KR102664744B1 - Lithium sludge drying device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬 슬러지의 건조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일측에 투입구와, 상단에 토출구가 형성되고, 상기 투입구에 연결된 피더기로부터 리튬 슬러지가 내부로 유입되는 건조탱크; 상기 건조탱크 내부에 배치되고, 구동부에 의하여 회전 가능하게 연결되어 상기 투입구를 통해 유입된 리튬 슬러지를 미립화(微粒化)하여 분산시키고, 내부 상승 기류를 형성하기 위한 고속원심 분산수단; 및 상기 건조탱크 하부에 연결되어 상기 건조탱크 내부로 열풍을 공급하기 위한 열풍공급부;를 포함하여 이루어지되, 상기 고속원심 분산수단에 의하여 형성된 열풍 상승 기류는 미립화된 리튬 입자의 상승시키고, 동시에 건조시켜 상기 토출구를 통해 배출시키는 것을 특징으로 한다.
즉 본 발명은 고속원심 분산수단에 의하여 리튬 슬러지를 미립화하여 분산시키고, 동시에 고속원심 분산수단의 고속 회전을 통해 발생되는 원심력으로 건조실 내부에 상승 기류를 유도함으로써 외부에서 공급된 열풍과 미립화된 리튬 입자가 상승 기류에 의하여 상승함과 동시에 리튬 입자를 건조시킴으로써 건조 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 효율측면에서 기존의 회전식 건조기나 분무식 건조기를 채용한 건조시스템에 비하여 높은 에너지 효율을 구현할 수 있는 리튬 슬러지의 건조기를 제공하고자 한다.The present invention relates to a dryer for lithium sludge, and more specifically, to a drying tank having an inlet on one side and an outlet at the top, into which lithium sludge flows from a feeder connected to the inlet; A high-speed centrifugal dispersion means disposed inside the drying tank and rotatably connected by a driving unit to atomize and disperse the lithium sludge introduced through the inlet and form an internal upward airflow; and a hot air supply unit connected to the lower part of the drying tank to supply hot air into the drying tank, wherein the hot air rising airflow formed by the high-speed centrifugal dispersion means raises the atomized lithium particles and dries them at the same time. It is characterized in that it is discharged through the discharge port.
That is, the present invention atomizes and disperses lithium sludge by a high-speed centrifugal dispersion means, and at the same time induces an upward airflow inside the drying room with centrifugal force generated through high-speed rotation of the high-speed centrifugal dispersion means, thereby dispersing hot air supplied from outside and the atomized lithium particles. Not only can the drying quality be improved by drying the lithium particles at the same time as the lithium particles are raised by the rising air current, but also in terms of energy efficiency, it can realize higher energy efficiency compared to drying systems using existing rotary dryers or spray dryers. The object is to provide a dryer for lithium sludge.
Description
본 발명은 고속원심 분산수단에 의하여 리튬 슬러지를 미립화하여 분산시키고, 동시에 고속원심 분산수단의 고속 회전을 통해 발생되는 원심력으로 건조실 내부에 상승 기류를 유도함으로써 외부에서 공급된 열풍과 미립화된 리튬 입자가 상승 기류에 의하여 상승함과 동시에 리튬 입자를 건조시킴으로써 건조 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 효율측면에서 기존의 회전식 건조기나 분무식 건조기를 채용한 건조시스템에 비하여 높은 에너지 효율을 구현할 수 있는 리튬 슬러지의 건조기에 관한 것이다.The present invention atomizes and disperses lithium sludge using a high-speed centrifugal dispersion means, and at the same time induces an upward airflow inside the drying room with centrifugal force generated through high-speed rotation of the high-speed centrifugal dispersion means, so that hot air supplied from outside and the atomized lithium particles are dispersed. Lithium not only improves drying quality by rising by the rising air current and drying lithium particles at the same time, but also realizes higher energy efficiency than drying systems using existing rotary dryers or spray dryers in terms of energy efficiency. It relates to a sludge dryer.
일반적으로 리튬은 이차전지, 유리, 세라믹, 합금, 윤활유, 제약 등 각종 산업 전반에 다양하게 사용되고 있다. 특히 리튬 이차전지는 최근 하이브리드 및 전기자동차의 주요 동력원으로 주목받고 있을 뿐만 아니라, 휴대폰, 노트북 등의 기존 포터블 전자장비에 소형 배터리로도 사용되고 향후 거대 시장으로 성장할 것으로 예측된다.In general, lithium is used in a variety of industries, including secondary batteries, glass, ceramics, alloys, lubricants, and pharmaceuticals. In particular, lithium secondary batteries have recently been attracting attention as a major power source for hybrid and electric vehicles, and are also used as small batteries in existing portable electronic devices such as mobile phones and laptops, and are expected to grow into a large market in the future.
이러한 리튬의 공급원은 광물(mineral), 염수(brine) 또는 해수(sea water) 등이 있다. 또한 전술한 바와 같이 산업 전반에서 사용되는 다양한 형태의 폐자재로부터 리튬을 회수하는 것이 가능하다.Sources of such lithium include minerals, brine, or sea water. Additionally, as mentioned above, it is possible to recover lithium from various types of waste materials used throughout industry.
특히 회수된 광산 및 염호리튬의 경우 세척 등의 공정을 거쳐 마지막 공정에서 건조기를 이용하여 건조작업을 수행하고, 폐배터리의 경우에는 리튬을 회수하기 위해 건조기를 이용하여 건조작업을 수행하게 된다.In particular, in the case of recovered lithium from mines and salt lakes, it goes through processes such as washing, and in the final process, drying is performed using a dryer. In the case of waste batteries, drying is performed using a dryer to recover lithium.
다만 기존의 건조기, 즉 회전식 건조기나 분무식 건조기의 경우 에너지 효율이 떨어지는 문제가 있고, 또한 설비를 설치하기 위한 비용 및 투자비가 많이 소요될 뿐만 아니라, 설치를 위한 공간측면에서도 충분한 설치공간을 확보하여야 하는 문제가 있다.However, in the case of existing dryers, such as rotary dryers or spray dryers, there is a problem of low energy efficiency, and not only does it require a lot of cost and investment to install the equipment, but it is also necessary to secure sufficient installation space in terms of space for installation. there is a problem.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로,The present invention was devised to solve the problems described above,
고속원심 분산수단에 의하여 리튬 슬러지를 미립화하여 분산시키고, 동시에 고속원심 분산수단의 고속 회전을 통해 발생되는 원심력으로 건조실 내부에 상승 기류를 유도함으로써 외부에서 공급된 열풍과 미립화된 리튬 입자가 상승 기류에 의하여 상승함과 동시에 리튬 입자를 건조시킴으로써 건조 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 효율측면에서 기존의 회전식 건조기나 분무식 건조기를 채용한 건조시스템에 비하여 높은 에너지 효율을 구현할 수 있는 리튬 슬러지의 건조기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The lithium sludge is atomized and dispersed by a high-speed centrifugal dispersion means, and at the same time, the centrifugal force generated through the high-speed rotation of the high-speed centrifugal dispersion means induces an upward air current inside the drying room, so that the hot air supplied from outside and the atomized lithium particles are in the upward air flow. A lithium sludge dryer that not only improves drying quality by drying lithium particles at the same time as it rises, but also realizes higher energy efficiency in terms of energy efficiency than drying systems using existing rotary dryers or spray dryers. The purpose is to provide.
본 발명에 따른 리튬 슬러지의 건조기는 일측에 투입구와, 상단에 토출구가 형성되고, 상기 투입구에 연결된 피더기로부터 리튬 슬러지가 내부로 유입되는 건조탱크; 상기 건조탱크 내부에 배치되고, 구동부에 의하여 회전 가능하게 연결되어 상기 투입구를 통해 유입된 리튬 슬러지를 미립화(微粒化)하여 분산시키고, 내부 상승 기류를 형성하기 위한 고속원심 분산수단; 및 상기 건조탱크 하부에 연결되어 상기 건조탱크 내부로 열풍을 공급하기 위한 열풍공급부;를 포함하여 이루어지되, 상기 고속원심 분산수단에 의하여 형성된 열풍 상승 기류는 미립화된 리튬 입자의 상승시키고, 동시에 건조시켜 상기 토출구를 통해 배출시키는 것을 특징으로 한다.The dryer for lithium sludge according to the present invention includes a drying tank having an inlet on one side and a discharge port at the top, into which lithium sludge is introduced from a feeder connected to the inlet; A high-speed centrifugal dispersion means disposed inside the drying tank and rotatably connected by a driving unit to atomize and disperse the lithium sludge introduced through the inlet and form an internal upward airflow; and a hot air supply unit connected to the lower part of the drying tank to supply hot air into the drying tank, wherein the hot air rising airflow formed by the high-speed centrifugal dispersion means raises the atomized lithium particles and dries them at the same time. It is characterized in that it is discharged through the discharge port.
