KR0151939B1 - 공장폐액의 증발탈수장치 - Google Patents

Abstract

증발농축기와 별도의 고압증기 공급장치로 부터 공급되는 증기를 받아 이를 증발 및 탈수시키기 위하여 증발탈수장치를 축상으로 동심축을 갖는 중공축의 방사상관과 이 방사상관에 삽설고정되는 방사상세관을 조립구축하고 이 방사상관과 방사상세관의 다수의 돌출부는 그 사이에 간격을 두게 하고 또한 가늘고 긴 방사상세관의 돌출부의 일단에는 공기배출공을 형성케 하며, 상기 중공축을 동일 축심상으로 동일속도로 회전시켜가면서 증기를 중공축내에 도입하고 잔류공기를 빼내므로써 상기 소경중공축의 내부를 중공축의 내부보다 저압으로 유지하도록 한 공장폐원액의 증발탈수장치.

Description

공장폐액의 증발탈수장치

제1도는 본 발명상의 증발탈수공정의 일례를 예시한 공정흐름도이다.

제2도는 본 발명상의 증발탈수장치를 개략적인 단면도로 나타낸 것이다.

제3도는 상기 제2도의 방사상관 및 방사상세관의 상세 단면도를 나타낸 것이다.

제4도는 제3도의 A-A선 일부단면도이다.

제5도는 제3도의 M부 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 증발관 2 : 중공축

3 : 소경중공축 4 : 방사상관

5 : 방사상세관(細管) 6 : 공기배출공

7 : 회전카프링 10 : 고압증기관

11 : 저압증기관 12 : 이젝터(ejector)

13 : 회전카프링의 증기로(路) 14,16 : 관

15 : 응축기 31 : 진공펌프

본 발명은 폐수와 같이 용해물질과 부유고형물질을 포함하는 원액을 가열증발하여 유동성이 없는 탈수 상태까지 농축하는 증발탈수장치에 관한 것이다.

폐액중의 수분을 가열증발함에 있어서는, 예컨데 마루젠 가부시끼가이샤 발행 화학공학편람 등에 기재되어 있는 바와 같이 정지된 가열기의 전열면에 액을 강제적 또는 자연적으로 유동시키는 방법이 사용되어 왔다.

일반적으로, 액중의 수분을 증발시키면 액의 농도가 높아져서 점도가 커지게 되는데 더욱 농도가 높아지면 유동성이 없어지게 된다. 따라서 정지한 가열기를 사용하여 유동성이 없는 물질의 수분을 증발시키는 것을 될수 없다. 예컨대, 액중에 부유고형분이 많은 경우에는 수분이 많아 농축이 진행되지 않으므로 유동성이 없게 되는 일이 많아지고, 수분이 적은 고농도 증발농축을 행할 수가 없게 된다.

또한, 종래 기술의 경우에는 이 이외에도 일본 실용신안공보 1980-51586호에 개시되어 있는 바와 같이 공장폐액 등의 용액을 농축하고 증기를 효율적으로 증발시키기 위한 증발탈수기구에 있어 원액 및 증기에 혼입되어 들어온 공기를 충분히 제거할 수 없어 이들 잔존 공기의 존재로 인한 증기의 원활한 흐름에 장해가 발생하고, 또한 농축효율도 떨어지는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 제거하고 유동성이 없어진 액으로부터도 수분을 증발시키며, 유기물을 포함하는 액을 농축시킨 경우에는 그 농축물이 스스로 연소하는 수분율(예컨데 29%) 정도까지 농축하고, 또한 무기물을 포함하는 액을 농축한 경우에는 결정을 생성시켜서 그 결정으로부터 수분이 떨어지지 않는 상태까지 증발 농축하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 증발기내에 설한 중공축의 원주상에 방사상으로 관을 취부하고, 이들 방사상으로 취부한 관은 각각 그 일단이 상기 중공축 내부에 연통하도록 하고, 타단은 닫혀지도록 한다. 또한 상기 중공축의 내부에 소경중공축(小俓中空軸)을 상기 중공축과 동축상으로 설하고, 이 소경중공축의 원주상에 방사상으로 세관(細管)을, 상기 방사상으로 취부한 관의 내부에 삽입된 상태로 취부한다. 이 방사상으로 취부한 세관을 각각 그 일단이 상기 소경중공축의 내부에 연통되도록 하고 타단에는 작은 공기배출용 구멍이 뚫려지도록 한다.

