제 분해가스는 제2스크류반응기(3)로 넘어갈 수 없어 상기 호퍼(21)로 역류하여 외부로 배기될 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 가스배출시스템은 상기와 같이 호퍼(21)를 통해 외부로 배기되는 것을 방지하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 상기제1스크류반응기(2)와 연결되는 호퍼(21) 하부에 형성된 다수의 흡인공(22)을 통해 흡인 제거하게 된다.
이와 같이 염소가스 및 소량의 가소제 분해가스를 흡인하는 흡인공(22)들은 제1스크류반응기(2)와 연결되는 호퍼 연결관의 크기에 따라 다수로 설치 가능하며 에어 펌프(47)가 연결되어 있는 연결관(28)을 통해 보다 효율적으로 흡인하게 된다.
그리고 상기 흡인공(22)들이 형성된 호퍼(21)의 내측으로는 메시(23)가 추가로 구비되어 있다. 따라서 상기 에어 펌프(47)를 이용하여 흡인공(22)을 통해 염소가스 및 소량의 가소제 분해가스를 흡인하는 경우, 상기 흡인공(2)이 상기 공급 피더(1)로부터 투입되는 파쇄된 혼합 폐플라스틱의 조각들에 의해 막히는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편 상기 교반축(25)은 상기 제1스크류반응기(2) 내부에 구비된 축 고정구에 끝단이 고정되며 모터(26)에 의해 상기 호퍼(21)를 통해 투입되는 혼합 폐플라스틱을 교반하면서 소정의 방향, 즉 배출구(24) 측으로 이송시키는 것으로, 상기 배출구(24)의 전단에 그물망(미도시)을 설치하여 제2스크류반응기에 이송되는 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱에 포함된 이물질을 제거하도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 이물질을 제거하는 그물망은 내산재료로 제작하여도 스크류반응기에서 발생하는 산성가스에 의하여 점차로 부식되기 때문에 상기 제1스크류반응기의 상부에서 하부로 삽탈 가능하도록 제작하는 것이 바람직하다.
따라서 상기 제1스크류반응기는 공급 피더로부터 공급된 혼합 폐플라스틱을교반 이송하며 히터를 통해 어느 정도의 유동성을 가지는 반 용융상태로 가열하여 후술할 제2스크류반응기로 이송한다. 그리고 히터 가열에 따라 혼합 폐플라스틱이 용융되며 발생하는 염소가스 및 소량의 가소제 분해가스를 호퍼에 형성된 흡인공을 통해 배기된다.
한편 상기 제2스크류반응기(3)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1스크류반응기(2)로부터 이송된 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱을 공급하는 공급관(31)과, 내부에 구비되며 공급 측에 공간부가 형성되도록 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱을 배출구(34)로 교반 이송시키는 한 쌍의 교반축(32)과, 벽체 외부에 장착되어 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱에 열을 가하는 히터(35)로 구성되며, 가열 시 혼합 폐플라스틱에서 발생하는 가스를 상기 제2스크류반응기(3)의 공급측 공간부에 연통된 가스 배출구(36)를 통해 배기한다.
본 발명의 실시예에 있어서 상기 제2스크류반응기(3)는 2개의 원통이 반응기 정중앙에서 일부가 겹쳐지게 제작되어 있으며, 2축 역방향으로 구동되는 스크류에 의하여 일부 용융된 혼합 폐플라스틱을 교반과 동시에 반응기 내로 이송한다. 이 때 상기 제2스크류반응기 내에서 점도가 높은 혼합 폐플라스틱을 이송시키기 때문에 제1,2스크류반응기 모두 교반축을 회전시키는 모터에 감속기를 연결하여 낮은 회전수에서 강력한 회전력을 낼 수 있도록 설계하였다.
그리고 상기 제2스크류반응기(3) 외부에는 상기 히터(35)를 설치하여 가열하되 구역별로 상이한 온도에서 운전할 수 있도록 하기 위하여 다수의 구역으로 나누어 전기 히터를 설치하는 통상의 존 히팅(zone heating) 개념을 적용한 것으로, 상기 제1스크류반응기(2)보다 상대적으로 높은 온도로 운전되며 통상 350℃ 이하에서 운전한다.
