KR100569535B1 - Solution capturing and circulating type powder drying machine using cyclone - Google Patents

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KR100569535B1
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명은 습식화학공정을 통해서 발생되는 폐용액에 포함된 유기, 무기물 분말을 빠른 시간내에 초미립자 상태로 포집함과 동시에 폐용액도 외부로 배출하지 않고 회수하여 환경오염을 방지하기 위한 사이클론을 이용한 용액 회수형 순환식 분말건조장치에 관한 것이다.The present invention collects the organic and inorganic powder contained in the waste solution generated by the wet chemical process in a very fine state within a very short time and at the same time recover the waste solution without discharging to the outside to prevent environmental pollution by using a cyclone It relates to a recovery type circulation powder drying apparatus.

이러한 본 발명은 폐용액을 저장하는 폐용액통과, 공기를 압축하는 공기압축기와, 폐용액통의 폐용액과 공기압축기에서 발생된 압축공기를 혼합하여 분사하는 스프레이건과, 스프레이건이 하부에 설치되는 종모양의 건조실과, 건조실의 하부에 상향 설치되어 상기 분사된 폐용액을 가열하는 버너와, 건조실의 버너 하부위치에 설치되어 폐용액을 상방향으로 송풍시켜주는 제 1송풍기와, 건조실과 연속 설치되어 건조실로부터 나온 폐용액가스, 분말, 압축공기를 유입받아 원심분리를 통해 분말은 회수하고 분리된 폐용액가스와 압축공기는 다음 단계로 이송하는 사이클론과, 지그재그로 된 유로의 외부에 응축수관이 설치된 형상을 가지고 사이클론과 연속 설치되어 상기 이송되는 폐용액가스를 응축시키는 응축기와, 응축기로부터 응축된 폐용액을 회수하는 폐용액회수통과, 응축기를 통과한 공기성분을 대기중으로 배출하는 가스배출기로 구성된 것이다.The present invention is a waste container for storing the waste solution, an air compressor for compressing air, a spray gun for mixing and spraying the waste solution of the waste solution and the compressed air generated in the air compressor, and the spray gun is installed at the bottom A bell-shaped drying chamber, a burner installed upwardly in the lower part of the drying chamber to heat the injected waste solution, and a first blower installed at the lower position of the burner in the drying chamber to blow the waste solution upward, and continuous installation with the drying chamber. The waste solution gas, powder, and compressed air from the drying chamber are flowed in, and the powder is recovered through centrifugation, and the separated waste solution gas and compressed air are transferred to the next stage, and a condensate pipe is placed outside the zigzag flow path. A condenser for condensing the conveyed waste solution gas, which is continuously installed with a cyclone having an installed shape, and Wastewater solution passed to recovery, will be composed of the one component pass through the air condenser with a gas ejector for discharging into the atmosphere.

Description

사이클론을 이용한 용액 회수형 순환식 분말건조장치{Solution capturing and circulating type powder drying machine using cyclone}Solution capturing and circulating type powder drying machine using cyclone}

도 1은 본 발명에 따른 분말건조장치의 구성도.1 is a block diagram of a powder drying apparatus according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 분말건조장치의 외부구성도.Figure 2 is an external configuration of the powder drying apparatus according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 분말건조장치를 이용한 실험치 그래프.Figure 3 is an experimental value graph using the powder drying apparatus according to the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

1 : 폐용액통 2 : 공기압축기 3 : 스프레이건1 waste solution container 2 air compressor 3 spray gun

4 : 건조실 5 : 버너 6 : 제 1송풍기4: drying chamber 5: burner 6: first blower

7 : 사이클론 7a : 분말저장통 8 : 응축기7: cyclone 7a: powder reservoir 8: condenser

8a : 유로 8b : 응축수관 9 : 폐용액회수통8a: flow path 8b: condensate pipe 9: waste solution recovery container

10 : 가스배출기 11 : 제 2송풍기 12 : 제어판10 gas discharge machine 11 second blower 12 control panel

13 : 케이스 14 : 분말회수구 15 : 폐용액주입구13 case 14 powder recovery port 15 waste solution inlet

16 : 폐용액회수구 17 : 버너연료투입문16: waste solution recovery port 17: burner fuel input door

본 발명은 사이클론을 이용한 용액 회수형 순환식 분말건조장치에 관한 것으 로, 습식화학공정을 통해서 발생되는 폐용액에 포함된 유기, 무기물 분말을 빠른 시간내에 초미립자 상태로 포집함과 동시에 폐용액도 외부로 배출하지 않고 회수하여 환경오염을 방지하기 위한 것이다.The present invention relates to a solution recovery type cyclic powder drying apparatus using a cyclone, and collects organic and inorganic powders contained in the waste solution generated through a wet chemical process in a very fine state within a short time, and at the same time the external waste solution It is to prevent environmental pollution by collecting without discharging.

