KR100874269B1 - 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해장치 및 전해방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해장치 및 전해방법에 관한 것으로, 그 목적은 해수 중 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 염화나트륨 용액만을 선택적으로 분리농축 생산한 후 차아염소산나트륨을 생산하여, 이 차아염소산나트륨으로 복수기로 유입되는 해수를 소독하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 구성은 스크린에 해수를 통과시켜 부유물을 걸러낸 후 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시켜 해수를 소독하여 발전소 냉각수로 사용하는 해수의 수처리 방법에 있어서, 스크린을 통과한 해수 중에서 스케일 물질 제거와, 선택적인 염화나트륨 분리농축을 하는 단일 또는 다단공정을 통해 고농도의 염화나트륨 용액을 분리하는 해수처리단계와; 이후 스케일이 제거된 고농도의 염화나트륨 용액을 해수전해설비를 통해 차아염소산나트륨을 생산하는 단계를 포함하여 구성된 염화나트륨을 분리농축하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해방법과 이를 수행하는 장치로 구성된 것을 그 기술적 사상의 특징으로 한다.

해수, 처리수, 농축수, 농축실, 탈염실, 전해설비, 열교환기

Description

전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해장치 및 전해방법{High efficiency seawater electrolytic apparatus and method including a pretreatment process}

도 1은 본 발명에 의한 2단계 고효율 해수전해설비의 구성도이고

도 2는 본 발명에 의한 1단계 고효율 해수전해설비의 구성도이며

도 3은 본 발명에 따라 구성된 한 실시예이고,

도 4는 본 발명에 따라 구성된 다른 실시예이고,

도 5는 본 발명에 따라 구성된 또 다른 실시예이고,

도 6는 본 발명에 따라 구성된 또 다른 실시예이고,

도 7는 본 발명에 따라 구성된 또 다른 실시예이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 해수 (2, 2a, 2b) : 해수라인

(3a) : 1차해수처리수 라인 (3) : 처리수

(4) : 농축수 (5) : 염화나트륨 농축수 라인

(6) : 스케일 발생물질을 함유한 용액라인

(7, 8) : 라인 (9) : 차아염소산나트륨 용액라인

(10) : 스크린 (11, 12, 13) : 밸브

(20) : 1차해수처리장치 (30) : 2차해수처리장치

(40) : 열교환기 (50) : 해수전해설비

(70, 70a, 70b) : 해수처리장치 (100) : 냉각수

본 발명은 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해장치 및 전해방법에 관한 것으로, 자세하게는 발전소 냉각수로 사용되는 해수의 수처리시 해수 중에 염화나트륨만을 선택적으로 분리하여 차아염소산나트륨을 생산하여 이 차아염소산나트륨으로 해수를 소독하여 복수기의 냉각수에 주입하도록 하는 방법과 장치에 관한 것이다.

발전소에서 터빈을 돌린 증기를 물로 되돌리는 복수기에 사용되는 대량의 냉각수를 공급하기 위해 대부분의 시설에서는 해수를 사용한다. 이때 해수 중에 어패류나 기타 해양생물들이 냉각수의 수로나 열교환기 내부에 부착하여 유로의 저항을 증대시키고 열교환기의 효율저하 및 부식발생을 촉진하는 등의 장애를 유발시킨다. 이에 대한 대응으로 염소가스를 주입하거나 해수전해설비를 이용한 차아염소산나트륨을 생산하여 주입하고 있는 실정이다.

이러한 해수전해설비는 해수 중의 염화나트륨을 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하는 설비로 이때 해수에 포함된 다량의 마그네슘이나 칼슘성분들이 음극에서 발생되는 수산이온과 반응하여 금속수산화물이 생성된다. 이러한 금속수산화물은 음극 전극표면에 부착되어 전극의 수명 및 전해효율을 감소시키고 전기에너지 사용량을 증가시키는 등 여러 가지 문제점을 발생시킨다.

또한 이러한 해수전해설비의 경우 10℃ 이하의 저온에서 사용 시 전기분해 반응의 효율이 급격하게 떨어져 겨울에는 사용이 불가능하다는 문제점을 가지고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 효율적 전극의 개발 및 전해조의 개선 등의 연구들이 진행되었으나 궁극적인 해결방안이 되지는 못하고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 해수 중 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 염화나트륨 용액만을 선택적으로 분리농축 생산한 후 차아염소산나트륨을 생산하여, 이 차아염소산나트륨으로 복수기로 유입되는 해수를 소독하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 해수 중 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 염화나트륨 용액만을 선택적으로 농축분리 생산한 후, 이 염화나트륨 용액을 일정한 온도로 유지한 후 차아염소산나트륨을 생산하여, 이 차아염소산나트륨으로 복수기로 유입되는 해수를 소독하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 스크린에 해수를 통과시켜 부유물을 걸러낸 후 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시켜 해수를 소독하여 발전소 냉각수로 사용하는 해수의 수처리 방법에 있어서,

스크린을 통과한 해수 중에서 스케일 물질 제거와, 선택적인 염화나트륨 분리농축을 하는 단일 또는 다단공정을 통해 고농도의 염화나트륨 용액을 분리하는 해수처리단계와;

이후 스케일이 제거된 고농도의 염화나트륨 용액을 해수전해설비를 통해 차아염소산나트륨을 생산하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 농도의 염화나트륨 용액을 분리하는 해수처리단계 후, 공급된 고농도의 염화나트륨 용액의 차아염소산나트륨 발생량을 증가시키기 위해 열매체를 이용하여 해수전해설비 유입수를 일정온도로 유지하도록 하는 온도조절단계를 포함한다.

상기 고농도의 염화나트륨 용액을 분리하는 해수처리단계는 역삼투압 공정, 나노막 여과공정, 축전식 탈이온공정, 전기투석공정, 역전기투석공정, 전기탈이온공정, 일가선택성 전기투석공정, 일가선택성 역전기투석공정, 일가선택성 축전식 탈이온공정 중에서 선택된 1개 또는 2개이상 이상의 공정을 사용하면 된다.

