KR100935466B1 - 원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법 - Google Patents

원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법은 생석회를 수화반응시켜 소석회유를 얻는 수화반응단계와; 상기 수화반응단계에서 얻어진 상기 소석회유로부터 원심분리에 소각용 액상 소석회와, 폐수용 고형 소석회를 분리하여 얻는 원심분리단계와; 상기 원심분리단계에 의해 얻어진 상기 소각용 액상 소석회로부터 이물질을 걸러내는 소각용 액상 소석회 생성단계와; 상기 원심분리단계에 의해 얻어진 상기 폐수용 고형 소석회에 수분을 첨가하여 폐수용 액상 소석회를 얻는 폐수용 액상 소석회 생성단계로 이루어진다.
본 발명은 상술한 바와 같이, 습식밀 대신에 원심분리기를 이용하기 때문에, 생산량 대비 전력 소모량이 적고, 분쇄미디어등의 소모품 사용이 없어 제조원가가 감소되는 효과가 있다. 또한, 장시간 소요되던 미세한 스크린의 통과과정이 없이 원심분리기에 의해 적정 입도의 소석회가 곧바로 배출되므로 생산량이 증가되고, 원심분리기의 회전수를 제어하여 원하는 입도의 소석회를 간편하게 얻을 수 있는 효과가 있다. 또 한편으로는, 하나의 원심분리기를 통하여 동시에 소각용 및 폐수용 액상 소석회를 생산할 수 있는 효과가 있다.
소석회, 원심분리가, 진동 스크린

Description

원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법{METHOD FOR THE PREPARATION OF LIQUID LIME HYDRATE USING CENTRIFUGE}
본 발명은 액상 소석회의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원심분리원리를 이용하여 소각용 및 폐수용 액상 소석회를 동시에 생성할 수 있는 원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 소석회는 생성회와 물과 반응시켜 제조된다. 제조된 소석회는 반응성이 높고 알칼리성인 물질로서, 산업 폐기물을 중화 처리하는 중화제로서 사용되어 왔다.
즉, 소각로에서 발생되는 것으로 산성비의 원인이 되는 염산, 황산화물, 플루오르화수소등과 같은 산성가스를 제거하거나, 제강 및 제련, 합섬, 염색, 금속, 반도체 및 전자공업에서 발생되는 산성폐수를 중화처리하는 데에 사용되고 있다.
이러한 소석회는 분말 또는 액상 소석회 형태로 사용되는데, 분말 소석회는 취급이 불편하고, 소석회 분말의 비산으로 인해 작업자에게 호흡기, 피부질환을 유발시키는 문제점이 있어 액상 소석회를 주로 사용하고 있다.
액상 소석회는 물에 소석회가 20∼35중량%의 농도가 되도록 생석회를 첨가하 여 수화시킴으로써 제조된다. 액상 소석회내의 소석회는 200∼350mesh정도의 입도를 가지게 된다.
그러나, 소각로의 산성가스를 제거하는 소각용으로 사용하기 위해서는 그 입도가 큼과 아울러 입도분포가 균일하지 못하여 유해물질과의 반응성이 만족할 만한 수준에 이르지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 입도분포가 고르지 않기 때문에 분사노즐을 이용할 경우에 분사노즐이 막히는 문제점이 있었다.
이에, 액상 소석회를 습식밀을 이용하여 소석회의 입도가 미세하고 균일한 고반응성 액상 소석회를 제조하여 사용하였다.
습식밀을 이용하여 입도가 미세하고 균일한 고반응성 액상 소석회를 제조하는 방법으로는 종래기술인 대한민국 등록특허공보 제0292139호에 개시되어 있다.
