KR102221961B1 - 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치 및 그 스마트 운전방법 - Google Patents

원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치 및 그 스마트 운전방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치 및 그 스마트 운전방법에 관한 것으로, 슬러리탱크(100)와; 슬러리배출 유량 조절용 밸브(110)와; 거리변화 억세스 제어기[120; (DCAC; Distance Change Access Controller)]와; 원심분리 여과기(130)와; 다수의 여액받이통(140, 150)과; 투명도 및 흐름감지기(160)와; 여액 순환루트(170)와; 여액 순환펌프(180)와; 여액 순환용 밸브(190)와; 여액받이 스위칭 제어기(200)와; 레벨스위치(210) 및; 경보기(220)로 구성되어 무인 운전체계와 슬러리의 특성에 따른 운전자료를 데이터화 하여 설비의 설계기준에 사용하기 위한 스마트 타입(Smart Type) 원심분리 여과기의 적절한 현장운전상태를 모니터링 하고 결정하게 하는 소프트웨어(Soft Ware)를 도입하는 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 처리장치 및 그 슬러리 처리장치의 스마트 운전방법으로, 원심분리기의 중앙의 비회전 고정부로부터 여과포에 원심력으로 형성되는 슬러리벽 까지의 연속적인 거리 측정자료로 연속적인 단위시간당 거리(R) 변화의 자료를 활용하여 스마트(Smart) 운전으로 슬러리 처리를 무인 자동화 하는 유익한 발명이다.

Description

원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치 및 그 스마트 운전방법{A slurry solid-liquid separation processing apparatus utilizing data obtained by measuring the distance between the center axis of the centrifugal filter and the slurry liquid wall by noncontact type and smart operation method thereof}
본 발명은 슬러리를 처리하는 장치 및 그 운전방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 여과포를 사용하며, 원통식 고속회전 원심분리 여과기의 운전을 무인화 하기 위해 여액 및 케익의 품질유지와 운전효율을 증대시키고, 무인 운전체계와 슬러리의 특성에 따른 운전자료를 데이터화 하여 설비의 설계기준에 사용하기 위한 스마트 타입(Smart Type) 원심분리 여과기의 적절한 현장운전상태를 모니터링 하고 결정하게 하는 소프트웨어(Soft Ware)를 도입하는 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치 및 그 스마트 운전방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 액체 속에 현탁되어 있는 크고, 작은 고형물에서 탈리액(脫離液)을 분리하여 남는 것을 슬러지라고 하며, 상기한 슬러지 중에 축산분뇨 슬러지는 일정한 양의 수분을 제거하고 남은 고형물은 비료 등으로 다양하게 사용하고 있는데, 대부분은 1차 침전방식으로 처리하고, 2차 슬러지 분리기를 이용하여 처리하고있다.
상기 2차 처리하는 슬러지 분리기는 액체 속에 현탁되어 있는 크고, 작은 고형물을 90% 이상 회수를 위한 것으로 크게 수평축형과 수직축형 디스크형, 스크류형으로 구분할 수 있다.
종래 상기와 같은 종류의 슬러지 분리기들 중에 수직축형 슬러지 원심분리기는 회전드럼의 내부 상측에 슬러지를 제거하기 위한 스크레이퍼가 설치되어 있다가 회전드럼의 내벽에 슬러지가 많이 쌓이게 되면 스크레이퍼가 실린더에 의해서 하강하면서 슬러지를 회전드럼의 내벽으로부터 분리하여 회전드럼의 하부로 배출되도록 구성된 것이 있다.
이러한 구성을 가진 슬러지 분리기는 스크레이퍼가 회전드럼의 내부에 항상 대기하고 있기 때문에 슬러지가 달라붙게 되는 단점이 있고, 스크레이퍼를 회전시키면서 하강시키는 구조, 즉 두 개의 스크레이퍼를 동시에 하강시키기 위한 축수장치가 주축내부에 이중축으로 형성되어 있고, 배출 동작 초기에 스크레이퍼 기구에 강한 부하가 걸리도록 하기 위하여 스크레이퍼 기구가 대형화되어 슬러지 원심분리기의 높이가 높게 형성될 수밖에 없으므로 슬러지 원심분리기를 소형화시키는데 한계가 있었다.
