KR101640401B1 - Device for high purity ureasolution and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고체 상태의 요소와 액체 상태의 순수 또는 일반적으로 사용하는 물을 동시에 흡입하여 강제이송하는 방식을 통해 단시간 완전용해 가능하도록 하는 배관시스템을 갖추고 있어, 보다 효율적이면서 대량으로 고순도 요소수를 제조할 수 있으며, 이로써 자동차, 산업용 외에 선박용으로도 활용이 가능하여 산업상 이용가능성이 매우 큰, 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치 및 이를 이용한 고순도 요소수 제조방법에 관한 것이다.The present invention has a piping system that enables complete dissolution in a short time through a method of sucking solid element and liquid pure or generally used water at the same time and forcibly transferring the liquid, thereby producing a more efficient and high-purity urea water The present invention relates to a high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships, and industrial industries, which can be utilized for automobiles, industrial use, and marine applications.
요소수(尿素水, Urea)는 액상의 화학물질로서 우리가 흔히 알고 있는 요소비료의 원료인 요소(Urea)와 순수한 물(Water)을 혼합하여 만든 요소함량 32.5%의 화학물질이다. 이 요소수가 디젤엔진 자동차의 질소산화물을 정화하는데 쓰인다. 질소산화물은 기관지염, 폐렴 등 각종 호흡기질환을 일으키며 광학 스모그와 산성비의 주요 원인으로 알려져 있다. 연구 결과 교통사고 사망자의 2배가 넘는 사람이 자동차 매연으로 숨지고 있다는 보고가 있을 정도로 우리 일상생활에 차량배기가스가 미치는 영향이 크다. 그래서 선진국을 중심으로 오래전부터 꾸준히 제기되어 온 온실가스감축의 일환으로 차량배기가스 규제가 점점 엄격해지고 있는 것이다. 우리나라는 '경유자동차배기가스규제'로 유럽기준을 따르고 있다.Urea water (Urea) is a liquid chemical substance, which is a chemical substance with an element content of 32.5%, which is a mixture of Urea and pure water, which is a raw material of urea fertilizer commonly known to us. This urea is used to purify nitrogen oxides in diesel engine cars. Nitrogen oxides cause various respiratory diseases such as bronchitis and pneumonia, and are known to be a major cause of optical smog and acid rain. Research has shown that more than twice the number of people killed by traffic accidents are dying from car fumes. So, as a part of the reduction of greenhouse gas emissions, which has been raised steadily since a long time ago, especially in developed countries, regulation of vehicle exhaust gas has become increasingly strict. Korea is following the European standards for 'diesel emission regulation'.
자동차분야에서의 SCR 촉매 시스템은 환원제로서 암모니아를 사용함으로써 DeNOx 성능을 90% 이상 달성 가능하나 암모니아는 가스상이기 때문에 보관이 어렵고 누수로 인해 인체에 악영향을 미치는 단점이 있어 사용이 거의 불가능하다. 이러한 암모니아를 촉매를 사용하는 SCR 시스템의 단점을 보안할 수 있는 방식이 Urea-SCR 시스템이다.In the automotive sector, the SCR catalyst system can achieve DeNOx performance of 90% or more by using ammonia as a reducing agent. However, since ammonia is in a gaseous state, it is hard to store and adversely affects the human body due to leakage. The Urea-SCR system is a way to secure the disadvantages of SCR systems using such ammonia catalysts.
요소수를 사용하여 질소산화물을 정화하는 기술을 Urea-SCR이라 하며, 미국에서는 DEF(Diesel Exhaust Fluid), 유럽에서는 AdBlue로 칭한다. 요소수는 온도에 따라 어는점의 변화가 매우 크다. 농도가 32.5%일 때 빙점이 -11℃로써 가장 낮기 때문에 표준을 정할 때 자동차용 요소의 농도를 32.5%로 정하고 있고, 이외에 선박용 40%, 산업용 40%로 요소의 농도를 정하고 있다.The technique of purifying nitrogen oxides by using urea water is called Urea-SCR, which is called DEF (Diesel Exhaust Fluid) in the US and AdBlue in Europe. The number of ellipsis changes very much with freezing point. Since the freezing point is the lowest at -11 ℃ when the concentration is 32.5%, the concentration of the automotive element is set at 32.5% when the standard is set. In addition, the concentration of urea is set at 40% for marine and 40% for industrial use.
Urea-SCR 시스템의 자동차는 엔진이 가동되고 있으면 요소수가 지속적으로 사용되며, 이때 사용되는 양은 연료 대비 4~6%정도 소모된다. 강화된 배기가스배출규제에 대응하기 위한 시스템에서 SCR은 EGR+DPF시스템보다 연비가 평균 3~5%의 개선효과가 있다는 연구결과가 있다. 그러므로 요소수의 사용으로 추가적인 비용이 들지만 연비효과로 인하여 전체적인 운행경비는 Urea-SCR이 경제적이라 하겠다.In Urea-SCR systems, when the engine is running, the number of components is constantly used, and the amount used is 4 to 6% of the fuel used. Studies have shown that the SCR improves fuel economy by an average of 3 to 5% over the EGR + DPF system in systems that respond to enhanced emissions regulations. Therefore, Urea-SCR is economical because of the fuel cost.
Urea-SCR 시스템은 디젤엔진에서 발생한 배기가스가 SCR 촉매장치를 거치는 과정에서 요소수 주입장치를 통해 요소수를 주입함으로써 배기가스 내의 질소산화물을 정화하게 된다.The Urea-SCR system purifies the nitrogen oxides in the exhaust gas by injecting urea water through the urea water injector during the passage of the exhaust gas from the diesel engine through the SCR catalytic device.
이와 같이 Urea-SCR 시스템에 사용되는 요소수를 제조함에 있어, 종래에는 요소의 용해를 위해, 자동차용 요소수의 경우 순수를 40℃까지 가온하는 방식을 취하였으며, 산업용 및 선박용은 40℃까지 가온하는 방식에 더하여 용해공정 과정에도 열을 공급하는 방식을 취하였다.Conventionally, in order to dissolve urea in the Urea-SCR system, pure water is warmed up to 40 ° C in the case of urea water for automobiles, In addition to this method, heat was also supplied to the dissolution process.
요소는 용해 과정 중 흡열반응을 하며, 이로써 반응이 진행될수록 수온이 떨어지고, 온도가 떨어질수록 용해속도가 매우 낮아지기 때문에 일반 교반기 용해방식에서는 용해속도가 떨어지는 것을 방지하기 위해 가온을 하게 된다.The element undergoes an endothermic reaction during the dissolution process. As the reaction progresses, the water temperature drops. As the temperature decreases, the dissolution rate becomes very low. Therefore, in the general stirrer dissolution method, the temperature is increased to prevent the dissolution rate from dropping.
우리나라 4 계절 평균 수온이 10.5℃인 점을 감안할 때, 요소의 용해속도를 높이기 위해 순수 또는 물을 40℃까지 가온하는 방식은 에너지 소모량 매우 클 수밖에 없다.Considering that the average temperature of the four seasons in Korea is 10.5 ℃, the method of heating pure water or water up to 40 ℃ in order to increase the dissolution rate of urea has a very high energy consumption.
또한 종래의 가온 방식을 적용하기 위해서는 가열 설비 등의 부가설비의 증가가 불가피하여 요소수 제조장치가 전체적으로 대형화될 수밖에 없어 효율성 면에서 떨어지며, 이로 인한 제조단가의 상승으로 인해 경제성이 떨어진다.In addition, in order to apply the conventional heating system, an additional equipment such as a heating equipment is inevitably increased. As a result, the urea water producing apparatus is inevitably enlarged as a whole, resulting in an inefficiency and an economical efficiency due to an increase in the manufacturing cost.
이외에 해외에서 사용되는 물순환방식에 의한 요소수 제조, 정제 기술은 요소의 용해가 제대로 이루어지지 않아 용해를 위한 시간이 30분 이상 소요되어 생산성 면에서 매우 비효율적이라는 단점이 있었으며, 특히 용해에 소요되는 시간이 늘어날수록 대기중의 CO2가 계속 주입되어 염이 생성되는 문제를 일으킨다.In addition, the urea water production and refining technology by the water circulation system used overseas has a disadvantage in that the dissolution of the urea is not properly performed and the dissolution time is longer than 30 minutes, which is very inefficient in view of productivity. As the time increases, CO 2 in the atmosphere continues to be injected causing salt formation.
따라서, 요소수의 제조, 정제 기술에 있어 가온방식을 취하지 않거나 또는 취하더라도 보조적인 기능으로만 사용하여 단시간 내에 고순도의 요소수 제조, 정제장치의 보급이 필요한 실정이다.Therefore, in the manufacturing and refining techniques of urea water, it is necessary to use only the supplementary function even if the heating method is not taken or taken, and it is necessary to manufacture the urea water with high purity within a short time and to spread the purification device.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명자는 2015년 06월 12일에 '고순도 요소수 제조장치 및 이를 이용한 고순도 요소수 제조방법'으로 특허출원(출원번호 10-2015-0083589)하여, 2015년 08월 07일에 등록(등록번호 10-1544503)받은 바 있다.In order to achieve the above object, the present inventor filed a patent application (Application No. 10-2015-0083589) on June 12, 2015 as a high-purity urea water producing apparatus and a high purity urea water producing method using the same, I received a registration (Registration No. 10-1544503) on July 07.
