KR102291292B1 - 이산화염소 제조시 발생되는 처리수를 재활용수로 사용할 수 있는 이산화염소 제조방법 및 그 제조장치 - Google Patents

이산화염소 제조시 발생되는 처리수를 재활용수로 사용할 수 있는 이산화염소 제조방법 및 그 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이산화염소 제조시 발생되는 처리수를 재활용수로 사용할 수 있는 이산화염소 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로서, 이산화염소 제조시 처리수를 재활용이 가능한 상태로 배출할 수 있고, 최소량의 원료을 사용하여 최대량의 이산화염소를 생산할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 이용하여 이산화염소를 제조하는 방법에 있어서, (a) 제1 반응기(1)에 공기를 공급하는 단계(S10), (b) 상기 제1 반응기(1)에 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 공급하는 단계(S20), (c) 상기 제1 반응기(1)의 하부에 공기를 공급하는 단계(S30), (d) 제2 반응기(11)에 공기를 공급하여 마이크로버블을 발생시키는 단계(S40), (e) 제3 반응기(21)에 공기를 공급하여 마이크로버블을 발생시키는 단계(S50), (f) 상기 제3 반응기(21)에서 처리수를 배출하는 단계(S60)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이산화염소 제조시 발생되는 처리수를 재활용수로 사용할 수 있는 이산화염소 제조방법 및 그 제조장치{CHLORINE DIOXIDE PRODUCING METHOD CAPABLE OF RECYCLING TREATED WATER GENERATED DURING THE PRODUCING PROCESS AND CHLORINE DIOXIDE PRODUCING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 이산화염소 제조시 발생되는 처리수를 재활용수로 사용할 수 있는 이산화염소 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 소량의 원료를 사용하여 최대한의 이산화염소를 제조할 수 있고 제조비용을 절감할 수 있으며, 마이크로버블에 의해 반응을 촉진시킴으로써 강산성의 폐수가 발생하지 않도록 하고 처리수를 재활용수로 사용할 수 있도록 한 이산화염소 제조방법 및 이를 이용한 이산화염소 제조장치에 관한 것이다.
이산화염소(ClO2)는 독특한 냄새를 가진 녹색의 가스로서, 냉각하면 황적색의 액체로 변한다.
상기 이산화염소는, 발생기 산소에 의한 강력한 산화력으로 살균소독 및 악취제거에 아주 효과적인 물질로 알려져 있다.
상기 이산화염소는 19세기 초에 개발되었는데, 초창기에는 매우 불안정한 기체라는 이유로 펄프나 가죽의 표백, 살균제 및 방부제 등에 극히 제한적으로 사용되어 왔다.
그러나 이러한 이산화염소를 실생활에 이용하고자 하는 노력이 계속되었고, 근래에는 미국 BIO-CIDE사가 이산화염소를 분말화하여 손쉽게 사용할 수 있도록 하고 있다.
상기 이산화염소는, 일반적인 염소계 물질인 락스류보다 산화력이 약 2.5배 강하고, 자극 취기가 없는 강력한 소취작용 및 살균 소독작용을 한다는 특징이 있다.
또한 이산화염소는, 방향제나 탈취제와 달리, 악취, 세균, 바이러스, 곰팡이, 일부 공해물질 등을 근원적으로 산화 및 분해하기 때문에, 쾌적한 환경을 유지할 수 있다는 장점이 있다.
그리고 수중의 망간, 철분 등의 중금속을 산화, 침전시키며, 이끼도 제거하고 용존산소를 증가시켜 신선도를 향상시킨다.
또한 이산화염소는, 종래의 염소계 물질과 달리 발암물질인 트리할로메탄, 클로로아민, 클로로페놀 등을 거의 생성하지 않는다.
그리고 산소계 산화제이기 때문에, 희석하여 사용하면 인체나 동물에 해가 없고, 기존의 염소계 살균 소독제에 비해 부식이 적다는 특징이 있다.
또한 상기 이산화염소는, 소독 및 살균제로서 자외선(UV)이나 염소, 오존 등의 단점을 보완해 줄 수가 있다.
이에 따라 최근에는, 식품 제조공장, 정수장, 하수 종말처리장 등에서 이산화염소의 농도를 약 8~10%로 희석하여 소독 및 살균제로 사용하고 있다.