종래기술에 따르면, 고반응성 액상 소석회는 물에 생석회를 첨가하여 소석회가 20∼35중량%의 농도로 함유된 소석회유를 제조하는 단계와, 제조된 소석회유를 규사, 지르코늄비드, 글래스비드, 또는 산화마그네슘 세라믹비드의 분쇄미디어로 70∼80%가 충전된 습식밀을 통해 습식분쇄하는 단계와, 습식분쇄된 소석회유를 습식분급하여 소석회유내에 함유될 수 있는 분쇄미디어 및 불순물을 제거하는 단계와, 분쇄미디어 및 불순물이 제거된 소석회유를 진동 스크린에 의해 325mesh를 초과하는 잔분을 제거하는 단계로 제조된다.
그러나, 상기 종래기술은 습식밀의 가동으로 인한 과도한 전력비용과, 습식밀에 필요한 분쇄미디어의 손실이 많아 분쇄미디어의 교체비용으로 인해 제조원가가 상승되는 문제점이 있었다.
또한, 미세한 스크린을 통하여 325mesh를 초과하는 소석회 잔분을 제거하기 때문에, 소석회간 입자간섭으로 인하여 소석회가 미세한 스크린을 통과하는 데에 장시간이 소요되므로 생산량이 현저히 적은 문제점이 있었다.
또 한편으로는, 소석회가 200mesh이상의 입도를 갖는 폐수용 액상 소석회와, 325mesh이하의 입도를 갖는 소각용 액상 소석회를 동시에 생산하는 것은 불가능하였다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 소각용 또는 폐수용 액상 소석회의 제조원가를 절감함과 아울러 생산량을 증대시킬 수 있는 원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법은 생석회를 수화반응시켜 소석회유를 얻는 수화반응단계와; 상기 수화반응단계에서 얻어진 상기 소석회유로부터 원심분리에 의해 소각용 및 폐수용 액상 소석회를 분리하여 동시에 얻는 생성단계를 포함하여 이루어진다.
상기 생성단계는 상기 소석회유로부터 원심분리에 의해 소각용 액상 소석회와, 폐수용 고형 소석회를 분리하여 얻는 원심분리단계와; 상기 원심분리단계에 의해 얻어진 상기 소각용 액상 소석회로부터 이물질을 걸러내는 소각용 액상 소석회 생성단계와; 상기 원심분리단계에 의해 얻어진 상기 폐수용 고형 소석회에 수분을 첨가하여 폐수용 액상 소석회를 얻는 폐수용 액상 소석회 생성단계로 이루어진다.
본 발명은 상술한 바와 같이, 습식밀 대신에 원심분리기를 이용하기 때문에, 생산량 대비 전력 소모량이 적고, 분쇄미디어등의 소모품 사용이 없어 제조원가가 감소되는 효과가 있다.
또한, 장시간 소요되던 미세한 스크린의 통과과정이 없이 원심분리기에 의해 적정 입도의 소석회가 곧바로 배출되므로 생산량이 증가되고, 원심분리기의 회전수를 제어하여 원하는 입도의 소석회를 간편하게 얻을 수 있는 효과가 있다.
또 한편으로는, 하나의 원심분리기를 통하여 동시에 소각용 및 폐수용 액상 소석회를 생산할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
본 실시 예인 원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법의 공정을 첨부한 도 1에 나타내 보였다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법은 생석회를 수화반응시켜 소석회유를 얻는 수화반응단계와; 상기 수화반응단계에서 얻어진 상기 소석회유로부터 원심분리에 의해 소각용 및 폐수용 액상 소석회를 분리하여 동시에 얻는 생성단계로 이루어진다.
1. 수화반응단계
수화반응단계는 물에 생석회를 첨가하여 습식수화시켜 소석회유를 얻는 단계이다. 수화반응은 대략 24시간동안 이루어지도록 한다. 소석회유의 소석회의 농도는 25∼27중량%가 되도록 한다.
2. 생성단계
생성단계는 소석회유로부터 원심분리에 의해 액상 소석회와 폐수용 고형 소 석회를 분리하는 원심분리단계와; 액상 소석회로부터 이물질을 걸러내어 소각용 액상 소석회를 얻는 소각용 액상 소석회 생성단계와, 폐수용 고형 소석회에 수분을 첨가하여 폐수용 액상 소석회를 얻는 폐수용 액상 소석회 생성단계로 이루어진다.