좀더 구체적으로 설명하면 다단구성을 2단으로 구성시의 예를 들자면 1차해수처리공정에 있어서는 역삼투압 공정, 나노막 여과공정, 축전식 탈이온공정, 전기투석공정, 역전기투석공정, 전기탈이온공정을 사용할 수 있으며 좀 더 바람직하게는 역삼투압 공정, 나노막 여과공정, 축전식 탈이온공정의 사용에 있다. 그리고 2차 해수처리공정으로는 나노막 여과공정, 역삼투압 공정, 일가선택성 전기투석공정, 일가선택성 역전기투석공정을 선택할 수 있다.

또한 상기 고농도의 염화나트륨 용액을 분리하는 해수처리단계에서 단일 공정 사용시는 나노막 여과공정, 일가선택성 축전식 탈이온공정, 일가선택성 전기투석공정, 일가선택성 역전기투석공정중에서 선택된 하나를 사용하면 된다.

상기 공정을 예를 들어 이하 구체적으로 설명하면,

역삼투압 공정(RO; Reverse Osmosis)과 나노막 여과공정(NF; Nanofiltration)를 사용하는 공정을 선택하여 그 순서를 RO(1차 해수처리공정)→NF(2차해수처리공정)'의 순서로 공정을 사용하였을 경우 RO 공정에서 탈염(투과수)과 농축(유출수)이 일어나고 이때 농축된 해수는 염화나트륨과 스케일 물질이 모두 포함된 단순히 해수를 농축한 공정이고 이 농축수가 NF를 통과하면서 투과수측으로 고농도의 해수에서 스케일 발생물질을 제거하고, 동시에 염화나트륨을 분리되는 해수로 단독 또는 RO 투과수와 함께 전해설비로 유입 된다.

또한'NF→RO'로 구성된 공정에 있어서는 NF를 통해 처리된 처리수는 스케일 발생염이 제거되고 염화나트륨이 분리된 해수이고 이 처리수가 RO로 유입되어 이때는 투과수는 전해설비를 통과하지 않고 유출되는 농축수가 염화나트륨을 농축한 해수로 전해설비로 유입되게 된다.

또한 역삼투압 공정(RO; Reverse Osmosis)과 전기투석공정(ED; Electrodialysis)을 사용하는 공정에서 'RO→ED'의 공정을 사용하였을 경우에는 RO의 투과수는 스케일 발생염과 염화나트륨이 모두 제거된 해수로 ED 공정의 농축실로 유입되게 되며 RO에서 유출수는 ED의 탈염실로 유입된다. ED의 농축실에서는 ED의 탈염실의 염화나트륨만이 유입되어 염화나트륨 용액이 분리농축되어지고, ED의 탈염실에서는 스케일 발생염이 배출되어 염화나트륨과 스케일 발생염이 분리된다. 이때 ED의 농축실에서 분리농축되어진 염화나트륨 용액이 해수전해설비로 유입된다.

또한 'NF→ED'의 공정을 이용하였을 때는 NF를 투과한 투과수에는 염화나트륨 용액이며 유출수는 스케일 발생염과 일부 염화나트륨 용액이 존재한다. 상기 RO를 사용하였을 때와 동일하게 ED로 유입되게 되며 이때 탈염실로 들어가는 NF 유출수에 존재하는 일부의 염화나트륨이 농축실로 넘어가면서 고농도의 염화나트륨용액으로 해수전해설비로 들어가게 된다. 상기 두 공정에서 사용된 ED는 일가이온선택 성을 가진 ED 공정이 적용되게 된다.

또한'ED→NF'의 공정에 있어서는 우선 ED공정은 일반적인 이온선택성공정과 일가이온만 선택성을 갖는 공정 모두 사용가능하며 이때 농축실 및 희석실로 유입되는 유입수는 해수이고 농축실에서 염화나트륨 용액이 농축되어지고 NF를 거치면서 스케일 발생염이 제거된 투과수가 해수전해설비로 유입되게 되는 공정이다.

또한 역전기투석공정(EDR; Electrodialysis)과 전기탈이온공정(CEDI; Continuous Electrodeionization)은 ED와 같은 역할을 수행하는 공정의 하나이다. 축전식 탈이온공정(CDI; Capacitive Deionization)공정은 탈염 공정으로 상기 다단으로 이루어진 공정에서 RO, NF를 대체할 수 있는 공정이다.

ED, EDR, CDI 공정에 있어서 일가이온선택성을 가진 공정은 공정구성의 핵심재료 차이로 염화나트륨 이온만을 선택적으로 분리할 수 있는 공정이다.

그리고 단일단계로 구성된 공정에 있어서는 NF, 일가이온선택성 ED, EDR, CDI를 사용할 수 있으며 이는 해수중에서 염화나트륨에 대한 선택적 분리능이 우수한 장치를 이용한 공정이다.

상기 염화나트륨 용액을 생산하는 해수처리단계를 구체적인 한 실시예에 따라 설명하면, 스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 1차해수처리 장치에 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 처리수와, 농축수로 분류되는 1차해수처리공정과,

이후 1차해수처리공정을 지난 처리수는 2차해수처리장치의 농축실로 유입하여 농축 후 염화나트륨 용액 라인을 통해 열교환기로 공급되고, 농축수는 부유물질이 걸러진 해수 중 다른 해수와 일지점에서 혼합된 후 2차처리장치의 탈염실로 투입시켜 탈염시킨 후 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액라인을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 또 다른 해수와 혼합 후 냉각수로 공급되도록 하는 2차해수처리공정으로 이루어지고,

상기 열교환 단계는,

2차해수처리공정에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환기에서 열교환하여 승온시킨 후, 1차해수처리공정에서 배출된 처리수 일부와 혼합하여 해수전해설비로 공급하는 단계로 이루어지고,

