KR101777228B1

KR101777228B1 - 모듈형 추출탑

Info

Publication number: KR101777228B1
Application number: KR1020160099947A
Authority: KR
Inventors: 배영문; 양승철; 이병국; 곽동용; 민준상
Original assignee: 한전원자력연료 주식회사
Priority date: 2016-08-05
Filing date: 2016-08-05
Publication date: 2017-09-26
Also published as: EP3495029A1; US20190168132A1; EP3495029B1; JP6850339B2; JP2019520978A; WO2018026060A1; EP3495029A4

Abstract

본 발명은 모듈화된 추출탑으로 제작 및 설치가 용이하며, 설치 이후에도 공정이나 추출탑 내부의 구조 변경, 손상된 구조물의 교체나 오염 제거 등 유지보수 작업이 간편한 모듈형 추출탑(1)에 관한 것으로, 일면에 플렌지(110)가 구비된 헤드블럭(10); 상기 플렌지(110)와 적층 조립되며, 동일 축 상 서로 다른 방향의 양측 면에 제1 모듈 플렌지(212)와 제2 모듈 플렌지(213)가 구비되고 내부에 일정 면적의 수용부(211)가 형성된 탑체 모듈(210)이 상기 제1 모듈 플렌지(212)와 제2 모듈 플렌지(213)가 서로 대향되도록 상호 결합된 바디블럭(20); 및 상기 수용부(211)에 구비되어, 유체를 분산시키는 내부구조물(30)를 포함하며, 상기 헤드블럭(10)과 바디블럭(20)은 서로 연통되고, 상기 수용부(211)는 길이방향에 대하여 수직한 단면이 사각형 형상인 것을 특징으로 한다.

Description

모듈형 추출탑{MODULE TYPE EXTRACTION COLUMN}

본 발명은 모듈형 추출탑에 관한 것이다.

추출탑은 밀도가 큰 중액(Heavy Phase)을 탑정부(Top Head)에서 투입하여 흘러내리게 하고 밀도가 작은 경액(Light Phase)을 탑저부(Bottom Head)로 투입시켜 두 상을 연속적으로 향류 접촉하게 하여 추출을 실행하는, 추출공정의 주 설비로서, 다양한 화공플랜트에서 널리 쓰이고 있다. 추출탑은 공정 내 유체의 성질에 따라 직경과 높이를 달리하여 제작하며, 필요시 공정 유체 간의 접촉 면적을 크게 하기 위하여 다양한 형태의 내부 구조물을 추가하기도 한다.

추출탑과 관련된 종래기술로써, 등록특허공보 제10-1522771호(공고일자: 2015.05.26)는 믹서 & 세틀러 장치의 원리를 이용하여 내산성/내염기성이 우수하며, 장치의 부분조작이 용이한 수직형 액-액 분리장치를 개시하고 있다.

이러한 종래기술과 같은 일반적인 추출탑은, HTU(Height of Transfer Unit, 전달 단위 높이)와 NTU(Number of Transfer Unit, 이동단위 수)로 일체형으로 탑의 높이가 정해져 있는데, 이러한 추출탑은 설치 이후 분해 및 해체가 어려워 공정이나 추출탑 내부의 구조 변경, 나아가 손상된 구조물의 교체 및 공정 운영 상 내부 오염 제거가 어려운 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1522771호(공고일자: 2015.05.26)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 모듈화된 추출탑으로 제작 및 설치가 용이하며, 설치 이후에도 공정이나 추출탑 내부의 구조 변경, 손상된 구조물의 교체나 오염 제거 등 유지보수 작업이 간편한 모듈형 추출탑을 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모듈형 추출탑은, 일면에 플렌지가 구비된 헤드블럭; 상기 플렌지와 적층 조립되며, 동일 축 상 서로 다른 방향의 양측 면에 제1 모듈 플렌지와 제2 모듈 플렌지가 구비되고 내부에 일정 면적의 수용부가 형성된 탑체 모듈이 상기 제1 모듈 플렌지와 제2 모듈 플렌지가 서로 대향되도록 상호 결합된 바디블럭; 및 상기 수용부에 구비되어, 유체를 분산시키는 내부구조물을 포함하며, 상기 헤드블럭과 바디블럭은 서로 연통되고, 상기 수용부는 길이방향에 대하여 수직한 단면이 사각형 형상인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 모듈형 추출탑은, 헤드블럭과 탑체 모듈로 이루어진 바디블럭으로 이루어져 조립제작 및 설치가 용이한 이점이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 바디블럭을 이루는 탑체 모듈의 수량 변경만으로 설치 이후 공정이나 추출탑 내부의 구조 변경이나 용량 변경이 손쉬운 이점이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 탑체 모듈 단위로 카트리지 형태의 내부구조물과 그 개구부에 커버를 구비함으로써, 탈착이 간편하여 구조물의 손상된 부분 교체나 오염 제거 등 유지보수 작업이 간편한 이점이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 모듈형 추출탑의 길이방향에 대한 수직한 단면이 사각형 형상으로 곡면이 아니어서 제작이 용이한 이점이 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모듈형 추출탑의 개략적인 조립 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 탑체 모듈의 사시도,
도 3은 도 2의 탑체 모듈의 정면도와 그 중 A-A', B-B'의 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 탑체 모듈과 커버의 정면도,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일실시예에 따른 내부구조물의 개략적인 조립 사시도.

