KR100243518B1 - A distillation apparatus for high purity distilled water manufacture - Google Patents
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- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
Abstract
본 발명은 의약품 분야, 식료품 분야에 사용되는 증류수 제조에 관련되는 것으로 증류수 제조에 따른 소모 에너지를 극소화하면서 고순도의 증류수 제조에 의한 장치 신뢰도를 극대화한 고순도 증류수의 제조를 위한 증류장치에 관한 것으로,The present invention relates to the production of distilled water used in the pharmaceutical and food fields, and to a distillation apparatus for producing high-purity distilled water that maximizes the reliability of the device by producing high-purity distilled water while minimizing the energy consumed by the production of distilled water.
본 발명의 특징은 다수의 증류탑을 일렬로하여 맨 마지막 증류탑으로부터 첫 번째 증류탑에 공급수가 경유하여 인입토록 구비하되, 상기 첫 번째 증류탑에 인입된 공급수는 열원수용공간을 경유하는 외부열원(스팀)에 의하여 가열하고 이 가열로 생성된 증기가 두 번째 증류탑의 열원수용공간으로 공급되어 열원증기로 제공되고 동시에 상기의 열교환과정에서 증발이 안된 공급수는 상기 두 번째 증류탑으로 역순환시키면서 기 공급된 상기 열원증기와 열교환작용하여 상기 열원증기는 응축되어 응축수(증류수)를 생성하여 세 번째 증류탑의 열원수용공간으로 공급되고 상기 공급수의 열교환작용으로 생성된 증기를 상기 세 번째 증류탑의 열원으로 제공되고 여기서 증발이 안된 공급수는 다시 상기 세 번째 증류탑으로 역순환시켜 상기 열원수용공간에 기 공급된 열원증기와 열교환작용하는 과정을 상기 맨마지막 증류탑까지 반복수행하면서 상기 맨마지막 증류탑으로부터 첫 번째 증류탑으로 인입되는 공급수는 점진적으로 가온되어 상기 외부열원(스팀)의 가열에너지를 상대적으로 줄이면서 최종적으로 상기 열원수용공간에 수집된 열원증기 및 응축수와 상기 열원 증기에 의해 증발된 증기를 냉각하여 증류수를 제조하는 것에 있다.A feature of the present invention is provided with a plurality of distillation columns in a line through the feed water from the last distillation column to the first distillation column via the feed water, the feed water introduced into the first distillation column is an external heat source (steam) through the heat source receiving space By heating the steam generated by the heating is supplied to the heat source receiving space of the second distillation column is provided as a heat source steam and at the same time the feed water which is not evaporated during the heat exchange process is supplied to the second distillation column while being reversely fed The heat source steam by heat exchange with the heat source steam condenses to produce condensed water (distilled water) and is supplied to the heat source water space of the third distillation column, and the steam generated by the heat exchange action of the feed water is provided as a heat source of the third distillation column, The non-evaporated feed water is circulated back to the third distillation column to obtain the heat source receiving space. While repeatedly performing heat exchange with the heat source steam supplied to the last distillation column, the feed water introduced from the last distillation column to the first distillation column is gradually warmed to relatively heat the heating energy of the external heat source (steam). While reducing and finally cooling the heat source steam and condensed water collected in the heat source receiving space and the vapor evaporated by the heat source steam to produce distilled water.
Description
본 발명은 의약품 분야, 식료품 분야에 사용되는 증류수를 제조하기 위한 증류수 제조장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 증류수 제조에 따른 소모 에너지를 극소화하면서 고순도로 정제된 증류수 제조에 의한 장치 신뢰도를 극대화한 고순도 증류수의 제조를 위한 증류장치에 관한 것이다.The present invention relates to a distilled water production apparatus for producing distilled water used in the pharmaceutical field, food products, and more specifically, to maximize the reliability of the device by the production of purified purified distilled water while minimizing the energy consumed by the production of distilled water It relates to a distillation apparatus for the production of high purity distilled water.
일반적으로 일반적으로 증류수의 제조설비는 증류수를 제조하기 위한 원수(原水)(이하 공급수라 약함)를 가열하여 생성된 포화증기를 열교환에 의한 냉각, 응축시키어서 원하는 증류수를 제조하는 것으로서 이러한 증류수 제조장치는 종래에도 각종의 산업분야에서 실용화되고 있고 그 구조 및 형태가 매우 다양하다.Generally, distilled water manufacturing equipment is a distilled water production apparatus that produces desired distilled water by cooling and condensing saturated steam generated by heating raw water (hereinafter, referred to as supply water) for producing distilled water by heat exchange. Is conventionally used in various industrial fields, and its structure and shape are very diverse.
