KR20010087796A

KR20010087796A - 이동형 연료 회수장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20010087796A
Application number: KR1020010028557A
Authority: KR
Inventors: 마명덕
Original assignee: 마명덕
Priority date: 2001-05-24
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2001-09-26
Also published as: JP2003055669A

Abstract

본 발명은 이동형 연료 회수장치 및 그 방법에 관한 것으로, 반응기와 연소로를 단수로 구성하고, 그 반응기로부터 연계되는 증류탑을 통합시켜 폐플라스틱과 폐오일로부터 가솔린과 디젤 등의 연료를 추출할 수 있도록 한 소형의 이동 가능한 연료 회수장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 폐플라스틱 및 폐오일로부터 유용 연료를 추출하기 위한 추출장치에 있어서, 장치의 하면에서 철재프레임으로 구성되어 상단의 설치구조물을 지지하고, 그 프레임을 이동시키기 위한 다수의 휠이 그 프레임의 하부에 구성된 지지 및 이동수단과; 상기 지지 및 이동수단의 상면에 설치되어 상기 폐플라스틱과 폐오일을 제공받아 무촉매 열분해 반응을 통해 각종 혼합가스로 변환시키기 위한 반응수단과; 상기 반응수단의 하부에 설치되어 그 반응수단으로 열원을 제공하기 위한 연소수단과; 상기 반응수단의 상부에 설치되어 그 반응수단으로부터 제공된 혼합가스를 분별 증류하여 분리시키는 분리수단과; 상기 분리수단으로부터 분별 증류되고 응축된 연료를 가솔린과 디젤연료로 각각 분리하여 저장하기 위한 저장수단과; 상기 반응수단으로의 연료투입을 제어하고, 상기 연소수단의 연소개시 및 정지와 연소온도를 제어함과 더불어, 상기 분리수단으로부터 연료를 추출하기 위한 각종 밸브를 제어하고, 가스의 응축을 위한 냉각수의 순환을 제어하기 위한 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명을 적용하면, 이동이 가능하므로 용이하게 폐플라스틱 또는 폐오일이저장된 장소로 이동할 수 있으며, 반응기와 연소로, 증류탑을 모두 1개씩 구성함으로써 경제적으로 매우 유리하며, 일련의 과정이 원스텝으로 이루어질 수 있으므로 매우 편리하고, 폐플라스틱 및 폐오일의 분해 회수율이 매우 높아 환경오염을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

Description

이동형 연료 회수장치 및 그 방법{MOVABLE APPARATUS AND METHOD FOR EXTRACTING FUEL FROM WASTE PLASTIC AND WASTE OIL}

본 발명은 이동형 연료 회수장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 이동 가능한 소형의 장치를 통하여 폐플라스틱 및 폐오일로부터 촉매를 사용하지 않는 저온의 열분해 반응을 이용하여 저렴하고 높은 수율로 가솔린, 디젤유 등의 오일을 회수할 수 있고, 연속 공정의 진행중에 발생된 슬러지(잔류물 또는 폐기물)를 회수하여 연소로의 연료로 사용할 수 있도록 한 이동형 연료 회수장치 및 그 방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 플라스틱의 분자량은 일반적으로 1.0×10⁵∼1.0×10⁶인 바, 그 폐플라스틱에 열을 가하게 되면 폐플라스틱은 저분자 물질, 예컨대 가솔린과 디젤오일, 중오일, 가스 등의 혼합물로 분쇄된다.

이때, 열분쇄 조건은 액상의 저온, 저압에서 이루어지며, 그 분쇄반응은 촉매가 없는 반응이다.

촉매는 폐플라스틱을 연료오일로 처리하는 다른 공정에서 사용되고, 폐플라스틱의 분쇄를 위한 촉매 공정은 불가능하다. 왜냐하면, 플라스틱의 분자량이 너무 크거나, 분자부피가 너무 거대하므로 촉매와의 반응시 플라스틱이 촉매의 내표면으로 유입되기 때문에 그 폐플라스틱에 대한 촉매 분쇄반응은 촉매의 표면적에 의해 불가능하다.

현대 문명의 발전에 따라 플라스틱 공업이 발전하고 있으며, 이를 통하여 폐기되는 플라스틱의 양도 기하급수적으로 증가되고 있다. 따라서 플라스틱을 처리해야 하지만 그 재질의 특성상 소각처리시 오염물질이 발생되고, 잘 썩지 않으며, 특히 대부분 1회용품으로 사용되는 경우가 빈번하므로 그냥 처리하기에는 자원낭비가 너무 많다.

