KR200492037Y1 - 일체화된 액상소석회 제조장치 - Google Patents

일체화된 액상소석회 제조장치 Download PDF

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KR200492037Y1 KR2020200000854U KR20200000854U KR200492037Y1 KR 200492037 Y1 KR200492037 Y1 KR 200492037Y1 KR 2020200000854 U KR2020200000854 U KR 2020200000854U KR 20200000854 U KR20200000854 U KR 20200000854U KR 200492037 Y1 KR200492037 Y1 KR 200492037Y1
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Abstract

본 고안은 생석회의 수화 및 액상소석회에 포함된 입자의 습식 마쇄가 동시에 가능하고, 소량 생산 및 연속적 공급이 가능하고, 현장으로의 이송이 가능한, 일체화된 액상소석회 제조장치에 관한 것이다.

Description

일체화된 액상소석회 제조장치{Intergrated manufacturing equipment of liquid calcium hydroxide}
본 고안은 일체화된 액상소석회 제조장치에 관한 것이다.
배기가스 및 수처리용으로 사용되는 소석회는 일반적으로 생석회와 물을 반응시켜 제조된다. 생석회를 물과 반응시키는 것을 수화(水化)라고 하며, 그 방식에 따라 크게 습식 수화와 건식 수화로 대별된다. 전자는 생석회에 다량의 물을 가하여 슬러리상의 소석회를 제조하는 방법이며, 후자는 생석회에 비교적 적은 양의 물을 가하여 분말상의 소석회를 제조하는 방법이다.
종래의 액상소석회, 즉 생석회를 단순히 수화 및 숙성시킨 제품은 분말상의 소석회에 비해 반응성이 우수한 장점이 있으나, 소석회의 입자 크기가 크고, 비표면적이 낮아 유해물질과의 반응성이 만족할 만한 수준에는 이르지 못하고, 또한 입도분포가 균일하지 않아, 분사노즐이 막히는 문제가 여전히 발생한다.
액상소석회의 제조는 물에 고형분 생석회를 첨가하여 수화시킴으로써 소석회유를 얻는 단계, 상기 소석회유를 습식마쇄기로 이송하여 습식마쇄시키는 단계, 및 습식마쇄된 소석회유를 습식분급하는 단계를 통하여, 고반응성 액상슬러리를 제조하는 공정을 포함한다. 이렇게 생산된 제품은 6시간 동안 정치 후, 침전 부피율이 85% 이상인 것이 일반적인 방법이다.
그러나, 상기의 방법은 대규모의 공장형 생산 설비에 적합한 방법이며, 본 고안은 도서 지역 및 소규모의 업체에서 소량을 연속적으로 생산하여 사용하고자 할 때, 특히 날씨 및 기후 등의 제약조건으로 인하여, 가동이 어려운 문제점이 있었다.
특히 제주도와 같은 도서 지역의 경우, 액상소석회를 저장할 수 있는 설비의 기준인 일주일 이상 보관할 수 있는 저장조를 설계하기 어렵고, 제조회사로부터 운송에 많은 비용이 소요되고, 날씨 및 기후 조건이 좋지 않을 때, 액상소석회의 공급이 되지 않아 설비를 가동하지 못하는 등의 문제가 있다.
본 고안의 배경기술로 대한민국 등록특허 제10-1297988호에 비표면적이 높은 고농도 액상소석회 제조방법이 기재되어 있다.
본 고안의 목적은 수화과정 및 습식마쇄가 동시에 가능한 일체화된 액상소석회 제조장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 입경이 미세하고, 비표면적이 크고, 입도분포가 균일하여, 유해물질과의 반응성이 우수하고, 분사노즐의 막힘 및 규사성분 등의 잔사에 의한 마모를 방지할 수 있는 일체화된 액상소석회 제조장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 도서 및 소규모의 업체에서 소량으로 액상소석회를 연속적으로 생산하여 사용할 수 있는 일체화된 액상소석회 제조장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 현장으로 이송이 용이하고, 소각로에 투입될 농도로 조절이 가능한 일체화된 액상소석회 제조장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 목적은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 상세한 설명의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 측면에 따르면, 공정수를 반응기 내로 주입하는 공정수 주입구와, 생석회를 반응기 내로 주입하는 생석회 주입구를 구비하고, 주입된 생석회 및 공정수를 수화반응시키고 수화된 상태의 액상소석회를 수용하는 내부공간이 구비되는 반응기; 상기 반응기 중앙부에 위치하여 수화반응의 진행 및 액상소석회의 교반을 위한 교반부; 상기 교반부의 하부이며 반응기의 하단부에 구비되어 액상소석회에 포함된 입자를 습식 마쇄하는 마쇄부; 및 상기 액상소석회를 배출하는 배출구를 포함하는, 일체화된 액상소석회 제조장치가 제공된다.
일 실시예에 따르면, 본원의 일체화된 액상소석회 제조장치는 생석회의 수화 및 액상소석회에 포함된 입자의 습식 마쇄가 동시에 가능하다.