이러한 종래의 증류수 제조설비는 어떠한 형태든 간에 그 제조원리는 공급수를 증류수단에 공급하면서 가열수단에 의해서 공급수의 가열이 이루어지고 이러한 가열에 의한 공급수로부터 포화증기가 생성되면 이 포화증기를 냉각수단에 의해 열교환과정으로 응축하여 증류수를 제조하는 것이 필수적 구성에 의한 원리다.In the conventional distilled water production equipment, the manufacturing principle of any type is to supply the feed water to the distillation means, while the supply water is heated by the heating means, and saturated steam is generated from the supply water by the heating. The condensation of the heat exchange process by the cooling means to produce distilled water is an essential principle.
그러나 이러한 증류수 제조설비를 사용하는 수요자의 입장에서는 공급수로부터 양질의 증류수의 제조와 동시에 장비운용에 따른 제조원가에 직접적으로 영향을 주는 요소 즉, 장비의 설비비는 물론 가동 동력원(에너지)의 소모율, 증류수의 제조능률이 가장 큰 영향을 미치고 있기 때문에 상기의 요인에 있어 설비비 및 에너지 소모율의 극소화, 증류수의 제조능률의 극대화가 가능한 증류수 제조설비가 요망된다.However, from the point of view of the consumer using the distilled water manufacturing equipment, the factors that directly affect the manufacturing cost according to the operation of the equipment and the production of high-quality distilled water from the supply water, that is, the equipment cost of the equipment, the consumption rate of the operating power source (energy), distilled water Since the production efficiency has the greatest influence, distilled water production facilities that can minimize the cost of equipment and energy consumption and maximize the production efficiency of distilled water are required for the above factors.
한편, 종래에도 외부열원(스팀 또는 가열버너)에 의하여 가열하여 생성된 증기의 응축을 위한 냉각수를 공급수로 활용하고 스팀관을 통과한 상기 공급수가 가온화되어 가열용기 내로 인입되는 공급수로 이용하여 연료를 절약하는 기술로서 국내실용신안공고 제94-4089호로 개시된 바 있다.Meanwhile, in the related art, the cooling water for condensation of steam generated by heating by an external heat source (steam or heating burner) is used as the supply water, and the supply water passing through the steam pipe is warmed and used as the supply water introduced into the heating vessel. As a technique for saving fuel, Korean Utility Model Publication No. 94-4089 has been disclosed.
이러한 기술은 단순히 공급수에 의한 가열스팀(증기)을 냉각, 응축하는 매체로 하고 상기 공급수를 외부열원(스팀)으로 가열하여 증기를 생성함에 있어서도 공급수 자체가 어느정도 예열상태이므로 가열스팀의 가열에 따른 에너지 절감의 효과를 기하고 있다.This technology is simply a medium for cooling and condensing the heating steam (steam) by the feed water and heating the steam because the feed water itself is preheated to some extent even when the feed water is heated with an external heat source (steam) to generate steam. The effect of the energy savings is expected.
이러한 종래의 기술은 상기에서 언급한 바와같이 어느정도 예열된 공급수를 가열하여 증기를 생성하기 때문에 냉각수 자체를 처음부터 가열하는 것에 비하여 가열에너지의 소모가 절약될지는 몰라도 이미 어느정도 예열된 공급수라 할지라도 많은 양의 공급수를 가열용기에서 가열스팀에 의하여 증발시키는 것은 결국 증류수 제조에 따른 에너지 절감효율을 그 다지 크게 기대하지 못한다.As mentioned above, the conventional technology heats the preheated supply water to some extent to generate steam, so that the consumption of heating energy may be saved as compared to heating the cooling water itself from the beginning. The evaporation of positive feed water by heating steam in a heating vessel does not expect much energy savings from distilled water production.
또한, 이러한 기술은 증류수의 정제가 제대로 이루어지지 못하여 제조된 증류수에 이물질이나 불순물이 포함되어 있을 경우, 인체에 직접적인 영향을 미치는 의약품, 식료품 분야의 시료로서의 사용에 의하여 치명적인 결과를 갖어올 수밖에 없는 문제점으로 상기의 분야에는 사용할 수가 없다.In addition, this technology has a problem that if the distilled water is not properly purified, if the distilled water contains foreign substances or impurities, the fatal results by the use as a sample in medicine, foodstuffs that directly affect the human body Therefore, it cannot be used in the above fields.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 연구개발된 것으로써,The present invention has been researched and developed in consideration of the above problems,
본 발명의 목적은 증류수 제조에 따른 소모 에너지를 극소화하면서 보다 양질의 증류수를 효율적으로 제조할 수 있는 고순도 증류수의 제조를 위한 증류장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a distillation apparatus for the production of high-purity distilled water that can efficiently produce a higher quality distilled water while minimizing the energy consumed by the production of distilled water.