본 발명자는 요소는 용해과정에 흡열반응으로 온도가 내려가며, 축온과 가스 발생이 없기 때문에 고체+액체 동시 순환방식의 이송을 하여도 문제가 없음을 연구를 통해 확인하였다.The inventors have confirmed through studies that the urea has no problem even when the solid-liquid simultaneous circulation method is carried out since the temperature is lowered due to the endothermic reaction during the dissolution process and there is no temperature increase and gas generation.
자동차용의 경우, 수온 17℃에서 용해를 시작하여 32.5%을 용해할 수 있다.In the case of automobiles, it is possible to start dissolving at a water temperature of 17 ° C to dissolve 32.5%.
그리고 선박용, 산업용의 경우, 수온 25℃에서 용해를 시작하여 40%까지 완전용해 할 수 있다. 이는 가온 설비가 없거나, 있더라도 가온 설비의 최소화로 에너지 사용량을 획기적 감소시킬 수 있음을 확인한 것이다.For marine and industrial use, it can be completely dissolved up to 40% by starting to dissolve at a water temperature of 25 ° C. This confirms that if there is no heating facility, or if there is no heating facility, the energy consumption can be drastically reduced by minimizing the heating facility.
즉, 본 발명자는 상기 등록특허의 용해 방식을 더욱 개선하여, 고체 상태의 요소와 액체 상태의 순수 또는 물을 동시에 흡입하여 강제이송, 완전용해 기능의 배관시스템을 개발하였으며, 또한 요소수고도정제부의 구성을 개선하여, 차량용·선박·산업용으로 적합한 고순도 요소수 제조장치를 완성하게 되었다.That is, the present inventor has further improved the dissolution method of the above-mentioned registered patent to develop a piping system having a function of forcibly transferring and completely dissolving pure elements of solid state and pure water or water at the same time, The composition has been improved, and a high-purity urea water producing apparatus suitable for automobiles, ships, and industries has been completed.
본 발명은 요소용해부로부터 고체상의 요소와 액체상의 순수 또는 일반 물을 동시에 흡입하여 강제이송 후 다시 상기 요소용해부로 강력 분사함으로써, 강제이송과정 중에 배관 내에서 1차 용해되고, 강력분사에 의해 발생한 와류에 의해 2차 용해됨으로써, 단시간 내에 완전용해되고,The present invention is characterized in that a solid element and liquid pure or general water are simultaneously sucked from the urea dissolution part and forcedly transferred to the urea dissolution part again after being forcedly transferred, It is completely dissolved in a short time by being secondarily dissolved by vortex,
완전용해된 요소수를 저온용해방식으로 요소수 내의 불순물 뷰렛, 알데하이드, 불용성물질, 메탈이온 및 기타이온을 제거하여 고순도로 정제함으로써, 고순도 요소수를 효율적으로 생산하고, 단시간 내에 대량 생산이 가능하도록 하여 자동차, 일반 산업용 외에 대규모의 선박용으로도 활용할 수 있는,Highly pure urea water can be efficiently produced by removing the impure buret, aldehyde, insoluble substance, metal ion and other ions in the urea water by the low-temperature dissolving method to completely dissolve the urea water, and mass production in a short time It can be used for large scale ship besides automobile, general industrial use,
고상 요소와 액상 순수 또는 물의 동시 흡입·강제이송 용해방식에 따른 배관시스템을 포함하여 이루어진 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치 및 이를 이용한 고순도 요소수 제조방법을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships, and industrial industries and a high-purity urea water producing method using the piping system according to the simultaneous suction, forced transfer, and dissolving method of solid phase element and liquid pure water or water .
상기의 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,
본 발명은 물을 공급하는 물공급부;The present invention relates to a water supply unit for supplying water;
상기 물공급부로부터 공급되는 순수와, 요소투입구를 통해 외부로부터 투입되는 고체상의 요소(Urea)를 수용하여 용해과정을 거치는 요소용해부;An element dissolving unit for receiving pure water supplied from the water supply unit and a solid element Urea injected from the outside through a urea inlet port to undergo a dissolution process;
상기 요소용해부의 외부에 설치되어 있는 강제이송펌프와 연동하여, 요소용해부 내의 고체상의 요소와 액체상의 순수를 동시에 흡입하고, 강제이송하여 상기 요소용해부의 내측면 상부와 하부로 강력분사함으로써, 강제이송과정에서의 용해과정과 강력분사에 의해 발생한 와류에 의한 용해과정을 통해 고체상의 요소를 완전 용해시키고, 완전용해된 요소수를 후단의 요소수고도정제부로 이송하는 펌프시스템부;The solid element and the liquid pure water in the element dissolution part are simultaneously sucked and forcedly transferred to the upper and lower portions of the inner side surface of the element dissolution part in cooperation with the forced transfer pump provided outside the element dissolution part, A pump system part for completely dissolving the solid phase element through a dissolution process in the transferring process and a vortex flow generated by the strong jetting and for transferring the completely dissolved urea water to the refining part at the downstream stage;
상기 요소용해부의 하단에 위치하여 순수 또는 물의 공급량을 정밀 측정하는 전자저울과, 요소용해부의 측벽에 설치되는 레벨게이지, 유량계를 포함하는 정밀계측부;An electronic balance located at the lower end of the urea dissolving unit for precisely measuring the supply amount of pure water or water, a level gauge provided on a side wall of the urea dissolving unit, and a flow meter;
상기 요소용해부에서 생성된 요소수를 정제하는 요소수고도정제부;를 포함하여 이루어지는 것으로서,And a urea-hardening unit for refining the number of urea generated in the element dissolving unit,
상기 펌프시스템부는 요소용해부(20)의 제1측벽에 연결되되, 고체 요소가 채워져 있는 높이보다 높은 위치에 연결되어, 요소용해부(20) 내의 순수 또는 물을 강제이송펌프를 통해 흡입하는 제1배관과,The pump system part is connected to the first sidewall of the
상기 요소용해부 하단에 연결되어, 요소용해부 하부에 채워져 있는 고체 요소를 강제이송펌프를 통해 흡입하는 제2배관과,A second pipe connected to the lower end of the element-dissolving portion and sucking the solid element filled in the lower portion of the element-dissolving portion through the forced transfer pump,
상기 제1배관이 아래 방향으로 신장되어 제2배관의 일측에 연결되고, 상기 제1배관을 통해 강제이송되는 순수 또는 물과, 상기 제2배관을 통해 이송되는 고체 요소가 상기 연결지점에서 혼합을 이루어 고체요소와 액체 순수 또는 물이 동시에 이송되고,Pure water or water that is forcibly delivered through the first pipe and a solid element that is conveyed through the second pipe are connected to each other at the connection point, The solid element and liquid pure water or water are simultaneously transported,
이와 같이 고체요소와 액체 순수 또는 물이 동시에 이송되는 제2배관의 다른 일측으로부터 상기 강제이송펌프까지 연결되어, 고체 요소와 액체 순수 또는 물을 동시에 강제이송펌프까지 이송하는 제3배관과,A third pipe connected from the other side of the second pipe to which the solid element and the liquid pure water or water are simultaneously transferred from the other side to the forced feed pump for simultaneously feeding the solid element and the liquid pure water or water to the forced feed pump,
상기 강제이송펌프로부터 요소용해부의 제2측벽에 연결되되, 고체요소가 채워져 있던 높이보다 높은 위치에 연결되어, 상기 제3배관을 통해 이송된 고체 요소와 액체 순수 또는 물을 동시에 요소용해부의 내부로 강력분사하여 와류를 형성하도록 하는 제4배관과,The solid element being connected to the second sidewall of the element dissolution part and being connected to a position higher than a height at which the solid element is filled so that the solid element and the liquid pure water or water transferred through the third pipeline are simultaneously introduced into the element dissolution part A fourth pipe for forming a vortex by strong injection,
상기 강제이송펌프로부터 요소용해부의 제3측벽에 연결되되, 고체요소가 채워져 있던 높이보다 낮은 위치에 연결되어, 상기 제3배관을 통해 이송된 고체 요소와 액체 순수 또는 물을 동시에 요소용해부의 내부로 강력분사하여 와류를 형성하도록 하는 제5배관과,The solid element being connected to the third sidewall of the urea-dissolving portion from the forced feed pump at a position lower than a height at which the solid element is filled, A fifth pipe for generating a vortex by strong injection,
일측이 상기 제2배관과 일체의 관으로 연결되고, 타측이 요소수고도정제부와 연결 형성되어, 완전용해된 요소수를 상기 요소용해부 하단에 연결된 제2배관를 통해 공급받은 후 요소수고도정제부까지 이송하는 제6배관과,And the other side is connected to the urea level determining device and the completely dissolved urea water is supplied through the second pipe connected to the lower end of the urea dissolving unit, A sixth pipe for transferring the water,
상기 제1배관 내지 제5배관을 통해 강제 이송, 강력분사의 동력을 제공하는 강제이송펌프;를 포함하여 이루어지는, 고상 요소와 액상 순수 또는 물의 동시 흡입·강제이송 용해방식에 따른 배관시스템을 포함하여 이루어진 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치를 제공한다.And a forced transfer pump for providing the power for forced and strong injection through the first to fifth pipes. The piping system according to the simultaneous suction, forced transfer, and dissolution method of the solid phase element and the liquid pure water or water, The present invention provides a high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships, and industries.
본 발명에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치 및 이를 이용한 고순도 요소수 제조방법은 다음의 효과를 갖는다.The high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships, and industries according to the present invention and the high-purity urea water producing method using the same have the following effects.
