KR102335823B1 - manufacturing method for urea solution - Google Patents

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KR102335823B1
KR102335823B1 KR1020210066677A KR20210066677A KR102335823B1 KR 102335823 B1 KR102335823 B1 KR 102335823B1 KR 1020210066677 A KR1020210066677 A KR 1020210066677A KR 20210066677 A KR20210066677 A KR 20210066677A KR 102335823 B1 KR102335823 B1 KR 102335823B1
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Abstract

Disclosed is a method for producing a urea solution capable of minimizing an impurity content of the urea solution by using a low-temperature aging process when producing the urea solution. Provided is a device for producing a urea solution which comprises: (a) a stirrer; (b) a storage tank for storing a urea solution produced in the stirrer for a certain period of time; and (c) a solid-liquid separation means for purifying the urea solution stored in the storage tank for a certain period of time.

Description

요소수 제조방법{manufacturing method for urea solution}Urea water manufacturing method {manufacturing method for urea solution}

본 발명은 요소수 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 요소수 제조시 저온 숙성공정을 사용하는 것으로 요소수의 불순물 함량을 최소화할 수 있는 요소수 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing urea water, and more particularly, to a method for producing urea water capable of minimizing the impurity content of urea water by using a low-temperature aging process when producing urea water.

최근 환경오염에 관한 문제가 주요 이슈로 부각되면서 자동차의 경우에도 화석연료를 사용하지 않거나 적게 사용하는 전기 자동차, 수소 자동차, 태양열 자동차 및 하이브리드 자동차가 활발하게 개발 및 상용화되고 있다. Recently, as the problem of environmental pollution has emerged as a major issue, even in the case of automobiles, electric vehicles, hydrogen vehicles, solar vehicles, and hybrid vehicles that do not use or use fossil fuels are being actively developed and commercialized.

그러나 이러한 친환경 자동차들의 등장에도 불구하고 아직까지는 가솔린이나 디젤을 연료로 사용하는 차량이 자동차 시장의 주를 이루고 있으며, 앞으로도 상당기간 동안은 그 명맥을 유지할 것으로 전망된다. However, despite the emergence of these eco-friendly vehicles, vehicles using gasoline or diesel as fuel still dominate the automobile market, and it is expected that this will be maintained for a considerable period of time.

이와 같은 화석연료를 사용하는 가솔린이나 디젤 내연기관 차량의 경우에는 배기가스에 의한 환경오염 문제 등이 심각하다. 그 중에서도 디젤 자동차의 경우에는 매연과 질소산화물(NOx), 그리고 미세먼지의 배출이 심각한 문제로 인식되고 있으며, 세계 여러 국가에서는 디젤 차량의 배기가스 문제를 해결하기 위해 관련 법규를 통해 배기가스의 배출을 엄격하게 규제하고 있는 실정이다. In the case of gasoline or diesel internal combustion engine vehicles using such fossil fuels, the problem of environmental pollution due to exhaust gas is serious. Among them, in the case of diesel vehicles, emissions of soot, nitrogen oxides (NOx) and fine dust are recognized as serious problems. is strictly regulated.

따라서 디젤 차량의 배기 시스템은 배기가스 중에 함유된 공해 물질인 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 입자상 물질(Particulate Matter), 질소산화물(NOx) 등을 감소시키기 위해 DOC(Diesel Oxidation Catalyst), DPF(Diesel Particulate matter Filter), SCR(Selective Catalyst Reduction) 및 LNT(Lean NOx Trap) 등과 같은 배기가스 후처리장치를 구비하게 된다. Therefore, the exhaust system of diesel vehicles uses DOC (Diesel Oxidation Catalyst), DPF to reduce pollutants such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), particulate matter, and nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas. (Diesel Particulate matter Filter), SCR (Selective Catalyst Reduction) and LNT (Lean NOx Trap) are provided with an exhaust gas post-treatment device.

이 중에서 SCR을 적용한 배기가스 후처리장치(이하, 'SCR 장치'라고 한다)는 배기 파이프의 내부로 요소수와 같은 환원제를 분사하여 배기가스 중의 질소산화물을 질소와 산소로 환원시키는 기능을 한다. Among them, the exhaust gas post-treatment device to which SCR is applied (hereinafter referred to as the 'SCR device') functions to reduce nitrogen oxides in the exhaust gas to nitrogen and oxygen by injecting a reducing agent such as urea water into the exhaust pipe.

즉, 상기 SCR 장치는 배기 파이프의 내부로 환원제가 분사되면, 그 환원제가 배기가스의 열에 의해 암모니아 (NH3)로 전환되고, SCR 촉매에 의한 배기가스 중의 질소산화물과 암모니아의 촉매 반응으로서 질소산화물을 질소가스(N2)와 물(H2O)로 환원시킬 수 있다That is, in the SCR device, when a reducing agent is injected into the exhaust pipe, the reducing agent is converted to ammonia (NH3) by the heat of the exhaust gas, and nitrogen oxide is produced as a catalytic reaction of nitrogen oxide and ammonia in the exhaust gas by the SCR catalyst. It can be reduced with nitrogen gas (N2) and water (H2O)

이때 상기 SCR장치에서 사용되는 요소수는 순수한 물과 요소비료의 원료인 요소를 혼합하여 만든 화학물질로 대기환경보전법 제74조 2항에 따른 검사를 통과해야 국내 시판이 가능하다. 요소는 극성물질로 열을 가하면 쉽게 용해되지만 뷰렛, 트리우렛 등 불순물도 함께 용해된다는 단점이 있다. 뷰렛, 트리우렛 등이 용해되어 있는 요소수는 SCR장치에 부식과 막힘을 유발시킨다. 이러한 불순물을 석출하여 정제하기 위해서는 다소 시간이 걸리더라도 저온 용해 후 필터를 사용해 제거하는 과정이 필요하다.At this time, the urea water used in the SCR device is a chemical substance made by mixing pure water and urea, a raw material of urea fertilizer, and must pass the inspection according to Article 74 (2) of the Air Conservation Act to be commercially available in Korea. Urea is a polar material that dissolves easily when heat is applied, but has the disadvantage that impurities such as burette and triuret are also dissolved together. The urea water in which the burette, triuret, etc. is dissolved causes corrosion and clogging in the SCR device. In order to precipitate and purify these impurities, a process of removing them using a filter after dissolving at a low temperature is necessary even if it takes some time.

기존의 요소수 제조방법은 요소(원료)와 순수(물)을 교반한 다음, 이를 정제하여 불순물을 제거하여 제조된다. 이때 요소와 물을 교반하는 과정에서 모터를 상부에 설치하여, 상기 모터에 설치된 임펠러를 회전시켜 교반하고 있지만, 요소와 순수 교반시 흡열작용으로 인하여 저온상태에서는 교반효율이 감소한다는 문제점을 가지고 있다. 또한 흡열반응의 특성상 가열된 물을 이용하여 요소수를 제작하고 있으므로 불순물이 요소수에 용해되어 SCR장치에 첨가하는 경우 SCR장치의 수명을 줄이는 단점을 가지고 있다. The existing method for producing urea water is manufactured by stirring urea (raw material) and pure water (water), and then purifying it to remove impurities. At this time, in the process of stirring urea and water, a motor is installed on the upper part, and the impeller installed in the motor is rotated to stir, but there is a problem that the stirring efficiency is reduced in a low temperature state due to the endothermic action when stirring the urea and pure water. In addition, since urea water is produced using heated water due to the nature of the endothermic reaction, when impurities are dissolved in the urea water and added to the SCR device, it has the disadvantage of reducing the lifespan of the SCR device.

이를 개선하기 위하여 상기와 같이 제조된 요소수를 필터를 이용하여 불순물을 제거하고 있지만 불순물에 의한 필터 막힘현상이 발생하여 필터의 수명이 짧아지며, SCR장치에 사용하기 위한 높은 순도의 요소수를 제조하는 경우 다량의 필터를 사용하게 되므로 그 제조비용이 상승한다는 단점을 가지고 있으며, 고온의 물에 용해된 불순물의 경우 단순히 필터의 사용만으로는 제거하기 어렵다는 단점을 가지고 있다.In order to improve this, impurities are removed using the filter in the urea water prepared as described above, but the filter life is shortened due to filter clogging caused by impurities, and high-purity urea water for use in the SCR device is manufactured In this case, since a large amount of filters are used, the manufacturing cost thereof is increased, and in the case of impurities dissolved in high temperature water, it is difficult to remove only by using a filter.

따라서 이러한 불순물의 생성이 최소화될 수 있는 요소수 제조방법이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a method for producing urea water in which the generation of such impurities can be minimized.

(0001) 대한민국 등록특허 제10-1640401호(0001) Republic of Korea Patent Registration No. 10-1640401 (0002) 대한민국 등록특허 제10-1703959호(0002) Republic of Korea Patent Registration No. 10-1703959

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저온에서 요소수를 제조하는 것으로 요소수내의 불순물의 함량을 최소화할 수 있는 요소수 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing urea water capable of minimizing the content of impurities in urea water by producing urea water at a low temperature.

또한 본 발명의 다른 목적은 저온 공정을 통하여 제조되는 요소수를 필터링하여 미반응 요소 및 고체상의 불순물을 제거하는 것으로 SCR장치의 수명을 증대시킬 수 있는 요소수 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing urea water capable of increasing the lifespan of an SCR device by filtering the urea water produced through a low-temperature process to remove unreacted urea and solid impurities.

또한 본 발명의 다른 목적은 생성된 요소수를 저온 숙성하는 것으로 요소수내의 불순물을 침전시켜 분리하며, 이에 따라 필터의 수명을 최대화할 수 있는 요소수 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a urea water manufacturing method capable of precipitating and separating impurities in the urea water by aging the produced urea water at a low temperature, thereby maximizing the life of the filter.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (a) 교반기; (b) 상기 교반기에서 제조되는 요소수를 일정기간 보관하는 보관탱크; 및 (c) 상기 보관탱크에서 일정기간 보관된 요소수를 정재하는 고액 분리수단을 포함하는 요소수 제조장치를 제공한다.The present invention in order to solve the above problems (a) a stirrer; (b) a storage tank for storing the urea water produced in the agitator for a certain period of time; And (c) provides a urea water production apparatus comprising a solid-liquid separation means for purifying the urea water stored for a certain period in the storage tank.

