KR102448857B1 - An Acid Treatment System For Rice Husk - Google Patents
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Abstract
본 발명은 왕겨로부터 실리카를 대량 생산하기 위한 왕겨 산처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 대규모 공정으로서 폐염산을 재활용하여 경제성을 향상시키고, 염산 Fume을 처리할 수 있어 안전성을 확보한 왕겨 산처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a rice hull acid treatment system for mass production of silica from rice hull, and more particularly, a rice hull acid treatment system that improves economic efficiency by recycling waste hydrochloric acid as a large-scale process, and secures safety by treating hydrochloric acid fume is about
Description
본 발명은 왕겨로부터 실리카를 대량 생산하기 위한 왕겨 산처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 대규모 공정으로서 폐염산을 재활용하여 경제성을 향상시키고, 염산 Fume을 처리할 수 있어 안전성을 확보한 왕겨 산처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a rice hull acid treatment system for mass production of silica from rice hull, and more particularly, a rice hull acid treatment system that improves economic efficiency by recycling waste hydrochloric acid as a large-scale process, and secures safety by treating hydrochloric acid fume is about
대한민국을 비롯한 아시아 지역의 주요한 곡물인 벼는 국내의 경우 2009년을 기준으로 약 468만 톤(재배 면적 약 92만 ha)으로 매년 500만 톤 정도가 생산되고 있다. 왕겨는 벼의 탈곡 과정에서 발생하는 농업폐기물로써 일반적으로 무게비로 벼의 약 20%를 차지하는 바, 국내에서만 매년 약 90 내지 100만 톤의 왕겨가 도정과정의 부산물로 발생되고 있다. Rice, a major grain in Asia including Korea, is about 4.68 million tons (about 920,000 ha) as of 2009 in Korea, and about 5 million tons are produced every year. Rice husks are agricultural wastes generated during the threshing process of rice, and generally account for about 20% of rice by weight. In Korea alone, about 900 to 1 million tons of rice husks are generated as by-products of the milling process every year.
그러나 왕겨는 1900년대 중반부터 왕겨의 다양한 활용 연구에도 불구하고 국내에서는 대부분 소, 돼지 등의 축산시설 깔개, 인테리어용 보온재 등으로 이용되는 등 대부분 왕겨를 그 자체로써 이용하고 있는 것에 불과하다. However, despite research on various uses of rice husk since the mid-1900s, in Korea, most of the rice husk is used as a rug for livestock facilities such as cattle and pigs, and as an interior insulation material.
도정 부산물인 왕겨를 활용하는 진일보된 기술로는 폐기물 또는 쓰레기로부터 고형연료를 제조하기 위해 파쇄된 가연성 혼합폐기물에 함수비의 저감과 열량증대를 위하여 탄화 성분이 있는 건조한 탄화왕겨연탄석회분말 등을 혼합하는 기술이 있을 뿐이었다.(한국 1473961호)As an advanced technology that utilizes rice hull, a by-product of milling, it is a method of mixing dry carbonized rice hull briquette lime powder with carbonized components to reduce water content and increase caloric content with crushed combustible mixed waste to produce solid fuel from waste or waste. There was only technology. (Korea No. 1473961)
왕겨는 크게 유기물과 무기물 성분으로 나뉘며 유기물이 약 80%, 무기물은 약 20%를 차지하고 있다. 유기물은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌 등의 식물성 고분자로 구성되며 무기물은 대부분 실리카로 구성되어 있다. 왕겨에 포함된 실리카 성분을 리그닌과 같이 물리적, 화학적 저항성이 큰 고분자가 보호하고 있는 형태를 띠고 있다.Rice husks are largely divided into organic and inorganic components, with about 80% organic and 20% inorganic. Organic matter is composed of vegetable polymers such as cellulose, hemicellulose and lignin, and inorganic matter is mostly composed of silica. The silica component contained in the rice husk is protected by a polymer with high physical and chemical resistance such as lignin.
따라서 이러한 왕겨의 활용성을 높이기 위해 왕겨를 원료로 활용하기 위한 연구와 왕겨를 소재로 활용하여 목질재료 또는 합성목재 등을 제조하는 기술개발 그리고 왕겨 내에 존재하는 실리카를 분리/추출하여 활용하는 연구 등 다양한 연구개발들이 지속적으로 행하여져 왔다.Therefore, in order to increase the utility of the rice hull, research on using rice hull as a raw material, technology development for manufacturing woody material or synthetic wood using rice husk as a material, and research on separating/extracting and utilizing silica present in the rice hull, etc. Various research and development has been continuously carried out.
