KR101917577B1 - The method for manufacturing of Environment Friendly Water Soluble Lubricant Oil - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 친환경 수용성 윤활유의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환경 오염의 원인이 되는 화학물질의 사용을 감소시키고, 폐윤활유 중에 포함된 오염물질인 입상물질과 물을 효율적으로 정제함으로써 상기 폐윤활유를 재사용하는 친환경 수용성 윤활유의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing an environmentally friendly water-soluble lubricant, and more particularly, to a process for producing an environmentally-friendly water-soluble lubricant by reducing the use of chemical substances causing environmental pollution and efficiently purifying particulate matter and water, And more particularly, to a process for producing an environmentally-friendly water-soluble lubricant which reuses the lubricating oil.
국내에서 수거가능한 폐윤활유는 375만드럼이고 이중 실제 수거되는 폐윤활유는 250만 드럼정도인 것으로 환경부에 보고되어 있다. 수거된 폐윤활유는 산업용과 엔진오일이 있으며 그 중 산업용 윤활유는 2∼3번 재활용이 가능한데도 엔진오일처럼 재처리하여 단순연료로 소모시키고 있는 실정이다.There are 375 waste lubricants available in Korea, and the actual amount of waste lubricant collected is reported to the Ministry of Environment to be around 2.5 million drums. The collected waste lubricating oil contains industrial and engine oil. Industrial lubricating oil is recycled as engine oil even though it can be recycled 2 ~ 3 times and consumes it as simple fuel.
재활용 가능한 산업용 윤활유를 재활용하지 못할 경우 윤활유 수입에 따른 국가 경제적인 손실이 따르게되고, 또한 폐윤활유를 연료로 소모시킬 때 환경오염을 초래하여 산업공해로 나타나게 된다. Failure to recycle recyclable industrial lubricants will result in national economic losses due to the import of lubricants and will also result in environmental pollution and waste of industrial lubricants.
산업이 발달하면서 자동차, 선박 및 각종 산업기계 등에서 사용한 폐유가 급증하고 있고, 이러한 폐유는 토지와 수질 오염의 원인이 되고 있다. 이러한 폐유에 의한 오염을 방지하기 위하여 에너지 재활용 측면에서나 연소용 연료로 사용하고 있으나, 이러한 경우에 2차적인 대기환경을 크게 오염시키게 된다.As the industry develops, the amount of waste oil used in automobiles, ships, and various industrial machinery is rapidly increasing, and these waste oils cause soil and water pollution. In order to prevent pollution by waste oil, it is used as fuel for energy recycling or combustion, but in this case, the secondary air environment is greatly polluted.
종래 상기한 바와 같은 오염을 방지하기 위하여 폐유를 이용한 에너지 재활용 작업이 산업 각 분야에서 흥미있게 검토되고 있으며, 대표적인 폐유 정제기술은 이온정제, 감압증류, 또는 열분해 공정을 이용하여 정제된 오일을 생산하고 있다.BACKGROUND ART [0002] In order to prevent contamination as described above, energy recycling work using waste oil has been intensively studied in various fields of industry. Typical waste oil refining techniques produce refined oil using ion purification, reduced pressure distillation or pyrolysis process have.
이들 정제기술 중에 이온정제는 폐유 중 수분, 침전물을 제거하고 약품 처리를 통하여 중금속 등을 제거하여 제품을 생산하는 방법이 있는데, 이렇게 생산된 제품은 저등급의 윤활유 자체이므로 벙커C유 대체 연료로만 사용이 가능하였다. 그리고, 감압증류는 단순 물리정제공정으로서 감압증류 시 생산되는 정제유는 중질 윤활유 성분을 그대로 유지하고 있게 된다. 그러나, 중질 윤활유 회수율은 70% 정도이며, 회수율을 올리기 위해서는 고온의 운전온도가 필요한 단점과 플랜트 시설비용이 매우 높다는 단점이 있다.Among these refining technologies, ion purification is a method of producing products by removing moisture and sediment from waste oil and removing heavy metals etc. through chemical treatment. Since the produced product is a low grade lubricating oil itself, it is used only as a bunker C oil substitute fuel Respectively. The reduced pressure distillation is a simple physical refining process, and the refined oil produced by the reduced pressure distillation maintains the heavy lubricant component as it is. However, the heavy oil recovery rate is about 70%, which is disadvantageous in that a high operating temperature is required to raise the recovery rate and the plant facility cost is very high.
상기와 같이 고온열분해공법은 공기와 접촉을 차단하여 400℃의 고온과 높은 압력 하에 열을 가하여 분자량이 높은 상태의 폐유를 점도가 낮은 상태인 저분자량으로 분해 및 응축하여 정제 연료유를 생산하는 방법이다.As described above, the high-temperature pyrolysis method is a method of producing refined fuel oil by decomposing and condensing low-molecular-weight waste oil having a high molecular weight in a state of high molecular weight by applying heat under high temperature and high pressure of 400 ° C by intercepting contact with air to be.
고온열분해공법은 운전하는 과정에서 악취가 발생하는 단점이 있으며, 공정의 구성이 복잡하고 운전과 고온가열에 의해 형성된 타르 청소를 반복해야 하기 때문에 작업성이 떨어지고 회수율도 크게 향상시키지 못하여 실효성이 떨어질 뿐만 아니라, 타르가 함유되어 있기 때문에 윤활유용 베이스 오일로 사용할 수 없어 활용도가 떨어지는 등의 문제점이 있다.The high-temperature pyrolysis process has a disadvantage in that odor is generated in the process of operation. Since the process is complicated and the tar formed by the operation and the high temperature heating must be repeated, the workability is lowered and the recovery rate is not greatly improved. However, since it is contained in tar, it can not be used as a base oil for lubricating oil.
(선행특허) 대한민국등록특허 제10-0029135호 (1989.08.30)(Prior Patent) Korean Patent No. 10-0029135 (Aug. 30, 1989)
본 발명의 목적은 폐윤활유를 이용하여 친환경적인 수용성 윤활유의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a process for producing an environmentally friendly water-soluble lubricant using waste lubricating oil.
또한, 본 발명의 다른 목적은 환경오염의 원인이 되는 화학물질의 사용을 감소시키고, 폐윤활유 중에 포함된 오염물질을 효율적으로 제거하여 성능이 향상된 수용성 윤활유를 제공할 수 있는 폐윤활유를 이용한 수용성 윤활유의 제조방법을 제공하기 위함이다.Another object of the present invention is to provide a water-soluble lubricant using a waste lubricating oil which can reduce the use of chemicals causing environmental pollution, efficiently remove pollutants contained in the waste lubricating oil, And a method for producing the same.
본 발명의 일측면에 따르면, 본 발명의 실시예들은 오염물인 입상물질 및 수분을 갖는 폐윤활유를 이용하여 수용성 윤활유를 제조하는 방법에 있어서, 상기 폐윤활유를 전처리조에서 저장하여 전처리하는 전처리단계; 상기 전처리조에서 폐윤활유를 2상분리기로 이송받고, 상기 2상분리기에서 교반시켜 입상물질과 액상물질을 분리하는 2상분리단계; 상기 2상분리기에서 배출되는 액상물질이 통과하고 입상물질을 차단하는 시브가 구비되는 관형의 여과부를 통과시키는 여과단계; 상기 여과부에서 상기 액상물질을 반응조로 전달받고, 상기 반응조에서 스크류교반기로 교반시켜 상기 수용성 폐윤활유 중의 오일을 응집시키는 반응단계; 상기 반응조로부터 응집된 오일을 분리조로 이송받아 정체시켜 물과 오일을 분리하는 분리단계; 상기 분리조에서 분리된 하부의 물을 화학반응조로 이송받으며, 상기 화학반응조 내에서 알카리를 첨가받아 상온에서 상기 물이 pH 6.8 내지 7.3로 산도가 조정된 상태에서 이송된 물을 교반시켜 정화된 물로 생성하는 화학반응단계; 상기 분리조에서 분리된 상부의 오일을 오일 저장조에서 저장하는 오일 저장단계; 상기 오일 저장조에 인접하게 구비되어 사용하지 않은 신규한 수용성 윤활유을 오일 보충조에서 저장하는 오일 보충단계; 및 상기 오일 저장조에서 전달받은 오일과 상기 오일 보충조에서 전달받은 신규한 수용성 윤활유를 에이징조에서 혼합하여 에이징시키는 에이징단계;로 이루어지는 친환경 수용성 윤활유의 제조방법을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a water-soluble lubricant using waste lubricant having particulate matter and water as a contaminant, the method comprising: a pretreatment step of storing the waste lubricant in a pretreatment tank and pretreating the waste lubricant; A two-phase separation step of separating the particulate matter and the liquid matter from the waste oil by transferring the waste lubricating oil to the two-phase separator in the pretreatment tank and stirring the oil in the two-phase separator; A filtration step of passing a tubular filtration part through which a liquid material discharged from the two-phase separator passes and a sheave for blocking particulate matter; A reaction step of receiving the liquid material from the filtration unit into the reaction tank and agitating the oil in the water-soluble waste lubricating oil by a screw agitator in the reaction tank; A separation step of separating water and oil by transferring the agglomerated oil from the reaction tank to a separation tank to be stagnant; The lower water separated from the separation tank is transferred to the chemical reaction tank, the alkali water is added to the chemical reaction tank, the water is stirred at a pH of 6.8 to 7.3 at room temperature and the transferred water is stirred, A chemical reaction step to produce; An oil storage step of storing the upper oil separated in the separation tank in an oil reservoir; An oil replenishing step of storing new unused water-soluble lubricant oil in the oil replenishing tank provided adjacent to the oil reservoir; And an aging step of aging the oil transferred from the oil reservoir and the new water-soluble lubricant transferred from the oil replenishing tank by aging in an aging tank.
상기 전처리단계에서 상기 전처리조는 상기 폐윤활유가 구비되는 전처리탱크와 상기 전처리탱크의 외면에 구비되어 상기 전처리탱크로 열을 공급하여 상기 폐윤활유의 온도를 30℃ 내지 45℃로 유지시키는 히팅자켓 및 상기 전처리탱크의 내부로 질소가스를 주입하는 제1 질소가스탱크로 이루어질 수 있다.Wherein the pre-treatment tank is provided with a pretreatment tank provided with the waste lubricating oil and a heating jacket provided on an outer surface of the pretreatment tank to supply heat to the pretreatment tank to maintain the temperature of the waste lubricating oil at 30 ° C to 45 ° C, And a first nitrogen gas tank for injecting nitrogen gas into the interior of the pretreatment tank.
상기 오일 저장단계에서의 오일의 온도는 70℃ 내지 80℃이고, 상기 오일 보충단계에서의 오일의 온도는 82℃ 내지 85℃일 수 있다.The temperature of the oil in the oil storage step may be 70 deg. C to 80 deg. C, and the temperature of the oil in the oil refilling step may be 82 deg. C to 85 deg.
상기 에이징단계에서 상기 에이징조에서 상기 오일은 20중량% 내지 25중량%이고, 상기 신규한 수용성 윤활유는 75중량% 내지 80중량%일 수 있다.In the aging step, the oil may be 20 wt% to 25 wt% in the aging tank, and the new water-soluble lubricant may be 75 wt% to 80 wt%.
상기 전처리단계에서 상기 폐윤활유는 상기 전처리탱크 내에 수납되어 40℃의 온도로 1일 동안 에이징될 수 있다.In the pretreatment step, the waste lubricating oil is stored in the pretreatment tank and aged at a temperature of 40 DEG C for one day.
상기 전처리단계에서, 상기 전처리조는 전처리탱크를 통하여 상기 폐윤활유를 수납하고 1일 동안 상기 폐윤활유를 상기 전처리탱크 내에 유지시키고, 상기 전처리탱크 중에 수납된 폐윤활유는 상기 제1 질소가스탱크로부터 주입되는 질소가스에 의하여 폐윤활유의 산화 및 변질을 방지하고, 상기 히팅자켓에 의하여 30℃ 내지 45℃로 유지될 수 있다.In the pretreatment step, the pretreatment tank receives the waste lubricating oil through a pretreatment tank, holds the waste lubricating oil in the pretreatment tank for one day, and the waste lubricating oil stored in the pretreatment tank is injected from the first nitrogen gas tank The nitrogen gas prevents oxidation and deterioration of the waste lubricating oil, and can be maintained at 30 캜 to 45 캜 by the heating jacket.