상기 이산화염소를 생산하는 방법은 여러 가지가 알려져 있는데, 염소산나트륨과 염산을 이용하여 이산화염소를 생산하는 경우에 대한 화학반응식은 다음과 같다.
2NaClO3 + 4HCl -> 2ClO2 + 2NaCl + Cl2 + 2H2O
그리고 염소산나트륨과 염소를 이용하여 이산화염소를 생산하는 경우에 대한 화학반응식은 다음과 같다.
2NaClO3 + Cl2 -> 2ClO2 + 2NaCl
그리고 아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 이용하여 이산화염소를 생산하는 경우에 대한 화학반응식은 다음과 같다.
5NaClO2 + 4HCl -> 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O
2NaClO2 + 2H2SO4 -> 4ClO2 + NaCl + 2Na2SO4 + 2H2O
그리고 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 이용하여 이산화염소를 제조하는 경우의 화학반응식은 다음과 같다.
2NaClO2 + NaClO + 2HCl -> 2ClO2 + 3NaCl + H2O
2NaClO2 + NaClO + 2H2SO4 -> 2ClO2 + NaCl + Na2SO4 + H2O
그런데 위와 같은 방식에 의해 이산화염소를 생산하게 되면, 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨 그리고 염산 또는 황산의 혼합수가 반응하면서 산성폐수가 발생하게 된다.
즉 상기 원료가 모두 산성 물질이기 때문에, 이들 물질들이 반응한 후 강한 산성폐수가 발생하게 된다.
따라서 상기한 산성폐수를 처리하는데 비용이 많이 소요된다는 문제가 있다.
특히 악취물질이 많이 발생되는 가축 분뇨처리장 등에서 이산화염소를 이용한 악취 저감시설을 도입할 경우에는, 상기 산성폐수를 처리해야 하는 시설을 추가로 설치해야 하거나, 위탁 처리해야 하는 부담이 있다.
이에 따라 악취 저감시설의 설치를 꺼리게 된다는 문제점이 지적되고 있다.
또한 종래의 이산화염소 제조방식은, 원료의 소비가 많아 비경제적이라는 단점이 있다.
또한 종래의 이산화염소 제조방식은, 반응기에 공기를 투입하기 위한 컴프레서의 용량이 최소 7.5마력이 되어야 하므로, 운영비가 많이 소요된다는 문제점이 있다.
한국 공개특허 제10-2012-0135133호(2012. 12. 12. 공개) 한국 공개특허 제10-2005-0116806호(2005. 12. 13. 공개) 한국 공개특허 제10-2005-0016034호(2005. 02. 21. 공개)
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이산화염소 제조시 강산성 폐수를 배출하지 않고 처리수를 재활용이 가능한 상태로 배출할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 이산화염소 제조원료의 사용량을 줄여 이산화염소 제조비용을 절감하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 최소량의 원료을 사용하여 최대량의 이산화염소를 생산할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 공기압축기의 용량을 낮추어 운영비를 절감하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이산화염소 제조방법은, 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 이용하여 이산화염소를 제조하는 방법에 있어서, (a) 제1 반응기에 공기를 공급하는 단계(S10), (b) 상기 제1 반응기에 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 공급하는 단계(S20), (c) 상기 제1 반응기의 하부에 공기를 공급하는 단계(S30), (d) 제2 반응기에 공기를 공급하여 마이크로버블을 발생시키는 단계(S40), (e) 제3 반응기에 공기를 공급하여 마이크로버블을 발생시키는 단계(S50), (f) 상기 제3 반응기에서 처리수를 배출하는 단계(S60)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 S20 단계에서, 상기 제1 반응기에 투입되는 원료의 순도는, 아염소산나트륨이 20 ~ 25%, 차아염소산나트륨이 10 ~ 15%, 염산 또는 황산이 30 ~ 35%인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 S20 단계에서, 상기 제1 반응기에 투입되는 아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산의 공급비율은, 몰(mole)비가 2 : 1 : 2인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 S20 단계에서, 아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산을 제1 반응기에 2 ~ 5분 투입하고, 10 ~ 20분간 투입을 중단하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 S30 단계에서, 상기 제1 반응기의 하부로 공급되는 공기가 기공성 세라믹을 통과하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 S40 단계에서, 아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산의 혼합액이 제2 반응기 내부에서 20 ~ 40분 머무르면서 충분한 반응이 일어나도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 S50 단계에서, 아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산의 혼합액이 제3 