본 발명에 따른 상기 고속원심 분산수단은 구동부에 연결되어 회전 구동되고, 상기 건조탱크의 내벽면과 소정 간격으로 이격 배치되는 회전원판과, 상기 회전원판의 가장자리를 따라 소정 간격으로 이격 배치되는 다수의 블레이드와, 상기 건조탱크의 내벽면에 연결되고, 하단부가 내측방향으로 만곡지게 형성된 절곡부가 구비되어 상기 열풍공급부로부터 공급되는 열풍을 상기 회전원판 상방으로 유입시키기 위한 열풍가이드를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The high-speed centrifugal dispersion means according to the present invention is connected to a driving unit and driven to rotate, and includes a rotating disk spaced apart from the inner wall of the drying tank at a predetermined interval, and a plurality of disks spaced apart at a predetermined interval along the edge of the rotating disk. It is characterized by comprising a blade and a hot air guide connected to the inner wall of the drying tank and a bent portion whose lower end is formed to be curved inward to allow hot air supplied from the hot air supply unit to flow into the upper part of the rotating disk. do.
본 발명에 따른 상기 열풍가이드에는 원주방향으로 따라 소정 간격으로 이격되어 수직방향으로 배치되는 돌기부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The hot air guide according to the present invention further includes protrusions arranged in the vertical direction and spaced apart at predetermined intervals along the circumferential direction.
본 발명에 따른 상기 블레이드의 외측단부는 상기 회전원판의 외측방향으로 돌출되도록 형성되어 상기 열풍가이드의 돌기부 하부에 배치되는 것을 특징으로 한다.The outer end of the blade according to the present invention is formed to protrude in an outward direction of the rotating disk and is disposed below the protrusion of the hot air guide.
본 발명에 따른 상기 블레이드는 상기 회전원판에 연결되는 몸체부와, 상기 몸체부에 연결되어 상방으로 절곡 형성된 분산날부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The blade according to the present invention is characterized in that it includes a body portion connected to the rotating disk, and a dispersion blade portion connected to the body portion and bent upward.
본 발명에 따른 상기 건조탱크의 토출구에 배치되어 상기 고속원심 분산수단에 의하여 형성된 상승 기류에 의하여 소정 크기의 리튬 입자를 무동력으로 분급하기 위한 무동력 분급부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it further comprises a non-powered classification unit disposed at the discharge port of the drying tank according to the present invention for classifying lithium particles of a predetermined size without power by the rising airflow formed by the high-speed centrifugal dispersion means.
본 발명에 따른 리튬 슬러지의 건조기는 기존의 회전식 또는 분무식 건조시스템에 비하여 소비 에너지를 50 ~ 70% 절약할 수 있다는 점에서 기존 방식의 건조시스템에 대비하여 에너지효율을 상당히 높일 수 있다.The lithium sludge dryer according to the present invention can significantly increase energy efficiency compared to the existing drying system in that it can save 50 to 70% of energy consumption compared to the existing rotary or spray drying system.
또한 본 발명은 건조품질에 있어서 일정한 입도와 일정한 표피수 상태로 품질을 관리할 수 있다. 즉 평균입도 기준 5㎛ 이상 200㎛ 까지 건조가 가능하고, 수분은 잔존량을 0.1% ~ 15%(무게기준)까지 관리가 가능하다. 또한 저온건조 40℃ ~ 150℃ 까지 가능하여 물질의 변화를 유발하지 않으면서 건조공정을 수행할 수 있다.In addition, the present invention can control the drying quality by maintaining a constant particle size and constant skin count. In other words, drying is possible from 5㎛ to 200㎛ based on the average particle size, and the remaining moisture can be managed from 0.1% to 15% (by weight). In addition, low-temperature drying is possible from 40℃ to 150℃, so the drying process can be performed without causing changes in the material.
또한 본 발명은 고속 분산에 의한 높은 열용량 계수를 가지므로 콤팩트한 시스템설계가 가능하게 된다.Additionally, the present invention has a high heat capacity coefficient due to high-speed dispersion, enabling compact system design.
또한 본 발명은 유지보수 측면에서 정비성이 탁월하고, 건조시스템의 설치면적을 저감할 수 있어 기존 건조시스템에 비하여 월등히 공간효율성을 높일 수 있다.In addition, the present invention has excellent maintainability in terms of maintenance and can reduce the installation area of the drying system, thereby significantly increasing space efficiency compared to existing drying systems.
또한 본 발명은 기존 건조시스템 대비 설치비용 내지 투자비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 수분에 의한 부착성을 없앨 수 있다.In addition, the present invention not only reduces installation costs and investment costs compared to existing drying systems, but also eliminates adhesion due to moisture.
또한 본 발명은 건조실 내부의 상승 기류에 의하여 외부에서 공급되는 동력 없이 리튬 입자를 분급할 수 있는 무동력 분급부를 도입하고, 이를 통해 균질한 입도를 갖는 리튬 입자를 분급할 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 절감효과를 극대화할 수 있다.In addition, the present invention introduces a non-powered classification unit that can classify lithium particles without power supplied from the outside by the rising air current inside the drying chamber, and through this, not only can lithium particles with a homogeneous particle size be classified, but also energy saving. The effect can be maximized.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 건조기를 나타내는 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 건조기의 주요구성을 나타내는 측단면도,
도 4는 본 발명에 따른 건조기를 나타내는 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 건조기의 고속원심 분산수단을 나타내는 확대도,
도 6은 본 발명에 따른 건조기에 의한 건조공정을 나타내는 측면도,
도 7 및 도 도 8은 본 발명에 따른 건조기를 포함하는 건조시스템을 나타내는 개념도,
도 9 내지 도 11는 본 발명에 따른 건조기를 포함하는 건조시스템의 피더기를 나타내는 측단면도, 평면도, 및 확대도,
도 12는 본 발명에 따른 건조기를 포함하는 건조시스템의 집진수단을 나타내는 측면도,
도 13은 본 발명에 따른 건조기를 이용한 건조공법을 나타내는 흐름도.1 and 2 are side cross-sectional views showing a dryer according to the present invention;
3 is a side cross-sectional view showing the main configuration of the dryer according to the present invention;
4 is a plan view showing a dryer according to the present invention;
Figure 5 is an enlarged view showing the high-speed centrifugal dispersion means of the dryer according to the present invention;
Figure 6 is a side view showing a drying process using a dryer according to the present invention;
7 and 8 are conceptual diagrams showing a drying system including a dryer according to the present invention;
9 to 11 are a cross-sectional side view, plan view, and enlarged view showing a feeder of a drying system including a dryer according to the present invention;
12 is a side view showing dust collection means of a drying system including a dryer according to the present invention;
Figure 13 is a flow chart showing a drying method using a dryer according to the present invention.
본명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시례를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.In order to explain the present invention, the operational advantages of the present invention, and the purpose achieved by practicing the present invention, preferred embodiments of the present invention will be exemplified and examined with reference to them.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시례를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.First, the terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention, and singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, in the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other It should be understood that this does not exclude in advance the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
일반적으로 리튬은 이차전지, 유리, 세라믹, 합금, 윤활유, 제약 등 각종 산업 전반에 다양하게 사용되고 있다. 특히 리튬 이차전지는 최근 하이브리드 및 전기자동차의 주요 동력원으로 주목받고 있을 뿐만 아니라, 휴대폰, 노트북 등의 기존 포터블 전자장비에 소형 배터리로도 사용되고 향후 거대 시장으로 성장할 것으로 예측된다.In general, lithium is used in a variety of industries, including secondary batteries, glass, ceramics, alloys, lubricants, and pharmaceuticals. In particular, lithium secondary batteries have recently been attracting attention as a major power source for hybrid and electric vehicles, and are also used as small batteries in existing portable electronic devices such as mobile phones and laptops, and are expected to grow into a large market in the future.