일 실시예에 따르면, 상기 공정수 주입구 및 생석회 주입구는 상기 반응기 상부에 구비될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 교반부는 상기 교반부에 회전력을 제공하는 모터; 상기 모터에 의해 회전되는 회전축; 및 상기 회전축에 구비되는 스크류를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 마쇄부는 상부의 회전형 맷돌; 및 하부의 고정형 맷돌;을 포함하고, 상기 회전형 맷돌이 고정형 맷돌의 상부에 맞닿아 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 교반부의 회전축의 하단부는 회전형 맷돌에 결합하여, 회전축의 회전 시 회전형 맷돌이 동시에 회전할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배출구는 상기 반응기 하부에 구비될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배출구는 소정의 크기의 입자를 분리하기 위한 시브(sieve)를 구비할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 시브(sieve)를 통과하는 소정의 크기의 입자를 포함하는 액상소석회를 공급탱크로 이송하는 펌프를 더 구비할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 반응기에서 30 내지 60분 동안 교반 및 습식 마쇄가 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배출되는 액상소석회는 Ca(OH)2의 함량이 20 내지 35중량%이고, 6시간 정치 후 침전부피율이 85% 이상일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 수화과정 및 습식마쇄가 동시에 가능한 일체화된 액상소석회 제조장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 의하면, 입경이 미세하고, 비표면적이 크고, 입도분포가 균일하여, 유해물질과의 반응성이 우수하고, 분사노즐의 막힘 및 규사성분 등의 잔사에 의한 마모를 방지할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 태풍 등 기후 조건에 따라 연속적 대량 공급이 어려운, 도서 및 소규모의 업체에서 소량으로 액상소석회를 연속적으로 생산하여 사용할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 현장으로 이송이 용이하고, 소각로에 투입될 농도로 조절이 가능하다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 일체화된 액상소석회 제조장치의 개략도이다.
본 고안의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 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.
또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
본 고안은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 고안을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 일체화된 액상소석회 제조장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본원의 일 측면에 따른 일체화된 액상소석회 장치(10)는 크게 반응기(1), 교반부, 마쇄부, 및 배출구(8)를 포함한다.
상기 반응기(1)은 공정수를 반응기 내로 주입하는 공정수 주입구(2) 및 생석회를 반응기 내로 주입하는 생석회 주입구(3)를 구비하고, 주입된 생석회 및 공정수를 수화반응시키고 수화된 상태의 액상소석회를 수용하는 내부공간이 구비된다.
본원의 일체화된 액상소석회 제조장치(10)는 반응기(1) 내부에 공정수 및 분말 생석회을 주입하여 생석회의 수화를 하고, 마쇄부가 구비되어 수화된 액상소석회에 포함된 입자의 습식 마쇄가 동시에 가능하다.
상기 공정수 주입구(2) 및 생석회 주입구(3)는 상기 반응기(1) 상부에 구비될 수 있다. 상기한 구성에 의하여 주입된 공정수와 생석회가 반응기(1) 상부에서 동시에 주입된 후 중력에 의해 하강하면서 교반부에 의해 교반됨으로써 수화반응이 효율적으로 진행될 수 있다.
상기 교반부는 상기 반응기(1) 중앙부에 위치하여 주입된 공정수와 생석회를 교반하여 혼합하여, 수화반응의 진행을 촉진한다. 상기 교반부는 상기 교반부에 회전력을 제공하는 모터, 상기 모터에 의해 회전되는 회전축(4), 상기 회전축(4)에 구비되는 스크류(5)를 포함할 수 있다. 상기 모터의 구동에 의해 회전축(4) 및 상기 회전축(4)에 구비되는 스크류(5)가 회전하여 반응기(1) 내부의 공정수와 생석회의 혼합 및 교반을 통해 수화반응을 촉진하게 된다. 상기 모터는 감속기를 더 포함할 수 있다.
상기 마쇄부는 상기 교반부의 하부이며 반응기의 하단부에 구비되어 반응기(1) 내부에서 제조된 액상소석회에 포함된 입자를 습식 마쇄한다. 본 고안에서는 반응기(1) 내부에 교반부와 마쇄부가 수직 일렬로 구비되어 수화반응 및 마쇄가 연속적으로 동시에 이루질 수 있다. 따라서, 수화반응에서 발생한 열을 이용할 수 있어, 액상소석회 생산 효율이 우수하고, 도서 및 소규모의 업체에서 소량으로 액상소석회를 연속적으로 생산하여 사용할 수 있다. 또한, 태풍 등 기후 조건에 상관없이 액상소석회를 제조할 수 있다.
상기 마쇄부는 상부의 회전형 맷돌(6) 및 하부의 고정형 맷돌(7)을 포함하고, 상기 회전형 맷돌(6)이 고정형 맷돌(7)의 상부에 맞닿아 위치할 수 있다. 상기 습식 마쇄에 의해 입경이 미세하고, 비표면적이 크고, 입도분포가 균일하여, 유해물질과의 반응성이 우수하고, 분사노즐의 막힘 및 규사성분 등의 잔사에 의한 마모를 방지할 수 있다.
