KR20200100178A

KR20200100178A - 유출구를 구비한, 용융 염을 추출하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20200100178A
Application number: KR1020207021761A
Authority: KR
Inventors: 헤르베르트 휘닝
Original assignee: 오샤츠 에너지 앤 인바이론먼트 게엠베하
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-08-25
Also published as: WO2019129733A1; US20210077917A1; EA202091580A1; CA3086934A1; JP2021508597A; CN111699028B; CN111699028A; US11325053B2; EP3505225A1

Abstract

본 발명은, 특히 폐수를 정화하기 위한 설비용의, 액상 염을 추출하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 가열 챔버를 포함한다. 가열 챔버는 염을 함유한 물질을 도입하기 위한 유입구를 포함하며, 융융 염용의 유출구에 연결되어 있다. 유출구는 유출구 채널 및 유출구 채널 단부를 포함하며, 유출구 채널 단부의 하류에 용융 염을 냉각시키기 위한 냉각 영역이 마련되어 있다. 유출구 채널은 적어도 일 섹션을 따라 유출구 벽에 의해 둘레 방향으로 둘러싸여 있으며, 유출구는 가열 요소를 포함한다.

Description

유출구를 구비한, 용융 염을 추출하기 위한 장치 및 방법

본 발명은 염분 함유 물질의 도입을 위한 유입구를 가지며 용융 염용의 유출구에 연결된 가열 챔버를 구비하며, 유출구는 단부를 갖는 통로를 구비하며, 통로 단부의 하류에 용융 염을 냉각시키기 위한 냉각 스테이션이 제공되어 있는, 특히 폐수 정화 설비용의, 용융 염을 추출하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

EP 0 340 616 에는 전술한 장치가 설명되어 있다. 폐수 형태의 염분 함유 물질이 함유된 염의 융점 이상의 온도가 지배적인 가열 챔버 내로 도입된다. 이에 의해, 내용물 중의 염의 용융 동안 물의 급속 증발이 이루어진다. 이러한 급속 증발에 의해, 수증기가 염분 함유 증기의 형태로 용융 염을 비말 동반한다. 후속 연소 공정에서, 가연성 또는 유기적이며 종종 환경적으로 유해한 화합물이 정화를 위해 그 개별 요소로 분해된다. 염분 함유 증기가 가열 챔버의 벽 상에서 응축되어 용융 염이 형성된다. 이후, 용융 염은 유출구가 설치된 섬프(sump) 내로 하향 유동한다. 유출구는 통로뿐만 아니라 유출구 단부를 구비한다. 용융 염은 통로 단부로부터 이동 가능한 포집 용기로 낙하한다. 통로 단부의 위쪽에서, 송풍기와 함께 후드(hood)가 유출구에서 또한 나오는 가스 혼합물을 제거한다. 따라서, 유출구가 연속적인 공기 흐름에 노출되므로, 염 침전물로 인해 유출구가 점차적으로 막히게 되어 정기적인 청소가 필요하다. 따라서, 공지된 공정은 상당한 유지 보수 및 낮은 작동상 가용성을 초래한다.

따라서, 본 발명의 목적은 유지 보수가 적으며 작동상 가용성이 높은, 용융 염을 추출하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 유출구 주위의 염 침전물을 방지하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 염분 함유 물질의 도입을 위한 유입구를 구비하며 용융 염용의 유출구에 연결된 가열 챔버를 포함하며, 유출구는 통로 및 통로 단부를 구비하며, 통로 단부의 하류에 용융 염을 냉각시키기 위한 냉각 스테이션이 제공되어 있으며, 통로는 가열 요소를 구비한 유출구 벽에 의해 적어도 소정 섹션을 따라 둘레 방향으로 둘러싸여 있는, 특히 폐수 정화 설비용의, 용융 염을 추출하기 위한 장치를 교시한다.

유리하게는, 가열된 유출구 벽은 둘레 방향으로 통로의 전체 길이를 둘러싼 다. 용어 "이동(travel)"은 특히, 벌크(bulk) 재료 또는 벌크 재료 혼합물 또는 고체 물질의 덩어리(clump)의 이동을 의미한다. 대조적으로, 용융 염의 이동은 우선적으로, "유동(flow)"으로 표현된다. 예를 들어, 가열 챔버는 유출구의 상류에 위치한다. 실용상의 목적으로, 컨베이어는 유출구의 하류에서 확인된다. 용어 "통로(passage)"는 특히, 유출구 벽으로 둘러싸인 빈 공간을 지칭한다. 용어 "가열 요소(heating element)"는 특히, 유출구 또는 통로의 온도를 용융 염 중의 염의 용융 온도 이상으로 유지하기 위해 사용되는 구조적 요소를 지칭한다. 예를 들어, 뜨거운 공기가 통로에 공급될 수 있도록 하는 공기 공급 덕트가 가열 요소로서 고려될 수 있다. 또한, 예를 들어, 유도 가열기 또는 버너가 가열 요소로서 고려된다. 가열 요소는 바람직하게는, 버너(유출구 버너)이다. 유출구 버너의 경우, 유출구 버너 노즐이 유출구 벽에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 방식으로 통로 내로 돌출되는 것이 적절하다. 유출구 버너 노즐의 선단이, 유동하는 용융 염의 위에 그리고 바람직하게는 통로 단부 또는 통로의 하류 단부 또는 투하 개구의 위에 위치하는 방식으로, 통로 내로 돌출되는 것이 유리하다.

