KR101060792B1

KR101060792B1 - 이온교환수지 재생용 소금용해장치

Info

Publication number: KR101060792B1
Application number: KR1020030071741A
Authority: KR
Inventors: 임창희; 이광원; 위흥덕
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2011-08-30
Also published as: KR20050036144A

Abstract

정수를 이용한 연수생산시 이온교환수지의 쌓인 칼슘(Ca),마그네슘(Mg)등을 제거(세척)시키어 이온교환수지의 재생을 위하여 사용되는 소금물을 생산하기 위한 소금용해장치가 제공된다.

상기 이온교환수지 재생용 소금용해장치는, 상부에 소금투입구가 제공되고, 내부에 저장되는 소금물의 레벨을 조정하는 급수관과 소금물을 배출시키는 배출관이 연결된 저장조; 와, 상기 저장조의 내부 중앙으로 상기 소금투입구의 하부에 장착되고, 투입된 소금을 걸러내는 스크린과 소금농도에 따라 개폐되는 밸브판을 갖춘 소금투입조; 및, 상기 소금투입조의 중앙에 수직하게 설치된 안내부재의 내측에서 소금농도에 따라 부유하는 부레와 연결되고 상기 밸브판을 작동시키는 작동와이어가 연결되는 부레이동축으로 구성되어 있다.

본 발명에 따르면, 정수를 연수로 재생하는 연화조설비의 이온교환수지탑에 투입되면서 그 내부에 과다하게 쌓인 Ca,Mg등을 제거시키어 이온교환수지의 재생을 원활하게 하면서 특히, 소금물의 염도를 일정하게 유지시키는 보다 개선된 효과를 얻는다.

연수, 이온교환수지, 정수, 소금물, 소금용해장치

Description

이온교환수지 재생용 소금용해장치{A SODIUM CHLORIDE SOLUTION APPARATUS IN SOFT WATER MANUFACTURING EQUIPMENT}

도 1은 일반적인 연수 생산을 위한 이온교환수지탑과 그 재생을 위한 소금물 저장탱크를 도시한 개략 고정도

도 2는 소금물의 용해도를 나타낸 그래프도

도 3은 본 발명에 따른 이온교환수지 재생용 소금용해장치의 전체 구성을 도시한 사시도

도 4는 본 발명인 이온교환수지 재생용 소금용해장치를 도시한 요부 사시도

도 5는 본 발명인 이온교환수지 재생용 소금용해장치를 도시한 정면도

도 6은 본 발명인 이온교환수지 재생용 소금용해장치의 작동상태를 도시한 구성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 이온교환수지 재생용 소금용해장치 10.... 소금물 저장조

12.... 소금투입구 14.... 소금물

16.... 급수관 18.... 배출관

30.... 소금투입조 32.... 스크린

34.... 밸브판 36.... 스팀관

38.... 제 2 급수관 50.... 부레이동축

52.... 안내부재 54.... 부레

56.... 작동와이어

본 발명 정수를 이용한 연수생산시 이온교환수지 탑내의 칼슘(Ca),마그네슘 (Mg)등을 제거시키어 이온교환수지의 재생을 위하여 사용되는 소금물을 생산하기 위한 소금용해장치에 관한 것이며, 보다 상세히는 정수를 연수로 재생하는 연화조설비의 이온교환수지탑에 투입되면서 그 내부에 과다하게 쌓인 Ca,Mg등을 제거시키어 이온교환수지의 재생을 원활하게 하면서 특히, 소금물의 염도를 일정하게 유지시킨 소금물을 생산하기 위한 이온교환수지 재생용 소금용해장치에 관한 것이다.

도 1에서는 일반적인 연수제조설비를 통한 공정을 개략적으로 도시하고 있는데, 통상 연수(Soft Water) 제조공정에서는 이온교환수지(100)가 내장된 이온교환수지 탑(Ion Exchanger)(110)내에 이온교환수지(100)의 재생을 위하여 해수를 투입시키는 방법과, 소금을 용해시킨 소금 용해물을 투입시키어 사용하는 방법이 있지만, 전자인 해수를 사용하는 경우에는 그 비중이 낮아 소요량이 증대되는 것은 물 론, 침전이 발생되기 쉽기 때문에, 통상 염도 조정이 용이한 후자인 소금을 용해시키는 방법이 사용되고 있다.

