KR101675565B1 - Apparatus for nitrogen fertilizer production of livestock manure, and manufacturing method using thereof - Google Patents

Abstract

Provided is a method which can manufacture a liquid fertilizer with high concentration and high quality by removing foam generated during a vacuum evaporation process using livestock excrement. The present invention relates to a manufacturing apparatus of a concentrated nitrogen liquid fertilizer, which comprises: a reaction tank (100) to extract an active nitrogen ingredient from livestock excrement via a vacuum evaporation process; a cooling unit (200) condensing the active nitrogen ingredient extracted in the reaction tank (100), and discharging condensate; and a recovery tank (300) to recover the condensate discharged from the cooling unit (200). The manufacturing apparatus of a concentrated nitrogen liquid fertilizer further comprises: a control unit (150) controlling the temperature and pressure of the reaction tank (100); and a foam filtration unit (130) removing foam from livestock excrement in the reaction tank (100). The foam filtration unit (130) comprises a foam filter (131) which protrudes to be convex downwards in the direction of a central axis (k) of the reaction tank (100).

Description

거품여과와 감압농축을 이용한 고농도 질소비료 제조장치 및 이를 이용한 제조방법{Apparatus for nitrogen fertilizer production of livestock manure, and manufacturing method using thereof}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nitrogen fertilizer producing apparatus and a manufacturing method using the nitrogen fertilizer,

본 발명은 가축분뇨를 이용한 질소농축 액비 제조장치 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가축분뇨를 이용하여 고농도의 질소를 함유하는 액체 질소비료 제조장치 및 이를 이용한 질소농축 액비 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a device for producing nitrogen fertilizer using livestock manure and a method for producing the same, and more particularly to a device for producing nitrogen nitrogen fertilizer containing nitrogen at a high concentration using livestock manure and a method for producing nitrogen fertilizer using the same .

가축분뇨는 가축의 대사작용 중 발생하는 고체액체성 물질로 BOD 2만 ~ 3만 ppm 정도의 고농도 유기물질로 관리 및 활용의 정도에 따라 자연 및 인간에 득과 실이 될 수 있는 물질이며, "가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률"에 의해 자원화하거나 적정하게 처리함으로써 환경오염을 방지하기 위한 관리대상이다.Livestock manure is a solid liquid substance generated during the metabolism of livestock. It is a high concentration organic material of BOD 20,000 ~ 30,000 ppm. It is a substance that can be beneficial to nature and human according to the degree of management and utilization. The Law Concerning the Management and Use of Livestock Manure "is an object to be managed to prevent environmental pollution by recycling or appropriately treating it.

상기 가축분뇨는 다량의 유기물과 질소, 인을 함유하고 있으며, 발생량 또한 매년 늘어나고 있는 추세이다. 우리나라의 경우 가축분뇨의 자원화로 퇴비와 액비를 각각 생산하고 있지만, 낮은 비료가치와 저장 공간의 부족, 높은 운송비 등 많은 문제점 때문에 활용도가 높지 않은 실정이다. The livestock manure contains a large amount of organic matter, nitrogen and phosphorus, and the amount is also increasing every year. In Korea, livestock manure is used to produce compost and livestock respectively, but the utilization rate is not high due to many problems such as low fertilizer value, lack of storage space and high shipping cost.

만약 가축분뇨의 질소유효성분을 농축하여 고품질 액상비료를 생산할 수 있다면, 비료가치의 상승, 저장공간 확보, 및 운송비 절감의 효과를 가져올 것으로 기대된다. If high-quality liquid fertilizer can be produced by concentrating the active nitrogen component of livestock manure, it is expected that it will increase the fertilizer value, secure storage space, and reduce transportation cost.

상세하게, 상기 질소유효성분을 농축하는 질소농축 기술은 상기 가축분뇨를 중온 감압함으로써 가축분뇨 내 질소를 증기와 함께 회수하며, 이로 고품질의 액비를 생산하는 매우 유용한 기술이다. In detail, the nitrogen concentration technique for concentrating the nitrogen active ingredient is a very useful technique for recovering the nitrogen in the livestock manure together with the steam by depressurizing the livestock manure at medium temperature, thereby producing high quality livestock.

그러나, 가축분뇨는 그 특성상 높은 부유물질 농도로 인해 상기 중온 감압시 거품발생으로 인한 농축효율의 저해와 운전조작의 어려움이 있으며, 상기 중온 감압시 거품발생은 회수장치로의 거품역류로 인한 운전정지를 야기시키고, 작동장치의 오염을 유발한다. However, the livestock manure has a high concentration of suspended solids due to the high concentration of suspended solids, and thus the concentration efficiency due to the foaming at the middle temperature decompression is hindered and the driving operation is difficult. In the medium temperature decompression, And causes contamination of the operating device.

또한, 상기 거품발생을 피하기 위하여 상대적으로 낮은 온도 및 상압에서 처리할 경우 공정이 장시간 소요되며, 열손실 등의 막대한 경제적 손실을 야기한다. Further, in order to avoid the bubbles, the process takes a long time at a relatively low temperature and an atmospheric pressure, resulting in a great economic loss such as heat loss.

이와 관련된 기술로는 대한민국공개특허 제2011-0007551호의 수액 공급속도 조절기가 제시되어 있다.A technique related to this is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0007551.

대한민국 공개특허 제2011-0007551호Korea Patent Publication No. 2011-0007551

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 가축분뇨를 이용한 감압증발시 생성되는 거품을 제거함으로써, 고농도 및 고품질의 액상비료를 제조하는 새로운 제조장치를 제공함에 있다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a new manufacturing apparatus for producing liquid fertilizer of high concentration and high quality by removing bubbles generated during evaporation under reduced pressure using livestock manure have.

본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 제조장치를 이용한 액상비료의 제조방법을 제공하고자 함에 있다. It is another object of the present invention to provide a method for producing a liquid fertilizer using the production apparatus according to the present invention.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다. On the other hand, other unspecified purposes of the present invention will be further considered within the scope of the following detailed description and easily deduced from the effects thereof.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 질소농축 액비 제조장치는 According to an aspect of the present invention,

가축분뇨를 감압증발시켜 질소유효성분을 추출하는 반응조(100), 상기 반응조(100)에서 추출된 질소유효성분을 응축하여 응축수를 배출하는 냉각부(200), 및 상기 냉각부(200)에서 배출된 응축수를 회수하는 회수조(300)를 포함하며, A cooling unit 200 for condensing the effective nitrogen component extracted from the reaction tank 100 to discharge condensed water, and a cooling unit 200 for cooling the cooled And a recovery tank (300) for recovering the condensed water,

상기 반응조(100)의 온도와 압력을 제어하는 제어부(150); 및 상기 반응조(100) 내 가축분뇨의 거품을 제거하는 거품여과부(130);를 포함하고, 상기 거품여과부(130)는 상기 반응조(100)의 중심축(k)을 따라 하측으로 볼록하게 돌출된 거품여과망(131)을 포함한다. A control unit 150 for controlling the temperature and the pressure of the reaction tank 100; And a foam filtration part 130 for removing bubbles of livestock manure in the reaction tank 100. The foam filtration part 130 is convex downward along the central axis k of the reaction vessel 100 And a protruded bubble filtering net 131.

