KR20100096770A - 고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카, 황산나트륨 및불산 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents

고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카, 황산나트륨 및불산 제조장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종래의 맥동펌프를 사용하는 경우의 문제점을 개선하기 위하여, 무맥동펌프를 사용하고자 한다. 또한 무맥동펌프의 사용에 의해 에어챔버가 불필요해지며, 노즐을 통한 유속과 유압 등의 설정값의 제어가 용이하도록 하고자 한다.
본 발명에 따른 고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치는 규산나트륨과 규불산의 제1 반응부와 불화소다(NaF)와 황산(H2SO4)이 반응하는 제2 반응부를 포함하는 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치에 관한 것으로서, 제1 반응부는 규산나트륨 공급부와 규불산(H2SiF6) 공급부로 이루어진 원료공급부; 원료공급부로부터 원료를 무 맥동으로 각각 펌핑 공급하는 제1 무맥동펌프 및 제2 무맥동펌프; 각 무맥동펌프로부터 펌핑된 원료가 투입되어 와류에 의해 교반이 일어나는 고속반응용 노즐; 고속반응용 노즐의 하단에 형성된 토출부에서 토출된 혼합액을 저장하여 교반하는 제1 반응조; 및 제1 반응조로부터 토출된 혼합액을 침전시키는 침전조를 포함한다.
무맥동펌프, 고속반응용 노즐, 나노기공실리카, 황산나트륨, 불산

Description

고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치 및 그 제조방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING NANOPOROUS SILICA, SODIUM SULFATE AND HYDROGEN FLUORIDE USING FAST REACTION NOZZLE, AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로는 무맥동 펌프와 고속반응용 노즐을 이용한 것에 관한 것이다.
종래의 실리카 제조장치에는 일반적으로 맥동 정량펌프가 사용되었다. 종래 정량펌프는 액체의 흡입과 토출을 반복하는 과정에서, 액체를 흡입하는 동안에는 액체가 토출되지 않는 맥동현상이 발생되었다. 즉 정량펌프의 출구에서는 액체가 나오는 상태와 나오지 않는 상태가 반복되었고, 이러한 맥동현상이 있으면 배관이 파손되는 등의 문제점이 발생되었다. 그리고 무엇보다도 맥동현상으로 인하여 일정하게 조정된 상태값을 변동하는 것이 용이하지 아니하였다.
도 1은 종래의 맥동펌프를 사용한 실리카 제조장치의 개념도이다. 도 1에 도 시된 바와 같이, 원료공급부(11a)(11b)의 원료를 노즐(14)에 공급하기 위하여, 맥동정량펌프(12a)(12b)와 맥동방지용 에어챔버(13a)(13b)가 필요하였다.
소정 물질의 혼합을 위해 유속과 유량 등에 관한 소정의 설정값을 설정한 경우, 다른 물질의 혼합을 위해 기존의 설정값을 변경하기 위하여는 맥동정량펌프(12a)(12b), 에어챔버(13a)(13b) 및 노즐(14) 간의 모든 균형을 이루는 최적값을 찾아야 하기 때문에, 설정값 변경이 용이하지 않은 문제점이 있었다. 이로 인해 공급원료의 유량 및 유속을 변경하는 경우, 많은 공정시간이 소요되는 문제점이 제기되었다.
또한, 종래의 맥동 정량펌프에 사용되었던 노즐의 경우, 노즐 말단부에서 반응액체가 순간적으로 혼합되면서 바로 토출되기 때문에 혼합시간이 부족한 문제점이 있었다. 이로 인해 미반응 및 미교반이 우려되었고 이를 해결하기 위해 고속교반 반응조를 추가적으로 설치하는 번거로움이 있었다.
본 발명은 종래의 맥동펌프를 사용하는 경우의 문제점을 개선하기 위하여, 무맥동펌프를 사용하고자 한다. 또한 무맥동펌프의 사용에 의해 에어챔버가 불필요해지며, 노즐을 통한 유속과 유압 등의 설정값의 제어가 용이하도록 하고자 한다.
그리고 종래 추가되었던 고속교반조의 역할을 고속반응용 노즐이 함께 수행하도록 하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치는 규산나트륨과 규불산의 제1 반응부(100)와 불화소다(NaF)와 황산(H2SO4)이 반응하는 제2 반응부를 포함하는 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 제1 반응부는 액상 규산나트륨 공급부(111)와 규불산(H2SiF6) 공급부로 이루어진 원료공급부를 포함한다.