상기 차아염소산나트륨을 생산하는 단계는,

열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 해수전해설비에서 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환하는 단계로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 2차해수처리공정에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 1차해수처리공정 및 2차해수처리공정을 통해 농축되어 나오는 염화나트륨 용액은 2~20% 농축된 염화나트륨 용액을 사용한다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 염화나트륨 용액을 생산하는 해수처리단계는,

스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 처리수와, 농축수로 분류되도록 하는 1차해수처리공정과,

이후 1차해수처리공정을 지난 처리수를 유입하여 염화나트륨이 배제된 처리수와 염화나트륨용액이 분리농축된 농축수로 나뉘고 이 중 처리수는 1차의 스케일 발생물질이 함유된 농축수와 만나게 하여 스케일 물질이 함유하는 용액라인을 통해 냉각수로 공급하고, 농축된 물은 염화나트륨 농축수 라인을 통해 열교환기로 공급하는 2차 해수처리공정으로 이루어지고;

상기 온도조절단계 단계는,

2차해수처리공정에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환하여 승온시킨 후, 1차해수처리장치에서 배출된 처 리수 일부와 혼합하여 해수전해설비로 공급하는 단계로 이루어지고;

상기 차아염소산나트륨을 생산하는 단계는,

열교환기에서 열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 해수전해설비에서 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환기로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 2차해수처리장치에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 염화나트륨 용액을 생산하는 해수처리단계는,

스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질과 염화나트륨이 모두 배제된 처리수와, 염화나트륨과 동시에 스케일 발생물질도 포함되어 농축된 즉 단순한 해수의 농축수로 분류되도록 하는 1차해수처리공정과,

이후 1차해수처리공정을 지난 농축수를 유입하여 스케일 발생물질이 함유된 용액과 스케일 물질은 배제되고 염화나트륨이 농축된 처리수로 분리하여, 1차 해수처리장치에서 분리된 스케일 발생 물질과 염화나트륨이 모두 배제된 처리수와 스 케일 발생물질이 함유된 용액과 만나 냉각수로 공급하고, 농축된 염화나트륨 처리수는 염화나트륨 농축수 라인을 통해 열교환기로 공급하는 2차 해수처리장치로 이루어지고,

상기 온도조절단계 단계는,

2차해수처리공정에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환하여 승온시킨 후, 1차해수처리장치에서 배출된 처리수 일부와 혼합하여 해수전해설비로 공급하는 단계로 이루어지고;

상기 차아염소산나트륨을 생산하는 단계는,

열교환기에서 열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 해수전해설비 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환기로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 2차해수처리장치에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 하는 단계로 구성된 것을 특징한다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 염화나트륨 용액을 생산하는 해수처리단계는,

스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 해수처리장치에 유입 되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 염화나트륨용액으로 이루어진 처리수와, 농축수로 분류되어, 처리수는 열교환기로 유입되고, 농축수는 부유물질이 걸러진 해수 중 다른 해수와 일지점에서 혼합된 후 냉각수로 공급되도록 하는 해수처리공정으로 이루어지고,

상기 열교환 단계는,

해수처리공정에서 공급된 처리수인 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환기에서 열교환하여 승온시킨 후, 해수전해설비로 공급하는 단계로 이루어지고,

상기 차아염소산나트륨을 생산하는 단계는,

열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 해수전해설비에서 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환하는 단계로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 해수처리공정에서 배출된 농축수가 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 염화나트륨 용액을 생산하는 해수처리단계는,

중수도 또는 연수된 공업용수를 농축실로 유입하여 농축 후 염화나트륨 용액 라인을 통해 열교환기로 공급되고, 스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수를 탈염실로 투입시켜 탈염시킨 후 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액라인을 통해 부유물질이 걸러진 해수와 혼합 후 냉각수로 공급되도록 하는 해수처리공정으로 이루어지고,

상기 열교환 단계는,

해수처리공정에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 해수를 열교환기에서 열교환하여 승온시킨 후, 해수전해설비로 공급하는 단계로 이루어지고,

상기 차아염소산나트륨을 생산하는 단계는,

열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 해수전해설비에서 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환하는 단계로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 해수처리공정에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 각 실시예에 따른 열교환단계의 열교환기에는 차아염산나트륨을 생산하는 단계의 해수전해설비에서 생산된 차아염소산나트륨이 6,000~10,000ppm이 될 때까지 생산수가 열교환기로 순환 공급되도록 한다.

상기 1, 2차의 2단계 해수처리공정으로 이루어진 해수처리공정 중에서 1차해수처리공정은 역삼투압 공정(RO; Reverse Osmosis), 나노막 여과공정(NF; Nanofiltration), 축전식 탈이온공정(CDI; Capacitive Deionization), 전기투석공정(ED; Electrodialysis), 역전기투석공정(EDR; Electrodialysis), 전기탈이온공정(CEDI; Continuous Electrodeionization) 중에서 선택된 하나의 공정으로 이루어지고,

상기 2차해수처리공정은 나노막 여과공정, 역삼투압 공정, 일가선택성 전기투석공정, 일가선택성 역전기투석공정중에서 선택된 하나의 공정으로 이루어진다.

또한 상기 단일해수처리공정으로 이루어진 공정은 나노막 여과공정, 일가선택적 축전식 탈이온공정, 일가선택성 전기투석공정, 일가선택성 역전기투석공정 중에서 선택된 어느 하나이다.

상기 열교환단계의 열교환기에서 차아염소산나트륨을 생산하는 단계의 해수전해설비로 들어가는 해수의 온도는 15± 3℃정도 유지시켜 준다.