이와 같이 폐기되는 플라스틱이 늘어남에 따라 이들의 재활용 방법이 계속 연구되고 있으며, 이들 중 가장 두드러진 것은 폐플라스틱을 각종 가스나 오일상의 탄화수소로 분해하여 재활용하는 방법이다.

종래 폐플라스틱의 유화 공정으로는 열(접촉)분해법과 일본에서 개발된 창전법(倉田法)이 있다. 그러나 이들 방법은 주로열가소성 수지를 유화시키는 방법이나, 처리하지 못하는 수지 종류(예: 열접촉분해법의 경우 폴리에틸렌테레프탈레이트,폴리염화비닐 등)도 있고 특히 폐플라스틱의 열분해 공정에 촉매를 사용하기 때문에 이들에 의한 2차 오염의 우려가 크고 작업과정이 아직까기 연속적으로 이루어지지 못하고 있음은 물론이고, 대부분의 플라스틱 유화장치의 경우에는 그 규모가 플랜트 단위의 대단위이므로 비용이 증대함은 물론, 그 규모를 소규모 아파트 단지 등에 설치할 정도는 아니다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 반응기와 연소로를 단수로 구성하고, 그 반응기로부터 연계되는 증류탑을 통합시켜 폐플라스틱과 폐오일로부터 가솔린과 디젤 등의 연료를 추출할 수 있도록 한 소형의 이동 가능한 연료 회수장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 연료 회수장치의 주요부분을 개략적으로 도시한 블록도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 연료 회수장치의 보조처리부 구성을 도시한 블록도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 연료 회수장치의 구성을 도시한 모식도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 연료 회수장치를 도시한 설계도면,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 연료 회수장치의 동작 흐름을 도시한 플로우챠트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

R-1:반응기 F-1:연소로

T-1:증류탑 R-1A:슬러지탱크

T-2:가솔린탱크 T-3:디젤탱크

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 폐플라스틱 및 폐오일로부터 유용 연료를 추출하기 위한 추출장치에 있어서, 장치의 하면에서 철재프레임으로 구성되어 상단의 설치구조물을 지지하고, 그 프레임을 이동시키기 위한 다수의 휠이 그 프레임의 하부에 구성된 지지 및 이동수단과; 상기 지지 및 이동수단의 상면에 설치되어 상기 폐플라스틱과 폐오일을 제공받아 무촉매 열분해 반응을 통해 각종 혼합가스로 변환시키기 위한 반응수단과; 상기 반응수단의 하부에 설치되어 그 반응수단으로 열원을 제공하기 위한 연소수단과; 상기 반응수단의 상부에 설치되어 그 반응수단으로부터 제공된 혼합가스를 분별 증류하여 분리시키는 분리수단과; 상기 분리수단으로부터 분별 증류되고 응축된 연료를 가솔린과 디젤연료로 각각 분리하여 저장하기 위한 저장수단과; 상기 반응수단으로의 연료투입을 제어하고, 상기 연소수단의 연소개시 및 정지와 연소온도를 제어함과 더불어, 상기 분리수단으로부터 연료를 추출하기 위한 각종 밸브를 제어하고, 가스의 응축을 위한 냉각수의 순환을 제어하기 위한 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 이동형 연료 회수장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 반응수단의 전단에는 폐플라스틱을 일정 크기로 분쇄시키는 파쇄수단과; 상기 제어수단의 제어에 의해 그 파쇄수단으로부터 파쇄가 완료되면 자동으로 상기 반응수단으로 공급시키는 공급수단이 더 포함된 것을 특징으로 하는 이동형 연료 회수장치가 제공된다.

더욱 바람직하게, 상기 반응수단과 연계되어 반응수단으로부터 발생된 슬러지를 처리하기 위한 슬러지 처리수단이 더 포함된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연소로의 연료로는 상기 슬러지 처리수단으로부터 제공받은 코크스와, 상기 저장수단으로부터 제공받은 가솔린 가스를 이용하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 폐플라스틱 및 폐오일로부터 연료를 회수하기 위한 이동형 연료 회수장치에 있어서, 폐플라스틱을 일정 크기의 알갱이 형태로 파쇄시키는 과정과; 폐플라스틱에 대한 파쇄가 완료되면 콘베이어를 동작시켜 반응수단으로 폐플라스틱을 투입시키는 과정과; 연소수단을 제어하여 일정 온도로 반응수단을 가열하는 과정과; 그 반응수단에서 폐오일과 폐플라스틱을 열분해 하는 과정과; 그 반응수단에서 발생된 혼합가스를 분별증류시켜 분리하는 과정과; 분리수단으로부터 분리된 가솔린 연료와 디젤연료를 각각 냉각수에 의해 응축하고, 탈수하여 탱크에 저장하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동형 연료 회수방법이 제공된다.

