KR20130023544A - 이산화염소 발생 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 이산화염소 발생 장치는, 외부에서 주입되는 공기를 내부 필터를 통해 공기방울로 유출시키고, 칼슘하이포크로라이트 용액 및 산과 반응시켜 발생된 염소 가스를 상기 공기방울과 함께 혼합시켜 염소공기 혼합가스를 생성하는 염소발생 반응조; 및 상기 염소발생 반응조와 연결되어 상기 염소공기 혼합가스를 내부 필터를 통해 기체 방울로 유출시키고, 아염소산염과 상기 염소공기 혼합가스를 반응시켜 발생된 이산화염소 가스를 상기 기체방울과 혼합시켜서 이산화염소공기 혼합가스를 배출시키는 이산화염소 반응조; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 경시변화가 없고 염소농도가 높은 칼슘하이포크로라이트를 사용하여 수율과 농도를 향상시켰으며, 염소 발생이 이루어지는 반응조와 이산화염소 발생이 이루어지는 반응조를 분리하여 사용함으로써 유독한 염소 가스를 제어할 수 있고 부반응물인 크로레이트의 생성을 억제할 수 있게 된다.

Description

이산화염소 발생 장치{APPARATUS FOR GENERATING CHLORINE DIOXIDE}
본 발명은 이산화염소 발생 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경시변화가 없고 염소농도가 높은 칼슘하이포크로라이트를 사용하여 수율과 농도를 향상시켰으며, 염소 발생이 이루어지는 반응조와 이산화염소 발생이 이루어지는 반응조를 분리하여 사용함으로써 유독한 염소 가스를 제어할 수 있고 부반응물인 크로레이트의 생성을 억제할 수 있는 이산화염소 발생 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이산화염소는 강한 살균력, 산화력, 탈취력이 있고 다른 염소계 소독제보다 살균소독력이 2.5배 정도 강한 것으로 알려져 있다. 또한 이산화염소는 유기화합물과 반응하지 않아 발암성인 트리할로메탄(THMs), 할로아세틱액시드(HAAs), 할로아세토나이트릴(HANs) 등의 유기 할로겐계 화합물을 생성하지 않으므로 정수장 하수 및 폐수의 살균소독 및 탈취제로 널리 사용되고 있으며 햇빛이나 온도에 의해 자연계에서 신속하게 분해되며 잔류성이 없어 친환경성 소독제로 널리 알려져 있다.
종래의 이산화염소를 제조하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
대용량의 이산화염소가 필요한 제지공업 및 섬유공업에서는 소금을 무격막 고온 전기분해하여 제조한 염소산염(NaClO3)를 환원제 아황산 가스, 염산, 메탄올, 과산화수소, 포르말린 등을 사용하여 이산화염소(ClO2)를 제조하게 된다.
그 반응식은 다음의 반응식 1과 같다.
[반응식 1]
2NaClO3 + H2O + SO2 → 2ClO2 + Na2SO4 + H2O
2NaClO3 + 4HCl → 2ClO2 + 2NaCl + Cl2 + 2H2O
상술한 방법은 실제로 소금 정제시설, 소금 전기분해시설, 아황산 가스 발생시설 등 대형 시설과 큰 투자가 필요한 장치산업적 제조방법이다
따라서 일일 수십 킬로그램의 이산화염소가 필요한 경우에는 시설 및 장치비가 비교적 저렴하고 간편한 아염소산염을 출발 화합물로 사용하여 이산화염소를 제조하게 된다.
이때 사용되는 산화제로 염소, 염산, 차아염소산나트륨 등이 사용된다.
이러한 이산화염소의 제조 방법은 다음과 같이 분류할 수 있다.