상기 2상분리단계에서, 상기 2상분리기는 수직회전축을 중심으로 회전하도록 구비되어 오염물인 입상물질을 상기 폐윤활유 중에 분리하여 배출시키는 분리탱크와, 상기 수직회전축을 중심으로 회전하되 상기 분리탱크의 내부에서 상기 분리탱크와 다른 속도로 회전하는 스크류 컨베이어를 포함할 수 있다. The two-phase separator includes a separation tank provided to rotate around a vertical rotation axis to separate particulate matter, which is a contaminant, into waste lubricant oil and discharge the separated particulate matter, and a centrifugal separator arranged to rotate around the vertical rotation axis, And a screw conveyor rotating at a speed different from that of the separation tank.
상기 분리탱크는 원통형인 상부부분 및 원뿔형인 하부부분으로 구비되고, 상기 상부부분과 하부부분은 상기 분리탱크 내에 구비되는 스크류 컨베이어에 의하여 서로 연결되며, 상기 분리탱크의 상부부분의 외면에는 상기 분리탱크의 상부부분으로 이송받는 폐윤활유의 온도를 30℃ 내지 45℃로 유지시키도록 히터가 구비되고, 상기 히터는 분리탱크의 상부부분에서 수납된 폐윤활유의 온도를 40℃로 유지할 수 있다.Wherein the separation tank is provided with a cylindrical upper portion and a conical lower portion, the upper portion and the lower portion being connected to each other by a screw conveyor provided in the separation tank, and an outer surface of the upper portion of the separation tank, And the heater can maintain the temperature of the waste lubricating oil stored in the upper portion of the separation tank at 40 ° C.
상기 전처리단계는, 상기 전처리조에서 이송받은 폐윤활유는 회전하는 상기 분리탱크의 상부로 투입되되 자성나노입자와 함께 투입되고, 상기 분리탱크 내에서 발생하는 원심력에 의하여 상기 입상물질과 상기 자성나노입자는 오일인 액상물질에서 분리되고, 상기 액상물질은 상기 여과부로 전달되고, 상기 입상물질과 자성나노입자는 상기 액상물질과는 별도의 출구를 통하여 배출되고, 상기 자성나노입자는 상기 액상물질에 불용성의 물질로 상기 입상물질과 표면화학결합을 통하여 상기 입자와 결합하도록 표면에 암모늄기를 포함하는 리간드가 결합될 수 있다.In the pretreatment step, the waste lubricating oil transferred from the pretreatment tank is introduced into the upper part of the separating tank rotating with the magnetic nanoparticles, and the centrifugal force generated in the separation tank causes the particulate matter and the magnetic nanoparticles And the magnetic nanoparticles are discharged through an outlet separate from the liquid material, and the magnetic nanoparticles are insoluble in the liquid material, and the liquid material is discharged to the filtration part, A ligand containing an ammonium group on the surface may be bonded to the particle through surface chemical bonding with the particulate material.
상기 여과단계에서, 상기 여과부는 상기 2상분리기에서 배출되는 액상물질이 통과하도록 내부가 빈 관형으로 구비되되 순차적으로 전단부, 시브 및 후단부로 이루어지고, 상기 전단부와 후단부는 원뿔대형으로 이루어지고, 상기 시브는 스테인리스 스틸로 이루어진 망상형의 플레이트로 이루어지며, 상기 전단부의 입구와 후단부의 출구는 동일한 면적으로 이루어지되, 상기 시브는 상기 전단부의 입구 및 후단부의 출구의 면적에 대해서 30% 내지 50%로 이루어지며, 상기 전단부의 내면에는 상기 액상물질의 흐름을 가이드하고 상기 입상물질의 응집을 해체하도록 상기 전단부에서 상기 액상물질의 흐름을 따라 구비되는 복수개의 디포머가 구비되고, 상기 전단부에는 상기 시브와 인접한 부분에 상기 입상물질을 외부로 배출시키는 배출구가 구비될 수 있다.In the filtration step, the filtration unit includes a front end, a sheave, and a rear end in a tubular shape having an inner space so as to allow the liquid material discharged from the two-phase separator to pass therethrough, and the front end and the rear end are formed in a conical shape And the sheave is formed of a stainless steel mesh-like plate, and the inlet and the outlet of the rear end portion of the front end portion have the same area, and the sheave is 30% to 50% of the area of the outlet of the front end portion and the rear end portion, And a plurality of defoamers provided on the inner surface of the front end portion along the flow of the liquid material at the front end to guide the flow of the liquid material and to disintegrate the granular material, And a discharge port for discharging the granular material to the outside may be provided at a portion adjacent to the sheave have.
상기 반응단계에서, 상기 반응조는 일방향으로 연장되는 원통형으로 상기 여과부에서 전달받은 액상물질이 유입되는 반응탱크와, 상기 반응탱크 내부에 구비되어 상기 액상물질을 45~55cm/s 속도로 회전하면서 상기 액상물질을 교반하는 스크류교반기로 이루어질 수 있다. In the reaction step, the reaction tank has a cylindrical shape extending in one direction and into which a liquid material transferred from the filtration unit flows. The reaction tank is provided inside the reaction tank, and the liquid material is rotated at a speed of 45 to 55 cm / And a screw stirrer for stirring the liquid material.
상기 스크류교반기는 상기 반응탱크의 일단에서 타단으로 연장되는 샤프트와 상기 샤프트에 연결되어 구비되는 헬리컬블레이드로 이루어지고, 상기 반응탱크의 내부에서 상부 및 하부에는 각각 상기 헬리컬블레이드 사이에 구비되도록 연장되는 복수개의 가열리브가 구비되며, 상기 가열리브의 내부에는 상기 반응탱크의 내부로 열을 공급하도록 열선이 구비될 수 있다.The screw agitator is composed of a shaft extending from one end of the reaction tank to the other end and a helical blade connected to the shaft, and a plurality of And a heating wire may be provided inside the heating rib to supply heat to the inside of the reaction tank.
상기 분리단계에서, 상기 분리조에서는 상기 반응조의 제4 노즐을 통하여 전달받은 오일방울이 응집된 액상물질을 정체시키되, 상기 분리조 내부의 온도는 30℃를 유지하도록 구비되고, 상기 분리조에서 20시간 동안 유지시켜 상기 물과 오일을 분리하며, 상기 분리조에서 분리된 오일을 상기 반응조로 재공급시키는 단계를 더 포함하고, 재공급하는 분리된 오일은 상기 반응탱크 내에 구비되는 액상물질의 부피에 대해서 32~35%일 수 있다.In the separating step, the liquid droplets aggregated by the oil droplets transferred through the fourth nozzle of the reaction tank are stagnated, the temperature in the separating tank is maintained at 30 ° C, And separating the water and the oil from the separation tank and supplying the oil separated from the separation tank to the reaction tank, wherein the separated oil supplied to the reaction tank contains the amount of the liquid material contained in the reaction tank 32-35%.
상기 에이징단계에서, 상기 에이징조 내부에는 상기 오일 및 신규한 수용성 윤활유를 혼합하도록 구비되는 교반부가 구비되고 상기 에이징조의 바닥면에는 상기 에이징조 내부로 열을 공급하는 바텀히터가 구비되며, 상기 에이징조의 상부와 연결되어 상기 에이징조 내부로 첨가제를 전달하는 첨가제호퍼 및 상기 에이징조 내부로 질소가스를 투입하는 제2 질소가스탱크가 더 포함되고, 상기 교반부는 상기 에이징조 상부에서 일단이 상기 첨가제호퍼와 연결되어 내부가 비어있는 관형태로 회전하는 샤프트와 상기 샤프트의 타단에서 연결되는 복수개의 임팰러로 구비될 수 있다.In the aging step, the aging tank is provided with a stirring part provided to mix the oil and the new water-soluble lubricating oil, and the bottom surface of the aging tank is provided with a bottom heater for supplying heat into the aging tank. And a second nitrogen gas tank for introducing nitrogen gas into the aging tank, wherein the agitating unit is configured such that one end of the agitating tank is connected to the additive hopper And a plurality of impellers connected to each other at the other end of the shaft.
상기 샤프트의 일단 및 타단은 개구되되 상기 샤프트의 일단으로 상기 첨가제호퍼 내에 구비되는 첨가제가 유입되어 상기 샤프트의 타단으로 상기 첨가제가 상기 에이징조 내부로 투입되며, 상기 첨가제호퍼와 상기 샤프트가 연결되는 부분에는 상기 첨가제의 유입을 제어하도록 밸브가 구비되고, 상기 첨가제호퍼 내에서 상기 첨가제의 양을 측정하는 센서가 구비되며, 상기 센서와 상기 밸브는 제어부와 연결되고, 상기 제어부는 상기 센서에 의하여 측정된 첨가제의 양에 의하여 상기 밸브의 온/오프를 제어하여 상기 에이징조로 전달되는 첨가제의 양을 제어할 수 있다.Wherein one end and the other end of the shaft are open, and an additive provided in the additive hopper is introduced into one end of the shaft, the additive is introduced into the aging tank at the other end of the shaft, Wherein a valve is provided to control the introduction of the additive and a sensor for measuring the amount of the additive in the additive hopper is provided and the sensor and the valve are connected to the control unit, The amount of the additive to be transferred to the aging tank can be controlled by controlling the on / off of the valve by the amount of the additive.
상기 오일 저장조는 상기 오일을 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크의 외면에 구비되어 상기 오일에 열을 가하는 제1 히팅자켓으로 이루어지고, 상기 오일 보충조는 상기 신규한 수용성 윤활유을 저장하는 보충탱크와, 상기 보충탱크의 외면에 구비되어 상기 신규한 수용성 윤활유에 열을 가하는 제2 히팅자켓으로 이루어질 수 있다.Wherein the oil reservoir comprises a storage tank for storing the oil and a first heating jacket provided on the outer surface of the storage tank for applying heat to the oil, wherein the oil replenishing tank includes a replenishing tank for storing the new water- And a second heating jacket provided on the outer surface of the supplementary tank for applying heat to the new water-soluble lubricant.
상기 제2 히팅자켓의 온도는 상기 제1 히팅자켓의 온도보다 높게 구비되되, 상기 오일 저장단계에서의 오일의 온도는 70℃ 내지 80℃이고, 상기 오일 보충단계에서의 오일의 온도는 82℃ 내지 85℃일 수 있다.Wherein the temperature of the second heating jacket is higher than the temperature of the first heating jacket, the temperature of the oil in the oil storing step is 70 ° C to 80 ° C, the temperature of the oil in the oil replenishing step is 82 ° C 85 < 0 > C.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 폐윤활유를 이용하여 친환경적인 수용성 윤활유의 제조방법을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a process for producing environmentally friendly water-soluble lubricant using waste lubricating oil.
또한, 본 발명에 따르면 환경오염의 원인이 되는 화학물질의 사용을 감소시키고, 폐윤활유 중에 포함된 오염물질을 효율적으로 제거하여 성능이 향상된 수용성 윤활유를 제공할 수 있는 폐윤활유를 이용한 수용성 윤활유의 제조방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, there is provided a water-soluble lubricant using waste lubricating oil capable of reducing the use of chemical substances causing environmental pollution and efficiently removing pollutants contained in the waste lubricating oil to provide improved water-soluble lubricating oil Method can be provided.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐윤활유를 이용한 친환경 수용성 윤활유의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐윤활유를 이용한 수용성 윤활유의 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3는 도 2의 전처리조를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 2상분리기를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 단면도이다.
도 6a는 도 2의 여과부를 나타낸 도면이다.
도 6b는 도 6a의 전단부의 내면을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 2의 반응조를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 2의 에이징조를 나타낸 도면이다.