반응기 내부에서 20 ~ 40분 머무르면서 충분한 반응이 일어나도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 S40 단계 이후, 제1 반응기에서 미반응한 혼합액이 자동적으로 제2 반응기로 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 S50 단계 이후, 제2 반응기에서 미반응한 혼합액이 자동적으로 제3 반응기로 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 S60 단계에서, 제3 반응기에서 처리수가 자동적으로 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 이산화염소 제조장치는, 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 이용하여 이산화염소를 제조하는 장치에 있어서, 공기 및 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 투입하여 이산화염소가 생성되도록 하는 제1 반응기와, 상기 제1 반응기에서 유입된 미반응 혼합액에 공기를 투입하여 이산화염소가 생성되도록 하는 제2 반응기와, 상기 제2 반응기에서 유입된 미반응 혼합액에 공기를 투입하여 이산화염소가 생성되도록 하는 제3 반응기를 포함하여 구성되고, 상기 제2 반응기는 상기 제1 반응기보다 낮은 위치에 구비되고, 상기 제3 반응기는 상기 제2 반응기보다 낮은 위치에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 반응기와 제2 반응기는 제1 혼합액유출관에 의해 연결되고, 상기 제2 반응기와 제3 반응기는 제2 혼합액유출관에 의해 연결되며, 상기 제3 반응기에 제3 유출관이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2 혼합액유출관은 상기 제1 혼합액유출관보다 낮은 위치에 구비되고, 상기 제3 유출관은 상기 제2 혼합액유출관보다 낮은 위치에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 반응기는, 상부에 구비되는 제1원료 및 공기유입구와, 반응기 내부에 수직으로 구비되는 제1원료 및 공기유입관과, 하부에 구비되어 공기가 통과되도록 하는 다공성 세라믹과, 상기 다공성 세라믹의 하부에 구비되는 제1 공기유입구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 반응기의 제1원료 및 공기유입관의 하부 단부는 U자형 형상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2 반응기 및 제3 반응기의 내부에, 미세 버블을 발생시키는 마이크로버블기가 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제3 반응기의 일측에 U자형 유출관이 구비되어, 수위가 일정 이상일 경우 처리수가 자동적으로 제3 반응기로부터 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 이산화염소를 생산함에 있어서 동일한 양의 원료로 최소 2배 이상의 이산화염소를 생산할 수 있고, 이산화염소 제조와 동시에 발생되는 처리수를 재활용이 가능한 상태로 배출할 수 있다.
이로써 친환경적인 이산화염소 제조장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한 충분한 반응시간과 반응조건을 부여함으로써, 연속적으로 원료를 주입하지 않고 10 ~ 20분 간격으로 2 ~ 5분간 주입하여도 원하는 만큼의 이산화염소를 생산할 수 있다.
이로써 최소량의 원료을 사용하여 최대량의 이산화염소를 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한 원료가 반응할 수 있는 시간을 충분히 부여하는 동시에 마이크로버블기에 의해 미세한 기포가 발생되도록 함으로써, 반응성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한 시설비가 비교적 저렴하고 운영비용이 적어 경제적이며, 연속적인 생산이 가능한 효과가 있다.
또한 이산화염소를 일정한 농도로 균일하게 공급할 수 있는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 이산화염소 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는, 본 발명에 따른 이산화염소 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면.
이하 본 발명에 따른 이산화염소 제조방법 및 제조장치에 대한 바람직할 실시예를 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
먼저 도 1을 참조하여 본원발명의 이산화염소 제조방법을 설명한다(편의상 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 통칭하여 '원료' 또는 '혼합액'이라 칭하기로 한다).
본 발명에 따른 이산화염소 제조방법은, 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 이용하여 이산화염소를 제조하는 방법에 있어서, (a) 제1 반응기(1)에 공기를 공급하는 단계(S10), (b) 상기 제1 반응기(1)에 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 공급하는 단계(S20), (c) 상기 제1 반응기(1)의 하부에 공기를 공급하는 단계(S30), (d) 제2 반응기(11)에 공기를 공급하여 마이크로버블을 발생시키는 단계(S40), (e) 제3 반응기(21)에 공기를 공급하여 마이크로버블을 발생시키는 단계(S50), (f) 상기 제3 반응기(21)에서 처리수를 배출하는 단계(S60)를 포함하여 이루어진다.
