KR101908721B1 - Reactor of liquefied ammonia recovery - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일측면에 따르면, 암모니아 회수 반응기를 포함하는 암모니아 회수 장치에 있어서, 상기 암모니아 회수 반응기는, 스테인리스 재질로 내부 면과 외부 면이 일정 두께로 형성되는 원통형 외함; 상기 원통형 외함의 내부 면과 외부면 사이에 내장되어 상기 암모니아 회수 반응기의 내부공간을 외측으로부터 내측으로 가열시키는 히팅장치; 상기 원통형 외함의 일측 아랫면에 형성되어 암모니아 가스가 포함된 배출가스가 공급되는 배출가스 주입구; 상기 원통형 외함의 내측 공간에 냉각관이 코일 형상으로 형성되어 상기 배출가스에 포함된 암모니아 가스를 응축시키는 냉각 열 교환기; 상기 배출가스 주입구가 형성된 아랫면의 하부 측에 형성되어 응축된 암모니아수를 회수하는 암모니아수 배출구; 및 상기 원통형 외함의 일측 윗면에 형성되어 처리가스를 배출시키는 처리가스 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ammonia recovery apparatus including an ammonia recovery reactor, the ammonia recovery reactor comprising: a cylindrical casing made of stainless steel and having an inner surface and an outer surface of a predetermined thickness; A heating device installed between the inner surface and the outer surface of the cylindrical casing to heat the inner space of the ammonia recovery reactor from the outside to the inside; An exhaust gas inlet formed on one lower surface of the cylindrical casing and supplied with an exhaust gas containing ammonia gas; A cooling heat exchanger formed in the inner space of the cylindrical casing to form a cooling pipe in a coil shape to condense the ammonia gas contained in the exhaust gas; An ammonia water outlet formed on a lower side of a lower surface formed with the exhaust gas inlet and collecting the condensed ammonia water; And a process gas outlet formed on one upper surface of the cylindrical casing for discharging the process gas.
Description
본 발명은 가축분뇨 또는 퇴비화 중 발생되는 암모니아 회수 반응장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ammonia recovery reaction apparatus generated during livestock manure or composting.
NH3의 화학식을 갖는 암모니아는 질소원자를 포함하는 화합물로, 식물체에 대한 질소공급원으로 매우 유용하게 쓰이는 물질이다. 식물체는 토양과 공기 중으로부터 재료들을 흡수하고, 흡수한 재료들을 이용해 필요한 유기물을 합성하는데, 단백질을 합성하는 데에 질소가 꼭 필요하다. 식물은 보통 토양으로부터 질소를 흡수하는데, 토양이 척박해지면서 질소가 부족한 경우가 많았다. 그래서 공업적으로 질소를 수소와 반응시켜 암모니아로 만들고 이를 이용해 비료를 만들수 있었다. Ammonia with the formula NH 3 is a compound containing a nitrogen atom and is a very useful substance as a nitrogen source for plants. Plants absorb the materials from soil and air and use the absorbed materials to synthesize the required organisms. Nitrogen is essential for protein synthesis. Plants usually absorb nitrogen from the soil, often with poor nutrients as the soil becomes barren. Therefore, it was industrially possible to make nitrogen by reacting with hydrogen to make ammonia and using it to make fertilizer.
암모니아의 상업적 사용 중 하나는 반도체 제조의 처리 가스로의 사용이다. 예를 들어, 암모니아는 금속-유기화학 증착법(MOCVD)이라 불리는 처리에서 반도체 물질의 에피택셜(epitaxial) 침착에 사용된다. MOCVD는 발광 다이오드(LED)와 같은 광전자의 제조에서 주요한 공정이다.One commercial use of ammonia is the use as a process gas in the manufacture of semiconductors. For example, ammonia is used for epitaxial deposition of semiconductor materials in a process called metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD). MOCVD is a major process in the manufacture of optoelectronics, such as light emitting diodes (LEDs).
MOCVD 기기로 LED의 제조에 사용되는 많은 가스 중에서 암모니아는 가장 비용이 많이 드는 것 중 하나이다.Ammonia is one of the most expensive gases among the many gases used in LED manufacturing with MOCVD equipment.
암모니아는 이렇게 우리 생활에 유용하게 사용되는 물질이다. Ammonia is a useful material for our daily life.