이 때 PVC로부터 분리된 염소가스와 가소제 분해가스 및 소량의 열분해 가스, 예를 들면 free alcohol, mercaptoester 등과 같은 안정제 분해가스와 chloroethylene, benzene, chloromethylbenzene, paraffinic hydrocarbon, naphthenic hydrocarbons, olefinic hydrocarbons, alkyl benzene 등과 같은 PVC 열분해가스가 본격적으로 발생하게 된다.
이와 같이 통상의 존 히팅의 가열을 통해 제2스크류반응기(3)의 공급관(31) 측이나 가스 배출구(36)가 형성된 부근은 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱이 유동성을 가지도록 고온으로 가열하고, 반면에 배출구(34) 측의 온도를 상대적으로 낮게 유지하여 혼합 폐플라스틱의 점도를 증가시켜 배출구를 채운 상태로 외부로 배출하게 된다.
따라서 도 5에 도시된 바와 같이 공급측이나 가스 배출구(36) 부근의 혼합 폐플라스틱은 고온으로 구동하는 히터에 의해 용융되어 공간부를 형성하게 된다. 그러나 상기 배출구(34) 측은 도 6에 도시된 바와 같이 상대적으로 낮은 온도로 구동하는 히터에 의해 유동성이 감소하게 되고 이에 따라 점도가 증가하여 적체되어 배출구를 채운 상태로 외부로 배출된다.
한편 상기 제2스크류반응기(3)에서 혼합 폐플라스틱으로부터 발생하는 염소가스와 가소제 분해가스 및 소량의 열분해 가스는 상기 제2스크류반응기(2)의 공급측 공간부에 연통된 가스 배출구(36)를 통해 배기된다. 즉 상기 가스 배출구(36)의타측에 연결된 에어 펌프(47)를 통해 흡인 제거한다.
이 때 상기 가스 배출구(36)는 도 5에 도시된 바와 같이 2개의 내통 상부에서 왼쪽에 위치한 내통 접선방향의 연장선상으로 구멍을 뚫어 상기 제2스크류반응기(3) 상부 왼쪽으로 관통시키고, 오른쪽에 위치한 내통 접선방향의 연장선상으로 구멍을 뚫어 상기 제2스크류반응기(3) 상부 오른쪽으로 관통시켜 형성되며, 상기 제2스크류반응기(3) 축방향 상부 1지점에 2개의 가스 배출구(36)가 한 쌍으로 설치되는 것이 유리하다.
왜냐하면 상기 제2스크류반응기(3)는 2축 역방향 방식이기 때문에 2개의 회전 스크류가 만나는 상부 지점에서 용융된 혼합 폐플라스틱이 모아지게 된다. 따라서 가스 배출구(36)를 2개의 회전 스크류가 교차하는 중앙부 상부 지점에 설치하게 되면 플라스틱의 층이 두꺼워지므로 효과적이지 못하다.
따라서 상기 가스 배출구(36)를 도 5에 도시된 바와 같이 접선 방향으로 설치하되 한 지점에서 2개의 가스 배출구를 한 쌍으로 설치함으로써, 플라스틱의 적체층이 얇아져서 발생가스를 용이하게 배출할 수 있게 된다.
그리고 바람직하게는 상기 가스 배출구를 1곳이 아닌 2곳 이상의 장소에 설치하는 것이 유리하다. 왜냐하면 2곳에서 흡인하기 때문에 흡인 면적이 증가하여 제2스크류반응기에서 발생하는 가스를 더욱 용이하게 배출할 수 있기 때문이다.
다만 상기 가스 배출구(36)는 상기 배출구(34)에서 일정 거리 이상 이격된 곳에 설치하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 상기 제2스크류반응기의 배출구(34)가 좁기 때문에 배출구(34)에 가까운 부근은 도 6에 도시된 바와 같이 용융된 혼합 폐플라스틱이 적체되어 빈 공간이 없으므로, 가스 배출구(36)를 통하여 혼합 폐플라스틱이 밀고 올라와 가스 배출구가 막히기 때문이다.
