KR0156053B1 - 조립활성탄소 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 당밀을 혼합점결제로 이용하여 구형 및 원주형 조립활성탄소를 만드는 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 조립활성탄소를 제조시에 원료저장호퍼로부터 원료미분 또는 분말활성탄소와 제오라이트를 혼합기에 공급하고 당밀에 물을 희석한 액체를 스프레이 노즐을 통하여 혼합기의 내부로 분사하는 제1과정과, 상기 혼합기내를 스팀쟈켓이 일정온도로 유지시키면서 날개를 가동시켜 일정시간동안 혼합하여 조립기로 연속적으로 이송시키는 제2과정과, 상기 조립기로 조립활성탄소를 만드는 제3과정을 포함하여 이루어지므로 제조가 간편하고 제조시간을 단축시킬 수 있는 잇점이 있다.

Description

조립활성탄소 제조장치 및 그 제조방법.

제1도는 본 발명에 의한 조립활성탄소 제조장치 및 그 제조방법의 전체공정도.

제2도는 본 발명에 의한 조립활성탄소 제조장치 및 그 제조방법에 사용되는 혼합기의 정면도.

제3도는 본 발명에 의한 조립활성탄소 제조장치 및 그 제조방법에 사용되는 구형조립기 정면도.

제4도 (a)는 본 발명에 의한 조립활성탄소 제조장치 및 그 제조방법에 사용되는 원주형조립기의 측면도이고, (b)는 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 원료저장호퍼 2 : 당밀탱크

10 : 혼합기 20, 40 : 구형, 원주형조립기

50, 90 : 제1, 2 스크린 60 : 탄화기

70 : 활성화로 80 : 냉각기

본 발명은 조립활성탄소 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서 특히, 원료를 배합하고 구형 및 원주형의 조립활성탄소를 제조하는 장치에 당밀을 혼합점결제로 사용하여 구형 및 원주형 조립활성탄소를 만드는 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 활성탄소는 액상에서 제당공업등 여러분야에 탈색용으로 사용되어 현재는 냄새나는 물질의 제거 및 향미조정, 결정석출 저해 물질 제거, 수처리 분야의 잔류염소 또는 페놀류등의 제거용으로 응용되며, 화학공업에서는 용매회수, 가스의 정제, 분리등에 사용되고, 원자력시설에서는 핵분열로 생성되는 방사성 물질의 제거등에 이용되고 있다.

상기 활성탄소는 입상 활성탄소, 섬유상 활성탄소로 구분될 수 있고, 상기 입상 활성탄소는 모양이 각각 다른 파쇄 활성탄소와 일정한 모양을 갖는 조립 활성탄소로 나누어 진다.