1) 아염소산나트륨과 염소를 이용하는 방법(반응식 2)
[반응식 2]
2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2NaCl
2) 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨 및 무기산을 이용하는 방법(반응식 3)
[반응식 3]
2NaClO2 + NaClO + 2HCl → 2ClO2 + 3NaCl + H2O
2NaClO2 + NaClO + H2SO4 → 2ClO2 + Na2SO4 + NaCl + H2O
3) 아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 이용하는 방법(반응식 4)
[반응식 4]
5NaClO2 + 4HCl → 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O
5NaClO2 + 2H2SO4 → 4ClO2 + 2Na2SO4 + NaCl + 2H2O
상술한 3가지의 이산화염소 제조 방법을 현장에 적용하는데 있어서, 첫번째 방법(반응식 2)은 실제로 고압 가스인 염소는 맹독성이기 때문에 취급에 있어서 세심한 주의와 숙련된 지식이 필요하게 되고, 또한 누출시에 대비한 안전시설과 전문 취급인력이 필수적이기 때문에 저농도이며 소량의 이산화염소 용액을 제조하는데 어려움이 있다.
그리고 두번째 방법(반응식 3)의 경우 차아염소산나트륨은 수용액 상태로 10 내지 13 % 의 농도로 유통되어야 하며, 그리고 온도와 보관 상태에 따라 심하게 경시변화를 일으키게 되므로 별도의 냉장보관시설이 필요하게 되는 단점이 있다. 또한 차아염소산나트륨을 사용할 경우 차아염소산나트륨이 많이 들어가게 되면 염소산염이 많이 발생하게 되고, 역으로 차염소산염이 적게 들어가면 이산화염소가 적게 생성되는 문제점이 있다.
마지막으로 세번째 방법(반응식 4)의 경우는 아염소산염과 무기산(염산 또는 황산)이 일정한 농도 이상이 되어야 아염소산이 불균등 분해반응을 일으켜 차아염소산과 염소산이 생성되고 이산화염소가 발생되게 된다(반응식 5 참조).
[반응식 5]
2NaClO2 + 2HCl → 2HClO2 + 2NaCl
2HClO2 → HClO3 + HClO
이러한 반응이 빠르게 잘 조절되는 반응조건에서는 고순도 고수율의 이산화염소를 얻을 수 있게 되나, 실제로 그 반응조건을 충족시키는 것이 매우 어렵고 반응이 완전히 진행되기도 힘들기 때문에 결과적으로 고순도, 고수율의 이산화염소 용액을 얻기는 힘들다.
일반적으로 ClO2 -, ClO3 -, Cl2, ClO-, Cl- 등의 부산물들이 용액에 얼마나 잔류하느냐에 따라 수율과 순도에 큰 영향을 미치게 되는데 이러한 부산물들을 최소화할 수 있는 반응조건을 알아내는 것이 대단히 중요하다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로, 경시변화가 없고 염소농도가 높은 칼슘하이포크로라이트를 사용하여 수율과 농도를 향상시켰으며, 염소 발생이 이루어지는 반응조와 이산화염소 발생이 이루어지는 반응조를 분리하여 사용함으로써 유독한 염소 가스를 제어할 수 있고 부반응물인 크로레이트의 생성을 억제할 수 있게 되는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 저농도이며 소량의 이산화염소는 물론 고농도이며 대량의 이산화염소를 제조할 수 있으며 또한 반응조에서 생성된 이산화염소를 가스화하며 순수한 이산화염소를 얻을 수 있게 되는 것을 목적으로 한다.
또한, 생성된 이산화염소 가스를 제오라이트나 실리카겔 입자에 흡수시킴으로써 이산화염소의 농도에 경시변화가 거의 없는 상태로 운반 및 보관이 가능하게 되는 것을 목적으로 한다.