그리고 상기 제1 반응기(1)에 투입되는 원료의 순도는, 아염소산나트륨이 20 ~ 25%, 차아염소산나트륨이 10 ~ 15%, 염산 또는 황산이 30 ~ 35%인 것이 바람직하다. 실험 결과, 각 원료의 순도가 상기 범위 일때 이산화염소의 제조 효율이 가장 높은 것으로 나타났다.
또한 상기 S20 단계에서, 상기 제1 반응기(1)에 투입되는 아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산의 공급비율은, 몰(mole)비가 2 : 1 : 2인 것이 바람직하다.
또한 상기 S20 단계에서, 아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산을 제1 반응기(1)에 2 ~ 5분 투입하고, 10 ~ 20분간 투입을 중단하는 것이 바람직하다. 이로써 제1 반응기(1)에서 충분한 반응이 일어나도록 할 수 있다.
그리고 상기 S30 단계에서, 상기 제1 반응기(1)의 하부로 공급되는 공기는 기공성 세라믹(5)을 통과하여 반응기의 내부로 공급된다.
또한 상기 S40 단계 및 S50 에서, 아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산의 혼합액이, 제2 반응기(11) 및 제3 반응기(21) 내부에서 20 ~ 40분 머무르면서 충분한 반응이 일어나도록 한다.
이로써 이산화염소 생산량을 증대시킬 수 있고, 처리수를 재활용할 수가 있다.
또한 본 발명은, 상기 S40 단계 이후, 제1 반응기(1)에서 미반응한 혼합액이 자동적으로 제2 반응기(11)로 유입되도록 하고, S50 단계 이후, 제2 반응기(11)에서 미반응한 혼합액이 자동적으로 제3 반응기(21)로 유입되도록 한다.
그리고 상기 S60 단계에서, 제3 반응기(21)에서 처리수가 자동적으로 외부로 배출되도록 한다.
이어서 본 발명에 따른 이산화염소 제조장치를 도 2를 참고하여 설명한다.
본 발명에 따른 이산화염소 제조장치는, 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 이용하여 이산화염소를 제조하는 장치에 있어서, 공기 및 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 투입하여 이산화염소가 생성되도록 하는 제1 반응기(1)와, 상기 제1 반응기(1)에서 유입된 미반응 혼합액에 공기를 투입하여 이산화염소가 생성되도록 하는 제2 반응기(11)와, 상기 제2 반응기(11)에서 유입된 미반응 혼합액에 공기를 투입하여 이산화염소가 생성되도록 하는 제3 반응기(21)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 제2 반응기(11)는 상기 제1 반응기(1)보다 낮은 위치에 구비되고, 상기 제3 반응기(21)는 상기 제2 반응기(11)보다 낮은 위치에 구비된다.
또한 상기 제1 반응기(1)와 제2 반응기(11)는 제1 혼합액유출관(10)에 의해 연결되고, 상기 제2 반응기(11)와 제3 반응기(21)는 제2 혼합액유출관(17)에 의해 연결된다.
그리고 상기 제3 반응기(21)에는 처리수를 배출하기 위한 제3 유출관(27)이 구비된다.
또한 상기 제2 혼합액유출관(17)은 상기 제1 혼합액유출관(10)보다 낮은 위치에 구비되고, 상기 제3 유출관(27)은 상기 제2 혼합액유출관(17)보다 낮은 위치에 구비된다.
상기한 구조에 의해, 처리수의 수위가 일정 이상이 되면 다음의 반응기로 자동적으로 이동되도록 할 수 있다.
또한 상기 각 혼합액 유출관(10, 17, 27)에는 각각 밸브가 구비된다.
여기서 상기 밸브는 자동제어밸브로 구성되어, 혼합액이 반응기 내에서 일정 시간 머무른 후에 자동으로 개방되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 각 반응기(1, 11, 21)에는 관찰창(8, 16, 26)이 구비되어 각 반응기 내부의 상황을 육안으로 확인할 수 있도록 한다.
그리고 각 반응기(1, 11, 21)의 상부에는 각 유출관(6,14,24)이 구비되어 이산화염소 유출관(29)과 연결되고, 각 유출관에는 밸브(7,15,25)가 각각 설치된다.