본 발명의 실시예에서 제시된 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들로 한정 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모듈형 추출탑의 개략적인 조립 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 탑체 모듈의 사시도, 도 3은 도 2의 탑체 모듈의 정면도와 그 중 A-A', B-B'의 단면도이다. 도 1 내지 도 3에 예시된 것과 같이 모듈형 추출탑(1)은, 헤드블럭(10)과 바디블럭(20), 내부구조물(30)을 포함하여 구성될 수 있다.

헤드블럭(10)은, 모듈형 추출탑(1)의 양 끝단에 조립 결합될 수 있고, 일면에 플렌지(110)가 구비되어, 바디블럭(20)과 결합될 수 있다.

바디블럭(20)은, 다단으로 헤드블럭(10)에 적층 조립되며, 길이방향의 양끝 단에 헤드블럭(10)의 플렌지(110)와 면 결합될 수 있다. 바디블럭(20)은, 탑체 모듈(210)과 커버(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 바디블럭(20)은, 일체형과 달리 일정 길이의 탑체 모듈(210)이 적층 결합되어 이루어질 수 있다.

도 2와 도 3에 예시된 것과 같이 탑체 모듈(210)은, 제1 모듈 플렌지(212)와 제2 모듈 플렌지(213)를 포함하여 구성될 수 있고, 내부에 일정 면적의 수용부(211)가 형성 마련될 수 있다. 더 나아가 탑체 모듈(210)은, 일측 면에 개구부(214)가 형성 구비되는데, 개구부(214)는 탑체 모듈(210) 내측의 수용부(211)와 연통될 수 있다.

탑체 모듈(210)은, 설치 공간에 따른 제작이나 조립, 유지보수 편의에 따라 길이는 임의로 조절할 수 있다.

위와 같이 본 발명에 따른 모듈형 추출탑(1)은, 헤드블럭(10)과 탑체 모듈(210)로 이루어진 바디블럭(20)으로 이루어져 조립제작 및 설치가 용이한 이점이 있다.

더 나아가 바디블럭(20)을 이루는 탑체 모듈(210)의 수량 변경만으로 설치 이후 공정이나 추출탑 내부의 구조 변경이나 용량 변경이 손쉬운 이점이 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 탑체 모듈(210)과 커버(220)의 정면도이다. 도 4에 예시된 것과 같이 탑체 모듈(210)은, 커버(220)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 커버(220)는 탑체 모듈(210)의 일측 면에 형성된 개구부(214)에 대면하는 크기와 형상으로 이루어져, 개구부(214)를 개폐하기 위하여 탈착 결합될 수 있다.

커버(220)는, 탑체 모듈(210)의 일측 면에 탈착 가능하게 결합되어, 그 결합면이 플렌지로 되어, 볼트로 고정 결합할 수 있다. 커버(220)는, 가스켓(미도시)을 더 포함하여 연결부위의 누수를 방지할 수 있다.

위와 같이 본 발명에 따른 탑체 모듈(210)은 커버(220)를 구비함으로써, 탑체 모듈 단위로 그 개구부(214)로부터 내부구조물(30) 탈착이 간편하여 구조물의 손상된 부분 교체나 오염 제거 등 유지보수 작업이 간편한 이점이 있다.