또한, 출발 화합물들을 솔레노이드 밸브를 이용하여 정량적으로 투입함으로써 반응량을 정확히 조절하고 생산량을 제어할 수 있게 되는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 외부에서 주입되는 공기를 내부 필터를 통해 공기방울로 유출시키고, 칼슘하이포크로라이트 용액 및 산과 반응시켜 발생된 염소 가스를 상기 공기방울과 함께 혼합시켜 염소공기 혼합가스를 생성하는 염소발생 반응조; 및 상기 염소발생 반응조와 연결되어 상기 염소공기 혼합가스를 내부 필터를 통해 기체 방울로 유출시키고, 아염소산염과 상기 염소공기 혼합가스를 반응시켜 발생된 이산화염소 가스를 상기 기체방울과 혼합시켜서 이산화염소공기 혼합가스를 배출시키는 이산화염소 반응조; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 이산화염소 반응조와 연결되어 이산화염소공기 혼합가스를 유입받고 이산화염소공기 혼합가스를 흡착물에 흡착시키는 흡착탑; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 이산화염소 반응조에서 발생한 이산화염소공기 혼합가스를 흡입하여 배출하며, 해당 이산화염소 반응조의 내부압력을 감압시키는 감압부; 를 더 포함하며, 상기 염소발생 반응조에 주입되는 공기는 공기조절밸브를 통해 주입되고, 칼슘하이포크로라이트 용액 및 산은 솔레노이드 밸브를 통해 주입되고, 상기 이산화염소 반응조에 주입되는 아염소산염은 솔레노이드 밸브를 통해 주입되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 감압부는 이산화염소 반응조에서 생성된 이산화염소공기 혼합가스를 직접 물에 흡수시켜 중성의 이산화염소수를 생성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 이산화염소 반응조에는 내부압력을 감지하는 압력 게이지가 구비되며, 해당 압력 게이지의 압력치에 따라 상기 감압부의 부스터 펌프 또는 상기 공기조절밸브를 작동시켜 해당 이산화염소 반응조의 감압 상태를 유지시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 산은 염산, 황산, 인산 또는 질산 중 어느 하나인 무기산이거나, 옥살산, 시트릭산 또는 초산 중 어느 하나인 유기산인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 흡착물은 제오라이트 또는 실리카겔 펠렛인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 맹독성인 고압 가스 염소나, 경시변화를 잘 일으키며 염소농도가 적은(13 % 이하) 차아염소산나트륨을 사용하지 않고 대신 경시변화가 없고 염소농도가 높은(50 내지 70 %) 칼슘하이포크로라이트를 사용하여 수율과 농도를 향상시키고, 염소발생 반응조와 이산화염소발생 반응조를 분리하여 사용함으로써 유독한 염소 가스를 제어할 수 있고 부반응물인 크로레이트(ClO3 -)의 생성을 억제할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 생성된 이산화염소 가스를 제오라이트나 실리카겔 입자에 흡수시킴으로써 이산화염소의 농도에 경시변화가 거의 없는 상태로 운반 및 보관이 가능하게 되는 효과도 있다.
또한, 이러한 이산화염소 가스를 직접 물에 흡수시키면 거의 중성인 이산화염소수가 생성되며 장기 보관시 거의 경시변화가 발생하지 않게 되는 효과도 있다.
또한, 솔레노이드 밸브를 이용하여 소량은 물론 대량의 원료를 정략적으로 적절한 시간 동안 투입할 수 있어 반응물 및 결과물의 제어가 용이하게 되는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소 발생 장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이산화염소 발생 장치의 개략도.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이산화염소 발생 장치의 개략도이다.
본 발명에서 이산화염소의 제조에 사용되는 출발 화합물로 아염소산나트륨(sodium chlorite)과 칼슘하이포크로라이트(Calcium Hypochlorite) 그리고 무기산(inorganic acid) 또는 유기산(organic acid)을 사용한다.
이때 상기 무기산은 염산, 황산, 인산 또는 질산일 수 있으며, 상기 유기산은 옥살산, 시트릭산 또는 초산일 수 있다.
기존에 사용하고 있던 차아염소산나트륨 용액은 염소 함량이 13 % 이하이고 경시변화가 있어서 운반과 보관이 어려우므로 본 발명에서는 출발 화합물로 칼슘하이포크로라이트를 사용한다.
상기 칼슘하이포크로라이트는 염소 함량이 50 내지 70 % 이고, 고체이므로 경시변화가 거의 없어 보관이 편리하다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이산화염소 발생 장치는 염소공기 혼합가스를 생성하는 염소발생 반응조(101)와, 상기 염소발생 반응조(101)와 연결되며 염소공기 혼합가스를 주입받아 이산화염소공기 혼합가스를 발생시키는 이산화염소 반응조(201)와, 상기 이산화염소 반응조(201)와 연결되며 이산화염소공기 혼합가스를 유입받아 이산화염소공기 혼합가스를 흡착물에 흡착시키는 흡착탑(301)으로 구성된다.