일 실시예에 있어서, 상기 교반기는, 원통형의 본체; 상기 교반용 본체의 하단을 관통하여 설치되어 상기 원통형의 본체 하부에 설치되는 교반용 스크류를 회전시키는 회전축; 상기 회전축의 일단에 연결되며, 본체의 하부에 설치되는 교반용 스크류; 상기 회전축의 하단에 설치되며, 상기 회전축 및 상기 교반용 스크류를 회전시키는 회전모터; 상기 원통형 본체의 상부에 형성되는 물 공급부; 상기 물 공급부의 측면에 설치되는 요소 공급부; 및 상기 원통형 본체의 하부에 설치되는 요소수 배출구를 포함하며, 상기 교반용 스크류는 상기 원통형 본체의 중심에서 상측방향의 흐름을 형성하고, 상기 물과 상기 요소의 반응시 생성되는 얼음을 분쇄하며, 상기 교반기에는 물 100kg당 0.1~0.5kg/분의 속도로 요소가 공급되며, 상기 요소는 물 100중량부 대비 30~35중량부가 공급되며, 상기 원통형 본체의 내부에는 온도조절수단이 포함되어 있으며; 상기 온도조절수단은, 상기 원통형의 본체 내부에 나선형으로 형성되며 일단은 상기 원통형의 본체의 하부와 연결되며, 하단은 상기 원통형의 본체 상부와 연결되는 온도조절파이프; 상기 온도조절파이프에 일정한 온도를 가지는 열매를 공급하는 열매 공급부; 및 상기 열매를 가열 또는 냉각하는 온도제어부를 포함하며; 상기 온도조절파이프는 상기 원통형의 본체 직경의 1/4~3/4의 직경을 가지는 나선형으로 형성되며; 상기 원통형의 본체는 상기 온도조절수단에 의하여 -15~5℃의 온도를 유지할 수 있으며, 상기 보관탱크는, 원통형의 보관탱크 본체; 상기 보관탱크 본체의 하부에 형성되는 요소수 배출부; 상기 보관탱크 본체의 하단에 연결되는 깔대기형의 불순물 수집부; 및 상기 보관탱크 본체 및 상기 불순물 수집부의 외주면을 감싸는 보온수단을 포함하며; 상기 보온수단의 내부에는 상기 보관탱크를 일정온도로 유지시킬 수 있는 온도유지수단을 포함하며; 상기 고액 분리수단은, 상기 보관탱크에서 공급되는 요소수를 1차 분리하는 원심식 분리수단; 및 상기 분리필터를 통과한 요소수를 2차 분리하는 분리필터를 포함하며, 상기 원심식 분리수단은, 상기 보관탱크에서 배출되는 요소수가 접선방향으로 공급되며, 비중이 고상물질과 비중이 낮은 1차 처리 요소수를 원심력으로 분리하는 제1 사이클론 분리기; 및 제1 사이클론 분리기의 상부 외주면을 따라 2~20개가 등간격으로 배열되고, 제1 사이클론 분리기에서 배출되는 1차 처리 요소수가 접선방향으로 공급되며, 비중이 큰 고상물질과 비중이 낮은 2차 처리 요소수를 원심력으로 분리하는 다수개의 제2 사이클론 분리기를 포함하며, 상기 제2 사이클론 분리기의 하부 배출구는 상기 제1 사이클론 분리기의 상부에 접선방향으로 연결되며, 상기 제2 사이클론 분리기에서 분리된 고상물질은 상기 제1 사이클론 분리기의 상부로 공급되어 상기 제1 사이클론 분리기 내부의 요소수와 혼합되어 분리되며, 상기 분리필터는; 원통형의 분리필터 본체; 상기 본체의 중단에 설치되어 본체의 상부와 하부를 공간적으로 분리하는 다공성 필터; 상기 분리필터의 본체의 하부에 설치되는 요소수 공급부; 상기 분리필터 본체의 하단에 연결되는 깔대기형의 분순물 수집부; 및 상기 분리필터 본체의 상부에 설치되는 요소수 배출부를 포함하며; 상기 분리필터 본체의 상부에는 저장탱크의 요소수를 공급하여 상기 분리필터를 역세하는 역세용 요소수 공급부가 설치되어 있으며, 상기 다공성 필터는, 상기 분리필터 본체의 중단부에 연결되는 연결부; 상기 연결부의 중앙에 형성되는 2~20개의 돌출부; 및 상기 연결부의 일측에 연결되며, 상기 역세용 요소수 공급시 상기 다공성필터를 진동시키는 진동 생성부를 포함하며, 상기 보관탱크의 불순물 수집부, 분리필터의 불순물 배출부 및 상기 제1 사이클론 분리기를 통하여 배출되는 불순물은 분순물 분리기를 통하여 배출되며, 상기 불순물 분리기는, 상부 탈수벨트; 하부 탈수벨트; 및 상기 상부 탈수벨트와 상기 하부 탈수벨트를 압착하는 롤러를 포함하며; 상기 상부 탈수벨트 및 상기 하부 탈수벨트는 흡습성 벨트 및 다공성 벨트를 접합하여 제조되는 벨트이며, 상기 상부 탈수벨트와 상기 하부 탈수벨트 사이에 보관탱크의 불순물 수집부, 분리필터의 불순물 배출부 및 상기 제1 사이클론 분리기를 통하여 배출되는 불순물이 30~100mm의 두께로 공급되며, 상기 롤러는 2~10개의 롤러가 지그재그 방향으로 설치되며, 상기 불순물 분리기에서 분리된 액상성분은 상기 보관탱크로 공급되며, 상기 고액 분리수단에서 분리된 요소수는 저장탱크로 공급될 수 있다.In one embodiment, the stirrer, a cylindrical body; a rotating shaft installed through the lower end of the stirring body to rotate the stirring screw installed in the lower part of the cylindrical body; a screw for stirring connected to one end of the rotating shaft and installed in the lower part of the body; a rotating motor installed at the lower end of the rotating shaft and rotating the rotating shaft and the agitating screw; a water supply part formed on the upper part of the cylindrical body; a urea supply unit installed on the side of the water supply unit; and a urea water outlet installed under the cylindrical body, wherein the stirring screw forms an upward flow from the center of the cylindrical body, and crushes ice generated when the water and the urea react, Urea is supplied to the stirrer at a rate of 0.1 to 0.5 kg/min per 100 kg of water, 30 to 35 parts by weight of the urea is supplied relative to 100 parts by weight of water, and a temperature control means is included in the cylindrical body; The temperature control means may include: a temperature control pipe spirally formed inside the cylindrical body, one end connected to a lower portion of the cylindrical body, and a lower end connected to the upper portion of the cylindrical body; a heat supply unit for supplying heat having a constant temperature to the temperature control pipe; and a temperature control unit for heating or cooling the fruit; the temperature control pipe is formed in a spiral shape having a diameter of 1/4 to 3/4 of the diameter of the cylindrical body; The cylindrical body can maintain a temperature of -15 to 5° C. by the temperature control means, and the storage tank includes: a cylindrical storage tank body; a urea water discharge unit formed at a lower portion of the storage tank body; a funnel-shaped impurity collecting unit connected to the lower end of the storage tank body; and a warming means surrounding the storage tank body and the outer circumferential surface of the impurity collecting part; a temperature maintaining means capable of maintaining the storage tank at a constant temperature is included in the heat retention means; The solid-liquid separation means, centrifugal separation means for primary separation of the urea water supplied from the storage tank; and a separation filter for secondary separation of the urea water that has passed through the separation filter, wherein the centrifugal separation means supplies the urea water discharged from the storage tank in a tangential direction, and a solid material having a specific gravity and a low specific gravity 1 a first cyclone separator for separating the tea-treated urea water by centrifugal force; and 2 to 20 pieces are arranged at equal intervals along the upper outer peripheral surface of the first cyclone separator, the number of primary treatment elements discharged from the first cyclone separator is supplied in a tangential direction, and the solid material with a large specific gravity and secondary treatment with a low specific gravity a plurality of second cyclone separators for separating urea water by centrifugal force, the lower outlet of the second cyclone separator is tangentially connected to the upper part of the first cyclone separator, and the solid material separated in the second cyclone separator is supplied to the upper portion of the first cyclone separator and mixed with urea water in the first cyclone separator to be separated, and the separation filter includes; Cylindrical separation filter body; a porous filter installed at the middle of the main body to spatially separate the upper part and the lower part of the main body; a urea water supply unit installed at a lower portion of the main body of the separation filter; a funnel-shaped waste collection unit connected to the lower end of the separation filter body; and a urea water discharge part installed on the upper part of the separation filter body; A backwash urea water supply unit for backwashing the separation filter by supplying urea water from a storage tank is installed on the upper portion of the separation filter body, and the porous filter includes: a connection part connected to the middle portion of the separation filter body; 2 to 20 protrusions formed in the center of the connection part; and a vibration generating part connected to one side of the connection part and vibrating the porous filter when supplying the urea water for backwashing, through the impurity collecting part of the storage tank, the impurity discharge part of the separation filter, and the first cyclone separator The discharged impurities are discharged through the impurity separator, the impurity separator, the upper dewatering belt; lower dewatering belt; and a roller for pressing the upper dewatering belt and the lower dewatering belt; The upper dewatering belt and the lower dewatering belt are belts manufactured by bonding a hygroscopic belt and a porous belt, and between the upper dewatering belt and the lower dewatering belt, an impurity collecting part of a storage tank, an impurity discharge part of a separation filter, and the Impurities discharged through the 1 cyclone separator are supplied to a thickness of 30 to 100 mm, the rollers are provided with 2 to 10 rollers in a zigzag direction, and the liquid component separated by the impurity separator is supplied to the storage tank, The urea water separated by the solid-liquid separation means may be supplied to the storage tank.

또한 본 발명은 (i) 교반기에 물을 공급하며 교반을 실시하는 단계; (ii) 상기 물의 교반이 시작된 이후 요소를 공급하여 요소수를 제조하는 단계; (iii) 상기 교반기에서 제조된 요소수를 보관탱크로 공급하고 1~3일간 보관하는 단계; (iv) 상기 1~3일간 보관된 요소수의 상등액을 분리한 다음, 고액분리수단에 공급하여 고상물질을 제거하는 단계; 및 (v) 상기 고상물질이 제거된 요소수를 저장탱크에 공급하는 단계를 포함하는 상기 요소수 제조장치를 이용한 요소수 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (i) supplying water to the stirrer and performing stirring; (ii) preparing urea water by supplying urea after the stirring of the water is started; (iii) supplying the urea water prepared in the agitator to a storage tank and storing it for 1 to 3 days; (iv) separating the supernatant of the urea water stored for 1 to 3 days, and then supplying it to a solid-liquid separation means to remove the solid material; And (v) provides a urea water manufacturing method using the urea water manufacturing apparatus comprising the step of supplying the urea water from which the solid material is removed to a storage tank.

본 발명의 실시예에 따르면, 저온에서 요소수를 제조함에 따라 불순물의 생성이 최소화될 수 있으며, 이에 따라 SCR 장치의 수명을 늘릴 수 있는 요소수 제조방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, as the urea water is produced at a low temperature, the generation of impurities can be minimized, and thus, it is possible to provide a method for producing urea water that can increase the lifespan of the SCR device.

또한 본 발명은 제조된 요소수를 보관탱크에서 숙성하는 것으로 요소수 제조시 발생하는 이물질을 분리할 수 있으며, 이에 따라 필터의 수명을 최대화 할 수 있는 요소수 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a method for producing urea water capable of maximizing the lifespan of a filter by aging the manufactured urea water in a storage tank, thereby separating foreign substances generated during the production of urea water.

또한 본 발명은 저온 공법으로 제조된 요소수를 필터링하여 요소수내의 불순물과 이물질을 최소화하는 것으로 SCR 장치의 수명을 최대화할 수 있는 요소수 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a urea water manufacturing method capable of maximizing the life of the SCR device by filtering the urea water manufactured by a low-temperature method to minimize impurities and foreign substances in the urea water.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.The effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 요소수 제조장치의 전체적인 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 교반기를 간략히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 원심식 분리장치를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 원심식 분리장치의 상면을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 분리필터를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 불순물 분리기의 원리를 나타낸 것이다.
1 shows the overall configuration of the urea water manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 schematically shows a stirrer according to an embodiment of the present invention.
3 shows a centrifugal separator according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the upper surface of the centrifugal separator according to an embodiment of the present invention.
5 shows a separation filter according to an embodiment of the present invention.
6 shows the principle of the impurity separator according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described herein may be variously modified. Certain embodiments may be depicted in the drawings and described in detail in the detailed description. However, the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings are only provided to facilitate understanding of the various embodiments. Therefore, the technical idea is not limited by the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings, and it should be understood to include all equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various components, but these components are not limited by the above-mentioned terms. The above terminology is used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고 "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Meanwhile, as used herein, a “module” or “unit” for a component performs at least one function or operation. And “module” or “unit” may perform a function or operation by hardware, software, or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of “modules” or a plurality of “units” other than a “module” or “unit” to be performed in specific hardware or to be executed in at least one processor may be integrated into at least one module. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be abbreviated or omitted.

도 1은 본 발명의 요소수 제조장치를 간략히 나타낸 것이다.1 schematically shows an apparatus for producing urea water of the present invention.

본 발명은 (a) 교반기; (b) 상기 교반기에서 제조되는 요소수를 일정기간 보관하는 보관탱크; 및 (c) 상기 저장탱크에서 일정기간 보관된 요소수를 정재하는 고액 분리수단을 포함하는 요소수 제조장치에 관한 것이다.The present invention is (a) a stirrer; (b) a storage tank for storing the urea water produced in the agitator for a certain period of time; And (c) relates to a urea water production apparatus comprising a solid-liquid separation means for purifying the urea water stored for a certain period in the storage tank.

상기 교반기(100)는 물과 요소를 혼합하여 요소수를 혼합하는 부분으로, 기본적으로 원통형의 본체 내부에 교반용 스크류가 형성되어 있다. 기존의 요소수 제조용 교반기의 경우 요소수의 흡열반응으로 인한 얼음의 형성을 방지하기 위하여 가열된 물을 공급하며 또한 상기 교반기 내의 요소수를 가열하여 공급하는 수단을 가지고 있다. 하지만 상기 제조되는 요소수를 가열하는 경우 부반응이 발생하여 뷰렛, 트리우렛과 같은 불순물이 형성될 수 있으며, 이를 SCR장치의 수명에 악영향을 주는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 발명에서는 상기 교반기에 공급되는 요소의 양을 조절하여 흡열반응으로 인한 온도저하를 최소화함과 더불어 교반기 내부를 일정한 온도로 유지하는 것으로 상기 얼음의 생성을 최소화하면서도 뷰렛, 트리우렛과 같은 부반응 생성물을 최소화할 수 있다.The stirrer 100 is a part that mixes water and urea by mixing urea water, and a screw for stirring is formed inside a basically cylindrical body. In the case of the conventional stirrer for producing urea water, heated water is supplied to prevent the formation of ice due to the endothermic reaction of the urea water, and also has a means for heating and supplying the urea water in the stirrer. However, when the prepared urea water is heated, side reactions may occur and impurities such as burette and triuret may be formed, which is known to adversely affect the lifespan of the SCR device. Therefore, in the present invention, by controlling the amount of urea supplied to the stirrer, the temperature drop due to endothermic reaction is minimized and the inside of the stirrer is maintained at a constant temperature to minimize the generation of ice and side reaction products such as burette and triuret. can be minimized.

이를 위하여 상기 교반기는, 원통형의 본체; 상기 교반용 본체의 하단을 관통하여 설치되어 상기 원통형의 본체 하부에 설치되는 교반용 스크류를 회전시키는 회전축; 상기 회전축의 일단에 연결되며, 본체의 하부에 설치되는 교반용 스크류; 상기 회전축의 하단에 설치되며, 상기 회전축 및 상기 교반용 스크류를 회전시키는 회전모터; 상기 원통형 본체의 상부에 형성되는 물 공급부; 상기 물 공급부의 측면에 설치되는 요소 공급부; 및 상기 원통형 본체의 하부에 설치되는 요소수 배출구를 포함할 수 있다(도 1 참조).To this end, the stirrer, a cylindrical body; a rotating shaft installed through the lower end of the stirring body to rotate the stirring screw installed in the lower part of the cylindrical body; a screw for stirring connected to one end of the rotating shaft and installed in the lower part of the body; a rotating motor installed at the lower end of the rotating shaft and rotating the rotating shaft and the agitating screw; a water supply part formed on the upper part of the cylindrical body; a urea supply unit installed on the side of the water supply unit; And it may include a urea water outlet installed in the lower portion of the cylindrical body (see FIG. 1).