암모니아는, 물질에 물이 없음을 강조하기 위해 종종 무수 암모니아로 불린다. NH3가 1기압 하에 -33.34 ℃(- 28.012 ℉)에서 끓기 때문에, 액체 형태의 암모니아는 고압 하에 또는 저온에서 저장되어야 한다. 광범위한 사용에도 불구하고, 암모니아는 가성(caustic)이며 위험하다.Ammonia is often referred to as anhydrous ammonia to emphasize the absence of water in the material. Since NH 3 boils at -33.34 ° C (-18.012 ° F) under 1 atm, liquid ammonia should be stored at high pressure or at low temperatures. Despite extensive use, ammonia is caustic and dangerous.
한편, 가축분뇨 퇴비화 과정에서는 발생되는 가스 중 암모니아는 악취의 주 원인으로 된다.On the other hand, ammonia in the gas generated in livestock manure composting process is the main cause of odor.
가축분뇨처리 또는 퇴비화 과정에서는 발생되는 암모니아를 효율적으로 제거하여 악취도 제거될뿐더러 환경보존 측면에서 자원의 효율적인 이용에 기여될 수 있다.In the livestock manure treatment or composting process, the generated ammonia can be efficiently removed, thereby eliminating odors and contributing to the efficient use of resources in terms of environmental preservation.
이에 대한 종래 기술은 암모니아 응축기를 이용하거나 암모니아 회수를 위한 흡착 기술이 주로 사용되었다.Conventional techniques for this are mainly using an ammonia condenser or an adsorption technique for recovering ammonia.
소규모 농가에서 저렴한 비용으로 쉽게 설치할 수 있고 보다 효율적으로 암모니아를 회수할 수 있는 수단이 요구된다.There is a need for a means to easily install ammonia at a low cost and to recover ammonia more efficiently at small farms.
본 발명의 목적은 분뇨처리 및 퇴비화 과정 중 발생하는 암모니아를 회수하여 농가 주변의 악취를 감소시키고, 회수된 암모니아를 자원으로 재활용하기 위해 암모니아 회수 반응 장치를 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to provide an ammonia recovery apparatus for recovering ammonia generated during a manure treatment and a composting process to reduce odors around a farmhouse and recycle the recovered ammonia as a resource.
본 발명의 일측면에 따르면, 암모니아 회수 반응기를 포함하는 암모니아 회수 장치에 있어서, 상기 암모니아 회수 반응기는, 스테인리스 재질로 내부 면과 외부 면이 일정 두께로 형성되는 원통형 외함; 상기 원통형 외함의 내부 면과 외부면 사이에 내장되어 상기 암모니아 회수 반응기의 내부공간을 외측으로부터 내측으로 가열시키는 히팅장치; 상기 원통형 외함의 일측 아랫면에 형성되어 암모니아 가스가 포함된 배출가스가 공급되는 배출가스 주입구; 상기 원통형 외함의 내측 공간에 냉각관이 코일 형상으로 형성되어 상기 배출가스에 포함된 암모니아 가스를 응축시키는 냉각 열 교환기; 상기 배출가스 주입구가 형성된 아랫면의 하부 측에 형성되어 응축된 암모니아수를 회수하는 암모니아수 배출구; 및 상기 원통형 외함의 일측 윗면에 형성되어 처리가스를 배출시키는 처리가스 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ammonia recovery apparatus including an ammonia recovery reactor, the ammonia recovery reactor comprising: a cylindrical casing made of stainless steel and having an inner surface and an outer surface of a predetermined thickness; A heating device installed between the inner surface and the outer surface of the cylindrical casing to heat the inner space of the ammonia recovery reactor from the outside to the inside; An exhaust gas inlet formed on one lower surface of the cylindrical casing and supplied with an exhaust gas containing ammonia gas; A cooling heat exchanger formed in the inner space of the cylindrical casing to form a cooling pipe in a coil shape to condense the ammonia gas contained in the exhaust gas; An ammonia water outlet formed on a lower side of a lower surface formed with the exhaust gas inlet and collecting the condensed ammonia water; And a process gas outlet formed on one upper surface of the cylindrical casing for discharging the process gas.
또한, 상기 암모니아 회수 반응기는 내부 압력이 5(±5%)atm이 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.Further, the ammonia recovery reactor is characterized in that the internal pressure is controlled so that 5 (± 5%) atm is maintained.
또한, 상기 히팅장치는 상기 원통형 외함의 내부 면의 온도가 47.5 ~ 52.5℃를 유지하도록 제어되며, 상기 냉각 열 교환기는 2~3℃로 유지하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.Also, the heating device is controlled so that the temperature of the inner surface of the cylindrical casing is maintained at 47.5 to 52.5 DEG C, and the cooling heat exchanger is controlled to be maintained at 2 to 3 DEG C.
