KR101867996B1 - 다층 전열판 모듈을 이용한 폐액 농축 및 건조장치 - Google Patents

다층 전열판 모듈을 이용한 폐액 농축 및 건조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증발 농축장치로부터 이송된 고농도 폐액을 다층 전열판 모듈을 이용하여 효율적으로 농축 및 건조시켜 배출할 수 있도록 구성된 폐액 농축 및 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층 전열판 모듈을 이용한 폐액 농축 및 건조장치는, 스팀과 같은 열매체가 전열판을 통과하면서 폐액을 증발 농축시킴으로써 폐액 중의 용존 고형물을 분리시키는 폐액 농축 및 건조장치에 있어서, 내부 중앙에 회전축(308)이 회전 가능하게 장착되고, 상기 폐액이 공급되는 폐액 유입구(302)와 상기 폐액이 열교환 과정에서 농축 및 건조되어 생성되는 슬럿지를 외부로 배출하는 슬럿지 배출구(360)가 형성된 원통형 동체(301); 상기 원통형 동체(301)의 하측에 상하로 일정 간격을 두고 설치되고, 중공의 원반 형태를 가지고 상기 회전축(308)을 둘러싸는 모양이 되도록 설치되며, 그 내부공간으로 스팀이 공급되는 스팀 공급구(311)와 공급된 스팀이 상기 원통형 동체(301) 내부로 공급된 폐액과 열교환되는 과정에서 발생하는 응축수가 배출되는 응축수 배출구(312)가 마련되고, 다수개가 결합되어 상기 원통형 동체(301)의 일부가 되도록 형성된 전열판 모듈(310); 및 상기 상하로 일정 간격을 두고 설치된 전열판 모듈(310) 사이 공간에 위치하고, 상기 회전축(308)에 고정 결합되어 상기 회전축(308)과 함께 회전되도록 설치된 스케일 스크레퍼(320)를 포함할 수 있다.

Description

다층 전열판 모듈을 이용한 폐액 농축 및 건조장치{APPARATUS FOR CONCENTRATION AND DRYING OF WASTE WATER USING MULTI LAYER HEAT PLATE MODULE}
본 발명은 다층 전열판 모듈을 이용한 폐액 농축 및 건조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증발 농축장치로부터 이송된 고농도 폐액을 다층 전열판 모듈을 이용하여 효율적으로 농축 및 건조시켜 배출할 수 있도록 구성된 폐액 농축 및 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 폐액(원액)으로부터 용존 고형물을 석출, 건조하는 건조분리방법은, 1단계로서 폐액(원액)을 증발 농축장치에 유입하여 스팀으로 다량의 원액을 증발시켜 용존 고형물의 농도가 높게 되는 농축액을 형성하여 배출하고, 2단계로는 상기 농축액을 별도의 결정화장치나 건조장치를 거쳐 잔여 수분을 증발시켜 고액분리를 이루게 되는 것이다.
도 1은 2단계로 구성된 통상의 증발농축 및 건조처리 시스템을 나타낸다.
1단계인 증발농축 공정에 있어서, 내부에 약 150torr의 진공이 형성된 원통형의 증발관(100)에 정해진 레벨까지 폐액이 공급되면, 순환펌프(120)가 가동되어 유입된 폐액은 열교환기(130)의 TUBE SIDE를 거쳐 증발관(100)으로 순환하게 된다. 이때, 열교환기(130)의 SHELL SIDE에 보일러로부터 스팀이 공급되어 순환하고 있는 폐액을 가열하게 된다.
일정한 온도까지 가열된 폐액은 진공이 형성되어 있는 증발관(100)에 유입되면서 순간 증발된다. 증발관(100)에서 증발된 증기는 MVR 형 증기 압축기(150)에 의해 흡입, 압축되는 과정에서 약 5～10℃ 정도로 승온되어 열교환기로 보내져 순환액의 가열원으로 대부분 재사용된 후, 일부 불응축 증기와 함께 진공 응축기(160)로 보내져 응축되고 응축수 배출펌프(170)에 의해 증발응축수 저장조로 보내진다. 따라서, 증발농축에 소요되는 대부분의 열량이 폐열회수열량으로 사용되므로 스팀사용량이 대폭 절감되는 것이다.
상기 증발농축 과정을 통하여 목표한 농도까지 농축된 폐액은 농축액 배출밸브(180)를 통해 배출되어 농축액 저장조(210)에 이송된 후 2단계인 농축액 건조공정에서 최종처리된다.
2단계인 농축액 건조공정에서는, 약 250torr의 진공이 형성된 농축 및 건조장치(200) 내에 1단계에서 배출된 농축액을 유입한 후, 스팀재킷에 스팀을 공급하여 가열한다. 유입된 농축액은 동체 내부에 구성된 스크레퍼 교반수단(205)에 의해 강하게 교반하며 공급된 열에 의해 가열 및 증발한다. 농축액으로부터 증발된 증기는 진공 응축기(230)에 유도되어 전량 응축되고 응축수 배출펌프(240)에 의해 응축수 저장조로 이송된다. 이러한 과정에서 농축액 중의 증발잔유물은 점점 수분이 증발함에 따라 목표한 농도까지 농축된 다음, 고형화되어 슬럿지 배출구를 통하여 건조 슬럿지(250)로 최종 배출된다.
상기한 2단계 공정을 통해 유입된 폐액 중의 대부분의 수분은 증발하여 응축, 처리수가 되고, 증발잔유물(Total Solids)은 농축되어 슬럿지로 배출, 폐액의 고액분리가 이루어지게 된다.
이러한 증발농축 및 건조처리하는 폐수처리공정에 있어서 중요한 것은 처리수(증발응축수)의 수질, 처리비용 및 전열면의 스케일 억제 방법이다. 처리비용의 대부분은 증발에 소요되는 스팀 비용이며 전열면의 스케일 오염은 장치의 성능을 저하시키는 중요한 변수가 된다. 이러한 공정 효율을 고려하여 일반적으로 증발농축공법을 이용한 폐액 처리시스템은 상기한 바와 같이 1단계의 증발농축 공정, 2단계의 농축액 건조처리 공정으로 나누어 진행되는 것이다.