바람직하게, 상기 반응수단을 통해서 폐플라스틱 및 폐오일을 열분해하는 과정에는 그 반응수단으로부터 침전물을 추출하여 제거하는 과정과; 그 침전물로부터 코크스를 추출하여 연소수단의 연료로 공급하는 과정이 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동형 연료 회수방법이 제공된다.

더욱 바람직하게, 상기 반응수단에서 폐물질을 분해하는 과정에는 가솔린 가스를 추출 응축하여 가솔린 저장수단에 저장하거나, 연소수단의 연료로 공급하거나, 전체 시스템과 분리수단 바닥에 존재하는 액상의 가솔린의 압력평형을 위한 연소원으로 공급되는 과정 중 적어도 어느 한 과정이 더 포함되어 이루어지는 것을특징으로 하는 이동형 연료 회수방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 이동형 연료 회수장치에 의해서 모든 폐플라스틱이 분해되는 것은 아니다. 즉, 분해 가능한 폐 플라스틱과 분해가 불가능한 열가소성 폐플라스틱은 표 1에 기재된 바와 같다.

[표 1]

열가소성 플라스틱	분해 가능여부
폴리에틸렌	PE	OK
폴리프로필렌	PP	OK
폴리스틸렌	PS	OK
일반폴리스틸렌확장폴리스틸렌	GPPS, EPS	OK
고충격 폴리스틸렌	HIPS	OK
다리 결합폴리에틸렌	LDPE	OK
다리 결합폴리에틸렌	HDPE	OK
나일론 66, 나일론6폴리아미드	PA	OK
폴리비닐 클로라이드	PVO	OK
폴리에틸렌테레프탈레이트	PETE	NO
폴리부틸렌 테레프탈레이트폴리에틸렌 설파이드폴리페닐렌 옥사이드	PBTPPSPPO	NO

명백하게, 분쇄가 최적으로 이루어질 수 있는 폐플라스틱은 PE, PP, PS등이고, PETE(PET), PBT, PPS, PPO 등과 같이 플라스틱이 아니고, 테레프탈레이트를 포함하는 물질은 분쇄가 불가능하다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 연료 회수장치는 열분해에 의하여 폐오일을 분해하는 바, 분쇄가 가능한 오일은 표 2에 기재된다.

[표 2]

NO.	폐오일의 종류
1	페윤활유*엔진 윤활유-공업용 윤활유각종 기계윤활유일반유체 오일마찰억제용 오일브레이크 오일커팅 오일-전기 취급용 오일변압기유전기절연유-열화방지용 오일냉각오일
2	정유소 찌거기 오일
3	탱크바닥의 중오일
4	선박연료유 및 선박용 윤활유
5	폐아스팔트

표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동형 연료 회수장치를 이용하게 되면 폐오일의 거의 대부분 열분해에 의해 분해가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 연료 회수장치의 주요부분을 개략적으로 도시한 블록도이다.

이를 참조하면, 본 발명에 따른 이동형 연료 회수장치는 크게 두 가지의 공정으로 대별할 수 있는 바, 그 중 하나는 반응과 증류공정이며, 다른 하나는 폐물질의 저장 및 회수물 취급과 회수물 저장을 포함하는 공정이다.

상기 이동형 연료 회수장치는 모든 폐플라스틱의 회수와, 그 회수장치에 부가되는 모든 장치에 대한 부분을 포괄적으로 포함하는 바, 그 이동형 연료 회수장치의 모든 부분과 장치는 이동가능한 미니 회수장치의 철근 베이스 프레임상에 설치된다.

또한, 상기 이동형 연료 회수장치는 소각, 매장, 재생 등과 같은 현존하는 공정에서 처리가 어려운 다양한 종류의 폐 플라스틱과 폐오일의 특별한 회수 공정을 제공한다.