본 발명의 일 실시예에 따른 질소농축 액비 제조장치에 있어, 거품여과부(130)는 거품여과망(131)과 이격되어 배치되는 거품넘침 방지통(132)을 더 포함할 수 있고, 거품넘침 방지통(132)의 둘레면 하단에 복수개의 개구홀(h)을 구비할 수 있으며, 상기 개구홀(h)을 통해 유입된 질소유효성분이 상기 냉각부(200)로 이동될 수 있다. The foam filtration unit 130 may further include a foam overflow prevention cylinder 132 disposed to be spaced apart from the foam filtration network 131. The foam foam overflow prevention cylinder 132 may include a foam overflow prevention pipe 132, A plurality of opening holes h may be formed at the lower end of the circumferential surface of the cylinder 132. The nitrogen effective ingredient flowing through the opening h may be moved to the cooling unit 200. [

본 발명의 일 실시예에 따른 질소농축 액비 제조장치에 있어, 제어부(150)는 하기 관계식 1 및 2를 만족하도록, 반응조(100) 및 냉각부(200)의 온도와 압력을 상호 독립적으로 조절할 수 있다:In the apparatus for producing a nitrogen enriched liquid according to an embodiment of the present invention, the controller 150 can independently adjust the temperature and the pressure of the reactor 100 and the cooling unit 200 so as to satisfy the following relational expressions 1 and 2 have:

[관계식 1][Relation 1]

30 ℃ ≤ ΔT ≤ 80 ℃30 ° C ≤ ΔT ≤ 80 ° C

[관계식 2][Relation 2]

0.3 bar ≤ P ≤ 0.8 bar0.3 bar? P? 0.8 bar

[상기 관계식 1에서, ΔT는 T2-T1이며, T2는 상기 반응조(100)의 온도, T1은 상기 냉각부(200)의 온도이며, 상기 관계식 2에서, P는 상기 반응조(100) 및 상기 냉각부(200) 각각의 압력이다.] T is the temperature of the reaction vessel 100 and T1 is the temperature of the cooling section 200. In the relationship 2, P is the temperature of the reaction vessel 100 and the cooling The pressure of each part 200.]

또한, 본 발명은 상술한 제조장치를 이용한 질소농축 액비 제조방법을 제공한다. The present invention also provides a method for producing a nitrogen enriched liquid using the above-described production apparatus.

본 발명의 일 실시예에 따른 질소농축 액비 제조방법은 상술한 질소농축 액비 제조장치를 이용하며, a) 반응조(100)의 온도 및 압력을 제어하여, 가축분뇨를 감압증발시키는 단계, 및 b) 상기 a)단계시 생성된 거품을 제거하여, 질소유효성분을 추출하는 단계를 포함한다. The method for producing a nitrogen concentrate solution according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: a) controlling the temperature and pressure of a reaction tank 100 to evaporate livestock manure under reduced pressure, and b) Removing the bubbles generated in the step a), and extracting the nitrogen effective component.

본 발명의 일 실시예에 따른 질소농축 액비 제조방법에 있어, 온도 및 압력은 하기 관계식 1 및 2를 만족할 수 있다: In the method of producing a nitrogen enriched liquid ratio according to an embodiment of the present invention, the temperature and the pressure can satisfy the following relational expressions 1 and 2:

[관계식 1][Relation 1]

30 ℃ ≤ ΔT ≤ 80 ℃30 ° C ≤ ΔT ≤ 80 ° C

[관계식 2][Relation 2]

0.3 bar ≤ P ≤ 0.8 bar0.3 bar? P? 0.8 bar

[상기 관계식 1에서, ΔT는 T2-T1이며, T2는 반응조(100)의 온도, T1은 냉각부(200)의 온도이며, 상기 관계식 2에서, P는 반응조(100) 및 냉각부(200) 각각의 압력이다.] T2 is the temperature of the reaction tank 100 and T1 is the temperature of the cooling unit 200. In the relationship 2, P is the temperature of the reaction tank 100 and the cooling unit 200, Each pressure.]

본 발명에 따른 질소농축 액비 제조장치는 가축분뇨의 질소유효성분을 고농도로 추출하여 고품질의 액상비료를 제공할 수 있다. The apparatus for producing a nitrogen concentrate liquid according to the present invention can provide a high quality liquid fertilizer by extracting the active nitrogen component of livestock manure at a high concentration.

또한, 본 발명에 따른 질소농축 액비 제조장치는 고온 감압시 거품의 역류를 방지할 수 있고, 거품의 역류로 인한 작동장치의 오염을 방지할 수 있다. Further, the apparatus for producing a nitrogen enriched liquid according to the present invention can prevent backflow of bubbles during high-temperature decompression and prevent contamination of the operating device due to backflow of the bubbles.

또한, 본 발명에 따른 질소농축 액비 제조장치는 거품발생의 우려로 인한 낮은 온도와 상압에서의 장시간 처리공정이 불필요하며, 이로 인한 전기에너지의 절약과 공정시간의 단축이 가능하다.Further, the apparatus for producing a nitrogen enriched liquid according to the present invention does not require a long time treatment process at a low temperature and an atmospheric pressure due to fear of foaming, thereby saving electric energy and shortening the process time.

또한, 본 발명에 따른 질소농축 액비 제조장치는 기존 시설물에 그대로 적용할 수 있어 설치비용과 시간이 단축되는 장점이 있다.Further, the apparatus for producing a concentrated liquid of nitrogen according to the present invention can be applied to existing facilities as it is, which is advantageous in reducing installation cost and time.

또한, 본 발명에 따른 질소농축 액비 제조장치는 소화액비를 사용하지 않고 가축분뇨의 원수를 그대로 사용하므로 추가공정이 불필요하다는 장점이 있다. In addition, the apparatus for producing a nitrogen concentrate liquid according to the present invention has an advantage that an additional process is unnecessary because raw water of livestock manure is used as it is without using digestive juice.

또한, 본 발명에 따른 질소농축 액비 제조장치는 황산, 소포제 등과 같은 약품을 사용하지 않으므로 비료의 가치를 상승시킬 수 있다. Also, since the apparatus for producing a nitrogen concentrate solution according to the present invention does not use chemicals such as sulfuric acid, defoamer, etc., the value of the fertilizer can be increased.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다. On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, the effect described in the following specification, which is expected by the technical features of the present invention, and its potential effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 질소농축 액비 제조장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 반응조(100)의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 거품여과부(130)의 단면도이다.
도 4는 도 3의 l-l’방향으로 절단하여 반응조(100)의 중심축(k)을 따라 하측으로 바라본 절단도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1과 비교예 1 내지 2에 따른 질소농축 액비의 총 질소농도를 도시한 그래프이다.1 is a schematic diagram of an apparatus for producing a nitrogen concentrate liquid according to Embodiment 1 of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the reaction tank 100 according to the first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the foam filtration unit 130 according to the first embodiment of the present invention.
4 is a cut-away view taken along the line I-I 'of FIG. 3 and viewed downward along the center axis k of the reaction tank 100.
5 is a graph showing the total nitrogen concentration of the nitrogen concentration liquid ratio according to Example 1 of the present invention and Comparative Examples 1 and 2. FIG.

이하 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예 및 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 본 명세서에서 사용되는 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 이하에서는 이해를 돕기 위해 동일한 부재에 대해서는 동일한 부재 번호를 사용한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail. The following embodiments and drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. In addition, unless otherwise defined in the technical and scientific terms used herein, unless otherwise defined, the meaning of what is commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs is as follows, A description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. &Quot; comprise "and / or" comprising ", as used in the specification, means that the presence of stated elements, Or additions. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. The terms used herein are used only for the purpose of distinguishing one element from another. Hereinafter, the same member numbers are used for the same members in order to facilitate understanding.

본 발명을 상술함에 있어, 용어 "액비"는 액체비료의 줄임말로서, 가축분뇨를 이용한 질소가 농축된 비료를 의미한다.In describing the present invention, the term "liquid fertilizer" means an abbreviation of liquid fertilizer and means a fertilizer in which nitrogen is concentrated using livestock manure.

환경적인 측면에서, 질소농축 액비 제조장치는 소포제, 흡착제, 산 조절제 등과 같은 약품을 사용하지 않는 것이 좋다. 왜냐하면, 상기 소포제의 사용은 오히려 질소농축 효율을 감소시키는 문제점이 있기 때문이다. From the environmental standpoint, it is advisable not to use chemicals such as antifoaming agents, adsorbents, acid control agents, etc. for nitrogen concentrate liquid production equipment. This is because the use of the defoaming agent has a problem of reducing the nitrogen concentration efficiency.

한편, 경제적인 측면에서는 질소가 고농축된 액비를 생산함으로써 가치를 증대하고, 저장 및 운반에서도 용이한 제조장치가 바람직하다.On the other hand, in terms of economy, it is desirable to manufacture the apparatus with high nitrogen concentration, thereby increasing its value and facilitating storage and transportation.