그리고 상기 제1 반응기(1)는, 상부에 구비되는 제1원료 및 공기유입구(2)와, 반응기 내부에 수직으로 구비되는 제1원료 및 공기유입관(3)과, 하부에 구비되어 공기가 통과되도록 하는 다공성 세라믹(5)과, 상기 다공성 세라믹(5)의 하부에 구비되는 제1 공기유입구(4)와, 하부에 구비되는 미반응물 유출관(9)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 제1 반응기(1)의 제1원료 및 공기유입관(3)의 하부 단부는, U자형 형상으로 구성되고, 상기 U자형 단부의 체적은 100 ~ 1,000ml인 것이 바람직하다.
상기한 U자형의 단부 형상에 의해 원료의 혼합성을 향상시킬 수 있다.
그리고 상기 제2 반응기(11) 및 제3 반응기(21)의 내부에는, 마이크로버블(Micro Bubble)을 발생시키는 마이크로버블기(13, 23)가 각각 구비된다.
상기 마이크로버블기에 의해 미세한 버블을 발생시킴으로써 혼합액의 반응을 촉진시킬 수 있다.
또한 상기 제3 반응기(21)의 일측에는 U자형 유출관(28)이 구비되어, 수위가 일정 이상일 경우 처리수가 자동적으로 제3 반응기(21)로부터 배출되도록 한다.
그리고 제1 반응기(1)에서 기공성세라믹(5)의 상부에서 제1 혼합액유출관(10) 까지의 체적은, 원료가 5분 동안 투입되는 양보다 크게 설정된다.
이는 제1 반응기(1)에서의 혼합액이, 제1 혼합액유출관(10)을 통해 제2 반응기(11)로 이동하기 전까지 최대한의 반응시간을 확보하기 위한 것이다.
이하 본 발명에 따라 이산화염소를 제조하는 과정을 설명한다.
먼저 제1 반응기(1)의 상부에 구비된 제1원료 및 공기유임구(2)를 통해 컴프레서(도시 생략)로부터 공급되는 압축공기를 공급한다. 상기 컴프레서는 0.1 ~ 0.5HP 용량을 사용하는 것이 바람직하다.
이어서 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 제1 반응기(1) 내부로 투입한다.
이때 각 원료를 2 ~ 5분간 투입하고, 10분 ~ 20분간 투입을 중단하여 반응기내에서 충분한 반응이 일어나도록 한다.
그러면 각 원료는, 제1 원료 및 공기유입관(3)의 U자형 단부에서 1차적으로 반응하면서 이산화염소를 생성하게 된다.
즉 각 원료의 혼합액이, 상기 제1 원료 및 공기유입관(3) 및 단부를 통과하면서 1차적으로 혼합 및 반응이 일어나게 된다.
이렇게 생성된 이산화염소는 기체화되어 상부의 제1 유출구(6)를 통해 이산화염소 유출관(29)으로 유출된다.
그리고 상기 제1 원료 및 공기유입관(3)에서 반응하지 않은 혼합은, 기공성 세라믹(5)의 상부에 모이면서 2차적으로 반응이 일어나게 된다.
이어서 2 ~ 3HP의 컴프레서(도시 생략)에서 공급되는 압축공기를 상기 제1 반응기(1)의 하부에 구비된 제1 공기유입구(4)를 통해 주입한다.
그러면 제1 반응기(1)의 하부로부터 유입된 공기가, 기공성 세라믹(5)을 통과하면서 기공성 세라믹(5)의 상부에 모인 원료들의 반응을 촉진시키게 된다.
그리고 기공성 세라믹(5)의 상부에서 생산된 기체상의 이산화염소는, 제1 반응기(1)의 상부에 구비된 제1 유출구(6)를 통해 이산화염소 유출관(29)으로 이동된다.
또한 상기 기공성 세라믹(5)의 상부에 쌓여 반응한 혼합액은, 제1 반응기(1)의 하부 일측에 구비된 제1혼합액 유출관(10)을 통해 제2 반응기(11)로 유입된다.
여기서 상기 제2 반응기(11)는 제1 반응기(1)보다 낮은 위치에 구비되어 있으므로, 상기 제1 반응기(1) 내부의 혼합액이 일정 수위가 되면 자동적으로 제2 반응기(11)로 이동되어 하부로 모이게 된다.
이어서 제2 반응기(11) 상부에 구비된 제2원료 및 공기유입구(12)를 통해, 0.1 ~ 0.3HP의 컴프레서(도시 생략)로부터 공급되는 압축공기를 마이크로버블기(13)에 공급한다.