본 발명은 특히, 통로 단부에서 염 침전물과 관련한 문제가 특별히 발생한다는 발견에 기초한다. 본 발명은 또한, 유출구를 통한 가열 챔버 내로의 공기의 유동으로 인해 하류 통로 단부에서 염 침전물 문제가 더욱 악화된다는 발견에 기초한다. 경우에 따라서는 가열 요소가 단독으로 염 침전물 문제를 해결하기도 하지만, 유출구에서의 염 침전물 문제는 유출구 벽과 가열 요소의 조합을 통해서만 해결되는 것으로 밝혀졌다. 이처럼, 통로가 적어도 통로의 소정 섹션을 따라 유출구 벽에 의해 둘레 방향으로 동시에 둘러싸이게 되면 가열 요소의 열이 통로를 따라 상당히 더 잘 퍼진다. 유출구 벽을 사용하면, 가열 요소가 용융 염 중의 염의 용융 온도 이상으로 전체 통로의 온도를 유지할 수 있으므로, 고화된 염을 제거하는 유지 보수 작업을 위해 장치의 작동이 중단될 필요가 없다. 이러한 방식으로, 유지 보수 감소라는 본 발명에 따른 목적이 달성되며, 특히, 장치의 작동상 가용성이 증가된다.

특히 가장 바람직한 실시예에 따르면, 유출구는 유출구 홈통(trough)이다. 유출구 홈통은 바람직하게는 금속, 보다 바람직하게는 강제 시트(sheet), 그리고 가장 바람직하게는 스테인레스 강 시트로 형성된다. 유출구 홈통은 바람직하게는, 가열 챔버 벽의 벽 개구와 통로 단부의 사이에서 연장된다. 실용상의 목적으로, 유출구 홈통은 적어도 부분적으로 그리고 바람직하게는 전체적으로 유출구 벽에 의해 둘레 방향으로 둘러싸여 있다. 유출구 홈통이 통로의 내부에 있으면 유리하다. 실용상의 목적으로, 유출구 홈통은 가열 챔버의 가열 챔버 벽의 벽 개구와 통로 단부 또는 냉각 스테이션의 사이에서의 용융 염의 유동을 위한 유체 연결부를 생성한다. 유출구 홈통은 유동 방향으로 그리고 통로 단부를 향해 하류로 갈수록 테이퍼형으로 형성되는 것이 바람직하다. 유출구 홈통은 곡선형 단면 형상을 갖는 것이 유리하다.

가열 요소로부터의 가열된 가스가 통로의 내부에서 그리고 통로에서 유동하는 용융 염의 아래에서 유동할 수 있도록 유출구가 구성되면 매우 유리하다. 바람직하게는, 유출구는 통로의 바닥과 용융 염 또는 유출구 홈통의 바닥의 사이에 간극 또는 빈 공간이 마련되도록 구성된다. 원하는 간극 또는 빈 공간을 생성하기 위해 통로의 기부와 유출구 홈통의 바닥의 사이에, 예를 들어, 판금으로 형성된 지지 요소가 제공되면 유리하다. 바람직하게는, 서스텐더(suspender)가 유출구 홈통 상에 마련되어 유출구의 덮개 또는 뚜껑에 부착된다. 실용상의 목적으로, 이러한 지지 요소는 유출구 홈통의 하반부에 할당된 영역 내에 위치한다. 서스펜더는 유출구 홈통의 상류 절반부용의 유출구의 영역에 위치하는 것이 바람직하다. 가열 요소에 의해 가열된 가스가 유출구 홈통의 소정 섹션을 따라 그리고 바람직하게는 전체 길이를 따라 단면에서 보아 사방으로 유출구 홈통의 주위로 유동할 수 있는 방식으로 유출구 홈통이 유출구 내에 또는 통로 내에 위치하는 것이 매우 바람직하다. "유출구 홈통의 전체 길이를 따라 사방으로 그 주위로 유동하는"이라는 표현은 서스펜션 또는 지지 요소를 배제하지 않는 것으로 이해된다.

유출구 또는 통로 또는 통로 단부는 외부 공기가 통로 내로 유입되는 것을 방지하기 위한 트랩(trap)을 구비하는 것이 특히 바람직하다. 바람직하게는, 트랩은 통로 단부에 있다. 실용상의 목적으로, 유출구 벽은 트랩이 삽입되는 개구를 포함한다. 유출구 벽의 개구는 바람직하게는, 유출구의 바닥에 위치한다. 특히 바람직한 실시예에 따르면, 트랩은 가열 가능하며, 보다 바람직하게는 전기적으로 가열 가능하다. 가장 바람직하게는, 트랩은 유도 방식으로 전기적으로 가열된다. 트랩이 전기 저항성 가열 기능을 갖추는 것이 가능하다. 트랩은 바람직하게는, 유입구 영역 및 유출구 영역을 포함한다. 실용상의 목적으로, 트랩의 유입구 영역은 용융 염을 수집하기 위한 포집 탱크에 의해 트랩의 유출구 영역으로부터 분리된다.