본 발명에 따른 제1 반응부는 원료공급부로부터 원료를 무 맥동으로 각각 펌핑 공급하는 제1 무맥동펌프 및 제2 무맥동펌프를 포함한다.
본 발명에 따른 제1 반응부는 각 무맥동펌프로부터 펌핑된 원료가 투입되어 와류에 의해 교반이 일어나는 고속반응용 노즐을 포함한다.
본 발명에 따른 제1 반응부는 고속반응용 노즐의 하단에 형성된 토출부에서 토출된 혼합액을 저장하여 교반하는 제1 반응조를 포함한다.
본 발명에 따른 제1 반응부는 제1 반응조로부터 토출된 혼합액을 침전시키는 침전조를 포함한다.
본 발명에 따른 고속반응용 노즐은 중공체의 공간 하부가 중앙을 향해 기울어진 형상으로 구비된 상부혼합부 및 하부혼합부와, 상부혼합부와 하부혼합부를 연통하는 연결부로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상부혼합부의 상측에는 제1 무맥동펌프와 연통형성된 제1 투입부가 형성되어, 투입된 액상 규산나트륨이 와류를 형성하며 하향이동되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 연결부의 일측에는 제2 무맥동펌프와 연통형성된 제2 투입부가 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 하부혼합부의 내측에는 와류발생부재가 배치되며, 하부혼합부의 하단에는 토출부가 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 와류발생부재는 원통형상으로서 외면에 경사진 와류홈(1341)이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제2 반응부는 제2 반응조를 구비하며, 제2 반응조에는 침전 조에서 부유된 불화소다(NaF)가 투입되며, 질소탱크로부터 질소(N2)가 투입되며, 황산공급부로부터 황산(H2SO4)이 투입되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제2 반응부의 제2 반응조는 하측에서 황산나트륨(Na2SO4)을 토출하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제2 반응부의 제2 반응조는 상측에서 불산(HF)을 가스형태로 토출하며, 불산 가스는 냉각기를 거치면서 액체상태로 되어 불산저장조에 저장되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카의 제조방법은 액상 규산나트륨과 규불산을 각각 무맥동펌프를 통해 고속반응용 노즐에 공급하는 단계(S1); 공급된 규산나트륨과 규불산이 고속반응용 노즐에서 형성되는 와류에 의해 혼합되는 단계(S2); 혼합된 혼합물을 제1 반응조에서 중합반응시키는 단계(S3); 제1 반응조에서 중합반응으로 얻은 반응물을 침전조에서 침강시켜 나노기공 실리카와 불화나트륨으로 고체-액체 분리하는 단계(S4); 및 분리된 슬러리를 수세 및 건조시켜 나노기공 실리카를 제조하는 단계(S5)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단계(S2)에서 고속반응용 노즐은, 중공체의 공간 하부가 중앙을 향해 기울어진 형상으로 구비된 상부혼합부 및 하부혼합부와, 상부혼합부와 하부혼합부를 연통하는 연결부로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 고속반응용 노즐의 경우, 상부혼합부의 상측에는 제1 무맥동펌프와 연통형성된 제1 투입부가 형성되고, 연결부의 일측에는 제2 무맥동펌프와 연통형성된 제2 투입부가 형성되고, 하부혼합부의 내측에는 와류발생부재가 배치되며, 하부혼합부의 하단에는 토출부가 형성되고, 와류발생부재는 원통형상으로서 외면에 경사진 와류홈이 형성되어 내부에서 와류가 생기는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 규산나트륨과 규불산을 각각 무맥동펌프를 통해 고속반응용 노즐에 공급하는 단계(S1); 공급된 규산나트륨과 규불산이 고속반응용 노즐에서 형성되는 와류에 의해 혼합되는 단계(S2); 혼합된 혼합물을 제1 반응조에서 중합반응시키는 단계(S3); 제1 반응조에서 중합반응으로 얻은 반응물을 침전조에서 침강시켜 나노기공 실리카와 불화나트륨으로 고체-액체 분리하는 단계(S4); 분리된 불화나트륨과 황산 및 질소가스를 제2 반응조에 투입반응시켜 황산나트륨과 불산으로 기체-액체 분리하는 단계(S5); 및 기체상태로 분리된 불산을 냉각기를 거치면서 액상 불산으로 제조하는 단계(S6)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제조장치 및 제조방법은 무맥동펌프를 사용함에 따라 종래의 에어챔버와 고속교반조가 불필요해지는 효과가 있다. 또한 무맥동펌프에 맥동현상이 발생하지 않음에 따라 고속반응용 노즐을 사용할 수 있는 효과가 있다. 본 발명에 따른 고속반응용 노즐을 사용하면 규산나트륨과 규불산이 와류에 의해 효과적으로 혼합되는 효과가 있다. 이를 통해 실리카, 황산나트륨 및 불산을 보다 용이하게 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니 한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치에 관하여 구체적으로 설명하겠다.