본 발명의 목적은 증류수 제조에 따른 소모 에너지를 극소화하면서 의약품이나 식품분야에서 필요한 고순도로 정제된 증류수를 효율적으로 제조할 수 있는 고순도 증류수의 제조를 위한 증류장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a distillation apparatus for the production of high-purity distilled water that can efficiently produce purified high-purity distilled water required in the pharmaceutical or food fields while minimizing the energy consumed by the production of distilled water.
이러한 본 발명의 목적은 다수의 증류탑을 일렬로하여 맨 마지막 증류탑으로부터 첫 번째 증류탑에 공급수가 경유하여 인입토록 구비하되, 상기 첫 번째 증류탑에 인입된 공급수는 열원수용공간을 경유하는 외부열원(스팀)에 의하여 가열하고 이 가열로 생성된 증기가 두 번째 증류탑의 열원수용공간으로 공급되어 열원증기로 제공되고 동시에 상기의 열교환과정에서 증발이 안된 공급수는 상기 두 번째 증류탑으로 역순환시키면서 기 공급된 상기 열원증기와 열교환작용하여 상기 열원증기는 응축되어 응축수(증류수)를 생성하여 세 번째 증류탑의 열원수용공간으로 공급되고 상기 공급수의 열교환작용으로 생성된 증기를 상기 세 번째 증류탑의 열원으로 제공되고 여기서 증발이 안된 공급수는 다시 상기 세 번째 증류탑으로 역순환시켜 상기 열원수용공간에 기 공급된 열원증기와 열교환작용하는 과정을 상기 맨마지막 증류탑까지 반복수행하면서 상기 맨마지막 증류탑으로부터 첫 번째 증류탑으로 인입되는 공급수는 점진적으로 가온되어 상기 외부열원(스팀)의 가열에너지를 상대적으로 줄이면서 최종적으로 상기 열원수용공간에 수집된 열원증기 및 응축수와 상기 열원 증기에 의해 증발된 증기를 냉각하여 증류수를 제조하는 것에 의해서 구현될 수 있다.An object of the present invention is to provide a plurality of distillation column in a line through the feed water from the last distillation column to the first distillation column via the feed water, the feed water introduced into the first distillation column is an external heat source (steam) Steam supplied by this heating is supplied to the heat source receiving space of the second distillation column to provide the heat source steam, and at the same time, the feed water that is not evaporated during the heat exchange process is supplied while being reversely circulated to the second distillation column. The heat source steam is heat-exchanged with the heat source steam to condense to produce condensed water (distilled water), and is supplied to the heat source water space of the third distillation column, and the steam generated by the heat-exchange action of the feed water is provided as a heat source of the third distillation column. Here, the feed water that has not evaporated is recycled back to the third distillation column to obtain the heat source. While repeatedly performing heat exchange with the heat source steam supplied to the air space to the last distillation column, the feed water introduced from the last distillation column to the first distillation column is gradually warmed to heat the heating energy of the external heat source (steam). It can be realized by producing distilled water by cooling the heat source steam and condensed water finally collected in the heat source receiving space and the vapor evaporated by the heat source steam while being relatively reduced.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 개략적인 장치구성의 개요도,1 is a schematic diagram of a schematic device configuration for explaining the present invention;
도 2는 본 발명을 구성하는 첫 번째 증류탑의 구성개요도,2 is a configuration diagram of the first distillation column constituting the present invention,
도 3은 본 발명을 구성하는 증류탑의 구성을 보여주는 부분단면 사시도,Figure 3 is a partial cross-sectional perspective view showing the configuration of the distillation column constituting the present invention,
도 4는 본 발명을 구성하는 증류탑의 종단면도,4 is a longitudinal sectional view of a distillation column of the present invention;
도 5는 본 발명을 구성하는 싸이클론 정제기구의 작동개요도,5 is an operation overview of the cyclone purification apparatus constituting the present invention,
도 6은 본 발명을 구성하는 열교환수단에 의한 공급수의 응축과정을 보여주 는 개요도.Figure 6 is a schematic diagram showing the condensation process of the feed water by the heat exchange means constituting the present invention.