한편, 상기 이동형 연료 회수장치는 폐플라스틱 및 폐오일에 대한 무촉매방식의 분쇄반응의 메카니즘을 기초로 하는 것으로, 열분해를 통해 고품질의 가솔린, 디젤, LPG 생산한다.

본 발명에 따른 이동형 연료 회수장치의 내에서 이루어지는 열분해의 작용조건은 아래와 같다.

반응온도: 350∼400℃.

반응압력: 0.02∼0.05Mpa.

반응환경: 무산소와 무공기, 무촉매.

공급율: 폐플라스틱 및 폐오일의 임의량.

작동방법: 연속 운전.

따라서, 본 발명에 따른 이동형 연료 회수장치는 백색오염을 일으키는 폐플라스틱을 열분해를 통하여 연료로서 회수할 수 있으며, 그로 인한 침전물 등의 부산물의 발생을 극미소량으로 제한시킬 수 있다.

한편, 상기 이동형 연료 회수장치는 그 내부에 반응의 열원을 제공하는 연소부(100)가 제공되며, 그 연소부(100)로부터 열원을 제공받음과 동시에 폐플라스틱 및 폐오일을 투입받아 열분해 반응을 일으키는 반응부(200)가 제공된다.

또한, 상기 반응부(200)의 분해 반응으로 분해된 폐플라스틱과 폐오일로부터 가솔린과 디젤 연료를 추출하는 추출부(300)가 구비되며, 상기 추출부(300)에서 회수된 연료를 응축시키고 회수된 오일을 저장하며 그 폐수를 처리하기 위한 보조처리부(400)가 마련된다.

동 도면상에는 상기 반응부로 폐플라스틱 및 폐오일의 투입을 제어하고, 상기 연소부(100)의 연소온도 및 시간 제어 및, 반응부(200)와 추출부(300), 보조 처리부(400)의 각종 밸브를 제어하여 냉각수 및 회수되는 연료의 경로를 제어토록 하는 제어부가 제공된다.

또한, 상기 이동형 연료 회수장치에는 자동으로 폐플라스틱을 파쇄하여 상기 반응부(200)로 공급하기 위한 재료공급부가 더 포함된다.

이하, 상기 이동형 연료 회수장치의 특성에 대하여 기술한다.

상기 이동형 연료 회수장치를 통해서 폐플라스틱은 화학적인 전환에 의해 폐오일로 되고, 다시 열분해를 통하여 고품질의 연료로 회수된다. 또한, 폐오일과 폐 플라스틱으로부터 가솔린과 디젤이 무촉매방식으로 회수된다. 그리고, 이동형 연료 회수장치의 반응조건은 저온 저압에서 폐오일과 폐플라스틱이 열분해된다.

한편, 추출공정은 제품에서 암색과 냄새를 제거하여 안정화시키는 반응을 포함하고, 이때 분쇄공정단위는 이동 가능하도록 소형으로 제작된다. 더불어, 상기 이동형 연료 회수장치에서는 폐플라스틱의 전처리 과정으로 분류 및 세정을 필요로 하지 않는다. 또한, 부산되는 오염물질, 유해가스가 없으며, 반응 슬러지는 유해하지 않으며, 연소로의 연료로 사용될 수 있다. 상기 연소부(100)의 연소침전물은 진흙과 모래이며, 유해하지 않고 3%∼5%의 소량이다.

이하, 본 발명에 따른 이동형 연료 회수장치의 처리특성에 대하여 기술한다.

상기 이동형 연료 회수장치를 통해서 처리 가능한 물질의 처리량은 폐플라스틱의 경우 2400Kg/1day이며, 폐오일일 경우 600Kg/1day가 추가적으로 처리되므로 전체 처리 가능한 량은 3000Kg/1day이다.

또한, 상기 이동형 연료 회수장치의 추출부(300)를 매개하여 추출할 수 있는 가능 추출량은 2100 Kg/1day를 추출할 수 있다.

더불어, 상기 이동형 연료 회수장치내의 폐물질 저장량은 폐플라스틱의 경우에는 최소 3일 또는 8000킬로그램의 량을 저장할 수 있으며, 폐오일은 최소 3일 또는 2000킬로그램(12배럴)의 량을 저장할 수 있다. 또한, 상기 이동형 연료 회수장치를 이용하여 생산한 생산품은 1/2일 또는 1000킬로그램의 량을 저장할 수 있다.