특히, 왕겨의 유기물(셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌)을 연소 또는 화학적인 용해처리 후 열분해하는 방법 등을 통해 찌꺼기를 제거하고 실리카를 추출 활용하는 기술개발의 연구는 지속적으로 이루어져 왔지만 실질적인 대량 상용화 기술은 아직도 미미한 단계이다.In particular, research on technology development to remove residues and extract silica through combustion or chemical dissolution treatment and then thermal decomposition of rice hull organic matter (cellulose, hemicellulose, lignin) has been continuously conducted, but practical mass commercialization technology is still It is a minor step.
왕겨로부터 실리카를 추출하는 방법과 관련하여 한국공개특허 제2001-0096628호는 왕겨 또는 볏짚으로부터 10nm 이하의 골이나 세공을 가지는 다공성 실리카 제조방법, 상기 다공성 실리카를 이용하여 나노 크기의 골이나 세공을 가지는 실리카 성형체 제조방법 및 상기 다공성 실리카를 분리하여 나노 크기의 시리카 입자를 제조하는 방법을 개시하고 있다. With respect to a method of extracting silica from rice husk, Korean Patent Application Laid-Open No. 2001-0096628 discloses a method for producing porous silica having ribs or pores of 10 nm or less from rice hull or rice straw, and using the porous silica to have nano-sized troughs or pores. Disclosed are a method for manufacturing a silica compact and a method for preparing nano-sized silica particles by separating the porous silica.
또한 한국등록특허 제1048410호는 왕겨 또는 볏짚에 강알칼리 중해처리를 통해 동시에 용해시켜 왕겨섬유를 분리하고, 분리 후 추출액으로부터 용해된 실리카를 효과적으로 석출 및 정제를 통해 미세구조의 고순도 실리카 및 섬유를 통시에 제조하는 방법을 개시하고 있다.In addition, Korea Patent No. 1048410 discloses that rice husk or rice straw is simultaneously dissolved through strong alkali detoxification to separate rice hull fibers, and after separation, the dissolved silica from the extract is effectively precipitated and purified through high-purity silica and fibers with a microstructure at the same time. A manufacturing method is disclosed.
왕겨를 열처리하여 실리카로 바꾸기 전, 왕겨의 미세 기공구조를 유지하기 위해서는 염산에 잔류한 K, Na 산화물 등이 열처리 과정에서 녹아 미세구조를 막으므로 염산(HCl)을 이용하여 실리카 외의 불순물을 제거할 수 있는 산처리 과정이 요구된다.In order to maintain the fine pore structure of the rice hull by heat treatment, it is necessary to use hydrochloric acid (HCl) to remove impurities other than silica because the K and Na oxides remaining in hydrochloric acid melt and block the microstructure during the heat treatment process. A possible acid treatment process is required.
이러한 산처리 과정에서 다량의 염산이 사용되고, 산처리 과정에서 한번 사용된 염산은 폐염산 저장조로 이송된다.In this acid treatment process, a large amount of hydrochloric acid is used, and the hydrochloric acid used once in the acid treatment process is transferred to a spent hydrochloric acid storage tank.