또한 상기와 같은 방법을 수행하는 본 발명은 장치구성은 스크린에 해수를 통과시켜 부유물을 걸러낸 후 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시켜 해수를 소독하여 발전소 냉각수로 사용하는 해수의 수처리장치에 있어서

스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 처리수와, 농축수로 분류되도록 하는 1차해수처리장치와, 이후 1차해수처리장치를 지난 처리수를 농축실로 유입하여 농축 후 염화나트륨 용액 라인을 통해 열교환기로 공급되고, 농축수는 부유물질이 걸러진 해수 중 다른 해수와 일지점에서 혼합된 후 탈염실로 투입시켜 탈염시킨 후 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액라인을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 또 다른 해수와 혼합 후 냉각수로 공급되도록 하는 2차해수처리장치로 이루어진 해수처리장치와;

2차해수처리장치에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환하여 승온시킨 후, 1차해수처리장치에서 배출된 처리수 일부와 혼합하여 해수전해설비로 공급하는 열교환기와;

열교환기에서 열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환기로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 2차해수처리장치에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 하는 해수전해설비;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 또 다른 실시예에 따른 본 발명은 장치구성은 스크린에 해수를 통과시켜 부유물을 걸러낸 후 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시켜 해수를 소독하여 발전소 냉각수로 사용하는 해수의 수처리장치에 있어서,

스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 염화나트륨용액으로 이루어진 처리수와, 농축수로 분류하여, 처리수는 열교환기로 유입시키고, 농축수는 부유물질이 걸러진 해수 중 다른 해수와 일지점에서 혼합된 후 냉각수로 공급되도록 하는 해수처리장치와;

해수처리장치에서 공급된 처리수인 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환하여 승온시킨 후, 해수전해설비로 공급하는 열교환기와;

열교환기에서 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 해수전해설비에서 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환기로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 해수처리장치에서 배출된 농축수가 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 하는 해수전해설비;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 또 다른 실시예에 따른 본 발명은 스크린에 해수를 통과시켜 부유물을 걸러낸 후 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시켜 해수를 소독하여 발 전소 냉각수로 사용하는 해수의 수처리장치에 있어서,

중수도 또는 연수된 공업용수를 농축실로 유입하여 농축 후 염화나트륨 용액 라인을 통해 열교환기로 공급되고, 스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수를 탈염실로 투입시켜 탈염시킨 후 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액라인을 통해 부유물질이 걸러진 해수와 혼합 후 냉각수로 공급되도록 하는 해수처리장치와;

해수처리장치에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 해수를 열교환하여 승온시킨 후, 해수전해설비로 공급하도록 구성한 열교환기와;

열교환기에서 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환기로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 해수처리장치에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 하는 해수전해설비;로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 열교환기는 직접접촉식 열교환기 또는 히터, 복수기 유출수를 매체로 한 간접접촉식 열교환기 중 어느 하나이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설 명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 2단계 고효율 해수전해설비의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 1단계 고효율 해수전해설비의 구성도이며, 도 3 내지 7은 본 발명의 여러 실시예이다.

먼저, 도 1에 따른 본 발명의 2단계 고효율 해수전해설비에 전체구성을 설명하자면,

유입된 해수(1) 중의 부유물질 등을 거르는 스크린(10)과 스크린을 거친 해수를 처리하여 물의 스케일 발생물질인 Mg, Ca 등의 이온성분을 제거장치 또는 농축 및 탈염하는 장치가 임의의 순서로 섞은 1차해수처리장치(20) 및 2차해수처리장치(30)로 다단 처리하는 해수처리장치(70)와,

이후 차아염소산나트륨의 발생량을 증가시키기 위해 전기분해장치로 들어가는 투입수의 온도를 유지시키는 열교환기(40)와, 이후 Mg, Ca 등의 이온성분이 제거된 해수 중의 염화나트륨 용액을 전기분해하는 해수전해설비(50)로 구성됨을 알 수 있다.

도면 중 투입수의 온도를 유지시키는 열교환기(40)가 포함되는 단계는 비록 도 1에 도시되어 있지만 동절기에 필요한 장치로 하절기의 해수의 온도가 20℃ 이상이어서 열교환기를 사용하여 승온시킬 필요가 없지만 해수 온도가 10 ℃ 이하에서는 차아염소산나트륨이 생산이 되지 않으므로 동절기에는 본 공정에 따른 열교환기 또는 히터 등의 열매체를 이용해 해수 온도를 승온시킨다.

상기 2단계로 이루어진 고효율 해수전해장치(70)는 바람직하게는 1차 해수처리장치(20)로 역삼투압 공정장치, 나노막 여과공정장치, 축전식 탈이온공정장치, 전기투석공정장치, 역전기투석공정장치, 전기탈이온공정장치 중에서 선택된 하나의 공정장치를 사용할 수 있으며, 좀 더 바람직하게는 역삼투압 공정장치, 나노막 여과공정장치, 축전식 탈이온공정장치를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 2차해수처리공정은 나노막 여과공정, 역삼투압 공정, 일가선택성 전기투석공정, 일가선택성 역전기투석공정중에서 선택된 하나의 공정으로 이루어진다

상기한 1차, 2차해수처리장치로 이루어진 해수처리장치를 거쳐 열교환기(40)로 유입되는 염화나트륨 농축수 라인(5)은 마그네슘과 칼슘 등의 스케일 발생물질들이 제거된 염화나트륨 용액으로 열교환기(40)를 거쳐 2~5wt%의 염화나트륨 용액을 좀 더 바람직하게는 2.5~3.5wt%의 염화나트륨 용액을 해수전해설비(50)로 유입시킨다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 수치로 기존 해수전해 공정에 있어서 발생되는 차아염소산나트륨이 1,000ppm~2,000ppm 정도인데 본 발명 공정에 있어서는 약 8,000ppm의 차아염소산나트륨을 생산할 수 있는 설비구성을 통해 기존 설비에 비해 전해조의 고효율화, 전력비 절감, 시스템의 안정화를 도모하기 위함이다. 또한 상기한 약 8,000ppm 농도의 차아염소산나트륨을 생산하기 위해서는 약 3%정도의 염화나트륨 용액이 필요하므로 해수전해설비로 유입되는 염화나트륨 용액의 농도 범위를 위와 같이 한정하였다.

상기 스크린(10)은 해수 성상에 따라 설치 여부가 결정되는데, 플라스틱 판틀형이나 섬유여과기로 구성된다.

상기 1차해수처리장치(20)는 전 공정수의 10%이상의 물에 대해 염화나트륨 농도를 3% 이상 유지하며, Mg, Ca 등의 이온성분 등의 농도를 50ppm 이하로 유지할 수 있는 해수전해설비 투입수를 생성하는 장치이다.

