KR101650399B1 - 공기 주입형 요소수 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공기 주입형 요소수 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 순수를 공급하는 순수공급기(10)와, 상기 순수와 요소를 교반하는 교반탱크(20)와, 요소수의 미세 불순물을 여과하는 필터여과기(30) 및 공기를 정화하여 공급하는 에어컴프레샤(40)가 구비됨으로써, 정화된 공기를 공급하여 상기 교반탱크(20)의 내부에 와류를 형성시켜 요소수의 용해시간이 단축되고, 품질이 향상되도록 요소수를 저온에서 생산하는 공기 주입형 요소수 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 공기 주입형 요소수 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 요소와 순수를 교반하는 교반탱크에 정화된 공기를 주입하여 상기 교반탱크의 내부에 와류가 형성되도록 교반함으로써, 간소화된 장비로 요소수의 용해시간이 단축되고, 저온에서 교반되어 품질이 향산된 요소수를 생산할 수 있는 공기 주입형 요소수 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 요소수는 디젤자동차의 배출가스 중 질소산화물(NOx)를 약 60~80% 저감하는 액상 화학물질로서 우리가 흔히 알고 있는 요소비료의 원료인 요소(UREA)와 순수(WATER)를 혼합하여 만든 화학물질이다.
여기서, 디젤차량 배기가스의 입자상 물질이라 일컫는 PM(Particulate Matter)은 인간이나 동물에게는 시각장애나 호흡기 장애를 일으키고 식물의 잎에 쌓이면 탄소동화작용을 방해하여 생육에 장해를 초래하게 된다.
따라서, 디젤자동차는 배기가스 재순환장치(EGR)와 DPF(Diesel Particulate Filter)를 사용하여 질소산화물(NOx)과 PM(Particulate Matter)를 포집하여 일정한 주기로 태워주거나, 요소수를 분사하여 SCR(Selective Catalyst Reduction)촉매를 사용하여 연소실에서 발생한 NOx를 정화시키게 된다.
이때, EGR은 배기가스의 일부를 흡기라인으로 유입시키므로 정확한 제어가 어렵고, 연소과정이라는 불확실성을 설계에 반영해야하므로 장치가 복잡해지게 되는 문제점이 있었다.
그리고, 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%일때 빙점이 -11℃로써 가장 낮기 때문에 표준을 정할 때 자동차용 요소수의 농도를 32.5%로 정하고 있다.
Urea-SCR 시스템의 자동차는 엔진이 가동되고 있으면 요소수가 지속적으로 소모되며, 이때 소모되는 양은 연료 대비 4~6%정도 이다. 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.
종래에 고농도의 요소수를 제조하기 위한 요소수 제조장치는 요소의 용해를 위해 열을 공급하는 방식을 취하였으며, 이와 같은 방식을 적용하기 위해서는 가열 설비 등의 부가설비의 증가가 불가피하여 요소수 제조장치가 전체적으로 대형화될 수밖에 없어 효율성 면에서 떨어지며, 이로 인한 제조단가의 상승으로 인해 경제성이 떨어지는 단점이 있었다.
이와 관련된 종래기술로 한국등록특허공보 제10-1544503호(2015. 08. 07.)에는 고순도 요소수 제조장치 및 이를 이용한 고순도 요소수 제조방법이 개시되었다.
상기 종래기술은 도 1에 도시된 바와 같이 순수를 공급하는 순수공급부(10); 상기 순수공급부(10)로부터 공급되는 순수와, 요소투입구(202)를 통해 외부로부터 투입되는 고체상의 요소(Urea)를 수용하여 용해과정을 거치는 요소용해부(20); 상기 요소용해부(20)의 하부에서 고체상의 요소와 순수를 함께 강력 흡입 후 요소용해부(20) 상부에서 강력 분사하여, 이때 발생하는 와류에 의해 고체상의 요소를 강제 용해시키는 고체이송펌프(30); 상기 요소용해부(20)의 하단에 위치하여 순수의 공급량을 정밀 측정하는 전저자울(401)과, 요소용해부(20)의 측벽에 설치되는 레벨게이지(402), 유량계(403)를 포함하는 정밀계측부(40); 상기 요소용해부(20)에서 생성된 요소수를 제1고분자여재부로 공급하는 이송펌프(501)와, 상기 이송펌프(501)를 통해 공급되는 요소수 내에 포함되어 있는 불순물 이온을 이온교환에 의해 제거하는 제1고분자여재부(502)와, 상기 제1고분자여재부(502)에서 1차 처리된 요소수를 공급받아 요소수 내에 포함되어 있는 암모늄염, 복합금속염의 적층, 제거하는 제2고분자여재부(503)와, 상기 제2고분자여재부(503)에서 2차 처리된 요소수를 최종적으로 필터처리하는 필터부(504)를 포함하는 요소수고도정제부(50);로 이루어지는 것임을 특징으로 한다.
