KR100787173B1 - Oxidation reactor using metal - Google Patents

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이창하
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

An oxidation reactor is provided to improve reaction efficiency and reduce a cost for controlling temperature and pressure to a supercritical state and a cost for injecting an oxidizer by filling a metal catalyst in a reactor for performing an oxidation reaction. An oxidation reactor includes: a mouth member(380) through which oxidation reaction objects flow into the oxidation reaction tube; an oxidation reaction tube(340) for oxidizing and decomposing the oxidation reaction objects that have flown into the oxidation reaction tube through the mouth member; and a heater(330) for varying a temperature of the oxidation reaction tube, wherein metal or metal alloy is filled in the oxidation reaction tube. The metal or metal alloy includes at least one metal selected from Fe, Ni, Cr, Mn, Cu, Mo, Zr, and Ti. The mouth member includes a body part(378) and a plurality of supply pipes(380a,380b). The oxidation reactor additionally includes: a reaction body(320) into which water and a neutralizing agent are supplied to vary a temperature of the oxidation reaction tube; and a neutralization chamber(370a) disposed at an exit side of the oxidation reaction tube to mix and neutralize a neutralizing agent that has flown into the neutralization chamber through the reaction body and a decomposed material discharged from the oxidation reaction tube.

Description

금속을 이용하는 산화 반응기 {OXIDATION REACTOR USING METAL} Oxidation reactor using metals {OXIDATION REACTOR USING METAL}

도 1은 종래의 산화 반응기를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a conventional oxidation reactor.

도 2는 종래의 다른 산화 반응기를 도시한 도면이다. 2 is a view showing another conventional oxidation reactor.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화 반응기를 도시한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view showing an oxidation reactor according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화 반응기를 도시한 분해 사시도이다. 4 is an exploded perspective view showing an oxidation reactor according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화 반응기의 일부를 도시한 분해 사시도이다. 5 is an exploded perspective view showing a part of an oxidation reactor according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화 반응기의 일부를 도시한 분해 사시도이다. 6 is an exploded perspective view showing a part of an oxidation reactor according to another embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마우스 부재를 도시한 사시도이다. 7 is a perspective view showing a mouse member according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마우스 부재를 도시한 분해 사시도이다.8 is an exploded perspective view showing a mouse member according to another embodiment of the present invention.

도 9의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인레스 스틸 316 금속을 사용하여 2-클로로페놀의 분해 효율을 도시한 그래프이다.Figure 9 (a) is a graph showing the decomposition efficiency of 2-chlorophenol using a stainless steel 316 metal according to an embodiment of the present invention.

도 9의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 인코넬 625 금속을 사용하여 2-클로로페놀의 분해 효율을 도시한 그래프이다.Figure 9 (b) is a graph showing the decomposition efficiency of 2-chlorophenol using Inconel 625 metal according to an embodiment of the present invention.

도 10의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 모넬 K-500 금속을 사용하여 2-클로 로페놀의 분해 효율을 도시한 그래프이다.Figure 10 (a) is a graph showing the decomposition efficiency of 2-chlorophenol using Monel K-500 metal according to an embodiment of the present invention.

도 10의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 하스텔로이 C-276 금속을 사용하여 2-클로로페놀의 분해 효율을 도시한 그래프이다.Figure 10 (b) is a graph showing the decomposition efficiency of 2-chlorophenol using Hastelloy C-276 metal according to an embodiment of the present invention.

도 11의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 Gr2 금속을 사용하여 2-클로로페놀의 분해 효율을 도시한 그래프이다.Figure 11 (a) is a graph showing the decomposition efficiency of 2-chlorophenol using titanium Gr2 metal according to an embodiment of the present invention.

도 11의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 지르코늄 702 금속을 사용하여 2-클로로페놀의 분해 효율을 도시한 그래프이다.11 (b) is a graph showing the decomposition efficiency of 2-chlorophenol using a zirconium 702 metal according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 산화 반응기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 처리물질 및 산화제를 개별적으로 공급할 수 있는 복수의 공급관을 구비하여, 산화 반응기의 도입부에서의 산에 의한 부식을 예방할 수 있는 산화 반응기에 관한 것이다. The present invention relates to an oxidation reactor, and more particularly, to an oxidation reactor having a plurality of supply pipes capable of supplying a treatment material and an oxidant separately, to prevent corrosion by acid at the inlet of the oxidation reactor.

오늘날 산업발달에 따라 발생되는 각종 폐수 및 폐액에 함유된 난분해성 유기물은 생물학적 분해법, 화학적 산화법, 활성탄 흡착법, 고온 산화법, 습식산화법, 소각법 등을 통하여 분해하여 처리하게 된다.Today, the hardly decomposable organic substances contained in various wastewaters and waste liquids generated by industrial development are decomposed and treated through biological decomposition, chemical oxidation, activated carbon adsorption, high temperature oxidation, wet oxidation, incineration, and the like.

그러나, 폐수 및 폐액에 함유된 유기물의 독성이 강해지면서 분해가 어려운 새로운 화학물질이 등장하게 됨에 따라 보다 증대된 분해효율을 가진 분해처리방법과 친환경적인 공정이 활발히 연구되고 있다.However, as the toxicity of organic matter contained in waste water and waste liquids increases, new chemicals that are difficult to decompose have emerged, and thus, decomposition treatment methods and environmentally friendly processes with increased decomposition efficiency have been actively studied.

특히, 각종 폐수 및 폐액에 함유된 난분해성 유기물의 분해방법 중 습식산화법은 생물학적 분해가 어려운 고농도이지만 소각법으로 분해하기에는 저농도인 난분해성의 독성유기화합물을 분해하기 위하여 개발된 분해방법이다.In particular, the wet oxidation method among the decomposition methods of the hardly decomposable organic matter contained in various wastewaters and waste liquids is a decomposition method developed to decompose toxic organic compounds having high concentration that is difficult to biodegrade but low concentration to be degraded by incineration.

그러나, 습식산화법은 비교적 높은 온도(200℃)와 압력(150bar)에서 액상산화반응이 진행되는데, 그 반응시간이 약 1~2시간 정도로 길게 진행되기 때문에 큰 부피의 고압반응기가 필요하게 되고, 불완전 산화가 일어나기 때문에 반응 부산물이 발생되며, 이 반응 부산물을 완전 분해하기 위하여 다시 재처리공정이 필요하게 된다.However, in the wet oxidation method, the liquid phase oxidation reaction proceeds at a relatively high temperature (200 ° C.) and pressure (150 bar). Since the reaction time proceeds for about 1 to 2 hours, a large volume of high pressure reactor is required and incomplete. As oxidation occurs, reaction by-products are generated, and reprocessing is required again to completely decompose the reaction by-products.

또한, 소각법은 고온에서 유기물을 분해 처리하기 때문에 처리비용이 과다하게 소요되고, NOx, SOx, 다이옥신 등의 인체에 해로운 부산물을 배출하는 문제가 있다.In addition, since the incineration process decomposes the organic material at a high temperature, excessive processing costs are required, and there is a problem of emitting by-products harmful to the human body such as NOx, SOx, and dioxin.