즉, 증발효율을 높이고 스팀 사용량을 최소화하기 위하여 1단계인 증발농축 장치는 비교적 농도가 낮은 저농도의 폐액을 1차적으로 농축하여 오염물질의 포화농도 이내까지 농축한 후에 농축액으로 배출한다.
1단계인 증발농축 공정에서는 다량의 수분을 증발시키기 위하여 큰 용량의 가열기(열교환기)와 증기를 재사용할 수 있는 폐열회수장치가 사용된다. 이를 위하여 1단계에서는 폐액으로부터 증발된 폐증기를 회수하여 재사용하는 다양한 폐열회수시스템이 사용되고 있으며, 이를 위해 큰 전열면적을 확보할 수 있는 투,관형 열교환기의 사용이 지배적이다.
상기 1단계 폐열회수시스템의 종류에 있어서 가장 흔하게 적용하는 방법으로는 첫째, 다수개의 효용관을 열결한 후 각단의 앞에서 증발된 증기를 이용하여 폐액을 증발함으로써 효용관의 수만큼 폐열을 회수하여 스팀사용량을 절감할 수 있는 다중효용관(Multi Effect)식 증발농축장치가 있고, 둘째, 증발된 증기의 일부를 이젝터(Ejector)를 이용하여 흡입, 압축하여 가열기(열교환기)에 공급, 재사용하는 TVR(Thermo Vapor Recompression)형 증발농축장치가 있으며, 셋째, 도 1에 도시된 바와 같이 증발된 증기의 대부분을 압축기를 이용하여 흡입, 압축하여 필요한 온도까지 승온한 후, 가열기에 공급하여 재사용하는 MVR(Mechanical Vapor Recompression)형 증발농축장치가 있다.
상기 2단계 고농축, 고형화 공정에서는 주로 결정화 및 고액분리시스템, 액상 건조시스템 등이 적용된다. 일반적으로 다양한 유,무기 오염물질이 혼입되어 있는 혼합 폐액에 있어서는 액상 건조시스템이 많이 사용되는데, 특히, 이 공정에서는 고농도의 농축액의 가열 및 증발이 진행되기 때문에 통상, 폐열의 회수보다는 스케일 제어나 잔여수분의 증발효율등을 우선시하여 적용되었다.
상술한 1, 2단계의 공정이 실제로 운전되고 있는 시설의 예를 들어 유입 TS농도가 5wt%인 폐액 5ton/hr를 증발농축 처리할 경우 1단계 MVR-1 Effect 증발농축시스템에서 약 20wt% 내외로 농축하고(통상, 총 용존고형물(TDS)의 포화농도까지 농축가능), 1단계에서 배출된 20wt%의 농축액을 2단계 건조시스템으로 함수율 20wt% (TS 80%)의 건조슬럿지로 고형화처리 한다고 가정하면, 총 스팀사용량은 다음과 같다.
1단계(증발농축) 2단계(농축건조) 비고
장치 형태 MVR-1 Effect 스팀재킷형
폐액유입량(kg/hr) 5,000 1,250
증발량(kg/hr) 3,750 937.5
농축액배출량(kg/hr) 1,250 312.5(슬럿지)
유입농도(TS, wt%) 5.0 20.0
배출농도(TS, wt%) 20.0 80.0 함수율 20%
스팀사용량(kg/hr) 336 1,063
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 1단계 증발농축 시스템에서 폐액 중의 수분 3,750kg/hr를 증발시키는데 스팀이 336kg/hr이 소요되는 반면, 2단계 농축건조 시스템에서는 937.5kg/hr를 증발시키는데 1,063kg/hr의 스팀이 필요하다. 이는 1단계에서는 약 90%의 폐열을 회수하여 증발농축에 재사용하였고, 2단계에서는 폐열회수가 전혀 이루어지지 않았음을 알수 있다. 즉, 저농도 폐액에서 다량의 수분을 증발시키는 1단계 증발농축공정에 비하여, 고농도 폐액에서 소량의 수분을 증발시키는 2단계 건조공정이 오히려 많은 스팀을 소비하는 것이다.
2단계 농축건조 공정에서 폐열회수시스템을 적용하기 어려운 이유는 첫째, 폐액이 고농도로 농축되면서 BPR(끓는점이 올라가는 현상)에 의해, 열교환이 되기 위해서는 1단계에 증발농축시스템에 비하여 훨씬 높은 폐액과 증기의 온도차(ΔT)가 필요하게 되었고, 둘째, 농축액의 농도나 온도 상승, 과도한 스케일의 부착 등의 원인으로 총괄 전열계수(U)가 낮아져 결과적으로 많은 전열면적이 형성된 열교환 수단이 필요하게 되었기 때문이다.
이를 식으로 표시하면,
Q = U×A×ΔT로부터
A = Q÷(U×ΔT)
여기에서, Q: 열교환량(kcal/hr)
U: 총괄 전열계수(kcal/㎡,hr,℃)
A:　전열면적(㎡)
따라서, 2단계 농축액 건조공정에 폐열회수시스템을 적용하기 위해서는 기존의 스팀재킷형 액상농축건조기에 비하여 많은 전열면적이 구성된 열교환수단과 폐열을 회수하여 재사용할 수 있는 증기재압축 시스템과, 과도한 스케일의 부착을 억제하고 유지보수가 용이한 구조의 고농도 폐액 농축 및 건조장치가 필요하였다.