유리하게는, 통로 또는 유출구 홈통 또는 트랩은 용융 염이 트랩의 유입구 영역 내로 유동하며 이에 의해 포집 탱크를 채우도록 구성된다. 실용상의 목적으로, 포집 탱크는 유출구측 상에 오버플로우(overflow) 벽을 포함함으로써, 포집 탱크가 최대 오버플로우 벽에 의해 획정된 높이까지 용융 염으로 채워질 수 있다. 실용상의 목적으로, 트랩은, 용융 염이 오버플로우 벽 위로 넘쳐 흐르게 되면, 용융 염이 오버플로우 벽을 따라 아래로 유동한 다음 바람직하게는 자유 낙하하도록 구성된다. 트랩은 유리하게는, 포집 탱크 또는 포집 탱크에 위치한 용융 염과 함께 트랩의 유출구 영역으로부터 유입구 영역을 분리하는 덮개 벽을 포함한다. 덮개 벽은 바람직하게는, 오버플로우 벽보다 낮게 위치한 하부 가장자리를 구비한다. 실용상의 목적으로, 덮개 벽은 오버플로우 벽의 상부 가장자리의 높이에 의해 획정되는 담금(immersion) 섹션뿐만 아니라 그 위에 놓인 가스 분리 섹션을 구비한다. 오버플로우 벽은 그 하단에서 바람직하게는 트랩의 기부 벽에 부착된다. 실용상의 목적으로, 트랩은 유출구 개구의 가장자리와 접촉하는 외벽을 구비한다. 실용상의 목적으로, 기부 벽, 외벽뿐만 아니라 오버플로우 벽이 포집 탱크를 형성한다. 바람직하게는, 외벽은 기부 벽뿐만 아니라 덮개 벽 및 오버플로우 벽을 둘러싼다.

냉각 스테이션이 하우징으로 둘러싸이며, 유출구 또는 통로 단부가 하우징에 연결되는 것이 가능하다. 바람직하게는, 유출구 또는 통로 단부는 연결 요소를 통해, 특히 다운 파이프(down pipe)를 통해, 하우징에 연결된다. 하우징은 분산 개구, 컨베이어, 격벽, 및/또는 분리 장치를 둘러싸는 것이 바람직하다. 하우징은 바람직하게는, 유출구 또는 통로 단부의 아래에 위치한다. 하우징 또는 연결 요소는 바람직하게는, 냉각 스테이션 내에, 예를 들어, 가열 챔버 내의 송풍기에 의해 부압이 발생할 수 있도록 설계된다.

특히 가장 바람직한 실시예에 따르면, 유출구 벽은 세라믹 층을 구비한다. 실용상의 목적으로, 세라믹 층은 적어도 15 cm 또는 20 cm의 두께를 갖는다. 세라믹 층의 최대 두께는 40 cm 또는 35 cm 또는 30 cm인 것이 가능하다. 세라믹 층은 유출구 벽의 내부 층을 형성하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 유출구 벽은, 예를 들어, 강으로 구성된 금속제 외부 층을 포함한다. 금속제 외부 층은 실용상의 목적으로 적어도 3 mm/4 mm/5 mm의 두께를 가지며, 또한 실용상의 목적으로 12 mm/10 mm/8 mm의 최대 두께를 갖는다. 유출구 벽의 세라믹 층은 벽의 형태로 또는 일체형으로 설계될 수도 있다. 세라믹 층은 바람직하게는, 적어도 800℃/900℃/1000℃/1100℃의 온도용으로 설계된다.

유출구 또는 통로 단부 또는 유출구 홈통은 하방을 향한 투하 개구를 구비하는 것이 바람직하다. 용어 "투하 개구(drop opening)"는 특히, 이러한 개구로부터 앞쪽에서는 용융 염이 더 이상 유출구 또는 통로 또는 유출구 홈통과 접촉하지 않으며 동시에 자유 낙하한다는 사실을 의미한다. 통로의 메인 섹션은 그 내측이 투하 개구로 갈수록 테이퍼형으로 형성되는 것이 바람직하다. 실용상의 목적으로, 이러한 테이퍼형 구조는 두 개의 수평 방향으로 발생한다. 다운 파이프가 투하 개구의 아래에 제공되며 유리하게는, 금속을 포함하는 것이 가능하다. 실용상의 목적으로, 다운 파이프는 그 하단 상에 냉각 스테이션을 둘러싸기 위해 하우징에 연결되기 위한 플랜지를 구비한다.

유리하게는, 유출구는 가열 챔버의 측방향 가열 챔버 벽 상에 또는 측방향 가열 챔버 벽의 외측에 위치한다. 유출구가 측방향 가열 챔버 벽을 지나 돌출되면 유리하다. 실용상의 목적으로, 유출구는 측방향 가열 챔버 벽의 하단부에 부착된다. 본 발명의 범위 내에서, 가열 챔버의 바닥이 유출구를 향해 하방으로 경사져 있다. 실용상의 목적으로, 가열 챔버 또는 가열 챔버의 바닥은 유체 유동을 위해 측방향 가열 챔버 벽의 벽 개구를 통해 유출구 또는 통로 또는 유출구 홈통에 연결된다. 벽 개구가 가열 챔버의 바닥에 비해 상승된 위치에 마련되면 편리하다.

냉각 스테이션 내에 부압을 유지하기 위한 적어도 하나의 에어 록(air lock)이 냉각 스테이션 또는 하우징에 할당될 수 있다. 에어 록은 회전식 공급기인 것이 바람직하다. 냉각 스테이션 또는 하우징은 바람직하게는 고체 물질이 에어 록(들)을 통해 냉각 스테이션으로부터 취출될 수 있도록 구성되는 것이 편리하다. 본 발명의 범위 내에서, 하우징 또는 냉각 스테이션이 적어도 벌크 재료용의 하나의 유출구 에어 록에 연결된다. 고화된 용융 염의 덩어리용으로 제 2 유출구 에어 록이 제공되는 것이 바람직하다. 냉각 스테이션 또는 하우징 또는 분산 개구는 벌크 재료를 하우징 내로 도입하기 위한 또는 컨베이어 상에 분산시키기 위한 회전식 공급기를 구비하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 유출구 또는 유출구의 덮개는 제거 가능한 뚜껑을 구비한다. 뚜껑이 설치되면, 뚜껑은 특히 적어도 국부적으로 주요 섹션 또는 통로 단부의 투하 개구를 덮는다. 완전히 제자리에 위치한 상태에서, 뚜껑은 실용상의 목적으로 유출구의 하류 섹션을 덮는다. 하나 이상의 장치가 뚜껑 상에 제공되는 것이 매우 바람직하다. 이들 장치는, 예를 들어, 검사용 창, 가열 요소, 센서, 또는 스크러버(scrubber)일 수도 있다. 바람직하게는, 뚜껑은, 예를 들어, 강 그리고 바람직하게는 강제 시트로 이루어진 금속제 외부 층을 구비한다. 뚜껑이 세라믹 층, 바람직하게는 세라믹 내부 층을 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 뚜껑의 세라믹 내부 층은, 예를 들어, 벽의 형태로 또는 일체형으로 설계될 수도 있다.

