KR101245262B1 - Draw solute recovering apparatus for forward osmosis process - Google Patents

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KR101245262B1
KR101245262B1 KR1020120072451A KR20120072451A KR101245262B1 KR 101245262 B1 KR101245262 B1 KR 101245262B1 KR 1020120072451 A KR1020120072451 A KR 1020120072451A KR 20120072451 A KR20120072451 A KR 20120072451A KR 101245262 B1 KR101245262 B1 KR 101245262B1
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forward osmosis
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이공훈
오동욱
황낙순
임의수
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한국기계연구원
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Abstract

PURPOSE: An induction solute collecting apparatus in a forward osmosis process is provided to maximize the energy efficiency in the forward osmosis desalination process by efficiently collecting ammonia and carbon dioxide in the form of ammonium salt without consuming additional water or with drastically small amount of water on the contrary to the conventional method. CONSTITUTION: An induction solute collecting apparatus in a forward osmosis process comprises a chamber(10); a gas injection part(20a) consisting of pipes; a charging unit(30); and an insulating waterproofing unit(40a) in a plate form. The gas injection part penetrates into one side of the chamber, and is separated from the other side. The charging unit is formed in the chamber higher than the gas injection part. The charging unit consists of at least one of a charging material or a coil. The insulation waterproofing part is positioned between the gas injection part and the charging unit within the chamber. The insulation waterproofing part is fixed to one side within the chamber, and separated from the other side. A heater(21a) is formed on the outside of the gas injection part. [Reference numerals] (AA) Mixed gas of NH_3, CO_2, and H_2O

Description

정삼투 공정의 유도용질 회수장치 {DRAW SOLUTE RECOVERING APPARATUS FOR FORWARD OSMOSIS PROCESS}Induced solute recovery device for forward osmosis process {DRAW SOLUTE RECOVERING APPARATUS FOR FORWARD OSMOSIS PROCESS}

본 발명은 정삼투 공정의 유도용질 회수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 정삼투 담수공정에서 발생하는 암모니아와 이산화탄소를 효과적으로 회수할 수 있는 구성을 갖는 장치로써, 종래와 달리, 현저히 적은 물로 암모니아와 이산화탄소를 정삼투연속공정상에서 암모늄염의 형태로 효율적으로 회수할 수 있어, 정삼투 담수공정의 에너지효율을 극대화시킬 수 있는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for recovering induced solutes in the forward osmosis process, and more particularly, a device having a structure capable of effectively recovering ammonia and carbon dioxide generated in the forward osmosis desalination process. And carbon dioxide can be efficiently recovered in the form of ammonium salt in the forward osmosis continuous process, and relates to a solute recovery apparatus of the forward osmosis process that can maximize the energy efficiency of the forward osmosis desalination process.

최근 산업화로 인하여 화석에너지가 무분별하게 사용되었고, 이로 인하여 온실가스의 농도는 점차 증가한 반면 화석 연료의 부존량은 점차 감소하고 있다. 특히 온실가스의 농도 증가는 기온 및 염이 포함된 용액면 상승을 야기하였으며, 이상기후 현상을 초래하게 되었다.Due to the recent industrialization, fossil energy has been used indiscriminately. As a result, the concentration of greenhouse gases is gradually increased while the amount of fossil fuel is gradually decreasing. In particular, the increase of the concentration of greenhouse gases caused a rise in solution surface containing temperature and salt, resulting in abnormal climate phenomenon.

이에, 에너지의 효율적인 사용 및 절약은 일차적인 대책으로 일부 효과가 있지만 근본적으로 온실가스 배출의 84%를 차지하는 에너지 연소부분 자체를 감소시켜야 하며, 이를 위해서는 미래에너지원으로 지속가능하고 탄소배출이 없는 새로운 에너지에 대한 연구개발 및 실용화가 필요한 시점이다. Therefore, efficient use and saving of energy have some effects as a primary countermeasure, but the energy combustion part, which accounts for 84% of GHG emissions, must be reduced, which is a sustainable and carbon-free new source for future energy. It is time to research and develop and commercialize energy.

현재 각광받고 있는 신재생에너지로는 태양광, 풍력 및 수력(소수력)을 이용한 에너지가 있고, 현재 신재생에너지의 개발 방향은 이들에 편중되어 있다. 이 같은 주요 신재생에너지는 높은 초기 투자비용 및 출력의 불안정성, 생태계 교란과 같은 문제점을 가지고 있다. 이에 반하여, 해수와 담수의 염도 차이를 에너지로 이용하는 방식은 신재생에너지의 장점에 더하여, 생태계를 교란시키지 않으면서도 안정적인 장점이 있다.At present, the renewable energy that is in the spotlight includes energy using solar light, wind power, and hydropower (hydropower), and the direction of development of renewable energy is concentrated on them. Such major renewable energy has problems such as high initial investment cost, output instability, and ecosystem disturbance. On the contrary, the method using the salinity difference between seawater and freshwater as energy has the advantage of being stable without disturbing the ecosystem in addition to the advantages of renewable energy.