다만, 상기한 종래기술은 상기 고체이송펌프(30)가 고체상의 요소를 순수와 함께 이송하여 강한 압력으로 요소용해부(20) 상부에 분사하여야 함으로써, 보다 많은 전력 소모가 발생되고, 고체상의 요소 이송시 소음이 심하게 발생되는 문제점이 있었다.
그리고, 상기한 종래기술은 상기 요소용해부(20)의 하부에 침전된 고체상의 요소를 상기 고체이송펌프(30)의 근처에서 주로 공급되어 상기 요소를 고르게 순환시키지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명의 목적은 고체상의 요소와 순수의 용해시간을 단축하기 위하여 교반탱크에 여과된 공기를 강제로 주입함으로써, 상기 교반탱크에 와류가 형성되어 요소가 순수에 빠르게 용해되고, 상기 요소의 용해시 낮은 온도에서 용해됨으로써 고순도의 요소수를 생산할 수 있는 공기 주입형 요소수 제조장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 공기 주입형 요소수 제조장치는 순수에 요소를 용해하여 요소수를 제조하는 요소수 제조장치로서, 순수를 공급하는 순수공급기와; 외부에서 요소가 공급되도록 상부에 투입구가 구비된 요소투입부와, 상기 순수공급기로부터 공급되는 순수가 유입되는 순수유입부와, 상기 요소투입부와 순수유입부로 공급된 상기 순수와 요소를 교반토록 회전하는 교반기와, 상기 순수에 용해된 요소수를 공급하는 요소수공급부가 구비된 교반탱크와; 상기 요소수공급부에서 공급된 요소수의 불순물을 여과하는 제1여과필터와, 상기 제1여과필터에서 여과된 요소수의 이온을 제거토록 이온교환하는 이온교환수지와, 상기 이온교환수지를 통해 공급된 요소수의 미세 불순물을 여과하는 제2여과필터가 구비된 필터여과기로 이루어지되,
상기 교반탱크의 하부 일측에 구비된 에어공급관에 결합되어 상기 요소와 순수에 와류가 형성되도록 공기를 공급하는 에어컴프레샤가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 교반탱크의 저면에는 상기 순수와 요소의 공급량을 측정하는 저울이 구비되고, 상기 교반탱크의 일측부에는 상기 요소수의 온도를 측정하여 표시하는 온도계가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 에어컴프레샤는 청정한 공기가 공급되도록 무급유식 공기압축기로 이루어지고, 상기 에어공급관에는 상기 에어컴프레샤에서 공급된 공기의 이물질을 제거하는 에어필터가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 이온교환수지(32)는 상기 요소수의 전도도가 낮아지도록 양이온과 음이온을 동시에 제거하는 혼합이온교환수지로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공기 주입형 요소수 제조장치를 이용한 요소수 제조방법은 순수공급기로부터 순수를 교반탱크에 공급하는 순수공급단계와;
상기 순수공급기에서 공급된 순수와 상기 교반탱크의 하부에 침전된 상기 요소가 상기 교반탱크의 상부로 상승되도록 에어컴프레샤로 공기를 공급하며, 상기 요소의 용해시간이 단축되도록 교반기를 회전시키며 교반하는 교반단계와; 상기 교반단계에서 생성된 요소수를 필터여과기에 공급하여 불순물을 제거하여 고순도의 요소수를 생산하는 여과단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 여과단계는 상기 교반탱크에서 공급된 요소수를 상기 필터여과기의 제1여과필터를 통과시켜 5마이크론 이상의 불순물을 여과하는 제1여과단계와, 상기 제1여과단계에서 여과된 요소수의 이온을 이온교환수지에 통과시켜 이온교환을 통해 상기 이온을 제거하는 이온제거단계와, 상기 이온제거단계를 거친 요소수의 1마이크론 이상의 불순물을 제2여과필터에서 여과하는 제2여과단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 공기 주입형 요소수 제조장치 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기업의 대형화 설비 중 하나인 요소수 제조장치를 소형화하기 위하여 오일리스 에어컴프레샤로 공기를 공급하여 요소수의 용해시간을 단축함으로써, 설비비용의 부담과 투자에 대한 리스크를 줄일 수 있고,