본 발명은 이러한 종래의 폐액 농축 및 건조장치가 가지는 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 다층의 전열판을 이용하여 전열면적을 크게 확대시키고 고농도 폐액을 농축 및 건조시키는데 사용된 증발 증기를 회수하여 재사용할 수 있도록 함으로써 스팀 사용량을 획기적으로 절감할 수 있도록 구성된 다층 전열판 모듈을 이용한 고농도 폐액 농축 및 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층 전열판 모듈을 이용한 폐액 농축 및 건조장치는, 스팀과 같은 열매체가 전열판을 통과하면서 폐액을 증발 농축시킴으로써 폐액 중의 용존 고형물을 분리시키는 폐액 농축 및 건조장치에 있어서, 내부 중앙에 회전축이 회전 가능하게 장착되고, 상기 폐액이 공급되는 폐액 유입구와 상기 폐액이 열교환 과정에서 농축 및 건조되어 생성되는 슬럿지를 외부로 배출하는 슬럿지 배출구가 형성된 원통형 동체; 상기 원통형 동체의 하측에 상하로 일정 간격을 두고 설치되고, 중공의 원반 형태를 가지고 상기 회전축을 둘러싸는 모양이 되도록 설치되며, 그 내부공간으로 스팀이 공급되는 스팀 공급구와 공급된 스팀이 상기 원통형 동체 내부로 공급된 폐액과 열교환되는 과정에서 발생하는 응축수가 배출되는 응축수 배출구가 마련되고, 다수개가 결합되어 상기 원통형 동체의 일부가 되도록 형성된 전열판 모듈; 및 상기 상하로 일정 간격을 두고 설치된 전열판 모듈 사이 공간에 위치하고, 상기 회전축에 고정 결합되어 상기 회전축과 함께 회전되도록 설치된 스케일 스크레퍼를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전열판 모듈은 원반 형태의 몸체 중 상하면이 테두리로부터 중공이 형성된 중앙으로 갈수록 그 내부공간이 좁아지도록 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 전열판 모듈은 그 내부에 전열판 보강재가 나선형으로 설치되고, 이 전열판 보강재에는 스팀의 흐름을 원활하게 하기 위하여 관통공이 형성될 수 있다.
또한, 상기 전열판 모듈은 일정 간격을 유지하기 위하여 테두리 부분에 모듈 플랜지가 설치되고, 이 모듈 플랜지는 모듈 고정볼트에 의해 분해 조립이 가능하도록 결합될 수 있다.
또한, 상기 모듈 플랜지에는 인접하는 모듈 플랜지와 상호 밀착되는 부분에 상기 원통형 동체의 내부로 유입된 폐액이 누설되는 것을 방지하기 위한 가스켓이 장착될 수 있다.
또한, 상기 회전축은 상기 전열 판 모듈과 상기 스케일 스크레퍼와의 사이 간격을 조절할 수 있도록 상하로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 회전축은 그 상단이 스크레퍼 조정축과 결합되고, 상기 스크레퍼 조정축은 구동모터에 의해 회전 구동되는 구동축의 내부에 삽입 설치되며, 상기 스크레퍼 조정축은 상기 구동축 내부에서 상하로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 스크레퍼 조정축의 상단에는 바이브레이터가 설치되어 상기 회전축에 고정 결합된 상기 스케일 스크레퍼가 상하로 진동할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 스크레퍼 조정축의 상단 및 하단에는 각각 상부진동흡수재와 하부진동흡수재가 설치되어 상기 스크레퍼 조정축의 상하 진동시에 구동축으로 진동이 전달되지 않도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 스케일 스크레퍼는 상기 전열판 모듈의 사이 공간에 둘 이상이 일정한 각도를 유지하면서 설치되고, 상기 스케일 스크레퍼 상에는 상기 회전축을 따라 회전하면서 상기 폐액에 난류가 형성될 수 있도록 다수개의 유통공이 형성될 수 있다.
또한, 상기 스케일 스크레퍼에 형성된 유통공은 상기 스케일 스크레퍼와 접하는 면이 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 원통형 동체에는 상기 폐액이 상기 전열판 모듈로 공급된 스팀과 열교환되는 과정에서 증발된 증기가 배출되는 증기 배출구가 형성되고, 이 증기 배출구를 통해 배출되는 증기 중 일부는 증기 압축기를 통해 압축된 후 상기 전열판 모듈의 스팀 공급구로 공급되어 재사용될 수 있다.
또한, 상기 전열판 모듈에는 스팀 공급이 독립적으로 제어될 수 있도록 스팀공급 밸브가 개별적으로 설치될 수 있다.
또한, 상기 원통형 동체에는 그 외주연을 따라 2중 원통형으로 밀폐된 외통이 형성되고, 상기 원통형 동체와 외통의 사이 공간에는 데미스터가 삽입 설치되어 상기 폐액이 상기 전열판 모듈로 공급된 상기 스팀과 열교환되는 과정에서 증발되는 증기가 상기 데미스터를 통과한 후 상기 증기 배출구를 통해 배출되도록 설치될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다층 전열판 모듈을 이용한 폐액 농축 및 건조장치에 따르면, 중앙부를 향하여 낮게 기울어지도록 형성된 경사면을 포함한 중공의 원반 형태를 가지는 전열판 모듈을 다층으로 연결 설치하여 많은 전열면적을 확보함으로써, 열교환 효율이 우수한 폐액 농축 및 건조장치를 제공해준다. 그 결과, 대량의 고농도 폐액을 효율적으로 처리할 수 있으며, 같은 처리 능력을 갖는 장치를 더욱 컴팩트하게 구성할 수 있다.
또한, 각 전열판 모듈의 사이 공간에 열교환 시에 전열면에 스케일이 부착되는 것을 방지해주는 스케일 스크레퍼를 설치함으로써 전열 효율을 항상 높게 유지할 수 있도록 해준다. 더욱이, 상기 스케일 스크레퍼가 장착된 회전축을 상하 이동 가능하게 설치함으로써 상기 전열판 모듈과 스케일 스크레퍼의 간격을 조정하여 정확한 스크래핑이 일어날 수 있도록 해준다. 나아가, 상기 스케일 스크레퍼가 장착된 회전축을 상하 진동 가능하게 설치함으로써 전열면의 스크래핑이 더욱 효과적으로 일어날 수 있도록 해줄 뿐만 아니라, 스크레퍼와 회전축에도 부착될 수 있는 스케일을 효과적으로 제거할 수 있도록 해준다.
