KR100421331B1 - A seawater distillation apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해수의 담수화 장치에 관한 것으로, 해수를 담아 해수가 증발될 수 있도록 하는 어플리케이터 증발조(1)와, 해수의 양을 조절하여 상기 어플리케이터 증발조(1)에 담겨진 해수의 수위를 일정하게 맞줘줄 수 있도록 된 수위조절조(2)와, 상기 어플리케이터 증발조(1)에 도파관(3)을 매개로 연결됨과 더불어 마이크로파를 발진시켜 해수를 고속으로 증발시키는 마이크로 발진기(4)와, 이 마이크로 발진기(4)에 연결되어 마이크로 발진기(4) 내부의 온도와 압력을 제어하도록 된 자동조절 유니트(5)와, 상기 어플리케이터 증발조(1)에서 증발되는 증기를 뽑아낼 수 있도록 된 송풍기(6)와, 이 송풍기(6)를 통해 공급되는 담수 증기를 수용하여 응축시킬 수 있도록 된 담수 회수조(7)와, 상기 어플리케이터 증발조(1)에서 고농도화된 해수를 분리하여 방류 및 재활용수로 분류하는 원심분리기(8) 및, 상기 담수 회수조(7)에서 생성된 담수를 카본탱크(9)와 미네랄탱크(10) 및 식수처리 화학약품이 공급되는 라인믹서기(11)를 통해 순차적으로 정화시키는 정수기(12)로 이루어져, 고품질의 담수를 고속으로 제조할 수 있고, 설비의 단순화로 인해 에너지 사용 및 그 유지 관리비용을 절감할 수 있는 것이다.The present invention relates to an apparatus for desalination of seawater, comprising an applicator evaporation tank (1) for containing seawater so that the seawater can be evaporated, and a constant level of seawater contained in the applicator evaporation tank (1) by controlling the amount of seawater. And a micro oscillator (4) for connecting the water level control tank (2) and the applicator evaporation tank (1) via a waveguide (3) to oscillate microwaves to evaporate seawater at high speed. Automatic control unit (5) connected to the oscillator (4) to control the temperature and pressure inside the micro oscillator (4), and the blower (6) to extract the vapor evaporated from the applicator evaporator (1) And, the fresh water recovery tank (7) to receive and condense the fresh water vapor supplied through the blower (6), and discharged by separating the highly concentrated sea water in the applicator evaporator (1) Centrifuge (8) to classify the utilization water, and the fresh water produced in the fresh water recovery tank (7) through a carbon tank (9), mineral tank (10) and a line mixer (11) supplied with drinking water treatment chemicals It consists of a water purifier 12 to be purified sequentially, it is possible to manufacture high-quality fresh water at high speed, it is possible to reduce the energy use and its maintenance costs due to the simplification of the equipment.
Description
본 발명은 해수를 담수로 정제하는 장치에 관한 것으로, 특히 장비를 효율적으로 셋팅함으로써 해수를 담수로 만들어 주기 위한 유지비용을 낮추어줌과 더불어해수의 담수화 속도를 고속으로 진행시킬 수 있기 때문에 질 좋은 담수를 다량으로 얻어낼 수 있는 해수의 담수화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for refining seawater into freshwater, and in particular, by setting the equipment efficiently, it is possible to lower the maintenance cost for making the seawater freshwater and to improve the desalination rate of the seawater at high speed. It relates to a desalination apparatus of seawater that can be obtained in large quantities.
일반적으로 해수를 담수화하는 정수장치나 정제장치의 경우 최근들어 여러가지 방법이 도입되어 개발되고 있는 바, 해수로부터 인공적으로 음용수를 제조하는 방법에는 역침투막법이나 전기분해식 등이 주로 이용되고, 상기의 방법을 통하여 다양한 종류의 담수화 장치가 사용되고 있는 실정이다.In general, in the case of a water purification device or a purification device for desalination of seawater, various methods have been introduced and developed recently. As a method of artificially preparing drinking water from seawater, a reverse osmosis membrane method or an electrolysis method is mainly used. Through this, various kinds of desalination devices are used.