이러한 리튬의 공급원은 광물(mineral), 염수(brine) 또는 해수(sea water) 등이 있다. 또한 전술한 바와 같이 산업 전반에서 사용되는 다양한 형태의 폐자재로부터 리튬을 회수하는 것이 가능하다.Sources of such lithium include minerals, brine, or sea water. Additionally, as mentioned above, it is possible to recover lithium from various types of waste materials used throughout industry.
상기와 같이 회수된 리튬 슬러지는 피더기를 통해 건조기로 공급되면 본 발명에 따른 건조기에서 고속원심 분산수단을 이용하여 기류식 건조작업을 수행하게 된다.When the lithium sludge recovered as described above is supplied to the dryer through a feeder, airflow-type drying is performed using a high-speed centrifugal dispersion means in the dryer according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 건조기를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the dryer according to the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 건조기(30)는 피더기(20)로부터 공급되는 리튬 슬러지(LS)가 유입되고, 유입된 리튬 슬러지(LS)를 미립화(微粒化)하여 분산시켜 건조시킬 수 있도록 구성된다.As shown in Figures 1 to 6, the dryer 30 according to the present invention receives lithium sludge (LS) supplied from the feeder 20, and atomizes the introduced lithium sludge (LS). It is designed to be dispersed and dried.
이를 위한 건조기(30)는 일측에 투입구(31b)와, 상단에 토출구(31c)가 형성되고, 투입구(31b)에 연결된 피더기(20)로부터 리튬 슬러지(LS)가 내부로 유입되는 건조탱크(31)와, 건조탱크(31) 내부에 배치되고, 구동부(36)에 의하여 회전 가능하게 연결되어 투입구(31b)를 통해 유입된 리튬 슬러지(LS)를 미립화(微粒化)하여 분산시키고, 내부 상승 기류를 형성하기 위한 고속원심 분산수단(32)과, 건조탱크(31) 하부에 연결되어 건조탱크(31) 내부로 열풍을 공급하기 위한 열풍공급부(38)을 포함하여 구성된다.The dryer 30 for this purpose is a drying tank ( 31), which is disposed inside the drying tank 31 and rotatably connected by the driving unit 36, atomizes and disperses the lithium sludge (LS) introduced through the inlet 31b, and rises internally. It is comprised of a high-speed centrifugal dispersion means (32) for forming an airflow, and a hot air supply unit (38) connected to the lower part of the drying tank (31) to supply hot air into the drying tank (31).
먼저 건조기의 건조탱크(31)는 고속원심 분산수단(32)을 기준으로 상부에는 건조실(31a)이 형성되고, 상단은 토출구(31c)를 기준으로 하향 경사진 형태로 이루어진다. 또한 피더기의 이송관(23a)이 투입구(31b)에 연결되어 이송스크루(23b)에 의하여 리튬 슬러지(LS)가 건조실(31a) 내부로 유입될 수 있다.First, the drying tank 31 of the dryer has a drying chamber 31a formed at the top based on the high-speed centrifugal dispersion means 32, and the upper end is inclined downward based on the discharge port 31c. In addition, the transfer pipe 23a of the feeder is connected to the inlet 31b, so that lithium sludge (LS) can be introduced into the drying chamber 31a by the transfer screw 23b.
이 경우 투입구(31b)는 건조실(31a)의 하부 부분, 즉 고속원심 분산수단(32)의 회전원판(33)과 근접한 위치에 배치되는 것이 바람직한데, 이는 건조실(31a)로 유입된 리튬 슬러지(LS)가 보다 효과적으로 분산될 수 있도록 하기 위함이다. 즉 건조실(31a) 내부에는 고속원심 분산수단(32)에 의한 원심력에 의하여 상승 기류가 형성되기 때문에 건조실(31a) 상부 위치에서 리튬 슬러지(LS)를 투입시키는 경우 리튬 슬러지(LS)가 고속원심 분산수단(32)에 의하여 분산화 되기도 전에 상승 기류에 의하여 영향을 받을 수 있다. 이러한 경우 분산화를 통한 리튬 입자(LP)의 균질한 입도를 담보하기 어려울 뿐만 아니라, 건조 품질도 보장하기 어려울 수 있기 때문이다. In this case, the inlet 31b is preferably disposed in the lower part of the drying chamber 31a, that is, in a position close to the rotating disk 33 of the high-speed centrifugal dispersion means 32, which allows the lithium sludge introduced into the drying chamber 31a ( This is to ensure that LS) can be distributed more effectively. That is, since an upward air current is formed inside the drying chamber (31a) by the centrifugal force caused by the high-speed centrifugal dispersion means (32), when lithium sludge (LS) is introduced from the upper position of the drying chamber (31a), the lithium sludge (LS) is dispersed by high-speed centrifugation. It may be affected by rising air currents even before it is dispersed by means 32. In this case, not only is it difficult to ensure a homogeneous particle size of lithium particles (LP) through dispersion, but it may also be difficult to guarantee drying quality.
특히 본 발명에 따른 건조기의 고속원심 분산수단(32)이 히터(40)로부터 공급되는 열풍을 상승 기류로 형성함과 동시에 리튬 슬러지(LS)를 분쇄하여 미립화하고, 분산된 리튬 입자(LP)가 열풍 상승 기류에 의하여 상승하면서 건조됨으로써 건조품질을 높일 수 있도록 구성하게 된다.In particular, the high-speed centrifugal dispersion means (32) of the dryer according to the present invention forms hot air supplied from the heater (40) into an upward airflow, and at the same time pulverizes and atomizes the lithium sludge (LS), and the dispersed lithium particles (LP) It is configured to improve drying quality by drying as it rises due to the rising hot air current.
이를 위한 본 발명에 따른 고속원심 분산수단(32)은 구동부(36)에 연결되어 회전 구동되고, 건조탱크(31)의 내벽면과 소정 간격으로 이격 배치되는 회전원판(33)과, 회전원판(33)의 가장자리를 따라 소정 간격으로 이격 배치되는 다수의 블레이드(34)와, 건조탱크(31)의 내벽면에 연결되고, 하단부가 내측방향으로 만곡지게 형성된 절곡부(35a)가 구비되어 열풍공급부(38)로부터 공급되는 열풍을 회전원판(33) 상방으로 유입시키기 위한 열풍가이드(35)를 포함하여 구성된다.For this purpose, the high-speed centrifugal dispersion means 32 according to the present invention is connected to the driving unit 36 and driven to rotate, and includes a rotating disk 33 spaced apart from the inner wall of the drying tank 31 at a predetermined interval, and a rotating disk ( A plurality of blades 34 spaced apart at predetermined intervals along the edge of 33) and a bent portion 35a connected to the inner wall of the drying tank 31 and having a lower end curved inward are provided to form a hot air supply unit. It is configured to include a hot air guide (35) for flowing the hot air supplied from (38) upward to the rotating disk (33).
먼저 고속원심 분산수단의 회전원판(33)은 건조탱크(31) 내벽면과 이격되도록 배치되고, 건조실(31a)의 하부 부분에 배치되어 구동부(36)에 의하여 회전 구동될 수 있다. 즉 구동부(36)는 건조탱크(31)를 지지하기 위해 건조탱크(31) 하단에 위치하는 장착프레임(37) 일측에 제3 구동모터(36a)가 구비되고, 회전원판(33)에는 제3 구동모터(36a)의 동력을 전달 받아 회전원판(33)을 회전시키기 위한 종동축(33a)이 구비된다. 따라서 제3 구동모터(36a)의 동력이 종동축(33a)을 구동시켜 회전원판(33)의 회전 구동될 수 있다. 이 경우 제3 구동모터(36a)의 구동축과 종동축(33a)의 하단에는 각각 구동 풀리가 구비되고, 각 구동 풀리는 구동벨트에 연결되어 제3 구동모터(36a)의 동력이 종동축(33a)으로 전달된다. 이 경우 종동축(33a) 역시 장착프레임(37)에 하단이 회전 가능하도록 연결됨은 물론이다.First, the rotating disk 33 of the high-speed centrifugal dispersion means is arranged to be spaced apart from the inner wall of the drying tank 31, and is placed in the lower part of the drying chamber 31a and can be driven to rotate by the driving unit 36. That is, the driving unit 36 is provided with a third driving motor 36a on one side of the mounting frame 37 located at the bottom of the drying tank 31 to support the drying tank 31, and a third driving motor 36a is installed on the rotating disk 33. A driven shaft (33a) is provided to rotate the rotating disk (33) by receiving power from the driving motor (36a). Therefore, the power of the third drive motor 36a can drive the driven shaft 33a to rotate the rotating disk 33. In this case, a drive pulley is provided at the lower end of the drive shaft and the driven shaft 33a of the third drive motor 36a, and each drive pulley is connected to a drive belt so that the power of the third drive motor 36a is transmitted to the driven shaft 33a. is passed on. In this case, of course, the driven shaft 33a is also connected to the mounting frame 37 so that its lower end can rotate.