상기 교반부의 회전축(4)의 하단부는 회전형 맷돌(6)에 결합하여, 회전축(4)의 회전 시 회전형 맷돌(6)이 동시에 회전할 수 있다. 상기 구성에 의하면, 회전형 맷돌(6)을 회전시키는 모터가 불필요하여 구성이 단순하고, 액상소석회의 교반 및 액상소석회에 포함된 입자의 습식마쇄가 효율적으로 진행될 수 있다.
상기 배출구(8)는 반응기(1) 내부에서 습식 마쇄된 액상소석회를 배출한다.
상기 배출구(8)는 상기 반응기(1) 하부에 구비되면, 배출이 용이할 수 있다.
상기 배출구(8)는 소정의 크기의 입자를 분리하기 위한 시브(sieve)를 구비할 수 있다. 상기 시브(sieve)는 원통형으로 구성되어 회전형일 수 있다.
상기 시브는 거름채로, 메쉬망을 원통으로 접은 것으로 일정한 사이즈의 입자만 메쉬망을 통해 배출될 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 시브를 회전시키는 것은 밀도 및 점도가 상대적으로 높은 액상소석회의 분리 효율을 높이기 위한 것이다. 시브는 회분식 형태로 이물질이 일정량 발생하면 배출을 위해 탈착식으로 제작될 수 있다.
상기 시브(sieve)를 통과하는 소정의 크기의 입자를 포함하는 액상소석회를 공급탱크로 이송하는 펌프를 더 구비할 수 있다.
상기 반응기(1)에서 30 내지 60분 동안 교반 및 습식 마쇄가 이루어질 수 있다. 본원의 일체화된 액상소석회 제조장치(10)에 의하면 교반 및 습식 마쇄가 동시에 이루어져 액상소석회를 상대적으로 단시간 내에서 효율적으로 제조할 수 있다.
본원에 의해 배출되는 액상소석회는 Ca(OH)2의 함량이 20 내지 35중량%이고, 6시간 정치 후 침전부피율이 85% 이상으로 그 품질이 우수하다.
이하, 본원의 일체화된 액상소석회 제조장치(10)를 이용한 액상소석회를 제조하는 방법에 대해 설명한다.
먼저 반응기(1) 내부로 공정수를 공정수 주입구(2)를 통해 주입하고, 동시에 생석회 분말을 생석회 주입구(3)를 통해 주입한다. 이에 한정되는 것은 아니나, 수산화칼슘 고형분 기준으로 20 내지 35 중량%의 농도가 되도록 공정수 및 생석회 분말의 농도를 조절할 수 있다.
다음, 모터를 구동하여 교반부의 회전축(4), 스크류(5), 및 회전형 맷돌(5)을 회전시킨다. 이때, 반응기(1) 내부의 공정수 및 생석회가 혼합되면서 수화반응이 일어나 액상소석회가 제조된다. 제조된 액상소석회는 중력에 의해 하강하여 마쇄부에 도달되고, 마쇄부의 상기 회전형 맷돌(6)과 고정형 맷돌(7) 사이에 위치한 액상소석회에 포함된 입자들이 습식 마쇄되게 된다.
반응기(1)에서 수화반응의 적정 온도 증가에 필요한 시간 및 반응 시간 동안 교반 및 마쇄시키는 것이 액상소석회의 제조 효율의 향상에 적합할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 반응기(1)에서 30 내지 60분 동안 교반 및 마쇄시키는 것이 적합할 수 있다. 또한, 상기 교반은 속도에 따라 온도의 급속한 변화로 부피가 증가하여 비등 현상이 발생되어 반응 온도가 급속하게 증가되지 않고 온도의 변화로 부피의 증가를 막을 수 있는 적정 회전수로 이루어지는 것이 적합할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 교반은 20rpm의 속도로 진행될 수 있다.
농도가 20 내지 35 중량%로 제조된 액상소석회는 배출구(8)의 시브(sieve)를 통과하게 되어 일정 크기 이하의 입자를 포함하는 액상소석회를 펌프의 작동에 의해 공급탱크로 이송할 수 있다. 이때, 일정 크기 이상의 입자는 시브(sieve)에 의해 걸러져 외부로 방출되고 폐기된다. 이에 한정되는 것은 아니나, 200 내지 325 mesh의 시브(sieve)를 이용할 수 있다.
본 고안에 의한 액상소석회는 건량 분석시의 CaO 함량 70중량% 이상, 입경 2~5㎛가 약 50%이고, 입경 20㎛ 이하가 90%일 수 있고, 비표면적이 약 30㎡/g 이상일 수 있다.
상기와 같이, 본 고안에 의한 액상소석회 제조장치에 의해 제조된 액상소석회는 종래 장치에 의해 제조된 액상소석회의 입경에 비해 약 50% 이하로 작아지고, 비표면적도 증가하여 유해물질과의 반응성이 현저하게 개선될 수 있다.
본 고안에 의한 액상소석회 제조장치에 따르면, 막대한 설비의 부담 없이, 용이하게 액상소석회를 제조할 수 있다. 또한, 고농도의 액상소석회유를 제조하여 현장으로 이송하고, 현장에서 소각로에 투입될 농도로 조절함으로써, 운송비와 기후에 의한 반입을 하지 못하는 설비의 가동율을 높일 수 있다. 본 고안에 의한 액상 소석회는 입자가 미세하고, 비표면적이 크고, 입도분포가 균일하여 소각로의 중화제로 사용할 경우, 유해물질과의 반응성이 우수하여 산성가스의 제거효율이 높고, 입자의 침강으로 인한 반응의 불균일성과 운전장애 등의 문제를 방지할 수 있으며, 노즐을 통한 분사효율이 높고, 노즐의 막힘 현상이나 마모도를 줄일 수 있다.
이상 본 개시를 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 개시를 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 개시는 이에 한정되지 않으며, 본 개시의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. 본 개시의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 개시의 영역에 속하는 것으로 본 개시의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 반응기
2: 공정수 주입구
3: 생석회 주입구
4: 회전축
5: 스크류
6: 회전형 맷돌
7: 고정형 맷돌
8: 배출구
10: 액상소석회 제조장치