상기 2차해수처리장치(30)는 전공정의 20%가 투입되어 투입수 중의 50%정도의 탈염된 물을 생산한다.

상기 열교환기(40)는 해수전해설비(50)로 들어가는 투입 해수의 온도를 15℃내외 또는 상온정도를 유지시켜주는데, 이와 같은 온도 수치의 한정이유는 이와 같은 구간으로 온도를 유지시 차아염소산나트륨의 발생량이 증대되기 때문이다. 상기와 같은 온도의 한정이유는 해수전해설비로 유입되는 유입수의 온도가 너무 낮으면 차아염소산나트륨의 생산이 거의 이루어지지 않기 때문이다.

또한 상기 역삼투압 공정장치는 기본구성으로 역삼투압 모듈과 고압펌프와 유입수라인, 유출수라인, 투과수라인, 역세라인으로 구성된 장치이다.

또한 상기 나노막 여과공정장치는 기본구성으로 나노분리막 모듈과 유입펌프와 유입수라인, 유출수라인, 투과수라인, 역세라인으로 구성된 장치이다.

또한 상기 축전식 탈이온공정장치는 기본구성으로 탈이온전극모듈과 정전압인가장치로 구성된 장치로 탈이온전극의 이온에 대한 흡착능을 이용하여 이온을 분리하는 공정이다.

또한 상기 전기투석공정장치는 기본구성으로 전기투석모듈과 정전압인가장치로 구성되어있으며 전기투석모듈은 양극과 음극의 전극부와 양이온교환막과 음이온교환막이 교차되어 배열되어 있으며 그 사이에 스페이스가 마련되어있고 각 스페이스 공간이 탈염실과 농축실로 구성된 장치이다.

또한 상기 역전기투석공정장치는 기본구성으로 전기투석모듈과 역전류를 인가할 수 있는 정전압인가장치로 구성되어있으며 전기투석모듈은 양극과 음극의 전극부와 양이온교환막과 음이온교환막이 교차되어 배열되어 있으며 그 사이에 스페이스가 마련되어있고 각 스페이스 공간이 탈염실과 농축실로 나누고 전기인가에 따른 탈염실과 농축실을 변환시킬수 있는 벨브로 구성된 장치이다.

또한 상기 전기탈이온공정장치는 기본구성으로 전기탈이온모듈과 정전압인가장치로 구성되어있으며 전기탈이온모듈은 양극과 음극의 전극부와 양이온교환막과 음이온교환막이 교차되어 배열되어 있으며 그 사이에 스페이스가 마련되어있고 각 스페이스 공간이 탈염실과 농축실로 구성되어있으며 탈염실의 공간에 이온교환수지가 충진된 장치이다.

또한 상기 일가선택성 전기투석공정장치는 기본구성으로 상기 전기투석공정과 동일한 구성을 가지고 있으며 단 모듈내부에 양이온교환막과 음이온교환막이 일가이온에 선택성을 가지는 막으로 형성된 장치이다.

또한 상기 일가선택성 역전기투석공정장치는 기본구성으로 상기 역전기투석공정과 동일한 구성을 가지고 있으며 단 모듈내부에 양이온교환막과 음이온교환막이 일가이온에 선택성을 가지는 막으로 형성된 장치이다.

또한 도 2는 도 1과 장치구성이 동일하나 단지 염화나트륨 용액을 생산하는 해수처리장치(70a)가 도 1과 달리 단일장치로 이루어지는데, 이 경우에는 나노막 여과공정장치, 일가선택성 축전식 탈이온공정장치, 일가선택성 전기투석공정장치, 일가선택성 역전기투석공정장치 중에서 선택된 하나를 적용하여 구성한다.

상기 장치는 도 1에서 사용된 것과 동일하고, 일가선택성 축전식 탈이온공정장치만 다른데, 일가선택성 축전식 탈이온공정장치는 기본적으로 축전식 탈이온공정장치와 구성은 동일하나 탈이온전극모듈에 있어서 일가이온에 대한 선택적 흡착능을 가진 전극소재로 구성된 장치이다.

도 3은 본 발명에 따른 2단계 공정의 실시 예를 도시하고 있다. 물론 이러한 실시예만이 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 구체적으로 도 3을 살펴보면 해수는 라인(1)을 통해 스크린(10)을 거쳐 부유물을 걸러낸다. 이때 스크린(10)은 바람직하게는 1~5㎛의 정밀여과공정(MF; Micro Filtration)을 사용한다.

부유물질이 걸러진 해수는 라인(2)을 거쳐 1차해수처리장치(20)를 통해 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 처리수(3)와 농축수(4)로 나뉘며 농축수(4)는 다른 해수라인(2a)과 일지점 밸브(11)에서 만나 일가이온선택성 전기투석조로 구성된 2차해수처리장치(30)의 탈염실(도시 없음)로 투입된다. 이때 처리수(3)는 일가이온선택성 전기투석조로 구성된 2차해수처리장치(30)의 농축실(도시 없음)로 유입되게 된다.

2차해수처리장치(30)를 거치면 해수는 염화나트륨 용액 라인(5)과 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액라인(6)으로 분리된다.

염화나트륨 용액의 라인(5)은 직접접촉식 열교환기(40)로 들어가며 스케일 물질이 포함된 용액라인(6)은 다른 해수라인(2b)와 일지점 밸브(12)에서 합쳐져 차아염소산나트륨 용액라인(9)과 결합되어 발전소 복수기의 냉각수(100)로 유입되게 된다.

염화나트륨 용액을 생산하는 1차해수처리장치(20) 및 2차해수처리장치(30)로 이루어진 해수처리장치(70)를 통해 농축되어 나오는 염화나트륨 용액은 2~20% 정도의 농도를 지니며, 보다 바람직하게는 2.5~3.5%를 유지한다.