＜도면의주요부분에대한부호의설명＞<Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 하우징 101: 단열재100: housing 101: insulation
102: 상부 플렌지 103: 하부 플렌지102: upper flange 103: lower flange
104: 열원수용공간 105: 열원공급라인104: heat source accommodating space 105: heat source supply line
106: 공급수라인 107: 열교환 상향관106: supply water line 107: heat exchange upward pipe
108: 열교환 하향관 109: 노즐판108: heat exchange downward pipe 109: nozzle plate
110: 노즐공 111: 밀폐판110: nozzle hole 111: sealing plate
112: 공급수 환수라인 113: 미증류공급수 수집통112: feed water return line 113: non-distilled water supply reservoir
114: 휠터수단 115: 압력공간114: filter means 115: pressure space
116: 응축수 환수라인 120: 싸이클론 정제기구116: condensate return line 120: cyclone purification apparatus
C1~C8: 증류탑 ST: 외부열원(스팀)C1 ~ C8: Distillation column ST: External heat source (steam)
S/H: 예열수단 200: 1차열교환수단S / H: Preheating means 200: Primary heat exchange means
300: 2차열교환수단 400: 여과필터 밸브수단300: secondary heat exchange means 400: filtration filter valve means
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
즉, 본 발명은 첨부도면 도 1 내지 도 6에 도시된 바와같이, 다수의 원통형 증류탑(C1~C8)(최고8개까지)을 일렬로 설치하되, 상기의 맨 마지막 증류탑(C8)으로부터 첫 번째 증류탑(C1)의 내부를 경유하여 공급수라인(106)이 구비된다.That is, the present invention, as shown in the accompanying drawings, Figures 1 to 6, a plurality of cylindrical distillation column (C1 ~ C8) (up to eight) are installed in a line, the first from the last distillation column (C8) A feed water line 106 is provided via the inside of the distillation column C1.
상기 증류탑(C1~C8)의 설비수는 상기에서 최고 8개까지 언급하고 있지만 증류율에 따라서 그 이하 또는 이상으로 설비할 수 있다.Although the number of equipment of the distillation column (C1 ~ C8) is mentioned up to eight above, it can be installed below or above depending on the distillation rate.
상기 각 증류탑(C1~C8)은 외부에 단열재(101)가 구비되고 상,하부에 플렌지(102,103)에 의해 내부에 열원수용공간(104)이 구비된 하우징(100)과, 상기 열원수용공간(104)의 상부에 관통연결되는 열원공급라인(105)과, 상기 하우징(100)의 하부로 인입되어 내상부를 경유하고 하부로 인출되는 공급수라인(106)과, 상기 열원수용공간(104) 및 상,하부플렌지(102,103)의 중앙을 관통연결하는 열교환 상향관(107)과, 상기 열교환 상향관(107) 외부주변의 상기 열원수용공간(104)에서 상기 상,하부플렌지(102,103)를 관통연결하는 다수의 열교환 하향관(108)과, 상기 열원수용공간(104)의 상호간을 연결하는 응축수 환수라인(116)과, 상기 상부플렌지(102)에 일치되고 이를 관통하는 상기 다수의 열교환 하향관(108)과 일치되는 다수의 노즐공(110)을 갖는 노즐판(109)과, 상기 노즐판(109)를 게재하고 상기 상부플렌지(102)와 볼트체결되되 상기 노즐판(109)과 압력공간(115)을 갖도록 설치되는 밀폐판(111)과, 이 밀폐판의 일측에 연결되는 공급수환수라인(112)과, 상기 하부플렌지(103)에 볼트체결되는 미증류공급수 수집통(113)과 상기 열교환 상향관(105)의 상부내측에 구비되는 휠터수단(114) 및 상기 열교환 상향관(105)의 하부내측에 구비되는 싸이클론정제기구(120)와로 이루어지되, 상기 싸이클론정제기구(120)는 상부가 그 다음의 상기 열원공급라인(105)와 연결되고 하부는 상기 미증류공급수 수집통(113)으로 연장되며 상기 미증류공급수 수집통(113)은 그 다음의 상기 공급수환수라인(112)과 연결되어 이루어진다.Each of the distillation columns (C1 ~ C8) is provided with a heat insulating material 101 on the outside and the housing 100 is provided with a heat source receiving space 104 therein by the flanges (102, 103) in the upper and lower, and the heat source receiving space ( A heat source supply line 105 penetratingly connected to an upper portion of the 104, a supply water line 106 drawn into the lower portion of the housing 100 and drawn out to the lower portion through the inner upper portion; and the heat source receiving space 104 And a heat exchange upward tube 107 connecting through the centers of upper and lower flanges 102 and 103 and the upper and lower flanges 102 and 103 in the heat source receiving space 104 around the heat exchange upward tube 107. A plurality of heat exchange down pipes 108 to connect with each other, a condensate return line 116 connecting the heat source receiving space 104 to each other, and a plurality of heat exchange down pipes coinciding with and passing through the upper flange 102. A nozzle plate 109 having a plurality of nozzle holes 110 coinciding with 108 and the nozzle plate 109 are placed. And a sealing plate 111 which is bolted to the upper flange 102 and is installed to have the nozzle plate 109 and the pressure space 115, and a supply and return line 112 connected to one side of the sealing plate. , The filter unit means 114 provided in the upper inner side of the undistilled water supply collection tank 113 and the heat exchange upward tube 105 that are bolted to the lower flange 103, and the lower inner side of the heat exchange upward tube 105. It consists of a cyclone purification mechanism 120 provided in, the cyclone purification mechanism 120 is connected to the heat source supply line 105 of the upper portion and the lower distillation feed water collection vessel 113 The distillation feed water collection container 113 is connected to the feed return line 112 of the following.