Claims (11)

  1. 공정수를 반응기 내로 주입하는 공정수 주입구와, 생석회를 반응기 내로 주입하는 생석회 주입구를 구비하고, 주입된 생석회 및 공정수를 수화반응시키고 수화된 상태의 액상소석회를 수용하는 내부공간이 구비되는 반응기;
    상기 반응기 중앙부에 위치하여 수화반응의 진행 및 액상소석회의 교반을 위한 교반부;
    상기 교반부의 하부이며 반응기의 하단부에 구비되어 액상소석회에 포함된 입자를 습식 마쇄하는 마쇄부; 및
    상기 액상소석회를 배출하는 배출구를 포함하고,
    상기 마쇄부는
    상부의 회전형 맷돌; 및
    하부의 고정형 맷돌;을 포함하고,
    상기 회전형 맷돌이 고정형 맷돌의 상부에 맞닿아 위치하고,
    생석회의 수화 및 액상소석회에 포함된 입자의 습식 마쇄가 동시에 가능한, 일체화된 액상소석회 제조장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공정수 주입구 및 생석회 주입구는 상기 반응기 상부에 구비된, 일체화된 액상소석회 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 교반부는
    상기 교반부에 회전력을 제공하는 모터;
    상기 모터에 의해 회전되는 회전축; 및
    상기 회전축에 구비되는 스크류를 포함하는, 일체화된 액상소석회 제조장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 교반부의 회전축의 하단부는 회전형 맷돌에 결합하여, 회전축의 회전 시 회전형 맷돌이 동시에 회전하는, 일체화된 액상소석회 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배출구는 상기 반응기 하부에 구비되는, 일체화된 액상소석회 제조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배출구는 소정의 크기의 입자를 분리하기 위한 시브(sieve)를 구비하는, 일체화된 액상소석회 제조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시브(sieve)를 통과하는 소정의 크기의 입자를 포함하는 액상소석회를 공급탱크로 이송하는 펌프를 더 구비하는, 일체화된 액상소석회 제조장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반응기에서 30 내지 60분 동안 교반 및 습식 마쇄가 이루어지는, 일체화된 액상소석회 제조장치.
  11. 제1항에 있어서,
    생산되는 액상소석회는 Ca(OH)2의 함량이 20 내지 35중량%이고, 6시간 정치 후 침전부피율이 85% 이상인, 일체화된 액상소석회 제조장치.
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