도 9은 도 8의 에이징조 내부에서의 첨가제의 유동을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10는 도 8의 교반부를 나타낸 도면이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an environmentally-friendly water-soluble lubricant using waste lubricant according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of an apparatus for producing water-soluble lubricant using waste lubricating oil according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing the pretreatment tank of FIG. 2. FIG.
Fig. 4 is a diagram showing the two-phase separator of Fig. 2. Fig.
5 is a cross-sectional view of Fig.
FIG. 6A is a view showing the filtration unit of FIG. 2. FIG.
6B is a view showing the inner surface of the front end portion of Fig. 6A.
FIG. 7 is a view showing the reaction vessel of FIG. 2. FIG.
8 is a view showing the aging tank of Fig. 2. Fig.
Figure 9 is a schematic representation of the flow of additive in the aging tank of Figure 8;
10 is a view showing the agitating part of FIG.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 매체를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various forms. In the following description, it is assumed that a part is connected to another part, But also includes a case in which other media are connected to each other in the middle. In the drawings, parts not relating to the present invention are omitted for clarity of description, and like parts are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐윤활유를 이용한 친환경 수용성 윤활유의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an environmentally-friendly water-soluble lubricant using waste lubricant according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 오염물인 입상물질 및 수분을 갖는 폐윤활유를 이용하여 수용성 윤활유를 제조하는 방법에 있어서, 상기 폐윤활유를 전처리조에서 저장하여 전처리하는 전처리단계 (S100); 상기 전처리조에서 폐윤활유를 2상분리기로 이송받고, 상기 2상분리기에서 교반시켜 입상물질과 액상물질을 분리하는 2상분리단계 (S200); 상기 2상분리기에서 배출되는 액상물질이 통과하고 입상물질을 차단하는 시브가 구비되는 관형의 여과부를 통과시키는 여과단계 (S300); 상기 여과부에서 상기 액상물질을 반응조로 전달받고, 상기 반응조에서 스크류교반기로 교반시켜 상기 수용성 폐윤활유 중의 오일을 응집시키는 반응단계 (S400); 상기 반응조로부터 응집된 오일을 분리조로 이송받아 정체시켜 물과 오일을 분리하는 분리단계 (S500); 상기 분리조에서 분리된 하부의 물을 화학반응조로 이송받으며, 상기 화학반응조 내에서 알카리를 첨가받아 상온에서 상기 물이 pH 6.8 내지 7.3로 산도가 조정된 상태에서 이송된 물을 교반시켜 정화된 물로 생성하는 화학반응단계 (S600); 상기 분리조에서 분리된 상부의 오일을 오일 저장조에서 저장하는 오일 저장단계 (S700); 상기 오일 저장조에 인접하게 구비되어 사용하지 않은 신규한 수용성 윤활유을 오일 보충조에서 저장하는 오일 보충단계 (S800); 및 상기 오일 저장조에서 전달받은 오일과 상기 오일 보충조에서 전달받은 신규한 수용성 윤활유를 에이징조에서 혼합하여 에이징시키는 에이징단계 (S900);를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a water-soluble lubricant using particulate matter as a pollutant and waste lubricating oil having moisture, the method comprising: a pretreatment step (S100) of storing the waste lubricating oil in a pre- ; Phase separation step (S200) of transferring the waste lubricating oil to the two-phase separator in the pretreatment tank and stirring the mixture in the two-phase separator to separate the particulate matter and the liquid matter; A filtration step (S300) of passing a tubular filtration unit having a sheave through which the liquid material discharged from the two-phase separator passes and blocks particulate matter; A reaction step (S400) of transferring the liquid material from the filtration unit to the reaction tank and agitating the oil in the water-soluble waste lubricating oil by stirring in a screw mixer in the reaction tank (S400); A separation step (S500) of separating water and oil by transferring the coagulated oil from the reaction tank to the separation tank to be stagnant; The lower water separated from the separation tank is transferred to the chemical reaction tank, the alkali water is added to the chemical reaction tank, the water is stirred at a pH of 6.8 to 7.3 at room temperature and the transferred water is stirred, (S600); An oil storage step (S700) for storing the upper oil separated in the separation tank in an oil reservoir; An oil replenishing step (S800) of storing an unused new water-soluble lubricant oil provided in the oil reservoir in the oil replenishing tank; And an aging step (S900) of aging the oil transferred from the oil reservoir and the new water-soluble lubricant transferred from the oil replenishing tank in an aging tank.
상기 전처리단계 (S100)에서 상기 전처리조는 상기 폐윤활유가 구비되는 전처리탱크와 상기 전처리탱크의 외면에 구비되어 상기 전처리탱크로 열을 공급하여 상기 폐윤활유의 온도를 30℃ 내지 45℃로 유지시키는 히팅자켓 및 상기 전처리탱크의 내부로 질소가스를 주입하는 제1 질소가스탱크로 이루어질 수 있다.In the pretreatment step (S100), the pretreatment tank is provided on the outer surface of the pretreatment tank and the pretreatment tank, in which the waste lubricating oil is provided, to supply heat to the pretreatment tank to heat the waste lubricating oil to 30 to 45 DEG C A jacket, and a first nitrogen gas tank for injecting nitrogen gas into the interior of the pretreatment tank.
상기 전처리조는 전처리탱크를 통하여 상기 폐윤활유를 수납하고 1일 동안 상기 폐윤활유를 상기 전처리탱크 내에 유지시킬 수 있다. 상기 전처리탱크 중에 수납된 폐윤활유는 상기 제1 질소가스탱크로부터 주입되는 질소가스에 의하여 폐윤활유의 산화 및 변질을 방지하고, 상기 히팅자켓에 의하여 30℃ 내지 45℃로 유지되어 후속하는 상기 입상물질 및 수분의 분리가 용이하도록 할 수 있다. 상기 온도가 30℃ 미만이면 상기 폐윤활유 중 입자의 분리가 용이하지 않고, 45℃를 초과하면 상기 전처리조 내에서 폐윤활유 중 포함되는 오일이 일부 변질될 수 있다.The pretreatment tank may receive the waste lubricating oil through a pretreatment tank and maintain the waste lubricating oil in the pretreatment tank for a day. The waste lubricating oil stored in the pretreatment tank prevents oxidation and deterioration of the waste lubricating oil by the nitrogen gas injected from the first nitrogen gas tank and is maintained at 30 ° C to 45 ° C by the heating jacket, And moisture can be easily separated. If the temperature is less than 30 ° C, the particles in the waste lubricating oil are not easily separated. If the temperature is higher than 45 ° C, the oil contained in the waste lubricating oil may be partially deteriorated in the pretreating tank.
바람직하게는, 상기 전처리단계 (S100)에서 상기 폐윤활유는 상기 전처리탱크 내에 수납되어 40℃의 온도로 1일 동안 에이징될 수 있다. 상기 폐윤활유는 후속하는 오염물인 입상물질 및 물을 정제하는 과정을 거칠 수 있는데, 상기 전처리단계 (S100)에서 상기 폐윤활유를 상기 온도에서 에이징시킴으로써 입상물질과 물의 분리가 보다 효율적으로 수행되도록 할 수 있다.Preferably, in the pretreatment step (SlOO), the waste lubricating oil is stored in the pretreatment tank and aged at a temperature of 40 DEG C for one day. The waste lubricating oil may be subjected to a process of purifying particulate matter and water which are contaminants that follow. In the pretreatment step (S100), the waste lubricating oil is aged at the temperature so that separation of the particulate matter from water can be performed more efficiently have.
상기 2상분리단계 (S200)에서, 상기 2상분리기는 수직회전축을 중심으로 회전하도록 구비되어 오염물인 입상물질을 상기 폐윤활유 중에 분리하여 배출시키는 분리탱크와, 상기 수직회전축을 중심으로 회전하되 상기 분리탱크의 내부에서 상기 분리탱크와 다른 속도로 회전하는 스크류 컨베이어를 포함한다.In the biphasic separation step S200, the two-phase separator is provided to rotate around a vertical rotation axis to separate particulate matter, which is a contaminant, from the waste lubricating oil, and to discharge the separated particulate matter. The separating tank rotates about the vertical rotation axis, And a screw conveyor rotating at a speed different from that of the separation tank in the interior of the separation tank.
상기 분리탱크는 원통형인 상부부분 및 원뿔형인 하부부분으로 구비되고, 상기 상부부분과 하부부분은 상기 분리탱크 내에 구비되는 스크류 컨베이어에 의하여 서로 연결될 수 있다. 상기 분리탱크의 상부부분의 외면에는 상기 분리탱크의 상부부분으로 이송받는 폐윤활유의 온도를 30℃ 내지 45℃로 유지시키도록 히터가 구비될 수 있다. The separation tank may include a cylindrical upper portion and a conical lower portion, and the upper portion and the lower portion may be connected to each other by a screw conveyor provided in the separation tank. The outer surface of the upper portion of the separation tank may be provided with a heater to maintain the temperature of the waste lubricating oil transferred to the upper portion of the separation tank at 30 ° C to 45 ° C.
상기 히터는 분리탱크의 상부부분에서 수납된 폐윤활유를 상기 전처리조에서의 온도와 유사하게 유지시킴으로써 상기 폐윤활유 중 입상물질의 분리가 보다 용이하도록 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 온도를 40℃로 유지할 수 있다.The heater can keep the waste lubricating oil stored in the upper portion of the separation tank similar to the temperature in the pretreatment tank, thereby making it easier to separate the particulate matter from the waste lubricating oil. Preferably, the temperature can be maintained at 40 占 폚.
상기 여과단계 (S300)에서, 상기 여과부는 상기 2상분리기에서 배출되는 액상물질이 통과하도록 내부가 빈 관형으로 구비되되 순차적으로 전단부, 시브 및 후단부로 이루어진다. 상기 전단부와 후단부는 원뿔대형으로 이루어지고, 상기 시브는 스테인리스 스틸로 이루어진 망상형의 플레이트로 이루어지며, 상기 전단부의 입구와 후단부의 출구는 동일한 면적으로 이루어지되, 상기 시브는 상기 전단부의 입구 및 후단부의 출구의 면적에 대해서 30% 내지 50%로 이루어질 수 있다.In the filtration step (S300), the filtration part includes a front end, a sheave, and a rear end, the inner part of which is hollow so as to allow the liquid material discharged from the two-phase separator to pass therethrough. Wherein the front end and the rear end are conical and the sheave is a mesh-like plate made of stainless steel, and the inlet and the outlet of the rear end of the front end have the same area, And 30% to 50% with respect to the area of the exit of the rear end portion.
상기 전단부의 내면에는 상기 액상물질의 흐름을 가이드하고 상기 입상물질의 응집을 해체하도록 상기 전단부에서 상기 액상물질의 흐름을 따라 구비되는 복수개의 디포머가 구비되고, 상기 전단부에는 상기 시브와 인접한 부분에 상기 입상물질을 외부로 배출시키는 배출구가 구비될 수 있다.And a plurality of defoamers provided on the inner surface of the front end portion along the flow of the liquid material at the front end to guide the flow of the liquid material and to disintegrate the granular material, And a discharge port for discharging the particulate matter to the outside.
상기 반응단계 (S400)에서, 상기 반응조는 일방향으로 연장되는 원통형으로 상기 여과부에서 전달받은 액상물질이 유입되는 반응탱크와, 상기 반응탱크 내부에 구비되어 상기 액상물질을 45~55cm/s 속도로 회전하면서 상기 액상물질을 교반하는 스크류교반기로 이루어질 수 있다.In the reaction step S400, the reaction tank has a cylindrical shape extending in one direction and into which a liquid material transferred from the filtration unit flows. The reaction tank is provided inside the reaction tank, and the liquid material is supplied at a rate of 45 to 55 cm / s And a screw stirrer for stirring the liquid material while rotating.