이에 따라, 소포제나 산 조절제와 같은 약품의 사용 없이도, 질소가 고농축되며 단시간 내에 액비를 제조할 수 있는 제조장치가 더욱 요구된다. Accordingly, there is a further demand for a manufacturing apparatus capable of producing a liquid fertilizer in a short time without using a chemical such as a defoaming agent or an acid adjusting agent in a high concentration of nitrogen.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 질소농축 액비 제조장치를 도시한 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 질소농축 액비 제조장치는 가축분뇨를 농축하여 질소유효성분을 기체상태로 추출하는 반응조(100), 상기 반응조(100)에서 추출된 기상의 질소유효성분을 응축하기 위한 냉매를 공급하는 냉각부(200), 상기 냉각부(200)에서 냉매에 의해 응축된 질소유효성분이 포함된 액상의 응축수를 회수하는 회수조(300), 및 펌프부(400)를 포함하며, BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing an apparatus for producing a nitrogen enriched liquid according to the present invention. Fig. As shown in FIG. 1, the apparatus for producing a nitrogen concentrate liquid includes a reaction tank 100 for concentrating livestock manure and extracting an active nitrogen component in a gaseous state, a condenser for condensing nitrogen active ingredients extracted from the reaction tank 100 A recovery unit 300 for recovering liquid-phase condensate containing nitrogen-effective components condensed by the coolant in the cooling unit 200, and a pump unit 400,

상기 반응조(100)의 온도와 압력을 제어하는 제어부(150), 및 상기 반응조(100) 내 가축분뇨의 거품을 제거하는 거품여과부(130)를 포함한다.A control unit 150 for controlling the temperature and pressure of the reaction tank 100 and a foam filtering unit 130 for removing bubbles of livestock manure in the reaction tank 100.

상세하게, 상기 반응조(100)는 가축분뇨를 수용하며, 상기 반응조(100)의 내부에 설치된 가열히터(111)가 가축분뇨를 가열한다. 이와 동시에, 상기 반응조(100)의 내부는 상기 냉각조(200)와 상기 회수조(300)를 경유하여 연통된 상기 펌프부(400)에 의해 감압된다. In detail, the reaction tank 100 receives livestock manure, and a heating heater 111 installed inside the reaction tank 100 heats livestock manure. At the same time, the inside of the reaction tank 100 is decompressed by the pump unit 400 communicated with the cooling tank 200 via the recovery tank 300.

이때, 상기 가축분뇨는 중온의 아대기 상태에서 감압증발되기 때문에, 질소유효성분과 함께 거품을 발생시키게 된다. 상기 거품은 질소농축 액비 제조장치의 농축 효율을 저하시키며, 회수장치로의 거품역류로 인한 운전정지를 야기시키고, 작동장치의 오염을 유발한다. At this time, the livestock manure is evaporated under reduced pressure in the sub-atmospheric state at mid-temperature, so that bubbles are generated together with the nitrogen effective ingredient. The bubbles degrade the concentration efficiency of the nitrogen concentrate solution production apparatus, cause the operation to stop due to the back flow of the foam to the recovery apparatus, and cause contamination of the operation apparatus.

더욱 상세하게, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응조(100)를 상세히 도시한 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 반응조(100)는 반응조둘레부(100p), 상기 반응조둘레부(100p)의 원주방향을 따라 상기 반응조둘레부(100p)와 이격되게 배치되는 상부커버(102), 상기 반응조둘레부(100p)와 상기 상부커버(102) 사이에 결합되는 결합부(j1)와 상기 반응조둘레부(100p)의 내측면과 연접하는 거품여과둘레부(130p)을 포함하는 거품여과부(130), 상기 반응조둘레부(100p)와 상기 거품여과둘레부(130p)의 일 부분을 동시에 관통하며 상술한 가축분뇨를 유입시키는 원료유입구(101), 상기 반응조둘레부(100p)의 다른 일 부분을 관통하며 상기 가축분뇨를 가열하는 가열부(110), 상기 반응조둘레부(100p)의 하부에서 연장되고 상기 반응조(100)의 중심축(k) 하측 방향으로 볼록하게 돌출된 반응조하단부(100q), 상기 반응조하단부(100q)의 최하단에 설치되며 상기 반응조(100) 내부의 오염물을 배출하는 반응조 드레인밸브(107), 및 상기 반응조를 지지하는 반응조지지대(106)를 포함한다. 2 is a cross-sectional view showing the reaction tank 100 according to an embodiment of the present invention in detail. 2, the reaction tank 100 includes a reaction tank periphery 100p, an upper cover 102 disposed to be spaced apart from the reaction tank periphery 100p along the circumferential direction of the reaction tank periphery 100p, And a foam filtration circumferential portion 130p connected to an inner surface of the reaction tank circumferential portion 100p and an engaging portion j1 coupled between the reaction tank circumferential portion 100p and the upper cover 102. [ A raw material inlet port 101 through which a part of the reaction tank circumferential part 100p and the foam filtration circumference part 130p are simultaneously passed and which feeds the livestock manure, A heating unit 110 passing through a part of the reaction tank 100 and heating the livestock manure, a reaction vessel lower end portion extending from the lower portion of the reaction tank periphery 100p and protruding downward from the center axis k of the reaction tank 100 100q of the reaction tank 100, a lower end of the reaction tank 100q, Tank drain valve 107 for discharging the contaminants, and a tank support 106 for supporting the reaction vessel.

상세하게, 상기 상부커버(102)는 상기 반응조(100)의 내부가 밀폐되도록, 상기 거품여과부(130)의 결합부(j1) 및 상기 반응조둘레부(100p)의 상부와 나사 결합되거나 용접 결합될 수 있다. The upper cover 102 is screwed or welded to the upper portion of the joining portion j1 of the foam filtration portion 130 and the reaction chamber periphery portion 100p so as to close the inside of the reaction vessel 100. [ .

또한, 상기 상부커버(102)는 상기 상부커버(102)의 상부면을 따라 상기 반응조(100)의 중심축(k)에 대하여 수직한 방향으로 이격되어 배치된 배출구, 검출구 등을 더 포함할 수 있다. The upper cover 102 further includes a discharge port, a detection port, and the like, which are disposed along the upper surface of the upper cover 102 and are spaced apart from each other in a direction perpendicular to the center axis k of the reaction tank 100 .

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 반응조(100)는 상기 상부커버(102) 상부에 배치되는 밸브부(120)를 더 포함할 수 있으며, 상술한 배출구 상부에 배치되며 상기 배출구와 연통되는 배기밸브(121) 및 증기유출밸브(122), 상술한 검출구 상부에 배치되며 상기 검출구와 연통되는 음압계(123)를 포함한다. The reaction tank 100 according to an embodiment of the present invention may further include a valve unit 120 disposed on the upper cover 102. The exhaust valve 100 is disposed above the exhaust port and communicates with the exhaust port, A steam outlet valve 121 and a vapor outlet valve 122, and a sound pressure meter 123 disposed above the above-described detection port and communicating with the detection port.

상세하게, 상기 배기밸브(121)는 상기 반응조(100)내의 압력조절과 비상시 안전을 위하여 상기 상부커버(102)의 상측 일 단부에 설치되며, 상기 증기유출밸브(122)는 거품여과부(130)에서 생성되는 증기의 양을 조절하기 위하여 상기 상부커버(102)의 상측 중심부에 설치된다. 이때, 상기 증기는 질소유효성분일 수 있다.The exhaust valve 121 is installed at one end of the upper cover 102 for controlling the pressure in the reaction tank 100 and emergency safety and the steam outlet valve 122 is connected to the foam filtration unit 130 The upper cover 102 is installed at the center of the upper cover 102 to adjust the amount of steam generated in the upper cover 102. At this time, the steam may be a nitrogen-effective component.