이러한 습식산화법이나 소각법의 문제점을 개선하기 위하여 개발된 분해방법이 초임계수 산화법이며, 이 초임계수 산화법은 물을 임계온도(Tc)인 374℃, 임계압력(Pc)인 221bar 이상인 초임계수 상태에서 폐수 및 폐액을 산화 분해시키는 방법이다.The decomposition method developed to improve the problems of the wet oxidation method and the incineration method is a supercritical water oxidation method. The supercritical water oxidation method is used for supercritical water at a temperature of 374 ° C. (Tc) and 221 bar (Pc). Oxidative decomposition of waste water and waste liquid.

이때, 초임계수 산화법은 습식산화법에 비해 다소 높은 온도와 압력의 조업조건에서 이루어지지만, 초임계수의 상태에서 유기물 및 산화제가 완전 혼합되어 산화반응에 필요한 물질전달에 제한이 없어지게 되고, 이로써 높은 반응속도를 유지할 수 있게 되면서 폐수 및 폐액이 물과 이산화탄소, 산소, 질소 등으로 완전 분해되어 반응 부산물을 발생시키지 않는 장점이 있다.At this time, the supercritical water oxidation method is performed under operating conditions of a somewhat higher temperature and pressure than the wet oxidation method, but in the supercritical water state, organic matter and oxidizing agent are completely mixed so that there is no restriction on the material transfer necessary for the oxidation reaction, thereby high reaction. Being able to maintain the rate has the advantage that the waste water and waste liquid is completely decomposed into water and carbon dioxide, oxygen, nitrogen, etc., do not generate reaction by-products.

더욱이, 초임계수 산화법에 있어 약 400~500℃의 온도하에서 조업이 이루질 경우 수분 내에 99.99%이상의 산화 분해가 이루어지는 것으로 알려져 있다.Moreover, it is known that in the supercritical water oxidation method, when the operation is performed at a temperature of about 400 to 500 ° C., oxidative decomposition of 99.99% or more occurs in a few minutes.

이처럼, 초임계수 산화법은 풍부한 산화제의 공급으로 그 산화반응속도가 현저히 빨라지는 조건을 가지게 되어 난분해성 독성유기화합물을 완전 분해할 수 있는 최적의 처리방법으로 평가되고 있다.As such, the supercritical water oxidation method has a condition that the oxidation reaction rate is significantly increased by supplying abundant oxidizing agent and is evaluated as an optimal treatment method capable of completely decomposing hardly degradable toxic organic compounds.

그러나, 초임계수 산화법은 상기한 장점에도 불구하고 특히 할로겐화 유기화합물의 분해시 발생되는 산에 의한 부식, 폐수 및 폐액에서 함유하고 있는 용존성 고형물의 석출에 의한 파울링(fouling) 및 관막힘 현상 등의 과제가 해결되지 않아 상용화되지 못하여 왔다.However, despite the above-mentioned advantages, the supercritical water oxidation method is particularly resistant to acid corrosion, fouling and clogging due to precipitation of dissolved solids contained in wastewater and waste liquids. The problem has not been solved and has not been commercialized.

최근에 와서 내식성 재료를 응용하여 산부식이나 파울링의 문제를 해결하려는 연구가 진행되고 있으나, 산화반응이 일어나는 반응기의 내벽을 내식성의 금속으로 제작하여도 여전히 부식이 발생한다. 또한, 미국특허 제5,461,648호, 제5,527,471호 및 제5,545,337호는 반응기의 내벽을 비금속재인 세라믹 등으로 코팅하는 기술을 개시하나, 코팅된 세라믹의 비균일성에 의해 그 내구성에 문제가 있다.Recently, research has been conducted to solve the problem of acid corrosion and fouling by applying a corrosion resistant material, but corrosion is still generated even when the inner wall of the reactor in which the oxidation reaction occurs is made of a corrosion resistant metal. In addition, US Pat. Nos. 5,461,648, 5,527,471, and 5,545,337 disclose a technique of coating the inner wall of the reactor with a ceramic, such as a non-metal material, but there is a problem in durability due to the nonuniformity of the coated ceramic.

이밖에도 산화반응에 의한 폐수 및 폐액의 분해처리공정에 있어 산의 부식 및 염의 석출에 관한 문제를 해결하기 위한 다양한 기술이 개발된 바 있으나, 여기서는 예컨대 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 소개하도록 한다.In addition, various techniques have been developed to solve problems related to acid corrosion and salt precipitation in the decomposition process of wastewater and waste liquid by oxidation, but here, for example, the conventional techniques as shown in FIGS. Introduce the problem.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이 내부세라믹관(102)으로 반응물질(처리물질와 산화제의 혼합물)을 공급하고, 외부금속관(100)내로 초임계수상태의 물을 공급하면서 물이 내부세라믹관(102)의 분사구(104)를 통해 내부세라믹관(102)의 내부로 분사되면서 내부세라믹관(102)내를 흐르는 반응물질이 분사구를 통해 외부로 유출되는 현상을 방지하도록 구성되어 있다.First, as shown in FIG. 1, the reactant (a mixture of the treatment material and the oxidant) is supplied to the internal ceramic tube 102, and the water is supplied to the internal ceramic tube 102 while supplying water in a supercritical water state into the external metal tube 100. It is configured to prevent the phenomenon that the reaction material flowing in the internal ceramic tube 102 to the outside through the injection hole while being injected into the interior of the internal ceramic tube 102 through the injection hole 104 of the).

그러나, 이러한 반응기 구조는 산에 의한 부식문제를 어느 정도 해결할 수는 있으나, 물의 초임계압력에 의해 분사구(104)를 중심으로 균열이 발생되는 등 내부세라믹관(102)의 내구성에 문제가 있다.However, such a reactor structure can solve the problem of corrosion by acid to some extent, but there is a problem in the durability of the internal ceramic tube 102 such that cracks are generated around the injection hole 104 by the supercritical pressure of water.

그리고, 도 2에 도시한 산화 반응기는 반응기(200)내에 산화제와 처리물질을 공급한 후, 초임계수 상태에서 산화반응을 유도하여 처리물질의 분해를 실시한 다음, 아임계수 상태로 제어함으로써 염석출을 방지하도록 구성되어 있다. 그러나 초임계와 아임계 경계면에서 부식이 발생하는 문제점을 가지고 있다.In addition, the oxidation reactor shown in FIG. 2 supplies an oxidizing agent and a treatment material into the reactor 200, induces an oxidation reaction in a supercritical water state, decomposes the treatment material, and controls salt precipitation by controlling to a subcritical water state. It is configured to prevent. However, there is a problem that corrosion occurs at the supercritical and subcritical interface.

이러한 종래 기술은 염석출을 방지하는 데에 효과가 있으나, 산화제 및 처리물질을 하나의 관을 통해 공급함으로써 발생하는 산에 의한 부식에 대해 대비할 수 없는 구조적 문제점을 안고 있다.Although this prior art is effective in preventing salt precipitation, there is a structural problem that cannot be prepared for corrosion by acid generated by supplying an oxidizing agent and a treating material through a single pipe.

또한 상기와 같은 선행기술 운전 조건을 초임계 상태로 올리기 위해서는 많은 비용이 투입된다는 문제가 있었다. In addition, there is a problem that a lot of money is put into raising the prior art operating conditions as described above in the supercritical state.