본 발명은 조립활성탄소를 제조하는데 필요한 혼합기와 조립활성탄소를 성형하는 조립장치를 제공하고 상기 혼합기와 조립장치를 이용하여 구형 및 원주형의 조립활성탄소를 제조하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 조립활성탄소제조장치 및 그 제조방법은 조절수단이 형성된 원료저장호퍼와, 당밀이 저장된 당밀탱크와, 상기 당밀탱크와 원료저장호퍼에서 공급되는 당밀과 원료에 물을 가하여 혼합하는 혼합기와, 상기 혼합기에서 혼합된 원료를 구형 및 원주형으로 성형시키기 위한 조립기와, 상기 조립기에서 배출된 탄형에 더운공기를 주입시켜 표면을 건조한 다음 적정입도에 해당하는 구형 및 원주형탄을 선별하는 제1스크린과, 상기 제1스크린에서 선별된 구형 및 원주형탄을 완전건조 및 탄화하는 탄화기와, 상기 탄화기에서 공급된 구형 및 원주형탄을 수증기 및 높은 온도로 활성화 시키는 활성화로와, 상기 가열된 구형 및 원주형탄을 이중 물자켓으로 냉각시키는 냉각기와, 적정입도를 갖는 구형 및 원주형탄을 선별하는 제2스크린으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 원료저장호퍼로부터 원료미분 또는 분말활성탄소와 제오라이트를 혼합기에 공급하고 당밀에 물을 희석한 액체를 스프레이 노즐을 통하여 혼합기의 내부로 분사하는 제1과정과, 상기 혼합기내를 스팀쟈켓이 일정온도로 유지시키면서 날개를 가동시켜 일정시간동안 혼합하여 조립기로 연속적으로 이송시키는 제2과정과, 상기 조립기로 조립활성탄소를 성형하는 제3과정과, 상기 조립기에서 배출된 조립활성탄에 더운 공기를 주입시켜 표면을 건조한 다음 제1스크린으로 적정입도에 해당하는 조립활성탄을 선별하는 제4과정과, 상기 제1스크린에서 선별된 조립활성탄을 탄화기로 완전건조 및 탄화시키는 제5과정과, 상기 탄화기에서 공급된 조립활성탄을 활성화로에서 수증기를 가하고 높은 온도로 활성화 시키는 제6과정과, 상기 활성화로에서 가열된 조립활성탄을 이중 물자켓으로 형성된 냉각기로 냉각시키는 제7과정과, 상기 냉각된 조립활성탄중 적정입도를 갖는 것을 제2스크린으로 선별하는 제8과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 조립활성탄소 제조장치 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 제1도 내지 제4도에 도시된 바와 같이 조절수단(1')이 형성된 원료저장호퍼(1)와, 당밀이 저장되고 일측에 펌프(2')가 설치된 당밀탱크(2)와, 상기 당밀탱크(2)와 원료저장호퍼(1)에서 공급되는 당밀과 원료에 물을 가하여 혼합하는 혼합기(10)와, 상기 혼합기(10)에서 혼합된 원료를 구형 또는 원주형으로 성형시키기 위한 조립기(20,40)와, 상기 조립기(20,40)에서 배출된 탄형에 더운공기를 주입시켜 표면을 건조한 다음 적정입도에 해당하는 구형 및 원주형탄을 선별하는 제1스크린(50)과, 상기 제1스크린(50)에서 선별된 구형 및 원주형탄을 완전건조 및 탄화하는 탄화기(60)와, 상기 탄화기(60)에서 공급된 구형 및 원주형탄을 수증기 및 높은 온도로 활성화시키는 활성화로(70)와, 상기 가열된 구형 및 원주형탄을 이중 물자켓으로 냉각시키는 냉각기(80)와, 적정입도를 갖는 구형 및 원주형탄을 선별하는 제2스크린(90)으로 구성된다.

상기 혼합기(10)는 원료주입구(13)와 원료배출구(13')가 형성된 케이스(11)에 기어모터(12)에 의하여 회전되는 한쌍의 회전축(14)이 위치되고 상기 회전축(14)에는 회전가능토록 결합되는 다수개의 날개(15)가 형성되어 있다. 상기 날개(15)는 회전축(14)에서 소정의 길이로 연장되고 그 연장부에서 단부로갈수록 확대되는 부채꼴(15')의 형상으로 형성되며, 상기 케이스(11)의 상측에는 당밀탱크(2)와 연결된 스프레이 노즐(16)이 형성되어 상기 한쌍의 회전축(14)의 날개에 의하여 회전되는 원료에 당밀을 분사하게 된다. 상기 혼합기(10)의 외측에는 스팀자켓(17)이 부착되어 혼합기(10)내부에 온도를 일정하게 유지한다.

상기 혼합기(10)에서 혼합된 원료를 구형 및 원주형으로 성형시키기 위한 조립기(20,40)는 구형 조립기(20)와 원주형 조립기(40)로 나누어진다. 상기 구형조립기(20)는 혼합기(10)의 배출기(13')와 연통되는 투입구(21)가 형성된 관(22)과, 상기 관(22)에 삽입되고 제1모터(23)에 의하여 투입되는 원료를 전방으로 밀어주는 스크류(24)와, 상기 스크류(24)에 의해 이송되는 원료가 위치되는 저장통(26)과 그 단부에서 산을 이루면서 연장되고 그 단부에 배출구(27')가 형성되며 일측에는 구동체인(28)이 형성되어 제2모터(29)에 의하여 회전되는 V형 회전체(27)가 형성된 회전본체(25)와, 제3모터(32)에 연결되어 저장통(26)의 내부에서 상기 저장통(26)과 반대방향으로 회전하는 임펠레(30)와, 상기 V형 회전체(27)의 단부와 일단이 연결되고 타단이 제1모터(23)의 하측에 연결되며 중앙부에 제2, 3모터(29,32)가 위치되는 지지대(33)와, 상기 지지대(33)의 일측에 결합되어 지지대(33)의 일측을 상하 이동시킴으로써 상기 V형 회전체(27)의 경사를 조절하는 경사조절수단(34)으로 구성된다.

