KR20030084134A

KR20030084134A - 직화식 증발농축기

Info

Publication number: KR20030084134A
Application number: KR1020020022656A
Authority: KR
Inventors: 권익
Original assignee: 권익
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2003-11-01

Abstract

본 발명은 고온·고압의 열풍을 폐수에 직접 가함으로써 폐수의 처리효율을 높일 수 있도록 한 직화식 증발농축기에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 폐수유입구(22)를 통해 폐수(10)가 유입·저장되며, 상부 중앙에는 내부공간부상으로 일정 깊이 연장 형성되는 증기배출관(24)이 형성되고, 하부에는 슬러지배출구(26) 및 폐수순환구(28)가 각각 구비되는 호퍼형의 증발농축조(20); 상기 증발농축조(20)의 상부면에 복수개 설치되며, 연결관(32)에 의해 상기 폐수순환구(28)와 연통되는 고압의 폐수분사수단(30); 상기 증발농축조(20)의 측면 상부에 연통·설치되며, 일측에 버너(42)가 구비되는 연소실(40); 상기 연소실(40)에 연결·설치되어, 상기 증발농축조(20)의 상부 내측면을 향해 고압의 공기를 분사하는 송풍수단(50); 및 상기 증발농축조(20)에 설치되는 레벨스위치(60)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직화식 증발농축기가 제공된다.

Description

직화식 증발농축기 {EVAPORATION CONCENTRATOR OF DIRECT HEATING TYPE}

본 발명은 직화식 증발농축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온·고압의 열풍을 폐수에 직접 가함으로써 폐수의 처리효율을 높일 수 있도록 한 직화식 증발농축기에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 폐수 배출업소나 폐수 처리업소에서는 폐수를 농축시켜 소각하거나, 농축 건조 후 케이크 상태로 슬러지화하여 매립하는 등과 같은 폐수처리방법이 주로 사용되고 있다. 이와 같이 폐수를 소각하거나 케이크화하여 매립하기 위해서는 우선적으로 폐수를 가열하여 농축시키는 과정이 필요하였으며, 이를 위해 종래에는 스팀이나 고온수가 순환되는 보일러의 관속으로 폐수를 통과시켜 가열·농축하는 방법이 보편적으로 사용되어 왔다.

그러나 보일러에 의한 간접 가열방식으로 폐수를 농축시킬 경우에는 열효율이 매우 낮을 뿐 아니라 폐수에 함유된 다량의 유해물질이나 화학성분 및 기타 이물질 등으로 인해 보일러 내부의 관이 급격하게 부식되고, 관의 내주면에 스케일이 축적되어 단시간 사용에도 관 막힘 현상이 발생되는 등 작동상의 여러가지 문제점이 제기되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, “특허출원 제 98-1803호의 직가열식폐수증발농축장치” 및 “특허출원 제 20-61536호의 폐수처리장치”가 기출원 된 바 있으며, 실제로 제작되어 당해 분야에서 사용되고 있다.

그러나 상기에서 제안된 증발농축장치는 고온·고압의 열풍을 증발농축조 내부에 저장되어 있는 폐수에 침투시키기 위해서 많은 양의 에너지가 소모되었을 뿐 아니라 그 처리과정도 복잡하여, 폐수처리의 효율성 측면에 있어서는 여전히 문제점이 제기되고 있었다.

또한, 연소실이 증발농축조의 상부에 설치되어 유지보수가 어려웠으며, 그에 따른 유지보수비용도 상당하여 경제적인 측면에서도 효율적이지 못하였다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 폐수처리효율을 극대화시킬 수 있음과 동시에 동시에 설치 및 유지보수가 용이한 직화식 증발농축기를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 직화식 증발농축기의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 직화식 증발농축기의 증발농축조에 설치되는 폐수분사수단의 배치상태를 도시한 평면도

도 3은 본 발명에 따른 폐수분사수단으로 사용되는 스파이럴식 분사노즐을 도시한 사시도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 증발농축조 22 : 폐수유입구