또한, 바람직하게 상기 반응부(200)로 투입되는 폐물질은 투입전에 오염된 폐플라스틱은 큰 진흙과 모래더미, 돌, 천, 나무조각, 금속 와이어 등의 불순물이 제거되어 분쇄되어 배출기로 올려져 투입되고, 폐오일의 경우에는 전체 대비 5%이하가 될 때까지 수분이 제거되어 투입된다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 연료 회수장치의 보조처리부 구성을 도시한 블록도이다.

이를 참조하면, 도 1에 도시된 상기 보조처리부(400)는 그 내부에 상기 추출부(300)로부터 추출된 가솔린 또는 경유를 저장하는 오일 저장부(402)가 구비되며, 상기 오일저장부(402)와 상기 추출부(300)의 상단 내주면에 마련된 경로로 냉각수를 공급시켜 기화된 오일을 응축시키는 냉각수 공급부(404)가 제공된다.

또한, 상기 보조처리부(400)의 내부에는 상기 추출부(300)와 연계하여 추출된 오일 중에서 폐수를 인출하여 처리하기 위한 폐수처리부(406)가 제공되고, 폐플라스틱을 압축공기로 상기 반응부(200)로 공급하기 위하여 공기를 압축시키는 공기 압축부(408)가 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 이동형 연료 회수장치를 첨부된 도면을 통하여 보다 상세하게 기술한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 연료 회수장치의 구성을 도시한 모식도이다.

이를 참조하면, 반응기(R-1)에 분해반응을 위한 열원을 제공하는 연소로(F-1)가 반응기(R-1)의 하부에 설치되고, 그 반응기(R-1)는 연소로(F-1)의 상부에 설치되어 각종 폐플라스틱을 분해하여 가솔린, 디젤오일, LPG의 혼합증기로 변환시킨다.

또한, 상기 반응기(R-1)의 하부 소정부에는 반응 슬러지와 침전물을 처리하기 위한 탈 슬러지 탱크(R-1A)가 제공되고, 상기 반응기(R-1)의 상단부에는 반응기(R-1)에서 분해된 혼합증기를 분리하기 위한 증류탑(T-1)이 마련된다.

한편, 상기 증류탑(T-1)으로부터 추출된 가솔린과 디젤연료를 각각 저장하기 위한 가솔린탱크(T-2)와, 디젤 탱크(T-3)가 각각 제공된다. 이때, 상기 가솔린 탱크(T-2)의 상단으로부터 유출되는 가스는 상기 연소로(F-1)의 연료로도 사용된다.

또한, 가솔린 탱크(T-2)의 일부가스는 전체 시스템과 증류탑(T-1) 바닥에 존재하는 액상의 가솔린의 압력평형을 위한 연소원으로써 사용된다.

또한, 상기 이동형 연료 회수장치에는 상기 연소로(F-1)로부터 연기를 제거시키기 위한 탈연부(600)가 상기 연소로(F-1)와 파이프로 결합되어 형성되며, 상기 반응기(R-1)와 연계되어 불순물을 물과 분리시켜 처리하기 위한 불순물 처리부(700)가 제공되며, 반응기(R-1)로부터 분해된 가솔린과 디젤연료로부터 수분을 제거하기 위한 탈수부(800)가 각각 설치된다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동형 연료 회수장치를 도시한 설계도면이다.

이를 참조하면, 본 발명에 따른 이동형 연료 회수장치는 이동 가능한 철재의 프레임(50)상에 설치된다. 먼저, 플라스틱 분쇄부(도시는 생략)는 그 프레임(50) 근처의 바닥위에 놓여지고, 그리고 공급실린더(10)는 상기 프레임(50)의 일단에 설치된다.

한편, 상기 연소로(F-1)와 반응기(R-1)는 프레임(50) 길이의 1/4정도로 설치되어지고, 상기 반응기(R-1)는 연소로(F-1)의 상부에 설치된다. 또한, 증류탑(T-1)은 반응기(R-1)의 상부에 설치된다.

그리고, 연속해서 정수박스(WB-3, W-1A, CT-1)와, 소타워 탱크 T-2/9, T-4/10, T-5/5A, T-6/6A, T-3, C-1, T-7, T-8, T-11, AC-1가 설치된다.

펌프의 대부분은 정수박스(WB-3)와 탱크의 사이의 프레임(50)상에 설치된다.