제1 모듈 플렌지(212)와 제2 모듈 플렌지(213)는, 동일 축 상 서로 다른 방향의 탑체 모듈(210) 양단에 구비되어, 플렌지(110) 또는 다른 탑체 모듈(210)의 제1 모듈 플렌지(212)와 제2 모듈 플렌지(213)와 대향되어 대면적으로 상호 결합될 수 있다. 이 경우 제1 모듈 플렌지(212)는 제2 모듈 플렌지(213), 나아가 플렌지(110)와 하나의 모듈형 추출탑(1)에 대해서 형상이나 규격 형상, 사이즈가 모두 동일하며 방향성 없이 설치 마련될 수 있다. 즉, 헤드블럭(10)과 바디블럭(20)은 플렌지 방식으로 결합될 수 있다.

헤드블럭(10)과 바디블럭(20)은, 서로 길이방향으로 연통되며, 길이방향의 수직한 단면이 사각형 형상일 수 있다. 더 나아가 바디블럭(20)의 수용부(211) 또한 길이방향에 대하여 수직한 단면이 사각형 형상일 수 있다.

위와 같이 본 발명에 따른 헤드블럭(10)과 바디블럭(20)은, 모듈형 추출탑의 길이방향에 대한 수직한 단면이 사각형 형상으로 곡면이 아니어서 제작 시 절단이나 용접 등의 작업이 용이한 이점이 있다.

헤드블럭(10)과 바디블럭(20) 상호 간에는 가스켓(40)을 매개로 적층시켜 조립될 수 있다. 가스켓(40)은, 헤드블럭(10)의 플렌지(110)와 바디블럭(20)의 제1 모듈 플렌지(212), 제2 모듈 플렌지(213)가 결합부위에 면접촉하도록 구비되어, 연결부위의 누수를 방지할 수 있다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일실시예에 따른 내부구조물(30)의 개략적인 조립 사시도이다. 도 5a 내지 도 5d에 예시된 것과 같이 내부구조물(30)은, 개구부(214)를 통해 인입되어 개구부(214)와 연통된 수용부(211)에 안착되는 카트리지 (310) 형태일 수 있다. 이러한 내부구조물(30)은, 바디블럭(20)의 수용부(211)에 수용되며, 유체를 분산시켜 유체 간의 접촉면적을 크게 하는 역할을 할 수 있다.

제1 실시예로서 내부구조물(30)은, 구조체(320)와 지지체(330)를 포함하여 구성될 수 있다. 내부구조물(30)은, 모듈형 추출탑(1)의 각 탑체 모듈(210)마다 구비되어 각 유체 간의 접촉 면적을 넓히기 위하여, 탑체 모듈(210)과 별도로 제작되어 조립 설치될 수 있다.

더 나아가 내부구조물(30)은, 탑체 모듈(210)의 내측 크기와 유격이 생기지 않는 외측 크기로 제작하는 것이 바람직하다. 단면이 사각형 형상으로, 원형 형상의 단면을 가지는 일반적인 추출탑과 달리, 내부구조물(30)과 탑체 모듈(210) 간에는 유격이 생기지 않게 제작 및 설치 조립이 용이하므로 추출탑의 높은 효율을 기대할 수 있다.

구조체(320)는, 유체를 분산시켜 유체 간의 접촉 면적을 크게 하기 위하여 일정한 형태를 갖는 복수 개가 높이 방향으로 적층될 수 있다. 구조체(320)는 구조에 따라 다공판(perforated plate)(321)과 그물눈판(sieve tray)(322), 방해판(baffle tray)(323) 중 어느 하나로 제작될 수 있다.

지지체(330)는, 구조체(320)를 지지 고정하며, 구조체(320)의 적층 결합 시 그 결합방법에 따라 지지다리(331)와 지지판(332)으로 구성될 수 있다. 지지다리(331)는, 구조체(320)의 각 모서리부에 결합되며, 구조체(320)을 지지 고정할 수 있다. 지지판(332)은, 둘 이상이 구비되어 구조체를 거치하여 고정시킬 수 있다. 더욱 자세하게 지지판(332)은, 복수 개의 판이 모서리부가 서로 맞닿아 결합하며 수평 단면이 사각형 형상을 이루는 형태로 마련되거나, 좌우 한 쌍으로 마련되어 어 격벽을 제공하며 구조체(320)가 거치되도록 고정시킬 수 있다.

구조체(320)과 지지체(330)는, 탑체 모듈(210)의 수용부(211)의 장착 가능한 크기에 맞게 제작할 수 있다. 구조체(320)와 지지체(330)의 결합은, 각기 다른 공정 특성과 제작 편의성에 따라 용접, 리벳, 볼트, 홈끼움 중 어느 한 가지에 의하여 결합될 수 있다.