또한, 상기 스케일 스크레퍼에 다수개의 유통공을 형성함으로써 폐액이 전열판 모듈과 스케일 스크레퍼 사이에서 회전축과 동일하게 회전하는 수평 회전류를 강한 난류 흐름으로 변경하여 스크래핑 효율을 더욱 향상시켜준다.
또한, 상기 전열판 모듈을 일정한 간격으로 다층 결합시키고 필요한 경우에 이를 분해 조립할 수 있도록 함으로써, 장치 용량의 증설이나 장치의 유지, 보수가 편리하도록 구성할 수 있다. 더욱이, 다층으로 결합된 전열판 모듈에 스팀을 공급하는 밸브를 각각 개별적으로 설치함으로써, BATCH 운전의 경우에 있어서 농축 및 건조 과정에서 폐액의 액면이 낮아짐에 따라 폐액과 접촉되지 않는 전열판 모듈로는 스팀이 공급되지 않도록 제어하여 불필요한 열공급을 방지할 수 있다.
또한, 많은 전열면적을 구비하고 폐액의 열교환 과정에서 증발하는 증기를 증기 압축기(TVR, MVR 등)를 이용하여 압축, 승온시켜 상기 전열판 모듈로 재공급하도록 구성함으로써, 농축 및 건조 공정에서 발생하는 폐열을 회수하여 재이용할 수 있도록 하여 스팀 사용량을 획기적으로 절감할 수 있다.
또한, 폐액으로부터 증발된 증기중의 액적을 효과적으로 제거하여 응축수의 수질을 향상시키기 위한 데미스터를 동체의 외주연을 따라 외부에 장착함으로써 데미스터의 세척이나 교체 등이 용이하도록 하였다. 그 결과, 기존에 동체 내부에 설치되어 데미스터의 세척이나 교체가 불편하였던 문제점도 해결될 수 있다.
도 1은 종래의 증발농축 및 건조시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 증발농축 및 건조시스템을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 농축 및 건조장치를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 전열판 모듈의 전열면적을 비교 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 전열판 모듈의 상세 구성을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 전열판 모듈의 다층 결합 상태를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 스크레퍼 조정축, 회전축 및 스케일 스크레퍼의 결합구조를 상세히 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 전열판 모듈과 스케일 스크레퍼의 위치 관계를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 스케일 스크레퍼의 작동방식을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 스케일 스크레퍼의 유통공을 나타낸 도면.
이하에서 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 다층 전열판 모듈을 이용한 폐액 농축 및 건조장치를 보다 상세히 설명한다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 참고로, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 다층 전열판 모듈을 이용한 폐액 농축 및 건조장치가 포함된 폐액 처리시스템을 나타낸다. 1단계 증발농축 공정은 도 1을 참조로 상술한 바와 동일하므로 이를 참조하기로 한다.
본 발명에 따른 폐액 농축 및 건조장치가 포함된 2단계 증발건조 공정은, 먼저 상기 증발농축 공정에서 농축된 고농도 폐액이 이송되어 농축액 저장조(410)에 저장된다. 농축액 공급펌프(420)에 의해 이송되어 폐액 농축 및 건조장치(300)로 유입된다. 고농도 폐액이 폐액 농축 및 건조장치(300) 내에 일정 높이 이상으로 공급되면, 보일러 등의 열원으로부터 생성된 스팀이 폐액 농축 및 건조장치(300) 내에 다층으로 설치된 전열판 모듈(310) 내부로 각각 공급되어 전열면을 통해 고농도 폐액과 열교환이 일어난다. 이 열교환 과정에서 폐액은 증발 건조되어 폐액 내에 용존하던 고형물이 건조 슬럿지(450)가 되고, 이 건조 슬러지(450)는 폐액 농축 및 건조장치(300)의 하부로 배출된다.
고농도 폐액이 스팀과의 열교환 과정에서 증발하게 되고, 증발된 증기는 폐액 농축 및 건조장치(300) 외부로 배출되어 진공 응축기(430)에 의해 응축된다. 이 응축수는 응축수 배출펌프(440)에 의해 응축수 저장조로 최종 배출된다. 이때, 폐액 농축 및 건조장치(300) 외부로 배출되는 증기 중 일부는 증기 압축기(460)로 유입되고, 이 증기 압축기(460)에서 압축되는 과정에서 약 7～15℃ 정도로 승온된 다음 상기 다층으로 설치된 전열판 모듈(310)에 공급되어 열원으로서 재사용된다.
본 발명은 이러한 2단계 증발건조 공정에서 사용되는 폐액 증발 및 건조장치(300)의 효율성을 향상시키기 위하여 전열판 모듈 및 스케일 스크레퍼 구성을 새롭게 개량한 것인 바, 이하에서 도 3 내지 도 10을 참조로 이에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 다층 전열판 모듈을 이용한 폐액 농축 및 건조장치(300)의 상세 구성을 나타낸다.
상기 폐액 농축 및 건조장치(300)는, 스팀과 같은 열매체가 전열판을 통과하면서 폐액을 증발 농축시킴으로써 폐액 중의 용존 고형물을 분리시키는 폐액 농축 및 건조장치에 있어서, 내부 중앙에 회전축(308)이 회전 가능하게 장착되고, 상기 폐액이 공급되는 폐액 유입구(302)와 상기 폐액이 열교환 과정에서 농축 및 건조되어 생성되는 슬럿지를 외부로 배출하는 슬럿지 배출구(360)가 형성된 원통형 동체(301); 상기 원통형 동체(301)의 하측에 상하로 일정 간격을 두고 설치되고, 중공의 원반 형태를 가지고 상기 회전축(308)을 둘러싸는 모양이 되도록 설치되며, 그 내부공간으로 스팀이 공급되는 스팀 공급구(311)와 공급된 스팀이 상기 원통형 동체(301) 내부로 공급된 폐액과 열교환되는 과정에서 발생하는 응축수가 배출되는 응축수 배출구(312)가 마련되고, 다수개가 결합되어 상기 원통형 동체(301)의 일부가 되도록 형성된 전열판 모듈(310); 및 상기 상하로 일정 간격을 두고 설치된 전열판 모듈(310) 사이 공간에 위치하고, 상기 회전축(308)에 고정 결합되어 상기 회전축(308)과 함께 회전되도록 설치된 스케일 스크레퍼(320)를 포함한다.