여기서, 상기 역침투막법에 의한 담수화 장치는 강우량이 적은 지역이나 댐이 적은 지역에서 주로 사용되는 바, 상기 역침투막법 담수화 장치는 그 설비가 대단히 복잡할 뿐만아니라 고도의 기술을 필요로 하게 되어 그 설비비가 비싸지는 결점이 있고, 또한 장비의 가격에 비해 효율이 좋지 않아 담수의 대량생산에 적합하지 못한 단점이 있었다.Here, the desalination apparatus using the reverse osmosis membrane method is mainly used in a region with a small rainfall or a few dams, and the reverse osmosis membrane desalination apparatus requires not only a very complicated equipment but also a high level of technology. There is a disadvantage that the equipment cost is expensive, and also the efficiency is not good compared to the price of the equipment was not suitable for mass production of fresh water.
그리고, 상기 전기분해식을 이용한 담수화 장치의 경우도 역침투막법 담수화 장치와 마찬가지로 에너지 사용 및 설비의 유지 관리 비용이 과다할 뿐만아니라 설비가 차지하는 면적이 크기 때문에 그 설비비용에 비해 효율이 떨어지는 문제가 있었다.In addition, in the case of the desalination apparatus using the electrolysis method, as in the case of the reverse osmosis membrane desalination apparatus, not only the energy use and the maintenance cost of the equipment are excessive, but also the facility occupies a large area so that the efficiency is inferior to the equipment cost there was.
한편, 최근 국내의 환경변화에 따른 강우량 부족과 담수능력의 한계로 도서지방의 생활용수 및 공업용수의 공급에 따른 어려움이 증대되고 있는 실정이고, 각종 공간 조성 계획이 용수 부족으로 공정에 차질을 빗고 있으며, 각종 아파트 건설계획도 중단되는 사례가 증가하여 수자원 고갈이 새로운 사회적 문제로 대두되고 있는 실정이다.On the other hand, due to the recent lack of rainfall and the limitation of fresh water due to changes in domestic environment, the difficulty of supplying living and industrial water in the islands is increasing. In addition, the number of cases in which various apartment construction plans are discontinued is increasing, and the depletion of water resources is a new social problem.
하지만, 상기와 같은 물 부족 현상을 극복하기 위해 해수를 담수화 하는 장치가 개발되고 있으나 그 효율에 문제가 있기 때문에 도움이 되지 못하는 실정이다.However, in order to overcome the water shortage phenomenon as described above, a device for desalination of seawater has been developed, but the situation is not helpful because there is a problem in efficiency.