이와 같이 폐염산 저장조에 저장된 폐염산은 (1) 중화된 상태로 처분되어야 하므로 염산 처리 비용의 증가를 초래하며 (2) 1회의 산처리 공정을 거친 염산이 폐기되므로 전체 공정에서 필요한 염산량의 증가로 인해 왕겨 실리카 공정의 경제성을 떨어뜨린다는 문제가 제기된 바 있다. 또한, 산처리 시스템에서 발생하는 염산 흄(Fume)이 외부로 배출될 경우 작업자에게 해를 끼칠 수도 있다는 문제점이 있다.As such, the spent hydrochloric acid stored in the waste hydrochloric acid storage tank (1) has to be disposed of in a neutralized state, resulting in an increase in the cost of hydrochloric acid treatment, and (2) because the hydrochloric acid that has undergone one acid treatment process is discarded, the amount of hydrochloric acid required in the entire process increases. Due to this, a problem has been raised that the economic feasibility of the rice hull silica process is lowered. In addition, when hydrochloric acid fumes generated in the acid treatment system are discharged to the outside, there is a problem that it may harm workers.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로 대규모 공정으로서 폐염산을 재순환하여 경제성을 향상시킬 뿐만 아니라 염산 Fume을 안전하게 처리하는 왕겨 산처리 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a rice hull acid treatment system that not only improves economic efficiency by recycling spent hydrochloric acid as a large-scale process, but also safely treats hydrochloric acid fume.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 증류수와 염산 및 왕겨가 주입되는 탱크; 상기 탱크의 내부에 구비된 교반축; 상기 탱크에 형성된 주입구와 배출구와 재순환 주입구; 상기 탱크의 하부에 위치하며 왕겨와 염산을 분리하는 분리장치;를 포함하되, 상기 분리장치와 상기 탱크의 재순환 주입구 사이에 형성되는 이송라인과 상기 이송라인 상에 위치하는 펌프를 구비한 것을 특징으로 한다.A tank into which distilled water and hydrochloric acid and rice husk are injected according to the present invention for solving the above-mentioned problems; agitation shaft provided inside the tank; an inlet, an outlet, and a recirculation inlet formed in the tank; A separation device located at the bottom of the tank and separating the rice husk and hydrochloric acid; including, a transfer line formed between the separation device and the recirculation inlet of the tank, and a pump located on the transfer line do.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 왕겨 산처리 시스템은 상기 분리장치로부터 배출되는 폐염산이 저장되는 저장소를 포함하되, 상기 분리장치와 상기 저장소 사이에 형성되는 제1이송라인과 상기 제1이송라인 상에 위치하는 이송펌프; 상기 저장소와 상기 탱크의 주입구 사이에 형성되는 제2이송라인과 상기 제2이송라인 상에 위치하는 재순환펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.The rice hull acid treatment system according to the present invention for solving the above-mentioned problems includes a storage in which the waste hydrochloric acid discharged from the separation device is stored, and a first transfer line formed between the separation device and the storage and the first transfer a transfer pump located on the line; A second transfer line formed between the reservoir and the inlet of the tank and a recirculation pump positioned on the second transfer line.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 왕겨 산처리 시스템은 상기 탱크에는 흄 배출구가 더 형성되며, 상기 흄 배출구과 상기 저장소 사이에 제3이송라인이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.The rice hull acid treatment system according to the present invention for solving the above-described problems is characterized in that the tank is further formed with a fume outlet, and a third transfer line is further formed between the fume outlet and the storage.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 왕겨 산처리 시스템은 상기 탱크 상부에는 가스 후드가 위치하는 것을 특징으로 한다.The rice hull acid treatment system according to the present invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that a gas hood is located above the tank.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 왕겨 산처리 시스템은 상기 분리장치는 프레임; 상기 프레임의 측면에 형성되는 배출구; 상기 프레임에 위치하는 메쉬를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Rice hull acid treatment system according to the present invention for solving the above-mentioned problems, the separation device is a frame; an outlet formed on the side of the frame; It is characterized in that it comprises a mesh located in the frame.
본 발명에 의한 왕겨 산처리 시스템은 다음과 같은 장점이 있다.The rice hull acid treatment system according to the present invention has the following advantages.
(1) 최대 10회까지 염산의 재활용이 가능하므로 왕겨 실리카 공정의 경제성이 향상된다.(1) Since hydrochloric acid can be recycled up to 10 times, the economical efficiency of the rice hull silica process is improved.
(2) 산처리 과정에서 탱크 내부에서 발생하는 염산 흄(Fume)도 저장소로 재순환할 수 있어 염산의 재활용률도 향상된다.(2) Hydrochloric acid fume generated inside the tank during acid treatment can also be recycled to the storage, so the recycling rate of hydrochloric acid is also improved.