본 발명의 목적은 산화 반응이 이루어 지는 반응기 내부에 금속 촉매가 위치하여 반응 효율을 높임과 동시에 온도 및 압력을 초임계 상태로 제어하기 위한 비용 및 산화제의 투입에 드는 비용을 절감할 수 있는 산화 반응기를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to place a metal catalyst inside the reactor where the oxidation reaction takes place to increase the reaction efficiency and at the same time to reduce the cost of controlling the temperature and pressure in the supercritical state and the cost of the oxidant input To provide.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 산화 반응기는 산화 반응의 대상 물질들을 유입시키는 마우스 부재; 상기 마우스 부재를 통해 유입된 대상 물질들을 산화분해시키는 산화반응관; 및 상기 산화반응관의 온도를 변화시키는 가열기를 포함하되, 상기 산화반응관 내부에 금속 또는 금속합금이 충진되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an oxidation reactor according to an embodiment of the present invention includes a mouse member for introducing the target materials of the oxidation reaction; An oxidation reaction tube for oxidatively decomposing target substances introduced through the mouse member; And it includes a heater for changing the temperature of the oxidation reaction tube, characterized in that the metal or metal alloy is filled in the oxidation reaction tube.

또한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 산화 반응기는 처리물질 및 산화제를 개별적으로 공급할 수 있는 마우스 부재를 구비하므로, 산화 반응기의 도입부에서의 산에 의한 부식을 예방할 수 있다. In addition, since the oxidation reactor according to the preferred embodiment of the present invention includes a mouse member capable of supplying a treatment material and an oxidant separately, corrosion by acid in the introduction portion of the oxidation reactor can be prevented.

본 발명자는 상기 금속 또는 금속 합금을 산화반응 영역에 첨가하는 것만으로도 산화반응의 효율을 증대시킬 수 있다는 점을 밝혀 본 발명을 완성하였다.The present inventors have found that the efficiency of the oxidation reaction can be increased only by adding the metal or the metal alloy to the oxidation reaction region, thereby completing the present invention.

이는 금속 시편을 구성하는 순수금속성분들이 산화반응에 의해 금속 산화물로 변형되어 촉매 역할을 수행하거나 금속 이온으로 떨어져 나와 균일 촉매로 작용하기 때문인 것으로 풀이되는데, 이러한 결과는 값비싼 금속 산화물 촉매를 투입하지 않고 금속만을 투입하였을 때, 아임계수 및 초임계수 산화반응에 의하여 금속이 자동적으로 금속 산화물로 변환되거나 금속 이온으로 떨어져 나와 촉매 역할을 할 수 있다는 측면에서 촉매 사용 비용의 절감을 가져올 뿐 아니라 반응 조건을 완화시킬 수 있어 운전 비용의 절감 효과까지 가져 올 수 있다.This is because the pure metal components constituting the metal specimens are transformed into metal oxides by oxidation reaction to act as catalysts or fall off as metal ions to act as homogeneous catalysts. When only the metal is added, it is possible to reduce the cost of using the catalyst in terms of the fact that the metal can be automatically converted into the metal oxide or fall into the metal ion by the subcritical water and supercritical water oxidation reaction, and thus can act as a catalyst. It can be mitigated, resulting in lower operating costs.

상기 본 발명에 따른 산화반응관 내부에 위치한 금속 또는 금속합금은 특별히 제한되지는 않으나, 철, 니켈, 크롬, 망간, 구리, 몰리브덴, 지르코늄, 및 티타늄으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 금속 또는 금속합금의 형성 또한 특별히 제한되지 않으며, 구상 또는 판상 등 다양한 형태를 가질 수 있다.The metal or metal alloy located inside the oxidation reaction tube according to the present invention is not particularly limited, but preferably includes at least one metal selected from iron, nickel, chromium, manganese, copper, molybdenum, zirconium, and titanium. Formation of the metal or metal alloy is also not particularly limited, and may have various forms such as spherical or plate-like.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화 반응기를 도시하는 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화 반응기를 도시한 분해 사시도이다. 3 is a cross-sectional view showing an oxidation reactor according to an embodiment of the present invention. 4 is an exploded perspective view showing an oxidation reactor according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 산화 반응기는 반응몸체(320), 중화제공급부(320b), 가열기(330), 산화반응관(340), 금속시편(410) 및 마우스 부재(380)를 포함한다. 3 and 4, the oxidation reactor according to the present invention includes a reaction body 320, a neutralizer supply part 320b, a heater 330, an oxidation reaction tube 340, a metal specimen 410, and a mouse member 380. ).

산화 반응기는 마우스 부재(380)를 통해 공급되는 산화 반응의 대상 물질, 즉, 폐수, 폐액 및 산화제 등을 소정의 압력 및 온도상태에서 산화시켜 분해 처리한 후, 중화시켜 분해물질 배출구(370b)로 배출하도록 구성되어 있다.The oxidation reactor oxidizes and decomposes the target material of the oxidation reaction, that is, the waste water, the waste liquid, and the oxidizing agent supplied through the mouse member 380 at a predetermined pressure and temperature, and then neutralizes it to the decomposition product outlet 370b. It is configured to discharge.

보다 구체적으로 설명하면, 산화 반응기에 있어 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 원통관 형상의 반응몸체(320)에는 그 외주면 상하단측에 각각 중화제공급부(320b)와 물공급부(320a)가 구비되어 있다.More specifically, in the oxidation reactor, as shown in FIGS. 3 and 4, the cylindrical tubular reaction body 320 is provided with a neutralizer supply part 320b and a water supply part 320a at upper and lower ends of the outer circumferential surface, respectively. have.

이때, 반응몸체(320)의 중화제공급부(320b)는 반응몸체(320)의 내부로 중화제를 공급하게 되고, 물공급부(320a)는 반응몸체(320)의 내부로 물을 공급하게 된다.At this time, the neutralizer supply unit 320b of the reaction body 320 supplies the neutralizer to the inside of the reaction body 320, and the water supply unit 320a supplies water to the inside of the reaction body 320.

여기서, 반응몸체(320)의 내부를 가열하도록 구비되는 가열기(330)는 물공급부(320a)와 중화제공급부(320b) 사이에 위치하도록 반응몸체(320)의 외주면에 부착되도록 구성되어 있다.Here, the heater 330 provided to heat the inside of the reaction body 320 is configured to be attached to the outer circumferential surface of the reaction body 320 to be located between the water supply part 320a and the neutralizer supply part 320b.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가열기(330)에 의해 반응몸체(320)의 내부가 초임계 온도로 가열될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the inside of the reaction body 320 may be heated to a supercritical temperature by the heater 330.

그리고, 반응몸체(320)에는 그 상하부측에 각각 상부 및 하부패킹(390 및 400)이 끼워지면서 그 내부를 폐쇄하도록 구성하게 되고, 다시 상부 및 하부패킹(390 및 400)에는 그 중앙부에 각각 형성되어 있는 장착구(390a 및 400a)에 산화반응관(340)의 상하단측이 결합되도록 구성되어 있다.Then, the upper and lower packings 390 and 400 are respectively inserted into the reaction body 320 so as to close the inside thereof, and the upper and lower packings 390 and 400 are respectively formed at the center thereof. The upper and lower ends of the oxidation reaction tube 340 are coupled to the mounting holes 390a and 400a.