첫째. 펌프시스템부를 이용하여, 순수 또는 물과 고체 요소를 동시에 펌프에서 흡입하여 요소용해부의 상부와 하부로 강력 분사하고, 이때 발생하는 와류에 의해 강제 용해과정을 거침으로써, 단시간 내에 고체 요소의 완전용해를 이룰 수 있다는 장점을 갖는다. 또한 이와 같은 용해방식은 고체+액체를 동시에 이송함으로써 이송배관에서도 요소용해가 빠르게 일어난다.first. By using the pump system part, pure water or water and solid element are sucked from the pump at the same time and injected strongly to the upper and lower part of the element dissolution part. By the forced dissolution process by the vortex generated at this time, the complete dissolution of the solid element . In addition, such a dissolving method causes rapid dissolution of the element even in the transfer pipe by simultaneously transferring the solid and the liquid.
요소농도 32.5%인 자동차용의 경우, 순수의 온도가 17℃에서 요소를 투입하고 용해하여 요소수 온도가 영하 5℃까지 용해하는데 15분이 소요되며, 순수의 온도가 19℃에서 요소를 투입하고 용해하여 요소수 온도가 영하 3℃까지 용해하는데 10분이 소요된다.In case of automobile with urea concentration of 32.5%, urea is injected and dissolved at a temperature of 17 ℃, and it takes 15 minutes for the urea water temperature to dissolve to minus 5 캜. When pure water is injected at 19 캜, And it takes 10 minutes for the urea water temperature to dissolve to minus 3 ° C.
그리고 이와 같은 용해방식에 부가적으로 가온설비를 두어 순수의 온도가 40℃일때 요소를 투입하게 되는 경우, 투입 후 1분 30초 만에 완전 용해된다. In addition, if the pure water temperature is 40 ° C and the urea is to be added, it is completely dissolved in 1 minute and 30 seconds after the addition.
요소농도 40%인 산업용, 선박용에 본 발명에 따른 배관시스템을 적용하고, 물 온도를 기존 방식대로 40℃로 유지할 경우, 5분 경과 후 완전 용해된다.When the piping system according to the present invention is applied to industrial and marine products having an urea concentration of 40% and the water temperature is maintained at 40 占 폚 in the conventional manner, it is completely dissolved after 5 minutes.
그리고 물 온도를 낮춰 25℃로 유지하는 경우에는 20분 경과 후 완전 용해된다.When the water temperature is lowered and maintained at 25 ° C, it is completely dissolved after 20 minutes.
따라서, 본 발명에 따른 배관시스템을 적용하여, 수온 20℃이하의 자동차용과, 수온 28℃ 이하의 산업용 요소 용해에 소모되는 에너지 비용을 기존 대비 1/3로 절감할 수 있다.Accordingly, by applying the piping system according to the present invention, it is possible to reduce the energy cost consumed for automobile use at a water temperature of 20 ° C or less and industrial element dissolution at a water temperature of 28 ° C or less to 1/3 of the conventional cost.
둘째. 자동차용의 경우 고체 요소 + 액체 순수의 강제 이송식 용해는 20℃ 이하의 저온 조건에서도, 기존 40℃의 고온 조건에서의 용해방식과 비교하여 단시간 내에 고순도의 요소수를 얻을 수 있다.second. In the case of automobiles, the forced-feed type dissolution of solid element + liquid pure water can obtain high purity urea water within a short time as compared with the conventional dissolution method at a high temperature of 40 캜 even at a low temperature of 20 캜 or lower.
자동차용의 경우, 순수의 온도를 19℃ 이하로 하여 용해시, 요소의 뷰렛, 불용성물질, 알데하이드 용해가 되지 않으며, 또한 금속이온, 기타이온, 뷰렛등은 요소 용해과정 중에 요소수의 온도가 영하로 내려가면 재결정되어 0.2 MICRON 마이크로 필터의 필터링 만으로도 쉽게 제거할 수 있다. 이는 요소와 결합한 염들의 주요 특징이다. 따라서 자동차용의 경우 19℃ 이하의 저온 용해만으로도 고순도 요소수를 생산할 수 있다. In the case of automobile, burette, insoluble substance and aldehyde dissolution of urea can not be obtained when pure water is dissolved at a temperature of 19 ° C or lower, and metal ions, other ions, burette, , It is recrystallized and can easily be removed by filtering with 0.2 MICRON microfilter. This is a key feature of the salts combined with the element. Therefore, high-purity urea water can be produced only by low-temperature melting at 19 ° C or less for automobiles.
셋째. 본 발명은 단시간 내에 고체 요소를 완전용해시킬 수 있는 배관시스템을 갖추고 있어, 단시간 내에 완전용해를 이루고, 이와 같이 완전용해된 요소수를 중공사막필터(UF)를 이용하여 요소 용해과정 중에 미용해된 물질과 재결정 물질을 0.02micron 필터 처리방식으로 정제한다.third. The present invention has a piping system capable of completely dissolving a solid element within a short time, and is capable of completely dissolving in a short period of time, and completely dissolving the urea water in such a short time, and using the hollow fiber membrane filter (UF) The material and the recrystallized material are purified by 0.02 micron filter treatment.
이는 UF 후단부에 설치되어진 이온교환수지를 보호하기 위한 설치 순서이다. 다음 단계인 이온교환수지는 요소수 내의 불순물 이온들을 효과적으로 제거한다. 금속이온을 포함하여 이온성의 물질을 제거한다. 마지막 단계의 0.2 micron 필터는 이온교환수지에서 발생한 입자를 제거하기 위함이다.This is the installation procedure for protecting the ion exchange resin installed at the end of the UF. The next step, the ion exchange resin, effectively removes impurity ions in the urea water. Removes ionic substances including metal ions. The last 0.2 micron filter is to remove particles from the ion exchange resin.
이와 같이 과정을 거쳐 요소수를 고도처리함으로써, 고순도 요소수의 대량생산이 가능하여 자동차용, 산업용 및 선박용으로도 적합하다는 장점이 있다.Through such a process, it is possible to mass-produce high-purity urea water by advanced processing of urea water, which is advantageous for automobile, industrial and marine use.
넷째. 본 발명에 따라 저온에서 완전용해되어 생산된 자동차용 요소수는 일정 시간이 지나더라도, 기존 제품과 달리 침전물(백탁현상)이 발생하지 않은 투명상태를 유지하는 고순도 요소수라는 장점이 있다.fourth. According to the present invention, the number of automobile components produced by completely dissolving at low temperatures has the advantage of being a high-purity urea water which maintains a transparent state in which sediment (clouding phenomenon) is not generated unlike existing products even after a certain period of time.
본 발명에 따라 제조된 고도정제된 요소수는, SCR-System에서 요소수로 인해 발생되는 촉매침착, 요소수 배기가스 배출구 막힘, 촉매기능 저하 등의 문제점을 효과적으로 막을 수 있다. The highly refined urea water produced according to the present invention can effectively prevent problems such as catalyst deposition caused by urea water, clogging of the urea water exhaust gas outlet, and deterioration of catalytic function in the SCR system.
도 1은 본 발명에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치의 전체 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치를 구성하는 요소용해부 내에 순수 또는 물과 요소가 채워지는 과정을 도시한 개략도. (도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 먼저 전자저울을 이용하여 순수를 필요 요소수 농도에 맞게 채운다. 그리고 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 고체 요소를 채운다.)
도 3은 본 발명에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치를 이용한 고체 요소의 용해시키는 과정을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치의 펌프시스템부를 보인 도면으로서, 펌프시스템부를 통해 순수 또는 물과 고체의 요소가 동시에 배관을 통해 강제이송되는 과정을 보인 도면.
도 5는 본 발명에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치의 펌프시스템부를 보인 도면으로서, 펌프시스템부 내의 완전용해된 요소수를 요소수고도정제부로 이송되는 과정을 보인 도면.
도 6은 본 발명에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치를 구성하는 요소수고도정제부의 내부 구성을 보인 도면.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치를 구성하는 요소용해부의 정면도.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치를 구성하는 요소용해부의 정면도.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치를 구성하는 요소용해부의 정면도.
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치를 구성하는 요소용해부의 정면도.1 is a perspective view showing the entire construction of a high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships, and industries according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a process of filling pure water or water and elements in an element dissolution part constituting an apparatus for manufacturing high-purity urea water for automobiles, ships, and industries according to the present invention. (As shown in Fig. 2 (a), pure water is first filled with the required number of urea water concentration using an electronic balance, and the solid element is filled, as shown in Fig. 2 (b)).
3 is a schematic view showing a process of dissolving a solid element using a high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships, and industries according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing a pump system part of a high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships, and industrial industries according to the present invention, in which pure water or elements of water and solid are simultaneously forced through piping through a pump system part.
FIG. 5 is a view showing a pump system unit of a high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships, and industries according to the present invention, and shows a process in which the completely dissolved urea water in a pump system unit is transferred to a purification unit.
6 is a view showing the internal structure of the urea-hardenable part constituting the high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships, and industries according to the present invention.
7 is a front view of an element dissolution part constituting an apparatus for manufacturing high-purity urea water for automobiles, ships and industrial industries according to the first embodiment of the present invention.
8 is a front view of an element dissolution part constituting a high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships, and industrial industries according to a second embodiment of the present invention.