도면 1은 본 발명의 바람직한 실시례에 의한 왕겨 산처리 시스템의 상면도
도면 2는 본 발명의 바람직한 실시례에 의한 왕겨 산처리 시스템의 정면도
도면 3은 본 발명의 바람직한 실시례에 의한 왕겨 산처리 시스템의 측면도
도면 4는 본 발명의 바람직한 실시례에서 분리장치의 상면도
도면 5는 본 발명의 바람직한 실시례에서 분리장치의 정면도
도면 6은 본 발명의 바람직한 실시례에서 분리장치의 혼합액 유입부의 상면도
도면 7은 본 발명의 바람직한 실시례에서 분리장치의 혼합액 유입부의 측면도
도면 8은 본 발명의 바람직한 실시례에서 분리장치의 정면도1 is a top view of a rice hull acid treatment system according to a preferred embodiment of the present invention;
Figure 2 is a front view of a rice hull acid treatment system according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is a side view of a rice hull acid treatment system according to a preferred embodiment of the present invention;
4 is a top view of a separation device in a preferred embodiment of the present invention;
5 is a front view of a separation device in a preferred embodiment of the present invention;
6 is a top view of the mixed solution inlet of the separation device in a preferred embodiment of the present invention;
7 is a side view of the mixed solution inlet of the separation device in a preferred embodiment of the present invention;
8 is a front view of a separation device in a preferred embodiment of the present invention;
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 보다 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 발명의 왕겨 산처리시스템에 의한 실리카 제조공정은 다음과 같다.(왕겨 기준 5kg/h) The silica production process by the rice hull acid treatment system of the present invention is as follows. (5 kg/h based on rice husk)
(1) 탱크에 약 167 L의 증류수, 5L의 염산, 5kg의 왕겨를 주입한다.(1) Pour about 167 L of distilled water, 5 L of hydrochloric acid, and 5 kg of rice husk into the tank.
(2) 반응 온도는 1시간여 만에 60-90℃로 가열되어 3시간 동안 유지가 되어야 하며, 1 시간 이내에 상온으로 냉각이 되어야 한다.(2) The reaction temperature should be heated to 60-90℃ in about 1 hour and maintained for 3 hours, and cooled to room temperature within 1 hour.
따라서 탱크(10)의 가열을 위한 히터(미도시) 및 쿨러(미도시)가 필요하다.Therefore, a heater (not shown) and a cooler (not shown) for heating the
(3) 임펠러 타입의 교반기를 이용하여 왕겨를 염산 용액과 혼합하여야 하며 교반 속도는 50-200 rpm 범위로 지정한다.(3) The rice hulls should be mixed with the hydrochloric acid solution using an impeller-type stirrer, and the stirring speed should be in the range of 50-200 rpm.
(4) 혼합액에서 산 용액과 찌거기 등을 제거한 후 왕겨를 증류수로 세척한다.(4) After removing the acid solution and residue from the mixed solution, wash the rice husks with distilled water.
(5) 세척이 완료된 왕겨는 건조시킨다.(5) Dry the rice husks after washing.
(6) 건조된 왕겨를 정해진 시간과 온도로 열처리한다.(6) The dried rice hulls are heat treated at a set time and temperature.
탱크(10)에 약 167 L의 증류수, 5L의 염산, 5kg의 왕겨를 주입한다.About 167 L of distilled water, 5 L of hydrochloric acid, and 5 kg of rice husk are injected into the
탱크(10)는 개략적으로 원통과 유사하며 탱크 상부(20)와 탱크 하부(30)는 볼록한 형상을 갖는다.The
본 발명의 바람직한 실시례에서 탱크 내부(15)에는 왕겨 산처리시 필요한 재료인 증류수와 왕겨 및 염산이 주입된다.In a preferred embodiment of the present invention, distilled water, rice husk and hydrochloric acid, which are materials necessary for acid treatment of rice hull, are injected into the
탱크 내부(15)에는 교반축(50)이 구비된다.A stirring
교반축(50)은 탱크 상부(20)에 결합된 교반축 구동모터(55)에 의해 움직인다.The stirring
본 발명의 바람직한 실시례에서는 탱크(10)는 300리터의 용량을 갖도록 한다.In a preferred embodiment of the present invention, the
탱크 상부(20)에는 왕겨 산처리시 필요한 산성액 즉, 염산이 주입되는 탱크 주입구(25)가 형성된다.The
탱크 하부(30)에는 반응을 마친 혼합액을 탱크(10) 외부로 배출할 수 있도록 탱크 배출구(35)가 형성된다.A
탱크 내부(15)에서 반응을 마친 혼합액은 탱크 하부(30)에 위치하며, 왕겨와 염산을 분리하는 분리장치(100)로 배출된다.The mixed solution after the reaction in the
이때 왕겨는 메쉬(110)에 걸러지게 된다.At this time, the rice husk is filtered by the
개략적으로 분리장치(100)는 필터 역할을 하는 메쉬(110)가 내부에 구비된 대차와 유사하다.Schematically, the
구체적으로 분리장치(100)는 프레임(120)을 포함하여 이루어진다.Specifically, the
프레임의 하면(125)에는 캐스터(150)가 형성되어 분리장치(100)의 이동성을 향상시킨다..