상기 원통형 본체(110)는 상기 물과 요소가 반응하여 요소수가 생성되는 부분으로, 내부에 상기 물과 요소, 생성되는 요소수가 저장될 수 있는 공간을 가지고 있다. 또한 상기 원통형 본체 내부에서 흡열반응이 원활하게 수행될 수 있도록 상기 원통형 본체(110)는 철, 스테인리스, 알루미늄, 구리 또는 이를 포함하는 합금으로 제조되어 빠른 속도로 열교환이 일어날 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 위에서 살펴본 바와 같이 요소와 물이 혼합되어 요소수를 생성하는 반응은 흡열반응이며, 요소가 물에 투입됨에 따라 물의 온도가 떨어질 수 있다. 이때 상기 원통형의 본체에서 열교환이 수행되지 않는 경우 상기 원통형 본체 내부의 물이 얼음으로 변할 수 있으며, 이는 반응의 중단을 가져올 수 있다. 따라서 상기 원통형 본체(110)의 경우 높은 열전도성을 가지는 금속으로 제작되어 상기 흡열반응에 필요한 열을 빠른속도로 교환할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The cylindrical body 110 is a portion in which the water and urea react to generate urea water, and has a space in which the water, urea, and the generated urea water can be stored. In addition, it is preferable that the cylindrical body 110 is made of iron, stainless steel, aluminum, copper, or an alloy containing the same so that the endothermic reaction can be smoothly performed inside the cylindrical body so that heat exchange can occur at a high speed. As described above, the reaction in which urea and water are mixed to produce urea water is an endothermic reaction, and as urea is added to the water, the temperature of the water may drop. At this time, if heat exchange is not performed in the cylindrical body, water inside the cylindrical body may be changed to ice, which may result in the cessation of the reaction. Therefore, it is preferable that the cylindrical body 110 is made of a metal having high thermal conductivity so that heat required for the endothermic reaction can be rapidly exchanged.

상기 회전축(120)은 일측에 교반용 스크류(130)가 연결되어 있으며, 타측에는 모터가 연결되어 상기 교반용 스크류(130)가 상기 원통형 본체(110) 내에서 회전할 수 있도록 할 수 있다. 이때 상기 회전축(120)은 상기 원통형 본체(110)의 하부를 관통하여 설치될 수 있으며, 이에 따라 상기 교반용 스크류(130)는 상기 원통형 본체(110)의 하부에 위치할 수 있다. 일반적인 교반기의 경우 상기 회전축이 상기 원통형 본체의 상부를 관통하여 설치된다. 하지만 본 발명의 경우 상기 교반용 스크류(130)에 의하여 생성되는 물의 흐름을 방해하지 않으면서 물이 어는 경우에도 정상적으로 작동할 수 있도록 상기 회전축(120)을 상기 본체의 하부에 설치하는 것이 바람직하다. 즉 요소수 제조를 위한 물이 어는 경우에도 상기 물은 표면부터 얼게되므로 상기 회전축(120)은 얼음에 방해를 받지 않고 회전할 수 있으며, 이에 따라 상기 요소수의 생성반응을 저온에서도 용이하게 수행할 수 있다.The rotating shaft 120 may have a screw 130 for stirring connected to one side and a motor connected to the other side so that the screw 130 for stirring can be rotated within the cylindrical body 110 . In this case, the rotating shaft 120 may be installed through the lower portion of the cylindrical body 110 , and accordingly, the agitating screw 130 may be positioned under the cylindrical body 110 . In the case of a general stirrer, the rotating shaft is installed through the upper part of the cylindrical body. However, in the present invention, it is preferable to install the rotating shaft 120 in the lower part of the main body so that it can operate normally even when the water is frozen without disturbing the flow of water generated by the stirring screw 130 . That is, even when the water for urea water production freezes, the water freezes from the surface, so the rotating shaft 120 can rotate without being disturbed by the ice. can

상기 교반용 스크류(130)는 상기 회전축(120)의 일단에 연결되어 상기 원통형 본체(110) 내부의 요소수를 혼합하는 부분으로, 2~10개의 날개를 가지는 스크류(130)를 사용할 수 있다. 기존의 스크류의 경우 단순히 혼합을 위하여 설치되기 때문에 대부분이 혼합의 효율을 위하여 교반기의 하방으로 흐름을 형성하도록 동작되고 있다. 특히 회전축이 본체의 상부를 관통하는 기존의 교반기는 상방으로 흐름을 형성하는 경우 상기 회전축에 추가적인 부하를 줄수 있어 회전축의 효율을 떨어트리게 되므로 대부분의 교반기는 하방으로 흐름을 형성하도록 설치된다.The stirring screw 130 is connected to one end of the rotating shaft 120 to mix the urea water inside the cylindrical body 110, and a screw 130 having 2 to 10 blades may be used. In the case of the existing screw, since it is simply installed for mixing, most are operated to form a flow below the agitator for mixing efficiency. In particular, when a conventional stirrer whose rotating shaft passes through the upper part of the main body forms an upward flow, an additional load can be applied to the rotating shaft, thereby reducing the efficiency of the rotating shaft, so most stirrers are installed to form a downward flow.

하지만 본 발명의 경우 회전축(120)이 상기 교반기 본체(110)의 하부를 관통하여 설치되어 있으며, 상기 교반용 스크류(130) 역시 하부에 위치하고 있으므로, 상방으로 흐름을 형성하도록 설치하는 것이 가능하며, 이에 따라 상기 교반용 스크류(130) 회전에 의하여 상기 원통형 본체(110)의 중심에는 상측방향의 흐름이 형성될 수 있다. 이 경우 상기 요소수 제조시 온도가 떨어지더라도 지속적인 흐름을 형성하게 되어 물이 어는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 일부 얼음이 형성되는 경우에도 상기 스크류(130)의 회전에 의하여 얼음이 분쇄될 수 있으므로 얼음에 의한 미반응을 최소화할 수 있다. 즉 기존의 하측 방향 흐름의 경우 수면의 요소수 혼합이 완전하지 못하여 수면에 얼음이 형성됨과 동시에 이렇게 형성된 얼음으로 인하여 회전축의 회전이 방해받아 혼합효율이 급감할 수 있지만, 본 발명의 경우 상기 상측방향의 흐름으로 인하여 상기 수면까지도 완전하게 혼합될 뿐만 아니라 일부 얼음이 발생하더라도 회전축의 회전에는 영향을 줄 수 없으며, 생성된 얼음이 물의 흐름에 따라 상기 스크류 방향으로 이동하며, 스크류에 의하여 분쇄될 수 있으므로, 얼음에 의한 효율감소 및 성분변화를 최소화할 수 있다.However, in the case of the present invention, the rotating shaft 120 is installed through the lower portion of the stirrer body 110, and the screw 130 for stirring is also located at the lower portion, so it is possible to install it to form an upward flow, Accordingly, an upward flow may be formed in the center of the cylindrical body 110 by rotation of the agitating screw 130 . In this case, even when the temperature of the urea water drops, a continuous flow is formed to prevent the water from freezing, and even when some ice is formed, the ice can be crushed by the rotation of the screw 130 . It is possible to minimize the non-reaction caused by That is, in the case of the conventional downward flow, the mixing of urea water on the water surface is not complete, so ice is formed on the water surface and at the same time the rotation of the rotation shaft is disturbed due to the ice formed in this way, so that the mixing efficiency may decrease sharply. Due to the flow of the water, not only the water surface is completely mixed, but even if some ice is generated, the rotation of the rotating shaft cannot be affected. , it is possible to minimize the decrease in efficiency and change in composition due to ice.

또한 상기 스크류(130)는 위에서 살펴본 바와 같이 얼음이 생성되는 경우 이를 분쇄하는 역할을 동시에 수행해야 하므로 기존에 사용되는 혼합용 스크류에 비하여 두껍게 제조되는 것이 바람직하다. 이를 구체적으로 살펴보면, 기존의 스크류의 경우 회전날개의 전단부분이 두껍게 제작되며, 회전 효율을 위하여 단면이 유선형 또는 물방울형을 가지도록 제작되고 있지만 이러한 스크류의 경우 얼음을 분쇄하는 능력이 떨어질 뿐만 아니라 회전에 의하여 얼음이 유입되는 경우 파손될 위험이 커질 수 있다. 따라서 본 발명의 경우 상기 회전 날개의 단면을 유선형으로 제작하되, 전단부를 뾰족하고 날카롭게 제작하여 상기 얼음을 분쇄하면서도 일정이상의 효율을 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다In addition, as described above, when ice is generated, the screw 130 must simultaneously perform a role of pulverizing it, so it is preferable to be manufactured to be thicker than a conventional mixing screw. Specifically, in the case of a conventional screw, the front end of the rotor blade is thickly manufactured, and the cross section is manufactured to have a streamline or droplet shape for rotational efficiency. The risk of breakage may increase if ice is introduced. Therefore, in the case of the present invention, it is preferable to make the cross section of the rotary blade in a streamlined shape, and to make the front end sharp and sharp so that the ice can be crushed while maintaining the efficiency above a certain level.

상기 물은 상기 요소를 용해하는 용매로서 사용되는 것으로 SCR장치의 촉매에 영향을 주지 않도록 불순물이 제거된 초순수를 사용하는 것이 바람직하다.The water is used as a solvent for dissolving the urea, and it is preferable to use ultrapure water from which impurities are removed so as not to affect the catalyst of the SCR device.

상기 초순수는 물을 다단 증류를 이용하여 물만을 분리한 다음, 이온교환막, 역삼투막등을 이용하여 불순믈을 제거한 것으로 유기물과 무기물이 제거되어 SCR장치에 공급되더라도 촉매와의 반응을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 촉매의 수명을 증대시킬 수 있다.The ultrapure water is obtained by separating only water using multi-stage distillation of water, and then removing impurities using an ion exchange membrane or reverse osmosis membrane. Accordingly, the life of the catalyst can be increased.

상기 요소는 NH2CONH2의 분자구조를 가지는 화합물로서 공업적으로는 암모니아와 이산화탄소를 반응시켜 제조되고 있다.The urea is a compound having a molecular structure of NH2CONH2 and is industrially manufactured by reacting ammonia with carbon dioxide.

상기 모터(140)는 상기 회전축을 회전시켜 결과적으로는 상기 회전축의 일단에 설치된 교반용 스크류를 회전시키기 위하여 설치되는 것으로, 일반적으로 사용되는 전기모터를 사용할 수 있다.The motor 140 is installed to rotate the rotating shaft and, as a result, to rotate the stirring screw installed at one end of the rotating shaft, a generally used electric motor may be used.

상기 원통형 본체의 상부에는 물 공급부(150)와 요소 공급부(160)가 설치될 수 있다. 특히 상기 요소의 경우 상기 물의 공급 이후 일정한 속도로 공급되어 상기 본체 내부 물의 결빙을 줄이게 되므로 상기 본체의 상부에 설치되어 상기 본체 내부의 수면 위에 상기 요소 공급부(160)가 설치되는 것이 바람직하다. 아울러 상기 본체에서 제조되는 요소수는 본체 하부에 위치하는 요소수 배출구(170)를 통하여 배출될 수 있다.A water supply unit 150 and a urea supply unit 160 may be installed on the upper portion of the cylindrical body. In particular, in the case of the urea, it is preferable that the urea supply unit 160 is installed on the water surface inside the main body by being installed on the upper part of the main body because the water is supplied at a constant rate after the supply of the water to reduce freezing of the water inside the main body. In addition, the urea water manufactured in the main body may be discharged through the urea water outlet 170 located in the lower part of the main body.

상기 교반기(100)에는 물 100kg당 0.1~0.5kg/분의 속도로 요소가 공급될 수 있다. 위에서 살펴본 바와 같이 물과 요소를 혼합하여 요소수를 제조하는 반응은 흡열반응에 해당하며, 빠른 속도로 요소를 혼합하는 경우 이러한 흡열반응에 의하여 물이 결빙되어 얼음이 발생할 수 있다. 따라서 상기 요소를 적절한 속도로 공급하는 것으로 상기 요소수 제조시 물의 결빙을 최소화할 수 있다. 이때 상기 요소의 공급량이 0.1kg/분 미만인 경우 원하는 농도의 요소수를 제조하기 위하여 많은 시간이 필요하므로 비경제적이며, 0.5kg/분을 초과하는 속도로 공급하는 경우 흡열반응으로 인하여 물이 결빙될 수 있다.Urea may be supplied to the agitator 100 at a rate of 0.1 to 0.5 kg/min per 100 kg of water. As described above, the reaction of producing urea water by mixing water and urea corresponds to an endothermic reaction, and when urea is mixed at a high speed, water may freeze and ice may occur due to this endothermic reaction. Therefore, by supplying the urea at an appropriate rate, it is possible to minimize the freezing of water during the production of the urea water. At this time, when the supply amount of the urea is less than 0.1 kg/min, it takes a lot of time to prepare the urea water of the desired concentration, so it is uneconomical, and when supplied at a rate exceeding 0.5 kg/min, the water may freeze due to an endothermic reaction can

상기 교반기(100)의 경우 본체가 열교환이 가능하도록 높은 열전도성을 가지는 재질로 제작되고 있지만, 다량의 요소수를 제조하는 경우 열교환이 원활하지 않은 국소적인 결빙이 발생할 수 있다. 또한 제조되는 요소수는 액체 상태로 혼합되어 배출되어야 하므로 상기 교반기의 내부는 일정온도로 유지될 수 있도록 온도조절수단(180)을 포함할 수 있다.In the case of the agitator 100, the body is made of a material having high thermal conductivity to enable heat exchange, but when a large amount of urea water is manufactured, local freezing may occur, which does not facilitate heat exchange. In addition, the manufactured urea water must be mixed and discharged in a liquid state, so the inside of the stirrer may include a temperature control means 180 to maintain a constant temperature.