또한, 스크레이퍼에 슬러지가 달라 붙어 떨어지지 않고 슬러지가 붙어 있는 상태에서 회전드럼이 회전시 균형이 맞지 않아서 떨림 현상이 발생되고, 떨림 현상이 지속되고 심하게 되면 기계의 고장 원인이 되어 가동을 할 수 없는 등 구조적으로 많은 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자 개발한 기술로서, 특허 제1035954호의 "슬러지 원심분리기"가 등록특허공보에 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).
상기 특허 제1035954호의 "슬러지 원심분리기"는 도 1에 도시한 바와 같이 액체 속에 현탁된 크고,작은 고형물을 액체와 분리하기 위한 회전드럼(1)의 드럼축(2)에 풀리(3)를 고정하고 모터에 의해서 회전하는 모터축(4)에 고정된 풀리(5)와 벨트(6)로 연결하여 구성된 슬러지 원심분리기에 있어서, 상기 회전드럼(1)을 저속으로 구동시키기 위하여 드럼축(2)에 대형기어(10)가 고정되고, 감속모터(11)에 의해서 회전하는 스플라인축(12)에 소형 클러치기어(13)가 결합되어 실린더(15) 및 작동로드(14)에 의해서 소형 클러치기어(13)가 대형기어(10)와 연결 또는 분리되게 구성되며, 상기 회전드럼(1)의 내부에는 슬러지를 제거하기 위한 스크레이퍼(20)의 지지대(21)가 베이스 프레임(22)에 설치되어 스크레이퍼(20)가 회전드럼의 내벽에 밀착 또는 분리되게 실린더(24)에 의해서 작동하는 아암(23)과 연결된 구성으로 이루어져 고형물에서 탈리액을 분리하기 위하여 회전드럼을 고속으로 회전시키는 구성과 회전드럼의 내벽에 쌓여 있는 슬러지를 분리하기 위하여 저속으로 회전시키는 구성을 분리하여 수평상태로 구성하였기 때문에 슬러지 원심분리기의 소형화와 유지관리 비용을 절감시키는 특징이 있었디.
그러나 상기한 특허 제1035954호의 "슬러지 원심분리기"는 액체 속에 현탁된 크고,작은 고형일 슬러리를 슬러지로 용이하게 원심분리하여 여과할 수 있지만, 원심분리 상태나 여과 상태를 실시간 확인할 수 없는 문제점이 있었다.
또한 현재까지 슬러리를 처리하는 원심분리기로 개발되어 있는 대부분의 원심분리기에는 슬러리 처리에 기계식 오버플로우(Over Flow) 예방장치만을 운전안전장치로 구비한 상업용 여과기가 사용되고 있지만, 여과사항 모니터링이 불가능하여 슬러리의 특성연관, 케이크(Cake)의 빌드업(Buildup) 정도, 여과 속도 변화 등 관련자료를 축적하여 운전방법을 결정하지 못하며, 원활한 운전을 위하여 1인 1 여과기 관리 체제에서 벗어나지 못하여 원심분리 여과기의 운전을 자동화하지 못하는 실정이다.
특허문헌 1 : 특허 제1035954호 등록특허공보
본 발명은 상기한 실정을 고려하여 종래 슬러리 처리장치의 결점 및 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 여과포를 사용하며, 원통식 고속회전 원심분리 여과기의 운전을 무인화하기 위해 여액 및 케익의 품질유지와 운전효율을 증대시키고, 무인 운전체계와 슬러리의 특성에 따른 운전자료를 데이터화 하여 설비의 설계기준에 사용하기 위한 스마트 타입(Smart Type) 원심분리 여과기의 적절한 현장운전상태를 모니터링 하고 결정하게 하는 소프트웨어(Soft Ware)를 도입하는 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리 액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치 및 그 스마트 운전방법를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 원심분리기의 중앙의 비회전 고정부로부터 여과포에 원심력으로 형성되는 슬러리벽까지의 연속적인 거리 측정자료로 연속적인 단위시간당 거리(R) 변화의 자료를 활용하여 스마트(Smart) 운전으로 다음 인자를 관리함으로써 인공지능형 무인 자동운전을 할 수 있는 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치 