상기 공급수라인(106)은 상기의 각 증류탑(C1~C8)의 하부로 인입되어 내상부를 경유하고 하부로 인출되되, 이러한 공급수라인(106)은 증류효율에 따라서 그 설비수가 적어도 2개이상으로 구비되어 이들은 상기 각 증류탑(C1~C8)을 구성하는 각 하우징(100)의 외부에서 하나의 연결관(117)으로 상호간이 연결된다.The feed water line 106 is drawn into the lower portion of each of the distillation column (C1 ~ C8) and withdrawn through the inner upper portion, the feed water line 106 is at least two of the number of equipment according to the distillation efficiency They are provided as above and they are connected to each other by one connecting pipe 117 from the outside of each housing 100 constituting the respective distillation column (C1 ~ C8).
이때, 상기 첫 번째 증류탑(C1)은 도 2에 도시된 바와같이 외부열원(스팀)(ST)이 상기 열원공급라인(106)을 통하여 상기 열원수용공간(104)에 공급되어 하부로 순환토록 구성되고 상기 외부열원(ST)의 일부는 상기 첫 번째 증류탑(C1)과 두 번째 증류탑(C2)의 사이에 구비되는 예열수단(S/H)을 경유하도록 하고 상기 공급수라인(106)도 이를 경유토록하여 공급수가 어느정도 예열된 상태에서 순환공급되고 가열된 공급수는 상기 공급수환수라인(112)으로 공급되도록 하여 상기 외부열원(ST)의 가열에너지를 최대한 줄이면서 공급수의 증류가 시작된다.At this time, the first distillation column (C1) is configured such that an external heat source (steam) ST is supplied to the heat source receiving space 104 through the heat source supply line 106 and circulated downward as shown in FIG. And a part of the external heat source ST passes through a preheating means S / H provided between the first distillation column C1 and the second distillation column C2, and the supply water line 106 also passes through the preheating means S / H. Thus, the supply water circulated and supplied in a state where the supply water is preheated to some extent is supplied to the supply water return line 112 to distill the supply water while reducing the heating energy of the external heat source ST as much as possible.
상기 싸이클론정제기구(120)는 내관(121)과 외관(122)의 이중구성으로 이루어 상기 열교환 상향관(105)의 하부내측에 구성되되, 상기 외관(122)은 상부의 플렌지(123)에 의하여 상기 열교환 상향관(107)과 이격되어 그 양측공간의 상부측으로의 흐름이 차단된 상태로 상부일측에 인입구(125)가 형성되고 그 하부는 드레인관(126)을 연장하여 상기 미증류공급수 수집통(113)으로 연장되며, 상기 내관(121)은 그 상부가 상기 플렌지(123)을 관통하고 하부는 상기 외관(122)과 이격된 상태에서 외주연에 구성되는 하향의 나선(124)에 의하여 상기 외관(122)과 이격 설치된다.The cyclone purification mechanism 120 is composed of a double configuration of the inner tube 121 and the exterior 122 is configured in the lower inner side of the heat exchange upward tube 105, the exterior 122 is in the upper flange 123 The inlet 125 is formed on one side of the upper portion of the heat exchange upward tube 107 while the flow to the upper side of the space is blocked, and the lower portion thereof extends the drain tube 126 to supply the undistilled feed water. Extending to the collecting vessel 113, the inner tube 121 is a downward spiral 124 formed on the outer periphery of the upper portion penetrates the flange 123 and the lower portion is spaced apart from the exterior 122 It is spaced apart from the exterior 122 by.
도면에 있어, 130은 드레인밸브를, 131은 상기 미증류공급수 수집통(113)에 수집된 량을 확인하기 위한 투시창을, 132는 드레인탱크를 나타낸다.In the figure, reference numeral 130 denotes a drain valve, 131 denotes a viewing window for checking the amount collected in the non-distilled water supply container 113, and 132 denotes a drain tank.