상기 제2 반응기(11)에는 기공성 세라믹(5)이 없으므로 공기를 작은 압력으로 공급하여 마이크로버블만 형성되도록 한다.
그러면 상기 마이크로버블기(13)에서 미세 버블이 발생하게 되어, 제1 반응기(1)에서 미반응된 혼합액의 반응을 촉진시킨다.
이때 20 ~ 40분의 반응시간을 부여하여 반응이 충분이 진행되도록 한다. 이렇게 생성된 기체상의 이산화염소는, 상부에 구비된 제2 유출구(14)를 통해 이산화염소 유출관(29)으로 배출된다.
그리고 상기 제2 반응기(11)의 하부에서 반응되지 않은 혼합액은, 하부 측면에 구비된 제2 혼합액 유출관(17)을 통해 제3 반응기(21)에 유입된다.
여기서 상기 제3 반응기(21)는 제2 반응기(11)보다 낮은 위치에 구비되어 있으므로, 상기 제2 반응기(11) 내부의 혼합액이 일정 수위가 되면 자동적으로 제3 반응기(31)로 이동되어 하부로 모이게 된다.
이어서 상기 제3 반응기(21)의 상부에 구비된 제3 공기유입구(22)를 통해, 0.1 ~ 0.3HP의 컴프레서(도시 생략)로부터 공급되는 압축공기를 마이크로버블기(13)에 공급한다.
그러면 상기 마이크로버블기(13)에서 미세 버블이 발생하면서 혼합액의 반응을 촉진시킨다. 이때 20 ~ 40분 동안의 반응시간을 부여하여 반응이 충분히 진행되도록 한다.
이렇게 발생된 기체상의 이산화염소는, 상부에 구비된 제3 유출구(24)를 통해 이산화염소 유출관(29)으로 유출된다.
본 발명에 의하면, 제1 반응기(1)의 하부에 공급되는 공기가 기공성 세라믹(5)을 통과하도록 하고, 제2 반응기(11)의 하부 및 제3 반응기(21)의 하부에서 마이크로버블을 발생시킴으로써 혼합액의 반응을 촉진시킨다.
이로써 최소량의 원료를 사용하면서 이산화염소의 발생량을 극대화할 수가 있다.
또한 제2 반응기(11)가 제1 반응기(1)보나 낮게 설치되고, 제3 반응기(21)가 제2 반응기(11)보다 낮게 설치되므로, 혼합액이 일정 수위 이상이 되면 자동으로 하부의 반응기로 이동하게 된다.
또한 각 반응기에서의 반응시간을 충분히 부여함으로써, 혼합액이 충분히 반응하여 최종 처리수가 맑고 깨끗한 상태가 되도록 할 수 있다.
이로써 이산화염소시 제조시 강한 산성 폐수가 발생하는 문제점을 해소할 수있고, 처리수를 재활용수로 사용할 수가 있다.
또한 공기를 공급하는 컴프레서의 용량이 2.3 ~ 4.1HP이면 충분하므로, 종래에 비해 설비비 및 가동비를 절감할 수가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
1: 제1 반응기 2: 제1원료 및 공기유입구
3: 제1원료 및 공기유입관 4: 제1 공기유입구
5: 기공성 세라믹(Ceramic) 6: 제1 유출구
7: 제1 밸브 8: 제1 관찰창
9: 미반응물 유출관 10: 제1 혼합액유출관
11: 제2 반응기 12: 제2 공기유입구
13: 마이크로버블(Micro bubble)기 14: 제2 유출구
15: 제2 밸브 16: 제2 관찰창
17: 제2 혼합액유출관 21: 제3 반응기
22: 제3 공기유입구 23: 마이크로버블기
24: 제3 유출구 25: 제3 밸브
26: 제3 관찰창 27: 제3 유출관
28: U자형 유출관 29: 이산화염소 유출관

Claims (17)

  1. 아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산을 이용하여 이산화염소를 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 제1 반응기(1)에 공기를 공급하는 단계(S10),
    (b) 상기 제1 반응기(1)에 아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산을 공급하는 단계(S20),
    (c) 상기 제1 반응기(1)의 하부에 공기를 공급하는 단계(S30),
    (d) 제2 반응기(11)에 공기를 공급하여 마이크로버블을 발생시키는 단계(S40),
    (e) 제3 반응기(21)에 공기를 공급하여 마이크로버블을 발생시키는 단계(S50),
    (f) 상기 제3 반응기(21)에서 처리수를 배출하는 단계(S60)를 포함하고,
    상기 S20 단계에서,
    상기 제1 반응기(1)에 투입되는 원료의 순도는, 아염소산나트륨의 순도가 20 ~ 25%, 차아염소산나트륨의 순도가 10 ~ 15%, 염산 또는 황산의 순도가 30 ~ 35%이며,
