(57)【要約】【課題】環境汚染を引き起こす廃合成樹脂を処理する技術において、特に溶融工程における爆発の危険を取り除き、加熱工程における熱伝達効率を上げられる、廃合成樹脂から再生燃料油を生成する方法を提供する。【課題を解決するための手段】破砕機で廃合成樹脂を破砕して合成樹脂破砕物を生成する段階と、混合器で合成樹脂破砕物への熱伝達効率を上げるために粘性の潤滑油系廃油を混合して精製用混合物を生成する段階と、供給ホッパーで精製用混合物を熱分解反応器に投入する段階と、熱分解反応器にて上記投入された精製用混合物を加熱して溶融させる段階と、熱分解凝縮器にて上記熱分解反応器で発生した有機ガスを凝縮して再生燃料油を排出する段階とからなり、熱分解反応器の溶融工程における爆発の危険を取り除き、加熱工程における熱伝達効率を向上させ、再生燃料油の生産速度を高めることができる。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
破砕機にて、廃合成樹脂を破砕して合成樹脂破砕物を生成する段階と、
混合器にて、前記合成樹脂破砕物への熱伝達の効率を上げるために粘性の潤滑油系廃油を混合して精製用混合物を生成する段階と、
供給ホッパーで前記精製用混合物を熱分解反応器に投入する段階と、
熱分解反応器にて、前記投入された精製用混合物を加熱して溶融させる段階と、
熱分解凝縮器にて、前記熱分解反応器で発生した有機ガスを凝縮して再生燃料油を排出する段階とからなることを特徴とする、廃合成樹脂から再生燃料油を生成する方法。
【請求項２】
前記精製用混合物を生成する段階では、
前記潤滑油系廃油が前記合成樹脂破砕物の空隙を詰めるように、前記混合器内に備えられる撹拌機を使用して、前記合成樹脂破砕物と前記潤滑油系廃油とを混合することを特徴とする、請求項１に記載の廃合成樹脂から再生燃料油を生成する方法。
【請求項３】
前記精製用混合物を生成する段階では、
前記混合器を回転または振動させて前記合成樹脂破砕物と前記潤滑油系廃油とを撹拌することを特徴とする、請求項１記載の廃合成樹脂から再生燃料油を生成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は環境汚染を引き起こす廃合成樹脂を処理する技術に関し、特に溶融工程における爆発の危険を避け、加熱工程における熱伝達効率を向上させられる廃合成樹脂から再生燃料油を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、廃合成樹脂は様々な環境問題を引き起こす。プラスチック廃棄物を含む廃合成樹脂を埋め立てる場合は、腐敗せず土壌に還元されないため、安定した地盤の形成を妨害し、長期的には土壌汚染の原因になる。
【０００３】
このように環境汚染を引き起こす廃合成樹脂の処理問題を解決するために、廃合成樹脂を資源としてリサイクルするための、エネルギーリサイクル技術や原料リサイクル技術および化学リサイクル技術などが盛んに研究されている。
【０００４】
廃合成樹脂のエネルギーリサイクル技術は、廃合成樹脂を焼却して熱エネルギーを得ることである。しかし、廃合成樹脂を焼却する場合、人体に害する発癌物質のダイオキシンなどが発生して人体に直接害を与えるだけではなく、間接的にも土壌、水などを汚染させ２次的に人体に吸収されて深刻な問題を引き起こす。それ故、焼却時に発生する有害物質の浄化のための汚染防止施設を設けなければならず、該汚染防止施設の維持管理にかかる費用負担もあった。
【０００５】
したがって、埋め立てや焼却ではないプラスチック廃棄物リサイクルの問題が急を要する懸案になっているが、廃合成樹脂の場合、エネルギーリサイクルよりは原料リサイクルや化学リサイクルが優先的に考慮されている。
【０００６】
廃合成樹脂の原料リサイクルでは、廃合成樹脂自体を分類して合成樹脂製品の原料として再利用する。廃合成樹脂の原料リサイクルのためには、廃合成樹脂を種類別に分類する必要があり、韓国登録特許第１０−０９５３５５９号(区画空間可変型案内コンテナーが設けられたプラスチック選別装置)や韓国登録特許第１０−１２６２２２１号(時分割制御方式のリサイクル選別装置)に開示されているような選別装置を使用して、廃合成樹脂をＰＥＴ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳなどの原料別に選別する。しかし、リサイクル対象以外の排出物を手作業で個々に処理する後処理問題や設備の維持管理にかかる費用問題などを含んでいるだけではなく、経済性も低いという問題がある。
【０００７】
一方、化学リサイクル技術は、廃合成樹脂から再生燃料油を得ることであり、廃合成樹脂を熱分解して発生した有機ガスを冷却してオイルに転換する技術である。
【０００８】
廃合成樹脂の化学リサイクルのために開発された装備としては、回分式のバッチタイプ及び加熱スクリューを用いた連続タイプがある。
【０００９】
バッチタイプは、施設費は安いが稼働と冷却排出の工程とを１回ずつ繰り返す必要があるため、冷却後の再加熱に求められる加熱エネルギーの無駄が大きく、工程の連続性がないため生産性が低いという問題がある。
【００１０】
加熱スクリューを用いた連続タイプは装備の技術的精度が要求されるため、設備費用がかかり、処理量が少ないため事業性が低いという問題がある。