이렇게 해수와 담수의 염도차를 이용하는 기술 중에 해수의 담수화기술이 제시되고, 이를 일부 상용화하고 있으나, 해수와 담수의 분리공정에서 소모되는 에너지가 많아 효율이 떨어지는 문제가 있다. 특히, 효율을 높이기 위해, 유도용액을 사용하는 정삼투식 담수방법을 도입함에 있어서, 유도용질로부터 물을 분리하는 공정에서 소요되는 에너지가 높아, 전체적인 에너지효율을 저하시키는 원인이 되고 있다. Thus, the desalination technology of seawater is proposed among the technologies using the salinity difference between seawater and freshwater, but it is commercialized in part. In particular, in order to increase the efficiency, in introducing the forward osmosis desalination method using an induction solution, the energy required in the step of separating the water from the induction solute is high, causing a decrease in the overall energy efficiency.

특히, 정삼투식 담수공정에서는 중탄산암모늄을 유도용액으로 주로 이용하고 있는 바, 이러한 유도용액으로부터 물을 회수하기 위해서는 필연적으로 암모니아와 이산화탄소가 기체상태로 배출된다. In particular, in the forward osmosis desalination process, ammonium bicarbonate is mainly used as an induction solution. In order to recover water from the induction solution, ammonia and carbon dioxide are inevitably discharged in a gaseous state.

이들 기체를 회수하기 위하여, 물을 이용한 흡수공정이 사용되고 있으나, 발생되는 이들 기체를 흡수공정만으로 회수하기 위해서는 많은 양의 물과 에너지가 소요되는 문제가 있다. In order to recover these gases, an absorption process using water is used, but there is a problem that a large amount of water and energy are required to recover these gases generated only by the absorption process.

따라서, 정삼투식 담수공정에서 발생하는 암모니아와 이산화탄소, 수증기를 효과적으로 회수할 수 있는 기술에 대한 개발이 요구되고 있다. Therefore, development of a technology for effectively recovering ammonia, carbon dioxide and water vapor generated in the forward osmosis desalination process is required.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래와 달리, 물을 추가로 소비하지 않거나 현저히 적은 물로 암모니아와 이산화탄소를 정삼투연속공정상에서 암모늄염의 형태로 효율적으로 회수할 수 있어, 정삼투 담수공정의 에너지효율을 극대화시킬 수 있는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, unlike the prior art, it is possible to efficiently recover ammonia and carbon dioxide in the form of ammonium salt in the forward osmosis continuous process with no additional water consumption or significantly less water, An object of the present invention is to provide a solute recovery apparatus of the forward osmosis process that can maximize the energy efficiency.

충전부, 단열방수부 등을 챔버내의 최적의 위치에 배치시킴으로써, 정삼투공정에서, 물을 회수하는 공정에 의해 발생하는 혼합기체를 추가적인 에너지소비를 최소화하면서도, 고상염으로 회수할 수 있으며, 그 회수율 또한 현저히 높은 정삼투 공정의 유도용질 회수장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.By arranging the charging part, the heat insulation waterproof part and the like in the optimum position in the chamber, the mixed gas generated by the water recovery process in the forward osmosis process can be recovered as a solid salt while minimizing additional energy consumption. In addition, an object of the present invention is to provide a remarkably high forward osmosis recovery apparatus.

또한, 순환부와 분사부를 구성함으로써, 수용액을 다시 충전부를 거쳐 반응시켜, 회수함으로써, 회수율을 극대화시킬 수 있는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
In addition, an object of the present invention is to provide an induction solute recovery apparatus of the forward osmosis step that can maximize the recovery rate by reacting and recovering the aqueous solution through the charging section by configuring the circulation section and the injection section.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정삼투 공정의 유도용질 회수장치는, 챔버; 상기 챔버의 일측을 관통하고, 타측과 이격되어 형성되며, 배관으로 이루어진 기체주입부; 및 상기 챔버 내에 상기 기체주입부보다 상부에 형성되며, 충전재 또는 코일 중 적어도 하나로 이루어진 충전부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Induction solute recovery apparatus of the forward osmosis process according to the present invention for achieving the above object, the chamber; A gas injection part that penetrates one side of the chamber and is spaced apart from the other side and formed of a pipe; And a filling part formed above the gas injection part in the chamber and made of at least one of a filler and a coil.

여기에, 상기 기체주입부의 외측에 형성되는 히터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 히터의 온도는 50℃ 내지 140℃인 것을 특징으로 한다.Here, the heater is formed on the outside of the gas injection portion; characterized in that it further comprises, the temperature of the heater is characterized in that the 50 ℃ to 140 ℃.