2-1. 원심분리단계
원심분리단계는 수화반응단계에서 얻어진 소석회유를 원심분리기에 투입하여 소석회유로부터 소석회 입도가 325∼500mesh이고, 소석회가 20중량%로 함유된 소각용 액상 소석회를 분리하는 단계이다. 원심분리기의 회전수는 1000∼1500rpm을 유지한다.
물론, 수요자의 요구에 따라 원심분리기의 회전수를 제어하여 325∼500mesh이외의 입도를 가진 소석회가 함유된 액상 소석회를 분리할 수도 있다.
원심분리기는 크게 회전하는 회전드럼과, 회전드럼의 회전수보다 감속되어 회전되고 외주면에 나선형의 블레이드가 형성되어 상기 회전드럼내에 회전가능하게 구비된 스크류부재를 구비한 것으로 원심분리기의 구조는 추후에 설명한다.
이러한, 원심분리기에 의해 소석회유를 분리하는 원심분리단계는 이하와 같은 공정으로 이루어진다.
2-1-1. 소석회유 유입단계
소석회유를 원심분리기의 스크류부재의 중앙부에 형성된 이송로를 통해 회전드럼내로 유입시키는 단계이다.
2-1-2. 소석회 분류단계
소석회유가 유입된 회전드럼을 구동모터의 구동으로 회전시켜 유입된 소석회 유내의 소석회를 입도, 중량별 분류하는 단계이다.
2-1-3. 액상 소석회 배출단계
소석회 분류단계에 의해 얻어진 소석회유로부터 폐수용 고형 소석회가 분리된 액상 소석회가 회전드럼의 분리액 배출구를 월류하여 배출되는 단계이다.
2-1-4. 폐수용 고형 소석회 배출단계
회전드럼이 회전되는 상태에서 차동수단에 의해 회전드럼의 회전수보다 감속된 회전수로 스크류부재를 회전시키는 단계로, 스크루부재의 회전으로 인해 스크류부재의 블레이드에 의해 회전드럼의 내면에 밀착된 폐수용 고형 소석회가 이송되어 회전드럼의 고형물 배출구를 통해 배출되는 단계이다.
2-2. 소각용 액상 소석회 생성단계
원심분리단계의 의해 분리된 소석회 입도가 325∼500mesh이고 소석회가 20중량%로 함유된 액상 소석회가 원심분리기로부터 배출되는 과정에서, 액상 소석회에 섞일 수 있는 이물질을 제거하여 소각용 액상 소석회를 생산하는 단계이다.
이물질의 제거는 대략 100mech의 스크린을 사용한 진동 스크린을 사용한다. 본 발명의 진동 스크린은 액상 소석회내에 함유될 수 있는 이물질을 걸러내기 위한 것이므로, 미세한(대략 325∼500mech) 스크린을 사용할 필요가 없다.
따라서, 종래기술과는 달리 액상 소석회가 스크린을 통과하는 시간을 단축시킬 수가 있다.
소각용 액상 소석회 생성단계에서 사용된 진동 스크린의 구조는 추후에 설명한다.
2-3. 폐수용 액상 소석회 생성단계
원심분리단계에서 소석회유로부터 액상 소석회와 함께 분리되고, 소석회 입도가 325mech를 초과하며 농축된 폐수용 고형 소석회에 수분을 첨가하여 폐수용 액상 소석회를 생성하는 단계이다.
수분첨가는 원심분리기로부터 배출되는 폐수용 고형 소석회에 물을 분사시키는 방법으로 이루어진다.
수분첨가량은 생산된 폐수용 액상 소석회내에 폐수용 고형 소석회가 25중량%의 비율이 되도록 한다.
이와 같이, 소석회유를 원심분리기에 의해 분리하여 얻은 액상 소석회와 폐수용 고형 소석회에 각각 이물질을 제거하고 수분을 첨가하여 생산된 소석회가 20중량%비율로 함유된 소각용 액상 소석회와 소석회가 25중량%비율로 함유된 폐수용 액상 소석회내의 소석회 입도분포를 측정하여 첨부한 도 2에 나타내 보였다.