주지하다시피, 습식화학공정 중 불가분 발생되는 폐용액에는 유기, 무기물 분말이 무게비로 20%이상 다량 포함되어 있으므로 이러한 분말을 건조, 포집하여 재사용하게 되며, 이를 위해 종래에는 스프레이드라이어(spray dryer)를 주로 사용하여 왔는데, 이러한 스프레이드라이어는 고온의 공기중에 폐용액을 분사하여 용액성분은 증발시키고 분말은 건조하여 집진필터를 통해 포집하는 장치이다.As is well known, the waste solution that is inseparably generated during the wet chemical process contains more than 20% by weight of organic and inorganic powders, so that these powders are dried, collected and reused. To this end, a spray dryer is conventionally used. This spray dryer is a device that sprays waste solution in hot air to evaporate the solution components and to dry the powder to be collected through the dust collecting filter.

그런데, 이러한 스프레이드라이어를 사용할 경우 건조후 발생하는 배출가스를 그대로 혹은 한차례 정도 처리하여 공기중에 배출하게 되는바, 식품제조 과정에 스프레이드라이어를 사용할 경우에는 배출되는 가스가 특별히 환경에 유해하지 않지만, 습식화학공정을 통해 발생되는 폐용액속에는 여러가지 형태의 환경적으로 유해한 유기용제 및 각종 촉매 성분 등이 포함되어 있어 여기에 스프레이드라이어를 적용할 경우 건조되어 증발되는 배출가스를 환경에 무해하게 재처리한 후 대기로 배출해야 하므로 처리비용이 많이 소요되었으며, 이러한 처리비용이 제품 생산원가의 30% 이상을 차지하는 경우도 있었다.However, when the spray dryer is used, the exhaust gas generated after drying is treated as it is or once in the air, and when the spray dryer is used in the food manufacturing process, the exhaust gas is not particularly harmful to the environment. The waste solution generated through the chemical process contains various types of environmentally harmful organic solvents and various catalyst components, and when the spray dryer is applied, the exhaust gas that is dried and evaporated is harmless to the environment. Processing costs were high because they had to be discharged to the atmosphere, which in some cases accounted for more than 30% of the cost of production.

또한, 스프레이드라이어에 사용되는 집진필터는 대부분 수㎛이상의 분말을 건조하여 포집하는 것에 초점이 맞추어져 있었으므로 이를 통해 생산되는 분말의 입경이 커질 수밖에 없어 고품질의 초미립자 분말을 생산할 수 없는 한계가 있었으며, 100㎚ 이하의 분말을 생산할 수 있도록 집진필터의 메쉬사이즈를 작게 구성할 수도 있지만 이럴 경우 집진필터의 공기통로가 미세 분말에 막혀서 자주 교환을 해야하므로 생산효율이 떨어지고, 고가의 필터사용량이 증가되는 문제가 있다.In addition, since most of the dust collecting filters used in the spray dryer are focused on collecting and drying the powder of several micrometers or more, the particle size of the powder produced through this is inevitably increased, and there is a limit in that it is impossible to produce high quality ultra fine powder. Although the mesh size of the dust collecting filter can be configured to be able to produce powders of 100 nm or less, in this case, the air passage of the dust collecting filter is blocked by fine powder, which requires frequent replacement and thus the production efficiency decreases, and the use of expensive filters increases. There is.

따라서, 현재 100nm 이하의 크기를 가진 유기, 무기 분말을 습식화학공정을 이용해서 제조할 때에는 대개 배치(batch) 단위로 작업이 진행되는데, 이는 화학반응을 일으키고 그 용액을 건조하여 분말을 포집하는 과정이 한 단위의 생산량에 대하여 적용되어 이루어지고, 다시 새로운 한 단위가 이러한 과정을 다시 거치게 되는 것으로, 이러한 방식 역시 분말 생산량에 한계가 있고, 각 단위별로 제품의 품질에 차이가 발생될 수밖에 없어 대량 생산 및 품질관리에 불리하다고 할 수 있다.Therefore, when the organic and inorganic powder having a size of 100 nm or less is manufactured by the wet chemical process, the work is usually performed in batch units, which causes a chemical reaction and dries the solution to collect the powder. This unit is applied to the output of one unit, and a new unit goes through this process again, and this method also has a limitation in powder production, and there is no difference in product quality for each unit. And quality control.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 습식화학공정을 통해 발생된 폐용액을 압축공기와 함께 종모양의 건조실에 분사하며, 건조실의 하부에 버너를 설치하여 화기를 직접 폐용액에 가하도록 하고, 건조실의 하부에는 송풍기를 설치하여 폐용액이 하부로 가라앉지 않도록 하며, 건조실의 배출부위와 연속으로 사이클론을 구비하여 사이클론의 원심분리에 의해 분말은 하부의 분말회수통에 모이도록 하고 가스성분은 상부로 배출되게 하며, 사이클론과 연속되게 가스의 유동경로를 지그재그로 구비하고 그 외부에 응축수관을 설치한 응축기를 설치하여 응축된 폐용액은 하부의 폐용액회수통에 모이도록 하고 미응축된 공기성분은 송풍기를 통해 건조실로 재순환하도록 구성함으로써 고정도의 유기, 무기분말을 포집하도록 함은 물론 폐용액 가스가 외부로 누출되지 않아 환경에 무해한 사이클론을 이용한 용액 회수형 순환식 분말건조장치를 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been proposed in view of this point, and the waste solution generated through the wet chemical process is injected into the bell-shaped drying chamber together with the compressed air, and a burner is installed at the lower portion of the drying chamber so that the fire is directly applied to the waste solution. In the lower part of the drying chamber, a blower is installed to prevent the waste solution from sinking to the lower part. The cyclone is continuously provided with the discharge part of the drying room so that the powder is collected in the powder recovery container at the lower part by centrifugation of the cyclone. Is discharged to the upper part, and the condenser equipped with a condensate pipe is installed outside the cyclone and the flow path of the gas is zigzag, and the condensed waste solution is collected in the waste solution collecting container at the lower part. The air component is configured to be recycled to the drying chamber through a blower to collect high precision organic and inorganic powders as well as waste solution. It is to provide a solution recovery type cyclic powder drying apparatus using a cyclone that is harmless to the environment because the gas does not leak to the outside.