기본의 요소수 제조용 교반기의 경우 교반기 내부의 액체의 일부를 외부로 반출한 다음, 이를 가열하고 공급하는 것으로 교반기 내부의 온도를 유지하고 있지만 이 경우 반출되는 액체를 높은 온도로 가열하여 교반기로 재순환함에 따라 반출되는 액체의 가열과정에서 불순물의 발생이 늘어날 수 있다. In the case of a basic stirrer for urea water production, part of the liquid inside the stirrer is taken out and then heated and supplied to maintain the temperature inside the stirrer, but in this case, the liquid is heated to a high temperature and recycled to the stirrer. Accordingly, the generation of impurities may increase during the heating process of the discharged liquid.

따라서 본 발명은 상기 온도조절수단(180)을 상기 교반기 본체의 내부에 위치시키는 것으로 상기 교반기 내부를 일정온도로 유지할 수 있으며, 국부적인 냉각 및 가열이 최소화되어 불순물의 발생 및 결빙을 최소화할 수 있다.Therefore, in the present invention, by locating the temperature control means 180 inside the stirrer body, the inside of the stirrer can be maintained at a constant temperature, and local cooling and heating are minimized, thereby minimizing the generation of impurities and freezing. .

이를 위하여 상기 온도조절수단(180)은 상기 원통형의 본체 내부에 나선형으로 형성되며 일단은 상기 원통형의 본체의 하부와 연결되며, 하단은 상기 원통형의 본체 상부와 연결되는 온도조절파이프; 상기 온도조절파이프에 일정한 온도를 가지는 열매를 공급하는 열매 공급부; 및 상기 열매를 가열 또는 냉각하는 온도제어부를 포함할 수 있다.To this end, the temperature control means 180 is spirally formed inside the cylindrical body, one end is connected to the lower part of the cylindrical body, the lower end is a temperature control pipe connected to the upper part of the cylindrical body; a heat supply unit for supplying heat having a constant temperature to the temperature control pipe; And it may include a temperature control unit for heating or cooling the heat medium.

상기 온도조절파이프는 상기 원통형 본체의 내부에 설치되는 파이프형의 구조물로 내부에 후술할 열매가 순환되어 상기 교반기의 온도를 일정하게 유지하는 역할을 수행할 수 있다. 이때 상기 온도조절파이프는 상기 교반용 스크류에 의하여 발생되는 상측방향의 흐름을 방해하지 않도록 나선형을 가지도록 제작되는 것이 바람직하며, 상기 온도조절파이프가 형성하는 나선의 직경은 상기 본체직경의 1/4~3/4일 수 있다. 상기 온도조절파이프의 나선직경이 상기 본체직경의 1/4미만인 경우 상기 온도조절파이프가 상기 교반기의 중심에 위치하여 상기 스크류에 의하여 발생되는 상측방향 흐름을 방해할 수 있으며, 3/4를 초과하는 직경을 가지는 경우 상기 온도조절파이프가 벽면에 가깝게되어 중심부의 온도를 정확하게 제어하기 어려울 수 있다(도 2 참조).The temperature control pipe is a pipe-type structure installed inside the cylindrical body, and a heat medium to be described later is circulated therein, and may serve to maintain a constant temperature of the agitator. At this time, the temperature control pipe is preferably manufactured to have a spiral so as not to obstruct the upward flow generated by the stirring screw, and the diameter of the spiral formed by the temperature control pipe is 1/4 of the diameter of the body. It can be ~3/4. When the spiral diameter of the temperature control pipe is less than 1/4 of the body diameter, the temperature control pipe is located at the center of the stirrer and may interfere with the upward flow generated by the screw, exceeding 3/4 In the case of having a diameter, it may be difficult to accurately control the temperature of the center because the temperature control pipe is close to the wall surface (see FIG. 2 ).

상기 온도조절파이프의 내부에는 열매가 순환될 수 있다. 상기 열매(Heat Medium)는 일정한 온도를 가지는 액체를 의미하는 것으로 가열되거나 냉각되어 순환되는 것으로 열의 이동을 빠르게 하는 액체를 의미한다. 본 발명의 경우 상기 열매로서 물 또는 열매체유를 사용할 수 있으며, 흡열반응에 의하여 상기 교반기 내부가 빙점이하로 감소될 수 있음과 더불어 저온을 유지해야 하므로 열매체유를 상기 열매로서 사용할 수 있다.The fruit may be circulated inside the temperature control pipe. The heat medium refers to a liquid having a constant temperature, which is heated or cooled and circulated, and refers to a liquid that accelerates the movement of heat. In the present invention, water or heat medium oil can be used as the heat medium, and the inside of the stirrer can be reduced below the freezing point by endothermic reaction and low temperature must be maintained, so the heat medium oil can be used as the heat medium.

또한 상기 온도조절파이프는 일단이 상기 원통형의 본체의 하부와 연결되며, 하단이 상기 원통형의 본체 상부와 연결되도록 제작되므로 상기 열매는 상기 온도조절파이프의 일단에서 유입되어 다탄으로 배출되는 것이 바람직하다. 상기 열매가 상기 온도조절파이프의 하단 방형에서 유입되는 경우 상기 온도조절파이프 내부에 공기가 유입될 수 있으며 이에 따라 온도조절파이프의 효율이 떨어질 수 있다.In addition, since one end of the temperature control pipe is connected to the lower part of the cylindrical body, and the lower end is made to be connected to the upper part of the cylindrical body, it is preferable that the fruit is introduced from one end of the temperature control pipe and discharged as a tea burner. When the fruit is introduced from the lower end of the temperature control pipe, air may be introduced into the temperature control pipe, and thus the efficiency of the temperature control pipe may be reduced.

상기 열매 공급부는 상기 온도조절파이프에 열매를 가압하여 공급하는 부분으로 내부에 온도제어부를 포함하여 상기 열매를 일정한 온도로 유지하여 상기 교반기의 내부의 온도조절파이프로 공급할 수 있다. 이를 위하여 상기 온도제어부는 가열수단 및 냉각수단을 포함하여 상기 열매를 가열 또는 냉각할 수 있다. The heat medium supply unit can be supplied to the temperature control pipe inside the stirrer to maintain the heat medium at a constant temperature by including a temperature control unit therein as a part for supplying the heat by pressurizing the heat medium to the temperature control pipe. To this end, the temperature control unit may heat or cool the fruit, including a heating means and a cooling means.

이를 상세히 살펴보면 상기 교반기의 가동시 물이 우선적으로 상기 교반기 내부에 공급되어, 이때 상기 물은 20~30℃의 온도를 가지고 있으므로, 요소수 제조시 고온에 의한 불순물의 생성을 방지하기 위하여 상기 온도조절수단을 가동하며, 교반기 내부를 0~5℃로 냉각하는 것이 바람직하다.Looking at this in detail, when the stirrer is operated, water is preferentially supplied to the inside of the stirrer, and at this time, the water has a temperature of 20 to 30 ° C. It is preferable to operate the means, and to cool the inside of the stirrer to 0-5 °C.

상기 냉각이 완료된 이후 상기 물에 일정한 속도로 요소가 공급될 수 있으며, 이때 흡열반응을 수행하게 되므로 상기 물이 0℃미만으로 냉각되어 결빙될 수 있다. 따라서 이 경우 상기 온도조절파이프를 통하여 0~10℃로 가열된 열매를 공급하는 것으로 상기 교반기 내부를 -15~5℃로 유지할 수 있다. 이를 통하여 고온에서 발생하는 뷰렛, 트리우렛과 같은 부반응 생성물을 최소화할 수 있음과 동시에 물의 결빙을 방지하여 원활한 요소수의 생성이 될 수 있도록 할 수 있다. 또한 일반적인 물의 경우 0℃에서 결빙이 시작될 수 있지만 상기 요소와 혼합되어 요소수를 형성하는 경우 요소로 인한 어는점 내림 효과로 인하여 0℃미만에서도 결빙되지 않을 수 있다. 따라서 투입되는 요소의 양에 따라 상기 교반기 내부를 적절한 온도로 조절하는 것이 바람직하다.After the cooling is completed, urea may be supplied to the water at a constant rate, and at this time, since an endothermic reaction is performed, the water may be cooled to less than 0° C. and frozen. Therefore, in this case, the inside of the stirrer can be maintained at -15 to 5 °C by supplying the fruit heated to 0 to 10 ° C through the temperature control pipe. Through this, side reaction products such as burette and triuret generated at high temperature can be minimized, and at the same time, freezing of water can be prevented so that urea water can be smoothly generated. In addition, in the case of general water, freezing may start at 0°C, but when it is mixed with the urea to form urea water, it may not freeze even below 0°C due to the freezing point lowering effect caused by the urea. Therefore, it is preferable to adjust the inside of the stirrer to an appropriate temperature according to the amount of the input element.

상기 온도조절수단(180)은 상기 교반기 내의 온도를 -15~5℃로 유지할 수 있는 것이 바람직하다. 상기 교반기 내의 온도가 -15℃미만인 경우 상기 요소수가 결빙될 수 있으며, 5℃를 초과하는 경우 뷰렛, 트리우렛과 같은 부반응 생성물의 양이 많아질 수 있다.The temperature control means 180 is preferably capable of maintaining the temperature in the stirrer at -15 ~ 5 ℃. If the temperature in the stirrer is less than -15 °C, the urea water may be frozen, and if it exceeds 5 °C, the amount of side reaction products such as burette and triuret may increase.

상기와 같이 교반기(100)에서 합성이 완료된 요소수를 보관탱크(200)에서 일정시간 동안 보관될 수 있다. 상기 요소수는 제조된 이후에도 미반응된 요소 및 불순물로 인하여 다량의 부유물이 발생할 수 있다. 또한 반응시 흡열반응을 수행하고 있으므로, 상기 온도조절수단(180)으로 교반기 내부를 일정한 온도로 유지하며 교반용 스크류를 이용하여 얼음을 분쇄하더라도 작은 얼음조각이 부유할 수 있다. 기존의 요소수 제조방법의 경우 이러한 부유물을 필터를 사용하여 제거하고 있으므로 필터의 효율이 감소하여 요소수의 제조에 많은 비용을 필요로 하고 있다. 하지만 본 발명은 상기 제조되는 요소수를 상기 보관탱크(200)에 일정기간동안 보관하여 상기 부유물을 침강시켜 제거하는 것으로 후술할 필터의 효율을 최대화할 수 있으며, 이에 따라 상기 요소수의 제조비용 역시 최소화할 수 있다.As described above, the urea water synthesized in the agitator 100 may be stored for a certain time in the storage tank 200 . Even after the urea water is manufactured, a large amount of suspended matter may be generated due to unreacted urea and impurities. In addition, since an endothermic reaction is performed during the reaction, the inside of the stirrer is maintained at a constant temperature by the temperature control means 180 and small pieces of ice can float even when the ice is crushed using a screw for stirring. In the case of the existing urea water manufacturing method, since these floating substances are removed by using a filter, the efficiency of the filter is reduced, which requires a lot of cost for the manufacture of urea water. However, the present invention can maximize the efficiency of the filter to be described later by storing the produced urea water in the storage tank 200 for a certain period of time and removing the floating matter by sedimentation, and accordingly, the manufacturing cost of the urea water is also can be minimized

이를 위하여 상기 보관탱크는 보관탱크 본체; 상기 보관탱크 본체의 하부에 형성되는 요소수 배출부; 상기 보관탱크 본체의 하단에 연결되는 깔대기형의 불순물 수집부; 및 상기 보관탱크 본체 및 상기 불순물 수집부의 외주면을 감싸는 보온수단을 포함하며; 상기 보온수단의 내부에는 상기 보관탱크를 일정온도로 유지시킬 수 있는 온도유지수단을 포함할 수 있다.To this end, the storage tank includes a storage tank body; a urea water discharge unit formed at a lower portion of the storage tank body; a funnel-shaped impurity collecting unit connected to the lower end of the storage tank body; and a warming means surrounding the storage tank body and the outer circumferential surface of the impurity collecting part; A temperature maintaining means capable of maintaining the storage tank at a constant temperature may be included in the heat retention means.

상기 보관탱크 본체는 상기 요소수를 보관하는 장소가 되는 부분으로, 내용적이 1~20톤의 요소수를 보관할 수 있는 크기로 제작될 수 있다. 또한 상기 보관탱크의 하부에는 상기 요소수의 부유물이 침강될 수 있으므로 깔대기형의 불순물 수집부를 형성하는 것으로 상기 침강된 불순물을 용이하게 제거할 수 있다.The storage tank body is a part that is a place for storing the urea water, and may be manufactured in a size that can store the urea water with an internal volume of 1 to 20 tons. In addition, since the suspended matter of the urea water may settle in the lower portion of the storage tank, the sedimented impurities may be easily removed by forming a funnel-type impurity collecting part.