상기 염소발생 반응조(101)에는 제 1-1 정량주입펌프(102)를 통해 칼슘하이포크로라이트 용액을 일정 양씩 주입하며, 또한 제 1-2 정량주입펌프(103)을 통해 무기산 또는 유기산을 일정 양씩 주입하게 된다. 이때, 공기가압펌프(104)를 가동시켜서 상기 염소발생 반응조(101)에 공기를 주입하게 된다. 여기에서 상기 무기산은 염산, 황산, 인산 또는 질산일 수 있으며, 상기 유기산은 옥살산, 시트릭산 또는 초산일 수 있다.
이에 따라 상기 염소발생 반응조(101)의 내부로 들어오는 공기 유입관의 말단에 마련된 제 1 필터(106)에서는 미세한 공기방울이 발생되게 되며, 상기 칼슘하이포크로라이트 용액과 산이 반응하여 염소 가스가 발생되고 해당 염소 가스가 미세 공기방울과 함께 혼합되어 염소발생 반응조(101)의 상부로 상승하게 된다. 이렇게 상승된 염소공기 혼합가스는 상기 염소발생 반응조(101)의 상부에 설치된 제 1 이송관(110)을 따라 배출되게 된다.
이때, 상기 제 1 필터(106)는 미세한 공기방울을 발생시킬 수 있는 미세 다공성 초자필터인 것이 바람직하다. 이러한 미세 다공성 초자필터로 이루어진 제 1 필터(106)에서 생긴 미세한 공기방울은 두 반응물의 원활한 교반과 발생된 염소 가스를 추출하는 기능을 갖는다.
여기에서 도 1의 지시부호 108은 상기 칼슘하이포크로라이트 용액과 무기산을 염소발생 반응조(101)에 주입시키기 위한 주입구이고, 지시부호 107은 칼슘하이포크로라이트 용액과 무기산의 배출을 위한 밸브이다.
한편, 상기 이산화염소 반응조(201)는 상기 제 1 이송관(110)을 통해 상기 염소발생 반응조(101)로부터 발생된 염소공기 혼합가스를 유입받게 된다.
이에 따라 상기 이산화염소 반응조(201)의 내부로 들어오는 제 1 이송관(110)의 말단에 마련된 제 2 필터(204)에서는 염소공기 혼합가스가 미세한 기체방울로 유출되게 되며, 제 2 정량주입펌프(202)를 통해 주입되는 아염소산염과 반응시켜 이산화염소 가스가 발생되게 된다. 이러한 이산화염소 가스는 미세 공기방울과 함께 혼합되어 이산화염소 반응조(201)의 상부로 상승하게 되며, 이렇게 상승된 이산화염소공기 혼합가스는 상기 이산화염소 반응조(201)의 상부에 설치된 제 2 이송관(206)을 따라 배출되게 된다.
이때, 상기 제 2 필터(204)는 미세한 기체방울을 발생시킬 수 있는 미세 다공성 초자필터인 것이 바람직하다.
여기에서 도 1의 지시부호 203은 상기 아염소산염을 이산화염소 반응조(201)에 주입시키기 위한 주입구이고, 지시부호 205는 염화나트륨의 배출을 위한 밸브이다.
한편, 상기 흡착탑(301)은 상기 제 2 이송관(206)을 통해 상기 이산화염소 반응조(201)로부터 발생된 이산화염소공기 혼합가스를 유입받게 되며, 해당 흡착탑(301) 내에는 상기 이산화염소공기 혼합가스를 흡착시키기 위한 흡착물들이 채워지게 된다.
이러한 흡착물은 제오라이트 또는 실리카겔 펠렛(Pellet)인 것이 바람직하며, 해당 흡착물은 상기 흡착탑(301)의 흡착물 투입구(302)를 통해 투입되며, 이산화염소의 흡착이 완료되면 흡착물 배출구(303)를 통해 배출되게 된다. 그리고 공기는 배기구(304)를 통해 외부로 배기된다.