이하, 본 발명을 제시되는 실시예 및 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments and the accompanying drawings.

본 발명에 따른 사이클론을 이용한 용액 회수형 순환식 분말건조장치는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 습식 화학공정을 통해 발생된 폐용액을 건조시켜 그 중에 포함된 분말을 회수하는 장치에 있어서, 폐용액을 저장하는 폐용액통(1)과, 공기를 압축하는 공기압축기(2)와, 폐용액통(1)의 폐용액과 공기압축기(2)에서 발생된 압축공기를 혼합하여 분사하는 스프레이건(3)과, 스프레이건(3)이 하부에 설치되는 종모양의 건조실(4)과, 건조실(4)의 하부에 상향 설치되어 상기 분사된 폐용액을 가열하는 버너(5)와, 건조실(4)의 버너 하부위치에 설치되어 폐용액을 상방향으로 송풍시켜주는 제 1송풍기(6)와, 건조실(4)과 연속 설치되어 건조실(4)로부터 나온 폐용액가스, 분말, 압축공기를 유입받아 원심분리를 통해 분말은 회수하고 분리된 폐용액가스와 압축공기는 다음 단계로 이송하는 사이클론(7)과, 지그재그로 된 유로(8a)의 외부에 응축수관(8b)이 설치된 형상을 가지고 사이클론(7)과 연속 설치되어 상기 이송되는 폐용액가스를 응축시키는 응축기(8)와, 응축기(8)로부터 응축된 폐용액을 회수하는 폐용액회수통(9)과, 응축기(8)를 통과한 공기성분을 대기중으로 배출하는 가스배출기(10)로 구성되며, 응축기(8)에 연이어 공기성분을 건조실(4)로 재순환시키는 제 2송풍기(11)가 더 설치된다.Solution recovery type circulation powder drying apparatus using a cyclone according to the present invention is a device for recovering the powder contained therein by drying the waste solution generated through a wet chemical process, as shown in Figure 1 and 2, A spray for mixing and spraying a waste solution container (1) for storing waste solution, an air compressor (2) for compressing air, and a waste solution of the waste solution container (1) and compressed air generated from the air compressor (2). A bell-shaped drying chamber 4 in which the gun 3, the spray gun 3 is installed in the lower portion, a burner 5 which is installed upward in the lower portion of the drying chamber 4 and heats the injected waste solution, and a drying chamber. The first blower (6) installed at the lower position of the burner (4) to blow the waste solution upwards, and the waste solution gas, powder, and compressed air discharged from the drying chamber (4) continuously installed with the drying chamber (4). The powder is recovered by centrifugation and the separated waste solution gas and compressed air The condenser for condensing the waste solution gas to be transported to the next step and the condensate pipe 8b is installed on the outside of the zigzag flow path (8a) is continuously installed with the cyclone (7) (8), a waste solution recovery container (9) for recovering the waste solution condensed from the condenser (8), and a gas discharger (10) for discharging the air component passing through the condenser (8) to the atmosphere. In addition to (8), a second blower 11 for recycling the air component to the drying chamber 4 is further provided.

또한, 제 1송풍기(6) 및 제 2송풍기(11)의 송풍속도, 버너(5)의 사용대수 및 버너(5)에 유입되는 연료의 공급속도, 공기압축기(2)로부터 분사되는 압축공기의 분사압력, 스프레이건(3)의 노즐 구경 등을 폐용액의 종류 또는 상태에 따라 최적의 조건으로 조정할 수 있는 제어판(12)이 구비되며, 도시하지는 않았지만 제어판(12)에는 마이컴이 구비되어 상기한 모든 공정이 전자동으로 이루어질 수 있으며, 마이컴은 생산현장, 중앙 관제실 등과 네트워크 연결되어 원거리에서의 관리가 가능해진다.In addition, the blowing speed of the first blower 6 and the second blower 11, the number of uses of the burner (5), the feed rate of the fuel flowing into the burner (5), the compressed air injected from the air compressor (2) The control panel 12 is provided to adjust the injection pressure, the nozzle size of the spray gun 3, etc. to an optimum condition according to the type or condition of the waste solution, and although not shown, the control panel 12 is provided with a microcomputer. All processes can be done automatically, and microcomputers can be managed remotely by connecting to production sites, central control rooms, etc.