제2 실시예로서 내부구조물(30)은, 지지체(330)와 충진물(340)을 포함하여 구성될 수 있다. 더 나아가 충진물이탈방지막(350)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 지지체(330)는, 복수 개의 지지판(332)의 모서리부끼리 면접촉 결합하여 수평단면이 사각형 형상을 이루고, 그 내부에 중공이 형성될 수 있다. 충진물(340)은, 중공에 삽입되어 결합할 수 있다.

충진물이탈방지막(350)은, 지지체(330)의 일면 또는 양면에 구비되어, 유체는 통과시킬 수 있으나, 유체의 흐름에 따라 충진물(340)이 유출되지 않도록 충진물(340)을 지지하는 구조물일 수 있다. 충진물이탈방지막(350)은, 일정 크기의 메쉬 구조일 수 있으나, 이의 형상이 제한되는 것은 아니다.

제1 실시예 내지 제2 실시예의 내부구조물(30)은, 공정 특성에 따라 적절하게 정해질 수 있다.

이와 관련하여 도 1 내지 도 5에 개시되어 있는 모듈형 추출탑(1)은, 그 길이나 그 형상에 한정되는 것이 아니라, 본원이 속하는 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 발명을 손쉽게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

1 : 모듈형 추출탑
10 : 헤드블럭 110 : 플렌지
20 : 바디블럭 210 : 모듈
211 : 수용부 212 : 제1 모듈 플렌지
213 : 제2 모듈 플렌지 214 : 개구부
220 : 커버
30 : 내부구조물 310 : 카트리지
320 : 구조체 321 : 다공판
322 : 그물눈판 323 : 방해판
330 : 지지체 331 : 지지다리
332 : 지지판 340 : 충진물
350 : 충진물이탈방지막
40 : 가스켓

Claims

일면에 플렌지가 구비된 헤드블럭;
상기 플렌지에 면 결합되어 복수 개가 적층 조립되며, 동일 축 상 서로 다른 방향의 양측 면에 제1 모듈 플렌지와 제2 모듈 플렌지가 구비되고 내부에 일정 면적의 수용부가 형성된 탑체 모듈이 상기 제1 모듈 플렌지와 제2 모듈 플렌지가 서로 대향되도록 상호 결합된 바디블럭; 및
상기 수용부에 수용되어, 유체를 분산시키는 내부구조물 포함하며,
상기 헤드블럭과 바디블럭은 서로 연통되고, 상기 수용부는 길이방향에 대하여 수직한 단면이 사각형 형상이되,
상기 바디블럭을 이루는 탑체 모듈은 일측에 개구부가 형성되고, 개구부를 개폐하기 위하여 탈착 결합되는 커버가 설치되는 것을 특징으로 하는, 모듈형 추출탑.
제1항에 있어서,
상기 헤드블럭과 바디블럭은 가스켓을 매개로 상기 제1 모듈 플렌지 또는 제2 모듈 플렌지와 적층 조립되는 것을 특징으로 하는, 모듈형 추출탑.
삭제
제1항에 있어서,
상기 내부구조물은,
상기 개구부를 통해 인입되어 개구부와 연통된 수용부에 안착되는 카트리지인 것을 특징으로 하는, 모듈형 추출탑.
제4항에 있어서,
상기 내부구조물은,
일정한 형태를 갖는 복수 개의 구조물이 높이 방향으로 적층된 구조체; 및
상기 구조체를 지지 고정 하는 지지체인 것을 특징으로 하는, 모듈형 추출탑.
제5항에 있어서,
상기 구조체는,
다공판, 그물눈판, 방해판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 모듈형 추출탑.
제5항에 있어서,
상기 지지체는,
상기 구조체의 각 모서리부에서 구조체를 고정시키는 지지다리이거나,
둘 이상 구비되어 구조체를 거치하여 고정시키는 지지판 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하며,
상기 구조체와 지지체의 결합은 용접, 리벳, 볼트, 홈끼움 중 어느 하나에 의한 것을 특징으로 하는, 모듈형 추출탑.
제4항에 있어서,
상기 내부구조물은,
수평단면이 사각형 형상을 이루며 중공이 형성된 지지체; 및
상기 중공에 충진된 충전물인 것을 특징으로 하는, 모듈형 추출탑.
제8항에 있어서,
상기 지지체의 일면 또는 양면에 구비되어, 유체가 통과가능한 충진물이탈방지막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 모듈형 추출탑.