또한 히터(40)로부터 공급되는 열풍은 회전원판(33) 하부에 배치된 열풍공급부(38)을 통해 건조탱크(31) 내부로 유입되어 회전원판(33)의 원심력에 의하여 회전원판 상부, 즉 건조실(31a) 내부로 유입될 수 있다. 이 경우 회전원판(33) 하부에서 열풍이 체류하거나, 또는 고열로부터 종동축(33a)을 보호하기 위해 종동축(33a)을 감싸는 케이싱(33b)이 구비될 수 있다. 이 경우 케이싱(33b)은 열풍이 상방으로 유도될 수 있도록 단면 형상이 상협하광(上狹下廣) 형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the hot air supplied from the heater 40 flows into the drying tank 31 through the hot air supply unit 38 disposed at the lower part of the rotating disk 33 and flows into the upper part of the rotating disk, that is, the drying room, by the centrifugal force of the rotating disk 33. (31a) It can flow inside. In this case, hot air stays below the rotating disk 33, or a casing 33b surrounding the driven shaft 33a may be provided to protect the driven shaft 33a from high heat. In this case, the casing 33b may have a cross-sectional shape that is upward and downward so that hot air can be guided upward.
다음으로 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 고속원심 분산수단의 블레이드(34)는 판상부재로 회전원판(33)의 가장자리를 따라 소정 간격으로 이격되어 배치되는 몸체부(34a)와, 몸체부(34a)와 연결되어 상방으로 절곡 형성된 분산날부(34b)로 구성된다. 즉 블레이드(34)는 단면이 대략 'ㄴ'자 형태로 형성될 수 있고, 블레이드(34)는 회전원판(33)의 회전 구동 시, 함께 회전하면서 건조실(31a)로 내부로 투입된 리튬 슬러지(LS)와 충돌하여 분쇄와 동시에 건조실(31a) 내에서 리튬 입자(LP)를 분산시킬 수 있게 된다. 블레이드(34)의 분산날부(34b)는 리튬 슬러지(LS)와 충돌을 통해 리튬 입자(LP)로 분쇄하여 미립화는 물론이고, 원심력으로 건조실(31a) 내부에 상승 기류를 형성하여 미립화된 리튬 입자(LP)를 상방으로 분산시킬 수 있게 된다.Next, as shown in FIGS. 3 to 5, the blade 34 of the high-speed centrifugal dispersion means is a plate-shaped member and includes a body portion 34a disposed at predetermined intervals along the edge of the rotating disk 33, and a body portion It consists of a dispersion blade portion (34b) connected to (34a) and bent upward. That is, the blade 34 may be formed in an approximately 'L' shape in cross section, and the blade 34 rotates together when the rotation disk 33 is driven to remove the lithium sludge (LS) introduced into the drying chamber 31a. ) and collides with it, thereby dispersing the lithium particles (LP) within the drying chamber (31a) at the same time as pulverization. The dispersion blade portion 34b of the blade 34 not only pulverizes the lithium sludge (LS) into lithium particles (LP) through collision, but also forms an upward air current inside the drying chamber 31a using centrifugal force to atomize the lithium particles. (LP) can be distributed upward.
또한 고속원심 분산수단의 열풍가이드(35)는 회전원판(33)과 건조탱크(31)의 내벽면과의 이격 공간상에 배치되고, 하단에 배치되는 절곡부(35a)에 의하여 열풍공급부(38)로부터 공급되는 열풍이 건조실(31a)로 보다 쉽게 유도될 수 있도록 구성된다.In addition, the hot air guide 35 of the high-speed centrifugal dispersion means is disposed in the space spaced apart from the rotating disk 33 and the inner wall surface of the drying tank 31, and is connected to the hot air supply unit 38 by the bent portion 35a disposed at the bottom. ) is configured so that the hot air supplied from can be more easily guided into the drying room (31a).
이 경우 열풍가이드(35)에는 원주방향으로 따라 소정 간격으로 이격되어 수직방향으로 배치되는 돌기부(35b)가 구비될 수 있다. 즉 블레이드(34)의 분산날부(34b)는 건조실(31a) 내부에 상승 기류가 형성할 때, 원심력에 의하여 대략 법선 방향으로 힘이 작용하게 되는데, 이러한 법선 방향을 작용하는 힘은 돌기부(35b)에 의하여 와류와 같은 상승 기류를 형성함으로써 열풍 상승 기류 및 리튬 입자(LP)의 상승 시, 분산력을 배가시킬 수 있게 된다. In this case, the hot air guide 35 may be provided with protrusions 35b arranged in the vertical direction and spaced apart at predetermined intervals along the circumferential direction. That is, when an upward air current is formed inside the drying chamber 31a, the dispersion blade portion 34b of the blade 34 is exerted in a roughly normal direction by centrifugal force. The force acting in this normal direction is the protrusion 35b. By forming an upward air current such as a vortex, the dispersion power can be doubled when hot air upward air currents and lithium particles (LP) rise.
이러한 분산력을 보다 효율적으로 높이기 위해 블레이드(34)의 외측단부가 회전원판(33)의 외측방향으로 돌출되어 회전원판(33)과 건조탱크(31)의 내벽면과의 이격 공간상에 배치되도록 하게 된다. 즉 회전원판(33)과 건조탱크(31)의 내벽면과의 이격 공간상으로 유입되는 열풍을 이격 공간상으로 돌출된 블레이드(34)가 난기류를 형성하고, 이러한 난기류는 다시 돌기부(35b)에 의한 저항으로 더욱 배가되면서 분산력을 더욱 강하게 생성할 수 있게 된다. 이 경우 블레이드(34)의 외측단부는 돌기부(35b) 하부, 즉 돌기부(35b) 하단보다 낮은 위치에 배치되도록 하는 것이 바람직하다.In order to more efficiently increase this dispersion force, the outer end of the blade 34 protrudes in the outer direction of the rotating disk 33 and is placed in the space spaced apart from the rotating disk 33 and the inner wall of the drying tank 31. do. That is, the blades 34 protruding into the space generate turbulence in the hot air flowing into the space separated between the rotating disc 33 and the inner wall surface of the drying tank 31, and this turbulence flows back to the protrusion 35b. As the resistance is further doubled, the dispersion force can be created even stronger. In this case, the outer end of the blade 34 is preferably disposed below the protrusion 35b, that is, lower than the lower end of the protrusion 35b.
나아가 본 발명에 따른 건조탱크(31)의 토출구(31c)에 배치되어 고속원심 분산수단(32)에 의하여 형성된 상승 기류에 의하여 소정 크기의 리튬 입자(LP)를 무동력으로 분급하기 위한 무동력 분급부(39)를 더 포함하여 구성될 수 있다.Furthermore, a non-powered classification unit ( 39) may be further included.