본 발명에 따른 제조장치는 규산나트륨과 규불산의 제1 반응부(100)와 불화소다(NaF)와 황산(H2SO4)이 반응하는 제2 반응부(200)를 포함한다.
본 발명에 따른 제1 반응부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 원료공급부(100), 무맥동펌프(120), 고속반응용 노즐(130), 제1 반응조(140) 및 침전조(150)을 포함한다.
원료공급부(110)는 규산나트륨(Na2OㆍxSiO2) 공급부(111)와 규불산(H2SiF6) 공급부(112)로 이루어진다.
무맥동펌프(120)는 원료공급부(110)로부터 원료를 무 맥동으로 각각 펌핑 공급하는 제1 무맥동펌프(121) 및 제2 무맥동펌프(122)로 이루어진다. 규산나트륨(Na2OㆍxSiO2) 공급부(111)는 제1 무맥동펌프(121)와 연통되며, 규불산(H2SiF6) 공급부(112)는 제2 무맥동펌프(122)와 연통된다. 본 발명에 따른 무맥동펌프는 연속류 무맥동 정량펌프를 적용하는 것이 바람직하다.
고속반응용 노즐(130)은 각 무맥동펌프(121)(122)로부터 펌핑된 원료가 투입되어 와류에 의해 교반이 일어나게 한다.
제1 반응조(140)는 고속반응용 노즐(130)의 하단에 형성된 배출부(1331)에서 배출된 혼합액을 저장하여 교반하는 기능을 한다.
침전조(150)는 제1 반응조(140)로부터 토출된 혼합액을 침전시켜 실리카와 불소나트륨을 분리하는 기능을 한다.
본 발명에 사용되는 화학식은 다음과 같다.
(1-1) 3(Na2OㆍxSiO2) + 20H2O + H2SiF6 -> 10Si(OH)4 + 6NaF + H2O
(1-2) 10Si(OH)4 → 10SiO2 + 20H2O
(2) 2NaF + H2SO4 → NaSO + 2HF
본 발명에 따른 제1 반응부(100)에서는 상기 화학식(1-1)과 화학식(1-2)가 진행된다. 즉 원료공급부(111)(112)에서 각각 공급된 규산나트륨과 규불산(H2SiF6)은 무맥동펌프(121)(122)을 통해 고속반응용 노즐(130)에 투입된다. 고속반응용 노즐(130)에서는 상기 화학식(1-1)과 화학식(1-2)가 진행되기 시작한다.
본 발명에 따른 고속반응용 노즐(130)은 종래의 노즐보다 구조적으로 와류형성이 용이하므로, 보다 효율적인 혼합을 통해 반응이 신속하고 전면적으로 진행된다.
본 발명에 따른 고속반응용 노즐(130)은 도 4에 도시된 바와 같이, 중공체의 공간 하부가 중앙을 향해 기울어진 형상으로 구비된 상부혼합부(131) 및 하부혼합부(133)와, 상부혼합부(131)와 하부혼합부(133)를 연통하는 연결부(132)로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구조를 통해 상부와 하부에서 이중으로 와류가 형성되 게 된다.
상부혼합부(131)의 상측에는 제1 무맥동펌프(121)와 연통형성된 제1 투입부(1311)가 형성되어, 투입된 액상 규산나트륨이 와류를 형성하며 하향이동되도록 한다.
연결부(132)의 일측에는 제2 무맥동펌프(122)와 연통형성된 제2 투입부(1321)가 형성되어 와류를 형성하며 하향이동되는 액상 규산나트륨에 혼입된다. 이때 이미 형성된 와류에 혼입되는 것이므로, 와류의 소용돌이 방향과 대략 일치하도록 투입 분사되는 것이 바람직하다.