9 is a front view of a urea dissolution part constituting an apparatus for producing high-purity urea water for automobiles, ships and industrial industries according to a third embodiment of the present invention.
10 is a front view of an element dissolution part constituting an apparatus for manufacturing high-purity urea water for automobiles, ships and industrial industries according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 단시간 완전용해 기능의 배관시스템을 갖춘 선박·산업용 고순도 요소수 제조장치(1)의 기술 구성을 도면과 함께 구체적으로 살펴보고자 한다.Hereinafter, the technical construction of a high purity urea water producing apparatus 1 having a piping system with a short-time complete dissolving function according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명의 제1실시예에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치(1)에 대해 살펴보도록 한다.A high-purity urea water producing apparatus 1 for automobiles, ships, and industries according to a first embodiment of the present invention will be described.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치(1)는 순수 또는 물을 공급하는 물공급부(10);As shown in FIG. 1, a high-purity urea water producing apparatus 1 for automobiles, ships, and industries according to the present invention includes a
상기 물공급부(10)로부터 공급되는 순수 또는 물과, 요소투입구(202)를 통해 외부로부터 투입되는 고체상의 요소(Urea)를 수용하여 용해과정을 거치는 요소용해부(20);An
상기 요소용해부(20)의 외부에 설치되어 있는 강제이송펌프와 연동하여, 요소용해부(20) 내의 고체상의 요소와 액체상의 순수 또는 물을 동시에 흡입하고, 강제이송하여 상기 요소용해부(20)의 내측면 상부와 하부로 강력분사함으로써, 강제이송과정에서의 용해과정과 강력분사에 의해 발생한 와류에 의한 용해과정을 통해 고체상의 요소를 완전 용해시키고, 완전용해된 요소수를 후단의 요소수고도정제부로 이송하는 펌프시스템부(30);The solid element and the liquid pure water or water in the
상기 요소용해부(20)의 하단에 위치하여 순수 또는 물의 공급량을 정밀 측정하는 전자저울(401)과, 요소용해부(20)의 측벽에 설치되는 레벨게이지(402), 유량계(403)를 포함하는 정밀계측부(40);An
상기 요소용해부(20)에서 생성된 요소수를 정제하는 요소수고도정제부(50);를 포함하여 이루어지는 것으로서,(50) for refining the number of urea generated in the element dissolution part (20)
상기 펌프시스템부(30)는 요소용해부(20)의 제1측벽에 연결되되, 고체 요소가 채워져 있는 높이보다 높은 위치에 연결되어, 요소용해부(20) 내의 순수 또는 물을 강제이송펌프를 통해 흡입하는 제1배관(301)과,The
상기 요소용해부(20) 하단에 연결되어, 요소용해부(20) 하부에 채워져 있는 고체 요소를 강제이송펌프를 통해 흡입하는 제2배관(302)과,A
상기 제1배관(301)이 아래 방향으로 신장되어 제2배관(302)의 일측에 연결되고, 상기 제1배관(301)을 통해 강제이송되는 순수 또는 물과, 상기 제2배관(302)을 통해 이송되는 고체 요소가 상기 연결지점에서 혼합을 이루어 고체요소와 액체 순수 또는 물이 동시에 이송되고,The
이와 같이 고체요소와 액체 순수 또는 물이 동시에 이송되는 제2배관(302)의 다른 일측으로부터 상기 강제이송펌프까지 연결되어, 고체 요소와 액체 순수 또는 물을 동시에 강제이송펌프까지 이송하는 제3배관(303)과,As such, the third piping (302) is connected from the other side of the second piping (302) to which the solid element and the liquid pure water or the water are simultaneously transferred to the forced feed pump to transfer the solid element and the liquid pure water or water simultaneously to the forced
상기 강제이송펌프로부터 요소용해부(20)의 제2측벽에 연결되되, 고체요소가 채워져 있던 높이보다 높은 위치에 연결되어, 상기 제3배관(303)을 통해 이송된 고체 요소와 액체 순수 또는 물을 동시에 요소용해부(20)의 내부로 강력분사하여 와류를 형성하도록 하는 제4배관(304)과,A solid element connected to the second sidewall of the
상기 강제이송펌프로부터 요소용해부(20)의 제3측벽에 연결되되, 고체요소가 채워져 있던 높이보다 낮은 위치에 연결되어, 상기 제3배관(303)을 통해 이송된 고체 요소와 액체 순수 또는 물을 동시에 요소용해부(20)의 내부로 강력분사하여 와류를 형성하도록 하는 제5배관(305)과,A solid element connected to the third sidewall of the
일측이 상기 제2배관과 일체의 관으로 연결되고, 타측이 요소수고도정제부와 연결 형성되어, 완전용해된 요소수를 상기 요소용해부(20) 하단에 연결된 제2배관(302)를 통해 공급받은 후 요소수고도정제부까지 이송하는 제6배관(306)과,And the other end is connected to the urea level determining unit to completely dissolve the urea water through the
상기 제1배관(301) 내지 제5배관(305)을 통해 강제 이송, 강력분사의 동력을 제공하는 강제이송펌프(307);를 포함하여 이루어지는 것임을 특징으로 한다.And a forced
그리고 상기 선박·산업용 고순도 요소수 제조장치(1)에 의한 고순도 요소수 제조방법으로서,A high-purity urea water producing method by the above-described high purity urea water producing apparatus (1)
물공급부(10) 내의 순수 또는 물을 물공급관(100)을 통해 요소용해부(20)로 이송하는 단계(S10);(S10) transferring pure water or water in the water supply section (10) to the urea dissolution section (20) through the water supply pipe (100);
상기 물공급부(10)로부터 요소용해부(20)로 공급되는 순수 또는 물의 공급량을 전자저울(401), 레벨게이지(402), 유량계(403)를 포함하는 정밀계측부(40)를 통해 정밀계측하는 단계(S20);The supply amount of pure water or water supplied from the
상기 정밀계측부(40)를 통해 정확한 양의 순수 또는 물을 공급한 후, 요소용해부(20)의 상부에 형성되어 있는 요소투입구(201)를 통해 순수 또는 물의 양에 따른 정량의 고체상의 요소를 공급하는 단계(S30);After the correct amount of pure water or water is supplied through the
상기 청구항 1의 펌프시스템부(30)의 제1배관(301)을 통해 먼저 순수 또는 물을 흡입한 후, 이어 제2배관(302)을 통해 요소용해부(20)의 하부에 채워져 있는 고체 요소를 흡입하여 상기 제1배관(301)과 제2배관(302)이 연결되는 지점에서, 고체요소와 액체 순수 또는 물이 혼합되면서 동시에 이송되고, 제3배관(303)을 통해 강제이송펌프(307)을 거쳐 제4배관(304) 및 제5배관(305)을 통해 요소용해부(20) 내부로 강력분사하여 와류를 형성함으로써, 강제 이송과정 중의 용해와, 와류에 의한 강제 용해에 의해 완전 용해를 이루는 단계(S40);The pure water or the water is sucked first through the
상기 완전용해 단계(S40) 이후, 요소용해부(20)의 하부에 연결되어 있는 제2배관(302)과, 상기 제2배관(302)과 일체로 연결되어 있는 제6배관(306)을 통해 완전용해된 요소수를 요소수고도정제부(50)로 이송하는 단계(S50);After the complete dissolution step S40, the
상기 요소수고도정제부(50)로 공급된 완전 용해 요소수를 중공사막(502), 이온교환수지(503) 및 마이크로필터(504)를 순차적으로 거쳐 고도 정제 처리하는 단계(S60);를 포함하여 이루어진다.The step (S60) of subjecting the total number of dissolving urea supplied to the urea-
상기 물공급부(10)는 그 선택에 있어 특별히 한정을 두지 않으며, 순수 또는 물 공급을 할 수 있는 장치라면 모두 사용이 가능하다.The
단 상기 물공급부(10)를 통해 요소용해부(20)로 순수 또는 물을 공급함에 있어, 순수 또는 물에 포함되어 있는 이온물질이 제거되어 비저항치가 10MΩ.cm 이상이 것을 공급하도록 한다. 이와 같은 비저항치를 유지하기 위해 이온교환수지필터를 이용하여 정제된 것을 공급하는 것이 바람직하다.However, when pure water or water is supplied to the
물은 온도에 따라 비중이 달라지기 때문에 상기 물공급부(10)를 통해 요소용해부(20)로 공급되는 순수 또는 물은 온도에 따라 정확한 공급량을 계측하는 것이 중요하다.Since the specific gravity of the water varies depending on the temperature, it is important to measure the amount of pure water supplied to the
상기 순수 공급양의 정확한 계측을 위하여, 상기 요소용해부(20)의 하단에는 요소용해부(20)의 하부 전면을 지지하면서 순수 또는 물의 공급량을 정확하게 계측할 수 있도록 설치하는 전자저울(401)과, 요소용해부(20) 내의 순수 또는 물의 양을 체크하기 위해 요소용해부(20)의 측벽에 설치되는 레벨게이지(402)와, 물공급부(10)와 요소용해부(20)를 연결하는 물공급관(100)의 일측에 설치되는 유량계(403)를 포함하는 정밀계측부(40)가 구성된다.In order to accurately measure the supply amount of pure water, an
상기 정밀계측부(40)는 물의 온도에 따른 정확한 순수 또는 물 공급량의 정밀도를 높이기 위한 장치 구성으로서, 정확한 순수 또는 물 공급량은 전자저울, 레벨게이지, 유량계의 복합계측에 의한 정밀계측을 통해 달성된다. 이와 같이 순수 또는 물 공급량의 정밀 제어 목적은 무게분율로 요소를 용해시켜 요소의 농도를 정확하게 제어하기 위함이다.The
구체적인 예로서, 요소수는 농도가 32.5%일 때 빙점이 가장 낮기 때문에 사용상의 편리성이 뛰어나다. 이때 요소수의 농도를 32.5%로 만들기 위해서는 물 675Kg에 요소 325Kg을 정확하게 넣어야 한다. 따라서 정밀 계측에 의한 공급량이 정확하게 제어하여야 한다.As a concrete example, the elliptic point has the lowest value when the concentration is 32.5%, and therefore, the convenience of use is excellent. In order to make the concentration of the urea water to be 32.5%, 325 kg of the element should be accurately placed in 675 kg of water. Therefore, the supply amount by precision measurement should be controlled accurately.