또한, 상기 음압계(123)는 상기 상부커버(102)의 상측 일 단부에 설치되며, 상기 음압계(123)의 센서부재는 상기 음압계의 하부에 배치된 검출구를 관통하여 거품넘침 방지통(135) 내부로 돌출될 수 있다. 이로, 상기 음압계(123)는 상술한 반응조(100) 또는 상기 거품넘침 방지통(135) 내부의 압력을 감지할 수 있다. The sound pressure meter 123 is installed at one end of the upper cover 102. The sensor member of the sound pressure meter 123 penetrates through a detection hole disposed at a lower portion of the sound pressure meter, (Not shown). Accordingly, the sound pressure meter 123 can sense the pressure inside the reaction tank 100 or the foam overflow prevention tube 135 described above.

더불어, 상기 배기밸브(121), 증기유출밸브(122), 및 음압계(123)는 상호 독립적으로 상기 제어부(150)과 연결된다. 이로, 상기 음압계(123)는 상기 반응조(100)의 압력 등의 신호를 상기 제어부(150)로 전송하고, 다시 상기 제어부(150)는 상기 반응조(100)의 압력에 따라 상기 증기유출밸브(122)의 개도량을 제어한다. In addition, the exhaust valve 121, the steam outlet valve 122, and the sound pressure meter 123 are connected to the controller 150 independently of each other. The pressure gauge 123 transmits a signal such as a pressure of the reaction vessel 100 to the controller 150 and the controller 150 controls the steam outlet valve 122).

상기 가열부(110)는 가열히터(111) 및 온도센서(112)를 포함하며, 상기 가열히터(111) 및 온도센서(112)는 각각 상기 반응조둘레부(100p)의 다른 일 부분을 관통한다. 상기 가열히터(111)는 상기 가축분뇨를 가열하며, 상기 온도센서(112)는 상술한 가축분뇨의 온도를 감지한다. The heating unit 110 includes a heating heater 111 and a temperature sensor 112. The heating heater 111 and the temperature sensor 112 penetrate another portion of the reaction vessel periphery 100p . The heating heater 111 heats the livestock manure, and the temperature sensor 112 senses the temperature of the livestock manure described above.

또한, 상기 가열부(110)는 상술한 제어부(150)와 전기적으로 연결되며, 상기 제어부(150)가 상기 가열히터(111) 및 온도센서(112)의 입출력을 제어한다. 즉, 상기 온도센서(112)는 상기 반응조(100) 내부의 온도를 감지하여 전기적 신호로 상기 제어부(150)로 전송하고, 상기 제어부(150)는 상기 반응조(100)의 온도를 측정한 후, 상기 가열히터(111)에 출력을 인가함으로써 상기 가축분뇨가 가열된다. The heating unit 110 is electrically connected to the control unit 150 and the control unit 150 controls input and output of the heating heater 111 and the temperature sensor 112. That is, the temperature sensor 112 senses the temperature inside the reaction tank 100 and transmits the sensed temperature to the control unit 150. The controller 150 measures the temperature of the reaction tank 100, By applying an output to the heating heater 111, the livestock manure is heated.

상기 거품여과부(130)는 상기 반응조(100) 내부에 설치되고 상하부가 개방되며, 상기 반응조(100)에서 감압가열되어 상승된 가축분뇨의 거품이 유입된다. The foam filtration unit 130 is installed inside the reaction tank 100, and the upper and lower portions thereof are opened. Foam of the livestock manure that is heated by the reduced pressure in the reaction tank 100 is introduced.

상세하게, 상기 거품여과부(130)를 도 3을 참조하여 설명하면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 거품여과부(130)를 상세히 도시한 단면도이며, 상기 거품여과부(130)는 거품여과둘레부(130p), 상기 거품여과둘레부(130p)의 내측 중앙부에 배치되는 거품여과망(131), 상기 거품여과망(131)으로부터 반응조(100)의 중심축(k)을 따라 상측 방향으로 이격되어 배치되는 거품넘침 방지통(132)을 포함한다. 3 is a cross-sectional view illustrating the foam filtration unit 130 according to an exemplary embodiment of the present invention. The foam filtration unit 130 includes: A foam filtration net 131 disposed at an inner central portion of the foam filtration periphery 130p and a foam filtration net 131 disposed at an upper side along the central axis k of the reaction tank 100 from the foam filtration net 131, And a bubble overflow prevention bottle 132 arranged to be spaced apart from each other.

또한, 상기 거품여과부(130)는 상기 거품넘침 방지통(132)의 방지통둘레부(132p)의 상측 일 부분 및 거품여과둘레부(130p)의 상부면과 결합되며 상술한 반응조(100)의 상부커버(102)와 결합되는 결합부(j1), 상기 거품여과둘레부(130p)의 일 부분과 결합되며 상기 거품여과망(131)을 지지하는 제1지지부(j2), 및 상기 거품여과둘레부(130p)의 다른 일 부분과 결합되며 상기 거품여과둘레부(130p)의 하부 변형을 방지하는 제2지지부(j3)를 더 포함할 수 있다. The foam filtration unit 130 is coupled to a portion of the upper side of the anti-foam cylinder 132p of the foam overflow prevention cylinder 132 and the upper surface of the foam filtration periphery 130p, A first support portion j2 coupled to a portion of the foam filtration peripheral portion 130p and supporting the foam filtration net 131 and a second support portion j2 coupled to a portion of the foam filtration peripheral portion 130p, And a second support portion j3 coupled to another portion of the foam filtration portion 130p to prevent a lower deformation of the foam filtration periphery portion 130p.

더불어, 상기 거품여과부(130)는 크게 제한하지는 않으나 원통형일 수 있으며, 상술한 가축분뇨가 원료유입구(101)를 통하여 상기 반응조(100) 내부로 유입될 수 있도록 상기 거품여과둘레부(130p)의 일부가 개방될 수 있다.In addition, the foam filtration unit 130 may be cylindrical, but is not limited thereto. The foam filtration unit 130p may be configured to introduce the livestock manure into the reaction vessel 100 through the raw material inlet 101, May be opened.

상기 거품여과망(131)은 상기 제1지지부(j2)에 부착되어 연장되며, 상기 반응조(100)의 중심축(k)을 따라 하측으로 볼록하게 돌출된 구조로 형성된다. 이로, 상기 거품여과망(131)은 가축분뇨로부터 생성된 거품과 접촉을 극대화하여 보다 많은 양의 거품을 제거할 수 있다.The foam filtration net 131 is attached to the first support portion j2 and is formed to protrude downward along the center axis k of the reaction tank 100. [ Thus, the bubble filtering net 131 maximizes the contact with the bubbles generated from the animal manure, thereby removing a larger amount of bubbles.

일 예로, 상기 거품여과망(131)은 가축분뇨의 거품과 맞닿는 면의 전체 또는 일부분이 복수개의 그물코가 형성된 필터망으로 형성된 것일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. For example, the bubble filtering net 131 may be formed of a mesh having a plurality of mesh-shaped filter meshes all or a part of the surface contacting the bubble of the animal manure, but the present invention is not limited thereto.

일 예로, 상기 제1지지대(j2)와 제2지지대(j3)는 거품이나 증기를 통과시킬 수 있는 구조일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. For example, the first support j2 and the second support j3 may be configured to allow bubbles or steam to pass therethrough, but the present invention is not limited thereto.

또한, 상기 거품여과둘레부(130p)는 상기 반응조(100)의 내부둘레면에 연접되는데, 이는 상술한 반응조(100) 내에서 감압증발되는 가축분뇨에 의한 떨림을 방지하며, 고온 및 감압의 가혹한 조건하에서 보다 안정적으로 질소유효성분을 추출하게 한다. The foam filtration peripheral portion 130p is connected to the inner circumferential surface of the reaction tank 100. This prevents shaking due to livestock manure that is evaporated under reduced pressure in the reaction tank 100 described above, So that the nitrogen active ingredient can be extracted more stably under the condition.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 거품넘침 방지통(132)은 방지통둘레부(132p), 상기 방지통둘레부(132p) 하단에서 연장되어 상기 반응조(100)의 중심축(k)을 따라 상측으로 오목하게 함몰되어 형성되는 방지통하단부(132q), 및 상기 방지통둘레부(132p) 하단에 서로 일정간격 이격되게 형성되는 개구홀(h)을 포함하여 구성된다. The foam overflow prevention bottle 132 according to an embodiment of the present invention includes a protection pipe circumference portion 132p and a protection pipe surrounding portion 132p extending from the lower end of the protection pipe circumference portion 132p and along the center axis k of the reaction tank 100 And an opening hole h formed at a lower end of the anti-tip barrel portion 132p so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance.