이에 본 발명은 상기한 제반 사정을 감안하여 안출된 것으로, 장비를 효율적으로 셋팅함으로써 해수를 담수로 만들어 주기 위한 유지비용을 낮추어줌과 더불어 해수의 담수화 속도를 고속으로 진행시킬 수 있기 때문에 질 좋은 담수를 다량으로 얻어낼 수 있는 해수의 담수화 장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been devised in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to reduce the maintenance cost for making seawater freshwater by setting up the equipment efficiently, and to improve the desalination rate of seawater at high speed, so that the fresh water is high. The purpose is to provide a desalination apparatus of seawater that can be obtained in large quantities.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공급된 해수를 담아 어느 정도의 진공상태를 유지하면서 담겨진 해수가 증발될 수 있도록 된 어플리케이터 증발조와, 공급되는 해수의 양을 조절하여 상기 어플리케이터 증발조에 담겨진 해수의 수위를 일정하게 맞줘줄 수 있도록 된 수위조절조와, 상기 어플리케이터 증발조에 도파관을 매개로 연결됨과 더불어 마이크로파를 발진시켜 어플리케이터 증발조에 담겨진 해수를 고속으로 증발시킬 수 있도록 된 마이크로 발진기와, 상기 마이크로 발진기에 전기적으로 연결되어 마이크로 발진기 내부의 온도와 압력을 제어함으로써 마이크로파의 발진량을 조절할 수 있도록 된 자동조절 유니트와, 상기 어플리케이터 증발조에서 증발되는 증기를 어느 정도의 진공상태를 유지하면서 뽑아낼 수 있도록 된 송풍기와, 상기 송풍기를 통해 공급되는 담수 증기를 수용하여 응축시킴으로써 액상의 담수가 저장될 수 있도록 된 담수 회수조와, 상기 어플리케이터 증발조에서 고농도화된 해수를 분리하여 방류 및 재활용수로 분류하여 활용할 수있도록 된 원심분리기 및, 상기 담수 회수조에서 생성된 담수를 카본탱크와 미네랄 탱크 및 식수처리 화학약품이 공급되는 라인믹서기를 통해 순차적으로 정화시킴으로써 생성된 담수를 식수화할 수 있도록 된 정수기로 이루어진 구조이다.The present invention for achieving the above object, the applicator evaporation tank containing the supplied sea water while maintaining a certain degree of vacuum so that the contained sea water can be evaporated, and by adjusting the amount of sea water supplied to the applicator evaporation tank A micro level oscillator and a micro oscillator capable of uniformly matching the level of the seawater contained therein, a micro wave oscillator which is connected to the applicator evaporation tank via a waveguide and oscillates microwaves to rapidly evaporate the seawater contained in the applicator evaporation tank, and the micro An automatic control unit that is electrically connected to the oscillator to control the temperature and pressure inside the micro oscillator to adjust the amount of microwave oscillation, and to extract the vapor evaporated from the applicator evaporator while maintaining a certain degree of vacuum. A song A fresh water recovery tank which stores liquid fresh water by receiving and condensing roof tiles, fresh water vapor supplied through the blower, and the seawater concentrated in the applicator evaporation tank are separated and used as discharged and recycled water. It is a structure consisting of a centrifugal separator and a water purifier capable of drinking water generated by sequentially purifying the fresh water produced in the fresh water recovery tank through a carbon tank, a mineral tank and a line mixer supplied with drinking water treatment chemicals.
그리고, 상기 수위조절조에 공급되는 해수를 상기 담수 회수조의 응축파이프에 전달시켜 상온의 해수를 담수 회수조의 응축수로 사용할 수 있도록 된 구조이다.The seawater supplied to the water level control tank is transferred to the condensation pipe of the freshwater recovery tank so that seawater at room temperature can be used as the condensed water of the freshwater recovery tank.
즉, 상기의 구조로 이루어진 해수의 담수화 장치는 해수를 유입하여 상기 어플리케이터 증발조의 수위량을 조절하고, 이 상태에서 마이크로파를 발진시켜 해수의 증발량을 폭발적으로 증가시킨 후, 상기 송풍기를 이용하여 증발된 증기를 상기 담수 회수조로 이동 및 응축시킴으로써 담수를 제조할 수 있도록 된 것이다.That is, the desalination apparatus of the seawater having the above structure adjusts the water level of the applicator evaporator by introducing the seawater, and in this state by oscillating microwaves to explosively increase the amount of seawater evaporated, and then evaporated using the blower. By moving and condensing the steam to the fresh water recovery tank it is possible to produce fresh water.
따라서, 상기와 같이 마이크로파를 이용하여 해수의 증발을 고속화함으로써 해수를 통해 보다 많은 양의 담수를 단시간에 생산할 수 있고, 해수의 담수화 장치를 이루는 장비가 간편하게 구성됨으로써 그 유지비용이 절감되며, 해수를 담수화 하는 과정에서 해수 방류량이 줄어들기 때문에 그 효율이 증대될 뿐만아니라 장비의 유지 및 보수가 용이하여 제반 비용을 줄일 수 있는 것이다.Therefore, by using the microwave as described above to speed up the evaporation of seawater can produce a larger amount of fresh water in a short time through the seawater, and the maintenance cost is reduced by simply configured equipment to make the desalination device of seawater, Since the discharge of seawater is reduced during the desalination process, not only the efficiency is increased but also the maintenance and repair of the equipment is easy, thereby reducing the overall cost.