또한, 상기 냉각 열 교환기는 상기 냉각관이 길이방향으로 수평하게 감긴 코일 형상으로 형성되며, 일정 간격으로 다수의 격막이 상기 냉각관과 수직으로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling heat exchanger is formed in a coil shape in which the cooling pipe is horizontally wound in the longitudinal direction, and a plurality of diaphragms are formed perpendicularly to the cooling pipe at regular intervals.
또한, 상기 격막은 상기 냉각관을 지지하는 다수의 서포트홀과 각 서포트홀 사이에는 상기 격막 사이로 가스가 통과될 수 있도록 다수의 가스홀이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the diaphragm has a plurality of gas holes formed between a plurality of support holes for supporting the cooling tube and each support hole so that gas can pass through the diaphragm.
또한, 상기 처리가스 배출구에는 배출 압력에 의해 제어되는 솔레노이드 압력 밸브를 더 포함하며, 상기 솔레노이드 압력 밸브는 설정압력 이상에서만 처리 가스를 배출시키는 것을 특징으로 한다.The process gas outlet further includes a solenoid pressure valve controlled by a discharge pressure, and the solenoid pressure valve discharges the process gas only at a set pressure or higher.
또한, 상기 솔레노이드 압력 밸브의 설정압력은 5.5~6.0 atm으로 설정된 것을 특징으로 한다.The set pressure of the solenoid pressure valve is set to 5.5 to 6.0 atm.
또한, 상기 암모니아 회수 장치는 분뇨처리 또는 퇴비화 중 발생하는 다량의 암모니아 가스가 포함된 배출가스를 포집하여 상기 암모니아 회수 반응기의 배출가스 주입구에 공급하는 포집가스 공급기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The ammonia recovery device may further include a collecting gas supplier for collecting the exhaust gas containing a large amount of ammonia gas generated during manure treatment or composting and supplying the collected gas to an exhaust gas inlet of the ammonia recovery reactor.
또한, 상기 포집가스 공급기는 압력제어장치를 포함하여 상기 배출가스 주입구에 공급하는 베출가스의 압력을 제어하여 상기 암모니아 회수 반응기의 내부 압력이 5(±5%)atm이 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.In addition, the trapping gas supplier may include a pressure control device to control the pressure of the exhaust gas supplied to the exhaust gas inlet so that the internal pressure of the ammonia recovery reactor is maintained at 5 (± 5%) atm do.
또한, 상기 암모니아 회수 반응기는 전체적으로 수평면에서 상기 암모니아수 배출구측으로 25~ 35° 하향 경사가 지도록 형성된것을 특징으로 한다.In addition, the ammonia recovery reactor is formed so as to be inclined downward by 25 to 35 ° from the horizontal plane to the ammonia water outlet side as a whole.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 배출가스로부터 암모니아수를 회수하는 암모니아 회수 반응기를 포함하는 암모니아 회수 장치에 있어서,According to another aspect of the present invention, there is provided an ammonia recovery apparatus including an ammonia recovery reactor for recovering ammonia water from an exhaust gas,
상기 암모니아 회수 반응기는, The ammonia recovery reactor comprises:
스테인리스 재질로 내부 면과 외부 면이 일정 두께로 형성된 원통형 외함으로 이루어진 온수 실린더 모듈;A hot water cylinder module made of a stainless steel material and having a cylindrical outer case formed with a predetermined thickness on the inner and outer surfaces;
밀폐된 원통형 케이스 내에 냉각관이 코일 형상으로 형성되어 상기 배출가스에 포함된 암모니아 가스를 응축시키는 냉각 열 교환기, 상기 밀폐된 원통형 케이스의 일측 아랫면에 형성되어 암모니아 가스가 포함된 배출가스가 공급되는 배출가스 주입구, 상기 배출가스 주입구가 형성된 아랫면의 하부 측에 형성되어 응축된 암모니아수를 회수하는 암모니아수 배출구, 및 상기 원통형 외함의 일측 윗면에 형성되어 처리가스를 배출시키는 처리가스 배출구를 포함하는 반응 실린더 모듈; 로 이루어지며,A cooling heat exchanger formed in the closed cylindrical case in the shape of a coil to condense the ammonia gas contained in the exhaust gas, a cooling heat exchanger formed on one lower side of the closed cylindrical case for discharging exhaust gas containing ammonia gas A reaction cylinder module including a gas inlet, an ammonia water outlet formed at a lower side of a lower surface formed with the exhaust gas inlet, for collecting condensed ammonia water, and a process gas outlet formed at one side of the upper surface of the cylindrical enclosure for discharging the process gas; Lt; / RTI >
상기 암모니아 회수 반응기는 상기 반응실린더 모듈이 온수실린더 모듈 내에 삽입되어 장착이 완료되는 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치가 제공된다.Wherein the ammonia recovery reactor is inserted into the hot water cylinder module to complete the installation of the reaction cylinder module.