이때, 산화반응관(340)은 그 상하단측이 각각 상부패킹(390)의 상부장착구(390a)와 하부패킹(400)의 하부장착구(400a)에 삽입되면서 고정되어 반응몸체(320)의 내부중앙에 수직방향으로 설치된다. 여기서, 산화반응관(340)은 스테인리스강, 하스텔로이 C, 모넬, 인코넬, 티타늄 또는 지르코늄 등의 금속 또는 세라믹으로 구성될 수 있다. At this time, the oxidation reaction tube 340 is fixed while the upper and lower ends are inserted into the upper mounting hole 390a of the upper packing 390 and the lower mounting hole 400a of the lower packing 400, respectively, of the reaction body 320. It is installed vertically in the inner center. Here, the oxidation tube 340 may be made of a metal or ceramic, such as stainless steel, Hastelloy C, Monel, Inconel, titanium or zirconium.

특히, 하부장착구(400a)는 단순히 원형구멍으로써 산화반응관(340) 억지 끼움방식으로 끼워지면서 누수를 차단하게 되지만, 상부장착구(390a)는 도 4에 도시한 바와 같이 산화반응관(340)의 상단측을 끼워 고정시키는 동시에 그 원주면상에 연이어 작은 틈새의 분사구(390b)가 형성되어 이를 통한 중화제의 분사가 가능하도록 구성되어 있다.In particular, the lower mounting hole (400a) is simply inserted into the oxidation reaction tube 340 by interference fit as a circular hole to block the leakage, the upper mounting hole (390a) as shown in Figure 4 oxidation reaction tube (340) At the same time, the upper end side of the c) is fixed to the circumferential surface, and a small gap injection port 390b is formed to enable injection of the neutralizing agent through the same.

이처럼, 분사구(390b)를 산화반응관(340)의 외주면과 접하도록 구성하는 것은 아임계온도의 중화제를 최대한 산화반응관(340)과 접하도록 함으로써 냉각효율을 극대화하기 위함이다.As such, the configuration in which the injection port 390b is in contact with the outer circumferential surface of the oxidation reaction tube 340 is to maximize the cooling efficiency by bringing the neutralizing agent of the subcritical temperature into contact with the oxidation reaction tube 340 as much as possible.

또한, 상부압착블록(370)을 상부패킹(390)의 상부에 위치시키거나, 마우스 부재(380)를 하부패킹(400)의 하부에 위치시킨 상태에서 상부캡(350)을 반응몸체(320)의 외주면 상단측과 나사결합시키거나 하부캡(360)을 반응몸체(320)의 외주면 하단측과 나사결합시키면 상부압착블록(370) 또는 마우스 부재(380)가 상부패킹(390) 또는 하부패킹(400)을 누르게 되고, 이로써 상부패킹(390) 및 하부패킹(400)을 각각 반응몸체의 상하단면에 밀착시켜 누수를 방지하게 된다.In addition, the upper cap 350 is placed on the upper portion of the upper packing 390, or the upper cap 350 in the state of placing the mouse member 380 in the lower portion of the lower packing 400, the reaction body 320 When screwing the upper peripheral side of the outer surface or screwing the lower cap 360 with the lower side of the outer peripheral surface of the reaction body 320, the upper compression block 370 or the mouse member 380 is the upper packing 390 or lower packing ( 400 is pressed, whereby the upper packing 390 and the lower packing 400 are in close contact with the upper and lower end surfaces of the reaction body, respectively, to prevent leakage.

여기서, 마우스 부재(380)는 몸체부(378) 및 복수의 공급관(380a 및 380b)을 포함한다. 복수의 공급관(380a 및 380b)은 몸체부(378)의 일면으로부터 타면을 관통하며 소정 간격으로 이격하여 배치된다. Here, the mouse member 380 includes a body portion 378 and a plurality of supply pipes 380a and 380b. The plurality of supply pipes 380a and 380b penetrate the other surface from one surface of the body portion 378 and are spaced apart at predetermined intervals.

처리물질 및 산화제는 혼합되지 않은 상태에서 각각의 공급관(380a 및 380b)을 통과한다. 이어서, 마우스 부재(380)를 통과한 처리물질 및 산화제가 산화반응관(340) 내에서 혼합되어 반응이 일어난다. 따라서, 종래의 산화 반응기의 도입부에서, 처리물질 및 산화제를 혼합하여 하나의 관으로 공급함에 따라 발생하는 관의 부식 현상을 완화할 수 있다. 이에 따라, 산화 반응기의 수명을 연장시킬 수 있다.The treatment material and the oxidant are passed through the respective feed pipes 380a and 380b without mixing. Subsequently, the treatment material and the oxidant that have passed through the mouse member 380 are mixed in the oxidation reaction tube 340 to generate a reaction. Therefore, in the introduction part of the conventional oxidation reactor, it is possible to alleviate the corrosion phenomenon of the tube generated by mixing the treatment material and the oxidant into one tube. Thus, the life of the oxidation reactor can be extended.

또한 산화반응관(340) 내부에는 금속 촉매(410)를 위치시켜 세라믹관 내부로 들어간 처리 물질 및 산화제가 촉매 작용에 의해 높은 반응 효율로 분해 처리가 된다. 이때, 세라믹 관 하단부와 격리판(380c)연결되는 부위에 다수의 기공을 가진 세라믹 필터(420)를 끼워 세라믹 관 내부에 금속 촉매를 고정시킬 수 있다.In addition, the metal catalyst 410 is positioned inside the oxidation reaction tube 340, and the treatment material and the oxidant that enter the ceramic tube are decomposed with high reaction efficiency by the catalytic action. In this case, the ceramic catalyst 420 having a plurality of pores may be inserted into a portion where the lower portion of the ceramic tube and the separator 380c are connected to fix the metal catalyst inside the ceramic tube.

상부압착블록(370)에는 그 중앙측에 분해물질배출구(370b)가 설치되어 있어 산화반응관(340)의 상부측을 통해 배출되는 분해물질을 외부로 배출하도록 구성되어 있다.The upper compression block 370 is provided with a decomposition material discharge port 370b at the center side thereof and is configured to discharge the decomposition material discharged through the upper side of the oxidation reaction tube 340 to the outside.

특히, 상부압착블록(370)에는 그 내부에 중화챔버(370a)가 구비되는데, 이 중화챔버(370a)에서는 산화반응관(340)의 상부측을 통해 배출되는 분해물질과, 분사구(390b)를 통해 분사되는 중화제를 서로 혼합시켜 중화시킨 후 분해물질배출구(370b)를 통해 배출하는 작용을 하게 된다.In particular, the upper compression block 370 is provided with a neutralization chamber 370a therein, the neutralization chamber 370a in the decomposition material discharged through the upper side of the oxidation reaction tube 340, and the injection hole 390b The neutralizing agent injected through the mixture is neutralized by mixing with each other and then discharged through the decomposition product discharge port 370b.

그리고, 물공급부(320a)를 통해 반응몸체(320)내로 공급되는 물은 아임계 온도로 가열된 상태에서 반응몸체(320)내를 상승하면서 가열기(330)에 의해 초임계 온도로 가열되고, 그 가열된 자체열을 산화반응관(340)에 전달하게 되는 열매체기능을 수행하게 된다.Then, the water supplied into the reaction body 320 through the water supply unit 320a is heated to the supercritical temperature by the heater 330 while raising the inside of the reaction body 320 while being heated to the subcritical temperature. It performs a heating medium function to transfer the heated self heat to the oxidation reaction tube (340).