도 2에 도시된 바와 같이, 소각용 액상 소석회내의 소석회는 대체적으로 325∼500mesh(50∼78㎛)내의 입도분포를 가지며, 폐수용 고형 소석회내의 소석회는 대체적으로 150∼200mesh(120∼170㎛)의 입도분포를 가지고 있음을 알 수 있다.
따라서, 소석회유로부터 간단한 원심분리에 의해 입도가 미세하고 균일한 소각용 액상 소석회를 분리하여 얻을 수 있음을 알 수 있다.
한편, 원심분리단계에 사용되는 원심분리기의 구조를 개략적으로 도시하여 첨부한 도 3에 나타내 보였고, 그 자세한 구조는 대한민국 등록특허공보 제0531511호에 개시되어 있다.
이러한, 원심분리기는 하우징(10)내에 회전가능하게 설치되어 내부로 유입된 소석회유가 원심분리에 의해 분리되고, 분리된 액상 소석회와 폐수용 고형 소석회가 각각 배출되는 분리액 배출구(21)와 고형물 배출구(22)가 양측에 형성된 회전드럼(20)과; 회전드럼내에 위치되어 회전드럼에 대해 상대회전되고, 중앙부에는 소석회유가 이송되어 회전드럼내로 배출되도록 이송로(31) 및 소석회유 배출구(32)가 형성되고 외주면에는 나선형의 블레이드(33)가 형성되어 원심분리에 의해 회전드럼 내면에 밀착된 폐수용 고형 소석회를 고형물 배출구로 이송시켜 배출하는 스크류부재(30)가 마련되어 있다.
그리고, 회전드럼(20)은 구동모터(40)를 구동시켜 발생된 회전력이 회전력 전달수단인 벨트와 풀리에 의해 전달되어 회전된다. 스크류부재(30)는 차동수단(50)에 의해 회전드럼(20)의 회전수가 감소된 회전력이 전달되어 회전된다.
회전드럼(20)의 고형물 배출구(22) 측에 해당하는 하우징(10) 내부에는 고형물 배출구(22)를 통해 배출되는 폐수용 고형 소석회에 물을 분사하는 분사노즐(60)이 마련된다.
따라서, 스크류부재(30)의 이송로(31)를 통해 소석회유를 회전드럼(20)내로 유입시키게 되면, 회전드럼(20)이 회전되어 소석회유에 원심력을 발생시켜 입도가 크고 무거운 소석회는 회전드럼(20)의 내면에 밀착된다. 밀착된 입도가 크고 무거운 소석회는 회전드럼(20)에 대해 상대회전하는 스크류부재(30)의 블레이드(33)에 의해 이송되어 고형물 배출구(22)로 배출된다. 입도가 크고 무거운 소석회가 분리된 액상 소석회는 고형물 배출구(22)의 반대측에 위치한 분리액 배출구(21)를 월류 하여 배출된다.
그리고, 고형물 배출구(22)를 통해 배출되는 폐수용 고형 소석회는 분사노즐(60)에 의해 물이 첨가되어 배출시 폐수용 액상 소석회로 원심분리기로부터 배출된다.
분리액 배출구를 통해 배출되는 액상 소석회내에 함유될 수 있는 이물질을 제거하는 진동 스크린의 구조를 개략적으로 도시하여 첨부한 도 3에 나타내 보였고, 그 자세한 구조는 대한민국 등록실용신안공보 제0317840호에 개시되어 있다.
이러한, 진동 스크린은 일정 메쉬의 스크린(200)을 내장한 호퍼(100)가 마련되고, 호퍼(100)는 현가수단(300)에 의해 지지된다. 그리고, 구동모터(400)의 회전축에 편심되게 연결된 지지바(500)가 호퍼(100)에 연결되어 있다. 따라서, 구동모터(400)의 구동으로 회전축이 회전되면, 지지바는 상하방향으로 운동된다. 이러한 지지바의 상하방향 운동이 호퍼(100)에 전달되어 호퍼(100)가 상하방향으로 진동되는 구조이다.