예를 들어 10~20% 농도로 농축되었을 경우 1차해수처리수 라인(3a)을 통해 해수전해설비로는 2~5%, 바람직하게는 2.5~3.5%의 농도로 희석되어 유입(7)되게 된다.

염화나트륨 용액 라인(5)을 통해 열교환기(40)로 유입된 염화나트륨 용액은 라인(7)을 따라 해수전해설비(50)로 유입되게 된다. 이때 열교환기(40)는 바람직하게는 최초 유입된 염화나트륨용액이 해수전해설비(50)를 거치면서 차아염소산나트륨을 생산할 때 발생되는 열이 생산수와 함께 일지점 밸브(13)를 통해 라인(8)을 통해 열교환기(40)로 되돌아가 차아염소산나트륨이 6,000~10,000ppm이 될 때까지, 더욱 바람직하게는 7,000~8,500ppm이 될 때까지 순환하게 된다.

그 이후 차아염소산나트륨 용액라인(9)을 통해 일정농도의 차아염소산나트륨이 냉각수(100)로 유입되고 일부 생산수는 라인(8)을 통해 계속 순환하며 열교환기의 유입라인(5)을 통해 유입되는 염화나트륨 용액의 온도를 높여주게 된다.

도 4는 본 발명에 따라 구성된 다른 실시예를 도시하고 있는데, 전술한 'NF(20)→RO(30)'의 형태로 볼 수 있으며 해수(1)가 스크린(10)을 통과하고 이것이 1차 처리해수처리장치(20)를 통과하면서 염화나트륨이 선택적으로 분리된 처리수(3)와 스케일 발생 물질을 포함한 농축수(4)로 분리되고, 염화나트륨이 선택적으로 분리된 처리수(3)는 2차해수처리처리(30)에 투과된후 염화나트륨이 배제된 처리수로 되어, 1차 처리수와 만나 스케일 물질이 함유하는 용액라인(6)으로 냉각수 계통(100)으로 들어가며, 2차 해수처리장치(30)에서 농축된 물은 염화나트륨 농축수 라인(5)을 통해 열교환기(40)로 들어가게 되고, 나머지 공정은 도 3과 같다.

도 5는 본 발명에 따라 구성된 또 다른 실시예를 도시하고 있는데, 전술한 'RO(20)→NF(30)'의 형태로 볼 수 있으며 해수(1)가 스크린(10)을 통과하고 이것이 1차 해수처리장치(20)를 통과하면서 해수를 단순히 농축시키는 농축수(4)라인과 염화나트륨과 스케일 발생 물질이 모두 배제된 처리수(3)로 분리되게 되며, 농축된 농축수(4)는 2차 해수처리장치(30)로 유입되어 스케일 발생물질이 함유된 용액과 스케일 물질은 배제되고 염화나트륨이 농축된 라인(5)으로 분리되게 된다. 이때 1차 처리의 처리수(3)는 2차 해수처리장치의 스케일 발생물질이 함유된 용액(6)과 만나 냉각수 계통(100)으로 들어가게 되고 나머지 공정은 도 3과 같다.

도 6에서는 1단계로 이루어진 단일 해수처리장치(70a)에 대한 실시 예를 도시하였다. 도시된 바와 같이 2단계로 이루어진 도 3의 해수처리장치(70)에서와 동일하게 스크린(2)을 통과한 해수는 라인(2)을 통해 해수처리장치(70a)로 들어간다.

이때의 해수처리장치(70a)는 나노막 여과공정장치, 일가선택적 축전식 탈이온공정장치 중 하나가 적용된다. 이러한 공정장치를 통과한 처리수는 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 물질들과 분리된 염화나트륨 용액이고, 농축수는 스케일 물질을 함유한 해수가 된다.

처리수는 라인(5)를 통해 열교환기(4)로 유입되게 되고 그 이후의 공정 흐름은 도 3의 실시 예와 동일한 흐름을 통해 차아염소산나트륨 생산수가 복수기에 냉각수(100)로 유입되게 된다.

도 7에서는 또 다른 1단계 공정장치의 실시 예로 해수처리장치(70b)로 일가선택성 전기투석공정장치 또는 일가선택성 역전기투석공정장치를 사용하였을 때의 공정장치도이다.

이때 해수처리장치(70b)의 농축실(도시없음)로 유입되는 라인(3a)에는 중수도 이상의 수질이 확보된 물이 유입되며 더욱 바람직하게는 연수를 거친 공업용수가 유입되는 것이 바람직하다. 해수처리장치(70b)의 탈염실(도시없음)로는 스크린(10)을 거친 해수가 유입되며 그 이후의 공정은 앞의 실시 예와 동일하다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 발명은 기존의 해수전해설비에 비해 장비 규모면에서 동일 차아염소산나트륨 생산효율 대비 30% 내외의 설치면적을 줄일 수 있다는 장점과, 전기효율 및 전극의 수명을 30%이상 증가시킬 수 있는 장치 및 공정이라는 장점과, 동계에도 사용가능한 해수전해설비라는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

Claims (18)

1. 삭제
2. 스크린에 해수를 통과시켜 부유물을 걸러낸 후 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시켜 해수를 소독하여 발전소 냉각수로 사용하는 해수의 수처리 방법에 있어서,

   스크린을 통과한 해수 중에서 스케일 물질 제거와, 선택적인 염화나트륨 분리농축을 하는 단일 또는 다단공정을 통해 고농도의 염화나트륨 용액을 분리하는 해수처리단계와;

   이후 공급된 고농도의 염화나트륨 용액의 차아염소산나트륨 발생량을 증가시키기 위해 열매체를 이용하여 해수전해설비 유입수를 일정온도로 유지하도록 하는 온도조절단계와;