또한, 상기 반응실린더 모듈은 상기 밀폐된 원통형 케이스의 길이가 1.5(±5%)m, 상기 밀폐된 원통형 케이스의 직경이 150(±5%)mm로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the reaction cylinder module is characterized in that the closed cylindrical case has a length of 1.5 (± 5%) m and the closed cylindrical case has a diameter of 150 (± 5%) mm.
본 발명의 일 실시 예에 따른 암모니아 회수장치에 의해 가축분뇨를 포함한 다양한 유기물의 퇴비화 시 발생하는 암모니아를 회수함으로써 농가 주변의 악취를 방지할 수 있는 효과가 있다.The ammonia recovery device according to an embodiment of the present invention can recover the ammonia generated when composting various organic materials including livestock manure, thereby preventing malodor around farmhouses.
또한, 악취 감소와 더불어 암모니아수를 자원으로 재활용할 수 있는 효과가 있다.In addition, ammonia water can be recycled as a resource along with a reduction in odor.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 소규모 농가에서 간단하고 저렴한 비용으로 쉽게 설치할 수 있고 효율적으로 암모니아를 회수할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to easily and simply install ammonia in a small scale farmhouse at low cost, and to recover ammonia efficiently.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 암모니아 회수 반응 장치의 블록도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 암모니아 회수 반응기의 내부 단면 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 암모니아 회수 반응기 내부에 포함된 격막을 도시한 것이다.1 is a block diagram of an ammonia recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 shows an internal cross-sectional structure of an ammonia recovery reactor according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the diaphragm contained within the ammonia recovery reactor.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.In the present application, when a component is referred to as "comprising ", it means that it can include other components as well, without excluding other components unless specifically stated otherwise. Also, throughout the specification, the term "on" means to be located above or below the object portion, and does not necessarily mean that the object is located on the upper side with respect to the gravitational direction.
이하 본 발명의 구현에 따른 암모니아 회수 반응 장치에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an ammonia recovery apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 암모니아 회수 반응 장치의 블록도를 도시한 것이다.1 is a block diagram of an ammonia recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 암모니아 회수 반응 장치는 암모니아 회수 반응기(100)에 의하여 분뇨처리 또는 퇴비화 중 발생하는 다량의 암모니아 가스가 포함된 배출가스에서 암모니아수를 생성시키는 암모니아 회수 반응기(100), 분뇨처리 또는 퇴비화 중 발생하는 다량의 암모니아 가스가 포함된 배출가스를 포집하여 상기 암모니아 회수 반응기(100)에 공급하는 포집가스 공급기(20), 상기 암모니아 회수 반응기(100)에 포함된 냉각 열 교환기(120)에 냉각수를 공급하여 순환시키는 냉각수 순환기(30), 상기 암모니아 회수 반응기(100)에서 생성된 암모니아수를 회수하여 저장하는 암모니아수 저장 탱크(40), 상기 암모니아 회수 반응기(100)로부터 처리된 가스를 일시 저장하여 외부로 배출시키는 저장하는 처리가스 배출기(50)를 포함한다.1, the apparatus for recovering ammonia according to an embodiment of the present invention includes an
본 발명의 일 실시 예에 따른 암모니아 회수 반응기(100)는 외측에 형성된 히터장치(110)와 냉각 열 교환기(120)의 온도 차이 및 증기압을 이용한 암모니아 응축수를 생성시켜 암모니아수를 회수하게 된다.The
암모니아 회수 반응기의 형태는 길이 1.5(±5%)m, 원통형 외함 내부 면의 직경 150(±5%)mm의 스테인리스 재질의 원통형 용기에 외측에 히팅장치(110)와 내부에 냉각수가 흐를 수 있는 스테인리스 재질의 냉각 열 교환기(120)가 삽입되며, 주입된 가스가 냉각 열 교환기(120)의 냉각관(125)과 잘 반응할 수 이도록 가스 혼합을 위한 격막을 설치하였다.The shape of the ammonia recovery reactor is a stainless steel cylindrical container having a length of 1.5 (± 5%) m and a diameter of 150 (± 5%) mm of the inner surface of the cylindrical casing, and a cooling device A stainless steel
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 암모니아 회수 반응기의 내부 단면 구성을 나타낸 것이다.2 shows an internal cross-sectional structure of an ammonia recovery reactor according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시 예에 따른 암모니아 회수 반응기(100)는 스테인리스 재질의 원통형 외함(101)을 포함한다.The
상기 원통형 외함(101)은 내부 면과 외부 면이 일정 두께로 형성되며, 상기 내부면과 외부면 사이에 히팅장치(110)가 내장된다.The
상기 히팅장치(110)는 상기 암모니아 회수 반응기의 내부공간을 외측으로부터 내측으로 가열시킨다.The
본 발명의 일 실시 예에 따른 히팅장치는 온수관을 코일 형태로 형성한 워터자켓이 적용된다.In the heating apparatus according to an embodiment of the present invention, a water jacket in which a hot water pipe is formed in a coil shape is applied.