한편, 도 1에서 도시한 바와 같이, 경수가 이온교환수지 탑(110)에 공급되면 이온교환수지(100)에 의해 연수가 생산되면서 생산된 연수는 연수저장탱크 (120)로 보내지고, 이때 상기 이온교환수지(100)의 재생을 위하여 소금물 저장탱크(130)에서부터 소금물이 상기 이온교환수지 탑(110)에 투입되게 된다.

즉, 통상 정수를 이용하여 연수를 생산할 때에 경수중의 경도가 높은 Ca, Mg 등을 제거하기 위하여 이온교환수지(100)를 탑(110)의 내부에 저장시키어 사용하는데, 이온교환수지(100)를 통과하면서 경수중의 Ca, Mg등이 이온수지와 결합하게 되어 연수로 생산되게 되는데 그 화학반응식은 아래와 같다.

[화학식 1]

R(-SO₃Na)₂+ Ca(HCO₃)₂--> R(-SO₃)2Ca + 2NaHCO ₃

R(-SO₃Na)₂+MgSO₄--> R(-SO₃)2Mg + NaSO₄

그런데, 이와 같은 연수를 연속하여 생산하게 되면, 이온교환수지탑(110)내의 이온교환수지(100)에 Ca, Mg 등이 과다하게 부착되기 때문에, 전체적으로 연수 생산능력을 저하시키기 때문에, 이온교환수지(100)에 부착된 Ca, Mg 등을 제거하기 위하여 앞에서 설명한 소금물을 사용하는 것이고, 결국 연수 생산시 이온교환수지 (100)에 부착된 Ca, Mg등이 소금물에 의하여, 이온교환수지(100)로 부터 분리 제거되는데, 이경우 화학반응식은 아래와 같다.

[화학식 2]

R(-SO₃)2Ca + 2NaCl --> R(-SO₃Na)₂ + CaCl₂ ↓

R(-SO₃)2Mg + 2NaCl --> R(-SO₃Na)₂ + MgCl₂ ↓

그런데, 소금물을 사용하기 위해서는 소금을 용해시켜야 하는데, 통상 소금은 도 2의 용해도곡선에서 알 수 있듯이, 20℃인 경우 100g의 물에서 36.0g이 용해되는 반면, 온도를 100℃로 높여도 100g의 물에서 40g 정도의 소금이 용해되기 때문에, 소금의 용해도는 온도편차에 대해 용해정도가 낮기 때문에, 일반탱크에 물을 채운 후 소금을 넣어서 용해하다 보면 소금의 농도를 파악하는 것이 어렵고, 특히 소금의 용해가 원활하게 이루어 지지 않고, 이경우 이온교환수지의 재생시 사용되는 소금물의 농도가 일정하지 않거나 필요한 농도 이하이면, 이온교환수지 탑(110)에 내장된 이온교환수지(100)의 재생이 완전하게 수행되지 않는 문제가 발생된다.

한편, 이와 같은 문제를 해결하기 위한 소금용해장치가 국내 공개특허공보 2001-48692 호(연수 제조설비에 있어서의 순환식 소금 용해장치)에서 개시되고 있는데, 이와 같은 소금용해장치는 소금물을 순환 펌프를 이용하여 계속 순환시키는 방식으로 전력 소모가 심한 문제가 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 정수를 연수로 재생하는 연화조설비의 이온교환수지탑에 투입되면서 그 내부에 과다하게 쌓인 Ca,Mg등을 제거시키어 이온교환수지의 재생을 원활하게 하면서 특히, 소금물의 염도를 일정하게 유지시킨 소금물을 생산하기 위한 이온교환수지 재생용 소금용해장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 연수생산설비의 이온교환수지를 재생시키기 위한 소금용해장치에 있어서, 상부에 소금투입구가 제공되고, 내부에 저장되는 소금물의 레벨을 조정하는 급수관과 소금물을 배출시키는 배출관이 연결된 소금물 저장조;

상기 저장조의 내부 중앙으로 상기 소금투입구의 하부에 장착되고, 투입된 소금을 걸러내는 스크린과 소금농도에 따라 개폐되는 밸브판을 갖춘 소금투입조; 및