상기 스크류교반기는 상기 반응탱크의 일단에서 타단으로 연장되는 샤프트와 상기 샤프트에 연결되어 구비되는 헬리컬블레이드로 이루어질 수 있따. 상기 반응탱크의 내부에서 상부 및 하부에는 각각 상기 헬리컬블레이드 사이에 구비되도록 연장되는 복수개의 가열리브가 구비되며, 상기 가열리브의 내부에는 상기 반응탱크의 내부로 열을 공급하도록 열선이 구비될 수 있다.The screw stirrer may include a shaft extending from one end of the reaction tank to the other end, and a helical blade connected to the shaft. Inside the reaction tank, a plurality of heating ribs are provided at upper and lower portions, respectively, so as to be provided between the helical blades, and a heating wire may be provided inside the heating rib to supply heat to the inside of the reaction tank.
상기 반응조에서의 상기 소정의 유속은 45~55cm/s으로 한 방향으로 교반하는 것이 바람직하다. 교반 속도가 45cm/s 이하인 경우, 15μ 이하의 오일 방울은 물에 남게 된다. 또한, 교반 속도가 55 cm/s 초과인 경우, 응집화 과정을 방해하여 응집된 오일방울(Oil Seed)의 크기가 5mm이상 커지지 않는다.The predetermined flow rate in the reaction tank is preferably 45 to 55 cm / s in one direction. When the stirring speed is 45 cm / s or less, oil droplets of 15 μ or less remain in the water. Further, when the stirring speed is higher than 55 cm / s, the size of the aggregated oil droplet does not increase by more than 5 mm due to the obstruction of the agglomeration process.
상기 분리조에서는 상기 반응조의 제4 노즐을 통하여 전달받은 옹일방울이 응집된 액상물질을 정체시켜 물과 오일을 분리할 수 있다. 상기 분리조 내부의 온도는 30℃를 유지하도록 구비되고, 상기 분리조에서 20시간 동안 유지시킴으로써, 상기 물과 오일을 효과적으로 분리할 수 있다.In the separation tank, the gaseous droplets transferred through the fourth nozzle of the reaction tank may be agglomerated to separate the water and oil. The temperature inside the separator is maintained at 30 ° C, and the water and the oil can be effectively separated by keeping the separator in the separator for 20 hours.
상기 분리단계에서, 상기 분리조에서 분리된 오일을 상기 반응조로 재공급시켜 상기 반응단계에서 액상물질 중 오일방울의 응집화 속도를 증가시킬 수 있는데, 상기 재공급하는 분리된 오일은 상기 반응탱크 내에 구비되는 액상물질의 부피에 대해서 32~35%일 수 있다.In the separation step, the oil separated from the separation tank may be re-supplied to the reaction tank to increase the rate of agglomeration of oil droplets in the liquid material in the reaction step. It may be 32 to 35% based on the volume of the liquid material to be provided.
별법으로, 상기 분리단계 (S500)에서, 상기 전처리조에서 이송받은 액상물질은 회전하는 상기 분리탱크의 상부로 투입되되 자성나노입자와 함께 투입되고, 상기 분리탱크 내에서 발생하는 원심력에 의하여 상기 입상물질과 상기 자성나노입자는 오일인 액상물질에서 분리될 수 있다.Alternatively, in the separating step (S500), the liquid material transferred from the pre-treatment tank is introduced into the rotating separating tank at an upper portion thereof and is introduced together with the magnetic nanoparticles, and the centrifugal force generated in the separating tank The material and the magnetic nanoparticles can be separated from the liquid material, which is an oil.
상기 액상물질은 상기 여과부로 전달되고, 상기 입상물질과 자성나노입자는 상기 액상물질과는 별도의 출구를 통하여 배출되고, 상기 자성나노입자는 상기 액상물질에 불용성의 물질로 상기 입상물질과 표면화학결합을 통하여 상기 입자와 결합하도록 표면에 암모늄기를 포함하는 리간드가 결합될 수 있다.Wherein the liquid material is delivered to the filtration unit, the granular material and the magnetic nanoparticles are discharged through an outlet separate from the liquid material, and the magnetic nanoparticles are insoluble in the liquid material, A ligand containing an ammonium group on the surface may be bonded to bond with the particles through bonding.
상기 자성나노입자는 표면에 이온기를 갖는 암모늄기를 리간드로 포함하고 있고, 자성을 가지고 있어 상기 반응단계 (S400)에서 오일방울의 응집시 시드 (seed)로 작용하여 응집이 보다 효율적으로 수행되도록 할 수 있다. The magnetic nanoparticle has an ammonium group having an ionic group on its surface as a ligand and has a magnetic property so that the magnetic nanoparticle acts as a seed upon agglomeration of oil droplets in the reaction step (S400) have.
상기 분리단계 (S500)에서는 응집된 오일방울 중 포함된 자성나노입자를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 자성나노입자는 자성을 띄고 있어 상기 오일방울을 자성을 부여하는 장치 내에 통과시킴으로써 상기 오일방울과 자성나노입자를 분리시킬 수 있다. The separating step (S500) may further include removing the magnetic nanoparticles contained in the oil droplets. The magnetic nanoparticles are magnetized, and the oil droplets can be separated from the magnetic nanoparticles by passing the oil droplets through a device for imparting magnetism.
상기 오일 저장단계 (S700)에서의 오일의 온도는 70℃ 내지 80℃이고, 상기 오일 보충단계 (S800)에서의 신규한 수용성 윤활제의 온도는 82℃ 내지 85℃일 수 있다. 상기 오일 보충단계 (S800)에서의 신규한 수용성 윤활제의 온도를 재생된 오일보다 높은 온도로 유지함으로써 에이징단계 (S900)에서 혼합하는 과정에서 상기 신규한 수용성 윤활제의 상대적으로 높은 온도에 의하여 재생된 오일의 물성이 보다 향상되도록 할 수 있다.The temperature of the oil in the oil storage step S700 is 70 deg. C to 80 deg. C, and the temperature of the new water soluble lubricant in the oil replenishing step S800 may be 82 deg. C to 85 deg. The temperature of the new water-soluble lubricant in the oil replenishing step (S800) is maintained at a higher temperature than the regenerated oil, so that in the course of mixing in the aging step (S900), the oil recovered by the relatively high temperature of the novel water- It is possible to further improve the physical properties of the substrate.
상기 에이징단계 (S900)에서 상기 에이징조에서 상기 오일은 20중량% 내지 25중량%이고, 상기 신규한 수용성 윤활유는 75중량% 내지 80중량%일 수 있다.In the aging step (S900), the oil may be 20 wt% to 25 wt% in the aging tank, and the new water-soluble lubricant may be 75 wt% to 80 wt%.
상기 에이징단계 (S900)에서, 상기 에이징조 내부에는 상기 오일 및 신규한 수용성 윤활유를 혼합하도록 구비되는 교반부가 구비되고 상기 에이징조의 바닥면에는 상기 에이징조 내부로 열을 공급하는 바텀히터가 구비된다. 상기 에이징조의 상부와 연결되어 상기 에이징조 내부로 첨가제를 전달하는 첨가제호퍼 및 상기 에이징조 내부로 질소가스를 투입하는 제2 질소가스탱크가 더 포함될 수 있다.In the aging step (S900), the aging tank is provided with an agitating part provided to mix the oil and the new water-soluble lubricant, and the bottom surface of the aging tank is provided with a bottom heater for supplying heat into the aging tank. An additive hopper connected to the upper portion of the aging tank to deliver the additive into the aging tank, and a second nitrogen gas tank for introducing nitrogen gas into the aging tank.
상기 교반부는 상기 에이징조 상부에서 일단이 상기 첨가제호퍼와 연결되어 내부가 비어있는 관형태로 회전하는 샤프트와 상기 샤프트의 타단에서 연결되는 복수개의 임팰러로 구비된다. 상기 샤프트의 일단 및 타단은 개구되되 상기 샤프트의 일단으로 상기 첨가제호퍼 내에 구비되는 첨가제가 유입되어 상기 샤프트의 타단으로 상기 첨가제가 상기 에이징조 내부로 투입될 수 있다.The agitating part is provided with a shaft having one end connected to the additive hopper at the upper part of the aging tank and rotating in the form of an empty tube, and a plurality of impellers connected at the other end of the shaft. One end and the other end of the shaft are opened and the additive contained in the additive hopper is introduced into one end of the shaft so that the additive can be injected into the aging tank at the other end of the shaft.
상기 첨가제호퍼와 상기 샤프트가 연결되는 부분에는 상기 첨가제의 유입을 제어하도록 밸브가 구비되고, 상기 첨가제호퍼 내에서 상기 첨가제의 양을 측정하는 센서가 구비되며, 상기 센서와 상기 밸브는 제어부와 연결될 수 있다.A valve is provided at a portion where the additive hopper and the shaft are connected to control the flow of the additive and a sensor for measuring an amount of the additive in the additive hopper is provided, have.
상기 제어부는 상기 센서에 의하여 측정된 첨가제의 양에 의하여 상기 밸브의 온/오프를 제어하여 상기 에이징조로 전달되는 첨가제의 양을 제어할 수 있다.The controller may control the amount of the additive transferred to the aging tank by controlling on / off of the valve according to the amount of the additive measured by the sensor.
상기 오일 저장조는 상기 오일을 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크의 외면에 구비되어 상기 오일에 열을 가하는 제1 히팅자켓으로 이루어지고, 상기 오일 보충조는 상기 신규한 수용성 윤활유을 저장하는 보충탱크와, 상기 보충탱크의 외면에 구비되어 상기 신규한 수용성 윤활유에 열을 가하는 제2 히팅자켓으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 제2 히팅자켓의 온도는 상기 제1 히팅자켓의 온도보다 높게 구비될 수 있다. 바람직하게는, 상기 오일 저장단계에서의 오일의 온도는 70℃ 내지 80℃이고, 상기 오일 보충단계에서의 오일의 온도는 82℃ 내지 85℃일 수 있다.Wherein the oil reservoir comprises a storage tank for storing the oil and a first heating jacket provided on the outer surface of the storage tank for applying heat to the oil, wherein the oil replenishing tank includes a replenishing tank for storing the new water- And a second heating jacket provided on the outer surface of the supplementary tank for applying heat to the new water-soluble lubricant. For example, the temperature of the second heating jacket may be higher than the temperature of the first heating jacket. Preferably, the temperature of the oil in the oil storage step is 70 ° C to 80 ° C, and the temperature of the oil in the oil replenish step is 82 ° C to 85 ° C.
상기 오일 저장단계에서의 오일은 폐윤활유를 이용한 재생된 오일로, 상기 오일 보충단계에서는 신규한 수용성 윤활유를 이용할 수 있는데, 상기 신규한 수용성 윤활유를 상기 재생된 오일보다 높은 온도로 유지함으로써, 최종적으로 제조된 윤활유의 품질이 상기 신규한 수용성 윤활유에 의하여 보다 향상되도록 할 수 있다.The oil in the oil storing step is regenerated oil using waste lubricating oil. In the oil replenishing step, a new water-soluble lubricating oil can be used. By keeping the new water-soluble lubricating oil at a higher temperature than the regenerated oil, The quality of the produced lubricating oil can be further improved by the novel water-soluble lubricating oil.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐윤활유를 이용한 수용성 윤활유의 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3는 도 2의 전처리조를 나타낸 도면이다. 도 4는 도 2의 2상분리기를 나타낸 도면이다. 도 5는 도 4의 단면도이다. 도 6a는 도 2의 여과부를 나타낸 도면이다. 도 6b는 도 6a의 전단부의 내면을 나타낸 도면이다. 도 7은 도 2의 반응조를 나타낸 도면이다. 도 8은 도 2의 에이징조를 나타낸 도면이다. 도 9은 도 8의 에이징조 내부에서의 첨가제의 유동을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 10는 도 8의 교반부를 나타낸 도면이다.2 is a schematic view of an apparatus for producing water-soluble lubricant using waste lubricating oil according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view showing the pretreatment tank of FIG. 2. FIG. Fig. 4 is a diagram showing the two-phase separator of Fig. 2. Fig. 5 is a cross-sectional view of Fig. FIG. 6A is a view showing the filtration unit of FIG. 2. FIG. 6B is a view showing the inner surface of the front end portion of Fig. 6A. FIG. 7 is a view showing the reaction vessel of FIG. 2. FIG. 8 is a view showing the aging tank of Fig. 2. Fig. Figure 9 is a schematic representation of the flow of additive in the aging tank of Figure 8; 10 is a view showing the agitating part of FIG.