이를 상세히 살펴보먼, 상기 보관탱크 본체는 원통형으로 형성될 수 있으며, 상기 불순물 수집부는 깔대기형으로 제작되되, 최대직경을 가지는 상부는 상기 원통형 본체와 일치되도록 제작되어 상기 원통형 본체의 하단이 상기 깔대기형 불순물 수집부의 상단과 일치하도록 제작될 수 있다. 이 경우 상기 보관탱크내의 불순물을 상기 본체의 하단으로 침강하며, 상기 불순물 수집부의 직경이 작은 최하단 부분으로 자연스럽게 수집될 수 있다. 또한 상기 불순물 수집부의 최하단에는 상기 불순물을 반출할 수 있는 배출구가 설치되어 있으며, 따라서 상기 보관탱크 본체에는 특별한 장치를 설치하지 않더라도 침강하는 분순물을 상기 불순물 수집부의 하단에서 용이하게 배출하는 것이 가능하다.Looking at this in detail, the storage tank body may be formed in a cylindrical shape, and the impurity collecting part is manufactured in a funnel shape, and the upper part having the maximum diameter is manufactured to coincide with the cylindrical body, so that the lower end of the cylindrical body is the funnel shape It may be manufactured to coincide with the top of the impurity collecting part. In this case, the impurities in the storage tank settle to the lower end of the main body, and the impurities collecting part can be naturally collected in the lowermost part having a small diameter. In addition, a discharge port through which the impurities can be taken out is installed at the lowermost end of the impurity collecting unit, so it is possible to easily discharge the sedimenting impurities from the lower end of the impurity collecting unit without installing a special device in the storage tank body .

또한 상기 배출구의 경우 단순히 마개 또는 벨브를 가지는 배출구일 수도 있지만, 상기 불순물 수집부의 하단에 형성되며, 상측이 개방되어 침강된 불순물이 유입되는 배출구 본체 및 상기 배출구 본체 내부에 위치하며, 침강된 불순물을 일방향으로 이송하는 용융 이송 스크류를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in the case of the outlet, it may be simply an outlet having a stopper or a valve, but it is formed at the lower end of the impurity collecting part, and the upper side is opened and is located inside the outlet body and the outlet body into which the sedimented impurities are introduced, and the sedimented impurities are removed It is preferable to include a melt feed screw that feeds in one direction.

상기 배출구는 상측에 유입구가 설치되며 상기 유입구는 상기 불순물 수집부의 최하단과 연결될 수 있다. 일반적인 액체의 경우 상기 유입구 만으로도 원활하게 베출이 가능하지만 침강된 불순물의 경우 물과 혼합된 슬러지 형태이므로 단순히 유입구를 개방하여도 외부로 배출되는 속도가 느려 배출 지연이 일어날 수 있다. 따라서 상기와 같이 불순물 수집부의 하단에 유입구를 연결하되, 상기 배출구의 본체 내부에 이송 스크류를 설치하여 슬러지 형태의 불순물을 이송하는 것이 바람직하다.The outlet may have an inlet installed at the upper side, and the inlet may be connected to the lowermost end of the impurity collecting unit. In the case of a general liquid, it can be smoothly discharged only through the inlet, but in the case of settled impurities, since it is in the form of sludge mixed with water, the rate of discharge to the outside is slow even if the inlet is simply opened, so discharge may be delayed. Therefore, it is preferable to connect the inlet to the lower end of the impurity collecting unit as described above, but install a transfer screw inside the main body of the outlet to transfer impurities in the form of sludge.

상기 보관탱크 본체 및 상기 불순물 수집부의 외주면을 감싸는 보온수단을 포함할 수 있다. 상기 보관탱크의 경우 상기 요소수를 일정기간 보관해야 하며, 이‹š 상기 요소수에 급격한 온도변화가 발생하거나 온도가 상승하게 되면 부반응이 발생하여 불순물이 형성될 수 있다. 따라서 상기 보관탱크의 표면에는 보온수단을 설치하여 상기 보관탱크 내의 요소수를 일정한 반도로 보관하는 것이 바람직하다. 이때 상기 보온수단은 상기 보관탱크를 일정한 온도로 유지시킬 수 있는 보온수단이라면 제한없이 사용할 수 있으며, 유리섬유, 암면, 고분자 섬유와 같은 섬유상 물질로 제조되는 부직포 또는 발포성 고분자를 이용하여 제조되는 것이 바람직하다. It may include a thermal insulation means surrounding the outer peripheral surface of the storage tank body and the impurity collecting part. In the case of the storage tank, the urea water must be stored for a certain period of time, and when a sudden temperature change or temperature rises in the urea water, a side reaction may occur and impurities may be formed. Therefore, it is preferable to install a heat-retaining means on the surface of the storage tank to store the number of urea in the storage tank in a constant peninsula. In this case, the thermal insulation means can be used without limitation as long as it is a thermal insulation means capable of maintaining the storage tank at a constant temperature, and it is preferable to use a nonwoven fabric or a foamable polymer made of a fibrous material such as glass fiber, rock wool, or polymer fiber. do.

아울러 상기 보온수단의 내부에는 온도유지수단을 설치하여 상기 보관탱크 내의 온도를 -15~5℃로 유지하는 것이 더욱 바람직하다. 위에서 살펴본 바와 같이 상기 요소수의 온도가 상승하는 경우 뷰렛, 트리우렛과 같은 부반응 생성물이 생성될 수 있으며, 고온에서 요소가 석출될 수도 있다. 또한 상기 보관탱크의 경우 대부분 공장내 또는 외부에서 보관되고 있으므로 상기 요소수를 장기간 보관하는 경우 온도가 상승될 수 있다. 따라서 상기 보온수단을 이용하여 내부의 온도를 유지시켜줌과 동시에 상기 온도유지수단을 이용하여 상기 보관탱크내의 요소수를 일정한 온도에서 보관하는 것이 바람직하다.In addition, it is more preferable to install a temperature maintaining means inside the heat retention means to maintain the temperature in the storage tank at -15 to 5°C. As described above, when the temperature of the urea water increases, side reaction products such as burette and triuret may be generated, and urea may be precipitated at a high temperature. In addition, since most of the storage tank is stored inside or outside the factory, the temperature may increase when the urea water is stored for a long period of time. Therefore, it is preferable to maintain the internal temperature by using the heat-retaining means and to store the urea water in the storage tank at a constant temperature using the temperature-maintaining means.

상기 보관탱크(200)는 상기 요소수를 1~5일간 보관하여 상기 불순물을 침강시키는 것이 바람직하다. 상기 요소수를 1일 미만동안 보관하는 경우 미침강된 불순물이 존재할 수 있으며, 5일을 초과하는 기간동안 보관하는 경우 비용이 상승할 수 있다.It is preferable that the storage tank 200 stores the urea water for 1 to 5 days to settle the impurities. If the urea water is stored for less than 1 day, unsettled impurities may be present, and if stored for more than 5 days, the cost may increase.

상기 보관탱크(200)에서 일정기간 보관되어 불순물이 침강된 요소수는 고액분리수단을 통하여 잔여불순물이 제거될 수 있다.Residual impurities may be removed from the urea water stored for a certain period of time in the storage tank 200 and the impurities are settled through the solid-liquid separation means.

이를 위하여 상기 고액 분리수단은, 상기 보관탱크에서 공급되는 요소수를 1차 분리하는 원심식 분리수단; 및 상기 분리필터를 통과한 요소수를 2차 분리하는 분리필터를 포함할 수 있다.To this end, the solid-liquid separation means includes: a centrifugal separation means for primary separation of the urea water supplied from the storage tank; And it may include a separation filter for secondary separation of the number of urea that has passed through the separation filter.

상기 원심식 분리수단(300)은 원심력을 이용하여 상기 요소수내의 잔유물을 제거하는 수단으로, 필터와 같은 다공성물질을 이용하지 않아 장시간동간 가동할 수 있으므로 후술할 분리필터의 효율을 높이기 위하여 상기 원심식 분리수단을 1차 분리수단으로 사용하는 것이 바람직하다(도 3 및 4).The centrifugal separation means 300 is a means for removing residues in the urea water by using centrifugal force, and since it does not use a porous material such as a filter and can be operated for a long time, in order to increase the efficiency of the separation filter to be described later, the centrifugal separation means 300 It is preferable to use an expression separation means as the primary separation means (FIGS. 3 and 4).

상기 원심식 분리수단은, 상기 보관탱크에서 배출되는 요소수가 접선방향으로 공급되며, 비중이 고상물질과 비중이 낮은 1차 처리 요소수를 원심력으로 분리하는 제1 사이클론 분리기; 및 제1 사이클론 분리기의 상부 외주면을 따라 2~20개가 등간격으로 배열되고, 제1 사이클론 분리기에서 배출되는 1차 처리 요소수가 접선방향으로 공급되며, 비중이 큰 고상물질과 비중이 낮은 2차 처리 요소수를 원심력으로 분리하는 다수개의 제2 사이클론 분리기를 포함할 수 있다(도 3 참조).The centrifugal separation means includes: a first cyclone separator in which the urea water discharged from the storage tank is supplied in a tangential direction and separates the solid material and the low specific gravity primary treated urea water by centrifugal force; and 2 to 20 pieces are arranged at equal intervals along the upper outer peripheral surface of the first cyclone separator, the number of primary treatment elements discharged from the first cyclone separator is supplied in a tangential direction, and the solid material with a large specific gravity and secondary treatment with a low specific gravity A plurality of second cyclone separators for separating the urea water by centrifugal force may be included (see FIG. 3 ).

상기와 같이 보관탱크에서 침강되어 분술물이 분리된 요소수는 제1 사이클론 분리기(310)에 공급될 수 있다. 이때 상기 보관탱크에서 분리된 요소수의 경우 상기 제1 사이클론 분리기의 외주면 접선방향으로 공급됨(311)에 따라, 제1 사이클론 분리기(310)의 내부에서 회전하게 되며, 이러한 회전에 의하여 비중이 높은 고상의 불순물은 사이클론의 외면을 따라 하부의 배출구로 배출(312)될 수 있다. 아울러 비중이 낮은 액상의 요소수는 제1 사이클론 분리기의 중심부에 존재하게 되며, 이 중심부에 존재하는 비중이 낮은 요소수는 제2 사이클론 분리기(320)에 공급되어 2차 분리를 수행하게 된다. The urea water from which the powder is separated by sedimentation in the storage tank as described above may be supplied to the first cyclone separator 310 . At this time, in the case of the urea water separated from the storage tank, as it is supplied (311) tangentially to the outer circumferential surface of the first cyclone separator, it rotates inside the first cyclone separator 310, and by this rotation, the specific gravity is high The solid impurities may be discharged (312) to the lower outlet along the outer surface of the cyclone. In addition, the liquid urea water having a low specific gravity is present in the center of the first cyclone separator, and the urea water having a low specific gravity existing in the center is supplied to the second cyclone separator 320 to perform secondary separation.

또한 상기 요소수의 경우 상기 사이클론 분리기를 가동시키기에 충분한 압력을 가지지 못할 수 있다. 이를 개선하기 위하여 상기 요소수는 보관탱크에서 상기 고액분리수단으로 공급되면서 가압수단을 이용하여 가압되는 것이 바람직하다. 상기 가압수단은 상기 요소수를 가압할 수 있는 수단이라면 제한없이 사용할 수 있다.In addition, the urea water may not have sufficient pressure to operate the cyclone separator. In order to improve this, the urea water is preferably pressurized using a pressurizing means while being supplied from the storage tank to the solid-liquid separation means. The pressurizing means can be used without limitation as long as it is a means capable of pressurizing the urea water.

상기와 같이 제1 사이클론 분리기에서 분리된 요소수(1차 처리 요소수)는 제2 사이클론 분리기(320)로 공급된다. 이때 상기 1차 처리 요소수는 상기 보관탱크에서 상기 제1 사이클론 분리기로에서 공급되는 요소수와 동일하게 제2 사이클론 분리기의 접선방향으로 공급(321)되어 제2 사이클론 분리기의 내부에서 회전하며 원심력에 의하여 불순물을 제거할 수 있다. 이후 분순물과의 분리가 끝난 2차 처리 요소수는 제2 사이클론 분리기의 상부에 위치하는 배출구(322)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.As described above, the urea water (the number of primary treated urea) separated in the first cyclone separator is supplied to the second cyclone separator 320 . At this time, the primary treatment urea water is supplied (321) in the tangential direction of the second cyclone separator to the same as the number of urea supplied from the first cyclone separator in the storage tank, rotates inside the second cyclone separator, and is subjected to centrifugal force. impurities can be removed. Thereafter, the secondary treated urea water after separation from the impurities may be discharged to the outside through the outlet 322 located at the upper portion of the second cyclone separator.

상기 제2 사이클론 분리기(320)는 상기 제1 사이클론 분리기(310) 상부의 외주면을 따라 2~20개가 배열되어 있을 수 있다(도 4 참조). 상기 제2 사이클론 분리기는 상기 제1 사이클론 분리기에서 배출되는 1차 처리 요소수를 공급받아 처리하게 된다. 하지만 상기 1차 처리 요소수는 제1사이클론 분리기로 공급되는 요소수보다 낮은 압력을 가지게 됨과 동시에 입도가 작은 불순물을 함유하고 있으므로, 상기 제1 사이클론 분리기와 동일한 크기의 분리기를 사용하면 그 효율이 감소할 수 있다. 따라서 제1 사이클론 분리기보다 작은 크기를 가지는 제2 사이클론 분리기를 사용하는 것으로 작은 크기의 불순물을 저압에서도 효율적으로 분리할 수 있도록 할 수 있다. 아울러 처리용량을 확보하기 위하여 2~10개를 배열하여 사용하는 것이 바람직하다. 2 to 20 of the second cyclone separators 320 may be arranged along the outer peripheral surface of the upper portion of the first cyclone separator 310 (see FIG. 4 ). The second cyclone separator receives and processes the primary treatment urea water discharged from the first cyclone separator. However, since the primary treatment urea water has a lower pressure than the urea water supplied to the first cyclone separator and at the same time contains impurities having a small particle size, if a separator of the same size as the first cyclone separator is used, the efficiency is reduced can do. Therefore, by using the second cyclone separator having a smaller size than the first cyclone separator, it is possible to efficiently separate impurities of a small size even at a low pressure. In addition, in order to secure the processing capacity, it is preferable to use 2 to 10 in an array.