또한, 상기 챔버 내의 상기 기체주입부와 상기 충전부 사이에 위치하며, 상기 챔버내의 일측에 고정되고 타측과 이격되어 형성되는 판 형태로 이루어진 단열방수부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 기체주입부에는 암모니아기체, 이산화탄소기체 및 수증기를 포함하는 혼합기체가 주입되는 것을 특징으로 한다.In addition, the gas injection portion in the chamber and the filling portion, the heat insulating waterproof portion made of a plate shape fixed to one side and spaced apart from the other side in the chamber; characterized in that it further comprises the gas injection The part is characterized in that the mixed gas containing ammonia gas, carbon dioxide gas and water vapor is injected.

상기 기체주입부는 다수의 홀을 포함하는 배관으로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 충전부에서, 상기 충전재 및 상기 코일은 표면적을 넓히는 형태로 구성된 것을 특징으로 하고, 상기 충전부에서, 상기 충전재 및 상기 코일은 플라스틱 또는 스테인리스 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.The gas injection unit is characterized in that consisting of a pipe including a plurality of holes, in the charging unit, characterized in that the filler and the coil is configured in the form of widening the surface area, in the charging unit, the filler and the coil is plastic Or stainless steel material.

또한, 상기 기체주입부보다 하부에 위치하거나 상기 기체주입부와 상기 충전부 사이에 위치하며, 상기 충전부에 의해 상기 기체주입부에서 주입된 기체가 냉각되어 형성되는 고상염수용액을 회수하여, 상기 챔버의 상부로 끌어올리는 순환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 챔버 내에 상기 충전부보다 상부에 위치하며, 상기 순환부에 의해 이동된 고상염수용액 또는 상기 챔버 외부에서 유입된 물을 상기 충전부로 분사하는 분사부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, located below the gas injection unit or located between the gas injection unit and the charging unit, by recovering the solid salt solution is formed by cooling the gas injected from the gas injection unit by the charging unit, And a circulation unit configured to pull upwards, and located above the charging unit in the chamber and spraying the solid salt solution or water introduced from the outside of the chamber to the charging unit. It characterized in that it further comprises a spray unit.

상기 기체주입부보다 하부에 위치하거나 상기 기체주입부와 상기 충전부 사이에 위치하며, 상기 충전부에 의해 상기 기체주입부에서 주입된 기체가 냉각되어 형성되는 고상염 또는 고상염수용액을 상기 챔버 외부로 배출시키는 고상염 배출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 챔버의 최상부에 위치하며, 상기 기체주입부에서 주입된 기체 중 반응하지 않고 상기 챔버의 최상부로 이동한 기체를 상기 챔버의 외부로 배출시키는 기체배출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Located in the lower portion than the gas injection portion or located between the gas injection portion and the filling portion, discharge the solid salt or solid salt aqueous solution formed by cooling the gas injected from the gas injection portion by the filling portion to the outside of the chamber It characterized in that it further comprises a; and is located on the top of the chamber, the gas which is moved from the gas injected to the top of the chamber without reacting in the gas injected from the gas inlet discharged to the outside of the chamber Characterized in that it further comprises;

또한, 상기 순환부는, 펌프 및 상기 펌프에 의해 고상염수용액이 이동하는 배관으로 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 단열방수부는 금속, 유기질 또는 광물질 중 적어도 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the circulation portion is characterized in that the pump and the pipe is a solid salt solution is moved by the pump, the heat insulation waterproof portion is characterized in that made of at least one material of metal, organic or minerals.

또한, 상기 기체주입부 또는 상기 단열방수부 중 적어도 하나는 상기 챔버의 하부방향으로 기울어진 것을 특징으로 한다.In addition, at least one of the gas injection portion or the heat insulation waterproof portion is characterized in that inclined in the lower direction of the chamber.

본 발명의 정삼투 공정의 유도용질 회수장치에 따르면, 종래와 달리, 물을 추가로 소비하지 않거나 현저히 적은 물로 암모니아와 이산화탄소를 정삼투연속공정상에서 암모늄염의 형태로 효율적으로 회수할 수 있어, 정삼투 담수공정의 에너지효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다. According to the induction solute recovery apparatus of the forward osmosis process of the present invention, unlike conventional, it is possible to efficiently recover ammonia and carbon dioxide in the form of ammonium salt in the forward osmosis continuous process with no additional water consumption or significantly less water, forward osmosis There is an advantage to maximize the energy efficiency of the desalination process.

충전부, 단열방수부 등을 챔버내의 최적의 위치에 배치시킴으로써, 정삼투공정에서, 물을 회수하는 공정에 의해 발생하는 혼합기체를 추가적인 에너지소비를 최소화하면서도, 고상염으로 회수할 수 있으며, 그 회수율 또한 현저히 높은 장점이 있다.By arranging the charging part, the heat insulation waterproof part and the like in the optimum position in the chamber, the mixed gas generated by the water recovery process in the forward osmosis process can be recovered as a solid salt while minimizing additional energy consumption. It also has a remarkably high advantage.

또한, 순환부와 분사부를 구성함으로써, 수용액을 다시 충전부를 거쳐 반응시켜, 회수함으로써, 회수율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, by configuring the circulation portion and the injection portion, there is an advantage that can maximize the recovery rate by reacting and recovering the aqueous solution through the charging portion again.