본 발명의 일 실시예는 오염물인 입상물질 및 수분을 갖는 폐윤활유를 이용하여 수용성 윤활유를 제조하는 장치에 대한 것으로, 폐윤활유를 이용한 수용성 윤활유의 제조장치 (10)는 상기 폐윤활유를 저장하는 전처리조 (100); 상기 전처리조 (100)에서 이송받은 폐윤활유를 교반시켜 입상물질과 액상물질을 분리하는 2상분리기 (200); 상기 2상분리기 (200)에서 배출되는 액상물질이 통과하고 입상물질을 차단하는 시브가 구비되는 관형의 여과부 (300); 상기 여과부 (300)에서 전달받은 상기 액상물질에서 스크류교반기로 교반시켜 상기 수용성 폐윤활유 중의 오일을 응집시키는 반응조 (400); 상기 반응조 (400)로부터 응집된 오일을 이송받아 정체시켜 물과 오일을 분리하는 분리조 (500); 상기 분리조 (500)에서 분리된 하부의 물을 이송받으며, 알카리를 첨가받아 산도가 조정된 상태에서 이송된 물을 교반시켜 정화된 물로 생성하는 화학반응조 (600); 상기 분리조 (500)에서 분리된 상부의 오일을 저장하는 오일 저장조 (700); 상기 오일 저장조 (700)에 인접하게 구비되어 사용하지 않은 신규한 수용성 윤활유을 저장하는 오일 보충조 (800); 및 상기 오일 저장조 (700)에서 전달받은 오일과 상기 오일 보충조 (800)에서 전달받은 신규한 수용성 윤활유를 혼합하여 에이징시키는 에이징조 (900);를 포함한다.An embodiment of the present invention relates to an apparatus for producing a water-soluble lubricant using particulate matter as a contaminant and waste lubricating oil having moisture, wherein an apparatus 10 for manufacturing an aqueous lubricating oil using waste lubricating oil comprises a pretreatment (100); A two-phase separator (200) for separating the particulate matter and the liquid matter by stirring the waste lubricating oil transferred from the pretreatment tank (100); A tubular filtration unit 300 having a sheave for passing the liquid material discharged from the two-phase separator 200 and blocking particulate matter; A reaction tank (400) for agitating the oil in the water soluble waste lubricating oil by stirring the liquid material transferred from the filtration unit (300) with a screw agitator; A separating tank 500 for separating water and oil by transferring the coagulated oil from the reaction tank 400 to stagnate; A chemical reaction tank 600 which receives the lower water separated from the separation tank 500 and generates purified water by stirring the transferred water in the state where alkali is added and the acidity is adjusted; An oil reservoir 700 for storing the upper oil separated from the separation tank 500; An oil replenishing tank 800 provided adjacent to the oil reservoir 700 to store new unused water-soluble lubricant; And an aging tank 900 for mixing and aging the oil transferred from the oil reservoir 700 and the new water-soluble lubricant transferred from the oil replenishing tank 800.
상기 전처리조 (100)는 상기 폐윤활유가 구비되는 전처리탱크 (110)와 상기 전처리탱크 (110)의 외면에 구비되어 상기 전처리탱크 (110)로 열을 공급하여 상기 폐윤활유의 온도를 30℃ 내지 45℃로 유지시키는 히팅자켓 (120), 및 상기 전처리탱크 (110)의 내부로 질소가스를 주입하는 제1 질소가스탱크 (130)로 이루어질 수 있다. 상기 에이징조 (900)에서 상기 오일은 20중량% 내지 25중량%이고, 상기 신규한 수용성 윤활유는 75중량% 내지 80중량%일 수 있다. The
상기 전처리조 (100)는 오염물인 입상물질 및 수분을 갖는 폐윤활유에서 상기 입상물질과 수분을 분리하기 전 상기 폐윤활유에서 상기 입상물질과 수분이 용이하게 분리될 수 있도록 하고, 상기 입상물질과 수분이 분리된 후의 오일이 재사용이 가능하도록 할 수 있다.The pretreatment tank (100) allows moisture to be easily separated from the particulate matter in the waste lubricating oil before separating the particulate matter from moisture in the waste lubricating oil having particulate matter and contaminants, So that the oil after the separation can be reused.
상기 전처리조 (100)는 전처리탱크 (110)를 통하여 상기 폐윤활유를 수납하고 1일 동안 상기 폐윤활유를 상기 전처리탱크 (100) 내에 유지시킬 수 있다. 상기 전처리탱크 (100) 중에 수납된 폐윤활유는 상기 제1 질소가스탱크 (130)로부터 주입되는 질소가스에 의하여 폐윤활유의 산화 및 변질을 방지하고, 상기 히팅자켓 (120)에 의하여 30℃ 내지 45℃로 유지되어 후속하는 상기 입상물질 및 수분의 분리가 용이하도록 할 수 있다. 상기 온도가 30℃ 미만이면 상기 폐윤활유 중 입자의 분리가 용이하지 않고, 45℃를 초과하면 상기 전처리조 (100) 내에서 폐윤활유 중 포함되는 오일이 일부 변질될 수 있다. 바람직하게는, 상기 온도는 40℃일 수 있다.The
상기 전처리조 (100) 내에서 에이징된 폐윤활유는 제1 노즐 (101)을 통하여 2상분리기 (200)로 전달되어 상기 폐윤활유 중 포함된 입상물질을 수분보다 먼저 제거할 수 있다.The waste lubricating oil aged in the
상기 2상분리기 (200)는 수직회전축 (R)을 중심으로 회전하도록 구비되어 오염물인 입상물질을 상기 폐윤활유 중에 분리하여 배출시키는 분리탱크 (270)와, 상기 수직회전축 (R)을 중심으로 회전하되 상기 분리탱크 (270)의 내부에서 상기 분리탱크 (270)와 다른 속도로 회전하는 스크류 컨베이어 (280)를 포함할 수 있다.The two-
상기 분리탱크 (270)는 원통형인 상부부분 (270a), 및 원뿔형인 하부부분 (270b)으로 구비되고, 상기 상부부분 (270a)과 하부부분 (270b)은 상기 분리탱크 (270) 내에 구비되는 스크류 컨베이어 (280)에 의하여 서로 연결될 수 있다. 상기 분리탱크 (270)의 상부부분 (270a)의 외면에는 상기 분리탱크 (270)의 상부부분 (270a)으로 이송받는 폐윤활유의 온도를 30℃ 내지 45℃로 유지시키도록 히터 (201)가 구비될 수 있다. The
상기 히터 (201)는 분리탱크 (270)의 상부부분 (270a)에서 수납된 폐윤활유를 상기 전처리조 (100)에서의 온도와 유사하게 유지시킴으로써 상기 폐윤활유 중 입상물질의 분리가 보다 용이하도록 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 온도를 40℃로 유지할 수 있다.The
상기 상부부분 (270a)은 중공 회전자 샤프트 (290)의 형태로 축방향으로 위쪽으로 향하는 연장부를 포함하고, 이것은 분리탱크 (270)를 회전축 R 주위로 회전시키기 위한 구동 장치 (도시되지 않음)에 연결된다.The
추가의 중공 샤프트 (210a)는 중공 회전자 샤프트 (290)의 내부를 통해 분리탱크 (270) 내로 연장된다. 이러한 중공 샤프트 (210a)는 스크류 (211)에 의해 스크류 컨베이어 (280)를 지지하며, 스크류 컨베이어 (280)와 구동 연결되고, 이후에 컨베이어 샤프트 (210a)라고 지칭된다. 스크류 컨베이어 (280)는 원통형 상부부분 (270a)의 내부에서 축방향으로 연장되는 원통형 상부 컨베이어 부분 (280a), 원뿔형 하부부분 (270b)의 내부에서 축방향으로 연장되는 원뿔형 하부 컨베이어 부분 (280b), 및 스크류 컨베이어 (280)의 상부 원통형 부분 (280a) 및 하부 원뿔형 부분 (280b)을 따라 나선형으로 연장되는 컨베이어 플라이트 (280c)를 포함한다. 물론, 스크류 컨베이어 (280)는 하나 초과의 컨베이어 플라이트 (280c), 예를 들어 두 개 또는 세 개의 컨베이어 플라이트를 가질 수 있고, 이들은 모두 분리탱크 (270)의 내부를 따라 나선형 방식으로 연장된다.An additional
분리탱크 (270)에서 처리될 액체 혼합물을 위한 입구 파이프 (212)는 컨베이어 샤프트 (210a)를 통해 연장되고 스크류 컨베이어 (280) 내부의 중앙 슬리브 (213) 내로 이어진다. 중앙 슬리브 (213)는 액체 혼합물을 위한 입구 챔버 (214)를 경계짓고, 여기서 입구 챔버 (214)는 방사형으로 연장되는 분배 채널 (216)을 통해 분리 챔버 (215)와 연통한다.An
분리 챔버 (215)는 입구 챔버 (214)를 둘러싸고 원뿔대형 분리 디스크 (217)의 스택을 포함하는 환형 공간이다. 상기 스택은 스크류 컨베이어 (280)의 원통형 부분 (280a)의 내부에 방사형으로 꼭 들어맞고 회전축 (R)과 동축으로 배열된다. 원뿔형 분리 디스크 (217)는 상부 원뿔대형 지지판 (218)과 하부 원뿔대형 지지판 (219) 사이에 함께 동축으로 놓여 있다. 상기 하부 지지판 (219)은 중앙 슬리브 (213)과 일체형으로 형성되어 있다. 분리 디스크 (217)는 분리 디스크 (217)의 스택을 통한 액체의 축방향 유동 및 분배를 위해 채널 (220)을 형성하는 구멍을 포함한다. 하부 지지판 (219)은 상응하는 구멍 (도시되지 않음)을 포함하고, 이로써 분배 채널 (216)은 분리 디스크 (217)의 스택 내에서의 액체의 축방향 유동을 위한 채널 (220)과 연통하게 된다. 상부 지지판 (218)은 분리 디스크 (217)의 스택 내의 방사형 내부 환형 공간 (222)과 액체 출구 챔버 (223)를 연결하는 다수의 구멍 (221)을 포함한다. 상기 액체는 예를 들어 오일일 수 있다. 정제된 오일을 배출시키기 위한, 소위 페어링 디스크(paring disc) (224)가 출구 챔버 (223) 내에 배치된다. 페어링 디스크 (224)는 고정되어 있고 입구 파이프 (212)에 견고하게 연결되며, 여기서 페어링 디스크 (224)는 입구 파이프 (212)를 둘러싸는 출구 파이프 내에서 연장되는 출구 채널 (225)과 연통한다.The
스크류 컨베이어 (280)의 원통형 부분 (280a)은 분리 디스크 (217)의 스택을 방사형으로 둘러싸고, 여기서 원통형 부분 (280a)은 회전축 R 주위에 분포된 다수의 축방향으로 연장되는 개구 (226)를 포함한다. 분리된 입자가 분리탱크 (270)의 원통형 상부부분 (270a)의 내벽을 통과하여 침착되는 것을 허용하기 위해 축방향으로 연장되는 개구 (260)가 제공된다. 물론, 액체는 스크류 컨베이어 (280)의 원통형 부분 (280a) 내의 개구 (260)를 통과할 수도 있을 것이다.The
분리탱크 (270)는 분리된 입자 및 분리조제 (고체)를 위한 고체 출구 (227)를 그의 하부 단부에 갖는다. 이러한 고체 출구 (227)와 관련하여, 분리탱크 (270)는 고체 출구 (227)를 빠져나가는 고체를 가로채서 수집하기 위한 용기 (도시되지 않음)에 의해 둘러싸여질 수 있다. 고체는 컨베이어 플라이트 (280c)에 의해 고체 출구 (227) 쪽으로 수송되고 고체 출구 밖으로 수송된다. 따라서, 작동 동안에, 스크류 컨베이어 (280)는 분리탱크 (270)와 차등 속도로 회전하도록 배열되고, 이로써 고체는 스크류 컨베이어 (280)의 컨베이어 플라이트 (280c)에 의해 배출된다. 분리탱크 (270)와 스크류 컨베이어 (280) 사이의 이러한 상이한 속도는, 예를 들어 배출된 고체에 대해 요구되는 건조 정도 및/또는 고체의 배출을 위해 스크류 컨베이어 (280)를 구동시키는데 필요한 토크의 양에 따라, 공지된 방식으로 일정하거나 변동될 수 있다. 고체를 배출시키기가 매우 어려운 경우에, 분리탱크 (270)는 심지어는 분리상보다 더 낮은 회전 속도의 고체 배출상을 포함하는 사이클로 작동될 수 있다. 이렇게, 분리탱크 (270)의 내부의 원심력이 보다 낮은 속도로 감소됨에 따라 고체는 더 쉽게 배출된다. The