상기 공급수라인(106)을 통하여 워터탱크(W/T)로부터 첫 번째 증류탑(C1)에 인입된 공급수는 열원수용공간(104)을 경유하는 외부열원(스팀)(ST)에 의하여 가열(약 섭씨135~140도)되고, 이러한 외부열원으로 가열, 증발된 공급수 및 증기는 공급수환수라인(112)를 통하여 밀폐판(111)과 노즐판(109)사이의 압력공간(115)로 공급되어 압력상승과 함께 상기 노즐판(109)의 노즐공(110)을 통하여 열교환 하향관(108)을 통하여 분사공급되면서 다시 외부열원(ST)에 의하여 열교환이 이루어지면서 강제적으로 하향하게 된다.The feed water introduced into the first distillation column C1 from the water tank W / T through the feed water line 106 is heated by an external heat source (steam) ST via the heat source receiving space 104 ( 135-140 degrees Celsius), and the feed water and steam heated and evaporated by such an external heat source are supplied to the pressure space 115 between the sealing plate 111 and the nozzle plate 109 through the supply water return line 112. As the pressure is supplied and injected through the heat exchange downward pipe 108 through the nozzle hole 110 of the nozzle plate 109 with the pressure rise, heat exchange is performed by the external heat source ST and forced downward.
이러한 강제하향의 공급수와 증기에 있어 상기 증발된 증기는 중앙의 열교환 상향관(107)을 통하여 환류되고, 상기 공급수(미증류된 것)는 하우징(100) 하부의 미증류공급수 수집통(113)에 수집된다.In this forced downward supply water and steam, the vaporized vapor is refluxed through a central heat exchange upward pipe 107, and the supply water (undistilled) is an undistilled water supply collection vessel under the housing 100. Is collected at 113.
이때, 상기 증기는 싸이클론 정제기구(120)를 경유하게 되는바, 이러한 경유과정을 구체적으로 살펴보면, 상기 열교환 상향관(105)과 외관(122)의 공간을 경유하여 상부로 이동하여 일측의 인입구(125)을 통하여 내관(121)과의 사이에 형성된 나선(124)을 따라서 선회류를 일으키면서 하향하고 다시 상기 내관(121)을 통하여 상부로 이동하여 상부의 휠터수단(114)을 경유, 열원공급라인(105)에 의하여 두 번째 증류탑(C2)의 열원수용공간(104)으로 공급, 열원으로 제공되고 동시에 증발이 안된 공급수(미증류공급수)는 상기 두 번째 증류탑(C2)으로 공급수환수라인(112)을 통하여 역순환시키면서 상기에서와같이 즉, 밀폐판(111)과 노즐판(109)사이의 압력공간(115)로 공급되어 압력상승과 함께 상기 노즐판(109)의 노즐공(110)을 통하여 열교환 하향관(108)을 통하여 분사공급되면서 다시 기 공급된 상기 열원수용공간(104)내의 열원증기와 열교환작용하여 상기 열원증기와 공급수는 상호간 응축과 증발이 이루어지면서 강제적으로 하향과정을 반복하게 된다.At this time, the steam is passed through the cyclone purification mechanism 120, looking specifically at such a diesel process, the heat exchange upwards through the space of the upstream pipe 105 and the exterior 122, the inlet of one side Through the spiral tube 124 formed between the inner tube 121 and the spiral through the 125, the downward flow and again through the inner tube 121 to move upwards through the upper filter means 114, heat source The supply line 105 is supplied to the heat source receiving space 104 of the second distillation column (C2), provided as a heat source, and at the same time, the feed water (not distilled feed water) that is not evaporated is supplied to the second distillation column (C2). As described above while being reversely circulated through the return line 112, that is, supplied to the pressure space 115 between the sealing plate 111 and the nozzle plate 109, the nozzle hole of the nozzle plate 109 with the pressure rise. Injection is supplied through the heat exchange downward pipe (108) through (110) While exchanging heat with the heat source steam in the previously supplied heat source receiving space 104, the heat source steam and the supply water are forced to repeat the downward process while condensing and evaporating with each other.
이러한 강제 하향의 공급수와 증기에 있어 상기 증발된 증기는 다시 중앙의 열교환 상향관(107)을 통하여 환류되고, 상기 미증류 공급수 또한 하우징(100) 하부의 미증류공급수 수집통(113)에 수집되는 과정을 거치게 된다.In the forced downward supply water and steam, the vaporized vapor is again refluxed through a central heat exchange upward pipe 107, and the undistilled feed water is also collected in the undistilled feed water collecting vessel 113 under the housing 100. Will be collected during the process.