본 발명의 또 다른 실시 예에서는 상기 히팅장치를 발열선을 코일 형태로 형성한 전기히터가 적용될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the heating device may be an electric heater in which a heating wire is formed in a coil shape.
본 발명의 일 실시 예에 따른 히팅장치(110)는 내부 면에 온도 센서를 장착하여 암모니아 회수 반응기(100)의 원통형 외함(101)의 내부 면을 항상 47.5 ~ 52.5℃를 유지하도록 제어된다.The
히팅장치(110)의 온도가 52.5℃를 초과하게 되면 기액 평형이 불안정한 상태로 될 수 있으며, 히팅장치(110)의 온도가 47.5℃ 미만에서는 상기 냉각관과의 온도 차이가 적어져서 암모니아 응축효율이 저하된다.When the temperature of the
암모니아 회수 반응기(100)의 내부에는 냉각 열 교환기(120)가 형성된다.The
상기 냉각 열 교환기(120)는 상기 원통형 외함의 내측 공간에 냉각관(125)이 길이방향으로 수평하게 감겨진 코일 형상으로 형성된다.The
암모니아의 5atm에서의 증기압 온도는 4.7℃이므로, 냉각 열 교환기(120)에 의해 배출가스에 포함된 암모니아 가스가 응축되어 암모니아수가 생성될 수 있도록 상기 냉각 열 교환기(120)의 냉각수 온도는 2~3℃로 유지하도록 제어되어 암모니아 증기압 아래로 유지시킨다.The temperature of the cooling water of the
포집가스 공급기(20)에서는 압축기를 이용하여 포집된 암모니아 가스가 포함된 배출가스를 공급하여 암모니아 회수 반응기(100)의 일측면(원통형의 아랫면)에 형성된 배출가스 주입구(112)로 공급한다.In the collecting
또한, 암모니아 회수 반응기(100)의 내부 압력을 일정 기압으로 유지시키기 위한 압력제어장치(15)를 포함한다.And a
본 발명의 일 실시 예에 따른 압력제어장치(15)는 압축기를 이용하여 상기 암모니아 회수 반응기(100)의 압력이 5(±5%)atm 기압이 유지되도록 제어한다.The
본 발명의 또 다른 실시 예에서는 상기 압력제어장치(15)를 상기 포집가스 공급기(20)에 포함하며, 상기 압력제어장치(15)를 이용하여 포집된 암모니아 가스가 포함된 배출가스를 일정압으로 공급하면서, 상기 암모니아 회수 반응기(100)의 압력이 5(±5%)atm 기압이 유지되도록 제어될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the
배출가스 주입구(112)의 반대 측면에는 처리가스가 배출되는 처리가스 배출구(151)가 형성되며, 처리가스 배출구(151)에서는 가스 배출구 부위에 배출압력에 의해 제어되는 솔레노이드 압력 밸브를 설치하여 일정 설정압력(본 발명의 일 실시 예에 서는 5.5~6.0atm으로 설정됨) 이상에서만 가스가 배출되게 하여 암모니아 회수 반응기(100)내 일정압력을 항상 5(±5%)atm으로 유지하도록 구성된다.A
또한, 상기 암모니아 회수 반응기(100)의 일측면 즉, 상기 배출가스 주입구가 형성된 면의 하부 측에는 응축된 암모니아수를 회수하는 암모니아수 배출구(141)를 포함한다.In addition, the
본 발명의 일 실시 예에서는 상기 암모니아 회수 반응기(100)의 일측 아랫면에 상기 배출가스 주입구(112) 및 상기 배출가스 주입구(112)의 하부 측에 암모니아수 배출구(141)가 형성되며, 상기 암모니아 회수 반응기(100)의 일측 윗면에 상기 처리가스 배출구(151)가 형성된다.In one embodiment of the present invention, an