및 그 스마트 운전방법를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 여과기 여액출구 배관에서 여액의 투명도를 체크하여 최초 통과 가능한 미세입자의 고형물질 통과 혹은 여과기 운전중 여과되지 않은 슬러리가 여과포를 오버플로우(Over Flow) 해서 투명도 센서(Sensor)로 감지해서 투명도가 좋지 못하면, 여액받이 스위칭 제어기(Switching Controller)의 제어에 의해 순환 탱크로 유입되어 순환되면서 슬러리를 처리하여 슬러리에 포함된 고형물질을 효율 좋게 분리하는 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치 및 그 스마트 운전방법를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치는 고액분리 처리할 슬러리를 저장하는 레벨스위치(101)를 갖는 슬러리탱크(100)와; 슬러리의 배출 유량을 조절하는 슬러리배출 유량 조절용 밸브(110)와; 중앙의 비회전 고정부로부터 여과포에 원심력으로 형성되는 슬러리벽 까지의 연속적인 거리 측정자료로 연속적인 단위 시간당 거리(R) 변화의 자료를 활용하여 슬러리투입 개폐밸브(121)의 개폐를 제어하는 거리변화 억세스 제어기[120; (DCAC; Distance Change Access Controller)]와; 여과중인 슬러리벽 까지 거리측정장치(131)를 구비하는 원심분리 여과기(130)와; 상기 원심분리 여과기(130)를 거친 여액을 수용하는 제1 여액투입 개폐밸브(141)와 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 각각 갖춘 다수의 여액받이통(140, 150)과; 상기 원심분리 여과기(130)와 다수의 여액받이통(140, 150) 사이의 배관(132)에 설치되어 흐르는 여액의 투명도를 측정하는 투명도 및 흐름감지기(160)와; 상기 여액받이통(150)과 슬러리탱크(100) 사이에 설치되는 여액 순환루트(170)와; 상기 여액 순환루트(170) 상에 설치되어 여액 순환루트(170)를 통해 여액을 순환시키는 여액 순환펌프(180)와; 상기 여액 순환루트(170) 상에 설치되는 여액 순환용 밸브(190)와; 상기 레벨스위치(101)와 상기 투명도 및 흐름감지기(160)의 측정 결과에 따라 상기 제1 여액투입 개폐밸브(141) 및 제2 여액투입 개폐밸브(151)와 여액 순환용 밸브(190)를 개폐 제어하는 여액받이 스위칭 제어기(200)와; 상기 다수의 여액받이통(140, 150)의 여액 레벨을 측정하여 상기 여액 순환펌프(180)의 작동을 제어하는 레벨스위치(210) 및; 상기 원심분리 여과기(130)의 여과 완료시 경보를 울리는 경보기(220)로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 여과포를 사용하며, 원통식 고속회전 원심분리 여과기의 운전을 무인화하기 위해 여액 및 케익의 품질유지와 운전효율을 증대시키고, 무인 운전체계와 슬러리의 특성에 따른 운전자료를 데이터화하여 설비의 설계기준에 사용하기 위한 스마트 타입(Smart Type) 원심분리 여과기의 적절한 현장운전상태를 모니터링 하고 결정하게 하는 소프트웨어(Soft Ware)를 도입하며, 원심분리기의 중앙의 비회전 고정부로부터 여과포에 원심력으로 형성되는 슬러리벽 까지의 연속적인 거리 측정자료로 연속적인 단위시간당 거리(R) 변화의 자료를 활용하여 스마트(Smart) 운전으로 다음 인자를 관리함으로써 인공지능형 무인 자동운전을 할 수 있을 뿐만 아니라 여과기 여액출구 배관에서 여액의 투명도를 체크하여 최초 통과 가능한 미세입자의 고형물질 통과 혹은 여과기 운전중 여과되지 않은 슬러리가 여과포를 오버플로우(Over Flow) 해서 투명도 센서(Sensor)로 감지해서 투명도가 좋지 못하면, 여액받이 스위칭 제어기(Switching Controller)의 제어에 의해 순환 탱크로 유입되어 순환되면서 슬러리를 처리하여 슬러리에 포함된 산화아연을 효율 좋게 분리하는 각별한 장점이 있다.