둘째, 요소수 제조장치가 소형화됨에 따라, 주유소, 버스 터미널, 물류운송회사등의 다양한 장소에 합리적인 가격으로 직접 설치하여 운영함으로써, 제조 후 오랜 시간 미사용시 요소수의 순수성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며,
셋째, 요소공급부을 통해 공급된 요소수의 불순물과 이온을 여과하는 필터여과기에 제1여과필터와, 이온교환수지 및 제2여과필터가 구비됨으로써, 고순도의 요소수를 안정되게 생산할 수 있고,
넷째, 고체이송펌프에 내재된 호스의 내구성을 보완토록 에어를 공급하여 요소를 용해시키는 에어컴플레샤와, 교반모터를 통해 요소를 용해시킴으로써, 요소수의 제조시 용해시간이 단축되어 요소수의 순도가 우수하고, 제조장치의 내구성이 강화되어 경제성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 고순도 요소수 제조장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 공기 주입형 요소수 제조장치의 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 요소수 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기 주입형 요소수 제조장치의 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 요소수 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 공기 주입형 요소수 제조장치는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 순수에 요소를 용해하여 요소수를 제조하는 요소수 제조장치로서, 순수를 공급하는 순수공급기(10)와; 외부에서 요소가 공급되도록 상부에 투입구(21a)가 구비된 요소투입부(21)와, 상기 순수공급기(10)로부터 공급되는 순수가 유입되는 순수유입부(22)와, 상기 요소투입부(21)와 순수유입부(22)로 공급된 상기 순수와 요소를 교반토록 회전하는 교반기(23)와, 상기 순수에 용해된 요소수를 공급하는 요소공급부(24)가 구비된 교반탱크(20)와; 상기 요소공급부(24)에서 공급된 요소수의 불순물을 여과하는 제1여과필터(31)와, 상기 제1여과필터(31)에서 여과된 요소수의 이온을 제거토록 이온교환하는 이온교환수지(32)와, 상기 이온교환수지(32)를 통해 공급된 요소수의 미세 불순물을 여과하는 제2여과필터(33)가 구비된 필터여과기(30)로 이루어지되,
상기 교반탱크(20)의 하부 일측에 구비된 에어공급관(25)에 결합되어 상기 요소와 순수에 와류가 형성되도록 공기를 공급하는 에어컴프레샤(40)가 구비된다.
여기서, 상기 순수공급기(10)는 역삼투압필터와 이온교환수지를 이용하여 초순수를 정재하여 공급하게 되며, 아울러, 상기 요소수를 상기 필터여과기(30)에 안정적으로 공급토록 상기 교반탱크(20)에는 화학용펌프가 더 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 교반탱크(20)의 저면에는 상기 순수와 요소의 공급량을 측정하는 저울(26)이 구비됨으로써, 요소수의 농도를 조절할 수 있고, 상기 교반탱크(20)의 일측부에는 상기 요소수의 온도를 측정하여 표시하는 온도계(27)가 구비됨으로써, 상기 교반기(23)의 회전속도와 에어컴프레샤(40)의 공기 공급량을 조절하여 상기 요소수의 빙점을 관리하게 된다.
그리고, 상기 에어컴프레샤(40)는 청정한 공기가 공급되도록 무급유식 공기압축기(40a)로 이루어지고, 상기 에어공급관(25)에는 상기 에어컴프레샤(40)에서 공급된 공기의 이물질을 제거하는 에어필터(25a)가 구비됨으로써, 보다 청정한 공기를 공급하여 상기 요소수에 이물질이 혼합되는 것을 방지하게 된다.
또한, 상기 이온교환수지(32)는 상기 요소수의 전도도가 낮아지도록 양이온과 음이온을 동시에 제거하는 혼합이온교환수지로 이루어진다. 여기서, 상기 혼합이온교환수지는 음이온이온교환수지와, 양이온교환수지에서 각각 음이온과 양이온을 제거하는 방식보다 순수한 요소수의 생성시키게 된다.