더욱이, 물공급부(320a)를 통해 반응몸체(320)내로 공급되는 물은 중화제공급부(320b)를 통해 반응몸체(320)내로 공급되는 중화제를 밀어올려 중화제가 반응몸체(320)내의 하부측으로 역류되는 현상을 차단하게 된다.Furthermore, the water supplied into the reaction body 320 through the water supply part 320a pushes up the neutralizing agent supplied into the reaction body 320 through the neutralizing agent supply part 320b so that the neutralizing agent flows back to the lower side in the reaction body 320. Block the phenomenon.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화 반응기의 작용에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the operation of the oxidation reactor according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

처리물질(폐수 및 폐액)과 산화제는 마우스 부재(380)의 공급관(380a 및 380b)으로 공급되면서 산화반응관(340)을 통과하게 된다.The treatment material (waste water and waste liquid) and the oxidant are supplied to the supply pipes 380a and 380b of the mouse member 380 and pass through the oxidation reaction tube 340.

이때, 물공급부(320a)를 통해 반응몸체(320)의 하부측내로 공급되는 물을 가열 기(330)에서 아임계 또는 초임계온도 이상으로 가열하게 되고, 다시 아임계 또는 초임계온도 이상으로 가열된 물의 온도가 산화반응관(340)내로 전달되면서 관내를 통과하는 반응물질이 아임계 또는 초임계온도에 이르도록 가열하게 된다.At this time, the water supplied into the lower side of the reaction body 320 through the water supply unit 320a is heated in the heater 330 above the subcritical or supercritical temperature, and then heated above the subcritical or supercritical temperature. As the temperature of the water is transferred into the oxidation reaction tube 340, the reactant passing through the tube is heated to reach a subcritical or supercritical temperature.

결국, 공급관(380a 및 380b)를 통해 유입된 처리물질 및 산화제는 산화반응관(340)의 중간부를 통과하는 과정에서 아임계 또는 초임계상태에 이르면서 급격한 산화반응을 일으키게 되고, 이로써 처리물질의 완전분해가 진행된다.As a result, the treatment material and the oxidant introduced through the supply pipes 380a and 380b cause a rapid oxidation reaction in the subcritical or supercritical state while passing through the intermediate portion of the oxidation reaction tube 340, thereby Complete decomposition proceeds.

그리고, 상온의 중화제는 중화제유입구(320b)를 통해 반응몸체(320)의 상부측내로 공급되면서 반응몸체(320)내에서 상승되는 아임계 또는 초임계온도의 물과 함께 혼합되면서 희석이 이루어지게 된다.In addition, the neutralizing agent at room temperature is supplied into the upper side of the reaction body 320 through the neutralizing agent inlet 320b and mixed with water of the subcritical or supercritical temperature rising in the reaction body 320 to be diluted. .

이때, 중화제는 고농도로서 반응몸체(320)내에서 아임계 또는 초임계온도의 물과 혼합되면서 소정 온도, 예를 들어 아임계 온도를 가지면서 적정농도로 희석이 이루어지게 되고, 적정농도와 소정 온도로 희석된 중화제는 산화반응관(340)의 출구측을 냉각시키면서 분사구(390b)를 통해 중화챔버(370a)로 분사된다.At this time, the neutralizing agent is mixed with water of a subcritical or supercritical temperature in the reaction body 320 as a high concentration, and is diluted to an appropriate concentration while having a predetermined temperature, for example, a subcritical temperature, and an appropriate concentration and a predetermined temperature. The neutralizing agent diluted with is injected into the neutralization chamber 370a through the injection hole 390b while cooling the outlet side of the oxidation reaction tube 340.

여기서, 산화반응관(340)을 통과하면서 산화반응에 의해 분해 처리된 분해물질은 산화반응관(340)의 상부측을 통해 배출되면서 중화챔버(370a)의 중화제와 혼합되어 중화처리된다.Here, the decomposition material decomposed by the oxidation reaction while passing through the oxidation reaction tube 340 is discharged through the upper side of the oxidation reaction tube 340 and mixed with the neutralizing agent of the neutralization chamber 370a to be neutralized.

이하에서는 본 발명에 따른 산화 반응기에서 산의 부식 및 염석출에 대한 문제해결을 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the problem of corrosion and salt precipitation of the acid in the oxidation reactor according to the present invention will be described in detail.

처리물질(폐수 및 폐액)과 산화제는 각각 마우스 부재(380)의 공급관(380a 및 380b)을 통해 분리된 상태로 산화반응관(340)으로 공급된다. 여기서, 산화반응 관(340)으로 유입되기 전에는 처리물질과 산화제가 혼합되지 않으므로, 산화반응이 일어나지 않으며, 이에 따라, 산화 반응기의 도입부에서는 산에 의한 부식이 발생하지 않는다. The treatment material (waste water and waste liquid) and the oxidant are supplied to the oxidation reaction tube 340 in a separated state through the supply pipes 380a and 380b of the mouse member 380, respectively. Here, since the treatment material and the oxidant are not mixed before entering the oxidation tube 340, the oxidation reaction does not occur, and thus, corrosion by acid does not occur at the inlet of the oxidation reactor.

이어서, 처리물질(폐수 및 폐액)과 산화제는 산화반응관(340) 내부에서 혼합되며, 산화반응관(340)에 위치한 금속 촉매(410)를 통과하면서 초임계수 상태에 이르러 급격한 산화반응을 일으키게 되고, 이로써 다량의 산을 생성하게 된다.Subsequently, the treatment material (waste water and waste liquid) and the oxidant are mixed in the oxidation reaction tube 340, and pass through the metal catalyst 410 located in the oxidation reaction tube 340 to reach a supercritical state and cause a rapid oxidation reaction. This creates a large amount of acid.

그러나, 본 발명에서는 산화반응에 의한 생성된 다량의 산이 산화반응관(340)을 통과하는 과정에서 부식을 발생시키지 않게 되고, 산화반응관(340)의 상부측을 통해 중화챔버(370a)내로 배출되므로 산에 의한 부식문제를 해결할 수 있게 된다.However, in the present invention, a large amount of acid generated by the oxidation reaction does not cause corrosion in the process of passing through the oxidation reaction tube 340 and is discharged into the neutralization chamber 370a through the upper side of the oxidation reaction tube 340. Therefore, it is possible to solve the problem of corrosion by acid.

그리고, 반응물질이 산화반응관(340)을 통과하는 과정에서 발생시키는 염석출은 산화반응관(340)의 내벽에 스케일링을 일으키면서 관내의 유체이동을 방해 내지 차단하는 등의 문제를 초래하게 되는데, 이는 온도에 따른 용해도를 제어할 경우 생성량의 최소화하거나 생성을 차단할 수 있게 된다.In addition, salt precipitation generated in the course of the reaction material passing through the oxidation reaction tube 340 causes problems such as blocking or blocking fluid movement in the tube while causing scaling on the inner wall of the oxidation reaction tube 340. However, this can minimize the amount of production or block production when controlling solubility with temperature.