도 1은 본 발명에 따른 정삼투 공정의 유도용질 회수장치의 제 1실시예를 나타낸 단면도
도 2는 본 발명에 따른 정삼투 공정의 유도용질 회수장치의 제 2실시예를 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the inductive solute recovery apparatus of the forward osmosis process according to the present invention
Figure 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the induction solute recovery apparatus of the forward osmosis process according to the present invention

이하, 본 발명에 의한 정삼투 공정의 유도용질 회수장치에 대하여 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention with respect to the solute recovery apparatus of the forward osmosis process according to the present invention will be described in detail. The present invention may be better understood by the following examples, which are for the purpose of illustrating the present invention and are not intended to limit the scope of protection defined by the appended claims.

먼저, 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 정삼투 공정의 유도용질 회수장치의 제 1실시예는, 챔버(10), 기체주입부(20a) 및 충전부(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. First, as shown in Figure 1, the first embodiment of the induction solute recovery apparatus of the forward osmosis process of the present invention, characterized in that comprises a chamber 10, the gas injection unit 20a and the charging unit 30 do.

여기서, 기체주입부(20a)는 상기 챔버(10)의 일측을 관통하고, 타측과 이격되어 형성되며, 배관으로 이루어진다. 정삼투담수화공정에서, 물과 유도용질을 분리하면서 발생하는 기체를 챔버(10)내로 주입하기 위해, 챔버(10)의 일측을 관통하여 형성되나, 기체가 충전부(30)로 이동하는 통로(S)를 마련하기 위해, 타측과는 이격시킨 형태로 구성되는 것이 바람직하다. Here, the gas injection portion 20a penetrates one side of the chamber 10 and is formed to be spaced apart from the other side, and is made of a pipe. In the forward osmosis desalination process, in order to inject the gas generated while separating the water and the inducing solute into the chamber 10, it is formed through one side of the chamber 10, but a passage through which the gas moves to the charging unit 30 (S). In order to provide), it is preferable to be configured in a form spaced apart from the other side.

또한, 기체주입부(20a)는 기체가 이동할 수 있도록 배관형태로 구성되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 다수의 홀을 포함하는 배관으로 이루어지는 것이 기체가 챔버(10)내에서 효과적으로 분포함으로써, 반응효율을 높일 수 있다. In addition, the gas injection unit 20a is preferably configured in a pipe shape so that gas can move, and more preferably, the gas injection unit 20a is formed of a pipe including a plurality of holes so that the gas is effectively distributed in the chamber 10, thereby reacting. The efficiency can be improved.

또한, 기체주입부(20a)에 주입되는 기체는 암모니아기체, 이산화탄소기체 및 수증기를 포함하는 혼합기체가 주입되는 것이 바람직하다. 이는 정삼투담수공정에서 물과 유도용질을 분리하면서 발생하는 기체들로써, 별도의 가공없이, 발생되는 기체를 그대로 주입할 수 있어, 효율적이다.In addition, the gas injected into the gas injection unit 20a is preferably injected with a mixed gas including ammonia gas, carbon dioxide gas and water vapor. This is a gas generated while separating water and inducing solute in the forward osmosis desalination process, it is possible to inject the generated gas as it is, without further processing, it is efficient.

다음으로, 충전부(30)는 상기 챔버(10) 내에 상기 기체주입부(20a)보다 상부에 형성되며, 충전재 또는 코일 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이는 상기 기체주입부(20a)를 통해, 챔버(10)내에 투입된 혼합기체를 냉각 및 승화반응이 용이하도록 표면적을 넓히는 역할을 한다. Next, the charging unit 30 is formed above the gas injection unit 20a in the chamber 10 and is characterized in that it is made of at least one of a filler or a coil. This serves to widen the surface area to facilitate the cooling and sublimation reaction of the mixed gas introduced into the chamber 10 through the gas injection unit 20a.

즉, 충전부(30)는 챔버(10)내에, 층의 형태로 존재하는 것이 바람직하며, 기체주입부(20a)보다 상부에 위치하는 것이 기체의 이동방향을 고려할 때, 반응을 유도하기 위해 필수적이다. That is, the charging unit 30 is preferably present in the chamber 10 in the form of a layer, and it is necessary to be located above the gas injection unit 20a to induce a reaction when considering the moving direction of the gas. .

충전부(30)에서, 충전재 또는 코일은 표면적을 넓히는 역할을 할 수 있는 형태로 구성된 물질이면 어느 것이든 무방하나, 상기 충전재(Packing Material)는 세척이 용이한 그래드패킹 형태로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 코일(Coil)은 일반적인 코일형태로 구성되는 것이 바람직하다. In the charging unit 30, any of the fillers or coils may be made of any material configured to increase the surface area, but the packing material may be formed in a gland packing form that is easy to clean. The coil is preferably configured in the form of a general coil.