본 발명에 따른 공기 주입형 요소수 제조장치를 이용한 요소수 제조방법은 순수공급기(10)로부터 순수를 교반탱크(20)에 공급하는 순수공급단계(S10)와; 상기 순수가 공급된 상기 교반탱크(20)의 요소투입부(21)를 통해 고체상의 요소를 공급하는 요소공급단계(S20)와; 상기 순수공급기(10)에서 공급된 순수와 상기 교반탱크(20)의 하부에 침전된 상기 요소가 상기 교반탱크(20)의 상부로 상승되도록 에어컴프레샤(40)로 공기를 공급하며, 상기 요소의 용해시간이 단축되도록 교반기(23)를 회전시키며 교반하는 교반단계(S30)와; 상기 교반단계(S30)에서 생성된 요소수를 필터여과기(30)에 공급하여 불순물을 제거하여 고순도의 요소수를 생산하는 여과단계(S40)로 이루어진다.
여기서, 상기 여과단계(S50)는 상기 교반탱크(20)에서 공급된 요소수를 상기 필터여과기(30)의 제1여과필터(31)를 통과시켜 5미크론 이상의 불순물을 여과하는 제1여과단계(S51)와, 상기 제1여과단계(S51)에서 여과된 요소수의 이온을 이온교환수지(32)에 통과시켜 이온교환을 통해 상기 이온을 제거하는 이온제거단계(S52)와, 상기 이온제거단계(S52)를 거친 요소수의 1미크론 이상의 불순물을 제2여과필터(33)에서 여과하는 제2여과단계(S53)로 이루어진다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 공기 주입형 요소수 제조장치 및 그 제조방법의 작용은 다음과 같다.
본 발명의 공기 주입형 요소수 제조장치는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 순수공급기(10)에서 정재된 순수를 공급하고, 고체상의 요소를 요소투입부(21)에 투입하여, 교반탱크(20)에서 교반하되, 상기 교반탱크(20)에서의 교반은 교반기(23)와 상기 요소를 상기 교반탱크(20)의 상부로 상승되도록 공기를 공급하는 에어컴프레샤(40)를 통해 이루어진다.
그리고, 상기 교반탱크(20)에서 용해된 요소수를 최종적으로 필터여과기(30)에서 여과하여 불순물을 제거함으로써, 고순도의 요소수를 생산하게 된다.
이때, 상기 에어컴프레샤(40)는 순수한 공기를 공급하도록 무급유식 공기압축기(40a)로 이루어지고, 이때, 상기 에어컴프레샤(40)는 에어공급관(25)에 결합된 에어필터(25a)를 통해 공기를 안전하게 여과하며 공급하게 된다.
그리고, 상기 필터여과기(30)는 요소수의 불순물을 여과하게 되며, 일차적으로 제1여과필터(31)는 5마이크론미터 이상의 크기를 가진 불순물을 여과하여 이온교환수지(32)로 공급하고, 상기 이온교환수지(32)는 상기 제1여과필터(31)에서 여과된 요소수의 양이온과 음이온을 제거토록 이온교환하여 제2여과필터(33)로 공급하게 된다. 이때, 상기 이온교환수지(32)는 상기 요소수의 불순물인 양이온과 음이온을 함께 제거하는 이온교환수지를 사용함으로써, 상기 요소수의 전도도가 더 낮아지게 되어 상기 요소수의 정재도가 향상되게 된다.
그리고, 상기 제2여과필터(33)는 보다 미세한 1마이크론미터 이상의 크기를 가진 불순물을 여과하게 됨으로써, 고순도의 요소수를 생산하여 공급하게 된다.
한편, 상기 교반탱크(20)는 저면에 상기 순수와 요소의 공급량을 측정하는 저울(26)이 구비됨으로써, 요소의 농도를 32.5%로 유지시키며, 상기 요소수를 생성하여 된다.
아울러, 상기 교반탱크(20)의 일측부에 상기 요소수의 온도를 측정하여 표시하는 온도계(27)가 구비됨으로써, 용해시 빙점에 맞추어 상기 요소수를 생산하게 된다.
이와 같이 상기 교반탱크(20)에서의 교반은 교반기(23)와 에어컴프레샤(40)를 통해 이루어짐으로써, 보다 강한 혼합력으로 저온에서 상기 요소수를 생산할 수 있게 된다. 그리고, 상기 요소수는 저온에서 생산됨으로써, 불순물의 일종인 뷰렛(Biuret), 트리우렛(triuret)등이 결정상태로 유지시켜 걸러냄으로써, 고순도의 상기 요소수를 생산할 수 있게 된다.