본 발명의 일 실시예에 있어 반응물질이 통과하는 산화반응관(340)을 대략 하단부, 중단부, 상단부로 구분할 경우 산화반응관(340)의 하단부에서는 아임계 온도상태로서 그 용해도가 서서히 증대되면서 염석출을 발생시키지 않게 되고, 산화반응관(340)의 중단부에서는 초임계 온도상태로서 그 용해도가 최대에 이르다가 급격하게 감소하면서 염을 석출하게 된다.In an embodiment of the present invention, when the oxidation reaction tube 340 through which the reactant passes is divided into approximately the lower end, the middle end, and the upper end, the solubility is gradually increased as the subcritical temperature at the lower end of the oxidation reaction tube 340. Salt does not occur, and in the middle portion of the oxidation reaction tube 340, the solubility reaches a maximum as a supercritical temperature, and the salt rapidly precipitates while rapidly decreasing.

이때, 중화제공급부(320b)를 통해 반응몸체(320)내로 유입되는 상온의 중화제와, 반응몸체(320)내에서 상승되면서 초임계온도로 가열된 물이 혼합되면서 아임계 온도의 희석된 중화제를 생성하게 된다.At this time, the neutralizing agent at room temperature introduced into the reaction body 320 through the neutralizing agent supply unit 320b and the water heated to the supercritical temperature while being raised in the reaction body 320 are mixed to generate a diluted neutralizing agent having a subcritical temperature. Done.

이러한 아임계온도의 중화제는 산화반응관(340)의 상단부와 접촉되면서 냉각시키게 되고, 이로써 산화반응관(340)의 상단부가 아임계온도로 저하되면서 용해도가 증가하게 되고, 결국 산화반응관(340)의 중단부에서 발생되기 시작하던 염석출이 산화반응관(340)의 상단부에 이르러 아임계온도로 냉각되면서 중화제 용해도의 증가와 함께 다시 용해되어 염석출의 생성을 방지하거나 최소화하게 된다.The neutralizing agent of the subcritical temperature is cooled while contacting the upper end of the oxidation reaction tube 340, thereby increasing the solubility as the upper end of the oxidation reaction tube 340 is lowered to the subcritical temperature, and eventually the oxidation reaction tube 340 Salt precipitation, which began to occur in the middle portion of the c), reaches an upper end of the oxidation reaction tube 340 and cools to a subcritical temperature, and is dissolved again with an increase in the neutralizer solubility to prevent or minimize the formation of salt precipitation.

결국, 본 발명에서는 폐수 및 폐액의 처리물질을 산화반응에 의한 분해과정에서 야기되는 산의 부식 및 염석출의 문제를 산화 반응기에서 완전히 해결할 수 있게 된다.As a result, in the present invention, it is possible to completely solve the problem of corrosion and salt precipitation of acid caused in the decomposition process of wastewater and waste liquid by oxidation reaction in the oxidation reactor.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화 반응기의 일부를 도시한 분해 사시도로서, 하나의 몸체로 이루어진 산화반응관(340)에 다수의 유로를 형성시켜 처리물질의 분해 처리량을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.5 is an exploded perspective view illustrating a part of an oxidation reactor according to another embodiment of the present invention, in which a plurality of flow paths may be formed in an oxidation reaction tube 340 formed of a single body to increase the throughput of decomposition of a treated material. There is an advantage.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산화 반응기의 일부를 도시한 분해 사시도로서, 각각 하나의 유로를 갖는 다수의 산화반응관(340)을 설치함으로써 처리물질의 분해생산성을 높이는 방법이다.6 is an exploded perspective view showing a part of an oxidation reactor according to another embodiment of the present invention, which is a method of increasing the decomposition productivity of a treated material by installing a plurality of oxidation reaction tubes 340 each having one flow path.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마우스 부재를 도시한 사시도이다. 7 is a perspective view showing a mouse member according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 마우스 부재(380)는 몸체부(378) 및 몸체부(378)의 일면으로부터 타면을 관통하는 소정 간격으로 이격하여 배치된 복수의 공급관(380a 및 380b)을 포함한다.Referring to FIG. 7, the mouse member 380 of the present invention includes a body portion 378 and a plurality of supply pipes 380a and 380b spaced apart from one surface of the body portion 378 at predetermined intervals penetrating the other surface. do.

도 7에서 몸체부(378)는 원반 형상으로 도시되어 있으나, 몸체부(378)의 형상은 산화 반응기에 결합하기 위한 어떠한 형상도 가능하다. Although the body portion 378 is shown in a disc shape in FIG. 7, the shape of the body portion 378 can be any shape for coupling to an oxidation reactor.

몸체부(378)의 일부 영역에는 소정 깊이의 홈이 형성될 수 있다. 여기서, 몸체부(378)의 일면을 통해 삽입된 공급관들(380a 및 380b)은 상기 홈의 저면을 관통하며, 상기 홈의 외주를 따라 산화반응관(340)이 배치된다. A groove of a predetermined depth may be formed in a portion of the body portion 378. Here, the supply pipes 380a and 380b inserted through one surface of the body portion 378 penetrate the bottom surface of the groove, and the oxidation reaction tube 340 is disposed along the outer circumference of the groove.

몸체부(378)는 스테인리스강, 하스텔로이 C, 모넬, 인코넬, 티타늄 또는 지르코늄으로 구성될 수 있다. Body portion 378 may be made of stainless steel, Hastelloy C, Monel, Inconel, Titanium or Zirconium.

홈의 내부에는 격리판(380c)이 배치될 수 있는데, 격리판(380c)는 상기 홈 내부의 공간을 분리하여, 공급관들(380a 및 380b)을 통과한 처리물질 및 산화제가 혼합되지 않은 상태로 산화반응관(340)에 공급되도록 보조한다. The separator 380c may be disposed inside the groove, and the separator 380c separates the space inside the groove so that the treatment material and the oxidant passed through the supply pipes 380a and 380b are not mixed. It is assisted to be supplied to the oxidation reaction tube (340).

격리판(380c)의 일면에서 처리물질 및 산화제가 혼합된 반응물질이 접촉하여, 부식이 발생할 수 있으므로, 격리판(380c)은 부식에 강한 세라믹, 티타늄 또는 지르코늄으로 구성될 수 있다. Since one surface of the separator 380c may react with a reactant mixed with a treatment material and an oxidant, corrosion may occur, and the separator 380c may be made of ceramic, titanium, or zirconium, which is highly resistant to corrosion.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 마우스 부재(380)의 몸체부(378)에 홈이 형성되지 않고, 몸체부(378)의 일면을 통해 삽입된 공급관들(380a 및 380b)이 몸체부(378)의 타면을 관통하도록 구성할 수 있다. 이에 따라, 공급관들(380a 및 380b)을 통과한 처리물질 및 산화제가 직접 산화반응관(340) 내부로 공급된다.According to one embodiment of the present invention, a groove is not formed in the body portion 378 of the mouse member 380, and the supply pipes 380a and 380b inserted through one surface of the body portion 378 are the body portion 378. It can be configured to penetrate the other surface of the). Accordingly, the treatment material and the oxidant passing through the supply pipes 380a and 380b are directly supplied into the oxidation reaction pipe 340.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 마우스 부재(380)가 3개 이상의 공급관, 및 공급관의 개수에 상응하여 홈 내부의 영역을 분리시키는 격리판을 포함하도록 구성할 수 있다. 공급관을 3개 이상으로 구성하는 경우, 처리물질 및 산화제 외에 산화 반응을 보조하는 화학약품 등을 혼합되지 않은 상태로 각각의 공급관을 통해 산화 반응관(340) 내부로 공급할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the mouse member 380 may be configured to include three or more supply pipes and a separator separating the region inside the groove corresponding to the number of supply pipes. When the supply pipe is composed of three or more, the chemicals to assist the oxidation reaction in addition to the treatment material and the oxidant may be supplied into the oxidation reaction tube 340 through the respective supply pipes without being mixed.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마우스 부재를 도시한 분해 사시도이다. 8 is an exploded perspective view showing a mouse member according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 제 2 몸체부(378b)에는 제 2 몸체부(378b)의 일면을 통해 삽입된 각각의 공급관들(380a 및 380b)의 종단과 연결되는 복수의 순환로(384 및 386)가 형성된다. 또한, 제 1 몸체부(378a)에는 복수의 순환로들(384 및 386)과 연결되며, 제 1 몸체부(378a)의 타면을 관통하는 복수의 연통로(384A, 386A, 384B, 386B, 384C, 386C, 384D, 386D, 384E 및 386E)가 형성된다. Referring to FIG. 8, the second body portion 378b includes a plurality of circulation paths 384 and 386 connected to ends of the respective supply pipes 380a and 380b inserted through one surface of the second body portion 378b. Is formed. In addition, the plurality of communication paths 384A, 386A, 384B, 386B, 384C connected to the plurality of circulation paths 384 and 386 are connected to the first body part 378a, and penetrate the other surface of the first body part 378a. 386C, 384D, 386D, 384E and 386E).