따라서 본 발명에 따른 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템은 제1,2스크류반응기를 이용한 2단의 전처리 공정을 통해 PVC가 혼합된 폐플라스틱의 열분해 과정에서 발생되는 염소가스를 보다 효율적으로 제거할 수 있게 된다. 그러므로 후단에 진행되는 염산회수부 공정의 안정성을 향상시킬 수 있게 되며, 이를 통해 염소성분으로 인하여 발생되는 부식, 생성유의 품질 부적격 등 각종 문제를 해결할 수 있게 된다.
한편 상기 제1,2스크류반응기의 흡인공 및 가스 배출구를 통해 배기된 가스는 분리 회수된다.
즉 본 발명의 부가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템은 상기 제1,2스크류반응기의 흡인공 및 가스 배출구를 통해 배기된 가스로부터 염산을 회수하는 회수부(4)를 더 포함하고 있다.
상기 회수부(4)는 상기 제1스크류반응기(2) 및 상기 제2스크류반응기(3)의 에어 펌프(47)에 각각 연결되어 상기 흡인공(22) 및 가스 배출구(36)를 통해 배출되는 가스를 회수하는 회수관(41)과, 상기 회수관(41)에 장착되며 냉각 콘덴서(42)를 통과하는 가스로부터 가소제 분해가스 및 열분해가스를 제거하는 가소제 회수부(43)와, 상기 가소제 회수부(43)에 장착되며 가스 흡인구(44)를 통해 염소가스를 에어 펌프(47)를 이용하여 흡인하는 흡인관(46)과, 상기 흡인관(46)에 장착되어 염소가스를 물에 흡수시켜 염산으로 회수하는 염산 회수부(48)로 구성되어 있다.
따라서 상기 회수부(4)는 에어펌프(47)를 이용하여 제1,2스크류반응기(2,3)에 각각 구비된 흡인공(22) 및 가스 배출구(36)를 통해 배기된 가스를 흡인하여 회수관(41)을 통해 이송시킨다. 이와 같이 이송된 가스는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 냉각 콘덴서(42)를 통과하면서 응축되고, 응축된 가소제 및 열분해 생성물은 중력에 의하여 냉각 콘덴서(42) 하부에 장착된 가소제 회수부(43)로 떨어져 제거되며, 염소가스는 에어 펌프(47)에 의해 상기 가스 흡인구(44)와 연결되어 있는 흡인관(46)을 통해 다시 흡인되어 염산 회수부(48)를 통과하게 되면서 물에 흡수되어 염산으로 회수된다.
그리고 본 발명의 부가적인 양상에 따라 상기 가소제 회수부(43)는 인입구의 내측으로 상기 냉각 콘덴서(42)의 하부에 위치하는 원통형 관(45)을 추가로 구비하고 있다.
따라서 상기 회수부(4)는 상기 냉각 콘덴서(42)의 하부와 가스 흡인구(44) 사이를 차단하는 원통형 관(45)을 구비함으로써, 상기 냉각 콘덴서(42)에 의해 응축되어 떨어지는 가소제가 상기 흡인관(46)이 연결된 에어 펌프(미도시)의 흡인력에 의해 상기 가스 흡인구(44)를 통해 흡인관(46)으로 흡인되는 것을 방지할 수 있어, 후단 공정인 염산 회수부의 안정적인 운전을 통해 고품질의 염산을 제조할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템은 제1스크류반응기와 제2스크류반응기를 이용한 전처리 공정에서 PVC를 포함한 폐플라스틱으로부터 문제가 되는 염소가스를 종래에 비하여 고 효율적으로 제거함으로써, 다양한 에너지원으로 활용이 가능하게 된다.
그리고 제1스크류반응기의 호퍼 내측으로 메시를 구비함으로써, 에어 펌프를 이용하여 제1스크류반응기로부터 발생하는 가스를 흡인하는 경우, 에어 펌프의 흡인력에 의해 호퍼를 통해 투입되는 파쇄된 혼합 폐플라스틱의 조각들에 의해 흡인공이 막히는 것을 방지하여 보다 안정적으로 가스를 배기할 수 있는 장점이 있다.
또한 제2스크류반응기의 가스 배출구를 내부에 대하여 접선 방향으로 관통되게 형성함으로써, 혼합 폐플라스틱의 가열 시 발생하는 가스를 효과적으로 배출할 수 있으며, 2개가 한 쌍으로 설치됨으로써, 흡인구 면적을 늘려 외부와의 접촉면을 증가시켜 보다 효율적으로 용이하게 배출할 수 있는 장점이 있다.