도 1은 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.1 is a flow chart schematically showing an apparatus for desalination of seawater according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 어플리케이터 증발조 2 : 수위조절조1: applicator evaporator 2: water level control tank
3 : 도파관 4 : 마이크로 발진기3: waveguide 4: micro oscillator
5 : 자동조절 유니트 6 : 송풍기5: automatic adjustment unit 6: blower
7 : 담수 회수조 8 : 원심분리기7: freshwater recovery tank 8: centrifuge
9 : 카본탱크 10 : 미네랄탱크9: carbon tank 10: mineral tank
11 : 라인믹서기 12 : 정수기11: line mixer 12: water purifier
13 : 응축파이프 14 : 진공펌프13: condensation pipe 14: vacuum pump
15 : 식수처리 화학약품 공급조15: drinking water treatment chemical supply tank
이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치를 개략적으로 도시한 흐름도로서, 해수를 담수화하는 장치가 구비되되, 이 담수화 장치는 공급된 해수를 담아 해수가 증발될 수 있도록 하는 어플리케이터 증발조(1)와, 공급되는 해수의 양을 조절하여 상기 어플리케이터 증발조(1)에 담겨진 해수의 수위를 일정하게 맞줘줄 수 있도록 된 수위조절조(2)와, 상기 어플리케이터 증발조(1)에 도파관(3)을 매개로 연결됨과 더불어 마이크로파를 발진시켜 해수를 고속으로 증발시키는 마이크로 발진기(4)와, 이 마이크로 발진기(4)에 전기적으로 연결되어 마이크로 발진기(4) 내부의 온도와 압력을 제어하도록 된 자동조절 유니트(5)와, 상기 어플리케이터 증발조(1)에서 증발되는 증기를 뽑아낼 수 있도록 된 송풍기(6)와, 이 송풍기(6)를 통해 공급되는 담수 증기를 수용하여 응축시킴으로써 액상의 담수가 저장될 수 있도록 된 담수 회수조(7)와, 상기 어플리케이터 증발조(1)에서 고농도화된 해수를 분리하여 방류 및 재활용수로 분류하여 활용할 수 있도록 된 원심분리기(8) 및, 상기 담수 회수조(7)에서 생성된 담수를 카본탱크(9)와 미네랄탱크(10) 및 식수처리 화학약품이 공급되는 라인믹서기(11)를 통해 순차적으로 정화시키는 정수기(12)로 이루어진 구조이다.1 is a flow chart schematically showing the desalination apparatus of the seawater according to the present invention, which is provided with a desalination apparatus, the desalination apparatus containing the supplied seawater so that the seawater can be evaporated (1) And, the water level control tank (2) to adjust the amount of sea water supplied to the water level contained in the applicator evaporation tank (1) constantly, and the waveguide (3) to the applicator evaporation tank (1) The micro oscillator 4 is connected to the micro oscillator and the micro oscillator 4 is configured to oscillate microwaves at high speed and is electrically connected to the micro oscillator 4 to control the temperature and pressure inside the micro oscillator 4. A unit 5, a blower 6 capable of extracting vapor evaporated from the applicator evaporator 1, and a fresh water vapor supplied through the blower 6; The fresh water recovery tank (7), which allows the liquid fresh water to be stored by condensation, and the centrifuge (8), which separates the highly concentrated seawater from the applicator evaporation tank (1) and classifies it as discharged and recycled water. And a water purifier 12 for sequentially purifying the fresh water generated in the freshwater recovery tank 7 through a line tank 11 to which a carbon tank 9, a mineral tank 10, and a drinking water treatment chemical are supplied. Structure.