복수의 순환로(384 및 386)에는 각각의 공급관(380a 및 380b)을 통과한 처리물질 및 산화제가 유입된다. 각각의 순환로(384 및 386)는 하나의 공급관의 종단과 연결되므로, 각각의 공급관(380a 및 380b)을 통과한 처리물질 및 산화제가 혼합되지 않고, 순환로(384 및 386) 내에서 순환한다. In the plurality of circulation paths 384 and 386, the treatment material and the oxidant that have passed through the respective supply pipes 380a and 380b are introduced. Since each circulation path 384 and 386 is connected to the end of one supply pipe, the treatment material and the oxidant passing through the respective supply pipes 380a and 380b are not mixed and circulate in the circulation paths 384 and 386.

도 8에는 순환로(384 및 386)가 2개 형성된 것을 도시하고 있으나, 순환로의 수는 공급관의 수에 상응하여 추가될 수 있다. Although FIG. 8 illustrates that two circulation paths 384 and 386 are formed, the number of circulation paths may be added corresponding to the number of supply pipes.

연통로(384A, 386A, 384B, 386B, 384C, 386C, 384D, 386D, 384E 및 386E)는 몸체부(378)의 내부에 형성되며, 특정 위치(384a, 384b, 384c, 384d, 384e, 386a, 386b, 386c, 386d 및 386e)에서 순환로(384 및 386)와 연결된다. 순환로(384 및 386) 내를 순환하는 처리물질 및 산화제는 연통로(384A, 386A, 384B, 386B, 384C, 386C, 384D, 386D, 384E 및 386E)를 통해 산화반응관(340)으로 공급될 수 있다. Communication paths (384A, 386A, 384B, 386B, 384C, 386C, 384D, 386D, 384E, and 386E) are formed inside the body portion 378, and specific positions (384a, 384b, 384c, 384d, 384e, 386a, 386b, 386c, 386d, and 386e) to the circuits 384 and 386. Treatment materials and oxidants circulating in the circulation furnaces 384 and 386 can be supplied to the oxidation reaction tube 340 through the communication passages 384A, 386A, 384B, 386B, 384C, 386C, 384D, 386D, 384E and 386E. have.

본 발명에 따른 마우스 부재(380)의 몸체부(378a)의 일부 영역에는 소정 깊이의 복수의 홈이 형성될 수 있다. 여기서, 순환로(384 및 386)와 연결된 연통로(384A, 384B, 384C, 384D, 384E, 386A, 386B, 386C, 386D 및 386E)는 상기 홈들의 저면을 관통한다. 또한, 홈의 형성 위치는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 산화반응관(340)의 복수의 유로들의 위치에 상응한다. A plurality of grooves having a predetermined depth may be formed in a portion of the body portion 378a of the mouse member 380 according to the present invention. Here, communication paths 384A, 384B, 384C, 384D, 384E, 386A, 386B, 386C, 386D and 386E connected to the circulation paths 384 and 386 penetrate the bottoms of the grooves. In addition, the formation position of the grooves corresponds to the positions of the plurality of flow paths of the oxidation reaction tube 340 described with reference to FIGS. 5 and 6.

각각의 홈 내부에는 격리판(382a, 382b, 382c, 382d 및 382e)이 배치되어, 홈 내부 영역을 분리할 수 있다. 이에 따라, 상기 홈들의 저면을 관통한 연통로(384A, 386A, 384B, 386B, 384C, 386C, 384D, 386D, 384E 및 386E)부터 배출되는 처리물질 및 산화제가 혼합되지 않고, 산화반응관(340)으로 공급될 수 있다. Separators 382a, 382b, 382c, 382d, and 382e are disposed inside each groove to separate the region inside the groove. Accordingly, the treatment material and the oxidant discharged from the communication paths 384A, 386A, 384B, 386B, 384C, 386C, 384D, 386D, 384E, and 386E penetrating the bottom of the grooves are not mixed, and the oxidation reaction tube 340 ) Can be supplied.

실시예 Example

금속을 투입하지 않은 상태에서 모델 폐수인 1000ppm의 2-chlorophenol에 대하여 100% 양론비의 H2O2를 투입시켜 초임계수 및 아임계수 산화 반응을 진행시킨 결과 초임계수 산화 반응 (반응조건: 250 atm, 400 ℃)에서의 분해 효율은 95.92%를 기록하였고, 아임계수 산화 반응(반응조건: 220 atm, 360 ℃)에서의 분해 효율은 94.43%를 기록하였다.Supercritical water and subcritical water oxidation reaction was carried out by adding 100% of stoichiometric ratio H 2 O 2 to 1000ppm 2-chlorophenol, which is a model wastewater, without the addition of metal. , 400.degree. C.), the decomposition efficiency was 95.92%, and decomposition efficiency in the subcritical water oxidation reaction (reaction conditions: 220 atm, 360 ° C.) was 94.43%.

이후 하기 표 1에 기재된 여섯 종의 금속을 각각 투입한 후 같은 조건에서 초임계수 및 아임계수 산화 반응을 진행시킨 결과를 도 9 내지 11에 도시하였다.Since the six metals shown in Table 1, respectively, after the addition of the supercritical water and subcritical water oxidation reaction under the same conditions are shown in Figures 9 to 11.