상기 요소용해부(20)의 몸체(201) 상부 일측에는 고체상의 요소를 투입하기 위한 요소투입구(202)가 설치되어 있으며, 상부 다른 일측에는 가스배출관(203)이 형성되어 있어 상기 요소투입구(202)를 통해 고체상의 요소를 투입하고, 요소용해부(20)의 내에서 발생된 가스는 밸브에 의해 개폐되는 상기 가스배출관(203)을 통해 외부로 배출한다.An
상기 요소용해부(20) 내부로 투입되는 고체상의 요소는 종래 방식과 달리 와류에 의한 강제 용해방식에 의해 용해된다. 이와 같은 용해방식의 장점은 용해를 위한 열을 공급하지 않아도 되기 때문에 부가설비가 거의 없어 전체적으로 장치의 소형화가 가능하고, 겨울철과 같이 온도가 낮은 환경에서도 사용할 수 있다는데 있다. 그리고 기존 외국에서 사용되던 물순환방식과 비교하여 볼 때 10분 미만으로 요소수 제조, 정제시간을 단축시킬 수 있으며, 용해율을 높일 수 있어 요소수 생산에 있어 매우 효과적이다.The solid element injected into the
본 발명에 따른 단시간 완전용해 기능의 배관시스템을 갖춘 선박·산업용 고순도 요소수 제조장치는 본 출원인이 2015년 06월 12일에 '고순도 요소수 제조장치 및 이를 이용한 고순도 요소수 제조방법'으로 특허출원(출원번호 10-2015-0083589)하여, 2015년 08월 07일에 등록(등록번호 10-1544503) 받은 특허기술에 개시되어 있는 기술 구성과 비교하여 볼 때, 펌프시스템부(30)와 기술 구성이 개선되어 있으며, 또한 상기 펌프시스템부(30)를 통해 완전용해를 이룬 요소수를 고도정제처리 하 위한 요소수고도정제부(50)가 개선됨으로써, 상기 등록특허와 달리, 산업용 외에 규모가 큰 선박용에도 사용이 적합하며, 완전용해시간의 단축 및 높은 순도의 요소수를 제공할 수 있다는 장점을 갖는다.The applicant of the present invention filed a patent application on June 12, 2015 with the 'High-purity urea water producing apparatus and high-purity urea water producing apparatus using the piping system having a short-time complete dissolving function according to the present invention, (Patent No. 10-2015-0083589), and compared with the technology disclosed in the patented technology registered on Aug. 07, 2015 (Registration No. 10-1544503), the
도 2는 본 발명에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치를 구성하는 요소용해부 내부에 액체 순수 또는 물과 고체 요소가 채워지는 과정을 도시한 개략도이다.FIG. 2 is a schematic view showing a process of filling liquid pure water or water and solid elements in the dissolvable part constituting the high-purity urea water producing apparatus for automobile, ship, and industrial according to the present invention.
요소용해부(20) 내부에 고체요소와 순수 또는 물을 채우는 과정을 살펴보면,In the process of filling solid element and pure water or water in the
먼저 전자저울을 이용하여 필요 요소수 농도에 맞게 순수 또는 물을 채운다(도 2의 (a)). 그리고 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 요소용해부(20) 안으로 고체 요소를 채운다.First, pure water or water is filled in accordance with the concentration of the required number of elements using an electronic balance (FIG. 2 (a)). Then, as shown in Fig. 2 (b), the solid element is filled into the dissolving
이때 요소용해부(20)에 연결되는 배관의 위치와 고체 요소 및 순수 또는 물의 채움 높이의 상호 관계는 중요하므로 이를 고려하여야 한다.At this time, the relationship between the position of the pipe connected to the
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1배관(301)은 적어도 고체 요소가 채워져 있는 높이보다 높은 곳에 위치하여야 한다. 그리고 제2배관(302)은 요소용해부(20)의 하부에 위치한다.That is, as shown in FIG. 2, the
이는 액체의 순수 또는 물과 고체의 요소를 개별적으로 흡입한 후, 상기 제1배관(301)이 제2배관(302)에 연결되는 지점에서, 액체의 순수 또는 물과 고체의 요소가 섞이면서 동시에 흡입한 후 강력분사하는 이젝팅 방식을 적용하기 위해서이다.This is because, after the liquid pure water or the elements of water and solid are separately sucked, the pure water of the liquid or the element of water and solid is mixed at the point where the
먼저 강제이송펌프(307)에 의한 흡입이 시작되면, 먼저 제1배관(301)을 통해 순수 또는 물을 흡입하고, 바로 이어 제2배관(302)에 설치되어 있는 밸브를 개방하여 고체 요소를 흡입함으로써, 상기 제1배관(301)과 제2배관(302)이 만나는 지점에서부터 고체와 액체가 섞이면서 동시에 흡입하게 된다.First, when suction is started by the forced
도 3에 도시된 바와 같이, 고체의 요소와 액체의 순수 또는 물이 혼합되어 있는 혼합물은 강제이송펌프(307)의 펌핑 작용에 의해, 제4배관(304)과 제5배관(305)을 거쳐 요소용해부(20) 내부로 강력분사하게 된다.3, the mixture of solid element and liquid pure water or water is mixed by the pumping action of the forced
상기 제4배관(304)은 상기 제1배관(301) 보다 높은 위치에 연결되고, 상기 제5배관(305)은 고체 요소가 채워져 있던 높이보다 낮은 위치에 연결된다.The
상기 제4배관(304)과 제5배관(305)을 통해 강력 분사된 혼합물은 요소용해부(20) 내에서 와류를 형성하고, 이때 와류에 의한 강제 용해가 진행된다.The mixture injected through the
도 4는 본 발명에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치의 펌프시스템부를 보인 도면으로서, 펌프시스템부를 통해 순수 또는 물과 고체의 요소가 동시에 배관을 통해 강제이송되는 과정을 보인 도면이다.FIG. 4 is a view showing a pump system unit of a high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships, and industries according to the present invention, wherein pure water, or water and solid elements are simultaneously forced through piping through a pump system unit.
도 4에 도시된 펌프시스템부(30)는 도 2 및 도 3에 개략적으로 보인 배관 연결구조를 상세하게 도시한 도면이다.The
제1배관(301)은 액체의 순수 또는 물을 흡입하는 배관이다.The
그리고 제2배관(302)은 고체의 요소를 흡입하는 배관이다. 상기 제2배관(302)에는 밸브가 설치되어 있어, 제1배관(301)을 통해 먼저 액체의 순수 또는 물을 흡입한 후 바로 상기 제2배관(302)에 설치되어 있는 밸브를 개방하여 고체의 요소가 흡입되도록 한다.And the
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1배관(301)은 제2배관(302)와 연결되며, 이로써 배관이 연결되는 지점에서, 액체의 순수 또는 물과 고체의 요소가 섞여 동시에 강제 이송된다.As shown in FIG. 4, the
이와 같이 액체의 순수 또는 물과 고체의 요소가 동시에 배관을 통해 강제 이송됨으로써, 강제 중에 지속적인 용해가 일어나며, 이와 같이 용해가 진행되고 있는 혼합상태의 요소와 순수 또는 물은 제3배관을 거쳐 제4배관(304)과 제5배관(305)을 통해 요소용해부(20)의 내측으로 강력분사된다.In this way, the liquid pure water or the elements of water and solid are forcibly transferred through the pipe at the same time, so that the continuous dissolution takes place in the forced state. Thus, the mixed element and the pure water, And is strongly injected into the
상기 제4배관(304)과 제5배관(305)에 의해 혼합상태의 요소와 순수 또는 물이 강력분사됨으로써 와류가 생성되고, 이와 같이 생성된 와류에 의해 고체 요소는 강제 용해방식에 의한 용해 속도가 더욱 빨라지게 된다.Vortex flow is generated by strongly injecting mixed elements and pure water or water by the
상기 제1배관(301) 내지 제5배관(305)을 통한 흡입, 강제이송, 강력분사에 의한 와류 생성과정을 지속하다가, 고체 요소가 완전 용해된 시점이 되면, 상기 강제이송펌프(307)는 작동을 멈추게 된다.When the solid element is completely dissolved at the time when the vortex flow is generated by the suction, the forced transfer, and the strong injection through the
완전 용해된 요소수는 도 5에 도시된 바와 같이, 제2배관(302)과 제6배관(306)을 거쳐 요소수고도정제부(50)로 이송된다.The completely dissolved urea water is transferred to the urea-
이와 같은 펌프시스템부(30)에 의한 강제 이송과, 강력분사에 의해 발생하는 와류를 통한 완전용해방식은 등록특허 10-1544503에서 제시된 방법과 비교하여 용해시간을 단축시킬 수 있다는 장점과, 다량의 완전용해 요소수를 연속적으로 생성시킬 수 있다는 장점을 갖는다.The forced dissolution by the
그리고 이와 같은 장점들에 의해, 용량이 상대적으로 큰 선박용에 적용하더라도 효과적으로 완전용해된 고도정제 요소수를 대량 생산할 수 있도록 한다.These advantages make it possible to mass-produce highly refined urea water that is completely dissolved even when applied to a ship having a relatively large capacity.