또한, 폐수 취급과 연기 정제를 위한 탈연부(600)는 그 펌프의 상부에 설치되고, 제어박스(B-1)는 그 프레임(50)의 타단에 설치되고, 그 프레임(50)을 이동시키기 위한 8개의 휠(60)은 프레임(50)의 하부에 설치된다.

보다 상세하게, 상기 연소로(F-1)는 반응과 증류를 위한 열을 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 이동형 연료 회수장치에서는 그 수량이 1개가 제공되어 최대 30,000Kcal/h, 최소 14,300Kcal/h의 열용량을 갖는다.

또한, 상기 연소로(F-1)의 운전개시를 위해서는 12Kg/h의 디젤오일이 공급되어야 하며, 일반운전을 위해서는 7∼8Kg/h의 디젤 오일이 제공되어야 하고, 그 연소 온도는 350∼850℃이다.

한편, 상기 반응기(R-1)는 폐플라스틱 및 폐오일의 열분해를 위하여 제공되는 것으로, 본 발명에 따른 이동형 연료 회수장치에는 그 수량이 1개 제공되며, 반응을 위한 대상은 폐플라스틱/폐오일/분쇄오일 및 가스이다.

또한, 상기 반응기(R-1)의 반응용량은 폐플라스틱 2400Kg과 폐오일 600Kg/1일이 처리될 수 있으며, 반응온도는 360∼380℃이고, 반응기(R-1)의 안전밸브의 규격은 d_N40, P_N1.0Mpa, temp. 450℃이다.

더불어, 상기 반응기(R-1)의 상단 일측에는 응급 소화를 위한 응급소화밸브(30)와, 안전 소화를 위한 안전소화밸브(20)가 각각 마련된다.

또한, 상기 슬러지 탱크(R-1A)는 상기 반응기(R-1)의 바닥으로부터 침전된 반응 슬러지를 충전하여 저장하기 위한 것으로, 본 발명에서는 1개의 수량이 설치되고, 그 충전 용량은 60리터이고, 내부 온도는 200∼400℃, 설계압력은 0.6Mpa이며, 충전을 위한 충전패달 자동밸브의 규격은 D_N200, P_N1.0, 공기밸브 2개, 전기밸브 1개이다.

더불어, 상기 증류탑(T-1)은 증류 혼합물을 가솔린과 디젤오일로 변환하기 위한 것으로, 그 수량은 1개가 설치되고, 증류탑(T-1)의 크기는 Φ 500×4400×δ6, 0.86m³이다. 처리 용량은 폐물질 200∼500Kg/h이다.

또한, 동 도면에 도시된 정제박스(CB-1)는 굴뚝 연기 정제를 위한 것으로, 본 발명에서는 1개의 수량이 설치되고, 정제 가능한 연기의 용량은 1019 m³/h이며, 박스의 크기는 1000×1000×800×δ4, 0.8 m³이다. 또, 박스의 압력은 진공 370 mmH2O이다.

한편, 냉각수 박스(WB-3)는 생산품의 응축 및 냉각을 위한 것으로, 본 발명에서는 1개의 수량이 제공되고, 그 열용량은 78,750Kcal/h으로, 가솔린 냉각기(H-1)의 열용량은 52,500Kcal/h, 디젤 오일 냉각기(H-2)의 열용량은 26,250Kcal/h이다.

또한, 상기 냉각수 박스(WB-3)는 그 내부에 가솔린 응축과 냉각을 위한 냉각코일이 2세트, 디젤 오일의 냉각을 위한 냉각 코일이 1 세트 제공된다.

바람직하게, 상기 가솔린탱크(T-2)는 가솔린-가스 분리와 가솔린 저장하기 위한 것으로, 그 수량은 1개이며, 크기는 Φ850×900×δ5, 0.51 m³(실린더)이고, 온도는 150℃ 설계, 40℃ 동작 가능하게 설계된다.

또한, 상기 가솔린 탱크(T-2)의 압력은 0.6Mpa 설계, 0.05Mpa 동작 가능하게 설계된다.

한편, 상기 디젤오일탱크(T-3)는 디젤 오일을 저장하기 위한 것으로, 수량은 1개이고, 크기는 Φ850×900×δ5, 0.51 m³(실린더)이며, 온도는 150℃ 설계, 40℃ 동작 가능하게 설계되고, 압력은 0.6Mpa 설계, 0.05Mpa 동작 가능하게 설계된다.