상세하게, 상기 개구홀(h)은 원형 또는 다각단면상으로 관통형성될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 상술한 질소유효성분이 상기 개구홀(h)을 통해서 상기 거품넘침 방지통(132)의 내부로 유입되고, 유입된 질소유효성분은 밸브부(120) 및 제1이송관(10)을 통해서 상기 냉각부(200)로 이동된다. The open hole h may be formed in a circular or polygonal cross section, but is not limited thereto. The nitrogen effective ingredient may be introduced into the foam overflow preventive bottle 132 through the opening hole h And the introduced nitrogen effective component is transferred to the cooling unit 200 through the valve unit 120 and the first transfer pipe 10.

본 발명에 있어, 상기 질소유효성분을 보다 신속하게 추출하기 위하여 상기 반응부(100)의 온도를 더 높이고 압력을 더 낮출 수 있는데, 이때 상기 거품여과망(131)을 통과한 증기는 서로 격렬한 충돌과 결합에 의해 미세기포를 생성할 수 있다. In the present invention, the temperature of the reaction part 100 may be further increased and the pressure may be further lowered in order to extract the nitrogen effective component more rapidly. At this time, the steam passing through the bubble filtering network 131 is vigorously collided with each other Microbubbles can be generated by bonding.

이때, 상기 방지통하단부(132q)는 상기 반응조(100)의 중심축(k)을 따라 상측으로 오목하게 함몰되어 형성됨으로써, 상기 미세기포를 상기 방지통하단부(132q)의 외부에 위치한 빈 공간에 가둘 수 있다. 또한 상기 미세기포가 끓어 오르는 경우, 굴곡된 방지통하단부(132q)에 부딪히게 하여 상기 미세기포를 제거할 수 있으며, 상기 미세기포가 단번에 개구홀(h)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 빈 공간은 상기 방지통하단부(132q)의 외부와 상기 방지통둘레부(132p)의 하단 끝 지점을 수평방향으로 이은 가상의 연장선 사이에 형성된 빈 공간을 의미한다.At this time, the lower end portion 132q of the blocking pipe 132 is recessed upwardly along the center axis k of the reaction tank 100, so that the minute bubbles are inserted into the empty space outside the blocking pipe lower end 132q You can hold it. In addition, when the minute bubbles are boiled, the minute bubbles can be removed by colliding with the bent lower end 132q of the bent bubbles, and the minute bubbles can be prevented from being introduced into the opening hole h at once. Herein, the empty space means an empty space formed between the outer side of the lower end 132q of the blocking pipe 132 and the imaginary extension line of the lower end of the blocking pipe 132p in the horizontal direction.

또한, 상기 방지통하단부(132q)의 곡률반경은 크게 제한하지는 않으나, 200 내지 250 mm 인 것이 바람직하며, 220 내지 240 인 것이 더 바람직하다. In addition, the radius of curvature of the lower end 132q of the blocking pipe is not limited to a great extent, but is preferably 200 to 250 mm, more preferably 220 to 240.

또한, 상기 개구홀(h)은 형상, 크기, 개수, 또는 배열에 따라 상기 미세기포가 제거될 수 있다. 예를 들자면, 상기 개구홀(h)의 크기 및 개수에 따라, 상기 미세기포는 상기 개구홀(h)로 진입하는 순간에 유속이 급격하게 증가할 수 있다. 유속 증가에 의해 가속된 미세기포는 상측으로 굴곡된 방지통하단부(132q)에 부딪혀 용이하게 제거되므로 본 발명의 목적달성에 보다 좋을 수 있다. Further, the micro bubbles may be removed according to the shape, size, number, or arrangement of the opening holes h. For example, according to the size and the number of the opening holes h, the flow rate of the minute bubbles may rapidly increase at the moment of entering the opening holes h. Since the minute bubbles accelerated by the flow velocity increase are easily removed by colliding with the lower end 132q of the bending bar 132q bent upward, it is possible to achieve the object of the present invention.

도 4를 참조하면, 도 4는 도 3의 l-l'방향으로 절단하여 상기 반응조(100)의 중심축(k)을 따라 하측으로 바라본 절단도이며, 상기 증기가 다수의 개구홀(h)을 통해서 유입되는 것을 나타낸다. 4 is a cut-away view of the reaction vessel 100 taken along the line I-I 'of FIG. 3 along the center axis k of the reaction vessel 100, Lt; / RTI >

크게 한정하지는 않으나, 상기 개구홀(h)의 최대직경(Dmax) 또는 최대폭(Wmax)은 상기 거품넘침 방지통(132)의 직경 100 기준으로 0.5 내지 50 의 비를 가지며, 좋게는 1 내지 20, 더 좋게는 5 내지 10의 비를 가질 수 있다. The maximum diameter Dmax or maximum width Wmax of the opening hole h may be in the range of 0.5 to 50 on the basis of the diameter 100 of the foam overflow preventive bottle 132 and is preferably 1 to 20, More preferably from 5 to 10.

또한, 상기 개구홀(h)의 최소직경(Dmin) 또는 최소폭(Wmin)은 상기 거품넘침 방지통(132)의 직경 100을 기준으로 0.1 내지 10의 비를 가지며, 좋게는 0.5 내지 5, 더 좋게는 0.5 내지 2의 비를 가질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. The minimum diameter Dmin or minimum width Wmin of the opening hole h has a ratio of 0.1 to 10 based on the diameter 100 of the foam overflow prevention bottle 132 and is preferably 0.5 to 5 Preferably 0.5 to 2, but the present invention is not limited thereto.

이와 같이, 본 발명에 따른 질소농축 액비 제조장치는 상기 거품여과부(130)를 포함함으로써, 고온 및 감압의 가혹한 공정 조건하에서도 상술한 가축분뇨로부터 거품이 아무리 많이 생성되더라도 상기 거품을 신속하게 제거할 수 있는 장점을 가지며, 질소유효성분 이외의 성분이 포함된 거품을 차단하므로 고농도의 질소를 함유하는 액비를 제조할 수 있다. As described above, the apparatus for producing a concentrated liquid of nitrogen according to the present invention includes the foam filtration unit 130 to rapidly remove the bubbles even if the bubbles are generated from the livestock manure described above even under severe processing conditions of high temperature and reduced pressure And it can block the bubbles containing the components other than the nitrogen effective component, so that a pot with a high concentration of nitrogen can be produced.

한편, 상술한 제어부(150)에 의해 상기 반응조(100) 내 가축분뇨의 질소유효성분이 추출될 수 있는데, 이때 상기 반응조(100)는 고온이고 아대기의 감압된 상태이므로 상기 반응조(100)의 내부 환경에 따라 추출되는 질소유효성분의 농도가 크게 증가할 수 있다. Meanwhile, the nitrogen-effective component of livestock manure in the reaction tank 100 can be extracted by the controller 150. Since the reaction tank 100 is at a high temperature and is depressurized in the atmosphere, The concentration of the nitrogen effective component extracted depending on the environment can be greatly increased.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 질소농축 액비 제조장치에 있어, 상기 제어부(150)는 하기 관계식 1을 만족하도록 반응조(100) 및 냉각부(200)의 온도를 상호 독립적으로 조절할 수 있으며, 관계식 2의 범위내에서 상기 반응조(100) 및 상기 냉각부(200)의 압력을 각각 조절할 수 있다: That is, in the apparatus for producing a nitrogen enriched liquid according to an embodiment of the present invention, the controller 150 can independently adjust the temperatures of the reaction tank 100 and the cooling unit 200 to satisfy the following relational expression 1, The pressures of the reactor 100 and the cooling unit 200 can be adjusted within the range of the relationship 2:

[관계식 1][Relation 1]

25 ℃ ≤ ΔT ≤ 80 ℃25 ° C ≤ ΔT ≤ 80 ° C

[관계식 2][Relation 2]

0.3 bar ≤ P ≤ 0.8 bar0.3 bar? P? 0.8 bar

[상기 관계식 1에서, ΔT는 T2-T1이며, T2는 상기 반응조(100)의 내부 온도, T1은 상기 냉각부(200)의 내부 온도이며, 상기 관계식 2에서, P는 상기 반응조(100) 및 상기 냉각부(200) 각각의 압력이다.] T1 is T2-T1, T2 is an internal temperature of the reaction tank 100, T1 is an internal temperature of the cooling unit 200, and P in the relationship (2) The pressure of each of the cooling units 200.]