도면상의 미설명 부호 7a는 분말이 모이는 분말저장통을 나타내고, 13은 장치의 외관을 이루는 케이스를 나타내며, 14는 분말회수구를 나타내고, 15는 폐용액을 주입하는 폐용액주입구를 나타내며, 16은 응축된 폐용액을 회수하는 폐용액회수구를 나타내고, 17은 버너연료를 투입하는 버너연료투입문을 나타낸다.In the drawing, reference numeral 7a denotes a powder reservoir for collecting powder, 13 denotes a case forming the appearance of the apparatus, 14 denotes a powder recovery port, 15 denotes a waste solution inlet for injecting waste solution, and 16 denotes condensation. The waste solution recovery port for collecting the used waste solution is shown, and 17 represents a burner fuel input door for injecting burner fuel.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 사이클론을 이용한 용액 회수형 순환식 분말건조장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the solution recovery type circulation powder drying apparatus using a cyclone according to the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 습식화학공정에서 발생된 폐용액을 폐용액주입구(15)를 통해 폐용액통(1)에 주입한 후 스프레이건(3)을 통해 이 폐용액과 공기압축기(2)로부터 발생된 압축공기를 종모양의 건조실(4)에 상방향으로 분사하게 되며, 건조실(4)의 하부에는 버너(5)와 제 1송풍기(6)가 설치되어 있어 상기 분사된 폐용액은 버너(5)에 의해 연소되면서 빠른 시간내에 건조될 수 있고, 제 1송풍기(6)에 의해 하부로 떨어지지 않고 상승될 수 있다.First, the waste solution generated in the wet chemical process is injected into the waste solution container (1) through the waste solution inlet (15), and then compressed air generated from the waste solution and the air compressor (2) through the spray gun (3). To the bell-shaped drying chamber (4) in the upward direction, the burner (5) and the first blower (6) is installed in the lower portion of the drying chamber (4) by the burner (5) It can be dried in a short time while being burned, and can be raised without falling down by the first blower 6.

이러한 방식은 폐용액을 하방향으로 분사하고, 이 분사실내에 고온의 공기를 주입하는 종래 스프레이드라이어의 방식과는 완전히 다른 방식으로서, 버너(5)를 통해 폐용액을 직접 가열하게 되므로 고온의 공기를 주입하는 스프레이드라이어의 방식과는 건조시간, 건조정도에 있어 비교되지 않으며, 더욱이 폐용액을 상방향으로 분사하게 되므로 폐용액이 중력의 작용에 따라 떨어지려는 힘을 받을 수 있으므로 보다 오랜시간 가열될 수 있어 빠른 건조가 가능해지는 것이다.This method is completely different from the conventional spray dryer which injects the waste solution downward and injects hot air into the spray chamber, and heats the waste solution directly through the burner 5 so that the hot air is heated. It is not compared with the method of the spray dryer which injects into the drying time and the degree of drying. Furthermore, since the waste solution is sprayed upward, the waste solution may be subject to the force to fall under the action of gravity. It is possible to dry quickly.

이때, 건조실(4)의 구조는 종(bell)과 같은 형태를 취하게 되며, 이는 처음에 분사된 폐용액의 속도를 줄여 건조실(4)에 최대한 오래 머물도록 함으로써 건조 효율을 높일 수 있게 하면서 일단 건조된 가스, 공기, 분말은 빠른 속도로 빠져나가게 함으로써 이후에 사이클론(7)을 통과하면서 효율적인 포집이 되도록 하기 위함이다.At this time, the structure of the drying chamber (4) takes the form of a bell (bell), which is to reduce the speed of the initially injected waste solution to stay in the drying chamber (4) for as long as possible to increase the drying efficiency once The dried gas, air, and powder are allowed to escape at a high speed so that they can be efficiently collected while passing through the cyclone 7.

건조실(4)을 빠져나온 분말과 공기와 폐용액가스의 혼합공기는 사이클론(7)으로 유입되어 그 원심분리작용을 통해 분말은 하부의 분말저장통(7a)에 포집되고, 폐용액가스와 공기는 사이클론(7)의 상부를 통해 빠져나와 다음 단계로 이송되는데, 폐용액 중에 녹아있는 분말의 입경은 통상 수십㎚에서 100㎚ 정도이므로 분말저장통(7a)에 포집되는 분말은 폐용액가스가 증발하면서 약간 뭉쳐진다하더라도 사이클론(7)을 통과하는 과정에서 미세하게 분리되어 그 입경이 100㎚이하가 될 수 있으며, 따라서 별도의 필터를 사용하지 않고도 고정도의 분말을 포집할 수 있어 필터교환에 소요되는 비용을 절약할 수 있음은 물론 운전정지없이 연속공정으로 분말을 회수할 수 있어 단위시간당 분말회수량을 크게 증대시킬 수 있는 것이다.The mixed air of the powder, air and waste solution gas exiting the drying chamber (4) flows into the cyclone (7), and through the centrifugal action, the powder is collected in the lower powder reservoir (7a), the waste solution gas and air It is passed through the upper part of the cyclone (7) and is transferred to the next step. Since the particle diameter of the powder dissolved in the waste solution is usually about several tens of nm to about 100 nm, the powder collected in the powder storage container (7a) is a little as the waste solution gas evaporates. Even if they are aggregated, they may be finely separated in the course of passing through the cyclone (7) to have a particle diameter of 100 nm or less, so that high-precision powders can be collected without using a separate filter, thereby reducing the cost of filter replacement. In addition to saving, it is possible to recover the powder in a continuous process without stopping the operation can greatly increase the amount of powder recovery per unit time.