상기 소금투입조의 중앙에 수직하게 설치된 안내부재의 내측에서 소금농도에 따라 부유하는 부레와 연결되고 상기 밸브판을 작동시키는 작동와이어가 연결되는 부레이동축;

으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 이온교환수지 재생용 소금용해장치의 전체 구성을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명인 이온교환수지 재생용 소금용해장치를 도시한 요부 사시도이며, 도 5는 본 발명인 이온교환수지 재생용 소금용해장치를 도시한 정면도이고, 도 6은 본 발명인 이온교환수지 재생용 소금용해장치의 작동상태를 도시한 구성도이다.

도 3에서는 본 발명인 이온교환수지 재생용 소금용해장치(1)의 전체 구성을 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 이온교환수지 재생용 소금용해장치 (1)는 크게 소금물 저장조(10)와 소금투입조(30) 및, 부레이동축(50)으로 나누어 질 수 있는데, 이와 같은 본 발명의 구성요소(10)(30)(50)들을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 3 내지 도 5에서는 본 발명인 이온교환수지 재생용 소금용해장치 (1)의 상기 소금물 저장조(10)를 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 소금물 저장조(10)는, 상부에 소금투입구(12)가 제공되고, 내부에 저장되는 소금물(14)의 레벨을 조정하는 급수관(16)과 소금물을 배출시키는 배출관(18)이 연결되어 구성되어 있다.

이때, 도 3 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 저장조(10)는 사각체의 구조물로 형성되어 내부에 소금물(14)이 저장되는데, 상기 소금투입부(12)는 저장조 (10)의 상부측으로 중앙이 오목하게 되어 있어 소금포대(2)가 놓여지게 된다.

그리고, 상기 소금물 저장조(10)의 소금투입구(12)에는 소금포대(2)에 구멍을 뚫어 소금의 투입조 투입을 가능하게 하는 돌기(12a)들이 설치되어 있고, 상기 소금투입구(12)에는 도면에서 별도의 부호로 나타내지는 않았지만, 다수의 구멍들이 형성되어 돌기(12a)로서 소금포대(2)이 구멍이 나면 이들 구성을 통하여 소금은 도 5에서 도시한 바와 같이, 다음에 설명하는 소금투입조(30)의 스크린(32)위로 투입 쌓이게 된다.

다음, 도 3 내지 도 5에서는 본 발명인 이온교환수지 재생용 소금용해장치 (1)의 상기 소금투입조(30)를 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 소금투입조 (30)는, 상기 저장조(10)의 내부 중앙으로 상기 소금투입구(12)의 하부에 장착되고, 투입된 소금을 걸러내는 스크린(32)과 소금농도에 따라 개폐되는 밸브판(34)을 갖추어 구성되어 있다.

그리고, 도 3 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 소금투입조(30)의 내부에는 소금용해를 용이하게 하는 스팀관(36)이 제공되고, 상기 소금투입조(30)에는 소금의 초기 용해를 위한 제 2 급수관(38)이 연결되어 있다.

따라서, 소금물 저장조(10)의 소금투입구(12)를 통하여 소금투입조(30)의 내부로 소금이 투입되면 1차적으로 스크린(32)상에 쌓여있다가 제 2 급수관(38)에서 물이 급수되면 용해되고 농도가 높은 소금물(14)은 1차적으로 소금투입조 (30)내의 밸브판(34)이 닫힌상태에서 그 내부에 모이게 된다.

이때, 스팀관(36)을 통하여 열이 전해지면서 소금투입조(30)내에서의 소금 용해가 보다 원활하게 수행되게 된다.

그리고, 상기 소금투입조(30)는 원통형으로 상기 소금물 저장조(10)의 소금투입구(12)의 하부에 상단부가 용접작업으로 일체로 연결되어 고정되어 있고, 상기 급수관(16)과 제 2 급수관(38) 및, 스팀관(36)은 모두 소금물 저장조(10)의 외부로 인출되도록 신장되고, 각각의 관에는 급수 및 스팀의 공급을 제어하기 위하여 도면에서는 별도의 부호로 나타내지 않았지만 개폐밸브들이 설치되어 있고, 이와 같은 개폐밸브들은 수동 또는 전자식의 자동작동밸브를 사용하는 것이 가능할 것이다.