이와같이 구성된 증발탈수장치의 상기 중공축과 소경중공축을 동일 축심(祝芯)으로 하여 같은 속도로 회전시키고, 회전에 의해 중공축내에 증기를 도입하면 소경중공축의 내부가 중공축 내부보다 낮은 저압(低壓)으로 유지되어 증기가 계속 중공축내로 용이하게 들어오게 된다.

상술한 상태로 되는 증발기내 폐액 등을 공급하고, 방사상으로 취부한 관으로 교반, 가열, 증발을 행하게 하는 방법을 이용하는 것이다.

본 발명상의 일실시예를 도면에 들어 보다 구체적으로 상세히 설명한다.

본 발명은 제1도에서 도시된 바와 같이 공장폐액을 증발농축시키기 위하여 제1도 하부좌측라인으로부터 공장폐원액이 흡입펌프에 의하여 증발농축기(30)로 흡입되어 전열관 위로 스프레이되고 이 과정에서 발생된 증기는 고압증기와 더불어 이젝터(12)로부터 시스템전체가 진공상태를 유지하고 있는 증발탈수장치(1)로 흡입된다.

이 증발탈수장치(1)는 제2도에서와 같이 증발관속에 방사상관(4)을 설하고 이 방사상관(4)내에 또한 방사상세관(5)을 장설한 것으로 상기 증발관(1) 속에 길이방향으로 중공축(2)을 설하고, 이 중공축(2) 안쪽에 동축심(同軸芯)상으로 소경중공축(3)을 상설한다. 상기 중공축(2)과 소경중공축(3)은 구동장치(도시안됨)에 이해 동일속도로 회전한다. 이 중공축(2)의 원주상에는 다수의 일정간격을 띈 방사상관(4)을, 또한 상기 소경중공축(3)의 원주상에도 다수의 일정간격을 띈 방사상세관(細管:5)을 각 방사상관(4) 내에 삽입되게 그 방사상세관의 원주상에 취부한다. 또한 상기 중공축(2)와 방사상관(4)은 서로 연통되고, 상기 소경중공축(3)과 상기 방사상세관(5)도 서로 연통되도록 조립고정한다. 또한 상기 방사상 세관(5)의 일단부에는 제3도에서 도시된 바와 같이 작은 구멍인 공기배출공(6)을 형성한다.

상기 중공축(2)에는 고압증기관(10)과 저압증기흡입관(11)에 접속된 이젝터(12)로부터 보내어지는 증기가 회전카프링의 증기로(13)을 통하여 접속된다. 또한 소경중공축(3)은 회전카프링의 배출로(13')를 통하여 관(14)에 의해 저압의 응축기(15)에 이어지고, 증발관(1)도 관(16)에 의해 농축기(15)에 이어진다.

상기 구성에 의해 중농도액은 관(20)을 통해 증발관(1)으로 이송되고, 액면스윗치(21)에 의해 일정액면높이로 유지되도록 해준다. 자동제어밸브(22)(23)(24)(25)는 본 발명 시스템 전체에 걸친 자동제어용으로 상세설명을 생략한다.

증발농축장치(30), 증발관(1) 내에는 진공펌프(31)에 의해 관 내부가 거의 진공상태에 가깝게 유지되도록 해준다.

상술한 바의 구성에 의해, 회전카프링의 증기로(路)(13)을 통하여 중공축에 증기를 공급하면 증발관(1)내에 액이 충만되고 이 증발관(1) 내의 액속으로 상기 방사상 관(4)을 주행시키면 액은 교반되고, 가열되며, 증발하여 서서히 유동성이 없는 물질로 농축되어가게 된다. 이와같이 액중을 주행하는 상기 방사상관(4)은 농축물과 같이 접하여 항상 새로운 수분으로 외면이 축축한 상태로 유지되므로 증발전열상태가 계속 유지될수 있다.

상기 자동제어밸브(25)는 닫힘, 다른 자동제어밸브(22)(23)(24)는 열림상태에서 진공펌프를 가동하여 증발관(1)의 내부를 진공으로 하고, 액면 스윗치(21)에 의해 증발관(1) 내부에 중농도액으로 일정 액면높이로 유지된다.