분말이 회수되고 난 나머지 배출가스, 즉 폐용액 가스와 공기는 응축기(8)로 유입되어 지그재그로 된 유로(8a)를 통과하면서 그 외부에 설치된 응축수관(8b)의 물과 열교환하여 액상으로 응축되며, 이 응축된 폐용액이 폐용액회수통(9)에 모여 회수되는데, 그 회수량은 최초 분사된 폐용액가스의 90% 이상이 되어 실질적으로 압축공기를 제외하고는 거의 대부분의 폐용액이 회수되는 것으로, 이와 같이 대부분의 폐용액을 회수하게 되면 인체에 유해한 성분이 배출공기에 거의 분포하지 않게 되며, 회수된 폐용액은 중화 및 폐수처리 등의 방법으로 처리한 후 안전하게 방출할 수 있다.After the powder has been recovered, the remaining exhaust gas, that is, waste solution gas and air, flows into the condenser 8 and passes through a zigzag flow passage 8a, and heat-exchanges with water in the condensate pipe 8b installed outside to condense into a liquid phase. The condensed waste solution is collected and collected in the waste solution collection container 9, and the recovery amount is more than 90% of the first injected waste solution gas, so that most of the waste solution is substantially except compressed air. In this way, if most of the waste solution is recovered, the harmful components of the human body are hardly distributed in the discharged air, and the recovered waste solution can be safely discharged after being treated by methods such as neutralization and wastewater treatment.

응축기(8)로부터 배출된 공기는 가스배출기(10)를 통해 대기중으로 배출되며, 공기중에 포함되어 있는 폐용액성분은 거의 없으므로 환경적으로 문제되지 않는다.The air discharged from the condenser 8 is discharged to the atmosphere through the gas discharger 10, and since there is almost no waste solution contained in the air, there is no environmental problem.

그런데, 본 발명에서는 응축되지 않은 공기성분이 전부 대기중으로 배출되는 것이 아니고 그 중 일부는 제 2송풍기(11)의 송풍에 따라 건조실(4)로 재순환하는 것이어서 공기성분에 포함될 수 있는 유해성분의 량을 더욱 줄일 수 있어 대기오염의 원인을 제거할 수 있고, 이와 함께 건조실(4)로 유입된 공기성분이 건조실(4)에 분사되는 폐용액, 공기, 분말의 혼합물을 떨어지지 않게 부유시킬 수 있어 건조성능을 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.However, in the present invention, not all of the air components that are not condensed are discharged to the atmosphere, and some of them are recycled to the drying chamber 4 according to the blowing of the second blower 11, so that the amount of harmful components that may be included in the air components. It is possible to further reduce the cause of air pollution, and the air component introduced into the drying chamber 4 can float the mixture of the waste solution, air, and powder injected into the drying chamber 4 so as not to fall and dry. It can improve performance further.

한편, 폐용액의 종류 또는 상태에 따라 캐리어 가스, 즉 폐용액을 이송하는 압축공기의 이동속도, 버너(5)의 작동개수, 건조실(4)의 온도, 스프레이되는 폐용액의 양 등을 최적의 상태로 조절할 필요가 있으며, 이를 위해 케이스(13)의 외측에 제어판(12)을 구비하게 된다.On the other hand, depending on the type or condition of the waste solution, the optimum carrier gas, that is, the moving speed of the compressed air for transferring the waste solution, the number of operation of the burner 5, the temperature of the drying chamber 4, the amount of the waste solution sprayed, etc. It is necessary to adjust the state, for this purpose is provided with a control panel 12 on the outside of the case (13).

이때, 캐리어 가스의 이동속도 조절은 건조효율의 조절을 위해 필요한 것으로, 캐리어 가스를 빠르게 이동시키면 사이클론(7)에서의 분말 포집 성능의 향상을 기할 수 있지만 너무 빠른 이동은 분말의 건조실 체류시간을 줄여주게 되므로 건조 효율을 떨어뜨릴 수 있는 단점이 있다.At this time, the movement speed of the carrier gas is necessary to control the drying efficiency, and moving the carrier gas quickly may improve the powder collection performance in the cyclone (7), but too fast movement reduces the residence time of the powder in the drying chamber. Since it gives a disadvantage that can reduce the drying efficiency.

건조실(4)의 온도 조절은 버너(5)의 작동개수 또는 연료의 공급속도 조절을 통해 가능해지며, 너무 많은 양의 연료를 공급하면 불완전 연소 등으로 인한 분말 오염의 우려가 있으므로 최적의 생산공정을 확립하기 위해서는 온도 및 버너(5)의 개수를 적절히 조절할 수 있는 기능이 필요하게 된다.The temperature control of the drying chamber 4 can be controlled by controlling the number of operation of the burner 5 or the supply speed of the fuel.If too much fuel is supplied, there is a risk of powder contamination due to incomplete combustion. In order to establish, the function which can adjust temperature and the number of burners 5 appropriately is needed.