【００１１】
かかる問題を解決するために、溶融押出式の連続バッチタイプの装置が開発されている。該溶融押出式の連続バッチタイプの装置は、破砕された廃合成樹脂をそのまま常温で熱分解反応器に投入して加熱溶融させた後に押出するものであり、加熱温度まで加熱するために必要なエネルギーの消耗によりオイル生産原価が高くなるという問題がある。このような問題を減らすために、韓国登録特許第１０−０９４５５２９号(廃プラスチックの低温熱分解油化システム)に開示されているような予熱ホッパーを用いて廃合成樹脂を段階的に加熱して供給する技術もある。
【００１２】
また廃合成樹脂を加熱溶融する途中に発生する水蒸気の排出が円滑ではないため、生産される有機ガスおよびオイルの品質が低くなり、コーキング(ｃｏｃｋｉｎｇ)現象が発生して熱分解反応器内の容積が減少し、そのコーキング現象とともに作業者の温度チェックおよび時間などの些細な管理ミスにより排出バルブに炭化スラッジが堆積して詰まることが頻繁に起こるという問題がある。
【００１３】
また、破砕された廃合成樹脂をそのまま投入するか、或いは予熱して投入する場合にも、加熱溶融過程における熱伝達の不均衡により溶融物内に空気層が発生する。従来技術では該空気層により熱分解反応器が爆発する問題が頻繁に生じた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記問題を解決するために、本発明は粘性の潤滑油系廃油と破砕された廃合成樹脂とを予め混合して供給することにより、熱分解反応器の加熱溶融工程における空気層の発生を未然に防止できる廃合成樹脂から再生燃料油を生成する方法を提供することを目的としている。
【００１５】
また本発明は、熱分解反応器の溶融工程における爆発の危険を取り除いて、加熱工程における熱伝達効率を向上させて、再生燃料油の生産速度を向上できる廃合成樹脂から再生燃料油を生成する方法を提供することを他の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明による、廃合成樹脂から再生燃料油を生成する方法は、破砕機で廃合成樹脂を破砕して合成樹脂破砕物を生成する段階と、混合器において合成樹脂破砕物と熱伝達効率を向上させるための粘性の潤滑油系廃油とを混合して精製用混合物を生成する段階と、供給ホッパーで精製用混合物を熱分解反応器に投入する段階と、熱分解反応器において前記投入された精製用混合物を加熱して溶融させる段階と、熱分解凝縮器において熱分解反応器で発生した有機ガスを凝縮して再生燃料油を排出する段階とからなることを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、精製用混合物を生成する段階では、潤滑油系廃油が合成樹脂破砕物の空隙を詰めるように、混合器内に備えられた撹拌機を使用して合成樹脂破砕物と潤滑油系廃油とを混合することができる。
【００１８】
また好ましくは、精製用混合物を生成する段階では、混合器を回転または振動させて合成樹脂破砕物と潤滑油系廃油とを撹拌することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による、廃合成樹脂から再生燃料油を生成する方法によれば、粘性の潤滑油系廃油と破砕された廃合成樹脂とを予め混合して熱分解反応器に供給するので、熱分解反応器の加熱溶融工程において溶融物内に空気層が発生しない。これにより、溶融物内の空気層の膨張による熱分解反応器の爆発の危険を取り除くことができる。
【００２０】
また、粘性の潤滑油系廃油と破砕された廃合成樹脂とを混合し、撹拌して供給するので、破砕された廃合成樹脂の空隙に詰められた潤滑油系廃油により熱伝達効率が向上する。結果として、精製用混合物の溶融速度が向上するので、加熱エネルギーの無駄を省き、再生燃料油の生産速度も上げることができる。
【００２１】
さらに、本発明によれば、粘性の潤滑油系廃油と破砕された廃合成樹脂とを混合して熱分解反応器に供給するので、円滑な連続工程が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態による、廃合成樹脂から再生燃料油を生成する手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態による、廃合成樹脂から再生燃料油を生成する手順を説明するための精製設備の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施形態を示す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになる。
【００２４】
以下、本発明は、図面に示された実施例を参考に説明されるが、これは一つの実施例として説明されるものであり、これによって本発明の技術的思想とその中心構成および作用が制限されるものではない。
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態による、廃合成樹脂から再生燃料油を生成する方法について詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の一実施形態による廃合成樹脂から再生燃料油を生成する手順を示すフローチャートであり、図２は本発明の一実施形態による廃合成樹脂から再生燃料油を生成する手順を説明するための精製設備の構成図である。