또한, 상기 충전재 및 상기 코일은 상기 혼합기체가 냉각 및 승화반응이 용이하도록 표면적을 넓힐 수 있으면 어떠한 재질이라도 무방하나, 플라스틱 또는 스테인리스 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 혼합기체의 냉각 및 승화반응을 효과적으로 가능하게 할 뿐만 아니라, 반응에 의해 생성되는 고상염 및 이를 포함하는 수용액이 분사부(60)에 의해 분사되는 액체에 잘 씻겨 내려가게 하는 장점이 있다.In addition, the filler and the coil may be any material as long as the mixed gas can increase the surface area to facilitate cooling and sublimation reaction, but is preferably made of plastic or stainless steel. This not only effectively enables the cooling and sublimation reaction of the mixed gas, but also has the advantage that the solid salt produced by the reaction and the aqueous solution containing the same are washed off well by the liquid sprayed by the injection unit 60.

상기 충전부(30)에서, 표면적이 증가 및 분사부(60)에 의해 분사되는 액체로 인해, 50℃미만으로 냉각되면, 다음과 같은 반응으로 중탄산암모늄 또는 탄산암모늄 고상염이 생성된다. In the charging unit 30, due to the increase in the surface area and the liquid injected by the injection unit 60, when cooled to less than 50 ℃, ammonium bicarbonate or ammonium carbonate solid salt is produced by the following reaction.

NH3 + H2O + CO2 ↔ NH4HCO3(s) : 중탄산암모늄 NH 3 + H 2 O + CO 2 ↔ NH 4 HCO 3 (s): Ammonium bicarbonate

2NH3 + H2O + CO2 ↔ (NH4)2CO3(s) : 탄산암모늄2NH 3 + H 2 O + CO 2 ↔ (NH 4 ) 2 CO 3 (s): Ammonium carbonate

또한, 상기 정삼투 공정의 유도용질 회수장치 구성에 히터(21a)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 히터(21a)는 상기 기체주입부(10)의 외측에 형성되어, 기체주입부(10)를 가열하는 역할을 한다. 이는 혼합기체의 온도가 50℃미만으로 떨어지게 되면, 기체주입부(10) 내부에 고상염이 생성되어 배관이 막히는 문제를 해결하기 위함이다.In addition, it is preferable to further include a heater 21a in the inductive solute recovery apparatus of the forward osmosis process. Here, the heater 21a is formed outside the gas injection unit 10 and serves to heat the gas injection unit 10. This is to solve the problem that when the temperature of the mixed gas drops below 50 ° C, the solid salt is generated inside the gas injection unit 10 and the pipe is blocked.

히터(21a)는 기체주입부(10)를 가열할 수 있으면, 어떠한 형태이든 무방하나, 도 1에 나타난 바와 같이, 라인(line)형태로 기체주입부(10)를 둘러싸는 형태로 구성되는 것이 에너지소비를 최소화하면서, 기체주입부(10) 내의 혼합기체를 효과적 가열할 수 있는 장점이 있다.The heater 21a may have any form as long as it can heat the gas injection unit 10. However, as shown in FIG. 1, the heater 21a is configured to surround the gas injection unit 10 in a line form. While minimizing energy consumption, there is an advantage in that the mixed gas in the gas injection unit 10 can be effectively heated.

또한, 상기 히터(21a)의 온도는 50℃ 내지 140℃인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 60℃ 내지 100℃인 것이 효과적이다. 50℃미만인 경우에는 기체주입부(10) 내부에 고상염이 생성되어, 배관이 막히는 문제가 발생하며, 140℃를 초과하는 경우에는 기체의 압력이 급격히 증가함으로써, 고상염 회수효율이 떨어질 뿐만 아니라, 안전성 및 에너지효율 또한 현저히 저하되는 문제가 있다. The temperature of the heater 21a is preferably 50 ° C to 140 ° C, more preferably 60 ° C to 100 ° C. If the temperature is less than 50 ° C., solid salts are generated inside the gas injection unit 10, which causes a problem of clogging the pipe. When the temperature exceeds 140 ° C., the pressure of the gas increases rapidly, thereby reducing the solid salt recovery efficiency. In addition, safety and energy efficiency are also significantly reduced.

다음으로, 단열방수부(40a)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 단열방수부(40a)는 상기 챔버(10)내의 상기 기체주입부(20a)와 상기 충전부(30) 사이에 위치하며, 상기 챔버(10)내의 일측에 고정되고 타측과 이격되어 형성되는 판 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다. Next, it is preferable to further include a heat insulating waterproof portion (40a). The adiabatic waterproofing part 40a is located between the gas injection part 20a and the charging part 30 in the chamber 10, and is fixed to one side of the chamber 10 and spaced apart from the other side. Characterized in that made.