본 실시 예에서는 100mesh의 스크린을 사용하였다. 진동 스크린의 호퍼에 액상 소석회를 투입하여 통과시켜 이물질을 제거하게 되는데, 원심분리기로부터 배출되는 액상 소석회내의 소석회 입도가 대략 325∼500mesh이므로 액상 소석회는 소석회간의 간섭없이 원활히 배출된다.
앞에서 설명된 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예인 원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법의 공정을 보인 공정도,
도 2는 도 1의 실시 예에 의해 제조된 소각용 및 폐수용 액상 소석회에 함유된 소석회의 입도분포를 나타내는 그래프,
도 3은 도 1의 실시 예에 사용된 원심분리기 및 진동 스크린의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 하우징 20 : 회전드럼
21 : 분리액 배출구 22 : 고형물 배출구
30 : 스크류부재 31 : 이송로
33 : 블레이드 40, 400 : 구동모터
50 : 차동수단 60 : 분사노즐
100 : 호퍼 200 : 스크린
300 : 현가수단 500 : 지지바

Claims (3)

  1. 생석회를 수화반응시켜 소석회유를 얻는 수화반응단계와;
    상기 수화반응단계에서 얻어진 상기 소석회유로부터 원심분리에 의해 소각용 및 폐수용 액상 소석회를 분리하여 동시에 얻는 생성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 생성단계는,
    상기 소석회유로부터 원심분리에 의해 액상 소석회와, 폐수용 고형 소석회를 분리하여 얻는 원심분리단계와;
    상기 원심분리단계에 의해 얻어진 상기 액상 소석회로부터 이물질을 걸러내어 소각용 액상 소석회를 얻는 소각용 액상 소석회 생성단계와;
    상기 원심분리단계에 의해 얻어진 상기 폐수용 고형 소석회에 수분을 첨가하여 폐수용 액상 소석회를 얻는 폐수용 액상 소석회 생성단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 원심분리단계는
    회전하는 회전드럼과, 회전드럼의 회전수보다 감속되어 회전되고 외주면에 나선형의 블레이드가 형성되어 상기 회전드럼내에 회전가능하게 구비된 스크류부재를 구비한 원심분리기를 이용하여 상기 소석회유를 원심분리하는 단계로,
    상기 소석회유를 상기 스크류부재의 중앙부에 형성된 이송로를 통해 상기 회전드럼내로 유입시키는 소석회유 유입단계와;
    소석회유가 유입된 상기 회전드럼을 구동모터의 구동으로 회전시켜 유입된 소석회유내의 소석회를 입도, 중량별 분류하는 소석회 분류단계와;
    상기 소석회 분류단계에 의해 소석회유로부터 폐수용 고형 소석회가 분리된 액상 소석회가 상기 회전드럼의 분리액 배출구를 월류하여 배출되는 액상 소석회 배출단계와;
    상기 회전드럼이 회전되는 상태에서 차동수단에 의해 상기 회전드럼의 회전수보다 감속된 회전수로 스크류뷰재를 회전시켜 상기 회전드럼의 내면에 밀착된 폐수용 고형 소석회가 이송되어 상기 회전드럼의 고형물 배출구를 통해 배출되는 폐수용 고형 소석회 배출단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법.
KR1020070099516A 2007-10-02 2007-10-02 원심분리기를 이용한 소각용 및 폐수용 액상 소석회의 제조방법 KR100935466B1 (ko)

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KR970010340B1 (ko) * 1994-06-01 1997-06-25 김준구 액상 소석회의 제조방법
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KR100745853B1 (ko) 2006-06-27 2007-08-02 재단법인 한국계면공학연구소 수질 안정제용 액상 수산화칼슘의 제조 방법

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