즉 도 6에 도시된 바와 같이 무동력 분급부(39)는 건조탱크(31)의 토출구(31c)에 형성되는데, 토출구(31c)의 내측으로 소정 사이즈의 입도를 가지는 리튬 입자(LP)가 통과할 수 있는 거름망(39a)이 구비될 수 있다. 이는 건조실(31a) 내부에는 상승 기류가 형성될 수 있다. 이 경우 열풍 상승 기류에 의하여 건조된 리튬 입자(LP) 중 무동력 분급부(39)의 거름망(39a) 입도 사이즈보다 작은 입도를 갖는 리튬 입자(LP)만이 거름망(39a)을 통과하여 토출구(31c)로 배출될 수 있다. 따라서 건조실(31a)로부터 무동력 분급부(39)를 통해 배출되는 리튬 입자(LP)의 입도는 균질화 될 수 있다. 다만 상대적으로 입도가 큰 리튬 입자(LP), 즉 무동력 분급부(39)의 거름망(39a) 입도 사이즈보다 큰 입도를 갖는 리튬 입자(LP)는 건조실(31a) 내부에서 반복적인 미립화와 분산화 과정을 거쳐 미분화됨으로써 배출될 수 있다.That is, as shown in FIG. 6, the non-powered classification unit 39 is formed at the discharge port 31c of the dry tank 31, and lithium particles (LP) having a particle size of a predetermined size pass inside the discharge port 31c. A filtering net (39a) may be provided. This may result in an upward airflow being formed inside the drying chamber 31a. In this case, among the lithium particles (LP) dried by the hot air rising air current, only the lithium particles (LP) having a particle size smaller than the particle size of the filter screen (39a) of the non-powered classification unit (39) pass through the filter screen (39a) and reach the discharge port (31c). can be discharged as Therefore, the particle size of the lithium particles (LP) discharged from the drying chamber 31a through the non-powered classification unit 39 can be homogenized. However, lithium particles (LP) with a relatively large particle size, that is, lithium particles (LP) with a particle size larger than the particle size of the filter 39a of the non-powered classification unit 39, undergo repeated atomization and dispersion processes inside the drying chamber 31a. It can be discharged through micronization.
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다만 선택적으로 무동력 분급부(39)에는 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만, 별도의 펌프를 설치하여 강제적으로 분급하는 것도 가능하다.However, optionally, although not shown in the attached drawing, it is possible to forcibly classify the non-powered classification unit 39 by installing a separate pump.
이하에서는 본 발명에 따른 건조기를 이용한 건조시스템 및 건조공법은 다음과 같이 구성될 수 있다.Hereinafter, the drying system and drying method using the dryer according to the present invention may be configured as follows.
먼저 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 리튬 슬러지의 건조시스템은 공급부와, 피더기, 건조기, 히터, 집진수단 및 사일로를 포함하여 구성된다.First, as shown in FIGS. 7 and 8, the lithium sludge drying system according to the present invention includes a supply unit, a feeder, a dryer, a heater, a dust collection means, and a silo.
이 경우 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 공급부(10)는 광산이나 염호 리튬 슬러지(LS)를 수거하여 건조를 위한 공정라인 상으로 공급하도록 구성된다.In this case, as shown in FIGS. 7 and 8, the supply unit 10 according to the present invention is configured to collect lithium sludge (LS) from a mine or salt lake and supply it to a process line for drying.
따라서 공급부(10)는 전술한 바와 같은 다양한 리튬 공급원으로부터 슬러지 형태로 리튬을 수거하여 건조를 위한 공정라인 상으로 공급하게 된다. 이렇게 수거되거나 회수된 리튬 슬러지(LS)는 덤프트럭(11)에 의하여 운반되면, 포크리프트(12) 등을 이용하여 호퍼(13)로 운반하게 된다. 호퍼(13)로 공급된 리튬 슬러지(LS)는 벨트 컨베이어(14)에 의하여 피더기(20)로 공급된다. 이 경우 리튬 슬러지는 패킹되거나 또는 포장된 상태로 공급될 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 형태로 공급될 수 있다.Therefore, the supply unit 10 collects lithium in the form of sludge from various lithium sources as described above and supplies it to the process line for drying. The lithium sludge (LS) collected or recovered in this way is transported by the dump truck 11 and then transported to the hopper 13 using a forklift 12 or the like. Lithium sludge (LS) supplied to the hopper 13 is supplied to the feeder 20 by the belt conveyor 14. In this case, lithium sludge can be supplied in a packed or packaged state, as well as supplied in various forms.
다음으로 도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 피더기(20)는 공급부(10)로부터 공급된 리튬 슬러지(LS)를 건조기(30)로 투입할 수 있도록 구성된다.Next, as shown in FIGS. 7 to 11, the feeder 20 according to the present invention is configured to feed the lithium sludge (LS) supplied from the supply unit 10 into the dryer 30.
이러한 퍼더기는 피더탱크(21)와, 개구부(22)와, 이송부(23) 및 회전날개부(24)를 포함하여 구성된다.This spreader includes a feeder tank 21, an opening 22, a transfer unit 23, and a rotating blade unit 24.
먼저 피더기의 피더탱크(21)는 하부에 프레임구조물(25)에 의하여 소정 높이로 지탱되고, 건조기(30)의 일측에 배치된다. 또한 피더탱크(21) 상단에는 유입구(21a)가 형성되어 공급부의 벨트 컨베이어(14)를 통해 이송된 리튬 슬러지(LS)가 피더탱크(21) 내부로 투입될 수 있다.First, the feeder tank 21 of the feeder is supported at a predetermined height by the frame structure 25 at the bottom and is placed on one side of the dryer 30. Additionally, an inlet 21a is formed at the top of the feeder tank 21 so that lithium sludge (LS) transported through the belt conveyor 14 of the supply part can be introduced into the feeder tank 21.
또한 피더기의 개구부(22)는 피더탱크의 바닥판(21b)에 형성되는데, 대략 직사각형 형태로 형성될 수 있다. 특히 개구부(22)는 바닥파의 일측에 치우쳐 형성되는 것이 바람직한데, 이는 개구부(22)가 바닥판(21b)의 가장자리 부분에 형성되는 것을 의미한다. 이러한 개구부(22)의 배치위치는 후술할 이송부(23)와 회전날개부(24)와의 관계에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Additionally, the opening 22 of the feeder is formed in the bottom plate 21b of the feeder tank, and may be formed in an approximately rectangular shape. In particular, it is preferable that the opening 22 is formed biased toward one side of the bottom wave, which means that the opening 22 is formed at the edge of the bottom plate 21b. The arrangement position of the opening 22 will be described in more detail in relation to the transfer unit 23 and the rotary blade unit 24, which will be described later.
피더기의 이송부(23)는 피더탱크(21) 하부에 배치되고, 외측방향으로 연장되는 이송관(23a)이 구비되고, 이 이송관(23a)은 프레임구조물(25)에 의하여 지지될 수 있다. 또한 이송관(23a)의 내부에는 이송스크루(23b)가 내장되고, 이송스크루(23b)는 브라켓(26)에 의하여 장착된 제1 구동모터(23c)의 구동축과 연결된다. 또한 이송관(23a)에는 개구부(22)와 연결되어 연통 가능하도록 상방으로 돌출되어 연장되는 이음부(23d)가 구비된다. 따라서 개구부(22)를 통해 이송관(23a)으로 유입된 리튬 슬러지(LS)는 이송스크루(23b)에 의하여 배출방향으로 이송될 수 있다.The transfer part 23 of the feeder is disposed at the bottom of the feeder tank 21 and is provided with a transfer pipe 23a extending outward, and this transfer pipe 23a can be supported by the frame structure 25. . Additionally, a transfer screw 23b is built into the transfer pipe 23a, and the transfer screw 23b is connected to the drive shaft of the first drive motor 23c mounted on the bracket 26. In addition, the transfer pipe 23a is provided with a joint 23d that protrudes upward and extends to be connected to the opening 22 to enable communication. Therefore, lithium sludge (LS) flowing into the transfer pipe (23a) through the opening 22 can be transferred in the discharge direction by the transfer screw (23b).