실시예 1 Stainless steelExample 1 Stainless steel CC CrCr FeFe MnMn MoMo PP SiSi SS NiNi 0.080.08 1717 66.3566.35 22 1.51.5 0.0450.045 1One 0.030.03 1212 실시예 2 InconelExample 2 Inconel AlAl CC CrCr CoCo FeFe MnMn MoMo NbNb SiSi TiTi NiNi 0.40.4 0.10.1 2222 1One 55 0.50.5 99 3.73.7 0.50.5 0.40.4 57.457.4 실시예 3 MonelExample 3 Monel NiNi FeFe MnMn AlAl TiTi CuCu SiSi SS 66.566.5 2.02.0 1.501.50 2.72.7 10.510.5 30.030.0 0.50.5 0.0100.010 실시예 4 HastelloyExample 4 Hastelloy CC CoCo CrCr FeFe MnMn MoMo NiNi PP SS SiSi TuTu VV 0.020.02 2.52.5 15.515.5 5.545.54 1One 1616 55.255.2 0.030.03 0.030.03 0.080.08 3.753.75 0.350.35 실시예 5 TitaniumExample 5 Titanium CC CrCr FeFe HH NN OO TiTi 0.10.1 0.0150.015 0.20.2 0.0150.015 0.030.03 0.250.25 99.4199.41 실시예 6 ZirconiumExample 6 Zirconium CC HH HfHf NN ZrZr 0.050.05 0.0050.005 4.54.5 0.0250.025 95.4295.42

도 9 내지 14에 도시한 바와 같이 아임계수 및 초임계수 산화 반응에서 금속의 투입을 수반하는 반응의 효율은 금속을 투입하지 않은 반응에 비하여 1~3%의 효율 상승을 보이는 것을 확인할 수 있었으며, 아임계수 산화 반응에서의 분해 효율의 상승폭이 초임계수 산화반응에서의 상승폭에 비하여 크다는 사실을 알 수 있었다. 9 to 14, the efficiency of the reaction involving the addition of metal in the subcritical water and supercritical water oxidation reactions was confirmed to show an efficiency increase of 1 to 3% compared to the reaction without adding metal. The increase in decomposition efficiency in the coefficient oxidation reaction was found to be larger than that in the supercritical water oxidation reaction.

또한 투입한 금속의 구성 원소들을 볼 때, 철, 니켈, 크롬, 망간, 구리, 몰리브덴, 지르코늄, 티타늄 등, 합금을 구성하는 금속 원소들이 반응 효율의 개선에 참여 하였다는 사실을 확인 할 수 있었다.In addition, it was confirmed that the metal elements constituting the alloy, such as iron, nickel, chromium, manganese, copper, molybdenum, zirconium and titanium, participated in improving the reaction efficiency.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having various ordinary knowledge of the present invention may make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Additions should be considered to be within the scope of the following claims.

본 발명의 산화반응기는 반응영역 내부에 일정한 모양을 지닌 다수의 금속 시편이 위치하여 산화반응으로 인해 생성된 금속 산화물 및 부식 반응으로 인해 생성된 금속 이온이 촉매로 작용하여 반응 효율을 향상시키는 효과를 제공함과 동시에 반응조건을 완화시키면서 높은 분해 효율을 가질 수 있다.In the oxidation reactor of the present invention, a plurality of metal specimens having a predetermined shape are located inside the reaction zone, and the metal oxide produced by the oxidation reaction and the metal ions produced by the corrosion reaction act as catalysts to improve the reaction efficiency. At the same time it can have a high decomposition efficiency while relaxing the reaction conditions.

Claims (10)

산화 반응의 대상 물질들을 유입시키는 마우스 부재;A mouse member for introducing substances to be oxidized; 상기 마우스 부재를 통해 유입된 대상 물질들을 산화분해시키는 산화반응관; 및An oxidation reaction tube for oxidatively decomposing target substances introduced through the mouse member; And 상기 산화반응관의 온도를 변화시키는 가열기를 포함하되,Including a heater for changing the temperature of the oxidation reaction tube, 상기 산화반응관 내부에 금속 또는 금속합금이 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 산화 반응기.An oxidation reactor, characterized in that the metal or metal alloy is filled in the oxidation reaction tube. 제 1 항에 있어서, 금속 또는 금속합금은 철, 니켈, 크롬, 망간, 구리, 몰리브덴, 지르코늄, 및 티타늄으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 산화 반응기.The oxidation reactor of claim 1, wherein the metal or metal alloy comprises at least one metal selected from iron, nickel, chromium, manganese, copper, molybdenum, zirconium, and titanium. 제 1 항에 있어서, 상기 마우스 부재는,The method of claim 1, wherein the mouse member, 몸체부; 및Body portion; And 상기 몸체부의 일면으로부터 타면을 관통하는 소정 간격으로 이격하여 배치된 복수의 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 산화 반응기.And a plurality of supply pipes spaced apart from one surface of the body portion at predetermined intervals penetrating the other surface. 제 1 항에 있어서, 상기 산화 반응기는 물과 중화제를 공급하여, 상기 산화반응관의 온도를 변화시키는 반응몸체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 산화 반응기. The oxidation reactor according to claim 1, wherein the oxidation reactor further comprises a reaction body for supplying water and a neutralizing agent to change the temperature of the oxidation reaction tube. 제 4 항에 있어서, 상기 반응몸체를 통해 유입된 상기 물은 상기 가열기를 통해 아임계온도 또는 초임계온도로 가열되어 상기 산화반응관의 온도를 변화시키는 것을 특징으로 하는 산화 반응기. The oxidation reactor according to claim 4, wherein the water introduced through the reaction body is heated to a subcritical or supercritical temperature through the heater to change the temperature of the oxidation reaction tube. 제 4 항에 있어서, 상기 몸체부의 일부 영역에는 소정 깊이의 홈이 형성되되, 상기 몸체부의 일면을 통해 삽입된 공급관들이 상기 홈의 저면을 관통하는 것을 특징으로 하는 산화 반응기. The oxidation reactor of claim 4, wherein a groove having a predetermined depth is formed in a portion of the body portion, and supply pipes inserted through one surface of the body portion penetrate a bottom surface of the groove. 제 1 항에 있어서, 상기 산화반응관은 각각 하나의 유로를 갖는 하나 이상의 관 또는 다수의 유로를 갖는 하나의 관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 산화 반응기. The oxidation reactor according to claim 1, wherein the oxidation reaction tube is composed of one or more tubes each having one flow path or one tube having a plurality of flow paths. 제 7 항에 있어서, 상기 마우스 부재의 몸체부에는, The body portion of the mouse member, 상기 몸체부 내의 소정 깊이에서 형성되며, 상기 몸체부의 일면을 통해 삽입된 각각의 공급관들의 종단과 연결되는 복수의 순환로; 및A plurality of circulation paths formed at a predetermined depth in the body part and connected to ends of respective supply pipes inserted through one surface of the body part; And 상기 순환로들과 연결되며, 상기 몸체부의 타면을 관통하는 복수의 연통로가 형성된 것을 특징으로 하는 산화 반응기. Oxidation reactor, characterized in that connected to the circulation paths, a plurality of communication passages penetrating the other surface of the body portion is formed. 제 1 항에 있어서, 상기 산화반응관은 금속 또는 세라믹으로 구성되는 것을 특 징으로 하는 산화 반응기. The oxidation reactor according to claim 1, wherein the oxidation reaction tube is made of metal or ceramic. 제 1 항에 있어서, 상기 산화 반응기는, The method of claim 1, wherein the oxidation reactor, 상기 산화반응관의 출구측에 배치되어, 상기 반응몸체를 통해 유입되는 중화제와 상기 산화반응관에서 배출되는 분해물질을 혼합 중화시키는 중화챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산화 반응기.And an neutralization chamber disposed at an outlet side of the oxidation reaction tube and mixing and neutralizing the neutralizing agent introduced through the reaction body and the decomposition material discharged from the oxidation reaction tube.
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