예컨대, 상기 반응조(100)와 상기 냉각부(200)가 상기 관계식 1 및 2를 만족하는 경우, 본 발명에 따른 액비 제조장치의 운전시간이 3시간 이내로 단축되며, 좋게는 1시간 이내로 단축될 수 있다. 또한, 상기 운전시간의 단축과 더불어 액비의 질소농도가 0.5 % 이상일 수 있으며, 바람직하게는 0.8% 내지 1.0% 이며, 더 바람직하게는 1.0 % 내지 1.2% 일 수 있으나, 본 발명이 운전시간과 액비의 질소농도에 한정되지 않는다. For example, when the reaction tank 100 and the cooling unit 200 satisfy the relational expressions 1 and 2, the operation time of the liquid production apparatus according to the present invention is shortened to three hours or less, preferably one hour or less have. The nitrogen concentration of the liquid fertilizer may be 0.5% or more, preferably 0.8% to 1.0%, more preferably 1.0% to 1.2%, in addition to the shortening of the operation time. However, Of nitrogen.

또한, 상기 관계식 1의 ΔT는 40 내지 70 ℃인 것이 본 발명의 목적달성에 좋으며, 더욱 좋게는 45 내지 65 ℃일 수 있으나, 본 발명이 상기 범주에 한정되지 않는다. The ΔT in the above-mentioned relational expression 1 is preferably 40 to 70 ° C. for achieving the object of the present invention, and more preferably 45 to 65 ° C. However, the present invention is not limited to this category.

상세하게, 상기 반응조(100)의 내부 온도는 40 ℃이상이면 본 발명의 목적달성에 족하나, 좋게는 50 내지 90 ℃, 더 좋게는 60 내지 70 ℃일 수 있으나, 본 발명이 상기 반응조(100)의 온도 범주에 한정되지 않는다. In detail, although the internal temperature of the reaction tank 100 is 40 ° C or higher, the present invention can achieve the object of the present invention, but it may be preferably 50 to 90 ° C, more preferably 60 to 70 ° C. ). ≪ / RTI >

또한, 상기 관계식 2의 P는 0.3 내지 0.8 bar인 것이 본 발명의 목적달성에 좋으며, 더욱 좋게는 0.4 내지 0.6 bar일 수 있으나, 본 발명이 상기 범주에 한정되지 않는다.In the above formula 2, P is preferably 0.3 to 0.8 bar to achieve the object of the present invention, and more preferably 0.4 to 0.6 bar, but the present invention is not limited to the above range.

상세하게, 상기 반응조(100)의 내부 압력은 아대기의 압력인 것이 본 발명의 목적달성에 충분하며, 바람직하게는 0.8 bar 이하, 더욱 바람직하게는 0.6 bar 이하일 수 있으나, 본 발명이 상기 반응조(100)의 압력 범주에 한정되지 않는다. In detail, the internal pressure of the reaction tank 100 is sufficient to achieve the object of the present invention, preferably 0.8 bar or less, and more preferably 0.6 bar or less. 100). ≪ / RTI >

다시 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반응조(100)는 가축분뇨를 농축하여 기상의 질소유효성분을 밸브부(120)와 연통된 제 1이송관(10)을 통하여 냉각부(200)의 열교환기(211)로 이송된다. 1, the reaction tank 100 according to the present invention concentrates livestock manure, and supplies a nitrogen-effective component in the gaseous phase to the cooling unit 200 through a first transfer pipe 10 communicated with the valve unit 120 And transferred to the heat exchanger 211.

상세하게, 상기 냉각부(200)는 냉각챔버(210)와 냉각기(220)를 포함할 수 있다. 상기 냉각챔버(210)는 냉매주입관(21) 및 냉매배출관(22)에 의해 상기 냉각기(220)와 연통되며, 상기 냉각기(220)로부터 냉매가 유입된다. 일 예로, 상기 냉매는 물을 포함한 액체이거나 불활성 가스를 포함한 기체일 수 있다.In detail, the cooling unit 200 may include a cooling chamber 210 and a cooler 220. The cooling chamber 210 is communicated with the cooler 220 by a coolant inlet pipe 21 and a coolant outlet pipe 22 and the coolant flows from the cooler 220. For example, the refrigerant may be a liquid containing water or a gas containing an inert gas.

더불어, 상기 냉각부(200)는 온도 및 압력 센서(미도시), 압력 제어밸브(미도시) 등을 더 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. In addition, the cooling unit 200 may further include a temperature and pressure sensor (not shown), a pressure control valve (not shown), and the like, but the present invention is not limited thereto.

한편, 상기 열교환기(211)는 상기 반응조(100)로부터 추출된 기상의 질소유효성분을 급냉하여 상술한 응축수를 생성한다. 상기 응축수는 상기 열교환기(211)와 연통된 제2이송관(30)으로 배출된다. 일 예로, 상기 열교환기(211)는 권취되어 형성된 튜브일 수 있으며, 열전달 효율이 우수한 스테인레스 재질을 포함할 수 있다. On the other hand, the heat exchanger 211 rapidly cools the gaseous nitrogen effective component extracted from the reaction tank 100 to generate the above-mentioned condensed water. The condensed water is discharged to the second transfer pipe (30) communicated with the heat exchanger (211). For example, the heat exchanger 211 may be a tube formed by winding, and may include a stainless steel material having an excellent heat transfer efficiency.

상기 회수조(300)는 제3이송관(30)에 의해 상기 열교환기(211)와 연통되며, 상기 열교환기(211)에서 응축된 응축수를 회수한다. 이때, 상기 응축수는 본 발명에 따른 질소농축 액비를 의미한다.The recovery tank 300 communicates with the heat exchanger 211 by a third transfer pipe 30 and recovers the condensed condensed water from the heat exchanger 211. At this time, the condensed water means the nitrogen concentrated liquid ratio according to the present invention.

또한, 상기 회수조(300)는 하부에 회수조 배출밸브(301)를 포함할 수 있으며, 상기 회수조 배출밸브(301)는 상기 회수조(300) 내부에 회수된 액비를 외부로 배출한다. In addition, the collection tank 300 may include a collection tank discharge valve 301, and the collection tank discharge valve 301 discharges the collected liquid tank to the outside.

상기 펌프부(400)는 제3이송관(40)을 통해 상기 회수조(300)와 연통되어 상기 회수조(300) 내부를 감압하게 되는데, 상술한 반응조(100) 및 냉각부(200)와의 압력차로 인해 상기 반응조(100)에서 추출된 기상의 질소유효성분이 제1이송관(10)을 통하여 상기 냉각부(200)로, 상기 냉각부(200)에서 상기 질소유효성분이 전환된 응축수가 제2이송관(30)을 통하여 회수조(300)로 유입되게 된다. The pump unit 400 is communicated with the recovery tank 300 through the third transfer pipe 40 to decompress the inside of the recovery tank 300. The reaction tank 100 and the cooling unit 200, The nitrogen-effective component of the gaseous phase extracted from the reaction tank 100 due to the pressure difference is transferred to the cooling unit 200 through the first transfer pipe 10 and the condensed water in which the nitrogen- And is introduced into the recovery tank 300 through the transfer pipe 30.