피더기의 회전날개부(24)는 피더탱크의 바닥판(21b) 상부, 즉 피더탱크의 저면부에서 회전 구동할 수 있도록 구성된다. 이를 위해 회전날개부(24)는 바닥판(21b)의 관통하는 회전축(24a)이 구비되고, 이 회전축(24a)에 복수의 날개(24b)가 장착되어 구성된다. 또한 피더탱크(21) 하부 일측에는 제2 구동모터(24c)가 프레임구조물(25)에 장착되고, 회전축(24a)의 하단은 프레임구조물(25)에 장착되는 감속기(24d)에 연결된다. 이 경우 제2 구동모터(24c)의 동력을 전달하기 위해 제2 구동모터(24c)와 감속기(24d)의 구동축에는 각각 구동 풀리나 구동기어가 구비되어 구동벨트에 의하여 연결됨으로써 제2 구동모터(24c)의 동력이 감속기(24d)를 통해 회전축(24a)으로 전달되면, 회전날개부의 날개(24b)가 회전하여 리튬 슬러지(LS)를 교반과 동시에 개구부(22)로 이송시킬 수 있게 된다. 개구부(22)로 유입된 리튬 슬러지(LS)는 이송스크루(23b)에 의하여 배출방향, 즉 건조기(30)의 투입구(31b) 측으로 이송되어 건조기(30)에 리튬 슬러지(LS)를 공급할 수 있게 된다.The rotary blade portion 24 of the feeder is configured to rotate at the top of the bottom plate 21b of the feeder tank, that is, the bottom of the feeder tank. For this purpose, the rotating blade unit 24 is provided with a rotating shaft 24a that penetrates the bottom plate 21b, and a plurality of blades 24b are mounted on this rotating shaft 24a. In addition, a second drive motor 24c is mounted on the frame structure 25 on one side of the lower part of the feeder tank 21, and the lower end of the rotation shaft 24a is connected to a reducer 24d mounted on the frame structure 25. In this case, in order to transmit the power of the second drive motor 24c, the drive shafts of the second drive motor 24c and the reducer 24d are each provided with a drive pulley or drive gear and connected by a drive belt to drive the second drive motor 24c. ) When the power is transmitted to the rotating shaft 24a through the reducer 24d, the blades 24b of the rotary blade rotate so that the lithium sludge (LS) can be transferred to the opening 22 while stirring. The lithium sludge (LS) flowing into the opening 22 is transferred by the transfer screw 23b to the discharge direction, that is, to the inlet 31b of the dryer 30, so that the lithium sludge (LS) can be supplied to the dryer 30. do.
본 발명에 따른 피더기(20)에서 개구부(22)가 바닥판(21b)의 일측에 치우쳐 형성되는 것은 회전날개의 날개(24b) 회전 시, 리튬 슬러지(LS)는 각 날개(24b)의 회전에 의한 원심력으로 외측방향으로 운반되는 경향을 보이게 된다. 따라서 개구부(22)를 바닥판의 일측으로 치우쳐 형성하고, 동시에 이송부 역시 개구부의 위치에 맞춰 바닥판의 하부를 가로지르도록 형성하게 된다.In the feeder 20 according to the present invention, the opening 22 is formed to be biased toward one side of the bottom plate 21b, so that when the blades 24b of the rotary blades rotate, the lithium sludge (LS) rotates each blade 24b. It tends to be transported outward due to centrifugal force. Accordingly, the opening 22 is formed to be biased toward one side of the bottom plate, and at the same time, the transfer portion is also formed to cross the lower part of the bottom plate according to the position of the opening.
도 7, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 히터(40)는 건조기의 열풍공급부(38)을 통해 열풍을 건조기(30)로 공급하게 된다.As shown in Figures 7 and 1 to 5, the heater 40 according to the present invention supplies hot air to the dryer 30 through the hot air supply unit 38 of the dryer.
이와 같이 히터(40)로부터 공급되는 열풍의 온도는 대략 500℃ 정도이고, 이러한 열풍은 전술한 바와 같이 건조기(30)의 고속원심 분산수단(32)에 의하여 상승 기류를 형성하고, 미립화되어 분산된 리튬 입자(LP)를 건조시키게 된다. 이 경우 대략 500℃로 공급되는 열풍은 건조 과정을 거친 건조실(31a)의 내부의 온도는 대략 120℃로 낮아지게 된다. 즉 리튬 입자(LP)의 분산도가 높아지면서 리튬 입자(LP)에 의한 열흡수율이 높아져 최종적으로 건조실(31a) 내부의 온도는 상당히 낮아지게 된다. 따라서 본 발명에 따른 건조기(30)의 경우 건조과정에서 미립화되어 분산된 리튬 입자(LP)의 높은 열흡수율에 의하여 에너지 효율을 높일 수 있다는 점에서 장점을 가질 수 있다.In this way, the temperature of the hot air supplied from the heater 40 is approximately 500° C., and this hot air forms an upward air current by the high-speed centrifugal dispersion means 32 of the dryer 30, as described above, and is atomized and dispersed. Lithium particles (LP) are dried. In this case, the hot air supplied at approximately 500°C lowers the temperature inside the drying room 31a that has undergone the drying process to approximately 120°C. That is, as the degree of dispersion of the lithium particles (LP) increases, the heat absorption rate by the lithium particles (LP) increases, and ultimately, the temperature inside the drying chamber (31a) is significantly lowered. Therefore, the dryer 30 according to the present invention can have an advantage in that energy efficiency can be increased due to the high heat absorption rate of lithium particles (LP) that are atomized and dispersed during the drying process.
본 발명에 따른 건조시스템은 상기한 바와 같은 기류식 건조기(30)는 기존의 회전식 또는 분무식 건조시스템에 비하여 소비 에너지를 50 ~ 70% 절약할 수 있다는 점에서 기존 방식의 건조시스템에 대비하여 에너지효율을 상당히 높일 수 있다.The drying system according to the present invention saves energy compared to the existing drying system in that the airflow type dryer 30 as described above can save 50 to 70% of energy consumption compared to the existing rotary or spray drying system. Efficiency can be significantly increased.
또한 건조품질에 있어서 일정한 입도와 일정한 표피수 상태로 품질을 관리할 수 있다. 즉 평균입도 기준 5㎛ 이상 200㎛ 까지 건조가 가능하고, 수분은 잔존량을 0.1% ~ 15%(무게기준)까지 관리가 가능하다. 또한 저온건조 40℃ ~ 150℃ 까지 가능하여 물질의 변화를 유발하지 않으면서 건조공정을 수행할 수 있다.In addition, in terms of drying quality, the quality can be controlled by maintaining a constant particle size and constant skin count. In other words, drying is possible from 5㎛ to 200㎛ based on the average particle size, and the remaining moisture can be managed from 0.1% to 15% (by weight). In addition, low-temperature drying is possible from 40℃ to 150℃, so the drying process can be performed without causing changes in the material.
도 7, 도 8 및 도 12에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 집진수단(50)은 건조기(30)로부터 건조된 리튬 입자(LP)와 건조기(30) 내부에의 에어를 흡입 및 분리시켜 리튬 입자(LP)를 집진할 수 있도록 구성된다.As shown in FIGS. 7, 8, and 12, the dust collection means 50 according to the present invention sucks and separates the lithium particles (LP) dried from the dryer 30 and the air inside the dryer 30 to collect lithium. It is configured to collect particles (LP).
이러한 집진수단(50)은 리튬 입자(LP)와 건조기(30)의 내부 에어가 흡입되는 집진탱크(51)와, 집진탱크(51)의 내부에 배치되어 리튬 입자(LP)는 집진하고, 건조기(30) 내부의 에어를 분리하여 배출시키기 위한 필터부(53)와, 집진탱크(51)에 연결되어 필터부(53)에 의하여 분리된 에어를 배출시키기 위한 제1 블로워(55)를 포함하여 구성된다.This dust collection means 50 is disposed inside the dust collection tank 51 and the dust collection tank 51 through which lithium particles (LP) and the internal air of the dryer 30 are sucked, and the lithium particles (LP) are collected and the dryer 30 is disposed inside the dust collection tank 51. (30) Including a filter unit 53 for separating and discharging the internal air, and a first blower 55 connected to the dust collection tank 51 and discharging the air separated by the filter unit 53. It is composed.