여기서, 상기 뷰렛(Biuret)은 고온에서 자동차의 요소수공급장치의 노즐을 막는 주 원인 물질인 시아눌락산, 아멜라이드, 멜라민 등을 생성하는 물질로 고장의 원인이 되는 물질이다.
본 발명에 따른 요소수 제조방법은 앞서 설명한 바와 같이, 순수공급단계(S10)에서 순수를 교반탱크(20)에 공급하고, 요소공급단계(S20)에서 교반탱크(20)의 요소투입부(21)를 통해 요소를 교반탱크(20)에 공급하게 된다.
그리고, 교반단계(S30)에서 상기 교반탱크(20)의 상부에 구비된 교반기(23)를 회전시키며 상기 교반탱크(20)의 하부 일측에 구비된 에어컴프레샤(40)에서 공기를 공급하되 순수한 공기가 공급되도록 에어필터(25a)를 경유하여 공기를 공급하여 순수에 요소가 용해되는 시간을 단축하게 된다.
일반적으로 요소의 용해시 상기 교반탱크(20)의 온도는 저하되게 되며, 이때 상기 교반기(23)와 에어컴프레샤(40)는 온도가 저하되더라도 상기 요소의 용해가 더 빨리 일어나도록 상기 요소가 상기 순수에서 계속 유동시키게 된다.
그리고, 여과단계(S50)에서는 고순도의 요소수가 생산되도록 상기 요소수에 포함된 불순물과 이온을 여과하게 된다. 이때, 5마이크론 이상의 불순물을 여과하는 제1여과단계(S51)와 이온교환을 통해 이온을 제거하는 이온제거단계(S52) 및 1마이크론 이상의 불순물을 제2여과필터(33)에서 여과하는 제2여과단계(S53)를 거쳐 최종 고순도의 요소수를 생산하게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 공기 주입형 요소수 제조장치 및 그 제조방법은 별도의 가열장치 없이 소형화된 요소수 제조장치를 제공함으로써, 다양한 장소에 설치되어 고순도의 요소수를 안정적으로 생산할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 순수공급기 20 : 교반탱크
21 : 요소투입부 21a : 투입구
22 : 순수유입부 23 : 교반기
24 : 요소수공급부 25 : 에어공급관
25a : 에어필터 26 : 저울
27 : 온도계 30 : 필터여과기
31 : 제1여과필터 32 : 이온교환수지
33 : 제2여과필터 40 : 에어컴프레샤
40a : 무급유식 공기압축기
S10 : 순수공급단계 S20 : 요소공급단계
S30 : 교반단계 S40 : 여과단계
S41 : 제1여과단계 S42 : 이온제거단계
S43 : 제2여과단계
10 : 순수공급기 20 : 교반탱크
21 : 요소투입부 21a : 투입구
22 : 순수유입부 23 : 교반기
24 : 요소수공급부 25 : 에어공급관
25a : 에어필터 26 : 저울
27 : 온도계 30 : 필터여과기
31 : 제1여과필터 32 : 이온교환수지
33 : 제2여과필터 40 : 에어컴프레샤
40a : 무급유식 공기압축기
S10 : 순수공급단계 S20 : 요소공급단계
S30 : 교반단계 S40 : 여과단계
S41 : 제1여과단계 S42 : 이온제거단계
S43 : 제2여과단계
Claims (6)
- 순수에 요소를 용해하여 요소수를 제조하는 요소수 제조장치에 있어서,
순수를 공급하는 순수공급기(10)와; 외부에서 요소가 공급되도록 상부에 투입구(21a)가 구비된 요소투입부(21)와, 상기 순수공급기(10)로부터 공급되는 순수가 유입되는 순수유입부(22)와, 상기 요소투입부(21)와 순수유입부(22)로 공급된 상기 순수와 요소를 교반토록 회전하는 교반기(23)와, 상기 순수에 용해된 요소수를 공급하는 요소수공급부(24)가 구비된 교반탱크(20)와; 상기 요소수공급부(24)에서 공급된 요소수의 불순물을 여과하는 제1여과필터(31)와, 상기 제1여과필터(31)에서 여과된 요소수의 이온을 제거토록 이온교환하는 이온교환수지(32)와, 상기 이온교환수지(32)를 통해 공급된 요소수의 미세 불순물을 여과하는 제2여과필터(33)가 구비된 필터여과기(30)로 이루어지되,
상기 교반탱크(20)의 하부 일측에 구비된 에어공급관(25)에 결합되어 상기 교반탱크(20)의 하부에 침전된 상기 요소가 상기 교반탱크(20)의 상부로 상승되도록 공기를 공급하는 에어컴프레샤(40)가 구비되고,
상기 교반탱크(20)의 저면에는 상기 순수와 요소의 공급량을 측정하는 저울(26)이 구비되고, 상기 교반탱크(20)의 일측부에는 상기 요소수의 온도를 측정하여 표시하는 온도계(27)가 구비되며,
상기 에어컴프레샤(40)는 청정한 공기가 공급되도록 무급유식 공기압축기(40a)로 이루어지고, 상기 에어공급관(25)에는 상기 에어컴프레샤(40)에서 공급된 공기의 이물질을 제거하는 에어필터(25a)가 구비된 것을 특징으로 하는 공기 주입형 요소수 제조장치. - 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 이온교환수지(32)는