이러한 열교환과정중에 상기 열원증기에서 생성된 응축수는 응축수 환수라인(116)에 의하여 상기 세 번째 증류탑(C3)의 열원수용공간(104)으로 공급되고 상기 증발이 안되어 역순환되는 공급수는 기 공급된 상기 열원수용공간(104)의 열원증기와 열교환 과정을 거치게 된다.During this heat exchange process, the condensed water generated in the heat source steam is supplied to the heat source receiving space 104 of the third distillation column C3 by the condensate return line 116 and the feed water that is not circulated back is not supplied. The heat source steam of the heat source accommodating space 104 is subjected to a heat exchange process.
이러한 과정을 상기 맨마지막 증류탑(C8)까지 반복수행하면서 상기 맨마지막 증류탑(C8)으로부터 첫 번째 증류탑(C1)으로 인입되는 공급수는 점진적으로 가온되어 상기 외부열원(ST)의 가열에너지를 상대적으로 줄이면서 최종적으로 상기 맨 마지막 증류탑(C8)의 열원수용공간(104)에 수집된 열원증기및 응축수와 상기 열원증기에 의해 증발된 증기를 냉각하여 고순도로 정제된 증류수를 제조한다.While repeating this process to the last distillation column (C8), the feed water introduced from the last distillation column (C8) to the first distillation column (C1) is gradually warmed to relatively heat the heating energy of the external heat source (ST). While reducing and finally cooling the heat source steam and condensed water collected in the heat source receiving space 104 of the last distillation column (C8) and the vapor evaporated by the heat source steam to produce purified purified distilled water.
이때, 상기 각 증류탑(C1~C8)에 인입된 공급수는 가열된 상태로 상부에서 하부로 열교환 하향관(108)을 통하여 분리상태로 하향분사되면서 상기 외부열원(ST) 또는 열원증기에 의하여 재가열로 증류탑(C1~C8) 내하부에 증기를 생성하고 공급수에 포함된 이물질 및 불순물을 분리하는 1차정제과정을 거치고 상기 생성된 증기는 다시 상기 싸이클론 정제기구(120)에 의하여 상승과 하강과 상승의 과정으로 생성증기에 포함된 이물질 및 불순물을 분리하는 2차정제과정을 거치는 과정에서 증발과 응축을 행하게 된다.At this time, the feed water introduced into each of the distillation column (C1 ~ C8) is sprayed downward in a separated state from the top to the bottom through a heat exchange downward pipe 108 in a heated state and reheated by the external heat source (ST) or heat source steam. Steam is generated in the lower portion of the distillation column (C1 ~ C8) and undergoes the first purification process to separate the foreign matter and impurities contained in the feed water and the generated steam is raised and lowered again by the cyclone purification mechanism 120 Evaporation and condensation are performed in the process of secondary purification to separate foreign substances and impurities contained in the generated steam as a process of increasing and increasing.
이때, 상기 1차정제과정에 있어 상기 열교환 하향관(106)은 도면에서 직관으로 도시되었지만 정제효율을 높이기 위하여 나선관으로 하여서 공급수 및 증기가 선회류를 일으키면서 하향하여 자체에 포함된 이물질 및 불순물을 분리하면서 순수한 증기의 증발과 응축을 행할 수도 있고 ,At this time, in the first purification process, the heat exchange downward pipe 106 is shown as a straight pipe in the drawing, but as a spiral pipe in order to increase the purification efficiency, foreign substances contained in itself by downwardly causing the swirling flow of the feed water and steam. Pure vapor can be evaporated and condensed while separating impurities,
상기 2차정제과정 또한 상기 싸이클론 정제기구(120)을 구성하는 내관(121)과 와관(122)사이에 구성되는 하향의 나선(124)에 의하여 선회류를 일으키면서 증기를하향시켜 증기 자체에 포함된 이물질 및 불순물을 분리하면서 1차적으로 정제된 순수한 증기의 증발과 응축이 이루어진다.The secondary purification process is also caused by the downward spiral (124) formed between the inner tube 121 and the vortex 122 constituting the cyclone purification mechanism 120 to direct the steam downward to the steam itself Evaporation and condensation of primarily purified pure steam is carried out while separating foreign matters and impurities contained therein.
상기 1,2차정제과정을 거쳐 생성된 순수한 증기는 상승하면서 휠터수단(114)에 의하여 3차정제과정을 거치면서 생성 증기에 포함된 이물질 및 불순물을 다시한번 거르고 순수한 증기는 그 다음의 각 증류탑(C2~C8)의 열원수용공간(104)으로 공급되어 열원역활을 하게된다.The pure steam generated through the first and second purification processes rises while filtering the foreign matter and impurities contained in the produced steam once again through the third purification process by the filter means 114, and the pure steam is followed by respective distillation towers. It is supplied to the heat source accommodation space 104 of (C2 ~ C8) to serve as a heat source.