    상기 S20 단계에서,
    상기 제1 반응기(1)에 투입되는 아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산의 공급비율은, 몰(mole)비가 2 : 1 : 2이고,
    상기 S20 단계에서,
    아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산을 제1 반응기(1)에 2 ~ 5분간 투입하고, 10 ~ 20분간 투입을 중단하며,
    상기 S30 단계에서,
    상기 제1 반응기(1)의 하부로 공급되는 공기가 기공성 세라믹(5)을 통과하도록 하고,
    상기 S40 단계에서,
    아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산의 혼합액이 제2 반응기(11) 내부에서 20 ~ 40분간 머무르면서 충분한 반응이 일어나도록 하며,
    상기 S50 단계에서,
    아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산의 혼합액이 제3 반응기(21) 내부에서 20 ~ 40분간 머무르면서 충분한 반응이 일어나도록 하고,
    상기 S40 단계 이후, 제1 반응기(1)에서 미반응한 혼합액이 일정수위 이상이 되면 자동적으로 제2 반응기(11)로 유입되도록 하고,
    상기 S50 단계 이후, 제2 반응기(11)에서 미반응한 혼합액이 일정수위 이상이 되면 자동적으로 제3 반응기(21)로 유입되도록 하며,
    상기 S60 단계에서, 제3 반응기(21)에서 처리수가 일정수위 이상이 되면 자동적으로 외부로 배출되도록 하여,
    이산화염소 제조시 발생되는 처리수를 재활용수로 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조방법.
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  11. 아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산을 이용하여 이산화염소를 제조하는 장치에 있어서,
    공기 및 아염소산나트륨, 차아염소산나트륨, 염산 또는 황산을 투입하여 이산화염소가 생성되도록 하는 제1 반응기(1)와,
    상기 제1 반응기(1)에서 유입된 미반응 혼합액에 공기를 투입하여 이산화염소가 생성되도록 하는 제2 반응기(11)와,
    상기 제2 반응기(11)에서 유입된 미반응 혼합액에 공기를 투입하여 이산화염소가 생성되도록 하는 제3 반응기(21)를 포함하여 구성되고,
    상기 제2 반응기(11)는 상기 제1 반응기(1)보다 낮은 위치에 구비되고,
    상기 제3 반응기(21)는 상기 제2 반응기(11)보다 낮은 위치에 구비되어,
    상기 제1 반응기(1) 및 제2 반응기(11)에서 혼합액의 수위가 일정 이상이 되면 혼합액이 다음의 반응기로 자동적으로 이동되도록 하고,
    상기 제1 반응기(1)와 제2 반응기(11)는 제1 혼합액유출관(10)에 의해 연결되고,
    상기 제2 반응기(11)와 제3 반응기(21)는 제2 혼합액유출관(17)에 의해 연결되며,
    상기 제3 반응기(21)에 제3 유출관(27)이 구비되고,
    상기 제2 혼합액유출관(17)은 상기 제1 혼합액유출관(10)보다 낮은 위치에 구비되고,
    상기 제3 유출관(27)은 상기 제2 혼합액유출관(17)보다 낮은 위치에 구비되며,
    상기 제1 혼합액유출관(10), 제2 혼합액유출관(17) 및 제3 혼합액 유출관(27)에 각각 자동제어밸브가 구비되고,
    상기 자동제어밸브는, 혼합액이 반응기 내에서 일정시간 머무른 후에 자동적으로 개방되며,
    상기 제1 반응기(1), 제2 반응기(11) 및 제3 반응기(13)에는 각각 관찰창(8, 16, 26)이 구비되어 각 반응기 내부의 상황을 육안으로 확인할 수 있도록 하고,
    상기 제1 반응기(1)는,
    상부에 구비되는 제1원료 및 공기유입구(2)와, 반응기 내부에 수직으로 구비되는 제1원료 및 공기유입관(3)과, 하부에 구비되어 공기가 통과되도록 하는 다공성 세라믹(5)과, 상기 다공성 세라믹(5)의 하부에 구비되는 제1 공기유입구(4)와, 하부에 구비되는 미반응물 유출관(9)을 포함하고,