더욱이, 작동이 저지 (또는 중단)된 후에, 원심 분리기는 재시동 전에 세정될 필요가 있을 수 있다. 따라서, 분리 디스크 (217)의 스택 내부에 고체와 액체의 잔여 혼합물이 일부 존재할 수 있고, 이것은 분리 작업이 재개되기 전에 세정될 필요가 있다. 스크류 컨베이어 (280)를 분리 디스크 (217)의 스택과 함께 고정된 (그리고 비어 있는) 분리탱크 (270) 내에서 회전시킴으로써 이를 달성할 수 있다.Moreover, after the operation is inhibited (or stopped), the centrifuge may need to be cleaned before re-start. Therefore, some residual mixture of solid and liquid may be present inside the stack of the
이렇게 하여, 잔여 혼합물은 스택으로부터 고정된 회전자의 내벽 내로 버려질 것이고, 여기서 이는 중력 및 회전하는 스크류 컨베이어 (280)에 의해 고체 출구 (227)로부터 쉽게 배출된다.Thus, the remaining mixture will be discarded from the stack into the inner wall of the fixed rotor, where it is easily discharged from the
스크류 컨베이어 (280)는, 섬유-강화될 수 있는, 플라스틱 또는 나일론과 같은 중합체 물질로써 일체형으로 만들어진다. 원뿔형 부분 (280b)은, 밀봉되거나 주위로 개방될 수 있는, 중공 내부 또는 공동을 갖는다. 상기 공동은 비교적 낮은 밀도를 갖는 몇몇 물질, 예컨대 셀형 플라스틱 등으로써 채워질 수 있다. 더욱이, 분리탱크 (270)의 원뿔형 하부부분 (270b)은 스크류 컨베이어를 위한 지지 장치 (228)와 함께 배열된다.The
스크류 컨베이어 (280)는 분리탱크 (270)와 상이한 속도로 회전하기 때문에, 도면에 도시되지 않은 내마모성 요소가 단단한 고체 케이크, 즉 입자와 액체 분리조제의 중질상에 접선 절단력을 제공하는 일종의 절단 삽입부로서 작용할 수 있다. 이러한 절단 효과는 단단한 연마 케이크를 느슨하게 하여 이것의 배출을 더 쉽게 할 뿐만 아니라 컨베이어 플라이트를 덜 해롭게 할 것이다. 일반적으로, 내마모성 요소는 컨베이어 플라이트보다 더 단단한 임의의 물질로 만들어질 수 있다. 그러나, 분리탱크 (270)의 내벽 상에 단단한 고체 케이크를 남기는 액체 혼합물의 고속 분리에서는, 내마모성 요소는 또한 단단한 고체 케이크보다 더 단단한 물질로 만들어져야 한다. 상기 내마모성 요소는 임의의 적합한 내마모성 물질, 예컨대 산화물 또는 비-산화물 세라믹, 금속, 다이아몬드 또는 임의의 복합 물질 또는 그의 조합으로써 만들어질 수 있다.Since the
바람직하게는, 스크류 컨베이어 (280)는 스테인리스스틸로 이루어지되, 표면은 내마모성 코팅, 예컨대 멜라민 수지로 코팅된 형태로 구비될 수 있다. 상기 2상분리기 (200)에서 입상물질이 분리된 액상물질인 오일은 제2-1 노즐 (201)을 통하여 여과부 (300)로 전달되고, 상기 입상물질은 상기 제2-1 노즐 (201)과 별도록 구비되는 제2-2 노즐 (202)를 통하여 배출될 수 있다.Preferably, the
상기 여과부 (300)는 상기 2상분리기 (200)에서 배출되는 액상물질이 통과하도록 내부가 빈 관형으로 구비되되 순차적으로 전단부 (310), 시브 (320) 및 후단부 (330)로 이루어질 수 있다. 상기 전단부 (310)와 후단부 (320)는 원뿔대형으로 이루어지고, 상기 시브 (320)는 스테인리스 스틸로 이루어진 망상형의 플레이트로 이루어질 수 있다. The
상기 전단부 (310)의 입구와 후단부 (330)의 출구는 동일한 면적으로 이루어지되, 상기 시브 (320)는 상기 전단부 (310)의 입구 및 후단부 (330)의 출구의 면적에 대해서 30% 내지 50%로 이루어질 수 있다. The
상기 시브 (320)의 면적이 30% 미만이면 시브 (320)에서의 속도 감소에 의하여 부하가 생길 수 있고, 50% 초과이면 상기 시브 (320)에서의 입상물질의 분리가 충분하게 수행되지 않을 수 있다.If the area of the
상기 시브 (320)는 망상형태로 구비될 수 있으며, 상기 여과부 (300)를 통과하는 액상물질 중에 잔류한 이물질을 가로막아 분리시킬 수 있다. 상기 시브 (320)는 체눈의 크기가 60㎛ 내지 80㎛일 수 있으며, 스테인리스 스틸로 이루어지되 표면에 카본 코팅된 형태일 수 있다.The
상기 시브 (320)에서 체눈의 크기가 60㎛ 미만이면 점도가 높은 오일의 형태인 액상물질의 통과 속도가 어려워 문제되고, 80㎛ 초과이면 잔류한 이물질을 분리하기 어렵다. 또한, 상기 시브 (320)의 표면에는 카본으로 코팅되어 있고, 상기 카본은 상기 시브 (320)의 내마모성을 향상시키면서 동시에 상기 액상물질 중 포함된 이물질을 흡착할 수 있다.If the size of the sieve in the
상기 전단부 (310)의 내면에는 상기 액상물질의 흐름을 가이드하고 상기 입상물질의 응집을 해체하도록 상기 전단부에서 상기 액상물질의 흐름을 따라 구비되는 복수개의 디포머 (311)가 구비될 수 있다. 상기 전단부 (310)에는 상기 시브 (320)와 인접한 부분에 상기 입상물질을 외부로 배출시키는 배출구 (302)가 구비될 수 있다.The inner surface of the
상기 디포머 (311)는 칼날과 같이 구비되어 상기 전단부 (310)의 내면에서 액상물질의 흐름을 가이드함과 동시에 상기 전단부 (310)의 내면에서의 마찰력을 감소시키고 입상물질의 응집을 해체시킬 수 있다. 또한, 상기 여과부 (300)에는 배출구 (302)가 구비됨으로써, 상기 시브 (320)에 의하여 분리된 입상물질을 배출 시킬 수 있다. 상기 여과부 (300)를 통과한 액상물질은 제3 노즐 (301)을 통하여 반응조 (400)로 전달된다.The
상기 반응조 (400)는 일방향으로 연장되는 원통형으로 상기 여과부 (400)에서 전달받은 액상물질이 유입되는 반응탱크 (410)과, 상기 반응탱크 (410) 내부에 구비되어 상기 액상물질을 45~55cm/s 속도로 회전하면서 상기 액상물질을 교반하는 스크류교반기 (420)로 이루어질 수 있다.The
상기 스크류교반기 (420)는 상기 반응탱크 (410)의 일단에서 타단으로 연장되는 샤프트 (421)와 상기 샤프트 (421)에 연결되어 구비되는 헬리컬블레이드 (422)로 이루어진다.The
상기 반응탱크 (410)의 내부에서 상부 및 하부에는 각각 상기 헬리컬블레이드 (422) 사이에 구비되도록 연장되는 복수개의 가열리브 (411)가 구비되며, 상기 가열리브 (411)의 내부에는 상기 반응탱크 (410)의 내부로 열을 공급하도록 열선 (412)이 구비될 수 있다.A plurality of
상기 반응조 (400) 내에서는 상기 폐윤활유 중 입상물질이 분리되고 나머지 수분을 포함하는 액상물질에서 물을 분리할 수 있다. 상기 반응조 (400)에서는 소정의 유속으로 한방향으로 교반함으로써, 상기 액상물질 중 오을을 응집시킬 수 있다. 상기 반응조 (400)에서의 상기 소정의 유속은 45~55cm/s으로 한 방향으로 교반하는 것이 바람직하다. 교반 속도가 45cm/s 이하인 경우, 15μ 이하의 오일 방울은 물에 남게 된다. 또한, 교반 속도가 55 cm/s 초과인 경우, 응집화 과정을 방해하여 응집된 오일방울(Oil Seed)의 크기가 5mm이상 커지지 않는다.In the
상기 반응조 (400) 내부에는 상기 액상물질에 열을 전달하는 가열리브 (411)가 구비될 수 있다. 상기 반응탱크 (410)에서 회전하는 스크류교반기 (420)의 회전에 의하여 상기 헬리컬블레이드 (422)와 접촉하는 액상물질은 마찰에 의한 열에 의하여 일부 온도가 상승한다. 반면, 상기 헬리컬블레이드 (422)와 접촉하지 않는 부분은 마찰에 의한 영향을 받지 않아 온도가 불균일해져 이에 의하여 오일방울의 응집이 영역별로 차이가 발생할 수 있다. 반면, 본 실시예에 따른 반응조 (400)에는 상기 헐리컬블레이드 (422) 사이 가열리브 (411)가 구비되고, 상기 가열리브 (411)의 내부에 구비되는 열선 (412)에 의하여 상기 액상물질로 미열을 공급함으로써, 상기 헐리컬블레이드 (422)와 접촉하는 부분과 그 외의 부분이 온도가 차이가 나지 않도록 제어할 수 있다.In the
상기 반응탱크 (410)에서 상기 여과부 (300)를 통하여 전달받은 액상물질은 제3 노즐 (301)을 통하여 유입되고, 상기 반응탱크 (410)에서 응집된 오일방울을 포함하는 액상물질은 제4 노즐 (401)을 통하여 유출될 수 있다. 상기 제3 노즐 (301)은 상기 반응탱크 (410)의 일측 하단에 인접하게 구비되고, 상기 제4 노즐 (401)은 상기 방응탱크 (410)의 타측 상단에 인접하게 구비될 수 있다. 상기 제3 노즐 (301)과 제4 노즐 (401)의 위상 차이에 의하여 후속하는 분리조 (500) 내에서의 오일과 물의 분리가 보다 용이하게 수행되도록 할 수 있다.The liquid material transferred from the
상기 분리조 (500)에서는 상기 반응조 (400)의 제4 노즐 (410)을 통하여 전달받은 옹일방울이 응집된 액상물질을 정체시켜 물과 오일을 분리할 수 있다. 상기 분리조 (500) 내부의 온도는 30℃를 유지하도록 구비되고, 상기 분리조 (500)에서 20시간 동안 유지시킴으로써, 상기 물과 오일을 효과적으로 분리할 수 있다.In the
별법으로, 상기 분리조 (500)에서 분리된 오일이나 에멀젼 상태의 오일(아직 응집화단계에 있는 오일)은 다시 상기 반응조 (400)에 공급되어 응집화를 빠르게 진행시킨다. 상기 반응조 (400)에 공급되는 상기 분리된 오일이나 응집상태의 오일은 상기 반응탱크 (410) 내에 구비되는 액상물질의 부피에 대해 32~35%로 첨가할 수 있다.Alternatively, the oil or the oil in the emulsion state (oil in the agglomeration stage) separated in the
상기 반응조 (400)로 재 공급되는 분리된 오일은 상기 반응조 (400) 내에서 오일방울의 시드 (seed)로 작용할 수 있는데, 상기 부피비가 전술한 범위로 첨가되어야 상기 오일방울이 소정의 크기로 형성되어 균일한 크기로 오일이 효율적으로 응집될 수 있다.The separated oil supplied to the
상기 분리조 (500)에서 분리된 하부의 물은 제5-1 노즐 (501)을 통하여 화학반응조 (600)로 전달되고, 분리된 오일은 제5-2 노즐 (502)를 통하여 오일 저장조 (700)로 전달될 수 있다. The lower water separated in the
상기 화학반응조 (600)에서는 상기 분리조 (500)의 제5-1 노즐 (501)을 통하여 전달받은 물 중에 알칼리를 첨가하고 산도를 조정 및 교반함으로써 정화된 물을 생성할 수 있다. 상기 화학반응조 (600)는 상온에서 상기 물의 산도를 pH 6.8 내지 7.3로 제어할 수 있다.In the
상기 오일 저장조 (700)는 상기 오일을 저장하는 저장탱크 (710)와, 상기 저장탱크 (710)의 외면에 구비되어 상기 오일에 열을 가하는 제1 히팅자켓 (720)으로 이루어질 수 있다. 상기 오일 보충조 (800)는 상기 신규한 수용성 윤활유을 저장하는 보충탱크 (810)와, 상기 보충탱크 (810)의 외면에 구비되어 상기 신규한 수용성 윤활유에 열을 가하는 제2 히팅자켓 (820)으로 이루어질 수 있다. The
상기 제2 히팅자켓 (820)의 온도는 상기 제1 히팅자켓 (720)의 온도보다 높게 구비될 수 있다. 상기 오일 저장조 (700)에서의 오일의 온도는 70℃ 내지 80℃이고, 상기 오일 보충조 (800)에서의 신규한 수용성 윤활유의 온도는 82℃ 내지 85℃일 수 있다. 상기 오일 보충조 (800)에 구비되는 신규한 수용성 윤활유의 온도를 보다 높게 유지시킴으로써 상기 오일 저장조 (700)의 재활용하는 오일과의 관계에서 추후 혼합하여 형성된 오일의 품질을 보다 향상되도록 할 수 있다.The temperature of the