따라서, 이러한 공급수의 다단 정제과정 및 이러한 다단 정제과정의 반복적인 정제과정에 의하여 불순물과 이물질이 극소화된 고순도의 증류수의 제조가 가능하다.Therefore, it is possible to prepare high-purity distilled water in which impurities and foreign substances are minimized by the multistage purification process of the feed water and the repetitive purification process of the multistage purification process.
이러한 공급수의 정제과정중에 응축된 증류수는 그 다음의 증류탑(C1~C8)의 각 열원수용공간(104)에 공급되어질 때 그 응축수 환수라인(116)상에서 샘플링을 수거하여 샘플링된 증류수가 필요한 증류수요건 다시말하여 정제요건에 부합되면 연속적인 증류과정중에서도 이를수거,필요한 온도의 냉각과정을 통하여 사용할 수 있다.The distilled water condensed during the purification of the feed water is collected on the condensate return line 116 when the distilled water condensed during supply to each heat source receiving space 104 of the next distillation column C1 to C8 and the distilled water required to be sampled. In other words, if it meets the purification requirements, it can be collected during subsequent distillation and used by cooling to the required temperature.
상기 맨 마지막 증류탑(C8)의 열원수용공간(104)에 수집된 열원증기 및 응축수와 상기 열원증기에 의해 증발된 순수한 증기는 1차열교환수단(200)을 통하여 이 열교환수단을 경유하는 상기 공급수라인(106)의 공급수와 열교환이 이루어져 필요한 온도(약 섭씨97도)의 증류수를 응축,제조하고, 상기 최종의 증류수의 온도가 상기 온도 이하로의 온도로서 제조가 필요할 경우에는 별도의 2차열교환수단(300)을 경유하도록하여 이러한 2차열교환수단(300)에 의하여 필요한 온도의 증류수를 제조할수 있다.The heat source steam and condensate collected in the heat source accommodating space 104 of the last distillation column C8 and the pure steam evaporated by the heat source steam pass through the heat exchange means through the primary heat exchange means 200. Heat exchange with the supply water of the line 106 to condense and manufacture the distilled water at the required temperature (about 97 degrees Celsius), and if the final distilled water is required to be manufactured at a temperature below the temperature, a separate secondary By passing through the heat exchange means 300 it is possible to produce the distilled water of the required temperature by the secondary heat exchange means (300).
한편,이러한 과정의 장치 가동중에 상기 각 증류탑(C1~C8)에 부압이 발생될 경우에는 장치에 무리가 발생되는바, 상기 공급수라인(106)상에 연결되는 여과필터밸브수단(400)에 의하여 외부공기가 여과되어 자동적으로 장치내부로 인입되도록 구성된다.On the other hand, if the negative pressure is generated in each of the distillation column (C1 ~ C8) during the operation of the process of this process bar is generated in the device, to the filter filter valve means 400 is connected to the supply water line 106 The external air is filtered to automatically draw in the device.
이러한 본 발명은 그 증류대상이 의약품분야, 식품분야에 한정되지 않고 이와유사한 고순도의 증류수 제조분야에도 적용됨을 밝혀둔다.The present invention reveals that the distillation object is not limited to the pharmaceutical field and the food field, but is also applied to the field of producing high-purity distilled water.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 공급수의 다단 정제과정 및 이러한 다단 정제과정의 반복적인 정제과정에 의하여 불순물과 이물질이 극소화된 고순도의 증류수의 제조가 가능하고, 이러한 과정이 맨마지막 증류탑까지 반복수행하면서 상기 맨마지막 증류탑으로부터 첫 번째 증류탑으로 인입되는 공급수는 점진적으로 가온되어 공급수의 증발을 위한 최초의 외부열원의 가열에너지를 상대적으로 줄이면서 증류수를 제조할 수 있어 증류수 제조에 따른 소모 에너지를 극소화하면서 보다 양질의 증류수를 효율적으로 제조할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention enables the production of high-purity distilled water in which impurities and foreign substances are minimized by the multistage purification process of the feed water and the repetitive purification process of the multistage purification process, and this process is repeated until the last distillation column. While performing, the feed water introduced from the last distillation column to the first distillation column is gradually warmed to produce distilled water while relatively reducing the heating energy of the first external heat source for evaporation of the feed water. Minimizing the effect of efficiently producing a better quality distilled water.
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