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서울국제야금&주.단조&열처리산업전
폐유 정제장치 응용사례
1. 소개
본 폐유정제장치(ECOTECH Waste Oil Refining System)는 현재 국제적으로 특허출원 또 는 특허되어 있고, UTOPIA KOREA LTD.((주)유토피아코리아)가 전세계에 이 폐유정제장 치를 단독으로 제작하고 판매할 수 있는 권한을 갖고 있다.
본 폐유정제장치는 이미 북미와 한국의 약 20여개의 회사에서 구입하여 폐유를 정제하고 있 어 기계장치의 성능과 효율이 이미 실증되었고, 부가가치가 높은 상품을 생산하고, 설비투자 비가 재래식 폐유재정제 방식보다 현저히 적게 들고, 제2차 공해물질을 전혀 발생하지 않는 다. 따라서, 다른 장치들과는 비교될 수 없는 획기적인 특성들로 인하여 도입하고자 하는 회 사들이 날로 늘어나고 있다.
이 폐유정제장치는 재래식 폐유처리 방식인 감압증류법에 의한 재생윤활유 생산이나 화공약 품처리 또는 원심분리기나 필터에 의한 화학, 물리적인 불순물질 제거 방법과는 근본적으로 다르다. 본 장치는 폐유를 상압에서 열분해(Cracking)하여 증유 대체용 #3 기름과 디젤유 대체용 #2기름을 제품으로 생산하고, 폐유로부터 제거되는 찌꺼기, 슬럿지 그리고 중금속을 포함한 온갖 불순물질들은 고온도의로(pot)안에서 구어내는 공정(Baking Process)을 통해 부피가 급격히 줄어들며 딱딱한 고체 케이크(Solid Cake)로 형상이 변환한다. 또한, 이 케이 크는 물레 씻겨지지 않아서 환경에 무해한 일반폐기물로서 아스팔트 혼합에 자갈을 대체하 여 사용될 수 있으며 화단이나 심지어는 어항안의 조경용으로도 쓰여질 수 있다.

2. 고온 열분해 System

본 발명에 따른 폐유정제장치는 비점이 높은 탄화수소 재료를 비점이 낮은 경질재료로 열 분해하여 탄화수소 증기와 점성질의 잔류물로 분리시키는 고온 열분해장치와 상기 열분해 장치로부터 유출되는 탄화수소 증기를 액체로 응축시키는 콘덴서/열교환기와 상기 응축물을 화학적으로 처리하여 오일과 고체 침전물을 분리시키는 연료 안정화 시스템과 상기 오일내 의 고체 오염물을 물리적으로 제거하여 고순도의 연료를 형성하는 정제장치를 포함한다.
상기와 같이 구성된 폐유정제장치를 사용하여 폐유를 재생하는 경우에는 에너지 효율면에 서 우수할 뿐만아니라 부산물로 얻어지는 비교적 소량의 고체 에쉬케이크(Ash Cake)도 환 경에 무해하므로 환경오염을 방지할 수 있다.

3. 장치의 특성

본 폐유정제장치는 전처리장치((Pre-processor)인 열분해로와 냉각장치 그리고 보조정제설 비로 구분된다. 각 장치는 별개의 몸체로 구성되어 있으며 각각 독립적으로 가동될 수 있 거나 질렬로 연결되어 동시에 가동될 수 있도록 되어있다.
이 두가지의 장치 모두 복잡하거 나 요란하게 제작되어 있지않고 간단한 박스형(Box Type)으로 되어있어 부피가 작아 비교 적 좁은 공간이나 실내에 설치할 수 있도록 설계되어 있다.
전처리장치는 시리즈 모델 UK420SL-250N으로 불린다. 이 UK420SL-250N 기계는 폐유를 연료로 열분해하여 보조정 제장치의 선택사양에 따라 #2기름과 #3기름을 생산한다.


