KR100364063B1 - 기포플로테이션(flotation)을위한장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각진 플로테이션 컨테이너(1a, 1b) 및 액체를 포함하는 부유물질과 기포가 첨가된 유체를 위한 적어도 하나의 입구(2a, 2b)를 구비한 기포 플로테이션에 관한 것이며, 상기 장치에는 적어도 하나의 유체입구(2a, 2b)가 플로테이션 컨테이너의 한쪽 모서리에 배열한다. 바람직하게 상기 플로테이션 컨테이너는 사각 모양을 갖는다. 이것은 이용 가능한 공간을 최대한으로 가능하게 하며 유입속도를 연속적으로 감소시켜 개선된 플로테이션 효과를 가져온다.

Description

기포 플로테이션(flotation)을 위한 장치

기포 플로테이션이 고체와 액체의 분리 영역에 특히, 수력정류 및 탈수정류의 영역에 유입된다. 동시에 압력을 이완시키는 플로테이션이 이용되고, 상기 플로테이션에서 고체- 또는 부유물질을 포함하는 유체에 압력에 의한 포화유체가 섞이고 이완된다. 그러므로, 상기 이완작용에 의한 기포를 형성하고 상기 기포는 부유하는 물질 위에 쌓이며 플로테이션 내에 있는 기포는 외부 표면으로 보내진다. 그렇게 함으로써, 상기 기포는 흡수될 수 있다. 부유 물질이 제거된 정제된 유체는 플로테이션 컨테이너의 바닥으로 유도된다.

기존의 기포 플로테이션을 위한 장치는 기본적으로 공기가 들어있지 않은 하나의 장치를 포함하며 높은 압력 하의 기체 상태에서 액체 매개가 용해된다. 일정한 존속 시간 후에 기체-액체 혼합물은 낮은 압력에 의해 완화된다. 이 경우, 액체 매개의 기체 과포화가 일어나고 더 이상 용해되지 않은 기체가 미세한 기포의 형태로 날아간다. 고체를 포함하는 유체는 플로테이션 컨테이너 내에서 바람직하게는 침전제 또는 솜털 모양의 침전수단에 의해 첨가되고, 분리된 물질은 얇은 솜털 모양으로 바뀐다.

상기 플로테이션 컨테이너는 원형이거나 사각으로 되어있다. 사각 플로테이션 컨테이너에 있어서 일반적으로 사각의 한 면이 다른 것보다 휠씬 길고 부유물질 함유 유체의 유입이 사각의 짧은 면에 대해서 부분적으로 일어난다. 이러한 설비는 축 방향으로 관통한다. 이 경우, 유입면과 마주 놓여있는 두 번째 면에서 정제수가 증류된다.

기존의 사각 종 방향으로 관통하는 플로테이션 장치에 있어서 유입속도는 동일하며 일정하다. 더 큰 부피로 유입속도를 감소시키기 위하여 상기 플로테이션 컨테이너는 비교적 깊게 설비된다. 이러한 것의 가장 큰 결점은 장치의 미세한 특정 수용량에 있어서 원형 플로테이션 컨테이너의 보다 큰 부피의 요구에 있다. 그러한 설비의 구성에 의해서 사각형 설비의 유도력은 비스듬히 위치하는 플레이트(plate)를 형성함으로써 높아질 수 있으나 높은 누적 반응이 결점이다.

하나의 실린더형 플로테이션 컨테이너를 구비하고 있는 플로테이션 장치는 DE 36 34 903 Al로 알려져 있다.

본 발명은 기포 플로테이션을 위한 장치에 관한 것이다.

첨부된 도면에 근거하여 도면에 대한 설명이 뒤따른다.

제1도 본 발명에 따른 플로테이션 장치의 평면도

제2도 하나의 플로테이션 컨테이너를 통과하는 대각선 단면의 도식적인 개념도

제3도 제1도의 라인 Ⅲ - Ⅲ 에 따른 개념도

제4도 유체입구의 두 개의 레이아웃(lay out)

본 발명의 과제는 다음에 기초한다. 청구항 제1항의 기초 개념에 따르는 기포 플로테이션을 위한 장치는 작은 설비 규모에 중점을 두고 있다. 이 경우, 하나의 높은 분리 등급이 달성되어야 하며 본 발명에 따른 장치는 활용 가능한 공간을 최대한 효과적으로 이용하는 목적을 가지고 있다.