구체적으로는 캐스터(150)는 총 4개가 구비되며, 분리장치(100)의 측면을 기준으로 바라봤을 때, 프레임의 우측면(130a)에 인접하여 회전 및 브레이크 캐스터(152)가 2개가 구비된다.Specifically, a total of four
회전 및 브레이크 캐스터(152)는 프레임의 하면(125)에 대해 회전이 가능하며, 또한 별도로 구비된 브레이크 장치를 통해 캐스터 자체의 회전운동을 고정할 수 있다.Rotation and brake The
프레임의 좌측면(130b)에 인접하여 고정 캐스트(151)가 2개가 구비된다.Two fixed
고정 캐스트(151)는 프레임의 하면(125)에 대해 회전을 할 수 없다.The fixed cast 151 cannot rotate with respect to the
또한 고정 캐스트(151)는 캐스터 자체의 회전운동을 고정할 수 없다.In addition, the fixed
분리장치(100)의 측면을 기준으로 바라봤을 때, 프레임의 측면(130), 더욱 자세하게는 프레임의 우측면(130a)에 분리장치 배출구(140)가 형성된다.When viewed from the side of the
분리장치 배출구(140)를 통해 왕겨와 분리된 폐염산이 분리장치(100)로부터 밖으로 배출될 수 있다.The waste hydrochloric acid separated from the rice husk may be discharged from the
분리장치(100)로부터 밖으로 배출된 폐염산은 분리장치(100)와 재순환 주입구(45) 사이에 형성되는 이송라인을 통해 다시 탱크 내부(15)로 주입될 수 있다.The spent hydrochloric acid discharged from the
이때 분리장치(100)와 재순환 주입구(45) 사이에 형성되는 이송라인에는 펌프가 구비되어야 한다.At this time, the transfer line formed between the
탱크 주입구(25)는 염산을 주입하는 용도로 사용할 뿐만 아니라, 탱크 내부(15)의 왕겨와 산 혼합물이 교반축(50)에 의해 제대로 교반되는지를 확인하는 용도로도 사용된다.The
따라서 탱크 주입구(25)에는 가시창이 형성된다.Therefore, a visible window is formed in the
본 발명의 바람직한 다른 실시례에서는 분리 장치(100)로부터 배출되는 폐염산은 후술할 제1이송라인(210)으로 이송된다.In another preferred embodiment of the present invention, the spent hydrochloric acid discharged from the
이하에서는 분리 장치(100)에 대해 도면을 참고하여 자세하게 설명한다.Hereinafter, the
분리 장치(100)의 측면을 기준으로 바라봤을 때, 프레임의 좌측면(130b)으로부터 프레임(120)의 전체 길이의 2/3 정도에 걸쳐 혼합액 유입부(160)가 형성된다.When viewed from the side of the
혼합액 유입부(160)는 분리 장치(100)의 측면을 기준으로 바라봤을 때 상부(160a)가 개방되며, 측면의 제2부(160b")와 하면(160c)에 걸쳐 메쉬(110)가 형성되고, 메쉬(110)가 형성된 부분은 개략적으로 사다리꼴 형상을 갖는다.The
혼합액 유입부의 측면(160b)은 혼합액 유입부의 측면의 제1부(160b')과 혼합액 유입부의 측면의 제2부(160b")로 이루어진다.The
혼합액 유입부의 측면의 제1부(160b')는 수직하게 형성된다.The
혼합액 유입부의 측면의 제2부(160b")는 프레임의 내부(135)를 향해 경사지게 형성한다.The
혼합액 유입부의 측면의 제2부(160b")과 혼합액 유입부의 하면(160c)에 메쉬(110)가 위치한다.The
혼합액 유입부의 측면의 제2부(160b")를 프레임의 내부(135)를 향해 경사지게 형성함은 혼합액으로부터 왕겨의 분리를 용이하게 한다.Forming the
혼합액 유입부(160)가 프레임(120)에 고정되는 구조는 다음과 같다.The structure in which the
프레임의 내부(135)에 가로와 세로로 교차되는 혼합액 유입부의 지지부가 형성된다.A support portion of the mixed solution inlet that crosses horizontally and vertically is formed in the
분리 장치(100)를 위에서 내려다 본 상면도를 기준으로 봤을 때 혼합액 유입부의 지지부는 프레임의 내부(135)에 형성되며 혼합액 유입부의 하면(160c)과 접하는 종방향 지지부재(136,137,138)를 포함하여 이루어진다.When the
또한 프레임의 내부(135)에 형성되며 혼합액 유입부의 하면(160c)과 접하는 횡방향 지지부재(141,142,143)을 포함하여 이루어진다.In addition, it is formed in the
종방향 지지부재(136,137,138)와 횡방향 지지부재(141,142,143)는 서로 교차하도록 형성된다.The longitudinal support members (136, 137, 138) and the transverse support members (141, 142, 143) are formed to cross each other.