또한 구동장치에 의해 중공축등을 회전시키면, 고압증기가 관(10)을 통해 이젝터(12)에서 저압증기를 관(11)으로부터 흡입되도록 해가면서 자동제어밸브(22), 회전카프링의 증기로(13)을 통해 중공축(2)으로 흘러가며, 방사상관(4)의 내면에 유입된다. 이 증기의 열로 방사상관(4)의 외면에는 수분을 증발시키므로, 상기 방사상관(4) 내에는 공급된 증기의 수분이 응축수로 응축되고, 응축되지 않는 물질은 가스상으로 농축되며, 방사상관(4)의 타단에 모여 상기 방사상으로 취부한 세관(5)의 타단에 설한 작은 배출공(6)으로부터 배출된다.

이젝터(12)로부터의 증기는 회전카프링의 증기로(13)를 지나고, 원액공급관(2a)을 지나서 방사상관(4)으로 유입된다. 방사상관(4)내에서 응축된 후 생긴 응축수는 방사상세관(5)의 선단이 아래로 돌아온 때에 배출공(6)으로 유입되고, 상기 가스상물질은 방사상세관(5)의 선단이 아래가 아닌 위치를 회전하고 있을 때에 배출공(6)으로 유입되어 소경중공축(小俓中空軸)(3)의 내부를 흘러서, 상기 회전카프링의 배출로(13')를 지나서 응축기(15)로 유입된다.

또한 방사상관(4)의 외면으로 증발한 증기는 자동제어밸브(23), 관(16)을 통해 응축기(15)로 흐르게 된다.

한편, 불응축가스는 진공펌프(31)로 배출되지만, 이 불응축가스가 방사상관(4)의 내면에 체류하면 열전도를 나쁘게 하기 때문에, 방사상세관(5)의 공기배출공(6)으로부터 배출된다. 그러므로 높은 전열효과를 얻을 수가 있다.

상기 자동제어밸브(25)의 상부에 탈수물이 충만한 것이 검지되면(검지기 도시안됨), 다른 자동제어밸브(23)를 닫고, 이 자동제어밸브(25)를 열어서 탈수물을 배출시킨다. 배출후 양쪽 자동제어밸브는 복귀된다.

통상의 농축장치에서의 농축한계는 농축물에 유동성이 있는 범위까지이다. 종래의 경우, 농축된 중농도액은 건조기나, 액체소거 등으로 처리되었지만, 이들 장치에는 많은 열에너지가 필요하였다.

본 발명에서는 상기 중농도액을 유동성이 없는 반건조상태로 하고, 처리열은 히트 펌프의 일종인 이젝터(Ejector)로 공급하였다. 예를 들면, 포화농도 165℃의 고압증기 1톤(ton)으로 50℃증기 0.5톤을 흡입하여 90℃의 증기 1.5톤이 증발탈수하도록 이용할 수 있다. 일반건조기는 열효율이 보일러의 반(1/2) 정도이다. 그러므로 본 탈수장치의 열소비율은 건조기에 비하여, (1/1.5)×(1/2)=1/3이 되고, 본 발명의 탈수기를 이용하면 연료소비량이 약 1/3이 되는 것이 판명되었다.

Claims (1)

1. 중공축을 가진 증발탈수장치에 있어서, 증발기내에 장설한 중공축의 원주상에 방사상으로 관을 취부하고, 이 방사상으로 취부한 각각의 관의 일단은 상기 중공축의 내부에 연통케하고, 타단은 닫도록 하며, 상기 중공축의 내부에는 소경중공축(小俓中空軸)을 상기 중공축과 동심원상으로 축설하고, 이 소경중공축의 원주상에도 방사상세관을 취부하지만, 이것을 상기 방사상으로 취부한 관의 내부에 삽입설치하며, 이 방사상으로 취부한 방사상세관의 일단은 상기 소경중공축의 내부에 연통하고 타단에는 공기배출용 소공을 뚫어 놓으며, 상기 중공축과 소경중공축을 같은 심상에서 동일속도로 회전시키므로써 상기 중공축 내로 증기를 도입하고, 상기 소경중공축의 내부를 중공축 내부보다 저압으로 유지하도록 하므로써 상기 방사상관에 의하여 피농축물을 교반, 가열, 증발하도록 한 것을 특징으로 하는 공장폐액의 증발탈수장치.