유리한 일 실시예에 따르면, 유출구는 적어도 하나의 온도 센서 및 바람직하게는 두 개의 온도 센서를 구비한다. 적어도 하나의 온도 센서는 바람직하게는, 가열 요소 또는 유출구 버너에 결합됨으로써, 적어도 하나의 온도 센서 및 가열 요소가 제어 루프(control loop)를 형성한다. 바람직하게는, 유출구는 유출구 벽의 그리고 특히 유출구 벽의 바닥에서의 온도를 기록하기 위한 벽 온도 센서를 구비한다. 유출구는 통로의 온도를 기록하기 위한 통로 온도 센서를 구비하는 것이 바람직하다. 실용상의 목적으로, 유출구는 통로의 가스 압력을 결정하기 위한 압력 센서를 구비한다. 통로 온도 센서 및/또는 압력 센서가 유출구의 덮개를 관통하여 연장되면 유리하다.

본 발명의 범위 내에서, 유출구는 스크러버를 포함한다. 스크러버는 바람직하게는, 세정 공정이 순수하게 기계적으로 이루어지도록 구성된다. 스크러버는 통로 주위 그리고 특히 통로 단부 주위의 염 침전물을 분쇄하거나 예방적으로 회피하기 위해 설계된 플런저를 구비하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 스크러버는 유출구 벽을 관통하여 그리고 바람직하게는 유출구 벽의 덮개를 관통하여 돌출된다. 스크러버가 통로 단부를 향하여 배향되면 유리하다. 실용상의 목적으로, 스크러버는 모터 구동식이다. 유리하게는, 스크러버는 일정한 시간 간격으로 통로 단부의 영역 또는 투하 개구 또는 유출구 홈통의 단부 내로 밀어 내어지도록 설계된다. 바람직하게는, 스크러버는 통로 단부의 영역 또는 메인 영역 또는 투하 개구 내로 밀어 내어지는 경우 보다 점성의 용융 염으로 인한 기계적 저항을 검출하도록 설계된다. 실용상의 목적으로, 스크러버는 기계적 저항이 더 이상 검출되지 않을 때까지 보다 점성의 용융 염 내로 밀어 내어지도록 설계된다.

유출구는 적어도 하나의 검사용 창 그리고 바람직하게는 두 개의 검사용 창을 구비하는 것이 유리하다. 통로 그리고 특히 통로 단부가 관찰될 수 있도록 적어도 하나의 검사용 창이 구성되는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 검사용 창은 바람직하게는, 유출구 벽의 덮개 상에 그리고 바람직하게는 통로 단부의 위에 위치한다. 바람직하게는, 유출구는 유출구 홈통의 바람직하게는 중간 영역을 관찰하기 위한 제 2 검사용 창을 포함한다. 제 2 검사용 창은 유출구의 덮개 또는 유출구 벽 상에 위치하는 것이 편리하다. 다운 파이프의 내부를 관찰하기 위한 목적으로 다운 파이프의 일측 상에 제 3 검사용 창이 제공될 수도 있다.

본 발명의 범위 내에서, 가열 챔버는 가열 챔버 버너를 구비한다. 가열 챔버 버너 또는 염분 함유 물질의 도입을 위한 유입구는 염분 함유 물질의 분출류(jet)가 가열 챔버 버너의 버너 불꽃을 향해 보내지도록 하는 방식으로 배향된다. 가열 챔버 버너는 바람직하게는, 특히 염분 함유 물질 중의 가연성 내용물을 사용하여 적어도 600℃/700℃/800℃/900℃의 온도에 도달하도록 구성된다. 실용상의 목적으로, 가열 챔버 버너는 최대 1600℃/1400℃/1200℃의 온도에 도달한다. 버너는 가열 챔버의 상류 단부 상에 위치하는 것이 바람직하다.

실용상의 목적으로, 가열 챔버는 가열 챔버 벽을 구비한다. 바람직하게는, 가열 챔버 또는 적어도 하나 이상의 가열 챔버 벽은 벽 튜브를 구비한다. 가열 챔버 벽(들) 또는 벽 튜브는 이들 벽이 320℃/300℃/280℃의 온도로 유지되도록 구성되는 것이 매우 바람직하다. 가열 챔버 벽(들)의 온도는 적어도 150℃/175℃인 것이 바람직하다. 벽 튜브는, 예를 들어, 가열 챔버 벽(들)의 외부 단부 상에 제공될 수도 있으며, 또는 가열 챔버 벽(들) 자체를 형성할 수도 있다.