    상기 제1 반응기(1)의 제1원료 및 공기유입관(3)의 하부 단부는, U자형 형상으로 구성되며,
    상기 제2 반응기(11) 및 제3 반응기(21)의 내부에, 미세 버블을 발생시키는 마이크로버블기(13, 23)가 각각 구비되고,
    상기 제3 반응기(21)의 일측에 U자형 유출관(28)이 구비되어,
    수위가 일정 이상일 경우 처리수가 자동적으로 제3 반응기(21)로부터 배출되도록 하여,
    이산화염소 제조시 발생되는 처리수를 재활용수로 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115010093A (zh) * 2022-07-18 2022-09-06 宁夏艾克坚机械设备有限公司 气体二氧化氯连续生产系统及生产方法
KR20240098341A (ko) 2022-12-21 2024-06-28 (주)새롬환경기술 탈취 및 과잉 이산화염소 가스 제거장치
KR20240098345A (ko) 2022-12-21 2024-06-28 (주)새롬환경기술 더블형 탈취 및 과잉 이산화염소 가스 제거 시스템

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050016034A (ko) 2003-08-04 2005-02-21 가부시키가이샤 와키타 이산화염소 제조장치
KR20050116806A (ko) 2003-03-03 2005-12-13 악조 노벨 엔.브이. 이산화염소 제조 공정
KR20120135133A (ko) 2011-06-02 2012-12-12 재단법인 포항산업과학연구원 이산화염소의 제조방법 및 그 제조장치
KR101793957B1 (ko) * 2017-04-05 2017-11-06 주식회사 더존이엔티 이산화염소가스 발생 장치 및 방법
KR101959221B1 (ko) * 2018-08-21 2019-03-19 주식회사 초록홀딩스 반응액 배출 제어가 가능한 이산화염소 발생장치
KR101989035B1 (ko) * 2018-11-23 2019-06-13 (주)한영 이산화염소가스 연속 제조 방법 및 장치
KR102000731B1 (ko) * 2019-04-26 2019-07-16 김진태 단일 반응조로 이산화염소를 연속적으로 제조하는 방법 및 그 제조장치
KR102002506B1 (ko) * 2019-05-23 2019-07-22 김재우 연속 대량생산이 가능한 이산화염소의 제조방법 및 그 제조장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050116806A (ko) 2003-03-03 2005-12-13 악조 노벨 엔.브이. 이산화염소 제조 공정
KR20050016034A (ko) 2003-08-04 2005-02-21 가부시키가이샤 와키타 이산화염소 제조장치
KR20120135133A (ko) 2011-06-02 2012-12-12 재단법인 포항산업과학연구원 이산화염소의 제조방법 및 그 제조장치
KR101793957B1 (ko) * 2017-04-05 2017-11-06 주식회사 더존이엔티 이산화염소가스 발생 장치 및 방법
KR101959221B1 (ko) * 2018-08-21 2019-03-19 주식회사 초록홀딩스 반응액 배출 제어가 가능한 이산화염소 발생장치
KR101989035B1 (ko) * 2018-11-23 2019-06-13 (주)한영 이산화염소가스 연속 제조 방법 및 장치
KR102000731B1 (ko) * 2019-04-26 2019-07-16 김진태 단일 반응조로 이산화염소를 연속적으로 제조하는 방법 및 그 제조장치
KR102002506B1 (ko) * 2019-05-23 2019-07-22 김재우 연속 대량생산이 가능한 이산화염소의 제조방법 및 그 제조장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115010093A (zh) * 2022-07-18 2022-09-06 宁夏艾克坚机械设备有限公司 气体二氧化氯连续生产系统及生产方法
KR20240098341A (ko) 2022-12-21 2024-06-28 (주)새롬환경기술 탈취 및 과잉 이산화염소 가스 제거장치
KR20240098345A (ko) 2022-12-21 2024-06-28 (주)새롬환경기술 더블형 탈취 및 과잉 이산화염소 가스 제거 시스템

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