종방향 지지부재(136,137,138)와 횡방향 지지부재(141,142,143)는 그 양단이 프레임의 측면(130)과 결합하며 고정된다.The longitudinal support members (136, 137, 138) and the transverse support members (141, 142, 143) are fixed to both ends coupled to the
혼합액 유입부(160)는 종방향 지지부재(136,137,138)와 횡방향 지지부재(141,142,143)를 포함하여 이루어지는 혼합액 유입부의 지지부에 얹혀지며 고정된다. The
또한, 혼합액 유입부의 측면의 제1부(160b')가 끝나며 혼합액 유입부의 측면의 제2부(160b")가 시작하는 곳에 종방향 지지부재(139)가 형성되어 혼합액 유입부(160)의 고정을 돕는다.In addition, the
혼합액 유입부(160)의 하부는 프레임의 내부(135)로 메쉬(110)를 통과한 폐염산이 모이게 된다.The lower portion of the
즉, 혼합액은 혼합액 유입부(160)를 지나며, 프레임의 내부(135)로 모이게 되는 폐염산과 메쉬(110) 상에 걸러지게 되는 반응을 마친 왕겨로 분리된다.That is, the mixed solution passes through the
분리된 왕겨를 이어지는 세척공정으로 이동시키기 위해 혼합액 유입부의 측면의 제1부(160b')에는 혼합액 유입부 손잡이(165)가 형성되며, 본 발명의 바람직한 실시례에서는 2개의 혼합액 유입부 손잡이(165)가 형성된다.A mixed solution inlet handle 165 is formed on the
분리 장치(100)의 측면을 기준으로 바라봤을 때, 프레임의 측면(130), 더욱 자세하게는 우측면(130a)에 형성된 혼합액 처리장치 배출구(140)를 통해 프레임의 내부(135)에 모인 폐염산이 분리 장치(100)로부터 배출된다. When viewed from the side of the
분리 장치(100)와 인접하여 저장소(200)가 형성된다.A
저장소(200)는 폐염산과 같은 산성액을 저장하는 역할을 한다.The
분리 장치(100)와 저장소(200) 사이에는 제1이송라인(210)이 형성된다.A
구체적으로는 제1이송라인(210)은 분리장치 배출구(140)와 저장소 상부에 형성된 저장소 제1주입구(201) 사이에 형성된다.Specifically, the
제1이송라인(210)상에는 이송펌프(211)가 형성된다.A
이송펌프(211)는 분리장치(100)로부터 배출된 폐염산과 같은 산성액을 저장소(200)로 이송하는 역할을 한다.The
이때 이송펌프(211)는 액상용 diaphragm 펌프를 사용함이 바람직하다.In this case, the
폐염산 재순환을 위해 저장소(200)와 탱크 재순환 주입구(45) 사이에는 제2이송라인(220)이 형성된다.A
구체적으로는 제2이송라인(220)은 저장소의 측면에 형성된 저장소 배출구(205)와 탱크 상부(20)에 형성된 탱크 재순환 주입구(45) 사이에 형성된다.Specifically, the
제2이송라인(220) 상에는 재순환펌프(221)가 형성된다.A
재순환펌프(221)는 저장소(200)로부터 폐염산과 같은 산성액를 다시 탱크(10)로 재순환하도록 한다.The
한편, 탱크(10)에 증류수와 염산 및 왕겨를 주입하게 되면, 탱크 내부(15)에서 화학반응에 의한 염산 흄(Fume) 등이 발생하게 된다.On the other hand, when distilled water, hydrochloric acid, and rice husks are injected into the
이러한 염산 흄(Fume)은 탱크 내부(15)의 압력을 지나치게 증가시킬 수도 있으며, 또한 탱크 외부로 염산 흄(Fume)이 배출될 경우 작업자에게 해를 끼칠 수도 있다.Such hydrochloric acid fume may excessively increase the pressure inside the
따라서 본 발명의 바람직한 다른 실시례에서는 탱크 상부(20)에 흄 배출구(40)가 더 형성된다.Therefore, in another preferred embodiment of the present invention, the
흄 배출구(40)와 저장소(200) 사이에 제3이송라인(230)을 형성한다.A
구체적으로는 흄 배출구(40)와 저장소 제2주입구(202)의 사이에 제3이송라인(230)이 형성된다.Specifically, a
탱크 내부(15)에서 반응에 의해 발생한 염산 흄(Fume)은 제3이송라인(230)을 거쳐 저장소 제2주입구(202)를 통해 저장소(200) 내부로 이동하게 된다.Hydrochloric acid fume generated by the reaction in the