특히 매우 바람직한 실시예에 따르면, 가열 챔버는 유출구측 상에 가열 챔버에서 나온 가스 또는 가스 혼합물을 흡입하기 위한 목적으로 송풍기를 포함한다. 바람직하게는, 송풍기 또는 장치 또는 가열 챔버 또는 냉각 스테이션은 가열 챔버 또는 유출구 또는 냉각 스테이션 내에 부압이 형성되도록 구성된다.

매우 바람직한 방식으로, 통로 단부의 아래에 컨베이어가 제공되어, 용융 염이 컨베이어 상으로 낙하할 수 있다. 컨베이어는 바람직하게는, 냉각 스테이션의 일부이다. 실용상의 목적으로, 컨베이어는 바람직하게는, 적어도 일반적으로 수평 방향으로 연장되는 이동 방향을 결정한다. 벌크 재료를 컨베이어에 살포하기 위한 분산 개구가 통로 단부의 상류로 컨베이어의 위에 제공되면 유리하다. 실용상의 목적으로, 장치 또는 분산 개구 또는 컨베이어는 벌크 재료가 컨베이어 상에 벌크 재료 베드(bed)를 형성하도록 구성된다. 실용상의 목적으로, 컨베이어 상의 벌크 재료 또는 벌크 재료 베드는 벌크 재료 베드 상으로 낙하하는 용융 염이 컨베이어 상의 벌크 재료 베드에서 덩어리로 고화되도록 하는 온도를 갖는다. 바람직하게는, 하우징으로부터 출력되는 벌크 재료 혼합물의 덩어리는 바람직하게는 컨베이어 상류의 회전식 공급기에 의해 제공된다. 바람직하게는, 분리기가 벌크 재료 혼합물의 덩어리의 출구 하류에 제공된다. 분리기는 벌크 재료가 고화된 용융 염의 덩어리로부터 적어도 부분적으로 그리고 바람직하게는 가능한 최대 범위로 분리될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 컨베이어의 아래에, 예를 들어, 스크류 컨베이어로서 형성되는 벌크 재료 포집기가 마련되는 것이 바람직하다. 벌크 재료의 복귀 운반을 위한 복귀 운반 섹션이 벌크 재료 포집기의 하류 단부와 분산 개구의 유입구측의 사이에 제공되는 것이 가능하다. 복귀 운반 섹션은, 예를 들어, 공압식으로 작동될 수도 있다. 복귀 운반 섹션에 벌크 재료용 냉각기가 마련되는 것이 가능하다. 유리하게는, 장치는 벌크 재료를 수용하기 위한 벌크 재료 호퍼(hopper)를 구비하며, 벌크 재료 호퍼는 바람직하게는, 유출구측 상에서 분산 개구에 연결된다. 바람직하게는, 벌크 재료 호퍼와 분산 개구의 사이에 벌크 재료의 이동 속도를 피드백 유무와 상관 없이 제어하기 위한 요소, 바람직하게는 회전식 공급기가 제공된다. 복귀 운반 섹션은 한편으로는 벌크 재료 포집기 또는 하우징과 다른 한편으로는 벌크 재료 호퍼의 사이에 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 용융 염이 유출구의 통로를 따라 사방으로 유출구의 통로 단부까지 그리고 통로 단부의 하류로 유동하며, 용융 염이 적어도 고화될 때까지 냉각 스테이션에서 냉각되며, 유출구가 바람직하게는 필요한 경우 그리고 보다 바람직하게는 필요한 경우에만 염 침전물을 방지하기 위해 열을 유출구 또는 통로에 공급하는 가열 요소를 구비하는, 특히 본 발명에 따른 장치로 용융 염을 추출하기 위한 방법을 제공한다.

실용상의 목적으로, 장치는 가열 챔버를 포함한다. 가열 챔버가 염분 함유 재료의 도입을 위한 유입구를 구비하면 유리하다. 통로는 적어도 유출구 벽의 일 섹션을 따라 둘레 방향으로 둘러싸여 있는 것이 바람직하다.

통로 내의 용융 염은 유출구 홈통을 따라 안내되며, 가열 요소에 의해 가열 된 가스는 바람직하게는, 전체 원주 방향으로 유출구 홈통의 전체 길이를 따라 유출구 홈통의 주위로 유동하는 것이 매우 바람직하다. 유출구 홈통은 금속, 바람직하게는 강 그리고 특히 바람직하게는 스테인레스 강을 포함하면 유리하다. 금속의 우수한 열 전도성으로 인해, 금속 홈통 주위에서 유동하는 가열된 가스는 용융 염을 빠르게 가열한다.

본 발명의 일 실시예를 보여주는 도면을 참조하여 아래에 추가로 설명된다:
도 1은 유출구를 구비한 가열 챔버를 포함하는 본 발명에 따른 장치의 상측 부분의 수직 단면도이며;
도 2는 본 발명에 따른 장치의 하측 부분의 개략도이며;
도 3은 본 발명에 따른 도 1의 유출구의 확대 수직 단면도이며;
도 4는 도 1의 유출구의 수직 단면도이며;
도 5는 도 1, 도 3 및 도 4의 유출구의 평면도이다.

도 1은 산업 폐수 형태의 염분 함유 물질(3)을 정화하기 위한 가열 챔버(1)를 보여준다. 물질(3)은 다수의 유입구(2)를 통해 가열 챔버(1) 내로 주입된다. 유입구(2)는 염분 함유 물질(3)이 버너(9)의 불꽃(20)을 향하여 보내지도록 배향되어 있다. 염분 함유 물질(3)은 물, 염, 및 가연성 성분을 포함한다. 가연성 성분은 버너 불꽃(20)에 의해 연소되며, 물 함량은 급속 증발된다. 800℃ 이상의 온도를 기준으로 염이 액화되어, 물의 급속한 기화로 인한 수증기에 의해 염분 함유 미스트(mist)로서 비말 동반된다.