또한, 상기 암모니아 회수 반응기(100) 내부에 생성된 암모니아수가 중력에 의하여 용이하게 회수할 수 있도록 수평으로부터 상기 암모니아 회수 반응기(100)를 전체적으로 수평면에서 상기 암모니아수 배출구 측으로 25~ 35° 하향 경사가 지도록 형성된다.The
상기 길이 방향으로 형성된 냉각 열 교환기(120)는 일정 간격으로 다수의 격막(140)이 형성된다.The
상기 격막(140)은 수평으로 배치되는 다수의 냉각관(125)을 지지하고, 가스의 혼합과 냉각열 교환기(120)의 공간을 일정 간격마다 분리시킨다.The
또한, 상기 격막(140)은 주입된 배출가스가 냉각관들과 골고루 접촉할 수 있도록 가스를 혼합하여 주는 역할을 한다.In addition, the
도 3은 암모니아 회수 반응기 내부에 포함된 격막을 도시한 것이다.Figure 3 shows the diaphragm contained within the ammonia recovery reactor.
도 3을 참조하면, 격막(140)에는 냉각관(125)을 지지하는 다수의 서포트홀(142)과 각 서포트홀(142) 사이에는 격막 사이로 가스가 통과될 수 있도록 다수의 가스홀(141)이 형성된다.3, a plurality of
도 4는 본 발명의 또 다른 제2 실시 예에 따른 암모니아 회수 반응기의 구조를 도시한 것이다.4 shows a structure of an ammonia recovery reactor according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 암모니아 회수 반응기(100)는 원통형의 외함으로 이루어진 온수실린더 모듈(210)과 냉각열교환기로 이루어진 반응실린더 모듈(250)로 구분되어 제조될 수 있다. Referring to FIG. 4, the
상기 온수실린더 모듈(210)은 내부 면과 외부 면이 일정 두께로 형성된 원통형 외함으로 형성된 워터자겟으로써, 일측에 온수 주입구(211)와 타측에 온수 배출구(212)가 형성된다.The hot
즉, 온수실린더 모듈(210)은 원통형 외함 전체가 온수 탱크로 형성된 워터자겟으로 작용된다.That is, the hot
반응실린더 모듈(250)은 밀폐된 원통형 케이스(251) 내에 냉각관(125)이 길이방향으로 수평하게 감겨진 코일 형상의 냉각열교환기(120)가 장착된다.The
밀폐된 원통형 케이스(251) 일측 아랫면의 상부 측에 배출가스 주입구(262)가 형성되고, 배출가스 주입구(262)의 반대 측 면에는 처리가스가 배출되는 처리가스 배출구(261)가 형성된다.An exhaust
또한, 밀폐된 원통형 케이스(251) 일측 아랫면에는 냉각수 인입 및 입출 파이프 연결구(271, 272)가 형성된다.In addition, cooling water inlet and outlet pipe connecting ports 271 and 272 are formed on one lower side of the sealed
또한, 원통형 외부케이스 일측 아랫면의 하부측에는 응축된 암모니아수를 회수하는 암모니아수 배출구(241)를 포함한다.In addition, an
그 외의 나머지 구성은 도 1 내지 3에서 설명된 내용과 동일하다.The rest of the configuration is the same as that described in Figs.