그리고 각 스크류반응기에서 각각 발생하는 가스를 회수부를 통해 선택적으로 분리 회수함으로써, PVC로 인하여 야기되는 환경문제 해결 및 열분해 생성물의 재활용을 촉진할 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (5)

  1. 파쇄 처리된 혼합 폐플라스틱을 일정하게 공급하는 통상의 공급 피더(1)와;
    상기 공급 피더(1)로부터 혼합 폐플라스틱이 투입되며 다수의 흡인공(22)이 형성된 호퍼(21)와, 내부에 구비되어 혼합 폐플라스틱을 배출구(24)로 교반 이송시키는 한 쌍의 교반축(25)과, 상기 호퍼(21)를 제외한 구간의 벽체 외부에 장착되어 혼합 폐플라스틱에 열을 가하는 히터(27)로 구성되며, 가열 시 혼합 폐플라스틱에서 발생하는 가스를 상기 흡인공(22)을 통해 제거하는 제1스크류반응기(2)와;
    상기 제1스크류반응기(2)의 배출구(24)에 연결되며 상기 제1스크류반응기(2)로부터 이송된 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱을 공급하는 공급관(31)과, 내부에 구비되며 공급측에 공간부가 형성되게 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱을 배출구(34)로 교반 이송시키는 한 쌍의 교반축(32)과, 벽체 외부에 장착되어 반 용융상태의 혼합 폐플라스틱에 상기 제1스크류반응기(2)보다 상대적으로 높은 온도의 열을 가하는 히터(35)로 구성되며, 가열 시 혼합 폐플라스틱에서 발생하는 가스를 상기 제2스크류반응기(3)의 공급측 공간부에 연통된 가스 배출구(36)를 통해 제거하는 제2스크류반응기(3);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡인공(22)들은 상기 제1스크류반응기(2)가 연결되는 호퍼(21) 하부에 형성되며,
    상기 흡인공(22)들이 형성된 호퍼(21)의 내측으로 상기 공급 피더(1)로부터 투입되는 파쇄된 혼합 폐플라스틱에 의해 상기 흡인공(22)들이 막히는 것을 방지하는 메시(23)가 추가로 구비됨을 특징으로 하는 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2스크류반응기(3)의 내부는 2개의 원통이 반응기 정중앙에서 일부가 겹쳐지게 제작되며,
    상기 가스 배출구(36)는 2개의 내통 상부에서 왼쪽에 위치한 내통 접선방향의 연장선상으로 구멍을 뚫어 상기 제2스크류반응기 상부 왼쪽으로 관통시키고, 오른쪽에 위치한 내통 접선방향의 연장선상으로 구멍을 뚫어 상기 제2스크류반응기 상부 오른쪽으로 관통시켜 형성되며, 상기 제2스크류반응기 축방향 상부 1지점에 2개의 가스 배출구(36)가 한 쌍으로 설치되는 것을 특징으로 하는 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1스크류반응기(2) 및 상기 제2스크류반응기(3)의 에어 펌프(47)에 각각 연결되어 상기 흡인공(22) 및 가스 배출구(36)를 통해 배출되는 가스를 회수하는 회수관(41)과, 상기 회수관(41)에 장착되며 냉각 콘덴서(42)를 통과하는 가스로부터 가소제 분해가스 및 열분해가스를 제거하는 가소제 회수부(43)와, 상기 가소제 회수부(43)에 장착되며 가스 흡인구(44)를 통해 염소가스를 에어 펌프(47)를 이용하여 흡인하는 흡인관(46)과, 상기 흡인관(46)에 장착되어 염소가스를 물에 흡수시켜 염산으로 회수하는 염산 회수부(48)로 구성되는 회수부(4)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 가소제 회수부(43)는 :
    인입구의 내측으로 상기 냉각 콘덴서(42)를 통해 떨어지는 가소제 및 열분해 생성물이 상기 에어 펌프(47)의 흡인력에 의해 흡인관(46)으로 흡인되는 것을 방지하도록 상기 냉각 콘덴서 하부에 위치하는 원통형 관(45)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 피브이씨가 혼합된 폐플라스틱으로부터 염소 제거를 위한 스크류반응기 가스배출시스템.
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