또한 상기 제2 사이클론 분리기(320)는 배출되는 불순물을 상기 제1사이클론 분리기로 재투입(323)하고 있으므로, 상기 제1 사이클론 분리기의 상부에 위치하는 것이 바람직하다. 제2 사이클론 분리기가 제1 사이클론 분리기의 중단 또는 하단에 위치하는 경우 상기 제2 사이클론 분리기에서 배출되는 불순물을 제1 사이클론 분리기의 상부까지 운송하는 추가적인 설비가 필요하며, 운송이후 분사하기 위한 가압이 필요할 수도 있어 처리비용의 상승이 있을 수 있다. In addition, since the second cyclone separator 320 re-injects ( 323 ) the impurities discharged into the first cyclone separator, it is preferably located above the first cyclone separator. When the second cyclone separator is located at the middle or lower end of the first cyclone separator, additional equipment is required to transport the impurities discharged from the second cyclone separator to the upper part of the first cyclone separator, and pressurization for spraying is required after transportation There may be an increase in the processing cost.

또한 상기 제2 사이클론 분리기(320)는 2~20개가 배열되어 사용될 수 있다. 상기 제2 사이클론 분리기가 1개만 사용되는 경우 동일한 처리효과를 가지기 위하여 제2 사이클론 분리기의 크기가 커지게 되어 공간 활용이 불리할 수 있으며, 20개 이상의 제2사이클론 분리기를 사용하는 경우 제작비용이 상승함과 더불어 제2사이클론 분리기 내부의 압력이 낮아져 집진효율이 떨어질 수 있다.In addition, 2 to 20 of the second cyclone separators 320 may be arranged and used. When only one second cyclone separator is used, the size of the second cyclone separator increases in order to have the same treatment effect, so space utilization may be disadvantageous, and when 20 or more second cyclone separators are used, the manufacturing cost increases. In addition, the pressure inside the second cyclone separator may be lowered, thereby reducing the dust collection efficiency.

상기 제2 사이클론 분리기(320)와 제1 사이클론 분리기(310)의 내부 부피 비는 1:2~1:100일 수 있다. 상기 제2 사이클론 분리기의 내부 부피의 합이 상기 제1 사이클론 분리기의 내부 부피보다 큰 경우 상기 제2 사이클론 분리기의 내부 압력이 낮아져 원활한 분리가 이루어지지 않을 수 있다. 따라서 상기 제2 사이클론 분리기 내부 부피의 합은 상기 제1 사이클론 분리기 내부 부피 보다 작은 것이 바람직하며, 이를 각각의 사이클론에 적용하면 제2 사이클론 분리기와 제1 사이클론 분리기의 내부 부피 비는 1:2~1:100인 것이 바람직하다. 상기 부피의 비가 1:2인 경우 제2 사이클론 분리기의 내부 압력이 떨어져 불순물의 분리가 원활하기 않을 수 있으며, 1:100이상의 부피비를 가지는 경우 필요한 제2 사이클론 분리기의 개수가 많아지게 되어 제작시 많은 비용이 발생할 수 있다.The internal volume ratio of the second cyclone separator 320 and the first cyclone separator 310 may be 1:2 to 1:100. When the sum of the internal volumes of the second cyclone separator is greater than the internal volume of the first cyclone separator, the internal pressure of the second cyclone separator is lowered, so that smooth separation may not be achieved. Therefore, it is preferable that the sum of the internal volumes of the second cyclone separator is smaller than the internal volume of the first cyclone separator, and when this is applied to each cyclone, the internal volume ratio of the second cyclone separator and the first cyclone separator is 1:2 to 1 : 100 is preferable. When the ratio of the volume is 1:2, the internal pressure of the second cyclone separator may decrease, so that the separation of impurities may not be smooth. costs may arise.

상기 제2사이클론 분리기에서 수집된 분순물은 상기 제2사이클론 분리기의 하부로 배출(323)되며, 이 불순물은 상기 제1사이클론 분리기에 공급되는 요소수와 혼합되어 공급(311)될 수 있다. 즉 상기 고액분리수단에서 수집되는 불순물은 상기 제1사이클론 분리기(310)의 하부를 통해서만 배출(312)될 수 있으며, 이러한 불순물의 재분리방식으로 인하여 외부로 배출되는 불순물의 양을 최소화할 수 있다.The impurities collected in the second cyclone separator are discharged 323 to the lower part of the second cyclone separator, and the impurities may be mixed with the urea water supplied to the first cyclone separator and supplied 311 . That is, the impurities collected in the solid-liquid separation means can be discharged 312 only through the lower portion of the first cyclone separator 310, and the amount of impurities discharged to the outside can be minimized due to the re-separation method of these impurities. .

상기 원심식 분리수단(300)을 통하여 고상의 불순물이 분리되더라도 이를 그대로 사용하는 경우 미량으로 남아 있는 불순물로 인하여 SCR장치의 수명이 짧아질 수 있다. 따라서 상기 원식식분리수단(300)을 통과한 요소수를 필터(400)를 이용하여 한번더 분리하는 것으로 고상의 불순물을 최소화할 수 있다.Even if solid impurities are separated through the centrifugal separation means 300 , when the solid impurities are used as they are, the life of the SCR device may be shortened due to trace amounts of impurities. Therefore, it is possible to minimize the impurities in the solid phase by separating the urea water that has passed through the circular separation means 300 once more using the filter 400 .

이를 위하여 상기 분리필터는; 원통형의 분리필터 본체; 상기 본체의 중단에 설치되어 본체의 상부와 하부를 공간적으로 분리하는 다공성 필터; 상기 분리필터의 본체의 하부에 설치되는 요소수 공급부; 상기 분리필터 본체의 하단에 연결되는 깔대기형의 분순물 수집부; 및 상기 분리필터 본체의 상부에 설치되는 요소수 배출부를 포함할 수 있다(도 5 참조).To this end, the separation filter; Cylindrical separation filter body; a porous filter installed at the middle of the main body to spatially separate the upper part and the lower part of the main body; a urea water supply unit installed at a lower portion of the main body of the separation filter; a funnel-shaped waste collection unit connected to the lower end of the separation filter body; And it may include a urea water discharge unit installed on the upper portion of the separation filter body (see FIG. 5).

상기 원통형의 분리필터 본체(410)는 후술할 다공성 필터(420)를 포함하는 것으로 상기 요소수를 하부에서 상부로 흐르도록 하여 불순물이 다공성 필터의 하부에 잔류하도록 하는 부분이다. 이때 상기 요소수의 원활한 흐름을 위하여 상기 분리필터 본체는 원통형으로 제작되는 것이 바람직하다.The cylindrical separation filter body 410 includes a porous filter 420, which will be described later, and is a part for allowing the urea water to flow from the bottom to the top so that impurities remain in the lower part of the porous filter. At this time, it is preferable that the separation filter body is manufactured in a cylindrical shape for the smooth flow of the urea water.

상기 다공성 필터(420)는 상기 본체의 중단에 설치되어 상기 본체를 상부와 하부를 공간적으로 분리할 수 있다. 이를 통하여 상기 고액분리수단에서 공급되는 요소수는 상기 하부를 통하여 유입(430)되며, 상기 상부에서는 불순물과 분리된 높은 순도의 요소수가 형성되어 상기 본체의 외부로 배출(450)될 수 있다. 이때 상기 요소수와 분리된 불순물은 상기 본체의 하부에 위치할 수 있으며, 중력의 영향으로 인하여 하부로 침강하여 후술할 분순물 수집부를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 이러한 중력을 이용한 불순물 분리방법의 경우 상기 다공성 필터에 의하여 분리되는 불순물이 상기 본체의 하부로 침강하게 되므로 상기 다공성 필터의 수명을 최대화할 수 있다.The porous filter 420 may be installed at the middle of the main body to spatially separate the upper part and the lower part of the main body. Through this, the urea water supplied from the solid-liquid separation means is introduced 430 through the lower portion, and high purity urea water separated from impurities is formed in the upper portion and discharged 450 to the outside of the body. In this case, the impurities separated from the urea water may be located in the lower part of the main body, and may be discharged to the outside through a waste collection unit to be described later by sedimenting to the lower part due to the effect of gravity. In the case of the impurity separation method using such gravity, the life of the porous filter can be maximized because the impurities separated by the porous filter settle to the lower part of the main body.

또한 상기 다공성 필터(420)는 상기 불순물에 의하여 다공부가 막히더라도 역세용 요소수를 공급(460)하여 재생하는 것이 바람직하다. 상기 불순물은 상기 필터의 다공부를 막아 필터의 수명을 단축시킬 수 있지만, 이는 일방향에서 막고 있는 것일 뿐이므로, 역방향으로 상기 요소수를 공급(460)하는 경우 이 불순물을 용이하게 제거하여 필터를 재생하는 것이 가능하다. 또한 상기 다공성 필터를 일정한 형상을 가지도록 제작하는 것으로 상기 요소수의 흐름량을 늘려 상기 필터의 효율을 극대화할 수 있다.In addition, it is preferable to regenerate the porous filter 420 by supplying 460 urea water for backwashing even if the pores are clogged by the impurities. The impurities can block the pores of the filter and shorten the life of the filter, but this is only blocking in one direction. it is possible to do In addition, by manufacturing the porous filter to have a certain shape, it is possible to maximize the efficiency of the filter by increasing the flow amount of the urea water.

이를 위하여 상기 다공성 필터는 상기 분리필터 본체의 중단부에 연결되는 연결부; 상기 연결부의 중앙에 형성되는 2~20개의 돌출부; 및 상기 연결부의 일측에 연결되며, 상기 역세용 요소수 공급시 상기 다공성 필터를 진동시키는 진동 생성부를 포함할 수 있다(도 5 참조).To this end, the porous filter may include a connection part connected to the middle part of the separation filter body; 2 to 20 protrusions formed in the center of the connection part; and a vibration generating unit connected to one side of the connection unit and vibrating the porous filter when supplying the urea water for backwashing (see FIG. 5 ).

상기 연결부(421)는 원형으로 제작되어 상기 분리필터 본체와 후술할 돌출부(422)를 연결하는 부분으로, 상기 연결부 역시 상기 다공성필터 및 후술할 돌출부와 동일한 재질로 제작되어 요소수의 일부가 통과할 수 있도록 제작될 수 있다. 이 연결부의 중앙에는 후술할 돌출부가 등간격으로 배치되어 다공성 필터의 효율을 최대화할 수 있다.The connection part 421 is manufactured in a circular shape and connects the separation filter body and the protrusion 422 to be described later. It can be made to be At the center of the connection part, protrusions to be described later are arranged at equal intervals to maximize the efficiency of the porous filter.

상기 돌출부(422)는 상기 다공성 필터와 동일한 재질로 제작되며, 상기 다공성 필터(420)의 중앙부에 2~20개가 등간격으로 배열될 수 있다. 이를 통하여 상기 다공성 필터(420)는 그 표면적을 대폭 늘릴 수 있어 상기 요소수의 필터링 효율을 최대화할 수 있다. 또한 상기 요소수가 상기 다공성 필터를 통과할 때 상기 돌출부(422)를 통하여 통과하는 경우 상기 불순물을 상기 돌출부의 하부에 집중적으로 모이게되어 크기가 큰 슬러지를 형성하게 되므로 이를 용이하게 낙하되어 분리될 수 있다. 아울러 후술할 역세 과정에 있어서도 역세용 요소수를 공급하게되면 상기 돌출부의 벽면이 압력에 의하여 마찰될 수 있으므로, 상기 돌출부 내부의 불순물은 역세용 요소수 및 진동을 통하여 용이하게 응집되어 분리될 수 있다.The protrusions 422 are made of the same material as the porous filter, and 2 to 20 pieces may be arranged at equal intervals in the central portion of the porous filter 420 . Through this, the surface area of the porous filter 420 can be significantly increased, thereby maximizing the filtering efficiency of the urea number. In addition, when the urea water passes through the protrusion 422 when passing through the porous filter, the impurities are concentrated in the lower portion of the protrusion to form sludge with a large size, so it can be easily dropped and separated. . In addition, in the backwashing process to be described later, if the backwashing urea water is supplied, the wall surface of the protrusion may be rubbed by pressure, so the impurities inside the protrusion may be easily aggregated and separated through the backwashing urea water and vibration. .

또한 이러한 역세 과정을 더욱 효율적으로 수행하기 위하여 상기 연결부의 일측에는 진동생성부가 포함될 수 있다. 이 진동생성부는 역세과정에서 상기 다공성 필터에 진동을 공급하는 것으로 상기 불순물의 이탈을 가속화할 수 있으며 이는 상기 역세 과정을 더욱 효율적으로 할 수 있다.In addition, in order to perform the backwashing process more efficiently, a vibration generating unit may be included at one side of the connection unit. The vibration generating unit supplies vibration to the porous filter during the backwashing process, thereby accelerating the removal of the impurities, which can make the backwashing process more efficient.