스프레이되는 용액의 양을 조절하는 것은 압축 공기의 분사 압력을 조절하는 것을 통해서 가능하며, 스프레이건(3)의 노즐 구경을 조절하여 용액과 공기의 혼합비율 조정, 분사속도 조정, 시간당 분사되는 용액의 양 조정 등이 모두 가능해진다.It is possible to adjust the amount of the sprayed solution by adjusting the injection pressure of the compressed air, and by adjusting the nozzle diameter of the spray gun 3, adjusting the mixing ratio of the solution and air, adjusting the spraying speed, Both adjustments and the like become possible.

즉, 습식화학공정을 통해 발생되는 폐용액의 종류, 상태 등에 따라 제어판(12)을 통해 각 장치의 동작을 세팅할 수 있고, 세팅된 것에 맞게 제어판(12)에 구비된 마이컴에 의해 자동으로 작동될 수 있어 전체 장치가 연속공정으로 이루어질 수 있으며, 장치의 운전 중 분말의 특성을 실시간으로 파악하여 그때그때 필요한 장치를 최적의 상태로 조절할 수 있어 효율적인 생산관리가 가능해진다.That is, the operation of each device can be set through the control panel 12 according to the type and state of the waste solution generated through the wet chemical process, and automatically operated by the microcomputer provided in the control panel 12 according to the setting. The whole device can be made in a continuous process, and the characteristics of the powder during the operation of the device can be grasped in real time, so that the necessary device can be adjusted to the optimum state, enabling efficient production management.

또한, 제어판(12)에 구비된 마이컴이 장치의 동작을 자동 관리하게 되므로 전자동으로 건조장치를 작동시킬 수 있으며, 마이컴을 생산현장, 중앙 관제실 등에 네트워크로 연결할 경우 원거리에서도 건조장치의 작동상황과 공정변수에 대한 모니터링이 가능해지는 것이다.In addition, since the microcomputer provided in the control panel 12 automatically manages the operation of the device, the drying device can be automatically operated. When the microcomputer is connected to a production site, a central control room, or the like, the operation state and process of the drying device can be operated at a long distance. Monitoring of variables becomes possible.

아래에서는 본 발명을 적용하여 실제 분말을 포집하는 것을 실시예로서 설명한다.In the following, to capture the actual powder by applying the present invention will be described as an example.

[실시예 1]Example 1

물, 에탄올, 암모니아 등의 용액과 분말이 혼합되어 있는 현탁액의 형태를 띠고 있는 폐용액을 사용하여 이에 포함되어 있는 분말을 포집하였으며, 이때 분말의 입자 크기는 30㎚∼100㎚ 정도이고, 폐용액 중 분말의 혼합비율은 대략 무게비로 20% 정도이었다.The powder contained therein was collected using a waste solution in the form of a suspension in which a powder and a solution of water, ethanol and ammonia were mixed, wherein the particle size of the powder was about 30 nm to 100 nm, and the waste solution was used. The mixing ratio of the heavy powder was about 20% by weight.

건조성능의 비교를 위해서 기존의 방식인 배치방식의 건조시 시간당 건조분말의 무게와 본 발명에 의한 시간당 건조분말의 무게를 비교하였으며, 그 결과는 아래의 표 1과 같다.In order to compare the drying performance, the weight of the dry powder per hour according to the present invention and the weight of the dry powder during drying of the conventional batch method was compared, the results are shown in Table 1 below.

[표 1]TABLE 1

방식system 배치방식(㎏/h)Batching method (㎏ / h) 본 발명(㎏/h)Invention (kg / h) 최대건조성능Maximum dry performance 0.50.5 55 최적건조성능Optimal Drying Performance 0.20.2 33

표 1에 정리한 바와 같이 두 방식의 건조 효율은 현격한 차이를 나타냄을 알 수 있는바, 배치방식의 경우는 시간당 최대 500g 정도의 분말을 건조하여 얻을 수 있는데 반해서, 본 발명에 따른 건조장치는 시간당 최대 5kg의 분말을 건조할 수 있었으며, 최대 건조성능 뿐만 아니라 최적건조 성능에 있어서도 기존의 배치방식이 시간당 200g의 분말을 건조하는데 반해서, 본 발명에 따른 건조장치는 시간당 3kg의 분말 건조가 가능해짐을 확인할 수 있었다.As summarized in Table 1, it can be seen that the drying efficiency of the two methods shows a remarkable difference. In the case of the batch method, the drying apparatus according to the present invention can be obtained by drying up to 500 g of powder per hour. It was possible to dry up to 5kg of powder per hour, and in addition to the maximum drying performance, the conventional batch method dries 200g of powder per hour, while the drying apparatus according to the present invention enables drying of 3kg of powder per hour. Could confirm.