①UK420SL-250N 장치
본 장치는 폐유로부터 불순물질을 제거하여 이를 소량의 안전한 고체 케이크로 농축 변환시 킨다. 이는 폐유에 포함되어 있는 중금속과 슬럿지, 기타 불순물질을 분리하여 열분해로 안 에서 딱딱하게 굳히는 동시에 열분해된 기름분을 중발시키면서 이루어진다. 이때 증발되는 기체상의 기름은 공냉 열교환장치를 거치면서 보조정제설비를 거쳐 #3기름(중유) 혹은 #2 (경유)를 생산한다.
이 제품은 북미의 모든 환경기준을 합당한 것이고 특히 점도가 낮고 회 분의 포함량이 극소량이므로 사용범위가 공업용 보일러에만 한정되어 있지 않으며, 일반용 보일러와 기타 여러곳에서도 연료로 사용하기에 적합한 것이다.
정기적으로 열분해장치의 청소시에 로(Pot)안으로부터 제거되는 고체 케이크는 물에 씻겨내 리지 않는 안정된 물질로서 일반 쓰레기로 처리하기에 안전하고 화단장식용, 아스팔트 배합 재료용 그리고 어항내의 조경용등의 여러 용도로 쓰여질수 있다.
그리고, 열교환장치를 통과할 때 응고되지 않는 소량의 개스분은 플레어 스텍(Flare Stack) 형으로 생긴 냄새 제거 시스템(Odor Control System)으로 보내어져 태워진다.
이때 개스분 은 끄으름이나 연기를 전혀 동반하지 않고 연소하며 SOx, NOx, CO등의 성분도 규제치 이 하이기 때문에 연소시 환경상의 염려는 없다.
또한, 박스형식인 기계장치의 내부와 외부간의 완전한 격기 차단과 플레어 스테장치로 인한 개스분의 완전연소로 냄새 발생이 방지되고, 제거되게끔 설계 제작되어 있다.
그래서, 기존의 필터공정이나 기타 여러가지 처리공정과는 달리 UK420SL-250L은 실제적으 로 폐유를 열분해하여 연료용 기름을 생산하고, 년간 약 6,000,000리터의 폐유를 연료로 이 용하여 약 5,700,000리터의 제품을 생산한다.
부피당으로 계산할 때 95%의 수율을 지니고 있는 것이다. 이는 환경에 문제시 되고 있는 폐유를 처리하여 부가가치가 높은 #3나 #2기름 으로 생산하므로 기존의 여러장치들과 비교하면 수익성이 매우 높은 기계장치이다.
더하여, 이 장치는 컴퓨터를 이용한 완전자동조정장치(Automated Control System)에 의해 운전자가 전체 공정의 진행상황을 한눈에 볼 수 있어 운전이 매우 용이할 뿐더러 안전을 위 한 자동정지장치등이 있어 많은 운전자들을 필요로 하지 않는다.
또한, 기계의 모든 부품은 일반적인 것이기 때문에 사용자가 어디서나 쉽게 구입할 수 있어 이 기계장치에 대한 관리 상의 편리함이 또다른 장점이다.

4. 정제유의 용도

#3(방카 C 대체유)는 산업용, 선박용, 공간 Heating, 산업용 보일러등에 다양하게 사용되고 있으며, #2연료의 경우엔 선진국에서는 #3용도 이외에도 대형버스나 건설중장비, 디젤발전기 와 화력발전소의 연료로 사용되고 있다.

국내의 경우 1996년 4월 27일 환경부 법안에 의하면 서울시 및 위성도시와 5대광역시의 목 욕탕의 연료는 "고온 열분해 방식의 정제유"에 한해서만 사용토록 법이 개정됐다.