상기 용해시간을 최대한 단축시켜야 하는 이유는 용해시간이 길어질수록 대기중의 CO2가 요소수에 계속 투입되어 염을 생성할 확률이 점점 높아지지 때문이다. 그리고 이는 요소수 품질 저하로 이어지게 되기 때문이다.The reason why the dissolution time should be shortened as much as possible is that the longer the dissolution time, the higher the probability that CO 2 in the atmosphere will continue to be injected into the urea water to produce a salt. This is because the quality of the urea water is deteriorated.
본 발명에 따른 강제 이송에 의한 강제용해방식을 따를 경우, 요소농도가 32.5%인 자동차용은 순수의 온도가 17℃일 때 요소를 투입하고 용해하여, 요소수의 온도가 영하 5℃가 될 때까지 용해하는데 15분이 소요된다.According to the forced dissolution method by forced transfer according to the present invention, when the temperature of pure water is 17 ° C for an automobile having an urea concentration of 32.5%, the urea is injected and dissolved, and when the urea water temperature is minus 5 ° C And it takes 15 minutes to dissolve it.
순수의 온도가 19℃일 때 요소를 투입하고 용해하여, 요소수의 온도가 영하 3℃가 될 때까지 용해하는데 10분이 소요된다. When the pure water temperature is 19 ° C, the urea is added and dissolved, and it takes 10 minutes to dissolve the urea water until the urea water temperature reaches -3 캜.
그리고 순수의 온도가 40℃일 때 요소를 투입하게 되면, 1분 30초에 완전 용해된다. When the pure water temperature is 40 ° C, the element is completely dissolved at 1
기존 산업용, 선박용 요소농도 40%에 적용시 기존 물 온도 40℃의 가온 방식에서는 완전 용해되는데 5분 가량이 소요된다. 그리고 25℃에서는 완전용해까지 20분 소요된다. When applied to 40% urea concentration of conventional industrial and marine, it takes about 5 minutes to completely dissolve in the existing
이로써, 자동차용 등 20℃ 이하의 저온 용해방식과, 28℃ 이하의 산업용 용해방식에 의해 용해에 소모되는 에너지 비용을 종래 방식과 비교하여 보면, 본 발명에서 1/3 에너지 절감 효과를 갖는다.As a result, when comparing the energy cost consumed in dissolution by the low temperature dissolution method of 20 DEG C or less and the industrial dissolution method of 28 DEG C or less compared to the conventional method, the present invention has a 1/3 energy saving effect.
상기 요소용해부(20) 내에서 강제용해방식을 통해 제조된 요소수 내부에는 인, 칼륨, 철, 구리, 아연, 크롬, 니켈, 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등의 불순물 이온들이 포함되어 있으며, 이와 같은 불순물을 제거하기 위해, 상기 요소수는 요소수고도정제부(50)로 이송되어 고도정제처리된다.The urea water produced through the forced dissolution method in the
상기 요소수고도정제부(50)는 도 6에 도시된 바와 같이, 펌프시스템부(30)의 제6배관(306)을 통해 유입되는 완전용해 요소수를 공급받아 중곡사막으로 공급하는 정제부 펌프(501)와,As shown in FIG. 6, the urea-
상기 정제부 펌프(501)로부터 공급받은 완전용해 요소수를 1차 처리하는 중공사막(502)과,A
상기 중공사막(502)에서 1차 처리된 완전용해 요소수를 2차 처리하는 이온교환수지(503)와,An
상기 이온교환수지(503)를 통해 2차 처리된 완전용해 요소수를 3차 처리하는 마이크로필터(504)를 포함하여 이루어진다.And a
상기 요소용해부(20)에서 생산된 요소수는 먼저 정제부 펌프(501)를 통해 중공사막(502)으로 투입된다.The number of urea produced in the
상기 중공사막(502)을 거친 요소수는 이온교환수지(503)로 이송된다. 이때 이온교환은 이온형 H,OH형의 혼합이온교환수지를 이용하는데 화학당량 즉 H 당량과 OH 당량이 1:1인 혼합수지를 이용한다.The urea water passed through the
구체적인 예로서, 강산성양이온교환수지인 Stylrene과 Divinylbenzene의 Sulfonated Copolymer와 강염기성음이온교환수지로서 Stylrene과 Divinylbenzene의 4급아민화한 Copolymer의 혼합수지를 이용한다.As a specific example, a mixed resin of Stylrene and divinylbenzene sulfonated copolymers which are strongly acidic cation exchange resins and styrrene and divinylbenzene quaternary amine copolymers as strongly basic anion exchange resins are used.
이와 같이 화학적 당량적 1:1인 혼합수지를 사용하게 되면 pH 7을 유지하여 암모늄 염의 생성을 최소화하는 장점을 갖게 된다.Thus, the use of a chemical equivalent 1: 1 mixed resin has the advantage of maintaining the pH of 7 to minimize the formation of ammonium salts.
상기 이온교환수지(503)를 거친 요소수는 다시 마이크로 필터(504)로 이송되어 최종적으로 여과처리된다.The urea water having passed through the
상기 고순도 요소수 제조장치(1)는 금속과 요소와의 반응을 통해 염이 석출되는 것을 방지하기 위하여 금속 대신 플라스틱 재질을 이용한다.The high-purity urea water producing apparatus 1 uses a plastic material instead of a metal to prevent salt from being precipitated through reaction between the metal and the urea.
앞서 제시된 고순도 요소수 제조장치(1)를 이용한 고순도 요소수 제조과정을 살펴보도록 한다.A high-purity urea water producing process using the above-described high-purity urea water producing apparatus 1 will be described.
자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조과정은 물공급부(10) 내의 순수를 물공급관(100)을 통해 요소용해부(20)로 이송하는 단계(S10);The high-purity urea water manufacturing process for automobiles, ships, and industrial processes includes: (S10) transferring pure water in the
상기 물공급부(10)로부터 요소용해부(20)로 공급되는 순수 또는 물의 공급량을 전자저울(401), 레벨게이지(402), 유량계(403)를 포함하는 정밀계측부(40)를 통해 정밀계측하는 단계(S20);The supply amount of pure water or water supplied from the
상기 정밀계측부(40)를 통해 정확한 양의 순수 또는 물을 공급한 후, 요소용해부(20)의 상부에 형성되어 있는 요소투입구(201)를 통해 순수 또는 물의 양에 따른 정량의 고체상의 요소를 공급하는 단계(S30);After the correct amount of pure water or water is supplied through the
상기 청구항 1의 펌프시스템부(30)의 제1배관(301)을 통해 먼저 순수 또는 물을 흡입한 후, 이어 제2배관(302)을 통해 요소용해부(20)의 하부에 채워져 있는 고체 요소를 흡입하여 상기 제1배관(301)과 제2배관(302)이 연결되는 지점에서, 고체요소와 액체 순수 또는 물이 혼합되면서 동시에 이송되고, 제3배관(303)을 통해 강제이송펌프(307)을 거쳐 제4배관(304) 및 제5배관(305)을 통해 요소용해부(20) 내부로 강력분사하여 와류를 형성함으로써, 강제 이송과정 중의 용해와, 와류에 의한 강제 용해에 의해 완전 용해를 이루는 단계(S40);The pure water or the water is sucked first through the
상기 완전용해 단계(S40) 이후, 요소용해부(20)의 하부에 연결되어 있는 제2배관(302)과, 상기 제2배관(302)과 일체로 연결되어 있는 제6배관(306)을 통해 완전용해된 요소수를 요소수고도정제부(50)로 이송하는 단계(S50);After the complete dissolution step S40, the
상기 요소수고도정제부(50)로 공급된 완전 용해 요소수를 중공사막(502), 이온교환수지(503) 및 마이크로필터(504)를 순차적으로 거쳐 고도 정제 처리하는 단계(S60);를 포함하여 이루어진다.The step (S60) of subjecting the total number of dissolving urea supplied to the urea-
이와 같이 요소수고도정제부(50)를 거쳐 최종적으로 제조된 고순도 요소수는 자동차용, 산업용 및 선박용 촉매 첨가제로 이용된다.The high-purity urea water finally produced through the urea-
이와 같은 과정을 거쳐 생산된 고순도 요소수는 주유소, 버스터미널, 화물터미널, 중장비 회사, 전세버스 운용회사, 화물/버스 차고지 외에 요소수를 필요로 하는 사업장 또는 선박용으로 다양하게 활용할 수 있다는 장점을 갖는다.The high-purity urea water produced through such a process has the advantage that it can be utilized in various fields such as gas stations, bus terminals, cargo terminals, heavy equipment companies, charter bus operators, cargo / bus garages, .
상기 선박용의 경우 다른 사업장에 적용하는 경우보다 규모가 커지는 것 외에 그 장치 구성은 동일하다.In the case of the marine vessel, the configuration of the apparatus is the same as that of the case of applying to other workplaces.