본 발명의 장점은, 대개는 원형이거나 사각형의 플로테이션 컨테이너 형태를 통해 처리하기 위한 공간이 가장 넓어지는 것이 가능하다. 이용 가능한 공간이 대개 사각일 경우, 하나의 원형 컨테이너와 비교해서 플로테이션 컨테이너의 단면 표면을 확대하는 결과가 나타난다. 부유물질을 포함하는 유체를 모서리에 투입하므로 써 유입속도가 연속적으로 감소하며 일반적인 사각 컨테이너와 비교해서 개선된 부유물 반응이 일어난다. 그런 점에 있어서, 본 발명은 원형 플로테이션 컨테이너의 기존 개념이 한편으로는 중앙 유입과 결합하고 다른 한편으로는 사각형 플로테이션 컨테이너가 그것의 벽면을 따르는 유입 방식과 일치한다.

본 발명은 고체와 액체 상태를 분리하는 과정과, 고체 물질과 부유물과 같은 하나의 유체로 이루어진 리포필(lipophil)을 분리하는 과정에 적합하다.

이러한 구조는 생겨나는 공간을 최대한으로 이용하는데 있어서 효과적인 플로테이션에 영향을 미친다. 실용적인 면에 근거하는 상기 플로테이션 컨테이너의 사각형 구조가 선호되고 있으면서 필요할 때는 마름모 형태 또한 이용 가능하다.

소제장치는 바람직하게는 두 개의 회전식 서로 마주보는 평행 다수-패들소제기 형태를 띠며 그것들 사이에 하나의 부유물-운송홈이 위치한다. 상기 운송홈의 하부에 하나의 정제된 유체-운송홈이 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 흡수홈의 하부에 하나의 분리벽이 구비되고 상기 분리벽은 두 개의 삼각 플로테이션 컨테이너에서 플로테이션 컨테이너를 분리시킨다. 경미한 첨가물에 의해 두 개로 분리된 플로테이션 장치가 구조되는 것이 가능하다. 상기 두 개의 플로테이션 장치는 서로 다른 유체 또는 서로 다른 구성 요소를 하고 있는 유체의 플로테이션이나 화합물의 플로테이션에 적합하다. 부유물 또는 부유물질을 포함하지 않는 유체 운송은 분리 또는 공통 운송장치에 따라 필요에 의해 뒤따른다.

본 발명의 개선된 점은 플로테이션 컨테이너 바닥에 적어도 하나의 침전물 제거기를 구비하고 있다는 점이다. 동시에 컨테이너 바닥에 층으로 된 운송홈이 만들어져 있고 상기 운송홈으로 적어도 하나의 부유물질 제거기가 구비되며 상기 홈으로 적어도 하나의 침전물 제거기에 있는 침전물들이 보내진다. 바람직하게는 수직 축으로 진동하는 두 개의 침전물 제거기가 각 유체입구에 위치한다. 상기 침전물 제거기의 선회 중심점은 다른 컨테이너 모서리의 영역에 위치하고 그것의 선회 영역은 유입구의 근처까지 이른다.

본 발명은 부유물질을 포함하는 유체를 위한 유체입구와 하부에 기포를 포함하는 유체를 위한 하나의 분리된 입구가 구비한다. 이 경우, 기포를 포함하는 유체를 위한 입구는 이완통로로 이용된다. 이러한 직접적인 이완작용에 의하여 압력에 의해 과포화 상태인 유체가 플로테이션 컨테이너 내에서 응결되는 것을 면할 수 있다. 플로테이션 영향이 커질수록 기포가 작아지기 때문에 최적의 상태에서 기포용이 가능하다.

유체입구의 상단에 있는 수평의 유입물 유도기를 통해서 유체를 유도하는 과정이 전 방향에서 동시에 일어날 수 있다.

제1도 부터 제4도 까지를 참조로 하여 플로테이션 공정에 관한 설명이 뒤따른다. 본 발명은 탈수정류에 대하여 우수한 응용 방식이 적용된다. 본 발명은 이러한 방식에 한정되지 않으며 어떠한 응용 방법에도 적합하여, 유체 및 비유체이며 비기체 상태, 부유물 , 리포필 또는 고체 물질과 같은 상태에서도 분리된다. 특히, 본 발명은 양조 제조업에 이용 가능하다.