여기서, 상기의 구조로 이루어진 담수화 장치의 특징은 우선 상기 어플리케이터 증발조(1)에 담겨진 해수의 레벨링을 맞추어줌과 더불어 상기 담수 회수조(7)의 응축파이프(13)에 해수를 공급하여 상온의 해수를 응축수로 이용할 수 있게 하는 수위조절조(2)의 설치에 있고, 또한 상기 어플리케이터 증발조(1)의 내부에 마이크로파를 발진시킬 수 있도록 된 마이크로파 발진기(4)의 설치에 있으며, 상기 어플리케이터 증발조(1)에서 증발된 담수 증기를 빠른속도로 뽑아내어 상기 담수 회수조(7)로 공급하는 송풍기(6)의 설치에 있는 것입니다.Here, the feature of the desalination device having the above structure is to first adjust the leveling of the seawater contained in the applicator evaporation tank (1) and to supply the seawater to the condensation pipe (13) of the freshwater recovery tank (7) at room temperature The installation of the water level control tank (2) for making sea water available as condensate, and the installation of the microwave oscillator (4), which is capable of oscillating microwaves inside the applicator evaporation tank (1), the applicator evaporation It is in the installation of the blower (6) which extracts the fresh water vapor evaporated from the tank (1) at high speed and supplies it to the fresh water recovery tank (7).
다시말하자면, 상기 담수화 장치는 해수를 유입하여 상기 어플리케이터 증발조(1)의 수위량을 조절하고, 이 상태에서 마이크로파를 발진시켜 해수의 증발량을 폭발적으로 증가시킨 후, 상기 송풍기(6)를 이용하여 증발된 증기를 상기 담수 회수조(7)로 이동 및 응축시킴으로써 담수를 제조할 수 있도록 된 것이다.In other words, the desalination apparatus adjusts the water level of the applicator evaporation tank 1 by introducing seawater, and in this state by oscillating microwaves to explosively increase the evaporation amount of seawater, using the blower 6. By moving and condensing the evaporated steam to the fresh water recovery tank (7) it is possible to produce fresh water.
즉, 상기 담수화 장치를 이용하여 해수를 담수화하는 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.That is, the process of desalination of seawater using the desalination apparatus will be described in detail as follows.
우선 상기 수위조절조(2)에 투입된 해수를 어플리케이터 증발조(1)에 공급하되 그 수위가 적정한 상태를 유지하도록 수위조절조(2)에서 컨트롤하게 되고, 상기 어플리케이터 증발조(1)와 도파관(3)을 매개로 연결설치된 상기 파이크로파 발진기(4)에서 마이크로파를 발진시킴으로써 해수 물분자의 진동 및 운동량을 늘려 해수의 온도를 급상승시키게 되며, 이에 따라 증발된 담수 증기가 상기 어플리케이터 증발조(1)에 연결된 송풍기(6)에 의해 상기 담수 회수조(7)로 빠른 속도로 공급되고, 상기 담수 회수조(7)에 담긴 증기를 응축시켜 담수화한 후, 상기 정수기(12)로 보내어 식수화할 수 있도록 된 것이다.First, the seawater injected into the water level control tank 2 is supplied to the applicator evaporation tank 1, but the water level control tank 2 is controlled to maintain the proper level, and the applicator evaporation tank 1 and the waveguide ( 3) by oscillating the microwave in the pyrowave oscillator (4) installed through the medium to increase the vibration and momentum of the seawater water molecules to increase the temperature of the seawater, thereby the fresh water vapor evaporated the applicator evaporator (1) ) Is supplied to the freshwater recovery tank 7 at a high speed by a blower 6 connected thereto, and the steam contained in the freshwater recovery tank 7 is condensed and desalted, and then sent to the water purifier 12 for drinking water. It is.