이와 같이 저장소(200)로 이동하게 된 염산 흄(Fume)은 저장소(200) 내부에서 산성액으로 응축되어 폐염산의 재순환에 기여한다.As such, the hydrochloric acid fume moved to the
본 발명의 바람직한 다른 실시례에서는 탱크 상부(20)에는 가스 후드(250)를 위치하는 것이 바람직하다.In another preferred embodiment of the present invention, it is preferable to position the
탱크 배출구(35)로부터 탱크 하부(30)에 위치한 분리장치(100)로 혼합액이 배출될 때 염산 흄(Fume)이 발생할 수 있다.Hydrochloric acid fume may be generated when the mixed solution is discharged from the
이러한 염산 흄(Fume)은 작업환경을 열악하게 하고 작업자에게 해를 끼칠 수 있으므로, 가스 후드(250)를 탱크 상부(20)에 위치시켜 염산 흄(Fume)을 밀폐된 공간으로부터 외부로의 배출을 유도함이 바람직하다.Since this hydrochloric acid fume may make the working environment poor and harm workers, the
상기 [표 1]에서 나타낸 바와 같이, 산처리 안한 경우, 비커를 이용한 lab-scael 산처리, 본 발명의 실시예에 따른 왕겨의 열처리 후 불순물(각 원소)의 총량을 측정한 ICP 분석결과를 나타내고 있다. As shown in [Table 1] above, when no acid treatment was performed, lab-scael acid treatment using a beaker, heat treatment of rice husk according to an embodiment of the present invention, ICP analysis results of measuring the total amount of impurities (each element) have.
본 발명에 의한 왕겨 산처리 시스템에서는 Lab-Scale의 순도에 버금가는 98.68%의 순도를 갖는 실리카를 대량으로 수득할 수 있었다.In the rice hull acid treatment system according to the present invention, it was possible to obtain a large amount of silica having a purity of 98.68%, which is comparable to that of Lab-Scale.
상기 표 1의 세 가지 실시례의 공정조건은 다음과 같다.The process conditions of the three examples of Table 1 are as follows.
(1) 산처리를 안 한 경우와 Lab-scale 산처리의 경우 왕겨와 산 용액을 혼합한 혼합액을 90℃ 내지 100℃에서 3 내지 5시간 동안 중탕하는 과정을 통해 이루어질 수 있다. 이때 교반기의 교반 속도는 150rpm이다.(1) In the case of no acid treatment and lab-scale acid treatment, it can be achieved through the process of boiling a mixture of rice hulls and acid solution at 90°C to 100°C for 3 to 5 hours. At this time, the stirring speed of the stirrer is 150 rpm.
(2) 본 발명의 실시예의 경우 왕겨와 산 용액을 혼합한 혼합액을 60℃ 내지 70℃에서 3 내지 5시간 동안 중탕하는 과정을 거친다.(2) In the case of an embodiment of the present invention, a mixture of rice hulls and an acid solution is subjected to a process of bathing at 60° C. to 70° C. for 3 to 5 hours.
이때 교반기의 교반속도는 50 rpm이다.At this time, the stirring speed of the stirrer is 50 rpm.
(3) 얻어진 왕겨는 건조 과정을 거쳐 650℃에서 공기를 이용한 열처리를 통하여 실리카를 얻게 된다.(3) The obtained rice hull is dried and silica is obtained through heat treatment using air at 650°C.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.