가열 챔버(1)는 벽 튜브(15)를 갖춘 벽(21)을 포함하며, 벽 튜브가 수증기로 채워져 가열 챔버 벽(21)이 200℃ 내지 300℃의 온도에 유지된다. 이에 의해 염이 가열 챔버 벽(21)의 내면 상에서 응축 및 고화됨으로써, 염으로 이루어진 층(18)이 형성된다. 이러한 염으로 이루어진 층(18)은, 염으로 이루어진 층(18)의 표면이 액체 상태로 유지될 정도로 염으로 이루어진 층(18)의 단열 성능이 커질 때까지, 대략 20 mm 내지 30 mm로 내측으로 성장한다. 이러한 방식으로, 용융 염(17)이 염으로 이루어진 층(18)의 아래로 연속적으로 유동하여, 가열 챔버(1)의 약간 경사진 바닥(39)에 포집된다. 가열 챔버(1)의 유출구측 단부 상에는 가열 챔버(1)의 내측에 약간의 부압을 생성하는 도시하지 않은 송풍기가 마련되어 있다.

용융 염(17)은 가열 챔버 벽(21)의 개구(36)에서 유출구(4)를 통해 가열 챔버(1)의 외부로 배출될 수 있다. 유출구(4)는 빈 공간 형태의 통로(19)를 획정하는 유출구 벽(14)을 구비한다. 통로(19)의 내측에는, 벽 개구(36)로부터 투하 개구를 구비한 하류 통로 단부(5)까지 연장되는 유출구 홈통(33)이 제공되어 있다. 용융 염(17)은 벽 개구(36)로부터 유출구 홈통(33)을 따라 통로 단부(5)로 유동하며, 통로 단부에는 트랩(13)이 마련되어 있다. 트랩(13)은 외부 공기가 통로 단부(5) 내로 유입되는 것을 방지하지만, 동시에 용융 염(17)의 유출을 허용한다. 이러한 방식으로, 가열 챔버(1)에서와 같이 유출구(4)에도 약간의 부압이 존재하므로, 유출구(4)를 통해 가열 챔버(1) 내로 공기가 연속적으로 유동하는 것이 방지되며, 유출구에 염 침전물이 발생할 가능성이 배제된다. 트랩(13)을 빠져 나간 후, 용융 염(17)은 이어서 장치의 하측 부분으로 낙하한다.

도 2는 용융 염을 추출하기 위한 장치의 하측 부분을 개략적으로 보여준다. 하측 부분의 중간 영역은 냉각 스테이션(23)으로서, 용융 염(17)이 냉각 스테이션(23)의 내측에서 냉각되어 고화되기 때문이다. 냉각 스테이션(23)은 기본적으로 컨베이어(6)를 포함한다. 도 2에서, 유출구(4)는 컨베이어(6)의 위에 부분적으로만 도시되어 있다. 연속적인 컨베이어 벨트 형태의 컨베이어(6)는, 본 실시예에서, 수평 방향으로만 연장되는 이동 방향을 획정한다. 통로 단부(5)의 상류에, 벌크 재료(8), 예를 들어, 모래가 컨베이어(6) 상으로 살포되는 분산 개구(7)가 제공되어 있다. 낙하하는 벌크 재료(8)의 유량이 컨베이어(6) 상에 충분한 깊이(예를 들어, 10 cm)의 벌크 재료 베드가 형성되는 방식으로 측정된다. 이를 위해, 컨베이어(6)는 고정적이며 벌크 재료 베드의 확산을 제한하는 두 개의 도시하지 않은 측벽을 구비한다. 통로 단부(5)의 아래에서 벌크 재료 베드 상으로 유동하거나 낙하한 용융 염(17)은 이어서, 컨베이어(6)의 기부에 도달하는 것이 아니라, 벌크 재료 베드에서 고화된다. 벌크 재료 베드에서 고화된 용융 염(17)은 벌크 재료 베드 내부에서 고화된 용융 염의 덩어리를 형성한다.

도 2에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 컨베이어(6)의 아래에 제공된 스크류 컨베이어 형태의 벌크 재료 포집기(12)가 컨베이어(6)로부터 아래로 흘러 내리는 벌크 재료(8)를 포집하며, 포집된 벌크 재료는 이후 필요한 경우 송풍기(27)에 의해 포집기로부터 공압식 복귀 운반 섹션(25)을 통해 역으로 벌크 재료 호퍼(16)로 운반된다. 복귀 운반 섹션(25)을 따라, 벌크 재료를 필요한 경우 작업 온도로 냉각시키는 냉각기(26)가 또한 마련되어 있다. 벌크 재료 호퍼(16)는 그 하부 출력측에서 회전식 공급기(24)에 연결되며, 회전식 공급기의 속도는 벌크 재료(8)의 이동 속도를 조절 가능하게 설정하도록 제어 가능하다. 벌크 재료 호퍼(16)의 출력측 단부 상의 회전식 공급기(24)는 분산 개구(7)에 위치하며, 따라서, 벌크 재료 베드의 깊이를 명확하게 결정하는 역할을 한다.