한편, 상기 제어캐비넷(IC-1)은 작동 파라메타의 측정, 디스플레이와 각종 밸브의 제어를 위한 것으로, 연소 불꽃온도(T1)와, 반응온도(T2), 반응기의 상부온도(T3), 슬러지 탱크온도(T4), 연소로에서 유출되는 가스의 불꽃온도(T5), T1의 디젤 측면 라인온도(하부)(T6), T1의 디젤 측면 라인온도(상부)(T7), T1으로부터 유출되는 가솔린과 가스의 T1 상부온도(T8)가 디스플레이된다.

또한, 상기 제어캐비넷(IC-1)는 온도제어를 행하는 바, 반응기 온도(T1)은 제어범위내에서 설정된다. 먼저, 낮은 온도한계는 360℃이고, 높은 온도한계는 385℃이다. 그리고, 반응기 온도(T1)의 조정에 따라 연소로(F-1)의 연료율이 조정 제어된다.

이하, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 이동형 원료 회수장치의 동작 및 기능에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 기술한다.

먼저, 상기 제어캐비넷(IC-1)를 통해 폐플라스틱을 파쇄시키기 위한 키신호를 발생시키면 파쇄기(도시는 생략)는 그 폐플라스틱을 일정 크기의 알갱이 형태로 파쇄시킨다.(제 1 단계: ST-1)

폐플라스틱에 대한 파쇄가 완료되면 상기 제어캐비넷(IC-1)은 콘베이어를 동작시켜 상기 투입실린더(10)로 폐플라스틱을 투입시키고 그 투입실린더(10)는 실린더링을 하여 상기 반응기(R-1)로 폐플라스틱을 투입한다.(제 2 단계: ST-2)

이때, 상기 제어캐비넷(IC-1)은 상기 연소로(F-1)를 가동시켜 상기 반응기(R-1)에 열원을 제공함으로써 상기 반응기(R-1)는 폐플라스틱을 용해 가열시킨다.(제 3 단계: ST-3)

상기 반응기(R-1)에서 일정 온도로 폐오일 0∼25%와 폐플라스틱 100∼75%을 가열하여 분해시키게 되면(제 4 단계: ST-4) 상기 반응기(R-1)내에는 혼합가스가 발생 추출되어(제 5 단계: ST-5) 상기 증류탑(T-1)으로 이동되고 그 증류탑(T-1)내에서 분별증류된다.(제 6 단계: ST-6)

이때, 상기 증류탑(T-1)에 구비된 가솔린과 디젤 추출용 밸브를 통해 가솔린 연료와 디젤연료가 추출되어 상기 가솔린 저장탱크(T-2)와, 디젤 저장탱크(T-3)에 각각 저장된다.(제 7 단계: ST-7)

더불어, 상기 연소로(F-1)에 의한 용해 가열시에 발생되는 반응 슬러지와 침전물은 탈 슬러지 탱크(R-1A)에 먼저 떨어지고, 최종적으로 탈슬러지 탱크(R-1A)를통해 제거된다.(제 8 단계: ST-8)

이때, 상기 탈슬러지 탱크(R-1A)에서 제거된 침전물은 코크스로 만든 다음 상기 연소로(F-1)의 연소를 위한 연료로 사용할 수 있도록 회수한다.(제 9 단계: ST-9)

또한, 상기 반응기(R-1)에서는 분해반응을 진행하는 도중에 가솔린 가스를 추출하여 연료로 사용하거나 응축시켜 저장한다. 즉, 가스를 포함한 가솔린은 응결되고 냉각수 박스(WB-3)의 내에서 열변환기(H-1)에 의해 건조되어, 가솔린탱크(T-2)로 유입되며, 가솔린 탱크(T-2)의 상단으로부터 유출되는 가스는 연소로(F-1)의 연료로 사용된다.

그리고, 일부가스는 전체 시스템과 증류탑(T-1) 바닥에 존재하는 액상의 가솔린의 압력평형을 위한 연소원으로써 사용된다.(제 10 단계:ST-10)

한편, 상기 증류탑(T-1)을 통해 분별 증류된 각종 가솔린 및 디젤 연료는 그 연료에 포함된 수분을 일정 비율이하 될 때까지 제거하는 탈수과정을 거친다.