하부혼합부(133)의 내측에는 다양한 구조의 와류발생부재(134)가 배치될 수 있다. 본 명세서에서는 일 실시예로서, 원통 형상으로 구비되며 외면에 경사진 와류홈(1341)이 형성되어 액체 혼합물이 와류홈(1341)을 통해 아래로 흘러가도록 하는 구조를 제시한다. 와류홈(1341)은 소정의 깊이를 가지면서 나선방향으로 패인 형상으로 이루어진다. 와류홈(1341)에서 액체 혼합물이 혼합되면서 반응을 일으키므로, 일정정도의 폭을 가지는 것이 바람직할 것이다.
와류홈(1341)을 통해 더욱 소용돌이치게 된 액체 혼합물은 하부 혼합부(133)의 하부 공간에서 다시 모여 전면적이고도 격렬한 반응 및 중합을 진행하면서, 하부혼합부(133)의 하단에 형성된 토출부(1331)를 통해 토출된다.
토출된 액체 혼합물은 제1 반응조(140)에서 교반에 의해 중합반응을 더욱 진행하게 된다. 제1 반응조(140)를 거친 혼합액은 슬러지 상태로 될 것이며, 침전조(150)로 이동되어 침전과정을 거치게 된다.
침전조(150)에서 혼합액은 고체상태인 나노기공 실리카(silica)는 아래로 침강되며, 액체상태인 불소나트륨(NaF)은 부유되는 고체-액체 분리과정을 거치게 된다. 아래로 침강된 실리카를 회수하여 수세 및 건조시키면 침강성 나노기공 실리카를 얻게된다.
한편, 본 발명에 따른 제조장치는 제2 반응부(200)를 포함한다. 제2 반응부(200)는 제2 반응조(210)를 구비하는데, 제2 반응조(210)에는 침전조(150)에서 부유된 액상의 불화나트륨(NaF)이 투입되며, 질소탱크(211)로부터 질소가스(N2)가 투입되며, 황산공급부(220)로부터 액상의 황산(H2SO4)이 투입된다.
제2 반응조(210)에서 상기 화학식(2)에 따른 화학반응이 진행되며, 발생된 황산나트륨(Na2SO4)은 제2 반응조(210)는 하측에서 황산나트륨 저장조(230)로 토출되어 회수된다.
제2 반응부(200)의 제2 반응조(210)는 상측에서 불산(HF)을 가스형태로 배출하며, 불산 가스는 냉각기(240)를 거치면서 액체상태로 되어 불산 저장조(250)에 저장되어 회수된다.
본 발명에 따른 고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카의 제조방법은 액상 규산나트륨액상 규산나트륨(Na2OㆍxSiO2)과 규불산(H2SiF6)을 각각 무맥동펌프를 통해 고속반응용 노즐(130)에 공급하는 단계(S1); 공급된 규산나트륨과 규불산이 고속반응용 노즐(130)에서 형성되는 와류에 의해 혼합되는 단계(S2); 상기 혼합된 혼합물을 제1 반응조(140)에서 중합반응시키는 단계(S3); 제1 반응조(140)에서 중합반응으로 얻은 반응물을 침전조(150)에서 침강시켜 나노기공 실리카와 불화나트륨으로 고체-액체 분리하는 단계(S4); 및 상기 분리된 슬러리를 수세 및 건조시켜 나노기공 실리카를 제조하는 단계(S5)를 포함한다.