【００２７】
図１および図２を参照しながら、廃合成樹脂から再生燃料油を生成する手順を説明する。
【００２８】
本発明において、再生燃料油を生成するための廃合成樹脂としては、ポリエチレン(ＰＥ)、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリスチレン（ＰＳ）およびポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）などの廃プラスチック類がある。
【００２９】
廃合成樹脂は、破砕機で破砕して合成樹脂破砕物を生成する（Ｓ１００）。破砕機による破砕工程の前に様々なものが混合された廃棄物から廃合成樹脂を自動的に選別する装備をさらに設けることもできる。
【００３０】
次に、破砕機から排出された合成樹脂破砕物と粘性の潤滑油系廃油とを混合器で混合して、精製用混合物を生成する（Ｓ２００）。なお、本発明では、粘性の潤滑油系の廃油以外にも韓国の廃棄物管理法に従う廃燃料油や廃洗浄油のような潤滑油系以外の鉱物類などのオイル成分が一定比率含有された液体であれば使用可能である。
【００３１】
混合器で精製用混合物を生成する工程では、撹拌機を用いて混合中または混合後に撹拌することもできる。ここで撹拌は、混合器内に備えられる撹拌機を用いて行うこともでき、混合器自体を回転または振動させて行うこともできる。
【００３２】
より詳しくは、精製用混合物の生成する際に、粘性の潤滑油系廃油が合成樹脂破砕物の空隙を詰めるように混合器内部に備えられる撹拌機を使用して、合成樹脂破砕物と潤滑油系廃油を混ぜながら撹拌することができる。
【００３３】
或いは、精製用混合物の生成する際に、粘性の潤滑油系廃油が合成樹脂破砕物の空隙を詰めるように混合器を回転または振動させて、混合中の合成樹脂破砕物と潤滑油系廃油とを撹拌することができる。
【００３４】
前記撹拌工程により、潤滑油系廃油が合成樹脂破砕物の空隙に詰められる効果が極大化され、均一な精製用混合物を生成することができる。
【００３５】
粘性の潤滑油系廃油と合成樹脂破砕物との混合比は２：８〜５：５に定められる。
【００３６】
より詳しくは、混合工程に撹拌工程を伴う場合は、粘性の潤滑油系廃油の混合比率を低くすることができるので、２：８または３：７にすることが好ましい。
【００３７】
一方、混合工程に撹拌工程を伴わない場合には、粘性の潤滑油系廃油の混合率を高くする必要があるので、４：６または５：５にすることが好ましい。
【００３８】
次いて、供給ホッパーで上記生成された精製用混合物を熱分解反応器に投入する（Ｓ３００）。
【００３９】
供給ホッパーは、連続タイプの装備のために自動開閉手段を備えることができ、熱分解反応器でガス成分(有機ガス)、オイル成分、コークス(ｃｏｋｅ)などの排出量によって自動開閉手段の動作により精製用混合物を熱分解反応器に投入することができる。
【００４０】
次いで、熱分解反応器では、供給ホッパーにより投入された精製用混合物を加熱して溶融させる（Ｓ４００）。熱分解反応器で精製用混合物を加熱して溶融することにより、ガス成分(有機ガス)、オイル成分、コークスなどが排出され得る。
【００４１】
その後、熱分解凝縮器では、熱分解反応器で発生したガス成分(有機ガス)を凝縮させて再生燃料油を排出する（Ｓ５００）。
【００４２】
なお、再生燃料油を精製して完製品タンクに排出貯蔵するまでの過程において、熱分解反応器からの熱分解残渣の排出、ダストや、ワックス、流水の分離、非凝縮性ガスの洗浄などの様々な工程に関する技術は一般的な事項であるので、本発明では詳しい説明は省略する。
【００４３】
このように、本発明では、粘性の潤滑油系廃油と破砕された廃合成樹脂とを予め混合して熱分解反応器に供給するので、溶融物内における空気層の膨張による熱分解反応器の爆発の危険を取り除けることができるとともに、破砕された廃合成樹脂の空隙に詰められた潤滑油系廃油により熱伝達の効率が向上する。
【００４４】
本発明による廃合成樹脂から再生燃料油を生成する方法は、廃合成樹脂の化学リサイクルのために開発された装備に容易に適用できる。すなわち、化学リサイクルのための回分式のバッチタイプや加熱スクリューを用いた連続タイプの装備はもちろん、溶融押出式の連続バッチタイプの装備にも容易に適用できる。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施形態と図面に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、このような記載から多様な修正および変形が可能である。
【００４６】
したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態に限定されてはならず、後述する特許請求の範囲に示されており、その特許請求の範囲と均等な範囲内にある全ての差も本発明に含まれているものとして解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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