단열방수부(40a)는 방수기능으로, 홀이 형성된 기체주입부(20a)에 분사부(60)에서 분사되는 액체나 충전부(30)에서 생성되는 고상염 및 그 수용액이 주입되는 것을 막는 역할을 할 뿐만 아니라, 단열기능까지 구비하여, 이들 액체나 고상염으로 인해 혼합기체의 온도유지에 손실이 생기는 문제를 방지하는 역할을 한다. The adiabatic waterproofing portion 40a has a waterproof function, and prevents the liquid injected from the injection portion 60 or the solid salt generated from the charging portion 30 and its aqueous solution from being injected into the gas injection portion 20a having the hole formed therein. In addition to providing a thermal insulation function, these liquids and solid salts serve to prevent a problem of loss in temperature maintenance of the mixed gas.

또한, 단열방수부(40a)는 금속, 유기질 또는 광물질 중 적어도 하나의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명에 단열 및 방수기능을 효과적으로 구현하기 위함이다. In addition, the heat insulating waterproof portion (40a) is preferably made of at least one of a metal, an organic material or a mineral material. In order to effectively implement the insulation and waterproofing function in the present invention.

단열방수부(40a)는 기체주입부(20a)와 같이, 챔버(10)의 타측과는 이격되어 형성되며, 그 이격되는 거리는 기체주입부(20a)보다 짧은 것이 바람직하다. 이는 기체주입부(20a)를 효과적으로 보호하는 역할을 수행하기 위함이다. The adiabatic waterproofing portion 40a is formed to be spaced apart from the other side of the chamber 10, like the gas injection portion 20a, and the distance between the heat insulation and waterproof portions 40a is shorter than that of the gas injection portion 20a. This is to perform a role of effectively protecting the gas injection unit 20a.

다음으로, 순환부(50)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 순환부(50)는 상기 기체주입부(20a)보다 하부에 위치하거나 상기 기체주입부(20a)와 상기 충전부(30) 사이에 위치하며, 상기 충전부(30)에 의해 상기 기체주입부(20a)에서 주입된 기체가 냉각되어 형성되는 고상염수용액을 회수하여, 상기 챔버의 상부로 끌어올리는 역할을 한다. 이는 충분한 반응이 이루어지지 않아, 고상염으로 바로 회수되지 못 하는 고상염 성분이 포함된 수용액을 다시 챔버(10)상부로 끌어올려 재반응을 유도한다. 따라서, 고상염 형태의 유도용질 회수율을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 혼합기체의 냉각반응을 가속화시킬 수 있다.Next, it is preferable to further include the circulation part 50. The circulation unit 50 is located below the gas injection unit 20a or is located between the gas injection unit 20a and the charging unit 30, and the gas injection unit 20a is formed by the charging unit 30. Recovering the solid salt solution formed by cooling the gas injected from the, serves to pull up to the top of the chamber. This is because a sufficient reaction is not made, and the aqueous solution containing the solid salt component which is not immediately recovered as the solid salt is pulled back to the upper portion of the chamber 10 to induce a reaction. Therefore, it is possible to maximize the recovery rate of the induced solute in the form of a solid salt, and to accelerate the cooling reaction of the mixed gas.

상기 순환부(50)는 펌프 및 상기 펌프에 의해 고상염수용액이 이동하는 배관으로 구성되는 것이 바람직하다. 펌프는 고상염수용액을 챔버(10)의 상부로 이동시키는 역할을 하며, 배관을 고상염수용액의 이동통로 역할을 한다.The circulation unit 50 is preferably composed of a pump and a pipe in which the solid salt solution is moved by the pump. The pump serves to move the solid salt solution to the upper portion of the chamber 10, the pipe serves as a moving passage of the solid salt solution.

또한, 분사부(60)를 더 포함하는 것이 효과적이다. 분사부(60)는 상기 챔버(10) 내에 상기 충전부(30)보다 상부에 위치하며, 상기 순환부(50)에 의해 이동된 고상염수용액 또는 상기 챔버(10) 외부에서 유입된 물을 상기 충전부(30)로 분사하는 역할을 한다. 이는 충전부(30)에서 혼합기체를 냉각시켜 반응을 촉진시킬 뿐만 아니라, 충전부(30)에 형성된 고상염을 씻어내는 기능을 수행한다.In addition, it is effective to further include the injection unit 60. The injection unit 60 is located above the charging unit 30 in the chamber 10, and the solid-state saline solution moved by the circulation unit 50 or water introduced from the outside of the chamber 10 is filled in the charging unit. Spray to 30. This not only promotes the reaction by cooling the mixed gas in the charging unit 30, but also performs a function of washing the solid salt formed in the charging unit 30.

또한, 고상염배출부(70)는 상기 기체주입부(20a)보다 하부에 위치하거나 상기 기체주입부(20a)와 상기 충전부(30) 사이에 위치하며, 상기 충전부(30)에 의해 상기 기체주입부(20a)에서 주입된 기체가 냉각되어 형성되는 고상염 또는 고상염수용액을 상기 챔버(10) 외부로 배출시키는 역할을 한다. 즉, 혼합기체를 고상염의 형태로 회수하는 출구기능을 수행한다.In addition, the solid salt discharge unit 70 is located below the gas injection unit 20a or between the gas injection unit 20a and the charging unit 30, the gas injection by the charging unit 30 The gas injected from the part 20a serves to discharge the solid salt or the solid salt aqueous solution formed by cooling to the outside of the chamber 10. That is, it performs the outlet function of recovering the mixed gas in the form of a solid salt.