즉 집진수단(50)은 건조기(30)로부터 흡입 내지 유입되는 리튬 입자(LP)에는 기체, 즉 에어도 함께 흡입된다. 이 경우 리튬 입자(LP)는 필터부(53)에 걸러 역세척을 통해 집진탱크(51) 하부에 집진시키게 된다. 다만 필터부(53)를 걸러지지 않고 통과하는 에어는 제1 블로워(55)를 작동시켜 외부로 배출시키게 된다. 이 과정에서 건조기(30)로부터 유입된 에어에는 수증기가 포함되어 있고, 이러한 수증기 역시 에어를 외부로 배출하는 과정에서 함께 리튬 입자(LP)와 분리되어 제거될 수 있다. 따라서 집진수단(50)은 리튬 입자(LP)를 집진함과 동시에, 에어에 포함된 수증기 내지 습기도 분리하여 제거할 수 있게 된다.That is, the dust collection means 50 sucks in lithium particles (LP) from the dryer 30 along with gas, that is, air. In this case, lithium particles (LP) are filtered through the filter unit 53 and collected in the lower part of the dust collection tank 51 through backwashing. However, the air that passes through the filter unit 53 without being filtered is discharged to the outside by operating the first blower 55. In this process, the air introduced from the dryer 30 contains water vapor, and this water vapor can also be separated from the lithium particles (LP) and removed during the process of discharging the air to the outside. Therefore, the dust collection means 50 can collect lithium particles (LP) and simultaneously separate and remove water vapor or moisture contained in the air.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 사일로(60)는 집진수단(50)으로부터 집진된 리튬 입자(LP)를 이송수단(70)을 통해 수거하게 된다.As shown in FIGS. 7 and 8, the silo 60 according to the present invention collects lithium particles (LP) collected from the dust collection means 50 through the transfer means 70.
즉 집진수단(50)으로부터 집진된 리튬 입자(LP)는 이송수단(70), 즉 스크루(71)를 통해 이송되고, 스크루(71)를 통해 이송되는 리튬 입자(LP)는 이젝터(73)와 제2 블로워(75)에 의하여 이송배관을 통해 사일로(60)로 운반되어 저장될 수 있다.That is, the lithium particles (LP) collected from the dust collection means 50 are transferred through the transfer means 70, that is, the screw 71, and the lithium particles (LP) transferred through the screw 71 are transferred to the ejector 73 and It can be transported to the silo 60 through the transfer pipe by the second blower 75 and stored.
이와 같은 사일로(60)는 리튬 입자(LP)의 수거량에 따라 단수 내지 복수로 배치될 수 있다.Such silos 60 may be arranged in single or plural numbers depending on the amount of lithium particles (LP) collected.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 건조시스템을 이용한 건조공정은 도 13에 도시된 바와 같이 (a) 준비단계(S100)와, (b) 리튬 슬러지 공급단계(S200)와, (c) 건조단계(S300)와, (d) 리튬입자집진단계(S400) 및 (e) 리튬입자수거단계(S500)를 포함하여 구성된다.As shown in Figure 13, the drying process using the drying system according to the present invention as described above includes (a) preparation step (S100), (b) lithium sludge supply step (S200), and (c) drying step ( It consists of (S300), (d) lithium particle dust collection step (S400), and (e) lithium particle collection step (S500).
먼저 본 발명에 따른 건조공정은 전술한 건조시스템을 통해 수행되는 것으로 각 구성요소와, 그 구성요소가 가지는 기능 및 작용에 대한 중복기재를 생략하기로 한다.First, since the drying process according to the present invention is performed through the above-described drying system, redundant description of each component and the functions and actions of each component will be omitted.
따라서 이하 건조공정에서 언급되는 모든 구성요소는 건조시스템의 구성요소와 동일하고, 그 기능과 작용 역시 모두 동일한 것임을 밝힌다.Therefore, all components mentioned in the drying process below are the same as those of the drying system, and their functions and actions are also the same.
도 7, 도 8 및 도 13에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 건조공정에서 (a) 준비단계(S100)는 리튬 슬러지(LS)를 수거 내지 회수하여 공정라인 상으로 공급하기 위한 공정이다.As shown in FIGS. 7, 8, and 13, (a) preparation step (S100) in the drying process according to the present invention is a process for collecting or recovering lithium sludge (LS) and supplying it to the process line.
다음으로 (b) 리튬 슬러지 공급단계(S200)는 준비단계(S100)로부터 공급된 리튬 슬러지(LS)를 피더기(20)를 통해 건조기의 투입구(31b)를 통해 건조실(31a) 내부로 공급하기 위한 공정이다.Next, (b) the lithium sludge supply step (S200) supplies the lithium sludge (LS) supplied from the preparation step (S100) into the drying chamber (31a) through the inlet (31b) of the dryer through the feeder (20). It is a process for
또한 (c) 건조단계(S300)는 히터(40)에 의하여 건조기(30) 내부로 열풍을 공급하며, 건조기(30) 내부에 구비된 고속원심 분산수단(32)을 통해 리튬 슬러지(LS)를 미립화하여 분산시키고, 동시에 고속원심 분산수단(32)에 의해 형성되는 열풍 상승 기류를 통해 리튬 입자(LP)의 상승과 동시에 건조시키기 위한 공정이다.In addition, in the (c) drying step (S300), hot air is supplied into the dryer 30 by the heater 40, and lithium sludge (LS) is distributed through the high-speed centrifugal dispersion means 32 provided inside the dryer 30. This is a process for atomizing and dispersing lithium particles (LP) and drying them at the same time as they rise through the hot air rising airflow formed by the high-speed centrifugal dispersion means (32).
또한 (d) 리튬입자집진단계(S400)는 집진수단(50)에 의하여 상기 건조기(30)로부터 건조된 리튬 입자(LP)와 상기 건조기(30) 내부의 에어를 흡입 및 분리하여 리튬 입자(LP)를 집진하기 위한 공정이다. 이 과정에서 에어에 포함된 수증기 내지 습기도 리튬 입자(LP)와 분리되어 제거될 수 있다.In addition, (d) the lithium particle dust collection step (S400) sucks and separates the lithium particles (LP) dried from the dryer 30 and the air inside the dryer 30 by the dust collection means 50 to produce lithium particles (LP). ) is a process for collecting dust. In this process, water vapor or moisture contained in the air can be separated from the lithium particles (LP) and removed.
마지막으로 (e) 리튬입자수거단계(S500)는 집진단계(S400)로부터 분리된 리튬 입자(LP)를 이송수단(70)에 의하여 사일로(60)로 공급하여 저장하기 위한 공정이다.Lastly, (e) the lithium particle collection step (S500) is a process for supplying and storing the lithium particles (LP) separated from the dust collection step (S400) to the silo (60) by the transfer means (70).
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 리튬 슬러지(LS)의 건조시스템 및 건조공정은 고속 분산에 의한 높은 열용량 계수를 가지므로 콤팩트한 시스템설계가 가능하게 된다.The drying system and drying process of lithium sludge (LS) according to the present invention configured as described above has a high heat capacity coefficient due to high-speed dispersion, enabling a compact system design.
또한 유지보수 측면에서 정비성이 탁월하고, 건조시스템의 설치면적을 저감할 수 있어 기존 건조시스템에 비하여 월등히 공간효율성을 높일 수 있다.In addition, in terms of maintenance, maintainability is excellent, and the installation area of the drying system can be reduced, significantly increasing space efficiency compared to existing drying systems.
또한 기존 건조시스템 대비 설치비용 내지 투자비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 수분에 의한 부착성을 없앨 수 있다.In addition, not only can installation and investment costs be reduced compared to existing drying systems, but adhesion due to moisture can be eliminated.
본 발명에 따른 건조시스템 및 건조공정은 리튬 슬러지 이외에도 탄산리튬, 수산화리튬, 수산화마그네슘, 수산화칼륨, 수산화니켈, 침전칼슘, 인산칼슘, 수산화칼슘, 수산화크롬, 실리카, 석고, 기타 식품류 등에도 적용이 가능하다. In addition to lithium sludge, the drying system and drying process according to the present invention can be applied to lithium carbonate, lithium hydroxide, magnesium hydroxide, potassium hydroxide, nickel hydroxide, calcium precipitate, calcium phosphate, calcium hydroxide, chromium hydroxide, silica, gypsum, and other foods. do.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시례를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시례가 가능하다는 점을 이해할 것이다.As such, the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is merely illustrative, and various modifications and other equivalent embodiments can be made by those skilled in the art. You will understand.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached claims.