도 1은 종래 설러리 처리장치인 처리 로터를 예시적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명 슬러리 고액분리 처리장치를 도시한 도면,
도 3은 본 발명 슬러리 고액분리 처리장치의 스마트 운전방법을 나타낸 순서도 이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 처리장치 및 그 슬러리 처리장치의 스마트 운전방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명 슬러리 고액분리 처리장치를 도시한 도면, 도 3은 본 발명 슬러리 고액분리 처리장치의 스마트 운전방법을 나타낸 순서도로서, 본 발명 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치는 고액분리 처리할 슬러리를 저장하는 레벨스위치(101)를 갖는 슬러리탱크(100)와; 슬러리의 배출 유량을 조절하는 슬러리배출 유량 조절용 밸브(110)와; 중앙의 비회전 고정부로부터 여과포에 원심력으로 형성되는 슬러리벽 까지의 연속적인 거리 측정자료로 연속적인 단위 시간당 거리(R) 변화의 자료를 활용하여 슬러리투입 개폐밸브(121)의 개폐를 제어하는 거리변화 억세스 제어기[120; (DCAC; Distance Change Access Controller)]와; 여과중인 슬러리벽 까지 거리측정장치(131)를 구비하는 원심분리 여과기(130)와; 상기 원심분리 여과기(130)를 거친 여액을 수용하는 제1 여액투입 개폐밸브(141)와 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 각각 갖춘 다수의 여액받이통(140, 150)과; 상기 원심분리 여과기(130)와 다수의 여액받이통(140, 150) 사이의 배관(132)에 설치되어 흐르는 여액의 투명도를 측정하는 투명도 및 흐름감지기(160)와; 상기 여액받이통(150)과 슬러리탱크(100) 사이에 설치되는 여액 순환루트(170)와; 상기 여액 순환루트(170) 상에 설치되어 여액 순환루트(170)를 통해 여액을 순환시키는 여액 순환펌프(180)와; 상기 여액 순환루트(170) 상에 설치되는 여액 순환용 밸브(190)와; 상기 레벨스위치(101)와 상기 투명도 및 흐름감지기(160)의 측정 결과에 따라 상기 제1 여액투입 개폐밸브(141) 및 제2 여액투입 개폐밸브(151)와 여액 순환용 밸브(190)를 개폐 제어하는 여액받이 스위칭 제어기(200)와; 상기 다수의 여액받이통(140, 150)의 여액 레벨을 측정하여 상기 여액 순환펌프(180)의 작동을 제어하는 레벨스위치(210) 및; 상기 원심분리 여과기(130)의 여과 완료시 경보를 울리는 경보기(220)로 구성되어 있다.
한편, 본 발명 슬러리 고액분리 처리장치의 스마트 운전방법은 슬러리탱크(100)에 고액분리 처리할 슬러리를 저장하는 슬러리 처리 준비단계(S1단계)와; 원심분리 여과기(130)에 있는 거리측정장치(131)로 중앙의 비회전 고정부로부터 여과포에 원심력으로 형성되는 슬러리벽 까지의 연속적인 거리 측정자료로 연속적인 단위 시간마다 거리(R)를 측정하는 거리 측정단계(S2단계)와; 상기 거리 측정단계(S2단계)에서 측정한 단위 시간당 거리(R)를 판정하는 시간당 거리 및 거리변화 판정단계(S3단계)와; 상기 시간당 거리 및 거리변화 판정단계(S3단계)의 판정 결과에 따라 슬러리투입 개폐밸브(121)를 열어(S4단계) 상기 슬러리탱크(100)로부터 슬러리를 원심분리 여과기(130)로 투입하여 원심분리 여과하는 원심분리 여과단계(S5단계)와; 투명도 및 흐름 감지기(160)로 상기 원심분리 여과단계(S5단계)를 거친 여액이 배관(132) 내를 흐르는지 검출하는 여액흐름 검출단계(S6단계)와; 투명도 및 흐름감지기(160)로 상기 배관(132) 내를 흐르는 여액의 투명도를 검출하는 여액 투명도 검출단계(S7단계)와; 상기 여액흐름 검출단계(S6단계)에서 배관(132) 내를 흐르는 여액이 없는 경우 제1 여액투입 개폐밸브(141)와 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 모두 닫는 단계(S8-1단계)를 거쳐 순환 싸이클을 완료하고 경보를 울리는 단계(S13단계)와; 상기 여액 투명도 검출단계(S7단계)의 검출결과 여액이 불투명한 경우는 제1 여액투입 개폐밸브(141)를 닫고 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 여는 단계(S8-2단계)와; 상기 여액 투명도 검출단계(S7단계)의 검출결과 여액이 투명한 경우는 제1 여액투입 개폐밸브(141)를 열고, 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 닫는 단계(S9단계)를 거쳐 여액받이통(140)에 여액을 저장하고, 다음 공정에 대기하는 단계(S11당계)와; 여액받이통(150)의 여액 레벨이 최대인지를 판단하는 여액레벨 판단단계(S10) 및; 상기 여액레벨 판단단계(S10단계)에서 여액이 최대레벨이 아니면, 상기 S8-2단계로 진행하고, 여액이 최대레벨이면, 여액 순환용 밸브(190)를 열고 여액 순환펌프(180)를 작동시켜 여액을 여액 순환루트(170)를 통해 순환시키는 여액 순환단계(S12단계)로 이루어진다.