24 : 증기배출관 26 : 슬러지배출구

28 : 폐수순환구 30 : 폐수분사수단

32 : 연결관 40 : 연소실

42 : 버너 50 : 송풍수단

60 : 레벨스위치 70,70' : 점검용 맨홀

80 : 안전장치

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 폐수유입구를 통해 폐수가 유입·저장되며, 상부 중앙에는 내부공간부상으로 일정 깊이 연장 형성되는 증기배출구이 형성되고, 하부에는 슬러지배출구 및 폐수순환구가 각각 구비되는 호퍼형의증발농축조; 상기 증발농축조의 상부면에 복수개 설치되며, 연결관에 의해 상기 폐수순환구와 연통되는 고압의 폐수분사수단; 상기 증발농축조의 측면 상부에 연통·설치되며, 일측에 버너가 구비되는 연소실; 상기 연소실에 연결·설치되어, 상기 증발농축조의 상부 내측면을 향해 고압의 공기를 분사하는 송풍수단; 및 상기 증발농축조에 설치되는 레벨스위치를 포함하여 구성되는 데 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 직화식 증발농축기의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 직화식 증발농축기의 증발농축조에 설치되는 폐수분사수단의 배치상태를 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 폐수분사수단으로 사용되는 스파이럴식 분사노즐을 도시한 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 폐수유입구(22)를 통해 폐수(10)가 유입·저장되며, 상부 중앙에는 내부공간부상으로 일정 깊이 연장 형성되는 증기배출관(24)이 형성되고, 하부에는 슬러지배출구(26) 및 폐수순환구(28)가 각각 구비되는 호퍼형의 증발농축조(20); 상기 증발농축조(20)의 상부면에 복수개 설치되며, 연결관(32)에 의해 상기 폐수순환구(28)와 연통되는 고압의 폐수분사수단(30); 상기 증발농축조(20)의 측면 상부에 연통·설치되며, 일측에 버너(42)가 구비되는 연소실(40); 상기 연소실(40)에 연결·설치되어, 상기 증발농축조(20)의 상부 내측면을 향해 고압의 공기를 분사하는 송풍수단(50); 및 상기 증발농축조(20)에 설치되는 레벨스위치(60)로 구성된다.

상기 증발농축조(20)는 슬러지의 배출이 용이하도록 하부가 경사진 호퍼 형상을 지니고 있으며, 그 재질은 내구성 및 내화성이 뛰어난 금속재로 이루어져 있으며, 상기 연소실(40)의 내부에는 고온·고압에도 견딜 수 있는 캐스터블 내화물(44)이 시공된다.

상기 폐수분사수단(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 증기배출관(24)을 둘러싼 형태로 8개가 일정 간격을 두고 배치되며, 폐수처리용량에 따라 그 수는 자유롭게 조절할 수 있다.

상기 폐수분사수단(30)으로는 폐수(10)를 미세한 입자 형태로 분사 가능한 다양한 형태의 분사노즐을 적용할 수 있으며, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 분사구(34)가 나선형으로 형성되고 상부에는 결합플레이트(33)가 형성되어 분무성 및 설치성이 탁월한 스파이럴식 분사노즐(32)이 사용된다.

그리고 상기 증발농축조(20) 및 연소실(40) 각각에는 점검용 맨홀(70,70')이 설치되어, 점검·청소·수리 등과 같은 유지보수가 간편하며, 필요에 따라 고온·고압에 견딜수 있는 투명창(90)을 증발농축조(20)에 설치하여 육안으로 폐수의 저장량을 확인할 수도 있다.

또한, 증발농축조(20)의 상부에는 기기나 관 등의 파괴를 방지하기 위하여 부착되는 안전장치(80)가 구비되며, 그 구성은 보일러 등에 통상적으로 사용되는 유동플레이트(82), 스프링(86), 볼트(84) 등이 상호 연결·설치되어, 설정압력 이상이 되면 유체를 외부로 내뿜어 내부압력을 설정압력 이하로 항상 유지시킬 수 있도록 되어 있다.