LS : 리튬 슬러지
LP : 리튬 입자
10 : 공급부
11 : 덤프트럭 12 : 포크리프트
13 : 호퍼 14 : 벨트 컨베이어
20 : 피더기
21 : 피더탱크 21a : 유입구
21b : 바닥판
22 : 개구부 23 : 이송부
23a : 이송관 23b : 이송스크루
23c : 제1 구동모터 23d : 이음부
24 : 회전날개부 24a : 회전축
24b : 날개 24c : 제2 구동모터
24d : 감속기 25 : 프레임구조물
26 : 브라켓
30 : 건조기
31 : 건조탱크 31a : 건조실
31b : 투입구 31c : 토출구
32 : 고속원심 분산수단 33 : 회전원판
33a : 종동축 33b : 케이싱
34 : 블레이드 34a : 몸체부
34b : 분산날부 35 : 열풍가이드
35a : 절곡부 35b : 돌기부
36 : 구동부 36a : 제3 구동모터
37 : 장착프레임 38 : 열풍공급부
39 : 무동력 분급부 39a : 거름망
40 : 히터
50 : 집진수단
51 : 집진탱크 53 : 필터부
55 ; 제1 블로워
60 : 사일로
70 : 이송수단
71 : 스크루 73 : 이젝터
75 : 제2 블로워LS: Lithium sludge
LP: Lithium particles
10: supply department
11: Dump truck 12: Forklift
13: Hopper 14: Belt conveyor
20: Feeder
21: feeder tank 21a: inlet
21b: bottom plate
22: opening 23: transfer unit
23a: transfer pipe 23b: transfer screw
23c: first driving motor 23d: joint
24: Rotating blade 24a: Rotating shaft
24b: wing 24c: second drive motor
24d: Reducer 25: Frame structure
26: bracket
30: dryer
31: drying tank 31a: drying room
31b: Inlet 31c: Discharge port
32: High-speed centrifugal dispersion means 33: Rotating disk
33a: driven shaft 33b: casing
34: Blade 34a: Body portion
34b: Dispersion blade 35: Hot air guide
35a: bent portion 35b: protruding portion
36: driving unit 36a: third driving motor
37: Mounting frame 38: Hot air supply unit
39: Non-powered classification unit 39a: Strainer
40: heater
50: Dust collection means
51: dust collection tank 53: filter unit
55 ; 1st blower
60: Silo
70: means of transportation
71: Screw 73: Ejector
75: 2nd blower
Claims (6)
상기 건조탱크(31) 내부에 배치되고, 구동부(36)에 의하여 회전 가능하게 연결되어 상기 투입구(31b)를 통해 유입된 리튬 슬러지(LS)를 미립화(微粒化)하여 분산시키고, 내부 상승 기류를 형성하기 위한 고속원심 분산수단(32); 및
상기 건조탱크(31) 하부에 연결되어 상기 건조탱크(31) 내부로 열풍을 공급하기 위한 열풍공급부(38);를 포함하여 이루어지되,
상기 고속원심 분산수단(32)에 의하여 형성된 열풍 상승 기류는 분산된 리튬 입자(LP)의 상승시키고, 동시에 건조시켜 상기 토출구(31c)를 통해 배출시키며,
상기 건조탱크(31)의 토출구(31c)에 배치되어 상기 고속원심 분산수단(32)에 의하여 형성된 상승 기류에 의하여 리튬 입자를 무동력으로 분급시키되, 소정 사이즈의 입도를 갖는 리튬 입자(LP)를 통과시킬 수있는 거름망(39a)으로 구성되는 무동력 분급부(39)를 포함하고,
상기 고속원심 분산수단(32)은 상기 구동부(36)에 연결되어 회전 구동되고, 상기 건조탱크(31)의 내벽면과 소정 간격으로 이격 배치되는 회전원판(33)과, 상기 회전원판(33)의 가장자리를 따라 소정 간격으로 이격 배치되는 다수의 블레이드(34)와, 상기 건조탱크(31)의 내벽면에 연결되고, 하단부가 내측방향으로 만곡지게 형성된 절곡부(35a)가 구비되어 상기 열풍공급부(38)로부터 공급되는 열풍을 상기 회전원판(33) 상방으로 유입시키기 위한 열풍가이드(35)를 포함하여 이루어지며,
상기 열풍가이드(35)에는 원주방향으로 따라 소정 간격으로 이격되어 수직방향으로 배치되는 돌기부(35b)를 더 포함하고,
상기 블레이드(34)의 외측단부는 상기 회전원판(33)의 외측방향으로 돌출되도록 형성되어 상기 열풍가이드(35)의 돌기부(35b) 하부에 배치되며,
상기 블레이드(34)는 상기 회전원판(33)에 연결되는 몸체부(34a)와, 상기 몸체부(34a)에 연결되어 상방으로 절곡 형성된 분산날부(34b)를 포함하여 이루어지고,
상기 구동부(36)는 상기 건조탱크(31) 하단에 위치하는 장착프레임(37) 일측에 배치되는 제3 구동모터(36a)와, 상기 제3 구동모터(36a)의 구동축과 연결되어 상기 제3 구동모터(36a)의 동력을 상기 회전원판(33)으로 전달하기 위한 종동축(33a)을 포함하며,
상기 열풍공급부(38)로부터 공급되는 고온의 열풍으로부터 상기 종동축(33a)을 보호하기 위해 상기 종동축(33a)을 감싸는 케이싱(33b)이 구비되되,
상기 케이싱(33b)은 열풍이 상방으로 유도될 수 있도록 단면 형상이 상협하광(上狹下廣) 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 슬러지의 건조기.A drying tank (31) formed with an inlet (31b) on one side and an outlet (31c) at the top, into which lithium sludge (LS) flows into the feeder (20) connected to the inlet (31b);
It is disposed inside the drying tank 31 and is rotatably connected by a driving unit 36 to atomize and disperse the lithium sludge (LS) introduced through the inlet 31b, and to create an internal upward airflow. High-speed centrifugal dispersion means for forming (32); and
A hot air supply unit 38 connected to the lower part of the drying tank 31 to supply hot air into the drying tank 31,
The hot air rising airflow formed by the high-speed centrifugal dispersion means (32) raises the dispersed lithium particles (LP), dries them, and discharges them through the discharge port (31c),
It is disposed at the discharge port (31c) of the drying tank (31) and classifies lithium particles without power by the rising airflow formed by the high-speed centrifugal dispersion means (32), and passes through lithium particles (LP) having a particle size of a predetermined size. It includes a non-powered classification unit (39) consisting of a strainer (39a) that can be filtered,
The high-speed centrifugal dispersion means 32 is connected to the driving unit 36 and driven to rotate, and includes a rotating disc 33 spaced apart from the inner wall of the drying tank 31 at a predetermined interval, and the rotating disc 33. A plurality of blades 34 are spaced apart at predetermined intervals along the edge of the drying tank 31, and a bent portion 35a is connected to the inner wall of the drying tank 31 and has a lower end curved inward to form the hot air supply unit. It includes a hot air guide (35) for flowing hot air supplied from (38) upward to the rotating disk (33),
The hot air guide 35 further includes protrusions 35b arranged in the vertical direction and spaced apart at predetermined intervals along the circumferential direction,
The outer end of the blade 34 is formed to protrude outward from the rotating disk 33 and is disposed below the protrusion 35b of the hot air guide 35,
The blade 34 includes a body portion 34a connected to the rotating disk 33, and a dispersion blade portion 34b connected to the body portion 34a and bent upward,
The driving unit 36 is connected to a third driving motor 36a disposed on one side of the mounting frame 37 located at the bottom of the drying tank 31 and a driving shaft of the third driving motor 36a, and is connected to the third driving motor 36a. It includes a driven shaft (33a) for transmitting the power of the drive motor (36a) to the rotating disk (33),
A casing (33b) surrounding the driven shaft (33a) is provided to protect the driven shaft (33a) from high-temperature hot air supplied from the hot air supply unit (38),
A dryer for lithium sludge, wherein the casing (33b) has a cross-sectional shape that is upward and downward so that hot air can be guided upward.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230079198A KR102664744B1 (en) | 2023-06-20 | 2023-06-20 | Lithium sludge drying device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102664744B1 true KR102664744B1 (en) | 2024-06-13 |
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ID=91481226
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102664744B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1028890A (en) * | 1996-07-16 | 1998-02-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vertical roller mill |
| JP2001041652A (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-16 | Hosokawa Micron Corp | Air flow dryer |
| JP2004069115A (en) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Hosokawa Micron Corp | Grinding rotor and flash drying apparatus using the same |
| KR102440464B1 (en) | 2022-06-02 | 2022-09-06 | 주식회사 성광이엔에프 | Drying system and drying method of salt lake lithium slurry |
-
2023
- 2023-06-20 KR KR1020230079198A patent/KR102664744B1/en active IP Right Grant
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