상기 슬러리탱크(100)는 고액 분리 처리를 위한 슬러리를 저장하는 것으로서, 슬러리를 고액 분리 처리를 위해 원심분리 여과기(130)로 보내기 전에 약품을 투입하여 전처리하는 것도 바람직하다.
상기 거리변화 억세스 제어기[120; (DCAC; Distance Change Access Controller)]로는 PLC(Programmable Logic Controller) 또는 원칩 마이크로프로세서(Microproce ssor)가 바람직하게 사용된다.
상기 슬러리 투입 제어기(120)가 작동하지 않을 때 즉, 본 발명 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치 운전하지 않을 때(normal condition)는 슬러리투입 개폐밸브(121)가 닫힌 상태를 유지하고, 슬러리 투입 제어기(120)가 작동을 시작하면, 슬러리 투입 제어기(120)가 열리며, 그 후는 슬러리 투입 제어기(120)의 로직에 따라 슬러리투입 개폐밸브(121)가 개폐된다.
또한 상기 슬러리 투입 제어기(120)와 원심분리 여과기(130)가 작동하지 않을 때 즉, 본 발명 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치 운전하지 않을 때(normal condition)는 제2 여액투입 개폐밸브(151)는 열린 상태를 유지하며, 슬러리 투입 제어기(120)가 작동을 시작한 후에는 슬러리 투입 제어기(120)와 여액받이 스위칭 제어기(200)의 로직에 따라 제2 여액투입 개폐밸브(151)가 개폐된다.
상기 제1 여액투입 개폐밸브(141)와 여액 순환용 밸브(190)는 본 발명 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치 운전하지 않을 때(normal condition)는 닫힌 상태를 유지하며, 작동 후에는 슬러리 투입 제어기(120)와 여액받이 스위칭 제어기(200)의 로직에 따라 제1 여액투입 개폐밸브(141)와 여액 순환용 밸브(190)가 개폐된다.
상기 거리변화 억세스 제어기[120; (DCAC; Distance Change Access Controller)]는 상기 거리측정장치(131)로 측정한 중앙의 비회전 고정부로부터 여과포에 원심력으로 형성되는 슬러리벽 까지의 연속적인 거리(R)의 측정값에 따라 슬러리투입 개폐밸브(121)를 개폐하되, 원심분리 여과기(130)의 기계적인 설계치로부터 결정되는 여과 유효면적의 넘쳐흐름(overflow) 방지 목적의 R의 최소치 R(min) 이하에서 슬러리투입 개폐밸브(121)를 닫고, △R(Rn-Rn-1) ＜ 제1설정값(mm)이면, 슬러리투입 개폐밸브(121)를 열며, Rn과 R(min)의 차이가 제2설정값(mm) 이하 일 때 슬러리 투입을 중지하며, 계속 여과가 진행되어 여액 출구 배관에 설치된 투명도 및 흐름감지기(160)에 흐름이 감지되지 않으면, 원심분리 여과기(130) 여과 완료를 경보기(220)를 통해 경보한다.
여기서, 상기 제1설정값(mm)과 제2설정값(mm)은 슬러리 및 원심분리 여과기(130)의 기계적인 특성을 고려하여 설정하게 된다.
또한, 상기 거리측정장치(131)로는 레이저 거리측정장치 또는 초음파 거리측정장치를 사용할 수 있다.
상기 투명도 및 흐름감지기(160)는 배관(132)에 흐르는 여액의 투명도 및 흐름 유무를 측정하는 것으로서, 레이저 검출기가 바람직하다.