한편, 도면부호 29는 액화수유입구, 도면부호 36은 순환펌프를 나타낸 것이다.

이상에서 설명한 직화식 증발농축기의 폐수처리공정을 간단하게 설명하면 하기와 같다.

증발농축조(20)의 일측에 형성되어 있는 폐수유입구(22)를 통해 유입된 폐수(10)가 일정량에 이르면 레벨스위치(60)가 이를 감지하여 폐수(10)의 유입을 차단한다. 그리고 버너(42) 및 송풍기(50)를 작동시켜 고온·고압의 열풍이 증발농축조(20)의 상부 내측면을 향해 송풍되게 함과 동시에 순환펌프(36)를 통해 증발농축조(20)내의 폐수(10)를 폐수분사수단(30)으로 공급하여 고압으로 분사시킨다.

그로 인해, 송풍되는 열풍에 수반된 고열이 분사되는 폐수(10)에 직접 전달되어, 슬러지는 증발농축조(20) 하부로 낙하·침강되어 슬러지배출구(26)를 통해 외부로 배출되고, 증기는 증기배출관(20)을 통해 기수분리기(100)로 유입된다.

이러한 과정이 어느 정도 지속되어 증발농축조(20) 내부의 폐수량이 감소되면, 레벨스위치(60)에서 이를 감지하여 폐수유입구(22)를 통해 폐수를 자동으로 보충시켜 작동의 연속성을 항상 유지시켜 준다.

상기 증발농축조(20)에서 배출되는 증기에 수반된 유해성분 및 액화수는 상기 기수분리기(100)를 통해 필터링되어 증발농축기(20)로 재유입된다. 이는 폐수처리분야에 있어서 통상적으로 사용되는 방법이다.

본 발명에 의한 폐수처리방법은 분사되는 폐수 뿐 아니라 사이클론 방식으로 하강되는 열풍이 증발농축조내의 저장된 폐수에도 열을 전달시키므로 폐수처리효율을 보다 극대화 시킬 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 사이클론 방식으로 송풍되는 고온고압의 열풍에 미립자 형태로 분사되는 폐수가 직접 접촉·가열됨으로써, 완전 연소가 가능하다. 그리고 기존에 비해 에너지 효율이 향상됨과 동시에 단위시간당 처리할 수 있는 폐수의 양도 증가되어 폐수처리효율을 극대화할 수 있다.

또한, 구조가 간단하여 설치가 용이하며, 연소실이 증발농축조의 측면에 설치됨과 동시에 각각에 점검용 맨홀이 형성되어 유지보수가 간편하다.

그에 따라, 설치 및 유지보수 비용도 절감된다.

Claims

폐수유입구(22)를 통해 폐수(10)가 유입·저장되며, 상부 중앙에는 내부공간부상으로 일정 깊이 연장 형성되는 증기배출관(24)이 형성되고, 하부에는 슬러지배출구(26) 및 폐수순환구(28)가 각각 구비되는 호퍼형의 증발농축조(20);

상기 증발농축조(20)의 상부면에 복수개 설치되며, 연결관(32)에 의해 상기 폐수순환구(28)와 연통되는 고압의 폐수분사수단(30);

상기 증발농축조(20)의 측면 상부에 연통·설치되며, 일측에 버너(42)가 구비되는 연소실(40);

상기 연소실(40)에 연결·설치되어, 상기 증발농축조(20)의 상부 내측면을 향해 고압의 공기를 분사하는 송풍수단(50); 및

상기 증발농축조(20)에 설치되는 레벨스위치(60)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직화식 증발농축기.
제 1항에 있어서,

상기 폐수분사수단(30)으로 스파이럴식 분사노즐(32)이 사용되는 것을 특징으로 하는 직화식 증발농축기.
제 1항에 있어서,

상기 증발농축조(20) 및 연소실(40) 각각에 점검용 맨홀(70,70')이 설치되는것을 특징으로 하는 직화식 증발농축기.
제 1항에 있어서,

상기 증발농축조(20)에 안전장치(80)가 설치되는 것을 특징으로 하는 직화식 증발농축기.