제1도에 도시된 플로테이션 장치는 하나의 사각 단면 플로테이션 컨테이너(1a), 상기 컨테이너는 두 개의 서로 마주보는 모서리에 각각 하나의 유체입구(2a), (2b)를 구비하며 상기 유체입구는 부유물질을 포함하는 유체가 유도관(3)을 통해 공급된다.

두 개의 서로 다른 모서리에 두 개의 지지기(5a), (5b)가 위치하며 여기에 소제기(6a), (6b)가 패들소제기의 형태로 위치한다. 상기 소제기는 플로테이션 컨테이너(la)와 이웃하며 대각선으로 펴져있다. 상기 두 개의 패들소제기(6a), (6b)는 종축 방향의 폭으로 다소 방사 각도로 떨어져 위치하는 다수의 운송관으로 구성되며 컨테이너 내부 표면에 형성된 부유물층(10)으로 침강한다. 또한, 상기 부유물은 패들소제기(6a), (6b) 사이에 위치하는 부유물 운송홈(7)으로 흡수된다. 상기 패들소제기(6a), (6b)는 각각 구동모터(8a), (8b)를 수단으로 회전한다.

제2도에서 상기 부유물 운송홈(7)은 부유물을 위해 두 개의 고랑으로 된 가이드 플레이트(9a), (9b)를 구비하며 상기 부유물층(10)으로 침강하며 상기 부유물은 패들소제기(6a), (6b)에 의해 상기 가이드 플레이트를 통해 적절한 홈(7)으로 보내진다.

제3도에서는 점착성의 부유물(11)을 운송하기 위해 부유물 운송홈(7)이 비스듬히 아래로 진행한다. 상기 부유물 운송홈(7)은 하나의 부유물-운송유도기(27)와 관련 있다.

제2도와 제3도에 도시된 것처럼 상기 부유물 운송홈(7)의 하부에 하나의 정제수-운송관(12)이 위치하며 플로테이션 컨테이너(la) 내에 첫 번째 모서리를 따라 다수의 통로(13)가 구비되며 상기의 통로를 거쳐 제기할 정제수가 플로테이션 컨테이너(la)로 부터 들어갈 수 있다.

본 발명의 구조에 따르면 제2도에 도시된 대각선 분리벽(14)을 통해 상기 플로테이션 컨테이너(1a)는 두 개로 분리된 컨테이너를 갖는다. 이 경우, 상기 분리벽(14)은 부유물 운송홈(7)으로 부터 컨테이너의 바닥에까지 이른다 동시에 두 개로 분리된 정제수-운송들은 분리된 각각의 컨테이너에 들어갈 수 있거나 제2도에 도시된 바와 같이 정제수-운송홈(12)이 이용될 수 있다.

부유물질을 포함하는 물의 운송은 컨테이너 모서리에 있는 유체입구(2a), (2b)를 거쳐 본 발명의 이송통로를 따른다. 제4a도와 제4b도에 도시된바와 같이 부유물질을 포함하는 유체를 위한 유입구(15)가 포화 유체를 위한 입구(16)의 하부에 위치한다. 이 경우, 상기 입구(16)가 하나의 압력이완요소(17)를 에워싸거나 스스로 그런 것으로서 구성된다. 가능한 한 지속적으로 두 개의 유체 흐름을 수평 방향으로 나누고 섞기 위해 수류는 비어있는 유도장치(18), (19)를 따라 이동한다. 부유물질을 포함하는 유체를 위한 입구(15)의 상단부에 하나의 방향 회전이 가능한 유입막(20)이 위치하며 침투물, 오염물 또는 기타 매개 변수에 의해 좌우되는 유체의 진행 방향을 최적의 상태에서 조절하기 위한 것이다.