그리고, 상기 여액흐름 검출단계(S6단계)에서 배관(132) 내를 흐르는 여액이 있고, 상기 여액 투명도 검출단계(S7단계)의 검출 결과 여액이 불투명한 경우는, 단계(S8-2단계)로 진행하여 제1 여액투입 개폐밸브(141)를 닫고 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 열며, 상기 여액흐름 검출단계(S6단계)에서 배관(132) 내를 흐르는 여액이 있고, 상기 여액 투명도 검출단계(S7단계)의 검출 결과 여액이 투명한 경우는, 단계(S9단계)로 진행하여 제1 여액투입 개폐밸브(141)를 열고 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 닫으며, 상기 여액흐름 검출단계(S6단계)에서 배관(132) 내를 흐르는 여액이 없는 경우는, S8-1단계로 진행하여 제1 여액투입 개폐밸브(141)와 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 모두 닫는다.
실시예
본 발명의 방법으로 제철회사 슬러리를 처리하고 그 결과를 분석하여 보았다.
먼저 본 발명 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치의 조작자는 슬러리탱크(100) 내에 처리항 슬러리가 준비되어 있는지와 원심분리 여과기(130)가 운전할 상태로 되어 있는지를 확인하고, 슬러리 처리 준비단계(S1단계)에서 슬러리탱크(100) 내에 저장된 슬러리를 전처리하였다. 즉, 슬러리탱크(100) 내에 저장된 1,000g의 슬러리에 10%염산(HCl) 850g을 투입하여 반응시키고, 과산화수소(H2O2)로 염화철을 산화시켜 Fe2O3를 만들어 침전시켜 탈철하고, 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화칼륨(KOH)등 알카리를 가하여 염산 반응의 산화과정에서 발생된 HCl을 중화시켜 pH가 4 ∼ 5가 되도록 하였다.
이어서 슬러리탱크(100) 내의 슬러리 및 원심분리 여과기(130)의 상태에 따라 도시하지 않은 제어반의 스위치를 조작하여 슬러리배출 유량 조절용 밸브(110)를 적절히 연다.
이때 레벨스위치(101)로 슬러리탱크(100) 내의 슬러리 레벨을 검출하여 일정레벨 이상이 되면, 여액 순환용 밸브(190)를 닫고, 여액 순환펌프(180)의 작동을 정지시킨다.
그 다음 거리 측정단계(S2단계)에서 원심분리 여과기(130)에 있는 거리측정장치(131)로 중앙의 비회전 고정부로부터 여과포에 원심력으로 형성되는 슬러리벽 까지의 연속적인 거리 측정자료로 연속적인 설정된 시간 간격으로 거리(R)를 측정하였다.
이어서 시간당 거리 및 거리변화 판정단계(S3단계)에서 상기 거리 측정단계(S2단계)에서 측정한 단위 시간당 거리(R)를 판정하는데, 먼저 S100단계에서 판정 결과 R이 최소치 R(min) 이하이면, 슬러리투입 개폐밸브(121)를 닫고(S110단계; 도 4참조), R이 최소치 R(min) 이하가 아니면, S120단계로 진행하여 △R(Rn-Rn-1) ＜ 3mm(제1설정값) 여부를 판정하여 △R(Rn-Rn-1) ＜ 3mm(제1설정값)이 아니면 S130단계로 진행하고(도 4 참조), △R(Rn-Rn-1) ＜ 3mm(제1설정값)이면, 슬러리투입 개폐밸브(121)를 열어(S4단계) 원심분리 여과단계(S5단계)에서 상기 슬러리탱크(100)로부터 슬러리를 원심분리 여과기(130)로 투입하여 원심분리 여과하였다.
상기 S130단계에서 Rn과 R(min)의 차이가 5mm(제2설정값) 이하이면, S110단계로 진행하여 슬러리투입 개폐밸브(121)를 닫고, Rn과 R(min)의 차이가 5mm(제2설정값) 이하가 아니면, S4단계에서 슬러리투입 개폐밸브(121)를 열어 원심분리 여과단계(S5단계)에서 상기 슬러리탱크(100)로부터 슬러리를 원심분리 여과기(130)로 투입하여 원심분리 여과하였다.
그 다음 여액흐름 검출단계(S6단계)에서 상기 원심분리 여과단계(S5단계)를 거친 여액이 배관(132) 내를 흐르는지 검출하고, 여액 투명도 검출단계(S7단계)에서 상기 배관(132) 내를 흐르는 여액의 투명도를 검출하였다.
이어서 상기 여액흐름 검출단계(S6단계)의 검출 결과 배관(132) 내를 흐르는 여액이 없는 경우 단계(S8단계)로 진행하여 제1 여액투입 개폐밸브(141)와 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 모두 닫는 단계(S8-1단계)를 거쳐 순환싸이클을 종료하고 경보를 울리는 단계(S13단계)를 실행한다.