상기 요소수의 전도도가 낮아지도록 양이온과 음이온을 동시에 제거하는 혼합이온교환수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 주입형 요소수 제조장치. - 삭제
- 삭제
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101703959B1 (ko) * | 2016-10-13 | 2017-02-08 | 박진원 | 요소수 제조장치 및 이를 이용한 요소수 제조방법 |
| KR101719134B1 (ko) * | 2016-12-30 | 2017-03-23 | (주) 시온텍 | 요소수 연속 생산 장치 및 방법 |
| KR20180045238A (ko) * | 2016-10-25 | 2018-05-04 | 주식회사 소울테크 | 요소수에서 탁도를 일으키는 트리우렛을 제거하는 제조 방법 |
| KR101879350B1 (ko) * | 2017-07-31 | 2018-07-17 | (주)한불아요수 | 요소수의 제조 방법 |
| CN110270265A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-24 | 珠海格力智能装备有限公司 | 尿素溶液的制备方法及装置、存储介质和处理器 |
| EP3556455A4 (en) * | 2016-12-13 | 2020-07-29 | Zhuhai Gree Intelligent Equipment Co., Ltd | UREA PRODUCTION APPARATUS |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090031714A1 (en) * | 2005-04-13 | 2009-02-05 | Hans Henrik Jochumsen | Mixing device for mixing urea and air |
| KR101544503B1 (ko) * | 2015-06-12 | 2015-08-21 | 경민워터컴(주) | 고순도 요소수 제조장치 및 이를 이용한 고순도 요소수 제조방법 |
-
2016
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090031714A1 (en) * | 2005-04-13 | 2009-02-05 | Hans Henrik Jochumsen | Mixing device for mixing urea and air |
| KR101544503B1 (ko) * | 2015-06-12 | 2015-08-21 | 경민워터컴(주) | 고순도 요소수 제조장치 및 이를 이용한 고순도 요소수 제조방법 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101703959B1 (ko) * | 2016-10-13 | 2017-02-08 | 박진원 | 요소수 제조장치 및 이를 이용한 요소수 제조방법 |
| KR20180045238A (ko) * | 2016-10-25 | 2018-05-04 | 주식회사 소울테크 | 요소수에서 탁도를 일으키는 트리우렛을 제거하는 제조 방법 |
| KR101893188B1 (ko) | 2016-10-25 | 2018-08-29 | 주식회사 소울테크 | 요소수에서 탁도를 일으키는 트리우렛을 제거하는 제조 방법 |
| AU2017348992B2 (en) * | 2016-10-25 | 2019-06-20 | Soultec Co., Ltd | Preparation method for removing triuret causing turbidity in urea water |
| EP3556455A4 (en) * | 2016-12-13 | 2020-07-29 | Zhuhai Gree Intelligent Equipment Co., Ltd | UREA PRODUCTION APPARATUS |
| KR101719134B1 (ko) * | 2016-12-30 | 2017-03-23 | (주) 시온텍 | 요소수 연속 생산 장치 및 방법 |
| KR101879350B1 (ko) * | 2017-07-31 | 2018-07-17 | (주)한불아요수 | 요소수의 제조 방법 |
| CN110270265A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-24 | 珠海格力智能装备有限公司 | 尿素溶液的制备方法及装置、存储介质和处理器 |
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