상기 생성된 이산화염소 가스를 제오라이트나 실리카겔 입자에 흡수시킴으로써 이산화염소의 농도에 경시변화가 거의 없는 상태로 운반 및 보관이 가능하게 된다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 이 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 기술한 것으로서 발명의 내용 및 범위를 제한하지 않는다.
[실시예]
칼슘하이포크로라이트 용액(16 %) 0.5 내지 2.0 ㎖/min 과 염산(10 %) 0.5 내지 2.0 ㎖/min 를 정량주입펌프(102, 103)을 통해 주입하고, 공기가압펌프(104)를 이용하여 유량계(105)를 통해 공기 100 내지 500 ㎖/min 을 염소발생 반응조(101)에 주입시킨다.
주입과 동시에 염소 가스와 공기가 혼합되며, 혼합된 염소공기 혼합가스가 이산화염소 반응조(201)에 유입된다.
상기 이산화염소 반응조(201)에 아염소산염 용액(8.5 %)을 제 2 정량주입펌프(202)를 통해 1 내지 3 ㎖/min 씩 주입하면 내부에서 이산화염소가 발생되며, 이 이산화염소 가스는 공기에 혼합되어 흡착물로 채워진 흡착탑(301)에 유입된다.
그리고 이러한 이산화염소 가스는 흡착물에 흡착되고 공기는 배기구(304)를 통해 밖으로 유출된다.
상기 흡착물이 실리카겔 펠렛인 경우, 해당 실리카겔 펠렛에는 이산화염소가 처음에 연한 노란색으로 흡착되다가 시간이 경과하면서 점점 녹황색으로 진해지며 더 많은 양의 이산화염소가 흡착되면 오렌지색으로 변화한다.
이 흡착된 노란색의 실리카겔 펠렛 2.3 g 을 취하여, 하부에서 천천히 공기를 주입할 수 있고 상부로 유출될 수 있는 실험관에 넣고 상부에서 유출되는 이산화염소공기 혼합가스를 준비된 분석 용액(Kl : 2 g, 인산완충용액 50 ㎖, 물 50 ㎖)에 투입하여 실리카겔 펠렛이 무색이 될 때까지 계속한다.
이 분석 용액에서는 이산화염소가 환원되고 요오드화칼륨(KI)가 산화되어 요오드가 석출된다.
이 요오드를 티오황산나트륨 0.1 N 으로 적정하였다.
이때 소모된 티오황산나트륨은 4.5 ㎖ 였다. 그리고 흡착된 이산화염소의 농도는 1.32 % 였다.
한편, 본 발명에서는 상술한 흡착탑(301) 대신에 감압부(401)을 설치하여 이산화염소 반응조(201)에서 생성된 이산화염소공기 혼합가스를 직접 물에 흡수시킬 수 있는데, 이 경우 거의 중성인 이산화염소수가 생성되며 장기 보관시 거의 경시변화가 발생하지 않게 된다.
또한, 원료의 투입시 별도의 솔레노이드 밸브(112a, 212a)를 이용하여 정량적으로 투입함으로써 반응량을 정확히 조절하고 생산량을 제어할 수 있게 된다.
이에 대하여는 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이산화염소 발생 장치는 염소공기 혼합가스를 생성하는 염소발생 반응조(111)와, 상기 염소발생 반응조(111)와 연결되며 염소공기 혼합가스를 주입받아 이산화염소공기 혼합가스를 발생시키는 이산화염소 반응조(211)와, 상기 이산화염소 반응조(211)에서 발생한 이산화염소공기 혼합가스를 흡입하여 상기 이산화염소 반응조(211)을 감압시키는 감압부(311)로 구성된다.
상기 염소발생 반응조(111)에는 칼슘하이포크로라이트 용액을 공급하기 위한 제 1-1 저장부(112)와 무기산 또는 유기산을 공급하기 위한 제 1-2 저장부(113)가 구비된다.