컨베이어(6)의 단부에서, 덩어리 및 벌크 재료(8)가 분리기(10)로 낙하한다. 격벽(31)에 의해 덩어리가 벌크 재료 포집기(12)로 낙하하는 것이 방지된다. 본 실시예의 분리기(10)는 바닥 체를 구비한 약간 비스듬하게 배치된 진동 홈통으로서, 체의 망 크기는 고화된 용융 염의 덩어리를 제외한 벌크 재료(8)가 통과하여 낙하하도록 되어 있다. 분리기(10)의 좌측 단부 상에서 고화된 용융 염의 덩어리가, 예를 들어, 용기 또는 큰 백(bag)의 형태의 덩어리 저장소(11)로 낙하한다. 대조적으로, 분리기(10)를 통하여 낙하한 벌크 재료(8)는 깔때기에 의해 포집되어 복귀 운반 섹션(25)으로 공급된다.

도 3은 유출구(4)의 종방향 단면의 확대도이다. 이에 따라, 유출구 벽(14)은 바람직하게는 강제 시트로 구성되는 금속제 외부 층(29)을 구비한다. 또한, 유출구 벽(14)은, 예를 들어, 25 cm 두께의 내열성을 갖는 세라믹 내부 층(28)을 구비한다. 강제 세트로 형성된 외부 층(29)은 두께가, 예를 들어, 6 mm이다. 유출구 홈통(33)은 하방으로 테이퍼형으로 형성되는 유출구(4)의 메인 섹션(30)으로 이어진다. 유출구 홈통(33)은 통로(19)의 덮개와 유출구 홈통(33)으로부터의 서스펜더(40)에 의해서뿐만 아니라 통로(19)의 바닥과 유출구 홈통(33)의 사이의 지지부(41)에 의해 지탱되어 있다. 따라서, 유출구 홈통(33)은 통로(19)의 바닥과 접촉하지 않는다. 결과적으로, 가열 요소(22)에 의해 가열된 가스가 유출구 홈통(33)의 주위에서 사방으로 유동할 수 있다. 그 결과, 유출구 홈통 상에 염이 퇴적될 위험이 줄어든다. 또한, 유출구 홈통(33)이 부식이 과도한 경우 용이하게 교체될 수 있다.

도 3에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 유출구 버너 형태의 가열 요소(22)가 유출구(4)의 덮개를 관통하여 연장되며, 유출구 버너[22]의 노즐이 통로 단부(5)를 향하고 있다. 마찬가지로, 온도 센서(34)가 유출구(4)의 덮개를 관통하여 연장됨으로써, 온도 센서(34)의 선단이 통로(19) 또는 메인 영역(30) 내로 돌출된다. 유출구 홈통(33)의 아래의 유출구 벽(14)의 일 섹션에 추가의 온도 센서(34)가 위치한다. 이러한 온도 센서(34)는 유출구 벽(14)을 관통하여 연장되지 않으므로, 이러한 온도 센서(34)의 선단은 통로(19)의 바닥에서 유출구 벽(14)의 온도를 기록한다. 유출구(4) 또는 유출구(4)의 덮개는 제거 가능한 뚜껑(42)을 구비한다. 유출구(4)의 덮개를 관통하여 연장되는 온도 센서(34)뿐만 아니라 가열 요소(22)가 뚜껑(42) 상에 제공된다. 또한, 두 개의 검사용 창(37)이 뚜껑(42) 내에 위치한다. 제 1 검사용 창(37)은 통로 단부(5)를 향하고 있으며, 제 2 검사용 창(37)은 유출구 홈통(33)의 중간 섹션에 위치한다.

도 3은 또한 트랩(13)의 구조를 보여준다. 트랩(13)은 유출구의 밑면의 개구에 위치하며, 트랩의 외벽(32)이 유출구 벽(14)의 개구의 내면에 인접한다. 덮개 벽(44)이 외벽(32)의 상부 가장자리에 부착되어 있으며, 덮개 벽(44)은 하부 담금 섹션(45)뿐만 아니라 상부 가스 분리 섹션(46)을 포함한다. 외벽(32)의 하부 가장자리 상에 기부 벽(43)이 부착되어 있으며, 기부 벽으로부터 오버플로우 벽(47)이 상방으로 연장된다. 오버플로우 벽(47)의 상부 가장자리가 덮개 벽(44)의 하부 가장자리 또는 담금 섹션(45)보다 높게 위치한다. 용융 염(17)은 유출구 홈통(33)을 따라 유동한 다음, 덮개 벽(44)의 가스 분리 섹션(46) 상으로 낙하한다. 용융 염은 이곳으로부터 트랩의 포집 탱크, 즉, 외벽(32), 기부 벽(43), 및 오버플로우 벽(47)에 의해 획정되는 섬프 내로 유동한다. 포집 탱크 내의 용융 염(17)의 높이가 오버플로우 벽(47)의 상부 가장자리에 도달할 때까지 트랩의 포집 탱크가 용융 염(17)으로 채워진다. 이어서, 용융 염(17)은 오버플로우 벽(47)의 외측 상에서 오버플로우 벽(47)의 아래로 유동하여, 오버플로우 벽으로부터 하방으로 컨베이어(6) 상으로 낙하한다. 담금 섹션(45)의 하부 가장자리가 오버플로우 벽(47)의 상부 가장자리보다 낮기 때문에 그리고 가스 분리 섹션(46)이 가스 또는 외부 공기가 통로(19) 내로 유입되는 것을 방지하기 때문에, 용융 염(17)은 트랩의 외부로 통과하며, 외부 공기는 통로(19) 내로 역류할 수 없다. 염이 트랩(13) 내에 퇴적되는 것을 방지하기 위해, 트랩(13)은 도시하지 않은 유도식 히터에 의해 전기적으로 가열된다.