여액 투명도 검출단계(S7단계)의 검출 결과 여액이 불투명한 경우 단계(S8-2단계)에서 제1 여액투입 개폐밸브(141)를 닫고 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 열며, 상기 여액 투명도 검출단계(S7단계)의 검출결과 여액이 투명한 경우는 S9단계에서 제1 여액투입 개폐밸브(141)를 열고, 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 닫아 S11단계에서 여액받이통(140)에 여액을 저장하고 다음 공정에 대기했다.
계속해서 여액레벨 판단단계(S10단계)에서 여액받이통(150)의 여액 레벨이 최대인지를 판단하여 상기 여액레벨 판단단계(S10단계)에서 여액이 최대레벨이면, 여액 순환단계(S12단계)에서 여액 순환용 밸브(190)를 열고 여액 순환펌프(180)를 작동시켜 여액을 여액 순환루트(170)를 통해 순환시켜 슬러리를 처리했다.
상기한 본 발명 슬러리 처리장치의 스마트 운전방법에 의하면, 상기 거리변화 억세스 제어기[120; (DCAC; Distance Change Access Controller)]에서 슬러리 처리장치를 작동시킨 후 여과 사이클 타임 오버(Cycle Time Over)까지 완전 자동화로 슬러리를 처리할 수 있음을 확인하였다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한 정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 단순히 변형하여 실시할 수 있음은 물론이며 그러한 실시는 본 발명의 권리범위에 속한다.
100 : 슬러리탱크 101 : 레벨스위치
110 : 슬러리배출 유량 조절용 밸브
120 : 거리변화 억세스 제어기(DCAC; Distance Change Access Controller)
121 : 슬러리투입 개폐밸브 130 : 원심분리 여과기
131 : 거리측정장치 140, 150 : 여액받이통
160 : 투명도 및 흐름감지기 170 : 여액 순환루트
180 : 여액 순환펌프 190 : 여액 순환용 밸브
200 : 여액받이 스위칭 제어기 210 : 레벨스위치
220 : 경보기 R : 단위 시간당 거리

Claims (4)

  1. 고액분리 처리할 슬러리를 저장하는 레벨스위치(101)를 갖는 슬러리탱크( 100)와; 슬러리의 배출 유량을 조절하는 슬러리배출 유량 조절용 밸브(110)와; 중앙의 비회전 고정부로부터 여과포에 원심력으로 형성되는 슬러리벽 까지의 연속적인 거리 측정자료로 연속적인 단위 시간당 거리(R) 변화의 자료를 활용하여 슬러리투입 개폐밸브(121)의 개폐를 제어하는 거리변화 억세스 제어기[120; (DCAC; Distance Change Access Controller)]와; 여과중인 슬러리벽 까지 거리측정장치(131)를 구비하는 원심분리 여과기(130)와; 상기 원심분리 여과기(130)를 거친 여액을 수용하는 제1 여액투입 개폐밸브(141)와 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 각각 갖춘 다수의 여액받이통(140, 150)과; 상기 원심분리 여과기(130)와 다수의 여액받이통(140, 150) 사이의 배관(132)에 설치되어 흐르는 여액의 투명도를 측정하는 투명도 및 흐름감지기(160)와; 상기 여액받이통(150)과 슬러리탱크(100) 사이에 설치되는 여액 순환루트(170)와; 상기 여액 순환루트(170) 상에 설치되어 여액 순환루트(170)를 통해 여액을 순환시키는 여액 순환펌프(180)와; 상기 여액 순환루트(170) 상에 설치되는 여액 순환용 밸브(190)와; 상기 레벨스위치(101)와 상기 투명도 및 흐름감지기(160)의 측정 결과에 따라 상기 제1 여액투입 개폐밸브(141) 및 제2 여액투입 개폐밸브(151)와 여액 순환용 밸브(190)를 개폐 제어하는 여액받이 스위칭 제어기(200)와; 상기 다수의 여액받이통(140, 150)의 여액 레벨을 측정하여 상기 여액 순환펌프(180)의 작동을 제어하는 레벨스위치(210) 및; 상기 원심분리 여과기(130)의 여과 완료시 경보를 울리는 경보기(220)로 구성된 원심분리 여과기의 중심축과 슬러리액벽까지 거리를 비접촉식으로 측정한 데이터를 활용한 슬러리 고액분리 처리장치.