   이후 스케일이 제거된 고농도의 염화나트륨 용액을 해수전해설비를 통해 차아염소산나트륨을 생산하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 고농도의 염화나트륨 용액을 분리하는 해수처리단계는 역삼투압 공정, 나노막 여과공정, 축전식 탈이온공정, 전기투석공정, 역전기투석공정, 전기탈이온공정, 일가선택성 축전식 탈이온공정, 일가선택성 전기투석공정, 일가선택성 역전기투석공정중에서 선택된 1개 또는 2개 이상의 공정으로 구성한 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해방법.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 고농도의 염화나트륨 용액을 분리하는 해수처리단계는 2단계로 공정을 구성시 1차해수처리공정은 역삼투압 공정, 나노막 여과공정, 축전식 탈이온공정, 전기투석공정, 역전기투석공정, 전기탈이온공정 중에서 선택된 하나의 공정으로 구성하고,

   2차해수처리공정은 나노막 여과공정, 역삼투압 공정, 일가선택성 전기투석공정, 일가선택성 역전기투석공정중에서 선택된 하나의 공정으로 구성한 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해방법.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 고농도의 염화나트륨 용액을 분리하는 해수처리단계는 단일 공정으로 구성시, 나노막 여과공정, 일가선택적 축전식 탈이온공정, 일가선택성 전기투석공정, 일가선택성 역전기투석공정 중에서 선택된 어느 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해방법.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 염화나트륨 용액을 생산하는 해수처리단계는,

   스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 1차해수처리공정에 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 처리수와, 농축수로 분류되는 1차해수처리공정과,

   이후 1차해수처리공정을 지난 처리수는 2차해수처리공정의 농축실로 유입하여 농축 후 염화나트륨 용액 라인을 통해 열교환기로 공급되고, 농축수는 부유물질이 걸러진 해수 중 다른 해수와 일지점에서 혼합된 후 2차처리공정의 탈염실로 투입시켜 탈염시킨 후 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액라인을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 또 다른 해수와 혼합 후 냉각수로 공급되도록 하는 2차해수처리공정으로 이루어지고,

   상기 온도조절단계 단계는,

   2차해수처리공정에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환기에서 열교환하여 승온시킨 후, 1차해수처리공정에서 배출된 처리수 일부와 혼합하여 해수전해설비로 공급하는 단계로 이루어지고,

   상기 차아염소산나트륨을 생산하는 단계는,

   열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 해수전해설비에서 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환하는 단계로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 2차해수처리공정에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해방법.
7. 제 2항에 있어서,

   상기 염화나트륨 용액을 생산하는 해수처리단계는,

   스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 처리수와, 농축수로 분류되도록 하는 1차해수처리공정과,

   이후 1차해수처리공정을 지난 처리수를 유입하여 염화나트륨이 배제된 처리수와 염화나트륨 용액이 분리농축된 농축수로 나뉘고 이 중 처리수는 1차의 스케일 발생물질이 함유된 농축수와 만나게 하여 스케일 물질이 함유하는 용액라인으로 냉각수로 공급하고, 농축된 물은 염화나트륨 농축수 라인을 통해 열교환기로 공급하는 2차 해수처리공정으로 이루어지고;

   상기 온도조절단계 단계는,

   2차해수처리공정에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환하여 승온시킨 후, 1차해수처리공정에서 배출된 처리수 일부와 혼합하여 해수전해설비로 공급하는 단계로 이루어지고;

   상기 차아염소산나트륨을 생산하는 단계는,

   열교환기에서 열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 해수전해설비에서 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환기로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 2차해수처리공정에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해방법.
8. 제 2항에 있어서,

   상기 염화나트륨 용액을 생산하는 해수처리단계는,

   스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질과 염화나트륨이 모두 배제된 처리수와, 염화나트륨과 동시에 스케일 발생물질도 포함되어 농축된 즉 단순한 해수의 농축수로 분류되도록 하는 1차해수처리공정과,

   이후 1차해수처리공정을 지난 농축수를 유입하여 스케일 발생물질이 함유된 용액과 스케일 물질은 배제되고 염화나트륨이 농축된 처리수로 분리하여, 1차 해수처리공정에서 분리된 스케일 발생 물질과 염화나트륨이 모두 배제된 처리수와 스케일 발생물질이 함유된 용액과 만나 냉각수로 공급하고, 농축된 염화나트륨 처리수는 염화나트륨 농축수 라인을 통해 열교환기로 공급하는 2차 해수처리공정로 이루어지고,

   상기 온도조절단계 단계는,

   2차해수처리공정에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환하여 승온시킨 후, 1차해수처리공정에서 배출된 처리수 일부와 혼합하여 해수전해설비로 공급하는 단계로 이루어지고;

   상기 차아염소산나트륨을 생산하는 단계는,

   열교환기에서 열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 해수전해설비 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환기로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 2차해수처리공정에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해방법.
9. 제 2항에 있어서,

   상기 염화나트륨 용액을 생산하는 해수처리단계는,

   스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 해수처리장치에 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 염화나트륨용액으로 이루어진 처리수와, 농축수로 분류되어, 처리수는 열교환기로 유입되고, 농축수는 부유물질이 걸러진 해수 중 다른 해수와 일지점에서 혼합된 후 냉각수로 공급되도록 하는 해수처리공정으로 이루어지고,

   상기 온도조절단계는,

   해수처리공정에서 공급된 처리수인 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환기에서 열교환하여 승온시킨 후, 해수전해설비로 공급하는 단계로 이루어지고,

   상기 차아염소산나트륨을 생산하는 단계는,

   열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 해수전해설비에서 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환하는 단계로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 해수처리공정에서 배출된 농축수가 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해방법.
10. 제 2항에 있어서,

    상기 염화나트륨 용액을 생산하는 해수처리단계는,

    중수도 또는 연수된 공업용수를 농축실로 유입하여 농축 후 염화나트륨 용액 라인을 통해 열교환기로 공급되고, 스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수를 탈염실로 투입시켜 탈염시킨 후 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액라인을 통해 부유물질이 걸러진 해수와 혼합 후 냉각수로 공급되도록 하는 해수처리공정으로 이루어지고,

    상기 온도조절단계는,

    해수처리공정에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 해수를 열교환기에서 열교환하여 승온시킨 후, 해수전해설비로 공급하는 단계로 이루어지고,