상기 임펠러(30)는 축에서 연장되는 판(31)과 상기 판(31)과 양측으로 이격되게 일체로 위치되는 각각의 판(31')으로 형성되어 상기 판(31)과 판(31')사이로 배합물이 이동되면서 혼합된다. 상기 경사조절수단(34)은 스크류봉(35)과, 상기 스크류봉(35)에 체결되는 한쌍의 볼트(36)와, 상기 한쌍의 볼트(36)사이에서 회전가능토록 삽입되는 회전손잡이(37)로 구성되어 상기 회전손잡이(37)를 회전시키면 볼트(36)가 이동되어 상기 볼트(36)에 결착된 지지대(33)가 상하 이동되면서 상기 V형의 본체(27)를 상하로 이동시키게 된다.

상기 원주형 조립기(40)는 상측에 메인모터(46)가 위치되는 베이스프레임(41)과, 상기 베이스 프레임(41)의 상측에 연장되어 위치되는 압출성형부(45)와, 상기 압출성형부(45)의 내측에 위치되고 상기 메인모터(46)에 의하여 회전되는 압출 성형스크류(47)와, 상기 압출성형부(45)에 연통되는 관(43)에 위치되어 모터(46')에 의하여 원료를 압출성형부(45)로 이송시키는 이송스크류(44)로 구성된다.

상기 압출성형부(45)는 단부에 노즐부(48)가 형성되어 상기 노즐부(48)의 단부에 위치되는 배출구(49)의 형상이 원주형으로 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 구형 및 원주형 조립활성탄소 제조장치로 구형 및 원주형 조립활성탄소를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 원료저장호퍼(1)로부터 원료미분 또는 분말활성탄소와 제오라이트를 혼합기(10)에 공급하고 당밀에 물을 희석한 액체를 스프레이 노즐(16)을 통하여 혼합기(10)의 내부로 분사하는 제1과정과, 상기 혼합기(10)내를 스팀쟈켓(17)이 일정온도로 유지시키면서 날개(15)를 가동시켜 일정시간동안 혼합하여 조립기(20,40)로 연속적으로 이송시키는 제2과정과, 상기 조립기로 투입된 조립활성탄소를 만드는 제3과정과, 상기 조립기(20,40)에서 배출된 조립활성탄에 더운 공기를 주입시켜 표면을 건조한 다음 제1스크린(50)으로 적정입도에 해당하는 조립활성탄을 선별하는 제4과정과, 상기 제1스크린(50)에서 선별된 조립활성탄을 탄화기(60)로 완전건조 및 탄화시키는 제5과정과, 상기 탄화기(60)에서 공급된 조립활성탄을 활성화로(70)에서 수증기를 가하고 높은 온도로 활성화 시키는 제6과정과, 상기 활성화로(70)에서 가열된 조립활성탄을 이중 물자켓(미도시)으로 형성된 냉각기(80)로 냉각시키는 제7과정과, 상기 냉각된 조립활성탄중 적정입도를 갖는 것을 제2스크린(90)으로 선별하는 제8과정과, 활성탄을 포장(100)하는 제9과정으로 이루어진다. 상기 제1과정은 구형탄인 경우 분말과 제오라이트의 부피비율이 약 1:1로 하고 물과 당밀을 1:3정도의 부피비율로 혼합하며, 원주형탄일경우는 원료는 65WT% 이상과 물과 당밀의 무게비율 1:1.3정도로 희석한 액체 약 35WT%이하로 혼합하는 과정으로 이루어지며, 구형 및 원주형의 활성탄을 만드는 제3과정은 구형의 경우는 임펠러(30)가 100∼3300 R.P.M이고 회전본체(25)는 50∼1800 R.P.M이며 조립기(20) 내에 5분이상 체류시간을 갖는 과정으로 이루어진다.