5. 폐유관련 환경문제

폐유는 납, 크롬, 비소 등의 여러가지 중금속들과 클로린 계통의 할로겐 등의 불순물질을 포 함하고 있어서 처리하지 않고 마구 버리면 자연을 파괴하는 공해의 근원이 되며 태운다고 할지라도 심각한 대기오염을 초래하게 된다. 그래서, 폐유를 태우는데에 있어 여러가지 문제 점들이 발견되었다.
일반적으로 폐유는 점도가 높기 때문에 보일러에서 연소되는데 불필요한 분사력이 미비할 뿐만아니라 회분의 포함량이 높고 불완전 연소로 인해서 심각한 끄으름이 발생된다. 그런데, 국내에서는 폐유를 간단한 물리학적 및 화학적으로 처리하여 "벙커C" 또는 "청유" 라고 명 칭하여 연료로 판매하고 있다.
이러한 연료들은 공해물질을 포함하고 있으며 폐유의 원성분 인 윤활유 성분이 분해되지 않고 폐유증에 그대로 남아있기 때문에 우수한 연료라고 평가될 수 없다.

6. 기존의 처리방법과 유토피아장치의 비교

기존의 폐유처리방법은 크게 재정제( Re-refining)와 정제처리(Processing)로 나눌수 있다. 재정제는 폐유에서 윤활유로 재생하는 것이며 이는 황산처리, 백토처리, 감압증류처리, 수 소화처리 등에 의해 이루어진다.
황산처리와 백토처리는 제2차 공해발생문제와 이를 처분하 는데에 따르는 비용이 상대적으로 높아서 수익성이 낮은 문제가 있고, 수소화처리공법은 우 수한 윤활유로 재생하는 장점은 있으나 시설비와 운영비가 높기 때문에 재생윤활유의 판매 가격에 비례하여 높을 수 밖에 없어 경쟁력이 떨어진다.
그래서, 대정부적인 차원에서 "자 원을 낭비하지 말자"는 취지아래 재정력을 피력 또는 권장하고 있지만 재정제 업체들은 운 영에 전반적인 어려움을 겪고 있는 상태이다.
특히, 재생윤활유에 대한 소비자의 Royalty가 쉽게 바꾸어지지 않고 있기 때문에 신윤활유에 비해 비교적 가격이 낮게 시중에 출고됨에도 불구하고 판매고가 부진한 상태이다.
선직외국의 업체들 중에는 재정제를 탈피하려는 회사 가 날로 늘어나고 있고, 현재 폐유제품 동향은 재생 윤활유에서 연료로 바뀌어 가고 있다.
정제처리는 폐유를 윤활유로 다시 재생하지 않고 그밖의 다른 용도로 처리 또는 정제하는 것이다. 기존의 정제처리는 화공약품이나 원심분리기를 이용한 폐유로 부터의 슬럿지 제거 와 열을 이용해서 폐유에서 물을 분해하는 방법이 보편적으로 애용되어 왔다. 대부분 이러 한 처리방법들은 제품으로 쓸 수 있는 연료로 생산된다.
그러나 연료제품의 질이 낮은 것이 이러한 방법들의 가장 큰 단점이다. 결과적으로 부가가치가 낮은 상품을 생산할 뿐만 아니 라 값비싼 기계의 손실이 크게 된다.
유토피아 폐유정제장치는 연료용 제품을 생산한다는 점에서는 정제처리( Processing )으로 구분될 수 있으나 기존의 정제장치와는 근본적인 처리방법이 다르다.
기존의 화학적이나 기 계적 그리고 물리적 처리가 아닌 열분해를 이용한 연료생산법으로써 제품의 질이 매우 높으 며 부가가치 또한 상대적으로 높다. 이러한 열분해를 이용한 폐유에서 연료로의 방법은 현 재 유토피아 정제장치가 실증된 유일한 장치이다.
특히 기존의 방법들이 해결할 수 없었던 액상 슬럿지의 처리문제를 유토피아 정제장치는 해결하여 준다. 즉, 환경에 해가 없으며 여 러가지 용도로 쓰일 수 있는 고체 케이크로 슬럿지를 구어내는 획기적인 방법은 열분해와 함께 유토피아 장치 특허의 중요한 요소중의 하나이다.

8. 정제유 분석표
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