제2 실시 예에 따른 암모니아 회수 반응기는 반응실린더 모듈(250)이 온수실린더 모듈(210) 내에 삽입되어 장착이 완료될 수 있다.In the ammonia recovery reactor according to the second embodiment, the
제2 실시 예에 따른 암모니아 회수 반응기는 원통형의 외함으로 이루어진 온수실린더 모듈(210)과 반응실린더 모듈(250)로 이루어져서 조립 및 설치가 용이한 효과를 가진다.The ammonia recovery reactor according to the second embodiment includes a hot-
15: 압력제어장치
20: 포집가스 공급기
30: 냉각수 순환기
50: 처리가스 배출기
100: 암모니아 회수 반응기
101: 원통형 외함
110: 히터장치
112: 배출가스 주입구
120: 냉각 열교환기
125: 냉각관
141: 암모니아수 배출구
151: 처리가스 배출구
211: 온수 주입구
241: 암모니아수 배출구
250: 반응실린더 모듈
251: 원통형 케이스
261: 배출가스 주입구
271, 272: 인입 및 입출 파이프 연결구15: Pressure control device
20: Collecting gas feeder
30: cooling water circulator
50: Process gas ejector
100: Ammonia recovery reactor
101: Cylindrical enclosure
110: Heater device
112: Exhaust gas inlet
120: cooling heat exchanger
125: cooling pipe
141: Ammonia water outlet
151: Process gas outlet
211: hot water inlet
241: Ammonia water outlet
250: Reaction Cylinder Module
251: cylindrical case
261: Exhaust gas inlet
271, 272: inlet and outlet pipe fittings
Claims (12)
상기 암모니아 회수 반응기는,
스테인리스 재질로 내부 면과 외부 면이 일정 두께로 형성되는 원통형 외함;
상기 원통형 외함의 내부 면과 외부면 사이에 내장되어 상기 암모니아 회수 반응기의 내부공간을 외측으로부터 내측으로 가열시키는 히팅장치;
상기 원통형 외함의 일측 아랫면에 형성되어 암모니아 가스가 포함된 배출가스가 공급되는 배출가스 주입구;
상기 암모니아 회수 반응기의 내측 공간에 냉각관이 코일 형상으로 형성되어 상기 배출가스에 포함된 암모니아 가스를 응축시키는 냉각열 교환기;
상기 배출가스 주입구가 형성된 아랫면의 하부 측에 형성되어 응축된 암모니아수를 회수하는 암모니아수 배출구; 및
상기 원통형 외함의 일측 윗면에 형성되어 처리가스를 배출시키는 처리가스 배출구를 포함하되,
상기 히팅장치는 상기 원통형 외함의 내부 면의 온도가 47.5 ~ 52.5℃를 유지하도록 제어되며, 상기 냉각 열 교환기는 2~3℃로 유지하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치.
1. An ammonia recovery apparatus comprising an ammonia recovery reactor,
The ammonia recovery reactor comprises:
A cylindrical housing made of stainless steel and having an inner surface and an outer surface of a predetermined thickness;
A heating device installed between the inner surface and the outer surface of the cylindrical casing to heat the inner space of the ammonia recovery reactor from the outside to the inside;
An exhaust gas inlet formed on one lower surface of the cylindrical casing and supplied with an exhaust gas containing ammonia gas;
A cooling heat exchanger formed in the inner space of the ammonia recovery reactor in a coil shape to condense the ammonia gas contained in the exhaust gas;
An ammonia water outlet formed on a lower side of a lower surface formed with the exhaust gas inlet and collecting the condensed ammonia water; And
And a process gas outlet formed on one upper surface of the cylindrical casing for discharging the process gas,
Wherein the heating device is controlled to maintain the temperature of the inner surface of the cylindrical casing at 47.5 to 52.5 DEG C, and the cooling heat exchanger is controlled to maintain the temperature of 2 to 3 DEG C.
상기 암모니아 회수 반응기는 내부 압력이 5(±5%)atm이 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the ammonia recovery reactor is controlled to maintain an internal pressure of 5 (+/- 5%) atm.
상기 냉각 열 교환기는 상기 냉각관이 길이방향으로 수평하게 감겨진 코일 형상으로 형성되며, 일정 간격으로 다수의 격막이 상기 냉각관과 수직으로 형성된 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the cooling heat exchanger is formed in a coil shape in which the cooling pipe is wound horizontally in the longitudinal direction and a plurality of diaphragms are formed perpendicular to the cooling pipe at regular intervals.
상기 격막은 상기 냉각관을 지지하는 다수의 서포트홀과 각 서포트홀 사이에는 상기 격막 사이로 가스가 통과될 수 있도록 다수의 가스홀이 형성된 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the diaphragm has a plurality of gas holes formed between a plurality of support holes for supporting the cooling tube and each support hole so that gas can pass through the diaphragm.
상기 처리가스 배출구에는 배출 압력에 의해 제어되는 솔레노이드 압력 밸브를 더 포함하며, 상기 솔레노이드 압력 밸브는 설정압력 이상에서만 처리 가스를 배출시키는 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the process gas outlet further comprises a solenoid pressure valve controlled by a discharge pressure, wherein the solenoid pressure valve discharges the process gas only at a set pressure or higher.