이때, 상기 제 1-1 저장부(112)와 제 1-2 저장부(113)에는 상기 염소발생 반응조(111)에 원료를 주입할 때의 주입구를 개폐하기 위한 솔레노이드 밸브(112a)가 구비된다. 상기 솔레노이드 밸브(112a)는 자기 코어가 있는 솔레노이드와 한 개 또는 그 이상의 오리피스를 포함하여 구성되는 밸브로서, 유체의 흐름이 상기 솔레노이드에 전류를 통할 때, 또는 상기 솔레노이드에 전류가 통하지 않을 때 코어의 움직이에 의해 닫히거나 열리면서 제어되는 밸브이다.
여기에서 상기 솔레노이드 밸브(112a)는 상기 제 1-1 저장부(112)에서 공급되는 칼슘하이포크로라이트 용액과 상기 제 1-2 저장부(113)에서 공급되는 무기산 또는 유기산을 미리 혼합시킬 수 있도록 단일의 Y형 솔레노이드 밸브로서 구비되는 것이 바람직하다. 이렇게 칼슘하이포크로라이트 용액과 산을 반응조 주입 전에 미리 혼합시킴으로써 염소발생 반응조(111)에서의 염소공기 혼합가스 생성 반응의 반응속도를 증가시킬 수 있게 된다.
따라서 상기 염소발생 반응조(111)에는 상기 1-1 저장부(112)와 1-2 저장부(113)에서 공급되는 칼슘하이포크로라이트 용액과 무기산 또는 유기산이 솔레노이드 밸브(112a)를 통해 일정 양씩 주입되게 된다. 이때, 공기조절밸브(114)를 가동시켜서 상기 염소발생 반응조(111)에 공기를 주입하게 된다.
이에 따라 상기 염소발생 반응조(111)의 내부로 들어오는 공기 유입관의 말단에 마련된 제 1 필터(116)에서는 미세한 공기방울이 발생되게 되며, 상기 칼슘하이포크로라이트 용액과 산이 반응하여 염소 가스가 발생되고 해당 염소 가스가 미세 공기방울과 함께 혼합되어 염소발생 반응조(111)의 상부로 상승하게 된다. 이렇게 상승된 염소공기 혼합가스는 상기 염소발생 반응조(111)의 상부에 설치된 제 1 이송관(120)을 따라 배출되게 된다.
여기에서 도 2의 지시부호 118은 상기 칼슘하이포크로라이트 용액과 무기산을 염소발생 반응조(111)에 주입시키기 위한 주입구이고, 지시부호 117은 칼슘하이포크로라이트 용액과 무기산의 배출을 위한 밸브이다.
한편, 상기 이산화염소 반응조(211)는 상기 제 1 이송관(120)을 통해 상기 염소발생 반응조(111)로부터 발생된 염소공기 혼합가스를 유입받게 된다. 그리고 상기 이산화염소 반응조(211)에는 아염소산염을 공급하기 위한 제 2 저장부(212)가 구비된다.
이때, 상기 제 2 저장부(212)에는 상기 이산화염소 반응조(211)에 원료를 주입할 때의 주입구를 개폐하기 위한 솔레노이드 밸브(212a)가 구비된다.
상기 제 2 저장부(212)에 마련되는 솔레노이드 밸브(212a)와, 상기 제 1-1 저장부(112)와 1-2 저장부(113)에 마련되는 솔레노이드 밸브(112a)는 반응조에 원료를 주입할 때 주입구를 개폐하기 위한 솔레노이드 밸브로서, 열려 있는 시간을 0.5초 내지 10초 사이, 닫혀 있는 시간을 1초 내지 60초 사이에서 조정할 수 있다. 이에 따라, 투입되는 원료 약품의 양을 조절할 수 있게 된다.
이에 따라 상기 이산화염소 반응조(211)의 내부로 들어오는 제 1 이송관(120)의 말단에 마련된 제 2 필터(214)에서는 염소공기 혼합가스가 미세한 기체방울로 유출되게 되며, 솔레노이드 밸브(212a)를 통해 정량 주입되는 아염소산염과 반응시켜 이산화염소 가스가 발생되게 된다. 이러한 이산화염소 가스는 미세 공기방울과 함께 혼합되어 이산화염소 반응조(211)의 상부로 상승하게 되며, 이렇게 상승된 이산화염소공기 혼합가스는 상기 이산화염소 반응조(211)의 상부에 설치된 제 2 이송관(216)을 따라 배출될 수 있게 된다.