상기 필터 본체의 상부에는 역세용 요소수 공급부(460)가 설치될 수 있다. 위에서 살펴본 바와 같이 상기 다공성 필터가 불순물에 의하여 막히게 되면, 상기 요소수의 분리효율이 떨어질 수 있다. 따라서 이러한 분순물을 분리하기 위하여 상기 본체의 상부에서 요소수를 공급하여 상기 불순물을 필터의 반대편 즉 상기 본체의 하부(440)로 이탈시킬 수 있다. A backwash urea water supply unit 460 may be installed at an upper portion of the filter body. As described above, when the porous filter is clogged by impurities, the separation efficiency of the urea water may be reduced. Therefore, in order to separate such impurities, urea water is supplied from the upper part of the main body, so that the impurities can be released to the opposite side of the filter, that is, to the lower part 440 of the main body.

상기 필터 본체의 상부에는 요소수 배출구가 형성되어 있어 상기 다공성 필터를 통과한 요소수를 저장탱크로 이송시킬 수 있다.A urea water outlet is formed in the upper portion of the filter body, so that the urea water that has passed through the porous filter can be transferred to the storage tank.

상기 보관탱크, 상기 고액분리수단 및 상기 분리필터등에서 분리된 불순물의 경우 다량의 불순물을 함유하는 슬러지 형태이지만, 요소수역시 다량을 함유하고 있어 이를 그대로 배출하는 경우 제조비용이 상승함과 동시에 환경오염을 일으킬 수 있다. 따라서 상기 슬러지에서 액상의 요소수를 분리하여 재활용하는 것으로 요소수 제조비용을 절감할 수 있으며, 또한 슬러지의 배출량을 최소화할 수 있다.The impurities separated in the storage tank, the solid-liquid separation means and the separation filter are in the form of sludge containing a large amount of impurities, but the urea water also contains a large amount of urea water. can cause Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of urea water by separating and recycling the liquid urea water from the sludge, and also it is possible to minimize the discharge amount of the sludge.

상기 보관탱크의 불순물 수집부, 분리필터의 불순물 배출부 및 상기 제1 사이클론 분리기를 통하여 배출되는 불순물은 분순물 분리기를 통하여 배출되며, 상기 불순물 분리기는, 상부 탈수벨트; 하부 탈수벨트; 및 상기 상부 탈수벨트와 상기 하부 탈수벨트를 압착하는 롤러를 포함할 수 있다.Impurities discharged through the impurity collecting unit of the storage tank, the impurity discharging unit of the separation filter, and the first cyclone separator are discharged through an impurity separator, the impurity separator comprising: an upper dewatering belt; lower dewatering belt; and a roller for pressing the upper dewatering belt and the lower dewatering belt.

상기와 같이 상기 보관탱크의 불순물 수집부, 분리필터의 불순물 배출부 및 상기 제1 사이클론 분리기를 통하여 배출되는 불순물은 슬러지 형태를 구성하고 있으며, 이를 압착하여 탈수시키는 경우 요소수를 회수할 수 있다. 따라서 상기 슬러지 형태의 불순물을 불순물 분리기에 공급하여 액상의 요소수를 탈수시킴과 더불어 이를 보관탱크로 재순환시킬 수 있다.As described above, the impurities discharged through the impurity collecting unit of the storage tank, the impurity discharging unit of the separation filter and the first cyclone separator constitute sludge, and urea water can be recovered by pressing and dewatering it. Therefore, by supplying the impurities in the form of sludge to the impurity separator, the liquid urea water can be dehydrated and recycled to the storage tank.

상기와 같이 분리된 슬러지 형태의 불순물은 여분의 요소수를 제거하기 위하여 불순물 분리기(500)에 투입될 수 있다. 상기 불순물 분리기는 벨트를 이용한 탈수기를 사용할 수 있으며 이를 상세히 살펴보면 다음과 같다(도 6 참조).The impurities in the form of sludge separated as described above may be introduced into the impurity separator 500 to remove excess urea water. As the impurity separator, a dehydrator using a belt may be used, which will be described in detail as follows (see FIG. 6 ).

상기 불순물 분리기는 상하부에 두 개의 벨트가 위치하며, 상기 슬러지는 상기 벨트 사이에서 압착되어 탈수를 수행할 수 있다. 상기 벨트 중 하부 탈수벨트는 상부 탈수벨트에 비하여 입구부가 연장되어 설치될 수 있으며, 이 연장부에 상기 슬라지를 공급하여 상기 벨트 사이로 투입되도록 하는 것이 바람직하다. In the impurity separator, two belts are positioned at the upper and lower parts, and the sludge is compressed between the belts to perform dehydration. Among the belts, the lower dewatering belt may be installed with an inlet extending longer than that of the upper dewatering belt, and it is preferable to supply the sludge to this extension so that it is inserted between the belts.

상기 탈수벨트는 흡습성의 벨트 및 다공성의 벨트를 접합하여 제조된 벨트인 것이 바람직하다. 특히 흡습성 벨트가 상기 슬러지와 접촉하도록 설치될 수 있다. 이를 통하여 상기 슬러지가 압착될 때 요소수가 상기 흡습성 벨트에 흡수되며, 상기 흡습성 벨트에 흡수된 요소수는 상기 다공성 벨트를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 상기 흡습성 벨트는 일정한 두께를 가지며 높은 흡습성을 가지는 부직포 또는 펠트로 제작될 수 있으며 두께는 5~10mm일 수 있다. 상기 다공성 벨트는 고분자 수지 또는 직물로 형성된 벨트에 일정간격으로 타공하여 사용하는 것이 바람직하다.The dewatering belt is preferably a belt manufactured by bonding a hygroscopic belt and a porous belt. In particular, a hygroscopic belt may be installed to contact the sludge. Through this, when the sludge is compressed, the urea water is absorbed by the hygroscopic belt, and the urea water absorbed by the hygroscopic belt can be discharged to the outside through the porous belt. The hygroscopic belt has a certain thickness and may be made of a nonwoven fabric or felt having a high hygroscopicity, and the thickness may be 5 to 10 mm. The porous belt is preferably used by perforating a belt formed of a polymer resin or fabric at regular intervals.

상기 롤러는 상기 상하벨트에 압력을 가하여 상기 슬러지를 탈수하는 장치로, 2~10개의 롤러가 지그재그 방향으로 설치될 수 있다, 기존의 롤러형 압착기의 경우 대향되는 위치에 설치되는 1개의 롤러 사이에 상기 상하 벨트를 설치하여 압착하였지만 이 경우 양롤러 사이를 통과하면서 롤러에 의하여 상기 벨트의 타공부가 막히게 되어 높은 압력에 비해 탈수량이 적은 단점을 가지고 있었다. 이를 개선하기 위하여 본 발명은 상기 롤러를 지그재그로 배치하고 그 사이를 상기 벨트가 지나가도록 하는 것으로 벨트가 롤러와 접촉하는 면을 일면으로 하여 접촉되지 않은 타면 방향으로 요소수가 배출될 수 있도록 할 수 있다. 이런 설치방법의 경우 마주보는 롤러에 비하여 적은 압력이 가해지지만 배출되는 요소수의 양은 더욱 많아질 수 있다.The roller is a device for dewatering the sludge by applying pressure to the upper and lower belts, and 2 to 10 rollers may be installed in a zigzag direction. Although the upper and lower belts were installed and compressed, in this case, the perforated portion of the belt was blocked by the rollers while passing between the rollers, so that the amount of dewatering was small compared to the high pressure. In order to improve this, the present invention arranges the rollers in a zigzag manner and allows the belt to pass therebetween, so that the surface of the belt in contact with the roller is one surface and the urea water can be discharged in the direction of the other surface that is not in contact. . In this installation method, less pressure is applied compared to the opposite roller, but the amount of discharged urea can be increased.

상기 슬러지는 30~100mm의 두께를 가지고 상기 탈수벨트에 공급되며, 상기 탈수된 슬러지는 20~70mm의 두께를 가질 수 있다. 상기 슬러지는 탈수과정을 거침에 따라 요소수의 부피만큼 두께가 얇아질 수 있다. 따라서 탈수 이후에도 일정한 두께를 가질 수 있도록 30~100mm의 두께로 공급되는 것이 바람직하다. 상기 슬러지가 30mm 미만의 두께로 공급되는 경우 얇은 두께로 인하여 일정시간 동안 탈수할 수 있는 양이 줄어 들어 효율이 떨어질 수 있으며, 100mm를 초과하는 두께로 공급되는 경우 중심부에 탈수가 원활하지 않을 수 있다.The sludge has a thickness of 30 to 100 mm and is supplied to the dewatering belt, and the dewatered sludge may have a thickness of 20 to 70 mm. The sludge may be thinned by the volume of the urea water as it undergoes a dewatering process. Therefore, it is preferable to be supplied with a thickness of 30 to 100 mm so that it can have a constant thickness even after dehydration. When the sludge is supplied with a thickness of less than 30 mm, the amount that can be dewatered for a certain period of time is reduced due to the thin thickness, and thus the efficiency may be reduced. .

상기와 같이 슬러지에서 요소수가 분리되면 상기 요소수는 상기 보관탱크로 회수되어 재활용될 수 있으며, 분리된 슬러지는 미반응 요소 및 기타 질소화합물이 포함되어 있으므로 공장의 폐수처리용, 비료용 또는 사료용등으로 재활용될 수 있다.When urea water is separated from the sludge as described above, the urea water can be recovered to the storage tank and recycled, and the separated sludge contains unreacted urea and other nitrogen compounds. can be recycled as

이하 본 발명을 요소수 제조방법을 통하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through a method for producing urea water.

본 발명은 (i) 교반기에 물을 공급하며 교반을 실시하는 단계; (ii) 상기 물의 교반이 시작된 이후 요소를 공급하여 요소수를 제조하는 단계; (iii) 상기 교반기에서 제조된 요소수를 보관탱크로 공급하고 1~3일간 보관하는 단계; (iv) 상기 1~3일간 보관된 요소수의 상등액을 분리한 다음, 고액분리수단에 공급하여 고상물질을 제거하는 단계; 및 (v) 상기 고상물질이 제거된 요소수를 저장탱크에 공급하는 단계를 포함하는 상기 요소수 제조장치를 이용한 요소수 제조방법에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of: (i) supplying water to a stirrer and performing stirring; (ii) preparing urea water by supplying urea after the stirring of the water is started; (iii) supplying the urea water prepared in the agitator to a storage tank and storing it for 1 to 3 days; (iv) separating the supernatant of the urea water stored for 1 to 3 days, and then supplying it to a solid-liquid separation means to remove the solid material; And (v) relates to a urea water manufacturing method using the urea water manufacturing apparatus comprising the step of supplying the urea water from which the solid material has been removed to a storage tank.

상기 (i)단계는 교반기에 물을 공급한 다음 교반을 실시하는 단계로 위에서 살펴본 바와 같이 초순수를 공급한 다음. 이를 교반하며 0~5℃로 냉각하는 단계이다.The step (i) is a step of supplying water to the stirrer and then performing stirring, and then supplying ultrapure water as described above. This is a step of cooling to 0 ~ 5 ℃ while stirring.

상기 물의 냉각이 완료된 이후 물 100kg당 0.1~0.5kg/분의 속도로 요소를 공급하여 요소수를 제조할 수 있다. 이때 상기 요소수 제조반응은 흡열반응에 해당하므로 온도조절수단을 이용하여 상기 교반기내의 온도를 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.After the cooling of the water is completed, urea water can be produced by supplying urea at a rate of 0.1 to 0.5 kg/min per 100 kg of water. At this time, since the urea water production reaction corresponds to an endothermic reaction, it is preferable to maintain a constant temperature in the stirrer using a temperature control means.

상기와 같이 제조된 요소수는 미반응 요소 및 부반응물을 포함하고 있으므로, 이를 보관탱크에 공급하여 1~3일간 보관하는 단계를 수행할 수 있다. Since the urea water prepared as described above contains unreacted urea and side reactants, it can be supplied to a storage tank and stored for 1 to 3 days.

이 단계에서 상기 요소수에 포함되는 불순물은 상기 보관탱크의 하부로 침강되어 분리될 수 있으며, 상층에 존재하는 액체만을 후술할 고액분리 수단으로 공급하여 추가적인 분리를 수행할 수 있다.In this step, impurities contained in the urea water may be separated by sedimenting to the lower part of the storage tank, and only the liquid present in the upper layer may be supplied to a solid-liquid separation means to be described later to perform additional separation.

상기 보관탱크에서 일정기간 보관되어 불순물이 침강되어 분리된 요소수는 고액 분리수단에 공급되어 고상의 불순물(고상물질)이 분리될 수 있다. 이때 상기 고액분리수단은 위에서 살펴본 바와 같이 사이클론을 이용한 원심식 분리수단 및 다공성 필터를 이용한 분리필터를 사용할 수 있다.The urea water stored for a certain period of time in the storage tank and separated by sedimentation of impurities may be supplied to a solid-liquid separation means to separate solid impurities (solid substances). In this case, as the solid-liquid separation means, as described above, a centrifugal separation means using a cyclone and a separation filter using a porous filter may be used.

상기 고액 분리수단을 통과한 요소수는 저장탱크에 저장될 수 있으며, 이는 일정한 분량으로 포장되거나 파이프 등을 통하여 외부로 반출될 수 있다.The urea water that has passed through the solid-liquid separation means may be stored in a storage tank, which may be packaged in a certain amount or taken out through a pipe or the like.