상기 회전축(308)은 구동모터(304)에 의해 회전하는 구동축(305)과 스크레퍼 조정축(330)을 매개로 연결 설치되어 상하 이동이 가능하게 회전할 수 있도록 설치된다. 상기 회전축(308)은 상기 스크레퍼 회전축(330)과 연결 설치되고, 이 스크레퍼 조정축(330)은 그 상단에 설치된 바이브레이터(350)에 의해 상하로 진동하면서 회전될 수 있도록 설치된다. 이와 같이 회전축(308)이 상하 이동 및 진동이 가능하도록 설치되는 기술구성에 대해서는 도 7을 참조로 상세히 후술하기로 한다.
상기 전열판 모듈(310)은 도 3에 도시된 바와 같이 원통형 동체(301)의 하부에 다층으로 연결 설치된다. 하나의 전열판 모듈(310)은 도 5에 도시된 바와 같이 중앙부에 상하 관통공(318)이 형성된 중공의 원반 형태를 이룬다. 이 원반 형태의 몸체는 상하로 일정한 높이를 가지므로 내부에 밀폐된 공간이 형성된다. 이 내부공간에는 외부로부터 스팀과 같은 열매체가 공급되고, 고온의 스팀은 전열판 모듈(310)의 전열면을 통해 원통형 동체(301) 내로 공급된 고농도 폐액과 열교환이 일어난다. 상기 다층으로 배치된 전열판 모듈(310)은 중공의 원반 형태로 구성되고, 상기 회전축(308)이 전열판 모듈(310)의 중앙부 형성된 상기 상하 관통공(318)을 수직하게 통과하도록 설치되므로, 마치 회전축(308) 상에 복수개의 전열판 모듈(310)이 끼움 결합되어 회전축(308)을 둘러싸는 형태를 이룬다. 이때, 상기 회전축(308)과 전열판 모듈(310)은 직접적으로 결합되지는 않기 때문에 회전축(308)의 회전과 무관하게 전열판 모듈(310)은 항상 원통형 동체(301)에 고정된 상태를 유지한다.
상기 전열판 모듈(310)은 원반 형태의 몸체 중 상하면이 테두리로부터 중공이 형성된 중앙으로 갈수록 그 내부공간이 좁아지도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 경사면은 수평면과 비교하여 전열판 모듈(310)의 전열면적을 증가시켜 열교환 효율을 향상시킬 뿐만 아니라, 상기 스케일 스크레퍼(320)와 대면하는 면이 수평면이 아니라 경사면을 이루도록 하여 스케일 스크레퍼(320)가 회전할 때 난류 형성이 용이하도록 해준다.
도 4에서 보듯이, 본 발명에 따른 전열판 모듈(310)은 도 1에 도시된 스팀 재킷형 농축 및 건조장치(200)와 비교할 때 전열면적이 크게 향상됨을 도시적으로 이해할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (a)에서 보듯이 종래의 스팀 자켓형 열교환 수단을 사용하는 경우에는, 스팀 공급구(202)를 통해 유입된 고온의 스팀이 단지 원통형 동체를 둘러싸고 있는 스팀 자켓(201)을 통과하면서 열교환이 일어나고, 이 열교환 과정에서 생성된 응축수가 응축수 배출구(203)를 통하여 배출된다.
이 때, 도 4의 (a)와 같이 상기 관 형태로 설치된 스팀 자켓(201)이 원통형 동체와 접촉되는 경우의 전열면적을 1.0㎡에 가정하고, 동일용적의 본 발명에 따른 전열판 모듈(310)을 사용하는 경우와 비교해 보면, 도 4의 (b)에서 보듯이 5개의 층으로 연결 설치된 전열판 모듈(310)이 원통형 동체(301)와 접촉되는 전열면적은 5.0㎡가 된다.
이와 같이, 본 발명에 따라 중앙부를 향하여 낮게 기울어지도록 형성된 경사면을 포함한 중공의 원반 형태를 가지는 전열판 모듈을 다층으로 연결 설치하는 경우에는 스팀 자켓형 열교환 수단에 비해 매우 넓은 전열면적을 확보할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전열판 모듈(310)은 그 내부에 전열판 보강재(315)가 나선형으로 설치된다. 이 전열판 보강재(315)은 전열판 모듈(310)의 내부공간이 중앙으로 갈수록 좁아져 그 단면이 삼각형 형태를 이루는 점을 감안하여 전열판 모듈(310)의 빗면과 수직면(전열면의 가로, 세로를 동시에 지지함)을 동시에 지지할 수 있도록 위에서 볼 때는 나선형, 옆에서 볼 때는 삼각형 형태를 이루도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전열판 보강재(315)에는 스팀의 흐름을 원활하게 하기 위하여 관통공(316)이 형성된다. 그 결과 상기 전열판 모듈(310)의 스팀 공급구(311)를 통해 공급된 스팀이 나선형으로 설치된 전열판 보강재(315)에 구애받지 않고 상기 관통공(316)을 통해 전열판 모듈(310)의 전체 내부공간으로 신속하게 충진될 수 있으며, 고농도 폐액과의 열교환 과정에서 생성된 응축수도 응축수 배출구(312) 쪽으로 원활하게 이동하여 배출될 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전열판 모듈(310)의 사이에는 일정 간격을 유지하기 위해 "ㄷ"자 형태의 모듈 플랜지(313)가 부착되어 상기 전열판 모듈(310)을 모듈 고정볼트(314)에 의해 분해 조립이 가능하도록 결합될 수 있다. 이에 따르면, 필요시에 상기 모듈 고정볼트(314)를 이용하여 단위 전열판 모듈(310)을 각 층별로 분해하거나 조립할 수 있게 되어 다양한 설계 적용이 가능하게 해준다. 예를 들어, 폐액의 요구 처리 용량이 변경되더라도 원통형 동체(301)는 그대로 두고 전열판 모듈(310)을 추가하거나 분리 제거함으로써 손쉽게 처리 용량을 조절할 수 있다.