그리고 상기 이산화염소 반응조(211)에는 압력 게이지(217)가 설치되어 해당 이산화염소 반응조(211) 내의 내부압력을 체크하고 체크된 압력치를 표시하게 된다.
여기에서 도 2의 지시부호 213은 상기 아염소산염을 이산화염소 반응조(211)에 주입시키기 위한 주입구이고, 지시부호 215는 염화나트륨의 배출을 위한 밸브이다.
한편, 상기 감압부(311)는 상기 제 2 이송관(216)을 통해 상기 이산화염소 반응조(211)로부터 발생된 이산화염소공기 혼합가스를 가스 흡입구(313)를 통해 흡입하여 해당 이산화염소 반응조(211) 내부의 압력을 낮추는 역할을 하게 된다.
즉, 상기 이산화염소 반응조(211) 내부의 감압은 이러한 감압부(311)를 작동시킴으로써 이루어지며, 상기 감압부(311)는 필요에 따라 다양한 형태의 감압기, 예를 들어 아스피레이터(Aspirator), 진공 펌프 등을 사용할 수 있다. 그리고 상기 감압부(311)에는 부스터 펌프(312)가 결합된다.
상기 감압부(311)에는 상기 이산화염소 반응조(211) 내부에서 형성된 기체가 배출되는 배출구(314)가 형성되어 있으며, 해당 감압부(311)가 아스피레이터인 경우에는 감압수 또는 감압 가스가 배출되는 배출구와 동일한 배출구를 사용할 수 있다.
따라서 사용자는 상기 이산화염소 반응조(211)에 설치된 압력 게이지(217)를 통해 해당 이산화염소 반응조(211)의 내부압력을 체크하게 되며, 해당 이산화염소 반응조(211)의 내부압력이 기준치 보다 낮으면 상기 부스터 펌프(312)를 가동시켜 이산화염소 반응조(211)의 내부압력을 높일 수 있고, 역으로 해당 이산화염소 반응조(211)의 내부압력이 기준치 보다 높으면 상기 공기조절밸브(114)를 가동시켜 이산화염소 반응조(211)의 내부압력을 낮출 수 있다. 이러한 이산화염소 반응조(211)에 대한 압력 조절을 통해 이산화염소 반응조(211)에 설치된 필터에 의한 공기방울 형성을 사용자가 조절하여 고농도, 고수율의 이산화염소 발생을 제어할 수 있게 된다.
이때, 필요에 따라 상기 이산화염소 반응조(211)와 감압부(311)와의 연결 부분에도 솔레노이드 밸브를 구비시킴으로써 해당 이산화염소 반응조(211) 내부의 압력을 조절하여 이산화염소 반응조(211)에 설치된 필터에 의한 공기방울 형성을 조절할 수 있게 된다.
이와 같이 감압부(311)를 통해서 이산화염소 반응조(211)에서 생성된 이산화염소공기 혼합가스를 직접 물에 흡수시킬 수 있는데, 이 경우 거의 중성인 이산화염소수가 생성되며 장기 보관시 거의 경시변화가 발생하지 않게 된다.
이러한 고농도의 이산화염소가 발생하여도 폭발없이 고수율, 고농도를 유지할 수 있는 이유는 상기 이산화염소 반응조(211)에 설치된 제 2 필터(214)가 연속적으로 미세한 공기방울을 발생시키기 때문이며, 이러한 조건을 달성하기 위하여 해당 이산화염소 반응조(211)의 상부와 상기 감압부(311)을 연결하여 해당 이산화염소 반응조(211) 내의 일정한 감압을 유지시키게 된다.