일 예로, 본 발명에 따른 질소농축 액비 제조장치는 상기 반응조(100), 냉각부(200), 회수조(300), 및 펌프부(400)가 순서대로 각각 연통되고, 상기 반응조(100)의 원료유입구(101)에 가축분뇨의 연속주입장치(미도시)를 결합함으로써 질소농축 액비를 연속적으로 제조하는 장점 또한 가진다. The apparatus for producing a nitrogen enriched liquid according to the present invention is characterized in that the reaction tank 100, the cooling unit 200, the recovery tank 300 and the pump unit 400 are in communication with each other, (Not shown) of the livestock manure to the raw material inlet 101 to produce a nitrogen-enriched liquid ratio continuously.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 질소농축 액비 제조장치는 액비의 시간당 회수량이 100 내지 300 mL/hr 일 수 있다. 상기 시간당 회수량은 좋게는 150 내지 250 mL/hr 일 수 있고, 더 좋게는 200 내지 250 mL/hr 일 수 있으나, 본 발명이 상기 범주에 한정되지 않는다. In addition, the apparatus for producing a nitrogen concentrate solution according to an embodiment of the present invention may have a recovery rate of 100 to 300 mL / hr per hour. The yield per hour may be preferably 150 to 250 mL / hr, more preferably 200 to 250 mL / hr, but the present invention is not limited to the above range.

이에 따라, 본 발명에 따른 질소농축 액비 제조장치는 거품여과부(130)가 없는 제조장치 대비 약 400% 향상된 질소농축 액비 생산 속도를 가질 수 있다. Accordingly, the nitrogen concentrate solution production apparatus according to the present invention can have a nitrogen concentrate solution production rate of about 400% higher than that of the production apparatus without the foam filtration unit 130.

또한 본 발명은 상술한 질소농축 액비 제조장치를 이용한 질소농축 액비 제조방법을 제공한다. The present invention also provides a method for producing a nitrogen enriched liquid using the apparatus for producing a nitrogen enriched liquid as described above.

상세하게, 상기 질소농축 액비 제조방법은 가축분뇨를 농축하여 질소유효성분을 기체상태로 추출하는 반응조(100), 상기 반응조(100)에서 추출된 질소유효성분을 응축하기 위한 냉매를 공급하는 냉각부(200), 및 상기 냉각부(200)에서 냉매에 의해 응축된 질소유효성분이 포함된 액상의 응축수를 회수하는 회수조(300)가 포함된 질소농축 액비 제조장치를 이용하는 질소농축 액비 제조방법에 있어서, In detail, the nitrogen concentrate liquid production method includes a reaction tank 100 for concentrating livestock manure and extracting nitrogen effective components in a gaseous state, a cooling unit 100 for supplying a coolant for condensing nitrogen effective components extracted from the reaction tank 100, And a recovery tank (300) for recovering liquid-phase condensed water containing the nitrogen-effective component condensed by the coolant in the cooling unit (200), wherein the nitrogen concentration- ,

a) 상기 반응조(100) 내 가축분뇨의 온도 및 압력을 제어하여, 가축분뇨를 감압증발시키는 단계; 및 b) 상기 a)단계시 생성된 거품을 제거하여, 상기 가축분뇨의 질소유효성분을 감압증발하는 단계;를 포함한다. a) controlling the temperature and pressure of livestock manure in the reaction tank (100) to evaporate livestock manure under reduced pressure; And b) removing the bubbles generated in the step a) to evaporate the active nitrogen component of the livestock manure under reduced pressure.

상세하게, 상기 b)단계 시 생성된 거품은 상술한 거품여과부(130)에 의해 제거될 수 있다. 상기 거품여과부(130)는 상기 반응조(100)의 중심축을 따라 하측으로 볼록하게 돌출된 거품여과망(131), 및 상기 반응조(100)의 중심축을 따라 상측으로 이격되게 배치되는 거품넘침 방지통(132) 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. In detail, the foam produced in the step b) may be removed by the foam filtration unit 130 described above. The foam filtration unit 130 includes a foam filtration net 131 protruding downward along a central axis of the reaction tank 100 and a foam overflow prevention barrel 130 disposed upwardly along the center axis of the reaction tank 100 132). ≪ / RTI >

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 질소농축 액비 제조방법에 있어, 상기 온도 및 압력은 하기 관계식 1 및 2를 만족할 수 있다:Further, in the method for producing a nitrogen enriched liquid ratio according to an embodiment of the present invention, the temperature and the pressure may satisfy the following relational expressions 1 and 2:

[관계식 1][Relation 1]

30 ℃ ≤ ΔT ≤ 80 ℃30 ° C ≤ ΔT ≤ 80 ° C

[관계식 2][Relation 2]

0.3 bar ≤ P ≤ 0.8 bar0.3 bar? P? 0.8 bar

[상기 관계식 1에서, ΔT는 T2-T1이며, T2는 상기 반응조(100)의 온도, T1은 상기 냉각부(200)의 온도이며, 상기 관계식 2에서, P는 상기 반응조(100) 및 상기 냉각부(200) 각각의 압력이다.] T is the temperature of the reaction vessel 100 and T1 is the temperature of the cooling section 200. In the relationship 2, P is the temperature of the reaction vessel 100 and the cooling The pressure of each part 200.]

이하 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 하기의 실시예를 들어 상세하게 설명하겠으나, 본 발명이 다음 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1Example 1

1 L 의 가축분뇨가 반응조(100)의 주입밸브(101)를 통하여 주입되었고, 상기 반응조(100) 내 가축분뇨의 온도는 60℃로 유지되었다. 상기 반응조(100) 내 압력은 0.6 bar 이었고, 상기 반응조(100)의 운전시간은 3시간 이었다. 상기 반응조(100)에서 생성되는 거품은 거품여과부(130)에 의해 제거되었다. 1 L of livestock manure was injected through the injection valve 101 of the reaction tank 100 and the temperature of the animal manure in the reaction tank 100 was maintained at 60 캜. The pressure in the reaction tank 100 was 0.6 bar, and the operation time of the reaction tank 100 was 3 hours. The bubbles generated in the reaction tank (100) were removed by the foam filtration unit (130).

이후, 상기 반응조(100)에서 배출된 증기는 냉각부(200)를 거쳐 응축수로 되었으며, 이때 상기 냉각부(200)의 온도는 10 내지 15 ℃ 이었다. Thereafter, the steam discharged from the reaction tank 100 is condensed through the cooling unit 200, and the temperature of the cooling unit 200 is 10 to 15 ° C.

상기 냉각부(200)로부터 배출된 응축수는 회수조(300)에서 회수되었으며, 상기 회수조(300)의 배출밸브(301)를 통하여 본 발명에 따른 질소농축 액비를 배출하였다. The condensed water discharged from the cooling unit 200 was recovered in the recovery tank 300 and discharged through the discharge valve 301 of the recovery tank 300 according to the present invention.

상기 질소농축 액비 회수량과 질소농도를 하기 표 1에 수록하였다. The nitrogen retentate yield and nitrogen concentration are listed in Table 1 below.

상기 질소농축 액비의 총질소농도는 수질오염공정시험기준 총질소 ES 04363.1b 자외선/가시선 분광법-산화법에 의거하여 UV1800(Shimadzu, Japan)을 이용하여 측정하였다.The total nitrogen concentration of the nitrogen concentration liquid ratio was measured using UV 1800 (Shimadzu, Japan) based on total nitrogen ES 04363.1b UV / Visibility spectroscopy-oxidation method of water pollution process test standard.

비교예 1Comparative Example 1

반응조(100) 내에 거품여과부(130)가 없는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다. The same procedure as in Example 1 was carried out except that there was no foam filtration part 130 in the reaction tank 100.

비교예 2Comparative Example 2

반응조(100) 내에 거품여과부(130)가 없고, 반응조(100) 내 가축분뇨의 온도를 40℃로 유지하면서, 운전시간을 9시간으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. Example 1 was carried out except that there was no foam filtration part 130 in the reaction tank 100 and the operation time was 9 hours while the temperature of the animal manure in the reaction tank 100 was maintained at 40 占 폚.