또한, 기체배출부(80)는 상기 챔버(10)의 최상부에 위치하며, 상기 기체주입부(20a)에서 주입된 기체 중 반응하지 않고 상기 챔버(10)의 최상부로 이동한 기체를 상기 챔버(10)의 외부로 배출시키는 역할을 한다. 이는 미반응기체를 챔버(10)외부로 배출하는 출구기능을 수행한다.In addition, the gas discharge unit 80 is located at the top of the chamber 10, the gas that has moved to the top of the chamber (10) without reacting the gas injected from the gas injection unit (20a) the chamber ( It serves to discharge to the outside of 10). This serves as an outlet for discharging the unreacted gas to the outside of the chamber 10.

본 발명의 정삼투 공정의 유도용질 회수장치는 그 설계 및 반응구조상 회수율이 매우 높으므로, 기체배출부(80)에 의해 배출되는 미반응 기체가 미량이나, 기체배출부(80)에 의해 배출된 기체는 다시 기체주입부(20a)에 주입됨으로써, 재회수되는 것이 바람직하다.Since the recovery rate of the induced solute recovery apparatus of the present invention is very high due to its design and reaction structure, a small amount of unreacted gas discharged by the gas discharge unit 80 is discharged by the gas discharge unit 80. The gas is preferably again recovered by being injected into the gas injection unit 20a.

다음으로, 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 정삼투 공정의 유도용질 회수장치의 제 2실시예는, 기체주입부(20b) 및 단열방수부(40b)의 형태만이 상기 제 1실시예와 차이가 있는 것을 특징으로 한다. Next, as shown in Figure 2, the second embodiment of the induction solute recovery apparatus of the forward osmosis process of the present invention, only the shape of the gas injection portion 20b and the heat insulation waterproof portion 40b the first embodiment It is characterized by a difference.

여기서, 기체주입부(20b) 또는 단열방수부(40b) 중 적어도 하나는 상기 챔버(10)의 하부방향으로 기울어지는 것을 특징으로 한다. 이는 충전부(30)에서 반응에 의해 챔버(10)하부로 떨어지는 고상염 또는 이를 포함하는 고상염수용액이 단열방수부(40b)에 누적되어, 챔버(10)하부로의 이동율이 저하되는 것이 해 하기 위함이다.Here, at least one of the gas injection portion 20b or the heat insulation waterproof portion 40b is inclined downward in the chamber 10. This is because the solid salt which falls into the lower part of the chamber 10 by the reaction in the charging part 30 or the solid salt solution containing the same accumulates in the adiabatic waterproofing part 40b, so that the transfer rate to the lower part of the chamber 10 is lowered. For sake.

단열방수부(40b)만 하부방향으로 기울기를 형성해도 무방하나, 기체주입부(20b)까지 하부방향으로 기울기를 형성하는 것이 챔버(10)와 이격된 공간(S)을 효과적으로 확보하여, 반응후 발생하는 고상염이 용이하게 회수될 수 있어 효과적이다.
Although only the adiabatic waterproofing portion 40b may be inclined downwardly, forming a slope in the downward direction to the gas injection portion 20b effectively secures the space S spaced from the chamber 10 and then reacts. It is effective because the generated solid salt can be easily recovered.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be suitably modified and applied in the same manner. Accordingly, the above description does not limit the scope of the invention as defined by the limitations of the following claims.

10: 챔버
20a, 20b: 기체주입부
21a, 21b: 히터
30: 충전부
40a, 40b: 단열방수부
50: 순환부
60: 분사부
70: 고상염 배출부
80: 기체배출부
S: 혼합기체, 고상염 및 고상염수용액의 이동통로10: chamber
20a, 20b: Gas injection portion
21a, 21b: heater
30: live part
40a, 40b: heat insulation waterproof part
50: circulation
60: spray part
70: solid salt discharge
80: gas discharge unit
S: flow path for mixed gas, solid salt and solid salt solution

Claims (15)