즉, 디젤 오일은 증류탑(T-1)의 측면으로부터 흘러나와 냉각수 박스(WB-3)내의 열교환기(H-2)로 유입되어 응축된 다음 디젤오일 탱크(T-3)에 채워진다.(제 11 단계: ST-11)

한편, 본 발명의 실시예에 따른 이동형 연료 회수장치 및 그 방법은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 이동형 연료 회수장치 및 그 방법은 이동이 가능하므로 용이하게 폐플라스틱 또는 폐오일이 저장된 장소로 이동할 수 있으며, 반응기와 연소로, 증류탑을 모두 1개씩 구성함으로써 경제적으로 매우 유리하며, 일련의 과정이 원스텝으로 이루어질 수 있으므로 매우 편리하고, 폐플라스틱 및 폐오일의 분해 회수율이 매우 높아 환경오염을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

폐플라스틱 및 폐오일로부터 유용 연료를 추출하기 위한 추출장치에 있어서,

장치의 하면에서 철재프레임으로 구성되어 상단의 설치구조물을 지지하고, 그 프레임을 이동시키기 위한 다수의 휠이 그 프레임의 하부에 구성된 지지 및 이동수단과;

상기 지지 및 이동수단의 상면에 설치되어 상기 폐플라스틱과 폐오일을 제공받아 무촉매 열분해 반응을 통해 각종 혼합가스로 변환시키기 위한 반응수단과;

상기 반응수단의 하부에 설치되어 그 반응수단으로 열원을 제공하기 위한 연소수단과;

상기 반응수단의 상부에 설치되어 그 반응수단으로부터 제공된 혼합가스를 분별 증류하여 분리시키는 분리수단과;

상기 분리수단으로부터 분별 증류되고 응축된 연료를 가솔린과 디젤연료로 각각 분리하여 저장하기 위한 저장수단과;

상기 반응수단으로의 연료투입을 제어하고, 상기 연소수단의 연소개시 및 정지와 연소온도를 제어함과 더불어, 상기 분리수단으로부터 연료를 추출하기 위한 각종 밸브를 제어하고, 가스의 응축을 위한 냉각수의 순환을 제어하기 위한 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 이동형 연료 회수장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반응수단의 전단에는 폐플라스틱을 일정 크기로 분쇄시키는 파쇄수단과; 상기 제어수단의 제어에 의해 그 파쇄수단으로부터 파쇄가 완료되면 자동으로 상기 반응수단으로 공급시키는 공급수단이 더 포함된 것을 특징으로 하는 이동형 연료 회수장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반응수단과 연계되어 반응수단으로부터 발생된 슬러지를 처리하기 위한 슬러지 처리수단이 더 포함된 것을 특징으로 하는 이동형 연료 회수장치.
제 1 항 또는 3 항에 있어서, 상기 연소로의 연료로는 상기 슬러지 처리수단으로부터 제공받은 코크스와, 상기 저장수단으로부터 제공받은 가솔린 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 이동형 연료 회수장치.
폐플라스틱 및 폐오일로부터 연료를 회수하기 위한 이동형 연료 회수장치에 있어서,

폐플라스틱을 일정 크기의 알갱이 형태로 파쇄시키는 과정과;

폐플라스틱에 대한 파쇄가 완료되면 콘베이어를 동작시켜 반응수단으로 폐플라스틱을 투입시키는 과정과;

연소수단을 제어하여 일정 온도로 반응수단을 가열하는 과정과;

그 반응수단에서 폐오일과 폐플라스틱을 열분해 하는 과정과;

그 반응수단에서 발생된 혼합가스를 분별증류시켜 분리하는 과정과;

분리수단으로부터 분리된 가솔린 연료와 디젤연료를 각각 냉각수에 의해 응축하고, 탈수하여 탱크에 저장하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동형 연료 회수방법.
제 5 항에 있어서, 상기 반응수단을 통해서 폐플라스틱 및 폐오일을 열분해하는 과정에는 그 반응수단으로부터 침전물을 추출하여 제거하는 과정과; 그 침전물로부터 코크스를 추출하여 연소수단의 연료로 공급하는 과정이 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동형 연료 회수방법.
제 5 항에 있어서, 상기 반응수단에서 폐물질을 분해하는 과정에는 가솔린 가스를 추출 응축하여 가솔린 저장수단에 저장하거나, 연소수단의 연료로 공급하거나, 전체 시스템과 분리수단 바닥에 존재하는 액상의 가솔린의 압력평형을 위한 연소원으로 공급되는 과정 중 적어도 어느 한 과정이 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동형 연료 회수방법.