상기 오일 저장조 (700)의 오일은 제7 노즐 (701)을 통하여 에이징조 (900)로 전달되고, 상기 오일 보층조 (800)의 신규한 수용성 윤활유는 제8 노즐 (801)을 통하여 에이징조 (900)로 전달된다.The oil of the
상기 에이징조 (900) 내부에는 상기 오일 및 신규한 수용성 윤활유를 혼합하도록 구비되는 교반부 (910)가 구비되고 상기 에이징조 (900)의 바닥면에는 상기 에이징조 (900) 내부로 열을 공급하는 바텀히터 (940)가 구비될 수 있다. 상기 에이징조 (900)의 상부와 연결되어 상기 에이징조 (900) 내부로 첨가제를 전달하는 첨가제호퍼 (920) 및 상기 에이징조 (900) 내부로 질소가스를 투입하는 제2 질소가스탱크 (930)가 더 포함될 수 있다. The aging
상기 교반부 (910)는 상기 에이징조 (900) 상부에서 일단 (910a)이 상기 첨가제호퍼 (920)와 연결되어 내부가 비어있는 관형태로 회전하는 샤프트 (911)와 상기 샤프트의 타단 (910b)에서 연결되는 복수개의 임팰러 (912)로 구비된다. 상기 샤프트 (911)의 일단 (910a) 및 타단 (910a)은 개구되되 상기 샤프트의 일단 (910a)으로 상기 첨가제호퍼 (920) 내에 구비되는 첨가제가 유입되어 상기 샤프트의 타단 (910b)으로 상기 첨가제가 상기 에이징조 (900) 내부로 투입된다.The agitating
상기 첨가제는 상기 샤프트 (911)의 내부를 통하여 유입되어 회전하는 샤프트 (911)에 의하여 상기 에이징조 (900)의 내부에서 전체적으로 균일하게 투입될 수 있다. 또한, 상기 에이징조 (900)의 하부측에서는 질소가스가 유입됨으로써 상기 첨가제와 상기 오일 및 신규한 수용성 윤활제의 혼합이 보다 균일하도록 할 수 있다.The additive may be uniformly injected into the aging
상기 첨가제호퍼 (920) 내에서는 수용성 윤활제의 첨가제, 예컨대 광택제, 녹방지제, 유화제 등이 구비될 수 있으며, 상기 수용성 윤활제의 부가적인 성능을 향상시키기 위한 물질로 이루어질 수 있다.In the
상기 첨가제호퍼 (920)와 상기 샤프트 (911)가 연결되는 부분에는 상기 첨가제의 유입을 제어하도록 밸브 (921)가 구비되고, 상기 첨가제호퍼 (920) 내에서 상기 첨가제의 양을 측정하는 센서 (922)가 구비되며, 상기 센서 (922)와 상기 밸브 (921)는 제어부 (1000)와 연결될 수 있다.A
상기 제어부 (1000)는 상기 센서 (922)에 의하여 측정된 첨가제의 양에 의하여 상기 밸브 (921)의 온/오프를 제어하여 상기 에이징조 (900)로 전달되는 첨가제의 양을 제어할 수 있다.The controller 1000 can control the amount of the additive transferred to the aging
상기 에이징조 (900)에서 상기 오일은 20중량% 내지 25중량%이고, 상기 신규한 수용성 윤활유는 75중량% 내지 80중량%일 수 있다. 상기 에이징조 (900)에서는 최종 수용성 윤활유가 제조되는데, 상기 폐윤활유를 정제하여 제조된 오일과 신규한 수용성 윤활유의 함량비가 전술한 범위로 포함되어야, 제조된 최종 수용성 윤활유가 상기 신규한 수용성 윤활유에 대응되는 특성을 가질 수 있다.In the aging
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.
10 : 수용성 윤활유의 제조장치
100 : 전처리조
200 : 2상분리기
300 : 여과부
400 : 반응조
500 : 분리조
600 : 화학반응조
700 : 오일 저장조
800 : 오일 보충조
900 : 에이징조10: Manufacturing apparatus for water-soluble lubricant
100: Pretreatment tank
200: Two phase separator
300:
400: Reactor
500: separator
600: chemical reaction tank
700: Oil storage tank
800: Oil replenishing tank
900: Aging tank
Claims (9)
상기 폐윤활유를 전처리조에서 저장하여 전처리하는 전처리단계;
상기 전처리조에서 폐윤활유를 2상분리기로 이송받고, 상기 2상분리기에서 교반시켜 입상물질과 액상물질을 분리하는 2상분리단계;
상기 2상분리기에서 배출되는 액상물질이 통과하고 입상물질을 차단하는 시브가 구비되는 관형의 여과부를 통과시키는 여과단계;
상기 여과부에서 상기 액상물질을 반응조로 전달받고, 상기 반응조에서 스크류교반기로 교반시켜 상기 수용성 폐윤활유 중의 오일을 응집시키는 반응단계;
상기 반응조로부터 응집된 오일을 분리조로 이송받아 정체시켜 물과 오일을 분리하는 분리단계;
상기 분리조에서 분리된 하부의 물을 화학반응조로 이송받으며, 상기 화학반응조 내에서 알카리를 첨가받아 상온에서 상기 물이 pH 6.8 내지 7.3로 산도가 조정된 상태에서 이송된 물을 교반시켜 정화된 물로 생성하는 화학반응단계;
상기 분리조에서 분리된 상부의 오일을 오일 저장조에서 저장하는 오일 저장단계;
상기 오일 저장조에 인접하게 구비되어 사용하지 않은 신규한 수용성 윤활유을 오일 보충조에서 저장하는 오일 보충단계; 및
상기 오일 저장조에서 전달받은 오일과 상기 오일 보충조에서 전달받은 신규한 수용성 윤활유를 에이징조에서 혼합하여 에이징시키는 에이징단계;를 포함하고,
상기 전처리단계에서 상기 전처리조는 상기 폐윤활유가 구비되는 전처리탱크와 상기 전처리탱크의 외면에 구비되어 상기 전처리탱크로 열을 공급하여 상기 폐윤활유의 온도를 30℃ 내지 45℃로 유지시키는 히팅자켓 및 상기 전처리탱크의 내부로 질소가스를 주입하는 제1 질소가스탱크로 이루어지고,
상기 오일 저장단계에서의 오일의 온도는 70℃ 내지 80℃이고, 상기 오일 보충단계에서의 오일의 온도는 82℃ 내지 85℃이며,
상기 에이징단계에서 상기 에이징조에서 상기 오일은 20중량% 내지 25중량%이고, 상기 신규한 수용성 윤활유는 75중량% 내지 80중량%이며,
상기 전처리단계에서 상기 폐윤활유는 상기 전처리탱크 내에 수납되어 40℃의 온도로 1일 동안 에이징되는 폐윤활유를 이용한 친환경 수용성 윤활유의 제조방법.A method for producing a water-soluble lubricant using a particulate material as a contaminant and a waste lubricating oil having moisture,
A pretreatment step of storing the waste lubricating oil in a pretreatment tank and pretreating the waste lubricating oil;
A two-phase separation step of separating the particulate matter and the liquid matter from the waste oil by transferring the waste lubricating oil to the two-phase separator in the pretreatment tank and stirring the oil in the two-phase separator;
A filtration step of passing a tubular filtration part through which a liquid material discharged from the two-phase separator passes and a sheave for blocking particulate matter;
A reaction step of receiving the liquid material from the filtration unit into the reaction tank and agitating the oil in the water-soluble waste lubricating oil by a screw agitator in the reaction tank;
A separation step of separating water and oil by transferring the agglomerated oil from the reaction tank to a separation tank to be stagnant;
The lower water separated from the separation tank is transferred to the chemical reaction tank, the alkali water is added to the chemical reaction tank, the water is stirred at a pH of 6.8 to 7.3 at room temperature and the transferred water is stirred, A chemical reaction step to produce;
An oil storage step of storing the upper oil separated in the separation tank in an oil reservoir;
An oil replenishing step of storing new unused water-soluble lubricant oil in the oil replenishing tank provided adjacent to the oil reservoir; And
And an aging step of mixing the oil transferred from the oil reservoir and the new water-soluble lubricant delivered from the oil replenishing tank in an aging tank,
Wherein the pre-treatment tank is provided with a pretreatment tank provided with the waste lubricating oil and a heating jacket provided on an outer surface of the pretreatment tank to supply heat to the pretreatment tank to maintain the temperature of the waste lubricating oil at 30 ° C to 45 ° C, And a first nitrogen gas tank for injecting nitrogen gas into the interior of the pretreatment tank,
The temperature of the oil in the oil storing step is 70 to 80 DEG C, the temperature of the oil in the oil replenishing step is 82 to 85 DEG C,
Wherein the oil in the aging tank in the aging step is 20 wt% to 25 wt%, the new water-soluble lubricant oil is 75 wt% to 80 wt%
Wherein the waste lubricating oil is stored in the pretreatment tank and aged at a temperature of 40 DEG C for one day in the pretreatment step.
상기 전처리단계에서, 상기 전처리조는 전처리탱크를 통하여 상기 폐윤활유를 수납하고 1일 동안 상기 폐윤활유를 상기 전처리탱크 내에 유지시키고,
상기 전처리탱크 중에 수납된 폐윤활유는 상기 제1 질소가스탱크로부터 주입되는 질소가스에 의하여 폐윤활유의 산화 및 변질을 방지하고, 상기 히팅자켓에 의하여 30℃ 내지 45℃로 유지되는 친환경 수용성 윤활유의 제조방법.The method according to claim 1,
In the pretreatment step, the pretreatment tank receives the waste lubricating oil through a pretreatment tank, holds the waste lubricating oil in the pretreatment tank for one day,
The waste lubricating oil stored in the pretreatment tank prevents oxidation and deterioration of the waste lubricating oil by the nitrogen gas injected from the first nitrogen gas tank, and the production of environmentally friendly water-soluble lubricating oil maintained at 30 ° C to 45 ° C by the heating jacket Way.