다음, 도 3 내지 도 5에서는 본 발명인 이온교환수지 재생용 소금용해장치 (1)의 상기 부레이동축(50)을 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 부레이동축 (50)은, 상기 소금투입조(30)의 중앙에 수직하게 설치된 안내부재(52)의 내측에서 소금농도에 따라 부유하는 부레(54)와 연결되고 상기 밸브판(34)을 작동시키는 작동와이어(56)가 연결되어 구성되어 있다.

그리고, 상기 부레이동축(50)과 부레(54)사이에 연결된 작동와이어(56)는 상기 안내부재(52)에 설치된 가이드풀리(56a)와 안내부재(52)의 개구(53)를 통하여 상기 소금투입조(30)의 바닥 개구(30a)를 개폐시키는 상기 밸브판(34)과 연결되어 있다.

이때, 상기 부레(54)의 내부에는 소금물의 농도기준이 되는 비중액(54a)이 충진되어 소금물 저장조(10)의 내부에는 항상 일정한 소금물 농도를 유지토록 구성되어 있다.

또한, 상기 안내부재(52)를 상세하게 살펴보면, 도 4 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 소금투입조(30)의 상부에 돌출되는 상태로 고정되는 원뿔형태의 커버부(52a)와 그 하부에 일체로 원통형상으로 신장된 외통체(52b)와 상기 외통체 (52b)의 하부에 일체로 고정되고 상기 소금투입조(30)의 바닥부분이 고정되는 지지원판(52c)이 제공되어 있고, 상기 부레이동축(50)은 상기 안내부재(52)의 외통체 (52b)내부에 삽입되어 그 상단부의 원판(50a)에 상기 작동와이어 (56)의 일단이 연결되어 있다.

그리고, 상기 작동와이어(56)는 안내부재 외통체(52b)의 개구(53) 부근에 설치된 가이드풀리(56a)를 통하여 위로 올라가다가 풀리를 기점으로 아래로 내려가는데, 상기 작동와이어(56)는 개구(53)를 통과하고, 상기 작동와이어(56)는 밸브판 (34)에 연결되어 있다.

이때, 상기 밸브판(34)도 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 일단이 소금투입조(30)의 바닥 개구(30a)측에 경첩형태로 연결되어 작동와이어(56)의 당김시 위로 들려져 소금투입조(30)내의 1차적으로 용해된 고농도의 소금물(14)을 소금물 저장조(10)내로 투입시키어 소금물 저장조(10)내의 소금물 농도가 조정되게 된다.

따라서, 소금물 저장조(10)의 소금농도에 따라 부레(54)는 내부의 비중액 (54a)에 의하여 부유정도가 다르게 되는데, 만약 소금물(14)이 배출되고 급수되어 소금물 저장조(10)내의 소금농도가 적어지면 비중액(54a)에 의한 비중차이로 부레(54)가 내려가게 되고, 이에따라 상기 부레이동축(50)이 일체로 하강하면서 연결된 작동와이어(56)는 당겨져 밸브판(34)이 개방됨으로서, 고농도의 소금투입조 (30)내의 소금물이 저장조(10)로 투입되면서 소금농도가 조정된다.

그 다음, 저장조(10)내의 소금물(14) 농도가 올라가면 부레(54)는 다시 상승하면서 부레이동축(50)의 상승으로 작동와이어(56)는 느슨하게 되면서 밸브판(34)은 닫히어 소금투입조 바닥의 개구(30a)를 밀폐시키어 고농도 소금물이 더이상 소금물 저장조(10)내에 들어가지 않아 저장조(10)내의 소금물 농도가 일정하게 유지되는 구성으로 이루어 진다.

한편, 이와 같은 구성으로 된 본 발명의 작용을 살펴보면, 소금물 저장조 (10)의 상부 소금투입구(12)에 소금포대(2)가 놓이면 돌기(12a)들에 의하여 구멍이 나면서 소금은 소금투입구(12)를 통하여 소금투입조(30)의 스크린(32)상에 쌓이게 된다.