이상에서 살펴본 선박·산업용 고순도 요소수 제조장치(1)는 제1실시예에 따른 것으로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 교반기 또는 가열기가 설치되어 있지 않다.As described above, the high-purity urea water producing apparatus 1 according to the first embodiment is not provided with a stirrer or a heater as shown in FIG.
하지만, 본 발명에 따른 선박·산업용 고순도 요소수 제조장치(1)에 교반기와 가열기를 보조적 기능의 장치로 설치한다면 더욱더 완전 용해에 따른 시간을 단축시킬 수 있다.However, if the stirrer and the heater are installed as auxiliary devices in the high-purity urea water producing apparatus 1 according to the present invention, the time required for complete dissolution can be further shortened.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 선박·산업용 고순도 요소수 제조장치(1)의 요소용해부(20)를 보인 정면도이다.8 is a front view showing an
도 7에 도시된 제1실시예의 요소용해부(20) 내에 가열기(21)가 더 설치되어 이루어진 형태이다.A
우리나라 4계절 평균 수온은 10.5℃로서, 요소수의 용해 효율을 높이기 위해서는 요소수 용해에 사용되는 물의 수온이 최소 17℃ 이상이 되어야 한다.The average water temperature in the four seasons in Korea is 10.5 ℃. To increase the dissolution efficiency of urea water, the water temperature used for urea water dissolution should be at least 17 ℃.
따라서 요소수 용해에 사용되는 물을 물공급부(10)에서 가열장치를 통해 사전에 수온을 일정온도 이상으로 높인 후에 요소용해부(20)로 공급하거나 또는 요소용해부(20) 내부에 가열장치를 구비하여 수온이 25~40℃의 범위 내에서 유지되도록 한다.Therefore, the water used for dissolving the urea water is supplied to the
수온이 높을수록 용해가 잘 되나 불필요한 이물질이 함께 용해되어 순도가 떨어지는 문제가 발생하게 되기 때문에 상기 제시된 범위 내에서 수온을 유지하는 것이 바람직하다.The higher the water temperature is, the better the dissolution is, but the unnecessary foreign matters dissolve together and the purity drops. Therefore, it is preferable to keep the water temperature within the above-mentioned range.
다음으로, 본 발명의 제3실시예에 따른 선박·산업용 고순도 요소수 제조장치(1)에 대해 살펴보도록 한다.Next, a high purity urea water producing apparatus 1 according to a third embodiment of the present invention will be described.
도 9에 도시된, 제3실시예에 따른 선박·산업용 고순도 요소수 제조장치(1)는 제1실시예의 요소용해부(20) 내에 교반기(22)가 더 설치되어 이루어진 형태이다.The high-purity urea water producing apparatus 1 for a ship and industrial according to the third embodiment shown in Fig. 9 is a form in which the
교반기(22)를 설치하게 되는 경우, 펌프시스템부(30)를 통한 강제 순환, 강력분사에 의해 형성되는 와류에, 교반기(22)의 회전력에 의해 형성되는 와류에 의해 더 강한 와류를 형성하게 됨으로써, 고체 요소의 용해시간을 최단시간으로 단축시킬 수 있도록 한다.When the
다음으로, 본 발명의 제4실시예에 따른 선박·산업용 고순도 요소수 제조장치(1)에 대해 살펴보도록 한다.Next, a high purity urea water producing apparatus 1 according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
도 10에 도시된, 제4실시예에 따른 선박·산업용 고순도 요소수 제조장치(1)는 제1실시예의 요소용해부(20) 내에 가열기(21)와 교반기(22)가 더 설치되어 이루어진 형태이다.The high purity urea water producing apparatus 1 for ship and industrial use according to the fourth embodiment shown in Fig. 10 has a configuration in which a
상기 제4실시예 형태는 특히 선박용에 적합한 형태로서, 가열기(21)에 의한 일정 수온을 유지하면서 교반기(22)에 의한 교반과 펌프시스템부(30)의 강력 분사에 의해 형성되는 강력한 와류 현상을 통해 고체 요소의 용해 속도를 최대한 높일 수 있게 한다.The fourth embodiment is particularly suitable for a marine vessel. It has a strong vortex phenomenon formed by stirring by the
특히 선박용의 경우, 일반 산업용에 비해 그 규모가 매우 크기 때문에 용해도를 높이기 위한 장치 구성으로서 상기 가열기(21)와 교반기(22)를 동시에 갖출 경우 완전 용해를 이루기 위한 시간을 단축할 수 있다.In particular, in the case of a marine vessel, since the scale of the vessel is very large as compared with a general industry, the time required for complete dissolution can be shortened when the
본 발명에 따른 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치는 액체의 순수 또는 물과 고체의 요소를 동시에 강제 이송하는 과정에서, 고체 요소의 1차 용해되고,The high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships and industrial industries according to the present invention is a device for producing pure water or solid elements of water,
강제 이송된 액체 순수 또는 물과 고체 요소를 동시에 요소용해부 안으로 강력 분사하여 발생하는 와류에 의해 강제로 2차 용해됨으로써, 고체 요소를 단시간 내에 완전용해할 수 있어, 기존 가온방식과 비교하여 큰 에너지 비용절감 효과를 가질 수 있어 산업상 이용가능성이 크다.It is possible to completely dissolve the solid element in a short time by the forced dissolution of the liquid pure water or the water element and the solid element at the same time by the vortex generated by the strong injection into the element dissolution part, It is possible to reduce the cost, which is highly likely to be used industrially.
10: 물공급부 20: 요소용해부
30: 펌프시스템부 40: 정밀계측부
50: 요소수고도정제부 201: 몸체
202: 요소투입구 203: 가스배출관
301: 제1배관 302: 제2배관
303: 제3배관 304: 제4배관
305: 제5배관 306: 제6배관
401: 전자저울 402: 레벨게이지
403: 유량계 501: 정제부 펌프
502: 중공사막 503: 이온교환수지
504: 마이크로필터10: water supply part 20: element dissection
30: pump system part 40: precision measuring part
50: urea hard work part 201: body
202: Element inlet 203: Gas outlet
301: first piping 302: second piping
303: third piping 304: fourth piping
305: fifth piping 306: sixth piping
401: electronic scale 402: level gauge
403: Flow meter 501: Purifier pump
502: hollow fiber membrane 503: ion exchange resin
504: Micro filter
Claims (5)
상기 물공급부(10)로부터 공급되는 순수 또는 물과, 요소투입구(202)를 통해 외부로부터 투입되는 고체상의 요소(Urea)를 수용하여 용해과정을 거치는 요소용해부(20);
상기 요소용해부(20)의 외부에 설치되어 있는 강제이송펌프와 연동하여, 요소용해부(20) 내의 고체상의 요소와 액체상의 순수 또는 물을 동시에 흡입하고, 강제이송하여 상기 요소용해부(20)의 내측면 상부와 하부로 강력분사함으로써, 강제이송과정에서의 용해과정과 강력분사에 의해 발생한 와류에 의한 용해과정을 통해 고체상의 요소를 완전 용해시키고, 완전용해된 요소수를 후단의 요소수고도정제부로 이송하는 펌프시스템부(30);
상기 요소용해부(20)의 하단에 위치하여 순수 또는 물의 공급량을 정밀 측정하는 전자저울(401)과, 요소용해부(20)의 측벽에 설치되는 레벨게이지(402), 유량계(403)를 포함하는 정밀계측부(40);
상기 요소용해부(20)에서 생성된 요소수를 정제하는 요소수고도정제부(50);를 포함하여 이루어지는 것으로서,
상기 펌프시스템부(30)는 요소용해부(20)의 제1측벽에 연결되되, 고체 요소가 채워져 있는 높이보다 높은 위치에 연결되어, 요소용해부(20) 내의 순수 또는 물을 강제이송펌프를 통해 흡입하는 제1배관(301)과,
상기 요소용해부(20) 하단에 연결되어, 요소용해부(20) 하부에 채워져 있는 고체 요소를 강제이송펌프를 통해 흡입하는 제2배관(302)과,
상기 제1배관(301)이 아래 방향으로 신장되어 제2배관(302)의 일측에 연결되고, 상기 제1배관(301)을 통해 강제이송되는 순수 또는 물과, 상기 제2배관(302)을 통해 이송되는 고체 요소가 상기 연결지점에서 혼합을 이루어 고체요소와 액체 순수 또는 물이 동시에 이송되고,
이와 같이 고체요소와 액체 순수 또는 물이 동시에 이송되는 제2배관(302)의 다른 일측으로부터 상기 강제이송펌프까지 연결되어, 고체 요소와 액체 순수 또는 물을 동시에 강제이송펌프까지 이송하는 제3배관(303)과,
상기 강제이송펌프로부터 요소용해부(20)의 제2측벽에 연결되되, 고체요소가 채워져 있던 높이보다 높은 위치에 연결되어, 상기 제3배관(303)을 통해 이송된 고체 요소와 액체 순수 또는 물을 동시에 요소용해부(20)의 내부로 강력분사하여 와류를 형성하도록 하는 제4배관(304)과,
상기 강제이송펌프로부터 요소용해부(20)의 제3측벽에 연결되되, 고체요소가 채워져 있던 높이보다 낮은 위치에 연결되어, 상기 제3배관(303)을 통해 이송된 고체 요소와 액체 순수 또는 물을 동시에 요소용해부(20)의 내부로 강력분사하여 와류를 형성하도록 하는 제5배관(305)과,
일측이 상기 제2배관과 일체의 관으로 연결되고, 타측이 요소수고도정제부와 연결 형성되어, 완전용해된 요소수를 상기 요소용해부(20) 하단에 연결된 제2배관(302)를 통해 공급받은 후 요소수고도정제부까지 이송하는 제6배관(306)과,
상기 제1배관(301) 내지 제5배관(305)을 통해 강제 이송, 강력분사의 동력을 제공하는 강제이송펌프(307);를 포함하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 고상 요소와 물의 동시 흡입·강제이송 용해방식에 따른 배관시스템을 포함하여 이루어진 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치.