본 발명에 따른 고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카의 제조방법의 단계(S2)에 있어서, 고속반응용 노즐(130)은 중공체의 공간 하부가 중앙을 향해 기울어진 형상으로 구비된 상부혼합부(131) 및 하부혼합부(133)와, 상부혼합부(131)와 하부혼합부(133)를 연통하는 연결부(132)로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 고속반응용 노즐(130)의 경우, 기 상부혼합부(131)의 상측에는 제1 무맥동펌프(121)와 연통형성된 제1 투입부(1311)가 형성되고, 연결부(132)의 일측에는 제2 무맥동펌프(122)와 연통형성된 제2 투입부(1321)가 형성되고, 하부혼합부(133)의 내측에는 와류발생부재(134)가 배치되며, 하부혼합부(133)의 하단에는 토출부(1331)가 형성되고, 와류발생부재(134)는 원통형상으로서 외면에 경사진 와류홈(1341)이 형성되어 내부에서 와류가 생기는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 고속반응용 노즐을 이용한 황산나트륨 및 불산의 제조방법은 액상 규산나트륨과 규불산을 각각 무맥동펌프를 통해 고속반응용 노즐(130)에 공급하는 단계(S1); 공급된 규산나트륨과 규불산이 고속반응용 노즐(130)에서 형성되는 와류에 의해 혼합되는 단계(S2); 혼합된 혼합물을 제1 반응조(140)에서 중합반응시키는 단계(S3); 제1 반응조(140)에서 중합반응으로 얻은 반응물을 침전조(150)에서 침강시켜 나노기공 실리카와 불화나트륨으로 고체-액체 분리하는 단계(S4); 및 분리된 불화나트륨과 황산 및 질소가스를 제2 반응조(210)에 투입반응시켜 황산나트륨과 불산으로 기체-액체 분리하는 단계(S5); 및 기체상태로 분리된 불산을 냉각기(240)를 거치면서 액상 불산으로 제조하는 단계(S6)를 포함한다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
도 1은 맥동펌프를 사용한 종래 실리카 제조장치의 개념도이고,
도 2는 본 발명에 따른 제조장치 및 제조방법을 나타내는 개념도이고,
도 3은 종래의 노즐을 나타내는 개념도이고,
도 4는 본 발명에 따른 고속반응용 노즐을 나타내는 개념도이고,
도 5는 본 발명에 따른 제2 반응부를 나타내는 개념도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 제1 반응부 110 : 원료공급부
111 : 규산나트륨 공급부 112 : 규불산 공급부
120 : 무맥동펌프 121 : 제1 무맥동펌프
122 : 제2 무맥동펌프 130 : 고속반응용 노즐
131 : 상부혼합부 132 : 연결부
133 : 하부혼합부 134 : 와류발생부재
140 : 제1 반응조 150 : 침전조
200 : 제2 반응조 210 : 제2 반응조
211 : 질소탱크 220 : 황산공급부
230 : 황산나트륨 저장조 240 : 냉각기
250 : 불산 저장조

Claims (15)

  1. 규산나트륨과 규불산의 제1 반응부(100)와 불화소다(NaF)와 황산(H2SO4)이 반응하는 제2 반응부(200)를 포함하는 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치에 있어서,
    제1 반응부(100)는
    액상 규산나트륨 공급부(111)와 규불산(H2SiF6) 공급부(112)로 이루어진 원료공급부(110); 상기 원료공급부(110)로부터 원료를 무 맥동으로 각각 펌핑 공급하는 제1 무맥동펌프(121) 및 제2 무맥동펌프(122); 상기 각 무맥동펌프로부터 펌핑된 원료가 투입되어 와류에 의해 교반이 일어나는 고속반응용 노즐(130); 상기 고속반응용 노즐(130)의 하단에 형성된 토출부(1331)에서 토출된 혼합액을 저장하여 교반하는 제1 반응조(140); 및 제1 반응조(140)로부터 토출된 혼합액을 침전시키는 침전조(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고속반응용 노즐(130)은 중공체의 공간 하부가 중앙을 향해 기울어진 형상으로 구비된 상부혼합부(131) 및 하부혼합부(133)와, 상부혼합부(131)와 하부혼합부(133)를 연통하는 연결부(132)로 형성되는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐이 구비된 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부혼합부(131)의 상측에는 제1 무맥동펌프(121)와 연통형성된 제1 투입부(1311)가 형성되어, 투입된 액상 규산나트륨이 와류를 형성하며 하향이동되는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐이 구비된 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연결부(132)의 일측에는 제2 무맥동펌프(122)와 연통형성된 제2 투입부(1321)가 형성되는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐이 구비된 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 하부혼합부(133)의 내측에는 와류발생부재(134)가 배치되며, 상기 하부혼합부(133)의 하단에는 토출부(1331)가 형성되는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐이 구비된 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 와류발생부재(134)는 원통형상으로서 외면에 경사진 와류홈(1341)이 형 성된 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐이 구비된 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 반응부(200)는 제2 반응조(210)를 구비하며,
    제2 반응조(210)에는 상기 침전조(150)에서 부유된 불화소다(NaF)가 투입되며, 질소탱크(211)로부터 질소(N2)가 투입되며, 황산공급부(220)로부터 황산(H2SO4)이 투입되는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐이 구비된 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 반응부(200)의 제2 반응조(210)는 하측에서 황산나트륨(Na2SO4)을 토출하는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐이 구비된 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 반응부(200)의 제2 반응조(210)는 상측에서 불산(HF)을 가스형태로 토출하며, 상기 불산 가스는 냉각기(240)를 거치면서 액체상태로 되어 불산저장조(250)에 저장되는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐이 구비된 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치.