그리고, 상기 수위조절조(2)와 어플리케이터 증발조(1) 사이에 설치된 상기 원심분리기(8)의 경우, 상기 어플리케이터 증발조(1)에 담겨진 해수가 증발에 의해 고염도화 된 것을 분리화 과정을 통해 방류 및 재활용수로 분류하여 활용하게 되고, 또한 상기 어플리케이터 증발조(1)와 담수 회수조(7)에 연결된 진공펌프(14)의 경우, 증발되는 증기가 원활하게 회수될 수 있도록 상기 어플리케이터 증발조(1)와 담수 회수조(7) 내부의 조건을 최적화하기 위해 자동으로 조절 및 작동될 수 있게 설치되는 것이다.In the case of the centrifugal separator 8 installed between the water level control tank 2 and the applicator evaporation tank 1, the seawater contained in the applicator evaporation tank 1 is highly salted by evaporation. In the case of the vacuum pump 14 connected to the applicator evaporation tank 1 and the fresh water recovery tank 7, the applicator evaporates so that the vaporized vapor can be recovered smoothly. In order to optimize the conditions inside the tank (1) and fresh water recovery tank (7) is installed to be automatically adjusted and operated.
한편, 상기와 같이 생성된 담수는 마지막단계로 상기 정수기(12)에 투입되게 되는 바, 상기 정수기(12)는 카본탱크(9), 미네랄탱크(10), 라인믹서기(11) 및, 식수처리 화학약품 공급조(15) 등으로 이루어지되, 상기 카본탱크(9)는 담수의 탈취를 목적으로 설치되고, 상기 미네랄탱크(10)는 담수에 순수한 미네랄을 첨가할 목적으로 설치되며, 또한 상기 라인믹서기(11)는 식수처리 화학약품 공급조(15)에서 공급되는 화학약품으로 식수에서 발생될 수 있는 미생물을 억제하기 위해 설치되는 것이다.On the other hand, the fresh water generated as described above is put into the water purifier 12 in the last step, the water purifier 12 is a carbon tank 9, mineral tank 10, line mixer 11, and drinking water treatment It consists of a chemical supply tank 15, the carbon tank 9 is installed for the purpose of deodorization of fresh water, the mineral tank 10 is installed for the purpose of adding pure minerals to fresh water, and also the line The mixer 11 is a chemical supplied from the drinking water treatment chemical supply tank 15 and is installed to suppress microorganisms that may occur in the drinking water.
따라서, 상기의 담수화 장치에 의해 고품질의 담수를 고속으로 제조할 수 있고, 설비의 단순화로 인해 에너지 사용 및 그 유지 관리비용을 절감할 수 있으며, 설비가 차지하는 면적이 현저히 줄어들기 때문에 저비용으로 효율적으로 운용할 수 있는 것이다.Therefore, the desalination apparatus can produce high quality fresh water at high speed, reduce the energy use and maintenance cost due to the simplification of the equipment, and reduce the area occupied by the equipment. It can be operated.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치는, 마이크로파를 이용하여 해수의 증발을 고속화함으로써 해수를 통해 보다 많은 양의 담수를 단시간에 생산할 수 있고, 해수의 담수화 장치를 이루는 장비가 간편하게 구성됨으로써 그 유지비용이 절감되며, 해수를 담수화 하는 과정에서 해수 방류량이 줄어들기 때문에 그 효율이 증대될 뿐만아니라 장비의 유지 및 보수가 용이하여 제반 비용을 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the desalination apparatus of the seawater according to the present invention can produce a larger amount of desalination water in a short time by using the microwave to speed up the evaporation of the seawater, and the equipment for forming the desalination apparatus of the seawater is simply configured. By doing so, the maintenance cost is reduced, and the amount of seawater discharged in the process of desalination of the seawater is not only increased in efficiency, but also easy to maintain and repair the equipment, thereby reducing overall costs.
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