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
101....염소발생 반응조 102....제 1-1 정량주입펌프
103....제 1-2 정량주입펌프 104....공기가압펌프
105....유량계 106....제 1 필터
108....제 1 주입구 109....제 1 배출구
110....제 1 이송관 201....이산화염소 반응조
202....제 2 정량주입펌프 203....제 2 주입구
204....제 2 필터 205....염화나트륨 배출밸브
206....제 2 이송관 301....흡착탑
302....흡착물 투입구 303....흡착물 배출구
304....배기구

Claims (7)

  1. 외부에서 주입되는 공기를 내부 필터를 통해 공기방울로 유출시키고, 칼슘하이포크로라이트 용액 및 산과 반응시켜 발생된 염소 가스를 상기 공기방울과 함께 혼합시켜 염소공기 혼합가스를 생성하는 염소발생 반응조; 및
    상기 염소발생 반응조와 연결되어 상기 염소공기 혼합가스를 내부 필터를 통해 기체 방울로 유출시키고, 아염소산염과 상기 염소공기 혼합가스를 반응시켜 발생된 이산화염소 가스를 상기 기체방울과 혼합시켜서 이산화염소공기 혼합가스를 배출시키는 이산화염소 반응조; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이산화염소 반응조와 연결되어 이산화염소공기 혼합가스를 유입받고 이산화염소공기 혼합가스를 흡착물에 흡착시키는 흡착탑; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이산화염소 반응조에서 발생한 이산화염소공기 혼합가스를 흡입하여 배출하며, 해당 이산화염소 반응조의 내부압력을 감압시키는 감압부; 를 더 포함하며,
    상기 염소발생 반응조에 주입되는 공기는 공기조절밸브를 통해 주입되고, 칼슘하이포크로라이트 용액 및 산은 솔레노이드 밸브를 통해 주입되고,
    상기 이산화염소 반응조에 주입되는 아염소산염은 솔레노이드 밸브를 통해 주입되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 감압부는 이산화염소 반응조에서 생성된 이산화염소공기 혼합가스를 직접 물에 흡수시켜 중성의 이산화염소수를 생성하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 이산화염소 반응조에는 내부압력을 감지하는 압력 게이지가 구비되며, 해당 압력 게이지의 압력치에 따라 상기 감압부의 부스터 펌프 또는 상기 공기조절밸브를 작동시켜 해당 이산화염소 반응조의 감압 상태를 유지시키는 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산은 염산, 황산, 인산 또는 질산 중 어느 하나인 무기산이거나, 옥살산, 시트릭산 또는 초산 중 어느 하나인 유기산인 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 흡착물은 제오라이트 또는 실리카겔 펠렛인 것을 특징으로 하는 이산화염소 발생 장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104906874A (zh) * 2015-07-01 2015-09-16 山东山大华特科技股份有限公司 一种用于二氧化氯发生器的高负压环境下的自动气液分离的装置及方法
KR20160001155A (ko) 2014-06-26 2016-01-06 김효준 이산화염소가스 발생장치
KR20210142899A (ko) * 2020-05-19 2021-11-26 유숙정 고순도를 갖는 이산화염소수 및 이의 제조방법
KR102441173B1 (ko) * 2021-11-08 2022-09-08 디엠엔텍 주식회사 탈취기용 이산화염소 발생 장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102654952B1 (ko) 2021-05-03 2024-04-04 강상구 이산화염소 발생제 제조방법
KR20240063338A (ko) 2022-11-03 2024-05-10 강상구 이산화염소 발생제 제조방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080152580A1 (en) * 2004-11-23 2008-06-26 Simpson Gregory D Apparatus And Method Of Producing Chlorine Dioxide
KR100902846B1 (ko) * 2008-05-26 2009-06-16 이승채 순수 이산화염소 유기용매의 제조장치와 이를 이용한이산화염소 제조방법
KR100884330B1 (ko) * 2008-08-14 2009-02-18 이승채 순수한 이산화염소수 제조 장치 및 이산화염소수 제조 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160001155A (ko) 2014-06-26 2016-01-06 김효준 이산화염소가스 발생장치
CN104906874A (zh) * 2015-07-01 2015-09-16 山东山大华特科技股份有限公司 一种用于二氧化氯发生器的高负压环境下的自动气液分离的装置及方法
KR20210142899A (ko) * 2020-05-19 2021-11-26 유숙정 고순도를 갖는 이산화염소수 및 이의 제조방법
KR102441173B1 (ko) * 2021-11-08 2022-09-08 디엠엔텍 주식회사 탈취기용 이산화염소 발생 장치

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