  10. 액상 규산나트륨과 규불산을 각각 무맥동펌프를 통해 고속반응용 노즐(130)에 공급하는 단계(S1);
    공급된 규산나트륨과 규불산이 고속반응용 노즐(130)에서 형성되는 와류에 의해 혼합되는 단계(S2);
    상기 혼합된 혼합물을 제1 반응조(140)에서 중합반응시키는 단계(S3);
    제1 반응조(140)에서 중합반응으로 얻은 반응물을 침전조(150)에서 침강시켜 나노기공 실리카 슬러리와 불화나트륨으로 고체-액체 분리하는 단계(S4); 및
    상기 분리된 슬러리를 수세 및 건조시켜 나노기공 실리카를 제조하는 단계(S5)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 단계(S2)에서 고속반응용 노즐(130)은,
    중공체의 공간 하부가 중앙을 향해 기울어진 형상으로 구비된 상부혼합부(131) 및 하부혼합부(133)와, 상부혼합부(131)와 하부혼합부(133)를 연통하는 연결부(132)로 형성되는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 고속반응용 노즐(130)의 경우, 상기 상부혼합부(131)의 상측에는 제1 무맥동펌프(121)와 연통형성된 제1 투입부(1311)가 형성되고, 연결부(132)의 일측에는 제2 무맥동펌프(122)와 연통형성된 제2 투입부(1321)가 형성되고, 상기 하부혼합부(133)의 내측에는 와류발생부재(134)가 배치되며, 상기 하부혼합부(133)의 하단에는 토출부(1331)가 형성되고, 상기 와류발생부재(134)는 원통형상으로서 외면에 경사진 와류홈(1341)이 형성되어 내부에서 와류가 생기는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐을 이용한 나노기공 실리카의 제조방법.
  13. 액상 규산나트륨과 규불산을 각각 무맥동펌프를 통해 고속반응용 노즐(130)에 공급하는 단계(S1);
    공급된 규산나트륨과 규불산이 고속반응용 노즐(130)에서 형성되는 와류에 의해 혼합되는 단계(S2);
    상기 혼합된 혼합물을 제1 반응조(140)에서 중합반응시키는 단계(S3);
    제1 반응조(140)에서 중합반응으로 얻은 반응물을 침전조(150)에서 침강시켜 나노기공 실리카와 불화나트륨으로 고체-액체 분리하는 단계(S4);
    상기 분리된 불화나트륨과 황산 및 질소가스를 제2 반응조(210)에 투입반응시켜 황산나트륨과 불산으로 기체-액체 분리하는 단계(S5); 및
    상기 기체상태로 분리된 불산을 냉각기(240)를 거치면서 액상 불산으로 제조하는 단계(S6)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐을 이용한 황산나트륨 및 불산의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 단계(S2)에서 고속반응용 노즐(130)은,
    중공체의 공간 하부가 중앙을 향해 기울어진 형상으로 구비된 상부혼합부(131) 및 하부혼합부(133)와, 상부혼합부(131)와 하부혼합부(133)를 연통하는 연결부(132)로 형성되는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐을 이용한 황산나트륨 및 불산의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 고속반응용 노즐(130)의 경우, 기 상부혼합부(131)의 상측에는 제1 무맥동펌프(121)와 연통형성된 제1 투입부(1311)가 형성되고, 연결부(132)의 일측에는 제2 무맥동펌프(122)와 연통형성된 제2 투입부(1321)가 형성되고, 상기 하부혼합부(133)의 내측에는 와류발생부재(134)가 배치되며, 상기 하부혼합부(133)의 하단에는 토출부(1331)가 형성되고, 상기 와류발생부재(134)는 원통형상으로서 외면에 경사진 와류홈(1341)이 형성되어 내부에서 와류가 생기는 것을 특징으로 하는
    고속반응용 노즐을 이용한 황산나트륨 및 불산의 제조방법.
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