본 발명에 의한 구형 조립활성탄을 제조하는 방법을 실시예를 통해 설명한다.

야자각을 1차 탄화한 원료를 100mesh로 분쇄한 분말탄을 제오라이트와 부피 비율 1:1로 하여 당밀을 희석한 액체를 스프레이 노즐(16)을 통해 혼합기(10)로 분사한다. 상기 혼합기(10)에서 스팀쟈켓(17)으로 혼합물의 온도를 50℃로 유지하면서 회전축(14)에 결착된 날개(15)를 회전시켜 혼합물이 10분동안 체류되면서 혼합되도록 한 다음 연속적으로 구형조립기(20)로 이송시킨다. 구형조립기(20)의 저장통(26) 및 V형 본체(27)의 회전을 1200R.P.M 임펠레(30)의 회전을 2700R.P.M으로 각각 반대로 회전시켜 5분간 체류시켜 0.2 내지 4㎜의 구형탄을 만든다.

얻어진 구형탄에 더운공기를 주입시켜 표면을 건조한 후 제1스크린(50)으로 적정입도에 해당하는 구형탄을 선별한 다음 상기 구형탄을 탄화기(60)에서 300℃로 완전건조 및 탄화시킨다. 탄화시킨 구형탄을 분위기 온도 800℃, 수증기 투입량 33.3㎏/min으로 조정된 활성화로(70)에서 2시간 동안 활성화시킨 후 냉각기(80)의 이중 물자켓으로 냉각후 스크린(90)으로 선별하여 구형의 조립 활성탄소를 제조하게 된다.

또한, 상기한 본 발명에 의한 원주형 조립활성탄소를 제조하는 방법을 실시예를 통해 설명하면 다음과 같다.

야자각을 1차 탄화한 원료를 100 mesh로 분쇄한 분말탄 2250그램을 혼합기로 공급하고 당밀과 물의 비율을 1.3:1로 하여 당밀을 희석한 액체를 스프레이 노즐(16)을 통해 혼합기(10)로 분사한다. 상기 혼합기(10)에서 스팀자켓(17)으로 혼합물의 온도를 50℃로 유지하면서 회전축(14)에 결착된 날개(15)를 회전시켜 혼합물이 10분동안 체류되면서 혼합되도록 한 다음 연속적으로 사출식 원주형조립기(40)로 이송시킨다. 원주형 조립기(40)의 압력을 200㎏/㎠으로 높여 사출 성형하여 지름이 5㎜의 구형탄을 만든다.

얻어진 구형탄에 더운공기를 주입시켜 표면을 건조한 후 제1스크린(50)으로 적정입도에 해당하는 구형탄을 선별한 다음 상기 구형탄을 탄화기(60)에서 300℃로 완전건조 및 탄화시킨다. 탄화시킨 구형탄을 분위기 온도 800℃, 수증기 투입량 33.3㎏/min으로 조정된 활성화로(70)에서 2시간 동안 활성화시킨 후 냉각기(80)의 이중 물자켓으로 냉각후 제2스크린(90)으로 선별하여 구형의 조립활성탄소를 제조하게 된다.

이와 같이 본 발명에 의한 조립활성탄소 제조장치 및 그 제조방법은 혼합기와 구형 및 원주형조립기로 자동적으로 원료를 배합하고 구형 및 원주형의 조립활성탄소를 제조함으로써 제조가 간편함과 아울러 제조시간을 단축시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (7)