또한, 도 4의 (a)에 도시된 스팀 재킷형 열교환 수단은 전열면의 일부분이 손상(부식, 파손 등) 되었을 경우 전열면 전체의 교체나 수리가 필요하나, 본 발명에 따른 다층 전열판 모듈을 사용할 경우 손상된 모듈만 교체하는 것으로 간단히 수리할 있다.
또한, 상기 다층으로 결합된 전열판 모듈(310)은 동체의 일부로 형성되어 있으므로 각각의 모듈 플랜지(313)는 그 인접하는 모듈 플랜지(313)와 밀착되는 부분에 상기 원통형 동체(301)의 내부로 유입된 폐액이 누설되는 것을 방지하기 위한 가스켓(317)이 장착되는 것이 바람직하다. 상기한 바와 같이, 상기 전열판 모듈(310)의 스팀 공급구(311)와 응축수 배출구(312)는 원통형 동체(301)의 외부로 연결되도록 형성된다.
도 3을 참조로 상술한 바와 같이, 상기 스케일 스크레퍼(320)는 상하로 일정 간격을 두고 설치된 전열판 모듈(310)의 사이 공간에 위치하고, 상기 회전축(308)에 고정 결합되어 회전축(308)과 함께 회전되도록 설치된다. 이와 같이 설치된 스케일 스크레퍼(320)는 전열판 모듈(310)의 사이 공간에서 회전하면서 전열판 모듈(310)의 전열면에 스케일이 생성되는 것을 방지해준다. 이 때, 상기 스케일 스크레퍼(320)는 전열판 모듈(310)의 전열 표면에 직접 접촉되어 이를 끌거내는 것이 아니라 전열판 모듈(310)의 전열 표면과 일정한 간격을 두고 설치되어 스케일 스크레퍼(320)가 회전할 때 전열판 모듈(310)의 표면에 강한 난류가 형성되어 스케일이 전열 표면에 부착되지 않도록 해주는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 스케일 스크레퍼(320)가 결합된 회전축(308)이 상하 이동 및 상하 진동이 가능하도록 설치되어 스케일 제거 효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 구성되는 바, 도 7을 참조로 이러한 스케일 스크레퍼(320)의 결합 구조를 보다 상세히 설명한다.
먼저, 상기 스케일 스크레퍼(320)와 결합된 회전축(308)은 상기 전열판 모듈(310)과 상기 스케일 스크레퍼(320)와의 사이 간격을 조절할 수 있도록 상하로 이동 가능하게 설치된다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 회전축(308)은 그 상단이 조인트 슬리브(306)를 매개로 스크레퍼 조정축(330)과 결합되고, 상기 스크레퍼 조정축(330)은 구동모터(304)에 의해 회전 구동되는 구동축(305)의 내부에 삽입 설치되며, 상기 스크레퍼 조정축(330)은 상기 구동축(305) 내부에서 상하로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
일 실시예로서, 상기 스크레퍼 조정축(330)을 구동축(305)과 결합시키는 방법은 다음과 같다. 상기 구동축(305)의 상측으로부터 스크레퍼 조정축(330)을 삽입한 다음, 스크레퍼 조정축(330)의 하단에 하부진동흡수재(333)를 끼우고 조인트슬리브(306)를 조립한다. 구동축(305)의 상단 내측에는 상부진동흡수재(331)를 삽입할수 있도록 가공되어 있으므로, 여기에 상부진동흡수재(331)를 끼운 다음, 고정플랜지를(332)를 체결하여 상부진동흡수재(331)를 눌러서 고정함으로써 스크레퍼 조정축(330)과 구동축(305)이 비로소 결합된다. 이때, 중요한 것은 스크레퍼 조정축(330)의 진동이 구동축(305)에 전달되지 않도록 조립하는 것이다. 이를 위해, 스크레퍼 조정축(330)의 상단에 가공된 나사산에 스크레퍼 조정너트(335)를 체결하여 스크레퍼의 간극을 미세하게 조정하도록 한다. 한편, 스크레퍼 조정축(330)의 상단에는 조정축 결합키(334)가 구성되어 고정플랜지(332)의 내측을 통하여 구동축(305)과 회전방향으로 완전 결합된다. 이 밖에 구동축(305)의 내부에 삽입 설치되는 스크레퍼 조정축(330)의 결합 높이를 조절할 수 있는 다양한 기술구성이 적용 가능하다. 그 결과, 도 8에서 보듯이 스케일 스크레퍼(320)와 전열판 모듈(310) 사이의 간극을 미세하게 조정하여 난류 형성에 가장 효과적인 간격을 유지할 수 있도록 해준다.
또한, 상기 스크레퍼 조정축(330)의 상단에는 바이브레이터(350)가 연결 설치되어 스크레퍼 조정축(330)을 상하로 진동시킴으로써 회전축(308)에 고정 결합된 상기 스케일 스크레퍼(320)가 상하로 진동할 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 스케일 스크레퍼(320)의 상하 진동은 폐액의 농축 과정에서 발생하는 잔류 고형물의 움직임을 증가시켜 전열면과 스크레퍼에 부착되지 않도록 해줌으로써, 스케일의 발생을 효과적으로 억제할 수 있도록 해준다.
또한, 도 8에서 보듯이 상기 스케일 스크레퍼(320) 상에는 상기 회전축(308)을 따라 회전하면서 상기 폐액에 난류가 형성될 수 있도록 다수개의 유통공(321)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 스케일 스크레퍼(320)는 상기 전열판 모듈(310)의 사이 공간에 둘 이상이 일정한 각도를 유지하면서 설치될 수 있다. 일 실시예로서, 도 9에는 4개의 스케일 스크레퍼(320)가 90° 각도를 유지하면서 설치되어 있다.