플로테이션 컨테이너(la)의 바닥에 다수의 침전물 제거기(21)가 구비된다. 상기 다수의 제거기는 유체입구(2a), (2b)를 구비하지 않은 컨테이너 모서리에 수직 축으로 배치된다. 제3도에 하나의 구동유니트(22)가 축(23)을 통과해서 침전물 제거기(21)를 제1도에 나타난 진행방향표시(24)와 함께 진동 영역을 따라 움직인다. 상기 침전물 장치는 컨테이너 바닥에 정류수-배수관(12) 하부에 있는 통과된 침전물을 받는 통(25)을 밀어낸다. 제3도에 도시된 것처럼 침전물을 받는 통(25)은 바람직하게는 v 형태의 모양을 하고 침전물운송유도기(26)로 흘러들어 간다. 하나의 분리벽(14) (제2도)이 플로테이션 컨테이너(1a) 내에 구비되고 이것은 상기 침전물을 받는 통(25)에서 끝난다. 이때, 침전물을 분리하는 두 개의 분리벽(14)이 침전물 제거기(21)에 의해 안으로 밀려질 수 있다.

다음은 본 발명에 따른 장치의 이용에 있어서 플로테이션 공정에 대한 설명이다.

고체 물질이 분리되어질 비처리수(untreated water)는 도시되어 있지 않은 펌프에 의해 상기 플로테이션 컨테이너(1a), (1b) 쪽으로 펌프된다. 상기 컨테이너 내에서 고체와 액체 상태로 분리되어 두부분의 흐름이 생긴다. 즉, 유체이며 대체로 고체 물질이 포함되지 않은 정제단계(clarified phase) (30)와 고체 상태가 발생한다. 상기의 고체 상태는 부유물로 설명될 수 있으며 고체 물질이 대부분이다. 상기 부유물은 다시 부유물층(10)에 싸인다. 플로테이션 컨테이너(1a), (1b)에 들어가 저에 침전 및/또는 응결을 위한 적절한 화학 약품이 첨가될 수 있다. 상기 화학 약품은 완전 용해 또는 부분 용해를 시킬 수 있으며 콜로이드 상태와 고체 물질을 솜 모양의 침전물 형태로 바꾸어 놓는다.

기포를 형성하는 도시되어 있지 않은 장치에 내에서 적절한 가스, 예를 들면 공기, 주변 압력에 의해 용해된다. 상기 유체 상태는 높은 압력이 유지되는 상태에서 용해된 가스와 함께 유입구(15)를 통해 플로테이션 컨테이너(1a)로 들어가거나 공급관에 보내진다. 그렇게 해서 미세한 마이크로 기포가 생성된다.

기포 혼합물 또는 유체 흐름의 유도를 위한 이완작용은 플로테이션 컨테이너(1a), (1b) 내에 두 개의 흐름층이 생기게 한다. 이것은 하부의 기포흐름과 플로테이션 컨테이너(1)의 상단부에 있는 비처리수의 흐름으로 구성된다. 경우에 따라서 부분적인 흐름이 플로테이션 컨테이너 내에서 들어가기 전에 섞인다. 상기 기포(31)는 고체 물질-응결체에 붙어서 활주판이나 응결된 고체 버팀대의 플로테이션을 통과해서 분리 현상을 만든다. 제1도에 도시된 컨테이너에 있어서 유입작용이 서로 마주 위치하는 모서리에서 중앙으로 일어난다. 플로테이션 컨테이너(1a), (1b)의 아래 부분에 중앙으로 들어온 수평 유입이 이루어진다.

움직이기 쉬운 유입막(20)이 주요 유입관의 상단부에 위치한다. 상기 유입막(20)은 90 도 각도를 이룬다. 사각형의 모서리로부터 유입작용이 일어나기때문에 상기 유입속도는 현저하게 감소하고 전형적인 플로테이션을 일으키기 위한 이상적인 조건을 만든다. 제한적이며 경미한 유입속도를 통해 기포가 고체 물질 버팀대에 붙을 수 있으며 미끄러지는 현상을 초래한다.

생성된 부유물층에 대한 소제기(6)가 배열하는 것과 마찬가지로 고체 물질을 포함하지 않은 정제단계를 위한 정제수-운송관(12)이 마주 위치하는 유입점의 중앙에 대각선으로 정방형 모양을 한다. 중앙에 나타난 부유물/층단계는 두 개의 회전하는 패들소제기(6a), (6b)에 의해 작동한다. 상기 회전하는 패들소제기(6a), (6b)에 의해 부유물층(10)은 대각선 길이로 부유물 운송홈(7)에 운송된다. 상기 층(11)에서 부유물 운송홈으로 외부로 흘러가며 부유물-운송기(27)에서 제거된다.