1. 원료저장호퍼(1)와 당밀탱크(2)에서 공급되는 원료의 당밀에 물을 가하여 혼합하는 혼합기(10)와, 상기 혼합기(10)에서 혼합된 원료를 조립활성탄소로 만드는 조립기와, 상기 조립기에서 배출된 탄형에 더운공기를 주입시켜 표면을 건조한 다음 적정입도에 해당하는 조립활성탄을 선별하는 제1스크린(50)과, 상기 제1스크린(50)에서 선별된 조립활성탄을 완전건조 및 탄화하는 탄화기(60)와, 상기 탄화기(60)에서 공급된 조립활성탄을 수증기 및 높은 온도로 활성화 시키는 활성화로(70)와, 상기 가열된 조립활성탄을 냉각시키는 냉각기(80)와, 적정입도를 갖는 조립활성탄소 선별하는 제2스크린(90)으로 구성된 것을 특징으로 하는 조립활성탄소 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 혼합기(10)는 원료주입구(13)와 원료배출구(13')가 형성된 케이스(11)에 기어모터(12)에 의하여 회전되는 한쌍의 회전축(14)과, 상기 회전축(14)에는 회전가능토록 결합되며 상기 회전축에서 소정의 길이로 연장되고 그 연장부에서 단부로 갈수록 확대된 부채꼴(15')을 이루는 다수개의 날개(15)와, 상기 한쌍의 회전축(14)에 당밀을 분사하는 스프레이 노즐(16)과, 상기 혼합기(10)의 외벽에 부착되어 혼합기(10)내부에 온도를 가하는 스팀자켓(17)으로 구성된 것을 특징으로 하는 조립활성탄소 제조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 조립기(20)는 혼합기(10)의 배출기(13')와 연통되는 투입구(21)가 형성된 관(22)과, 상기 관(22)에 삽입되고 제1모터(23)에 의하여 투입되는 원료를 전방으로 밀어주는 스크류(24)와, 상기 스크류(24)에 의해 이송되는 원료가 위치되는 저장통(26)과 그 단부에서 산을 이루면서 연장되고 그 단부에 배출구(27')가 형성되며 일측에는 구동체인(28)이 형성되어 제2모터(29)에 의하여 회전되는 V형 회전체(27)가 형성된 회전본체(25)와, 제3모터(32)에 연결되어 저장통(26)의 내부에서 상기 저장통(26)과 반대방향으로 회전하는 임펠레(30)와, 상기 V형 회전체(27)의 단부와 일단이 연결되고 타단이 제1모터(23)의 하측에 연결되며 중앙부에 제2, 3모터(29,32)가 위치되는 지지대(33)와, 상기 지지대(33)의 일측에 결합되어 지지대(33)의 일측을 상하 이동시킴으로써 상기 V형 회전체(27)의 경사를 조절하는 경사조절수단(34)으로 구성되어 구형의 조립활성탄소를 만드는 것을 특징으로 하는 조립활성탄소 제조장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 조립기(40)는 상측에 메인모터(46)가 위치되는 베이스프레임(41)과, 상기 베이스 프레임(41)의 상측에 연장되어 위치되는 압출성형부(45)와, 상기 압출성형부(45)는 단부에 위치되고 원주형의 배출구(49)가 형성된 노즐부(48)와, 상기 압출성형부(45)의 내측에 위치되고 상기 메인모터(46)에 의하여 회전되는 압출 성형스크류(47)와, 상기 압출성형부(45)에 연통되는 관(43)에 위치되어 모터(46')에 의하여 원료를 압출성형부(45)로 이송시키는 이송스크류(44)로 구성되어 원주형의 조립활성탄소를 만드는 것을 특징으로 하는 조립활성탄소 제조장치.
5. 통상의 조립활성탄소를 제조하는 방법에 있어서, 원료저장호퍼로부터 원료미분과 제오라이트를 혼합기에 공급하고 당밀에 물을 희석한 액체를 스프레이 노즐을 통하여 혼합기의 내부로 분사하는 제1과정과, 상기 혼합기내를 스팀쟈켓이 일정온도로 유지시키면서 날개를 가동시켜 일정시간동안 혼합하여 조립기로 연속적으로 이송시키는 제2과정과, 상기 조립기로 조립활성탄소를 성형하여 조립활성탄소를 만드는 제3과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립활성탄소를 제조하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 원료를 혼합하는 제1과정은 분말과 제오라이트의 부피비율을 1:1로 하고 물과 당밀을 1:3정도의 부피비율로 혼합하여 혼합물이 구형조립활성탄소를 제조하는 조립기로 이송되는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립활성탄소를 제조하는 방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 원료를 혼합하는 제1과정은 원료는 65WT% 이상과 물과 당밀의 무게비율 1:1.3정도로 희석한 액체 약 35WT%이하로 혼합하여 혼합물이 원주형 조립활성탄소를 제조하는 조립기로 이송되는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립활성탄소를 제조하는 방법.