아울러 상기 보관탱크, 고액분리수단 등에서 발생되는 불순물은 슬러지형태로 배출될 수 있으며, 상기 불순물 분리기를 통하여 액체인 요소수는 상기 보관탱크로 재순환되고, 나머지 슬러지는 회수되어 비료, 폐수처리 또는 사료등의 용도로 재활용될 수 있다.In addition, impurities generated in the storage tank, solid-liquid separation means, etc. may be discharged in the form of sludge, liquid urea water is recycled to the storage tank through the impurity separator, and the remaining sludge is recovered for fertilizer, wastewater treatment or feed, etc. can be recycled for the purpose of

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and it is common in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications are possible by those having the knowledge of, of course, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

100 : 교반기
110 : 교반기 본체
120 : 회전축
130 : 교반용 스크류
140 : 모터
150 : 몰공급부
160 : 요소 공급부
170 : 요소수 배출부
200 : 보관탱크
300 : 원심식 분리기
310 : 제1 사이클론 분리기
311 : 요소수 유입부
312 : 불순물 배출부
320 : 제2 사이클론 분리기
321 : 1차처리수 공급부
322 : 2차처리수 배출부
323 : 불순물 배출부
400 : 분리필터
410 : 분리필터 본체
420 : 다공성 필터
421 : 연결부
422 : 돌출부
430 : 요소수 공급부
440 : 불순물 배출부
450 : 요소수 배출부
460 : 역세용 요소수 공급부
500 : 불순물 분리기
100: agitator
110: agitator body
120: rotation axis
130: screw for stirring
140: motor
150: mole supply unit
160: urea supply unit
170: urea water discharge unit
200: storage tank
300: centrifugal separator
310: first cyclone separator
311: urea water inlet
312: impurity discharge part
320: second cyclone separator
321: primary treated water supply unit
322: secondary treated water discharge unit
323: impurity discharge part
400: separation filter
410: separation filter body
420: porous filter
421: connection part
422: protrusion
430: urea water supply unit
440: impurity discharge part
450: urea water discharge part
460: urea water supply unit for backwashing
500: impurity separator

Claims (3)

(a) 교반기;
(b) 상기 교반기에서 제조되는 요소수를 일정기간 보관하는 보관탱크; 및
(c) 상기 보관탱크에서 일정기간 보관된 요소수를 정재하는 고액 분리수단;
을 포함하는 요소수 제조장치에 있어서,
상기 교반기는,
원통형의 본체;
상기 교반용 본체의 하단을 관통하여 설치되어 상기 원통형의 본체 하부에 설치되는 교반용 스크류를 회전시키는 회전축;
상기 회전축의 일단에 연결되며, 본체의 하부에 설치되는 교반용 스크류;
상기 회전축의 하단에 설치되며, 상기 회전축 및 상기 교반용 스크류를 회전시키는 회전모터,
상기 원통형 본체의 상부에 형성되는 물 공급부;
상기 물 공급부의 측면에 설치되는 요소 공급부; 및
상기 원통형 본체의 하부에 설치되는 요소수 배출구;
를 포함하며,
상기 교반용 스크류는 상기 원통형 본체의 중심에서 상측방향의 흐름을 형성하고, 상기 물과 상기 요소의 반응시 생성되는 얼음을 분쇄하며,
상기 요소는 물 100중량부 대비 30~35중량부가 공급되며,
상기 원통형 본체의 내부에는 온도조절수단이 포함되어 있으며;
상기 온도조절수단은,
상기 원통형의 본체 내부에 나선형으로 형성되며 일단은 상기 원통형의 본체의 하부와 연결되며, 하단은 상기 원통형의 본체 상부와 연결되는 온도조절파이프;
상기 온도조절파이프에 일정한 온도를 가지는 열매를 공급하는 열매 공급부; 및
상기 열매를 가열 또는 냉각하는 온도제어부;
를 포함하며;
상기 온도조절파이프는 상기 원통형의 본체 직경의 1/4~3/4의 직경을 가지는 나선형으로 형성되며;
상기 원통형의 본체는 상기 온도조절수단에 의하여 -15~5℃의 온도를 유지할 수 있으며,
상기 보관탱크는,
원통형의 보관탱크 본체;
상기 보관탱크 본체의 하부에 형성되는 요소수 배출부;
상기 보관탱크 본체의 하단에 연결되는 깔대기형의 불순물 수집부; 및
상기 보관탱크 본체 및 상기 불순물 수집부의 외주면을 감싸는 보온수단;
을 포함하며;
상기 보온수단의 내부에는 상기 보관탱크를 일정온도로 유지시킬 수 있는 온도유지수단을 포함하며;
상기 고액 분리수단은,
상기 보관탱크에서 공급되는 요소수를 1차 분리하는 원심식 분리수단; 및
상기 원심식 분리수단을 통과한 요소수를 2차 분리하는 분리필터;
를 포함하며,
상기 원심식 분리수단은,
상기 보관탱크에서 배출되는 요소수가 접선방향으로 공급되며, 비중이 큰 고상물질과 비중이 낮은 1차 처리 요소수를 원심력으로 분리하는 제1 사이클론 분리기; 및
제1 사이클론 분리기의 상부 외주면을 따라 2~20개가 등간격으로 배열되고, 제1 사이클론 분리기에서 배출되는 1차 처리 요소수가 접선방향으로 공급되며, 비중이 큰 고상물질과 비중이 낮은 2차 처리 요소수를 원심력으로 분리하는 다수개의 제2 사이클론 분리기;
를 포함하며,
상기 제2 사이클론 분리기의 하부 배출구는 상기 제1 사이클론 분리기의 상부에 접선방향으로 연결되며,
상기 제2 사이클론 분리기에서 분리된 고상물질은 상기 제1 사이클론 분리기의 상부로 공급되어 상기 제1 사이클론 분리기 내부의 요소수와 혼합되어 분리되며,
상기 분리필터는;
원통형의 분리필터 본체;
상기 본체의 중단에 설치되어 본체의 상부와 하부를 공간적으로 분리하는 다공성 필터;
상기 분리필터의 본체의 하부에 설치되는 요소수 공급부;
상기 분리필터 본체의 하단에 연결되는 깔대기형의 불순물 배출부; 및
상기 분리필터 본체의 상부에 설치되는 요소수 배출부;
를 포함하며;
상기 분리필터 본체의 상부에는 저장탱크의 요소수를 공급하여 상기 분리필터를 역세하는 역세용 요소수 공급부가 설치되어 있으며,
상기 다공성 필터는,
상기 분리필터 본체의 중단부에 연결되는 연결부;
상기 연결부의 중앙에 형성되는 2~20개의 돌출부; 및
상기 연결부의 일측에 연결되며, 상기 역세용 요소수 공급시 상기 다공성필터를 진동시키는 진동 생성부;
를 포함하며,
상기 보관탱크의 불순물 수집부, 분리필터의 불순물 배출부 및 상기 제1 사이클론 분리기를 통하여 배출되는 불순물은 불순물 분리기를 통하여 배출되며,
상기 불순물 분리기는,
상부 탈수벨트;
하부 탈수벨트; 및
상기 상부 탈수벨트와 상기 하부 탈수벨트를 압착하는 롤러;
를 포함하며;
상기 상부 탈수벨트 및 상기 하부 탈수벨트는 흡습성 벨트 및 다공성 벨트를 접합하여 제조되는 벨트이며,
상기 상부 탈수벨트와 상기 하부 탈수벨트 사이에 보관탱크의 불순물 수집부, 분리필터의 불순물 배출부 및 상기 제1 사이클론 분리기를 통하여 배출되는 불순물이 30~100mm의 두께로 공급되며,
상기 롤러는 2~10개의 롤러가 지그재그 방향으로 설치되며,
상기 불순물 분리기에서 분리된 액상성분은 상기 보관탱크로 공급되며,
상기 고액 분리수단에서 분리된 요소수는 저장탱크로 공급되는 것을 특징으로 하는 요소수 제조장치.
(a) stirrer;
(b) a storage tank for storing the urea water produced in the agitator for a certain period of time; and
(c) solid-liquid separation means for purifying the urea water stored for a certain period in the storage tank;
In the urea water production apparatus comprising a,
The stirrer,
cylindrical body;
a rotating shaft installed through the lower end of the stirring body to rotate the stirring screw installed in the lower part of the cylindrical body;
a screw for stirring connected to one end of the rotating shaft and installed in the lower part of the body;
A rotary motor installed at the lower end of the rotary shaft to rotate the rotary shaft and the agitating screw;
a water supply part formed on the upper part of the cylindrical body;
a urea supply unit installed on the side of the water supply unit; and
a urea water outlet installed in the lower portion of the cylindrical body;
includes,
The stirring screw forms an upward flow from the center of the cylindrical body, and crushes ice generated when the water and the urea react,
The urea is supplied in 30 to 35 parts by weight relative to 100 parts by weight of water,
A temperature control means is included in the inside of the cylindrical body;
The temperature control means,
a temperature control pipe formed in a spiral shape inside the cylindrical body, one end connected to the lower part of the cylindrical body, and the lower end connected to the upper part of the cylindrical body;
a heat supply unit for supplying heat having a constant temperature to the temperature control pipe; and
a temperature control unit for heating or cooling the fruit;
includes;
the temperature control pipe is formed in a spiral shape having a diameter of 1/4 to 3/4 of the diameter of the cylindrical body;
The cylindrical body can maintain a temperature of -15 to 5 ℃ by the temperature control means,
The storage tank is
Cylindrical storage tank body;
a urea water discharge unit formed at a lower portion of the storage tank body;
a funnel-shaped impurity collecting unit connected to the lower end of the storage tank body; and
a thermal insulation means surrounding the storage tank body and the outer peripheral surface of the impurity collecting part;
includes;
a temperature maintaining means capable of maintaining the storage tank at a constant temperature is included in the heat retention means;
The solid-liquid separation means,
a centrifugal separation means for primary separation of the urea water supplied from the storage tank; and
a separation filter for secondary separation of the urea water that has passed through the centrifugal separation means;
includes,
The centrifugal separation means,
a first cyclone separator in which the urea water discharged from the storage tank is supplied in a tangential direction and separates the solid material having a large specific gravity and the primary treated urea water having a low specific gravity by centrifugal force; and
2 to 20 are arranged at equal intervals along the upper outer circumferential surface of the first cyclone separator, and the number of primary treatment elements discharged from the first cyclone separator is supplied in a tangential direction, and a solid material with a large specific gravity and a secondary treatment element with a low specific gravity a plurality of second cyclone separators for separating water by centrifugal force;
includes,
The lower outlet of the second cyclone separator is tangentially connected to the upper portion of the first cyclone separator,
The solid material separated in the second cyclone separator is supplied to the upper part of the first cyclone separator and mixed with the urea water inside the first cyclone separator and separated,
The separation filter;
Cylindrical separation filter body;
a porous filter installed at the middle of the main body to spatially separate the upper part and the lower part of the main body;
a urea water supply unit installed at a lower portion of the main body of the separation filter;
a funnel-shaped impurity discharge unit connected to the lower end of the separation filter body; and
a urea water discharge unit installed on the upper part of the separation filter body;
includes;
A backwash urea water supply unit for backwashing the separation filter by supplying urea water from a storage tank is installed on the upper part of the separation filter body,
The porous filter,
a connection part connected to the middle part of the separation filter body;
2 to 20 protrusions formed in the center of the connection part; and
a vibration generating unit connected to one side of the connection unit and vibrating the porous filter when supplying the urea water for backwashing;
includes,
Impurities discharged through the impurity collecting unit of the storage tank, the impurity discharging unit of the separation filter, and the first cyclone separator are discharged through the impurity separator,
The impurity separator,
upper dewatering belt;
lower dewatering belt; and
a roller compressing the upper dewatering belt and the lower dewatering belt;
includes;
The upper dewatering belt and the lower dewatering belt are belts manufactured by bonding a hygroscopic belt and a porous belt,
Between the upper dewatering belt and the lower dewatering belt, the impurity collecting part of the storage tank, the impurity discharge part of the separation filter, and the impurities discharged through the first cyclone separator are supplied to a thickness of 30-100 mm,
As for the roller, 2 to 10 rollers are installed in a zigzag direction,
The liquid component separated in the impurity separator is supplied to the storage tank,
The urea water separated by the solid-liquid separation means is a urea water production apparatus, characterized in that supplied to the storage tank.
삭제delete (i) 교반기에 물을 공급하며 교반을 실시하는 단계;
(ii) 상기 물의 교반이 시작된 이후 요소를 공급하여 요소수를 제조하는 단계;
(iii) 상기 교반기에서 제조된 요소수를 보관탱크로 공급하고 1~3일간 보관하는 단계;
(iv) 상기 1~3일간 보관된 요소수의 상등액을 분리한 다음, 고액분리수단에 공급하여 고상물질을 제거하는 단계; 및
(v) 상기 고상물질이 제거된 요소수를 저장탱크에 공급하는 단계;
를 포함하는 제1항의 요소수 제조장치를 이용한 요소수 제조방법.
(i) supplying water to the stirrer and performing stirring;
(ii) preparing urea water by supplying urea after the stirring of the water is started;
(iii) supplying the urea water prepared in the agitator to a storage tank and storing it for 1 to 3 days;
(iv) separating the supernatant of the urea water stored for 1 to 3 days, and then supplying it to a solid-liquid separation means to remove the solid material; and
(v) supplying the urea water from which the solid material is removed to a storage tank;
A method for producing urea water using the urea water production apparatus of claim 1, comprising a.
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