챔버;
상기 챔버의 일측을 관통하고, 타측과 이격되어 형성되며, 배관으로 이루어진 기체주입부;
상기 챔버 내에 상기 기체주입부보다 상부에 형성되며, 충전재 또는 코일 중 적어도 하나로 이루어진 충전부; 및
상기 챔버 내의 상기 기체주입부와 상기 충전부 사이에 위치하며, 상기 챔버내의 일측에 고정되고 타측과 이격되어 형성되는 판 형태로 이루어진 단열방수부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
chamber;
A gas injection part that penetrates one side of the chamber and is spaced apart from the other side and formed of a pipe;
A filling part formed above the gas injection part in the chamber and made of at least one of a filler and a coil; And
Induced solute of the forward osmosis process comprising a; is located between the gas injection portion and the filling portion in the chamber, the heat insulation waterproof portion is formed in a plate shape fixed to one side in the chamber and spaced apart from the other side; Recovery device
제 1항에 있어서,
상기 기체주입부의 외측에 형성되는 히터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
The method of claim 1,
Induced solute recovery apparatus of the forward osmosis process further comprises; a heater formed on the outside of the gas injection portion
제 2항에 있어서,
상기 히터의 온도는 50℃ 내지 140℃인 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
The method of claim 2,
Induction solute recovery apparatus of the forward osmosis process, characterized in that the temperature of the heater is 50 ℃ to 140 ℃
삭제delete 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 기체주입부에는 암모니아기체, 이산화탄소기체 및 수증기를 포함하는 혼합기체가 주입되는 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
3. The method according to claim 1 or 2,
Induced solute recovery apparatus of the forward osmosis process, characterized in that the gas injection unit is injected with a mixed gas containing ammonia gas, carbon dioxide gas and water vapor
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 기체주입부는 다수의 홀을 포함하는 배관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
3. The method according to claim 1 or 2,
The gas injection unit induction solute recovery apparatus of the forward osmosis process, characterized in that consisting of a pipe including a plurality of holes
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 충전부에서, 상기 충전재 및 상기 코일은 표면적을 넓히는 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
3. The method according to claim 1 or 2,
In the charging unit, the filler and the coil is induction solute recovery apparatus of the forward osmosis process, characterized in that configured in the form of widening the surface area
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 충전부에서, 상기 충전재 및 상기 코일은 플라스틱 또는 스테인리스 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
3. The method according to claim 1 or 2,
In the filling unit, the filler and the coil is induction solute recovery apparatus of the forward osmosis process, characterized in that made of a plastic or stainless steel material
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 기체주입부보다 하부에 위치하거나 상기 기체주입부와 상기 충전부 사이에 위치하며, 상기 충전부에 의해 상기 기체주입부에서 주입된 기체가 냉각되어 형성되는 고상염수용액을 회수하여, 상기 챔버의 상부로 끌어올리는 순환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
3. The method according to claim 1 or 2,
Located below the gas injection unit or between the gas injection unit and the charging unit, the solid-state salt solution formed by cooling the gas injected from the gas injection unit by the charging unit is recovered to the upper portion of the chamber. Induced solute recovery apparatus of the forward osmosis process, characterized in that it further comprises;
제 9항에 있어서,
상기 챔버 내에 상기 충전부보다 상부에 위치하며, 상기 순환부에 의해 이동된 고상염수용액 또는 상기 챔버 외부에서 유입된 물을 상기 충전부로 분사하는 분사부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
The method of claim 9,
Located in the chamber above the filling portion, and the injection unit for injecting the solid salt solution or the water introduced from the outside of the chamber to the filling portion moved by the circulation portion; forward osmosis process further comprising a Induced Solute Recovery System
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 기체주입부보다 하부에 위치하거나 상기 기체주입부와 상기 충전부 사이에 위치하며, 상기 충전부에 의해 상기 기체주입부에서 주입된 기체가 냉각되어 형성되는 고상염 또는 고상염수용액을 상기 챔버 외부로 배출시키는 고상염 배출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
3. The method according to claim 1 or 2,
Located in the lower portion than the gas injection portion or located between the gas injection portion and the filling portion, discharge the solid salt or solid salt aqueous solution formed by cooling the gas injected from the gas injection portion by the filling portion to the outside of the chamber Induced solute recovery apparatus of the forward osmosis process characterized in that it further comprises;
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 챔버의 최상부에 위치하며, 상기 기체주입부에서 주입된 기체 중 반응하지 않고 상기 챔버의 최상부로 이동한 기체를 상기 챔버의 외부로 배출시키는 기체배출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
3. The method according to claim 1 or 2,
Located at the top of the chamber, the gas discharge unit for discharging the gas moved to the top of the chamber out of the gas injected from the gas injection portion to the outside of the chamber; forward osmosis further comprising a Induced Solute Recovery System
제 9항에 있어서,
상기 순환부는, 펌프 및 상기 펌프에 의해 고상염수용액이 이동하는 배관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
The method of claim 9,
The circulation unit, the induction solute recovery apparatus of the forward osmosis process, characterized in that the pump and the solid salt solution is moved by the pump pipe.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 단열방수부는 금속, 유기질 또는 광물질 중 적어도 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치
3. The method according to claim 1 or 2,
Insulating solute recovery device of the forward osmosis process, characterized in that the heat insulating waterproof portion made of at least one of metal, organic or mineral material
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 기체주입부 또는 상기 단열방수부 중 적어도 하나는 상기 챔버의 하부방향으로 기울어진 것을 특징으로 하는 정삼투 공정의 유도용질 회수장치3. The method according to claim 1 or 2,
At least one of the gas injection unit or the adiabatic waterproofing unit is induced solute recovery apparatus of the forward osmosis process, characterized in that inclined in the lower direction of the chamber
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