이와 같이 다수개의 유통공(321)이 형성된 스케일 스크레퍼(320)가 전열판 모듈(310)의 사이 공간에서 A 방향으로 회전하게 되면, 도 9에서 보듯이 폐액의 흐름은 상대적으로 스케일 스크레퍼(320)의 회전방향(A 방향)과 반대인 B 방향으로 흐르게 된다. 이 때, 상기 유통공(321)을 통과하는 과정에서 폐액은 난류의 흐름이 생성된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 스케일 스크레퍼(320)에 형성된 유통공(321)은 상기 스케일 스크레퍼(320)와 접하는 면이 경사지게 형성되도록 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 경사면은 B 방향으로의 난류의 흐름을 더욱 강하게 만들어준다.
이와 같이, 다수개의 유통공(321)이 형성된 스케일 스크레퍼(320)를 설치하여 강하게 회전시키게 되면, 폐액 내에 강한 난류 유동을 제공하여 전열 효과를 극대화함과 동시에 스케일 스크레퍼(320)의 상하 간극조정 및 바이브레이터(350)에 의한 상하 진동효과를 통해 열교환 과정에서 전열면에 발생하는 스케일의 형성을 효과적으로 억제하여 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 동체(301)에는 그 외주연을 따라 2중 원통형으로 밀폐된 외통(307)이 형성되고, 상기 원통형 동체(301)와 외통(307)의 사이 공간에는 데미스터(340)가 삽입 설치되어 상기 폐액이 상기 전열판 모듈(320)로 공급된 상기 스팀과 열교환되는 과정에서 증발되는 증기가 상기 데미스터(340)를 통과한 후 상기 증기 배출구(303)를 통해 배출되도록 구성될 수 있다.
그 결과, 폐액으로부터 증발된 증기 중의 액적을 효과적으로 제거하여 응축수의 수질을 향상시킬 수 있다. 액제 제거 효율을 향상시키기 위해 스프레이(341)를 이용해 물을 추가로 분사시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 데미스터(340)를 원통형 동체(3010의 외주연을 따라 외부에 장착함으로써 데미스터의 세척이나 교체 등이 용이하도록 하였다. 그 결과, 기존에 동체 내부에 설치되어 데미스터의 세척이나 교체가 불편하였던 문제점을 해결해 준다.
마지막으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 동체(301)에는 상기 폐액이 상기 전열판 모듈(310)로 공급된 스팀과 열교환되는 과정에서 증발되는 증기가 배출되는 증기 배출구(303)가 형성되고, 이 증기 배출구(303)를 통해 배출되는 증기 중 일부는 증기 압축기(460)를 통해 압축, 승온된 후 상기 전열판 모듈(310)의 스팀 공급구(311)로 공급되어 재사용될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 폐열 회수수단을 추가함으로써 스팀 사용량을 획기적으로 절감할 수 있다.
종래에는 2단계 농축 및 건조 공정에서 폐열 회수수단을 사용하기 어려웠는데, 그 이유는 첫째, 폐액이 고농도로 농축되면서 BPR(끓는점이 올라가는 현상)에 의해, 열교환이 되기 위해서는 1단계에 증발농축시스템에 비하여 훨씬 높은 폐액과 증기의 온도차(ΔT)가 필요하게 되었고, 둘째, 농축액의 농도나 온도 상승, 과도한 스케일의 부착 등의 원인으로 총괄 전열계수(U)가 낮아져 결과적으로 많은 전열면적이 형성된 열교환 수단이 필요하게 되었기 때문임은 이미 상기한 바와 같다.
본 발명에 따르면, 더 많은 전열면적을 확보하고 전열면의 스케일 생성을 효과적으로 억제하여 상기 총괄 전열계수(U)를 증가시킴으로써 큰 열교환 효과를 얻을 수 있기 때문에 폐열 회수수단을 설치하는 것이 더욱 용이하다.
일 실시예로서, 상기 표 1에 도시된 것과 동일한 폐액 5 ton/hr를 본 발명에 따른 증발농축 및 건조 공정을 이용하여 처리한다고 가정하고 총 스팀 사용량을 비교 도시해보면 아래 표 2와 같다.

 1단계(증발농축) 2단계(농축건조)
스팀 재킷형 다층 전열판 모듈형
장치 형태 MVR-1 Effect 1 Effect TVR-1 Effect
폐액유입량(kg/hr) 5,000 1,250 1,250
증발량(kg/hr) 3,750 937.5 937,5
농축액배출량(kg/hr) 1,250 312.5(슬럿지) 312.5(슬럿지)
유입농도(TS, wt%) 5.0 20.0 20.0
배출농도(TS, wt%) 20.0 80.0 80.0
스팀사용량(kg/hr) 336 1,063 799
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 2단계 농축 건조 시스템에 있어서, 같은 용적의 건조장치 용량을 기준으로 기존의 스팀재킷형 건조시스템에서는 폐액 중의 수분을 937.5kg/hr를 증발시키는데 1,063kg/hr의 스팀이 필요한 반면, 다층 전열판 모듈형 건조시스템에서 799kg/hr의 스팀이 소요되어 약 25%의 스팀이 절감되는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 전열판 모듈(310)에는 도 2에 도시된 바와 같이 스팀 공급이 독립적으로 제어될 수 있도록 스팀공급 밸브(470)가 개별적으로 설치될 수 있다. 이는 전열판 모듈(310)에 대한 열공급 효율을 향상시켜 준다. 예를 들어, 원통형 동체 내에 폐액을 가득 채운 다음 스팀을 공급하여 완전 고형화될 때까지 증발농축하는 BATCH 건조운전의 경우, 스팀재킷형 전열수단은 폐액 중의 수분이 증발함에 따라 동체 안에 남아있는 폐액의 액면이 점점 낮아져 폐액과 접촉하는 전열면이 감소하게 되므로 증발농축이 진행됨에 따라 폐액과 접촉이 없는 전열면에도 불필요하게 스팀이 공급될 수 밖에 없는 구조이다. 이에 반해, 본 발명에 따른 다층 전열판 모듈형 전열수단의 경우에는 전열판 모듈이 각각 독립되어 있어, 폐액의 액면이 낮아지면서 폐액과 접촉이 되지 않는 전열판 모듈에 공급되는 스팀을 자동으로 차단할수 있으므로 불필요한 열공급을 막을수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
300: 농축 및 건조장치 301: 원통형 동체
302: 폐액 유입구 303: 증기 배출구
304: 구동모터 305: 구동축
308: 회전축 310: 전열판 모듈