A water supply unit 10 for supplying pure water or water;
An element dissolving unit 20 for receiving pure water or water supplied from the water supply unit 10 and a solid element Urea injected from the outside through the urea inlet port 202 to undergo a dissolution process;
The solid element and the liquid pure water or water in the element dissolution part 20 are sucked at the same time and forcedly transferred to the element dissolution part 20 (20) in cooperation with the forced transfer pump provided outside the element dissolution part (20) ), It is possible to completely dissolve the solid phase element through the dissolution process in the forced transfer process and the vortex flow generated by the strong injection and to completely dissolve the urea water at the downstream end A pump system part (30) for transferring to a crushing part;
An electronic balance 401 positioned at the lower end of the element dissolving unit 20 for precisely measuring the supply amount of pure water or water and a level gauge 402 and a flow meter 403 provided on the side wall of the element dissolving unit 20 A precision measuring unit 40;
(50) for refining the number of urea generated in the element dissolution part (20)
The pump system section 30 is connected to the first sidewall of the element dissolution section 20 and is connected to a position higher than the height at which the solid element is filled so that pure water or water in the element dissolution section 20 is forced A first pipe 301 sucked through the first pipe 301,
A second pipe 302 connected to the lower end of the element dissolving unit 20 and sucking the solid element filled in the lower portion of the dissolving unit 20 through the forced transfer pump,
The first pipe 301 extends downward to be connected to one side of the second pipe 302 and is connected to the second pipe 302 through pure water or water forcibly transferred through the first pipe 301, The solid element to be conveyed is mixed at the connection point so that the solid element and the liquid pure water or water are simultaneously conveyed,
As such, the third piping (302) is connected from the other side of the second piping (302) to which the solid element and the liquid pure water or the water are simultaneously transferred to the forced feed pump to transfer the solid element and the liquid pure water or water simultaneously to the forced feed pump 303,
A solid element connected to the second sidewall of the element dissolution part 20 from the forced feed pump and connected to a position higher than the height at which the solid element is filled, A fourth pipe 304 for injecting the water into the interior of the element dissolving unit 20 to form a vortex,
A solid element connected to the third sidewall of the element dissolution part 20 from the forced feed pump and connected to a position lower than the height at which the solid element is filled, And a fifth pipe (305) for injecting the water into the interior of the element dissolving unit (20) to form a vortex,
And the other end is connected to the urea level determining unit to completely dissolve the urea water through the second pipe 302 connected to the lower end of the urea dissolving unit 20, A sixth pipe 306 for transferring the urea water to the urea-
And a forced transfer pump (307) for supplying the power for forced and strong injection through the first pipe (301) to the fifth pipe (305). A high-purity urea water producing apparatus for automobiles, ships, and industries comprising a piping system according to a dissolving method.
요소수고도정제부(50)는 펌프시스템부(30)의 제6배관(306)을 통해 유입되는 완전용해 요소수를 공급받아 중곡사막으로 공급하는 정제부 펌프(501)와,
상기 정제부 펌프(501)로부터 공급받은 완전용해 요소수 중에 포함되어 있는, 완전히 용해된 요소 외의 미용해물질과 완전용해 과정 중에 생성된 재결정 물질을 마이크로 필터를 이용하여 1차 정제처리하는 중공사막(502)과,
상기 중공사막(502)에서 1차 정제처리된 완전용해 요소수에 포함되어 있는 금속이온, 불순물이온의 이온성 물질을 2차 정제처리하는 이온교환수지(503)와,
상기 이온교환수지(503)를 통해 2차 정제처리과정에서 발생한 입자를 3차 정제처리하는 마이크로필터(504)를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 고상 요소와 물의 동시 흡입·강제이송 용해방식에 따른 배관시스템을 포함하여 이루어진 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치.
The method according to claim 1,
The urea phase recovery unit 50 includes a purification unit pump 501 for receiving the total number of dissolving elements flowing through the sixth pipe 306 of the pump system unit 30 and supplying the water to the deepest desulfurization membrane,
The unrefrigerated material other than the completely dissolved urea contained in the complete dissolving urea water supplied from the purified water pump 501 and the recrystallized material produced during the complete dissolving process are subjected to a primary refining treatment using a microfilter 502,
An ion exchange resin 503 for secondarily refining ionic substances of metal ions and impurity ions included in the completely dissolved urea water subjected to the first refining treatment in the hollow fiber membrane 502,
And a microfilter (504) for treating the particles generated in the secondary purification process through the ion exchange resin (503) to a tertiary purification treatment. System for high-purity urea water for automobiles, ships, and industries.
요소용해부(20)는 가열장치 또는 교반장치 중 어느 하나 또는 모두 설치되는 것임을 특징으로 하는 고상 요소와 물의 동시 흡입·강제이송 용해방식에 따른 배관시스템을 포함하여 이루어진 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the element dissolving unit (20) is provided with one or both of a heating device and an agitator, wherein the element dissolving unit (20) comprises a piping system according to a simultaneous suction and forced transfer dissolving method of a solid element and water. Manufacturing apparatus.
물공급부(10)로부터 공급되는 순수 또는 물은 25~40℃의 온도를 유지하는 것임을 특징으로 하는 고상 요소와 물의 동시 흡입·강제이송 용해방식에 따른 배관시스템을 포함하여 이루어진 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pure water or water supplied from the water supply unit (10) maintains a temperature of 25 to 40 캜. A high purity pump for automobiles, ships, and industries comprising a piping system according to a simultaneous suction / Urea water production equipment.
상기 물공급부(10)로부터 요소용해부(20)로 공급되는 순수 또는 물의 공급량을 전자저울(401), 레벨게이지(402), 유량계(403)를 포함하는 정밀계측부(40)를 통해 정밀계측하는 단계(S20);
상기 정밀계측부(40)를 통해 정확한 양의 순수 또는 물을 공급한 후, 요소용해부(20)의 상부에 형성되어 있는 요소투입구(201)를 통해 순수 또는 물의 양에 따른 정량의 고체상의 요소를 공급하는 단계(S30);
상기 청구항 1의 펌프시스템부(30)의 제1배관(301)을 통해 먼저 순수 또는 물을 흡입한 후, 이어 제2배관(302)을 통해 요소용해부(20)의 하부에 채워져 있는 고체 요소를 흡입하여 상기 제1배관(301)과 제2배관(302)이 연결되는 지점에서, 고체요소와 액체 순수 또는 물이 혼합되면서 동시에 이송되고, 제3배관(303)을 통해 강제이송펌프(307)을 거쳐 제4배관(304) 및 제5배관(305)을 통해 요소용해부(20) 내부로 강력분사하여 와류를 형성함으로써, 강제 이송과정 중의 용해와, 와류에 의한 강제 용해에 의해 완전 용해를 이루는 단계(S40);
상기 완전용해 단계(S40) 이후, 요소용해부(20)의 하부에 연결되어 있는 제2배관(302)과, 상기 제2배관(302)과 일체로 연결되어 있는 제6배관(306)을 통해 완전용해된 요소수를 요소수고도정제부(50)로 이송하는 단계(S50);
상기 요소수고도정제부(50)로 공급된 완전 용해 요소수를 중공사막(502), 이온교환수지(503) 및 마이크로필터(504)를 순차적으로 거쳐 고도 정제 처리하는 단계(S60);를 포함하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 자동차·선박·산업용 고순도 요소수 제조방법.
(S10) transferring pure water or water in the water supply section (10) to the urea dissolution section (20) through the water supply pipe (100);
The supply amount of pure water or water supplied from the water supply unit 10 to the element dissolution unit 20 is precisely measured through the precision measurement unit 40 including the electronic scale 401, the level gauge 402, and the flow meter 403 Step S20;
After the correct amount of pure water or water is supplied through the precision measuring unit 40, pure water or a solid element of a predetermined amount according to the amount of water is supplied through the element charging port 201 formed at the upper portion of the element dissolving unit 20 (S30);
The pure water or the water is sucked first through the first pipe 301 of the pump system unit 30 of claim 1 and then the solid element The solid element and the liquid pure water or water are mixed and simultaneously transported at the point where the first pipe 301 and the second pipe 302 are connected to each other and the forced feed pump 307 Through the fourth piping 304 and the fifth piping 305 to form a vortex in the element dissolution part 20 to form a vortex so that the dissolution in the forced transfer process and the complete dissolution (S40);
After the complete dissolution step S40, the second piping 302 connected to the lower part of the element dissolving unit 20 and the sixth piping 306 integrally connected to the second piping 302 (S50) of transferring the completely dissolved number of urea to the element count upper limit forming section 50;
The step (S60) of subjecting the total number of dissolving urea supplied to the urea-hardenable section 50 to a high-level purification process sequentially through the hollow fiber membrane 502, the ion exchange resin 503 and the microfilter 504 Wherein the method comprises the steps of:
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