여기서, 최대 건조성능이라 함은 곧 분말의 포집 성능에 관계없이 시간당 건 조할 수 있는 최대건조 용량을 의미하는 것이고, 최적 건조성능은 분말포집 성능을 저하시키지 않으면서 얻을 수 있는 최대건조 성능으로 본 발명에 따른 건조장치의 최적 운전성능은 3kg/h가 될 것이다.Here, the maximum drying performance means the maximum drying capacity that can be dried per hour regardless of the powder collecting performance, the optimum drying performance is the maximum drying performance that can be obtained without lowering the powder collecting performance of the present invention The optimum operating performance of the drying device will be 3kg / h.

도 3은 상기와 같은 조건하에서의 분말 및 용액 회수율을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the recovery rate of powder and solution under the above conditions.

분말의 회수율은 투입된 분말량에 대하여 실제로 포집된 분말의 비율을 의미하는 것이며, 배치방식의 경우는 실제로 용액이 손실되지만 않는다면 투입된 분말 전체를 회수할 수 있으므로 이를 100이라 했을 때 같은 양의 용액을 투입해서 본 발명에 따른 건조장치로 얻을 수 있는 분말의 양을 비교하여 분말 포집 성능을 측정한 결과 분말의 시간당 건조 용량에 따라 포집성능은 약간의 차이를 보이지만 시간당 3kg의 분말을 건조하는 최적 건조성능시 포집성능은 98로서 배치방식으로 건조하는 경우와 비교해서 거의 차이가 없음을 알 수 있다.The recovery rate of the powder refers to the ratio of the powder actually collected to the amount of powder injected. In the case of the batch method, the total amount of the injected powder can be recovered unless the solution is actually lost. As a result of measuring the powder collection performance by comparing the amount of powder obtained by the drying apparatus according to the present invention, the collection performance was slightly different depending on the drying capacity per hour, but the optimum drying performance of drying the powder of 3 kg per hour The collection performance is 98, which is almost no difference compared to the case of drying in a batch method.

이는 사이클론(7)을 이용하여 분말을 포집할 경우에도 그 회수율이 매우 높고 효과적으로 이루어질 수 있음을 의미하며, 이와 같이 사이클론(7)을 사용할 경우에는 별도의 필터가 필요없어 그에 따른 상당한 이점을 가짐은 자명하다.This means that even when the powder is collected by using the cyclone (7), the recovery rate can be very high and made effective. Thus, when using the cyclone (7), there is no need for a separate filter, which has significant advantages. Self-explanatory

또한, 용액회수율 역시 환경적인 측면에서 매우 중요한 것으로, 최초 투입된 용액의 양을 100 이라고 할 때 응축기를 거치면서 회수된 용액의 비율을 나타낸 것이다. In addition, the solution recovery rate is also very important from an environmental point of view, showing the ratio of the solution recovered through the condenser when the amount of the initially added solution is 100.

본 실험에서 이용된 폐용액은 주성분이 물, 에탄올, 암모니아수로서, 상당한 휘발성을 가지고 있는 에탄올을 함유하고 있는 용액이므로 본 발명의 실험을 통해 서 얻어진 정보는 많은 휘발성 용액에 동일하게 적용이 가능할 것이다.The waste solution used in this experiment is water, ethanol, ammonia water, and the solution contains ethanol which has considerable volatility. Therefore, the information obtained through the experiment of the present invention may be equally applicable to many volatile solutions.

도 3에 도시한 바와 같이 건조 용량을 최대 5㎏까지 하여도 회수되는 용액의 비율은 95 정도를 꾸준하게 유지함을 알 수 있으며, 이는 고온에서 휘발된 용액중 알코올 성분은 고온의 불꽃을 만나 일부분 연소하고 나머지 연소되지 않은 대부분의 알코올은 응축기에서 다시 액상의 알코올로 환원되었음을 의미하는 것으로, 실제로 가스 배출구에서 알코올 센서를 이용해서 가스중 알코올 농도를 측정한 결과 거의 0의 값을 유지하였다. 따라서, 휘발성인 알코올의 경우라도 배출가스 중에 전혀 섞여 나오지 않음을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, even when the drying capacity is up to 5 kg, it can be seen that the ratio of the recovered solution is maintained at about 95. The alcohol component in the volatilized solution at high temperature meets a high temperature flame and partially burns. Most of the remaining unburned alcohol was reduced back to the liquid alcohol in the condenser. In fact, the alcohol concentration in the gas was measured using an alcohol sensor at the gas outlet, and the value remained almost zero. Therefore, it can be seen that even in the case of volatile alcohol, it does not mix in the exhaust gas at all.