이때, 급수관(38)을 통하여 소금투입조(30)내에 물이 급수되면, 스크린(32)상의 소금은 용해되면서 하측으로 모이게 되고, 스팀관(36)의 가열로 소금용해를 원활하게 하고, 소금에 포함된 이물질은 스크린(32)에서 걸러진다.

그리고, 초기 저장조(10)내의 소금물(14)의 농도가 적정하면 부레(54)는적정 소금물 농도에 맞추어진 내부의 비중액(54a)에 의하여 상승된 상태로 있다가, 배출관(18)을 통하여 소금물(14)이 이온교환수지탑(도 1의 110)측으로 공급되면 저장조의 소금물 레벨이 낮아지고, 이때 급수관(16)을 통하여 물이 급수되면, 저장조(10)내의 소금물 농도가 떨어진다.

따라서, 부레(54)는 소금물의 농도가 낮아지므로 내부의 비중액(54a)에 의하여 비중이 크므로 소금농도가 약한 소금물에서 하강하게 되고, 이때 일체로 하강하는 부레이동축(50)에 의하여 작동와이어(56)가 당겨지면서 소금투입조(30)의 바닥개구(30a)가 밸브판(34)이 들려지면서 개구되어 고농도의 소금물이 저장조(10)로 투입되면서 저장조(10)내의 소금물 농도가 조정되면 부레(54)는 원위치하여 밸브판 (34)을 내려가게 하여 소금투입조(30)의 개구(30a)를 밀폐시킨다.

이에 따라서, 본 발명의 이온교환수지 재생용 소금용해장치(1)에 의하면, 소금물 저장조(10)의 내부 소금물 농도를 항상 일정하게 유지시키면서 소금 투입과 용해를 보다 원활하게 하는 잇점을 제공하는 것이다.

이와 같이 본 발명인 이온교환수지 재생용 소금용해장치에 의하면, 경수를 연수로 생산하는 설비의 이온교환수지탑에 내장된 이온교환수지에 쌓이는 Ca, Mg 등을 제거하기 위하여 사용되는 소금물의 농도관리가 용이하여 항상 일정한 농도와 최상의 비중을 갖는 소금물을 생산하도록 하는 우수한 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

연수생산설비의 이온교환수지를 재생시키기 위한 소금용해장치에 있어서,

상부에 소금투입구(12)가 제공되고, 내부에 저장되는 소금물(14)의 레벨을 조정하는 급수관(16)과 소금물을 배출시키는 배출관(18)이 연결된 소금물 저장조 (10);

상기 저장조(10)의 내부 중앙으로 상기 소금투입구(12)의 하부에 장착되고, 투입된 소금을 걸러내는 스크린(32)과 소금농도에 따라 개폐되는 밸브판 (34)을 갖춘 소금투입조(30); 및

상기 소금투입조(30)의 중앙에 수직하게 설치된 안내부재(52)의 내측에서 소금농도에 따라 부유하는 부레(54)와 연결되고 상기 밸브판(34)을 작동시키는 작동와이어(56)가 연결되는 부레이동축(50);

으로 구성된 것을 특징으로 하는 이온교환수지 재생용 소금용해장치
제 1항에 있어서, 상기 소금투입조(30)의 내부에는 소금용해를 용이하게 하는 스팀관(36)이 제공되고,

상기 소금투입조(30)에는 소금의 초기 용해를 위한 제 2 급수관(38)이 연결되며,

상기 소금물 저장조(10)의 소금투입구(12)에는 소금포대(2)에 구멍을 뚫어 소금의 투입조 투입을 가능하게 하는 돌기(12a)들이 설치된 것을 특징으로 하는 이온교환수지 재생용 소금용해장치
제 1항에 있어서, 상기 부레이동축(50)과 부레(54)사이에 연결된 작동와이어 (56)는 상기 안내부재(52)에 설치된 가이드풀리(56a)와 안내부재(52)의 개구(53)를 통하여 상기 소금투입조(30)의 바닥 개구(30a)를 개폐시키는 밸브판 (34)과 연결되고,

상기 부레(54)의 내부에는 소금물의 농도기준이 되는 비중액(54a)이 충진되어 소금물 저장조(10)의 내부에는 항상 일정한 소금물 농도를 유지토록 구성된 것을 특징으로 하는 이온교환수지 재생용 소금용해장치