[표 1][Table 1]

표 1 및 도 5를 참조하면, 거품여과부(130)가 없는 비교예 1에 따라 제조된 액비의 총 질소농도는 5,741 mg/L 으로 실시예 1 대비 약 45% 수준으로 나타났으며, 특히 비교예 1에 따라 제조된 액비의 회수량이 실시예 1의 약 14% 수준으로 크게 감소하였다. Referring to Table 1 and FIG. 5, the total nitrogen concentration of the liquid prepared according to Comparative Example 1 without the foam filtration portion 130 was 5,741 mg / L, which was about 45% of that of Example 1, The recovered amount of the liquid produced according to Example 1 was greatly reduced to about 14% of that of Example 1.

또한, 상기 거품여과부(130)는 없으나, 실시예 1 대비 가축분뇨의 온도를 20 ℃ 감소시키고 운전시간을 3배 증가시킨 비교예 2의 경우, 액비의 회수량은 실시예 1과 동일하게 확보할 수 있었으나, 여전히 실시예 1 대비 총질소농도가 약 66 % 수준으로 고농도의 액비로서는 미흡하였다. In the case of Comparative Example 2 in which the foam filtration portion 130 is not provided but the temperature of the livestock manure is decreased by 20 캜 and the operation time is increased by 3 times as compared to Example 1, However, the total nitrogen concentration was still about 66% as compared with Example 1, and it was insufficient as a high concentration of liquid fertilizer.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will recognize that many modifications and variations are possible in light of the above teachings.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

10: 제1이송관, 21: 냉매주입관, 22: 냉매배출관, 30: 제2이송관, 40: 제3이송관
100: 반응조, 100p: 반응조둘레부, 100q: 반응조하단부, 101: 원료유입구, 102: 상부커버, 106: 반응조지지대, 107: 반응조 드레인밸브
110: 가열부, 111: 가열히터, 112: 온도센서
120: 밸브부, 121: 배기밸브, 122: 증기유출밸브, 123: 음압계
130: 거품여과부, 130p: 거품여과둘레부, 131: 거품여과망, 132: 거품넘침 방지통, 132p: 방지통둘레부. 132q: 방지통하단부
150: 제어부
200: 냉각부, 210: 냉각챔버, 220: 냉각기
300: 회수조, 301: 회수조 배출밸브
400: 펌프부10: first conveyance pipe, 21: refrigerant injection pipe, 22: refrigerant discharge pipe, 30: second conveyance pipe, 40: third conveyance pipe
100: reaction tank, 100p: reaction tank periphery, 100q: lower end of reaction tank, 101: raw material inlet, 102: upper cover, 106: reaction tank support, 107:
110: heating section, 111: heating heater, 112: temperature sensor
120: valve portion, 121: exhaust valve, 122: steam outlet valve, 123: sound pressure meter
130: foam filtration part, 130p: foam filtration periphery part, 131: foam filtration network, 132: foam overflow prevention bottle, 132p: anti- 132q: lower side
150:
200: cooling section, 210: cooling chamber, 220: cooler
300: recovery tank, 301: recovery tank discharge valve
400: pump section

Claims (5)

가축분뇨를 감압증발시켜 질소유효성분을 추출하는 반응조(100), 상기 반응조(100)에서 추출된 질소유효성분을 응축하여 응축수를 배출하는 냉각부(200), 및 상기 냉각부(200)에서 배출된 응축수를 회수하는 회수조(300)를 포함하며,
상기 반응조(100)의 온도와 압력을 제어하는 제어부(150); 및
상기 반응조(100) 내부에 설치되고 상기 가축분뇨의 거품을 제거하는 거품여과부(130);를 포함하고,
상기 거품여과부(130)는 상기 반응조(100)의 중심축(k)을 따라 하측으로 볼록하게 돌출된 거품여과망(131)과, 상기 거품여과망(131)과 이격되어 배치되는 원통형상의 거품넘침 방지통(132)을 포함하며,
상기 거품넘침 방지통(132)은 그 둘레면 하단에 복수개의 개구홀(h)을 구비하며,
상기 개구홀(h)을 통해 유입된 질소유효성분이 상기 냉각부(200)로 이동되는 질소농축 액비 제조장치.
A cooling unit 200 for condensing the effective nitrogen component extracted from the reaction tank 100 to discharge condensed water, and a cooling unit 200 for cooling the cooled And a recovery tank (300) for recovering the condensed water,
A control unit 150 for controlling the temperature and the pressure of the reaction tank 100; And
And a foam filtering unit (130) installed in the reaction tank (100) to remove bubbles of the animal manure,
The foam filtration unit 130 includes a foam filtration net 131 protruding downward along a center axis k of the reaction tank 100 and a cylindrical foam overflow prevention net 131 spaced apart from the foam filtration net 131, Includes a cylinder (132)
The foam overflow preventer 132 has a plurality of opening holes h at the lower end of its circumferential surface,
And a nitrogen effective component introduced through the opening hole (h) is transferred to the cooling unit (200).
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제어부(150)는 하기 관계식 1 및 2를 만족하도록,
상기 반응조(100) 및 상기 냉각부(200)의 온도와 압력을 상호 독립적으로 조절하는 질소농축 액비 제조장치:
[관계식 1]
30 ℃ ≤ ΔT ≤ 80 ℃
[관계식 2]
0.3 bar ≤ P ≤ 0.8 bar
[상기 관계식 1에서, ΔT는 T2-T1이며, T2는 상기 반응조(100)의 온도, T1은 상기 냉각부(200)의 온도이며,
상기 관계식 2에서, P는 상기 반응조(100) 및 상기 냉각부(200) 각각의 압력이다.]
The method according to claim 1,
The control unit 150 may be configured to satisfy the following relational expressions 1 and 2,
A nitrogen enriched liquid production apparatus for independently controlling temperature and pressure of the reaction tank (100) and the cooling unit (200)
[Relation 1]
30 ° C ≤ ΔT ≤ 80 ° C
[Relation 2]
0.3 bar? P? 0.8 bar
[In the above-mentioned relational expression 1,? T is T2-T1, T2 is the temperature of the reactor 100, T1 is the temperature of the cooling unit 200,
In the above-mentioned relational expression 2, P is the pressure of each of the reaction tank 100 and the cooling unit 200.]
제 1항의 질소농축 액비 제조장치를 이용하는 질소농축 액비 제조방법에 있어서,
a) 반응조(100)의 온도 및 압력을 제어하여, 가축분뇨를 감압증발시키는 단계; 및
b) 상기 a)단계시 생성된 거품을 제거하여, 질소유효성분을 추출하는 단계;를 포함하는 질소농축 액비 제조방법.
A method for producing a nitrogen enriched liquid using the apparatus for producing a nitrogen enriched liquid according to claim 1,
a) controlling the temperature and pressure of the reaction tank (100) to evaporate the livestock manure under reduced pressure; And
b) removing the bubbles produced in step a), and extracting the nitrogen effective ingredient.
제 4항에 있어서,
상기 온도 및 압력은 하기 관계식 1 및 2를 만족하는 것인 질소농축 액비 제조방법:
[관계식 1]
30 ℃ ≤ ΔT ≤ 80 ℃
[관계식 2]
0.3 bar ≤ P ≤ 0.8 bar
[상기 관계식 1에서, ΔT는 T2-T1이며, T2는 상기 반응조(100)의 온도, T1은 상기 냉각부(200)의 온도이며,
상기 관계식 2에서, P는 상기 반응조(100) 및 상기 냉각부(200) 각각의 압력이다.] 5. The method of claim 4,
Wherein the temperature and the pressure satisfy the following relational expressions 1 and 2:
[Relation 1]
30 ° C ≤ ΔT ≤ 80 ° C
[Relation 2]
0.3 bar? P? 0.8 bar
[In the above-mentioned relational expression 1,? T is T2-T1, T2 is the temperature of the reactor 100, T1 is the temperature of the cooling unit 200,
In the above-mentioned relational expression 2, P is the pressure of each of the reaction tank 100 and the cooling unit 200.]

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