또한 성능 평가중 가스배출구 근처에서 암모니아 냄새를 전혀 감지할 수 없었으며, 이는 배기가스 중에 환경에 유해한 성분은 모두 응축되어 회수되고, 나머지 공기성분만이 대기중으로 배출되어 대기오염을 근본적으로 방지할 수 있음을 의미하는 것이다.In addition, no ammonia odor could be detected near the gas outlet during the performance evaluation, which condensed and recovered all environmentally harmful components in the exhaust gas, and only the remaining air components were discharged into the atmosphere to prevent air pollution. It means that there is.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 종모양의 건조실에 폐용액과 압축공기가 상방향으로 분사되고, 하부에는 버너와 송풍기가 구비되어 있어 상기 분사된 폐용액을 직접 가열 건조할 수 있고 하부로 떨어지지 않게 부유시키는 것이므로 건조성능이 크게 향상되는 것이며, 건조실을 빠져나간 후 곧바로 사이클론으로 유입되어 원심분리에 의해 분말과 폐가스로 분리되는 것이므로 별도의 필터없이도 미립자의 유기, 무기물 분말을 빠른 시간내에 다량 회수할 수 있는 것이고, 더욱이 모든 공정이 운전정지없이 연속으로 진행되어 단위시간당 분말 회수량이 증대되는 것 이다.As described above, the present invention is the waste solution and the compressed air is injected upward in the bell-shaped drying chamber, the lower portion is provided with a burner and a blower can directly heat dry the sprayed waste solution and fall to the bottom Since it is not suspended, the drying performance is greatly improved, and after it exits the drying chamber, it immediately flows into a cyclone and is separated into powder and waste gas by centrifugation, so that organic and inorganic powders of fine particles can be recovered in a short time without a separate filter. In addition, all the processes can be carried out continuously without shutting down to increase the powder recovery per unit time.

또한, 분말을 포함한 폐용액은 폐가스 상태로 대기중에 배출하는 것이 아니고 분사, 증발, 응축의 순으로 대부분 회수할 수 있어 대기오염을 근본적으로 방지할 수 있으며, 모든 장치의 제어가 제어판을 통해 이루어질 수 있어 장치의 조작이 간편해지고, 관리가 용이해지는 매우 유용한 효과가 있는 것이다.In addition, the waste solution containing powder can be recovered mostly in the order of spraying, evaporation, and condensation, instead of being discharged to the atmosphere in the form of waste gas, thereby fundamentally preventing air pollution, and all devices can be controlled through the control panel. There is a very useful effect that the operation of the device is easy, and the management is easy.

Claims (3)

습식 화학공정을 통해 발생된 폐용액을 건조시켜 그 중에 포함된 분말을 회수하는 장치에 있어서,In the device for drying the waste solution generated by the wet chemical process to recover the powder contained therein, 폐용액을 저장하는 폐용액통(1)과, 공기를 압축하는 공기압축기(2)와, 상기 폐용액통(1)의 폐용액과 상기 공기압축기(2)에서 발생된 압축공기를 혼합하여 분사하는 스프레이건(3)과, 상기 스프레이건(3)이 하부에 설치되는 종모양의 건조실(4)과, 상기 건조실(4)의 하부에 상향 설치되어 상기 분사된 폐용액을 가열하는 버너(5)와, 상기 건조실(4)의 버너 하부위치에 설치되어 폐용액을 상방향으로 송풍시켜주는 제 1송풍기(6)와, 상기 건조실(4)과 연속 설치되어 상기 건조실(4)로부터 나온 폐용액가스, 분말, 압축공기를 유입받아 원심분리를 통해 분말은 회수하고 분리된 폐용액가스와 압축공기는 다음 단계로 이송하는 사이클론(7)과, 지그재그로 된 유로(8a)의 외부에 응축수관(8b)이 설치된 형상을 가지고 상기 사이클론(7)과 연속 설치되어 상기 이송되는 폐용액가스를 응축시키는 응축기(8)와, 상기 응축기(8)로부터 응축된 폐용액을 회수하는 폐용액회수통(9)과, 상기 응축기(8)를 통과한 공기성분을 대기중으로 배출하는 가스배출기(10)로 구성된 것을 특징으로 하는 사이클론을 이용한 용액 회수형 순환식 분말건조장치.A waste solution container (1) for storing waste solution, an air compressor (2) for compressing air, and a mixture of waste solution of the waste solution container (1) and compressed air generated by the air compressor (2) are sprayed. A spray gun 3 to be installed, a bell-shaped drying chamber 4 in which the spray gun 3 is installed at a lower portion thereof, and a burner 5 which is installed upward in a lower portion of the drying chamber 4 to heat the injected waste solution. ), A first blower (6) installed at the lower position of the burner of the drying chamber (4) to blow the waste solution upwards, and the waste solution from the drying chamber (4) continuously installed with the drying chamber (4). The cyclone (7) for receiving the gas, powder, and compressed air to recover the powder through centrifugation, and separating the separated waste gas and the compressed air to the next stage, and the condensate pipe outside the zigzag flow path (8a) 8b) having a shape in which it is installed and continuously installed with the cyclone 7 for the conveyed waste A condenser (8) for condensing gas, a waste solution collection vessel (9) for recovering the waste solution condensed from the condenser (8), and a gas discharger for discharging the air component passing through the condenser (8) to the atmosphere ( Solution recovery type circulation powder drying apparatus using a cyclone, characterized in that consisting of 10). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 응축기(8)에 연이어 공기성분을 상기 건조실(4)로 재순환시키는 제 2송풍기(11)가 설치된 것을 특징으로 하는 사이클론을 이용한 용액 회수형 순환식 분말건조장치.Solution recovery type circulation type powder drying apparatus using a cyclone, characterized in that the second blower (11) for recirculating the air component to the drying chamber (4) is installed in the condenser (8). 삭제delete
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