상기 2상분리단계에서, 상기 2상분리기는 수직회전축을 중심으로 회전하도록 구비되어 오염물인 입상물질을 상기 폐윤활유 중에 분리하여 배출시키는 분리탱크와, 상기 수직회전축을 중심으로 회전하되 상기 분리탱크의 내부에서 상기 분리탱크와 다른 속도로 회전하는 스크류 컨베이어를 포함하고,
상기 분리탱크는 원통형인 상부부분 및 원뿔형인 하부부분으로 구비되고, 상기 상부부분과 하부부분은 상기 분리탱크 내에 구비되는 스크류 컨베이어에 의하여 서로 연결되며,
상기 분리탱크의 상부부분의 외면에는 상기 분리탱크의 상부부분으로 이송받는 폐윤활유의 온도를 30℃ 내지 45℃로 유지시키도록 히터가 구비되며,
상기 히터는 분리탱크의 상부부분에서 수납된 폐윤활유의 온도를 40℃로 유지하는 친환경 수용성 윤활유의 제조방법.The method according to claim 1,
The two-phase separator includes a separation tank provided to rotate around a vertical rotation axis to separate particulate matter, which is a contaminant, into waste lubricant oil and discharge the separated particulate matter, and a centrifugal separator arranged to rotate around the vertical rotation axis, And a screw conveyor rotating at a speed different from that of the separation tank,
Wherein the separation tank is provided with a cylindrical upper portion and a conical lower portion, the upper portion and the lower portion being connected to each other by a screw conveyor provided in the separation tank,
A heater is provided on the outer surface of the upper portion of the separation tank to maintain the temperature of the waste lubricating oil transferred to the upper portion of the separation tank at 30 ° C to 45 ° C,
Wherein the heater maintains the temperature of the waste lubricating oil stored in the upper portion of the separation tank at 40 占 폚.
상기 전처리단계는, 상기 전처리조에서 이송받은 폐윤활유는 회전하는 상기 분리탱크의 상부로 투입되되 자성나노입자와 함께 투입되고, 상기 분리탱크 내에서 발생하는 원심력에 의하여 상기 입상물질과 상기 자성나노입자는 오일인 액상물질에서 분리되며,
상기 액상물질은 상기 여과부로 전달되고, 상기 입상물질과 자성나노입자는 상기 액상물질과는 별도의 출구를 통하여 배출되고,
상기 자성나노입자는 상기 액상물질에 불용성의 물질로 상기 입상물질과 표면화학결합을 통하여 상기 입자와 결합하도록 표면에 암모늄기를 포함하는 리간드가 결합된 친환경 수용성 윤활유의 제조방법.The method of claim 3,
In the pretreatment step, the waste lubricating oil transferred from the pretreatment tank is introduced into the upper part of the separating tank rotating with the magnetic nanoparticles, and the centrifugal force generated in the separation tank causes the particulate matter and the magnetic nanoparticles Is separated from the liquid material, which is oil,
The liquid material is delivered to the filtration unit, and the granular material and the magnetic nanoparticles are discharged through an outlet separate from the liquid material,
Wherein the magnetic nanoparticles are insoluble in the liquid material and are bound to the surface through a surface chemical bonding with the particulate material, so that a ligand containing an ammonium group is bonded to the surface.
상기 여과단계에서, 상기 여과부는 상기 2상분리기에서 배출되는 액상물질이 통과하도록 내부가 빈 관형으로 구비되되 순차적으로 전단부, 시브 및 후단부로 이루어지고,
상기 전단부와 후단부는 원뿔대형으로 이루어지고, 상기 시브는 스테인리스 스틸로 이루어진 망상형의 플레이트로 이루어지며,
상기 전단부의 입구와 후단부의 출구는 동일한 면적으로 이루어지되, 상기 시브는 상기 전단부의 입구 및 후단부의 출구의 면적에 대해서 30% 내지 50%로 이루어지며,
상기 전단부의 내면에는 상기 액상물질의 흐름을 가이드하고 상기 입상물질의 응집을 해체하도록 상기 전단부에서 상기 액상물질의 흐름을 따라 구비되는 복수개의 디포머가 구비되고,
상기 전단부에는 상기 시브와 인접한 부분에 상기 입상물질을 외부로 배출시키는 배출구가 구비되는 친환경 수용성 윤활유의 제조방법.The method according to claim 1,
In the filtration step, the filtration part includes a front end, a sheave, and a rear end, the inside of which has a hollow tubular shape so that the liquid material discharged from the two-phase separator can pass therethrough,
Wherein the front end portion and the rear end portion are conical in shape and the sheave is made of a stainless steel mesh-like plate,
Wherein the sheave has an area equal to the area of the inlet and the area of the outlet of the rear end of the front end, and the sheave has an area of 30% to 50%
And a plurality of deformers provided on the inner surface of the front end portion along the flow of the liquid material at the front end so as to guide the flow of the liquid material and disaggregate the granular material,
Wherein the front end portion is provided with a discharge port for discharging the particulate matter to the outside at a portion adjacent to the sheave.
상기 반응단계에서, 상기 반응조는 일방향으로 연장되는 원통형으로 상기 여과부에서 전달받은 액상물질이 유입되는 반응탱크와, 상기 반응탱크 내부에 구비되어 상기 액상물질을 45~55cm/s 속도로 회전하면서 상기 액상물질을 교반하는 스크류교반기로 이루어지고,
상기 스크류교반기는 상기 반응탱크의 일단에서 타단으로 연장되는 샤프트와 상기 샤프트에 연결되어 구비되는 헬리컬블레이드로 이루어지고,
상기 반응탱크의 내부에서 상부 및 하부에는 각각 상기 헬리컬블레이드 사이에 구비되도록 연장되는 복수개의 가열리브가 구비되며, 상기 가열리브의 내부에는 상기 반응탱크의 내부로 열을 공급하도록 열선이 구비되는 친환경 수용성 윤활유의 제조방법.The method according to claim 1,
In the reaction step, the reaction tank has a cylindrical shape extending in one direction and into which a liquid material transferred from the filtration unit flows. The reaction tank is provided inside the reaction tank, and the liquid material is rotated at a speed of 45 to 55 cm / And a screw stirrer for stirring the liquid material,
Wherein the screw agitator comprises a shaft extending from one end of the reaction tank to the other end and a helical blade connected to the shaft,
A plurality of heating ribs extending from the inside of the reaction tank to extend between the helical blades are provided at upper and lower portions of the reaction tank, and an eco-friendly water-soluble lubricant oil ≪ / RTI >
상기 분리단계에서, 상기 분리조에서는 상기 반응조의 제4 노즐을 통하여 전달받은 오일방울이 응집된 액상물질을 정체시키되, 상기 분리조 내부의 온도는 30℃를 유지하도록 구비되고, 상기 분리조에서 20시간 동안 유지시켜 상기 물과 오일을 분리하며,
상기 분리조에서 분리된 오일을 상기 반응조로 재공급시키는 단계를 더 포함하고, 재공급하는 분리된 오일은 반응탱크 내에 구비되는 액상물질의 부피에 대해서 32~35%인 친환경 수용성 윤활유의 제조방법.The method according to claim 1,
In the separating step, the liquid droplets aggregated by the oil droplets transferred through the fourth nozzle of the reaction tank are stagnated, the temperature in the separating tank is maintained at 30 ° C, To separate the water and the oil,
Further comprising the step of re-supplying the oil separated in the separating tank to the reaction tank, wherein the separated oil to be re-supplied is 32 to 35% of the volume of the liquid substance contained in the reaction tank.
상기 에이징단계에서, 상기 에이징조 내부에는 상기 오일 및 신규한 수용성 윤활유를 혼합하도록 구비되는 교반부가 구비되고 상기 에이징조의 바닥면에는 상기 에이징조 내부로 열을 공급하는 바텀히터가 구비되며,
상기 에이징조의 상부와 연결되어 상기 에이징조 내부로 첨가제를 전달하는 첨가제호퍼 및 상기 에이징조 내부로 질소가스를 투입하는 제2 질소가스탱크가 더 포함되고,
상기 교반부는 상기 에이징조 상부에서 일단이 상기 첨가제호퍼와 연결되어 내부가 비어있는 관형태로 회전하는 샤프트와 상기 샤프트의 타단에서 연결되는 복수개의 임팰러로 구비되고,
상기 샤프트의 일단 및 타단은 개구되되 상기 샤프트의 일단으로 상기 첨가제호퍼 내에 구비되는 첨가제가 유입되어 상기 샤프트의 타단으로 상기 첨가제가 상기 에이징조 내부로 투입되며,
상기 첨가제호퍼와 상기 샤프트가 연결되는 부분에는 상기 첨가제의 유입을 제어하도록 밸브가 구비되고, 상기 첨가제호퍼 내에서 상기 첨가제의 양을 측정하는 센서가 구비되며, 상기 센서와 상기 밸브는 제어부와 연결되고,
상기 제어부는 상기 센서에 의하여 측정된 첨가제의 양에 의하여 상기 밸브의 온/오프를 제어하여 상기 에이징조로 전달되는 첨가제의 양을 제어하는 친환경 수용성 윤활유의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the aging tank is provided with an agitating part provided in the aging tank for mixing the oil and the new water-soluble lubricant oil, and a bottom heater for supplying heat to the inside of the aging tank is provided on the bottom surface of the aging tank,
An additive hopper connected to an upper portion of the aging tank to deliver the additive into the aging tank, and a second nitrogen gas tank for introducing nitrogen gas into the aging tank,
Wherein the agitating part is provided with a shaft having one end connected to the additive hopper at the upper part of the aging tank and rotating in the form of an empty tube, and a plurality of impellers connected at the other end of the shaft,
Wherein one end and the other end of the shaft are open, and an additive provided in the additive hopper flows into one end of the shaft, the additive is introduced into the aging tank at the other end of the shaft,
A valve is provided at a portion where the additive hopper and the shaft are connected to control the flow of the additive, and a sensor for measuring an amount of the additive in the additive hopper is provided, and the sensor and the valve are connected to the controller ,
Wherein the control unit controls the amount of the additive transferred to the aging tank by controlling the on / off of the valve according to the amount of the additive measured by the sensor.
상기 오일 저장조는 상기 오일을 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크의 외면에 구비되어 상기 오일에 열을 가하는 제1 히팅자켓으로 이루어지고,
상기 오일 보충조는 상기 신규한 수용성 윤활유을 저장하는 보충탱크와, 상기 보충탱크의 외면에 구비되어 상기 신규한 수용성 윤활유에 열을 가하는 제2 히팅자켓으로 이루어지며,
상기 제2 히팅자켓의 온도는 상기 제1 히팅자켓의 온도보다 높게 구비되되, 상기 오일 저장단계에서의 오일의 온도는 70℃ 내지 80℃이고, 상기 오일 보충단계에서의 오일의 온도는 82℃ 내지 85℃인 친환경 수용성 윤활유의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the oil reservoir comprises a storage tank for storing the oil and a first heating jacket provided on the outer surface of the storage tank for applying heat to the oil,
Wherein the oil replenishing tank comprises a replenishing tank for storing the new water-soluble lubricant oil, and a second heating jacket provided on the outer surface of the replenishing tank for applying heat to the new water-
Wherein the temperature of the second heating jacket is higher than the temperature of the first heating jacket, the temperature of the oil in the oil storing step is 70 ° C to 80 ° C, the temperature of the oil in the oil replenishing step is 82 ° C 85 < 0 > C.
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CN114130242A (en) * | 2021-11-08 | 2022-03-04 | 赣州澳丽尔化妆品有限公司 | Homogeneity mixing system is used in biological fermentation preparation of cosmetics |
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