  2. 슬러리탱크(100)에 고액분리 처리할 슬러리를 저장하는 슬러리 처리 준비단계(S1단계)와; 원심분리 여과기(130)에 있는 거리측정장치(131)로 중앙의 비회전 고정부로부터 여과포에 원심력으로 형성되는 슬러리벽 까지의 연속적인 거리 측정자료로 연속적인 단위 시간마다 거리(R)를 측정하는 거리 측정단계(S2단계)와; 상기 거리 측정단계(S2단계)에서 측정한 단위 시간당 거리(R)를 판정하는 시간당 거리 및 거리변화 판정단계(S3단계)와; 상기 시간당 거리 및 거리변화 판정단계(S3단계)의 판정 결과에 따라 슬러리투입 개폐밸브(121)를 열어(S4단계) 상기 슬러리탱크(100)로부터 슬러리를 원심분리 여과기(130)로 투입하여 원심분리 여과하는 원심분리 여과단계(S5단계)와; 투명도 및 흐름 감지기(160)로 상기 원심분리 여과단계(S5단계)를 거친 여액이 배관(132) 내를 흐르는지 검출하는 여액흐름 검출단계(S6단계)와; 투명도 및 흐름감지기(160)로 상기 배관(132) 내를 흐르는 여액의 투명도를 검출하는 여액 투명도 검출단계(S7단계)와; 상기 여액흐름 검출단계(S6단계)에서 배관(132) 내를 흐르는 여액이 없는 경우 제1 여액투입 개폐밸브(141)와 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 모두 닫는 단계(S8-1단계)를 거쳐 순환 싸이클을 완료하고 경보를 울리는 단계(S13단계)와; 상기 여액 투명도 검출단계(S7단계)의 검출결과 여액이 불투명한 경우는 제1 여액투입 개폐밸브(141)를 닫고 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 여는 단계(S8-2단계)와; 상기 여액 투명도 검출단계(S7단계)의 검출결과 여액이 투명한 경우는 제1 여액투입 개폐밸브(141)를 열고, 제2 여액투입 개폐밸브(151)를 닫는 단계(S9단계)를 거쳐 여액받이통(140)에 여액을 저장하고 다음 공정에 대기하는 단계(S11단계)와; 여액받이통(150)의 여액 레벨이 최대인지를 판단하는 여액레벨 판단단계(S10) 및; 상기 여액레벨 판단단계(S10단계)에서 여액이 최대레벨이 아니면, 상기 S8-2단계로 진행하고, 여액이 최대레벨이면, 여액 순환용 밸브(190)를 열고 여액 순환펌프(180)를 작동시켜 여액을 여액 순환루트(170)를 통해 순환시키는 여액 순환단계(S12단계)로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬러리 고액분리 처리장치의 스마트 운전방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 거리변화 억세스 제어기[120; (DCAC; Distance Change Access Controller)]는 상기 거리측정장치(131)로 측정한 중앙의 비회전 고정부로부터 여과포에 원심력으로 형성되는 슬러리벽까지의 연속적인 거리(R)의 측정값에 따라 슬러리투입 개폐밸브(121)를 개폐하되, 원심분리 여과기(130)의 기계적인 설계치로부터 결정되는 여과 유효면적의 넘쳐흐름(overflow) 방지 목적의 R의 최소치 R(min) 이하에서 슬러리투입 개폐밸브(121)를 닫고, △R(Rn-Rn-1) ＜ 제1설정값(mm)이면, 슬러리투입 개폐밸브(121)를 열며, Rn과 R(min)의 차이가 제2설정값(mm) 이하 일 때 슬러리 투입을 중지하며, 계속 여과가 진행되어 여액 출구 배관에 설치된 투명도 및 흐름감지기(160)에 흐름이 감지되지 않으면, 원심분리 여과기(130)의 여과 완료를 경보기(220)를 통해 경보하는 것을 특징으로 하는 슬러리 고액분리 처리장치
  4. 제 2항에 있어서, 상기 거리측정장치(131)는 레이저 거리측정장치 또는 초음파 거리측정장치이고, 상기 투명도 및 흐름감지기(160)는 배관(132)에 흐르는 여액의 투명도를 측정하는 것으로서, 레이저 검출기인 것을 특징으로 하는 슬러리 처리장치의 스마트 운전방법.
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