상기 솔레노이드 압력 밸브의 설정압력은 5.5~6.0 atm으로 설정된 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the set pressure of the solenoid pressure valve is set to 5.5 to 6.0 atm.
상기 암모니아 회수 장치는
분뇨처리 또는 퇴비화 중 발생하는 다량의 암모니아 가스가 포함된 배출가스를 포집하여 상기 암모니아 회수 반응기의 배출가스 주입구에 공급하는 포집가스 공급기를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치..
The method according to claim 1,
The ammonia recovery device
And a collecting gas supplier for collecting exhaust gas containing a large amount of ammonia gas generated during manure treatment or composting and supplying the collected gas to an exhaust gas inlet of the ammonia recovery reactor.
상기 포집가스 공급기는 압력제어장치를 포함하여 상기 배출가스 주입구에 공급하는 베출가스의 압력을 제어하여 상기 암모니아 회수 반응기의 내부 압력이 5(±5%)atm이 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the trapping gas supplier includes a pressure control device and is controlled so as to maintain the internal pressure of the ammonia recovery reactor at 5 (+/- 5%) atm by controlling the pressure of the exhaust gas supplied to the exhaust gas inlet. Recovery device.
상기 암모니아 회수 반응기는 전체적으로 수평면에서 상기 암모니아수 배출구 측으로 25~ 35° 하향 경사가 지도록 형성된 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the ammonia recovery reactor is formed so that the ammonia recovery reactor is inclined downwardly by 25 to 35 degrees from the horizontal plane to the ammonia water outlet side.
상기 암모니아 회수 반응기는,
스테인리스 재질로 내부 면과 외부 면이 일정 두께로 형성된 원통형 외함으로 이루어진 온수 실린더 모듈; 및
밀폐된 원통형 케이스 내에 냉각관이 코일 형상으로 형성되어 상기 배출가스에 포함된 암모니아 가스를 응축시키는 냉각 열 교환기, 상기 밀폐된 원통형 케이스의 일측 아랫면에 형성되어 암모니아 가스가 포함된 배출가스가 공급되는 배출가스 주입구, 상기 배출가스 주입구가 형성된 아랫면의 하부 측에 형성되어 응축된 암모니아수를 회수하는 암모니아수 배출구, 및 상기 원통형 외함의 일측 윗면에 형성되어 처리가스를 배출시키는 처리가스 배출구를 포함하는 반응 실린더 모듈; 로 이루어지며,
상기 암모니아 회수 반응기는 상기 반응실린더 모듈이 온수실린더 모듈 내에 삽입되어 장착이 완료되는 것을 특징으로 하되,
상기 온수실린더 모듈은 상기 원통형 외함의 내부 면의 온도가 47.5 ~ 52.5℃를 유지하도록 제어되며, 상기 냉각 열 교환기는 2~3℃로 유지하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치.
1. An ammonia recovery apparatus comprising an ammonia recovery reactor for recovering ammonia water from an exhaust gas,
The ammonia recovery reactor comprises:
A hot water cylinder module made of a stainless steel material and having a cylindrical outer case formed with a predetermined thickness on the inner and outer surfaces; And
A cooling heat exchanger formed in the closed cylindrical case in the shape of a coil to condense the ammonia gas contained in the exhaust gas, a cooling heat exchanger formed on one lower side of the closed cylindrical case for discharging exhaust gas containing ammonia gas A reaction cylinder module including a gas inlet, an ammonia water outlet formed at a lower side of a lower surface formed with the exhaust gas inlet, for collecting condensed ammonia water, and a process gas outlet formed at one side of the upper surface of the cylindrical enclosure for discharging the process gas; Lt; / RTI >
Wherein the reaction cylinder module is inserted into the hot water cylinder module to complete the installation of the ammonia recovery reactor,
Wherein the hot water cylinder module is controlled such that the temperature of the inner surface of the cylindrical casing is maintained at 47.5 to 52.5 DEG C and the cooling heat exchanger is controlled to be maintained at 2 to 3 DEG C. [
상기 반응실린더 모듈은 상기 밀폐된 원통형 케이스의 길이가 1.5(±5%)m, 상기 밀폐된 원통형 케이스의 직경이 150(±5%)mm로 형성된 것을 특징으로 하는 암모니아 회수 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the reaction cylinder module is formed such that the length of the closed cylindrical case is 1.5 (± 5%) m and the diameter of the closed cylindrical case is 150 (± 5%) mm.
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