정제단계의 유출구는 플로테이션 컨테이너 (1a), (1b)의 아래에서 세 번째에 대각선으로 배열하는 관통로(13)를 구비하고 있는 정제단계-운송관(12)에 나타난다. 관통로(13)의 절단면은 균일한 유출이 상당 시간 동안 가능하도록 변한다.

뜨지 않는 무거운 오염물이나 침전물이 컨테이너 바닥에 싸인다. 플로테이션 컨테이너(1a), (1b)에서 나온 침전물을 제거하기 위해서 상기 침전물은 침전물 제거기(21)를 통해 대각선 방향으로 배열하는 컨테이너 바닥에 있는 침전물 받는 통(25)에 넣어진다. 대각선으로 분리된 플로테이션 컨테이너(1a)의 각각 절반은 두 개의 침전물 제거기(21)를 가지며 상기 침전물 제거기는 수직 축으로 회전한다. 그러한 축의 움직임은 컨테이너의 외벽에서 유입이 일어나지 않는 사각 모서리로 이동한다. 회전축(23)이 정지할 때 컨테이너 외벽에 고정된다. 상기 침전물 제거기(21)는 수직의 제거기축 끝에 고정이 되고 하나의 고무로 된 유입구가 축적된 침전물 바닥에서 침전물 제거기(25) 쪽으로 밀어지도록 한다. 세척솔은 적절한 간격을 두고 응용에 필요할 때 나타난다. 와이퍼축을 구동하기 위하여 하나의 구동모터(22)가 사용된다. 상기 세척솔은 상기 침전물 제거기(21)가 침전물 받는 통(25)에 도달한 후에 곧 이점으로 돌아간다.

컨테이너와 마주 위치하는 침전물 제거기(21)는 간격을 두고 두 침전물 제거기(21)의 접촉이 발생할 수 없도록 구동된다.

필요에 의해 상기 설비 내에서의 유입작용은 플로테이션 컨테이너(1a), (1b) 내에서 비처리수와 기포흐름이 개별적으로 들어가도록 수행된다. 상기 기포흐름의 공급은 비처리수 아래에 동일하거나 더 큰 속도로 일어난다. 포화 기체-기체 혼합물의 이완작용은 높은 압력 하에서 플로테이션 컨테이너(1a), (1b) 내에 도달하기 전과 마찬가지로 다른 컨테이너에서도 일어난다.

Claims (9)

1. 적어도 하나의 각진 플로테이션 컨테이너 및 추가된 기포를 포함하는 액체와 같은 부유 물질을 포함하는 액체를 위한 적어도 하나의 유체 입구가 구비된 기포 플로테이션 컨테이너를 위한 장치로서,

   상기 기포 플로테이션 컨테이너가 적어도 하나의 플로테이션 컨테이너의 모서리 부분에 위치하고,

   플로테이션 컨테이너 내에 있는 부유물을 공급하기 위한 운송 장치를 포함하고,

   상기 플로테이션 컨테이너는 횡단면이 사각이거나 원 형태이고,

   두 개의 서로 마주 위치하는 모서리에 각각 하나의 유체입구를 구비하고,

   배수장치로 구성된 흡수장치들이 유체입구를 구비하지 않은 두 개의 모서리를 통해 한정되는 대각선 형태의 배치구조를 갖는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡수장치들은 서로 평행한 두 개의 다수-패들소재기로 구성되고 상기 소제기 사이에 하나의 부유물-운송홈이 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 부유물-운송홈의 하부에 하나의 정제수-운송관이 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 부유물-운송홈의 하부에 하나의 분리벽이 구비되고, 상기 분리벽이 상기 플로테이션 컨테이너를 두 부분으로 분리하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플로테이션 컨테이너의 바닥에 적어도 하나의 침전물 제거기가 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 플로테이션 컨테이너의 바닥에 적어도 하나의 침전물 제거기-운송홈이 구비되고, 상기 홈으로 적어도 하나의 침전물 제거기에 있는 침전물들이 보내지는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체입구가 부유물질을 위한 하나의 입구와 기포를 포함하는 유체를 위한 하나의 입구를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 기포를 포함하는 유체를 위한 입구가 하나의 이완작용 구성 요소를 포함하거나 그러한 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 유체입구의 하부에 하나의 수평으로 움직이는 유입막이 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.