311: 스팀 공급구` 312: 응축수 배출구
313: 모듈 플랜지 314: 모듈 고정볼트
315: 전열판 보강재 316: 관통공
317: 가스켓 318: 상하 관통공
320: 스케일 스크레퍼 321: 유통공
330: 스크레퍼 조정축 340: 데미스터
350: 바이브레이터 360: 슬럿지 배출구

Claims (14)

  1. 스팀과 같은 열매체가 전열판을 통과하면서 폐액을 증발 농축시킴으로써 폐액 중의 용존 고형물을 분리시키는 폐액 농축 및 건조장치에 있어서,
    내부 중앙에 회전축(308)이 회전 가능하게 장착되고, 상기 폐액이 공급되는 폐액 유입구(302)와 상기 폐액이 열교환 과정에서 농축 및 건조되어 생성되는 슬럿지를 외부로 배출하는 슬럿지 배출구(360)가 형성된 원통형 동체(301);
    상기 원통형 동체(301)의 하측에 상하로 일정 간격을 두고 설치되며, 중공의 원반 형태를 가지고 상기 회전축(308)에 직접 결합되지 않고 상기 회전축(308)을 둘러싸는 모양이 되도록 설치되며, 상기 원반 형태의 몸체 중 상하면이 테두리로부터 중공이 형성된 중앙으로 갈수록 그 내부공간이 좁아지도록 경사지게 형성되고, 상기 내부공간으로 스팀이 공급되는 스팀 공급구(311)와 공급된 스팀이 상기 원통형 동체(301) 내부로 공급된 폐액과 열교환되는 과정에서 발생하는 응축수가 배출되는 응축수 배출구(312)가 마련되며, 다수개가 결합되어 상기 원통형 동체(301)의 일부가 되도록 형성된 전열판 모듈(310); 및
    상기 상하로 일정 간격을 두고 설치된 전열판 모듈(310) 사이 공간에 위치하고, 상기 회전축(308)에 고정 결합되어 상기 회전축(308)과 함께 회전되도록 설치된 스케일 스크레퍼(320)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전열판 모듈(310)은 그 내부에 전열판 보강재(315)가 나선형으로 설치되고, 이 전열판 보강재(315)에는 스팀의 흐름을 원활하게 하기 위하여 관통공(316)이 형성된 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전열판 모듈(310)은 일정 간격을 유지하기 위하여 테두리 부분에 모듈 플랜지(313)가 설치되고, 이 모듈 플랜지(313)는 모듈 고정볼트(314)에 의해 분해 조립이 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 모듈 플랜지(313)에는 인접하는 모듈 플랜지(313)와 상호 밀착되는 부분에 상기 원통형 동체(301)의 내부로 유입된 폐액이 누설되는 것을 방지하기 위한 가스켓(317)이 장착된 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전축(308)은 상기 전열 판 모듈(310)과 상기 스케일 스크레퍼(320)와의 사이 간격을 조절할 수 있도록 상하로 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 회전축(308)은 그 상단이 스크레퍼 조정축(330)과 결합되고, 상기 스크레퍼 조정축(330)은 구동모터(304)에 의해 회전 구동되는 구동축(305)의 내부에 삽입 설치되며, 상기 스크레퍼 조정축(330)은 상기 구동축(305) 내부에서 상하로 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 스크레퍼 조정축(330)의 상단에는 바이브레이터(350)가 설치되어 상기 회전축(308)에 고정 결합된 상기 스케일 스크레퍼(320)가 상하로 진동할 수 있도록 해주는 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 스크레퍼 조정축(330)의 상단 및 하단에는 각각 상부진동흡수재(331)와 하부진동흡수재(333)가 설치되어 상기 스크레퍼 조정축(330)의 상하 진동시에 구동축(305)으로 진동이 전달되지 않도록 해주는 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 스케일 스크레퍼(320)는 상기 전열판 모듈(310)의 사이 공간에 둘 이상이 일정한 각도를 유지하면서 설치되고, 상기 스케일 스크레퍼(320) 상에는 상기 회전축(308)을 따라 회전하면서 상기 폐액에 난류가 형성될 수 있도록 다수개의 유통공(321)이 형성된 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 스케일 스크레퍼(320)에 형성된 유통공(321)은 상기 스케일 스크레퍼(320)와 접하는 면이 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 원통형 동체(301)에는 상기 폐액이 상기 전열판 모듈(310)로 공급된 스팀과 열교환되는 과정에서 증발되는 증기가 배출되는 증기 배출구(303)가 형성되고, 이 증기 배출구(303)를 통해 배출되는 증기 중 일부는 증기 압축기(460)를 통해 압축된 후 상기 전열판 모듈(310)의 스팀 공급구(311)로 공급되어 재사용되는 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 전열판 모듈(310)에는 스팀 공급이 독립적으로 제어될 수 있도록 스팀공급 밸브(470)가 개별적으로 설치된 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 원통형 동체(301)에는 그 외주연을 따라 2중 원통형으로 밀폐된 외통(307)이 형성되고, 상기 원통형 동체(301)와 외통(307)의 사이 공간에는 데미스터(340)가 삽입 설치되어 상기 폐액이 상기 전열판 모듈(310)로 공급된 상기 스팀과 열교환되는 과정에서 증발되는 증기가 상기 데미스터(340)를 통과한 후 상기 증기 배출구(303)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 다층 전열판을 이용한 폐액 농축 및 건조장치.
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JP2000246294A (ja) * 1999-03-04 2000-09-12 Toshiba Corp 汚泥乾燥機

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