본 발명에 의한 왕겨 산처리 시스템은 최대 10회까지 폐염산의 재활용이 가능하므로 왕겨 실리카 공정의 경제성이 향상되며, 산처리 과정에서 발생하는 염산 흄(Fume)도 재순환하므로 흄(Fume)에 의한 작업 위험성이 현저히 감소할 뿐만 아니라, 사용되는 염산(HCl)의 소모량이 현저하게 줄어들게 되어 생산원가가 절감되는 실용상의 효과가 얻어지게 된다.Since the rice hull acid treatment system according to the present invention can recycle waste hydrochloric acid up to 10 times, the economical efficiency of the rice hull silica process is improved, and the hydrochloric acid fume generated in the acid treatment process is also recirculated, so work by fume Not only the risk is significantly reduced, but also the consumption of hydrochloric acid (HCl) used is significantly reduced, so that the practical effect of reducing the production cost is obtained.
왕겨 산처리 시스템 : 1 탱크 : 10
탱크 내부 : 15 탱크 상부 : 20
탱크 주입구 : 25 탱크 하부 : 30
탱크 배출구 : 35 흄 배출구 : 40
탱크 재순환 주입구 : 45
교반축 : 50 교반축 구동모터 : 55
분리장치 : 100 메쉬 : 110
프레임 : 120 프레임의 하면 : 125
프레임의 측면 : 130 프레임의 내부 : 135
혼합액 처리장치 배출구 : 140 캐스터 : 150
혼합액 유입부 : 160 혼합액 유입부의 상부 : 160a
혼합액 유입부의 측면 : 160b 혼합액 유입부의 하면 : 160c
저장소 : 200 저장소 제1주입구 : 201
저장소 제2주입구 : 202 저장소 배출구 : 205
제1이송라인 : 210 이송펌프 : 211
제2이송라인 : 220 재순환펌프 : 221
제3이송라인 : 230 가스 후드 : 250Rice husk acid treatment system: 1 Tank: 10
Tank inside: 15 Tank top: 20
Tank inlet: 25 Tank bottom: 30
Tank outlet: 35 Fume outlet: 40
Tank recirculation inlet: 45
Agitation shaft: 50 Agitation shaft drive motor: 55
Separator : 100 Mesh : 110
Frame: 120 Bottom of Frame: 125
Side of frame: 130 Inside of frame: 135
Mixture treatment device outlet: 140 Caster: 150
Mixed solution inlet: 160 Upper part of mixed solution inlet: 160a
Side of mixed solution inlet: 160b Bottom of mixed solution inlet: 160c
Reservoir : 200
Reservoir 2nd inlet : 202 Reservoir outlet : 205
1st transfer line: 210 Transfer pump: 211
2nd transfer line: 220 Recirculation pump: 221
3rd transfer line: 230 Gas hood: 250
Claims (5)
탱크(10)의 배출구(35)에서 배출된 혼합액에서 왕겨와 염산을 분리하는 분리장치(100);
저장소(200);
분리장치(100)로부터 분리된 폐염산을 저장소(200)로 이송하는 제1이송라인(210)과 이송펌프(211);
저장소(200)의 폐염산을 탱크(10)의 재순환 주입구(45)로 이송하는 제2이송라인(220)과 재순환펌프(221); 및
탱크(10)의 흄 배출구(35)로부터 배출되는 염산 흄을 저장소(200)로 이송하는 제3이송라인(230)을 포함하는,
왕겨 산처리 시스템.A stirring shaft 50 provided in the interior 15, an inlet 25 into which distilled water, hydrochloric acid and rice husk are injected, an outlet 35 for discharging the mixed solution, a recirculation inlet 45, and a fume outlet 40 A tank (10) comprising a;
Separation device 100 for separating rice husk and hydrochloric acid from the mixed solution discharged from the outlet 35 of the tank 10;
storage 200;
a first transfer line 210 and a transfer pump 211 for transferring the waste hydrochloric acid separated from the separation device 100 to the storage 200;
a second transfer line 220 and a recirculation pump 221 for transferring the waste hydrochloric acid from the storage 200 to the recirculation inlet 45 of the tank 10; and
Containing a third transfer line 230 for transferring the hydrochloric acid fume discharged from the fume outlet 35 of the tank 10 to the storage 200,
Rice husk acid treatment system.
탱크(10)의 상부(20)에, 가스 후드(250)가 위치하는,
왕겨 산처리 시스템.The method according to claim 1,
In the upper part 20 of the tank 10, the gas hood 250 is located,
Rice husk acid treatment system.
분리장치(100)는,
상기 혼합액에서 왕겨를 걸러내는 메쉬(110)를 포함하는,
왕겨 산처리 시스템. 5. The method according to claim 1 or 4,
Separation device 100,
Containing a mesh 110 for filtering the rice husk from the mixed solution,
Rice husk acid treatment system.
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