    상기 차아염소산나트륨을 생산하는 단계는,

    열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 해수전해설비에서 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환하는 단계로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 해수처리공정에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해방법.
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12. 스크린에 해수를 통과시켜 부유물을 걸러낸 후 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시켜 해수를 소독하여 발전소 냉각수로 사용하는 해수의 수처리 장치에 있어서,

    스크린을 통과한 해수 중에서 스케일 물질 제거와, 선택적인 염화나트륨 분리농축을 하는 단일 또는 다단공정을 통해 고농도의 염화나트륨 용액을 분리하는 해수처리장치와;

    해수처리장치에서 공급된 고농도의 염화나트륨 용액의 차아염소산나트륨 발생량을 증가시키기 위해 열매체를 이용하여 해수전해설비 유입수를 일정온도로 유지하도록 하는 열교환기와;

    이후 스케일이 제거된 고농도의 염화나트륨 용액으로부터 차아염소산나트륨을 생산하는 해수전해설비를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해장치.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 해수처리장치는 스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 처리수와, 농축수로 분류되도록 하는 1차해수처리장치와, 이후 1차해수처리장치를 지난 처리수를 농축실로 유입하여 농축 후 염화나트륨 용액 라인을 통해 열교환기로 공급되고, 농축수는 부유물질이 걸러진 해수 중 다른 해수와 일지점에서 혼합된 후 탈염실로 투입시켜 탈염시킨 후 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액라인을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 또 다른 해수와 혼합 후 냉각수로 공급되도록 하는 2차해수처리장치로 구성되고,

    상기 열교환기는 2차해수처리장치에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환하여 승온시킨 후, 1차해수처리장치에서 배출된 처리수 일부와 혼합하여 해수전해설비로 공급하도록 구성되고,

    상기 해수전해설비는 열교환기에서 열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환기로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 2차해수처리장치에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해장치.
14. 제 12항에 있어서,

    상기 해수처리장치는 스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 염화나트륨용액으로 이루어진 처리수와, 농축수로 분류하여, 처리수는 열교환기로 유입시키고, 농축수는 부유물질이 걸러진 해수 중 다른 해수와 일지점에서 혼합된 후 냉각수로 공급되도록 구성되고,

    상기 열교환기는 해수처리장치에서 공급된 처리수인 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환하여 승온시킨 후, 해수전해설비로 공급하도록 구성되고,

    상기 해수전해설비는 열교환기에서 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 해수전해설비에서 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환기로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 해수처리장치에서 배출된 농축수가 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해장치.
15. 제 12항에 있어서,

    상기 해수처리장치는 중수도 또는 연수된 공업용수를 농축실로 유입하여 농축 후 염화나트륨 용액 라인을 통해 열교환기로 공급되고, 스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수를 탈염실로 투입시켜 탈염시킨 후 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액라인을 통해 부유물질이 걸러진 해수와 혼합 후 냉각수로 공급되도록 구성되고,

    상기 열교환기는 해수처리장치에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 해수를 열교환하여 승온시킨 후, 해수전해설비로 공급하도록 구성되고,

    상기 해수전해설비는 열교환기에서 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환기로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 해수처리장치에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해장치.
16. 제 12항에 있어서,

    상기 해수처리장치는 스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질이 제거된 처리수와, 농축수로 분류되도록 하는 1차해수처리장치와, 이후 1차해수처리장치를 지난 처리수를 유입하여 염화나트륨이 배제된 처리수와 염화나트륨 용액이 분리농축된 농축수로 나뉘고 이 중 처리수는 1차의 스케일 발생물질이 함유된 농축수와 만나게 하여 스케일 물질이 함유하는 용액라인으로 냉각수로 공급하고, 농축된 물은 염화나트륨 농축수 라인을 통해 열교환기로 공급하는 2차 해수처리장치로 구성되고,

    상기 열교환기는 2차해수처리장치에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환하여 승온시킨 후, 1차해수처리장치에서 배출된 처리수 일부와 혼합하여 해수전해설비로 공급하도록 구성되고,

    상기 해수전해설비는 열교환기에서 열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환기로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 2차해수처리장치에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해장치.
17. 제 12항에 있어서,

    상기 해수처리장치는 스크린을 통해 부유물질이 걸러진 해수 중 일부 해수가 유입되어 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질과 염화나트륨이 모두 배제된 처리수와, 염화나트륨과 동시에 스케일 발생물질도 포함되어 농축된 즉 단순한 해수의 농축수로 분류되도록 하는 1차해수처리장치와, 이후 1차해수처리장치를 지난 농축수를 유입하여 스케일 발생물질이 함유된 용액과 스케일 물질은 배제되고 염화나트륨이 농축된 처리수로 분리하여, 1차 해수처리장치에서 분리된 스케일 발생 물질과 염화나트륨이 모두 배제된 처리수와 스케일 발생물질이 함유된 용액과 만나 냉각수로 공급하고, 농축된 염화나트륨 처리수는 염화나트륨 농축수 라인을 통해 열교환기로 공급하는 2차 해수처리장치로 구성되고,

    상기 열교환기는 2차해수처리장치에서 공급된 농축된 염화나트륨용액과 해수전해설비에서 배출되어 순환된 처리수를 열교환하여 승온시킨 후, 1차해수처리장치에서 배출된 처리수 일부와 혼합하여 해수전해설비로 공급하도록 구성되고,

    상기 해수전해설비는 열교환기에서 열교환되어 일정 온도로 승온된 염화나트륨용액을 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하여 일부는 열교환기로 순환시키고, 나머지는 부유물질이 걸러진 해수와 2차해수처리장치에서 배출된 마그네슘 및 칼슘 등의 스케일 발생물질을 포함한 용액이 혼합되어 복수기의 냉각수로 공급되는 라인에 공급하여 해수를 소독한 후 복수기의 냉각수로 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해장치.
18. 제 12항 내지 17항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 열교환기는 직접접촉식 열교환기 또는 히터, 복수기 유출수를 매체로 한 간접접촉식 열교환기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해장치.

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