도 4는 가열 챔버 벽(21)으로부터 멀어지는 방향에서 본 단면도로 도시된 도 3의 유출구(4)를 보여준다. 이러한 프로파일에서는, 가열 요소(22)가 또한 통로 단부(5)를 향하여 배향되므로, 통로 단부(5)의 바로 위에 가열 요소가 배치되는 것에 기초하여, 가열 요소(22)가 유출구(4)의 천장 또는 뚜껑(42)을 관통하여 대략 수직으로 통과한다. 또한, 본 단면도에서 알 수 있는 바와 같이, 기계식 스크러버(35)가 가열 요소(22)의 옆에 위치하며, 기계식 스크러버도 통로 단부(5)를 향하여 배향되어, 결과적으로 가열 요소(22)와 비교하여 비스듬하게 배치된다. 스크러버(35)는 점성의 용융 염(17)이 통로 단부(5)의 주위에서 고화되는 것을 방지할 수 있는 모터 구동식 플런저로서 설계된다. 또한, 스크러버(35)는 점성의 용융 염(17)에 의해 야기 되는 가벼운 기계적 저항을 검출할 수 있다. 예를 들어, 스크러버(35)가 한 시간에 한번 통로 단부(5) 내로 신장된다. 저항이 발생하는 경우, 스크러버(35)가 저항이 소멸될 때까지 다시 밀어 내어진다. 이에 의해, 가열 요소(22)가 스크러버(35)의 작용을 보조할 수 있다.

도 4에서 더 잘 알 수 있는 바와 같이, 스크러버(35)의 직경 방향 대향 위치에, 통로 단부(5) 또는 유출구 홈통(33)의 단부를 볼 수 있도록 하는 제 1 검사용 창(37)이 제공되어 있다. 이에 따라, 염 침전물 또는 점성의 용융 염을 검출할 수 있으며, 가열 요소(22) 및/또는 스크러버(35)의 활동을 관찰할 수 있다. 또한, 본 도면에는 유출구 홈통(33)이 곡선형 단면으로 설계되어 있음이 도시되어 있다. 또한, 온도 센서(34)에 추가하여, 압력 센서(38)가 또한 유출구(4)의 덮개 또는 뚜껑(42)을 관통하여 연장되며, 따라서, 통로(19)의 가스 압력을 기록할 수 있음을 또한 볼 수 있다. 도 4에서도 트랩(13)을 볼 수 있다. 도시된 바와 같이, 덮개 벽(44)에는 담금 섹션(45) 및 가스 분리 섹션(46)이 마련되어 있다. 또한, 오버플로우 벽(47)의 상부 가장자리는 덮개 벽(44)에 의해 가려져 있기 때문에 파선으로 표시되어 있다.

마지막으로, 도 5는 유출구(4)의 평면도를 보여준다. 본 도면에서는, 가열 요소(22), 스크러버(35), 제 1 및 제 2 검사용 창(37), 온도 센서(34)뿐만 아니라 압력 센서(38)의 뚜껑(42) 상에서의 위치 관계를 용이하게 알 수 있다. 또한, 유출구 홈통(33)이 통로 단부(5)를 향해 테이퍼형으로 형성되며, 본 실시예의 트랩(13)이 원형 단면을 갖는다는 것을 알 수 있다. 오버플로우 벽(47) 및 덮개 벽(44)의 담금 섹션(45)은 파선으로 표시되어 있다.

Claims

특히 폐수 정화 설비용의 용융 염을 추출하기 위한 장치로서,
염분 함유 물질(3)의 도입을 위한 유입구(2)를 구비하며 용융 염(17)용의 유출구(4)에 연결된 가열 챔버(1)를 포함하며, 상기 유출구(4)는 통로(19) 및 통로 단부(5)를 구비하며, 상기 통로 단부(5)의 하류에 상기 용융 염(17)을 냉각시키기 위한 냉각 스테이션(23)이 제공되며, 상기 통로(19)는 유출구 벽(14)에 의해 적어도 소정 섹션을 따라 둘레 방향으로 둘러싸여 있으며, 상기 유출구(4)는 가열 요소(22)를 구비하는 것인 용융 염을 추출하기 위한 장치에 있어서,
상기 가열 챔버(1)는 벽 튜브(15)를 구비하는 것을 특징으로 하는 용융 염을 추출하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 유출구(4)는 유출구 홈통(33)을 구비하는 것인 용융 염을 추출하기 위한 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유출구(4)는 상기 가열 요소(22)에 의해 가열되어 가열 요소로부터 방출되는 가스가 상기 통로(19)의 내부로 그리고 상기 통로(19)에서 유동하는 용융 염(17)의 아래로 유동할 수 있도록 구성되는 것인 용융 염을 추출하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유출구(4) 또는 상기 통로(19) 또는 상기 통로 단부(5)는 외부 공기가 상기 통로(19) 내로 유입되는 것을 방지하기 위한 트랩(13)을 구비하는 것인 용융 염을 추출하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유출구 벽(14)은 세라믹 층(28)을 포함하는 것인 용융 염을 추출하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통로 단부(5)는 하방으로 개방되는 것인 용융 염을 추출하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유출구(4)는 상기 가열 챔버(1)의 측방향 가열 챔버 벽(21) 상에 마련되는 것인 용융 염을 추출하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유출구(4)는 적어도 하나의 검사용 창(37)을 구비하는 것인 용융 염을 추출하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유출구(4)는 제거 가능한 뚜껑(42)을 포함하는 것인 용융 염을 추출하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유출구(4)는 적어도 하나의 온도 센서(34)를 구비하는 것인 용융 염을 추출하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유출구(4)는 스크러버(scrubber)(35)를 포함하는 것인 용융 염을 추출하기 위한 장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용융 염(17)이 상기 컨베이어(6) 상으로 낙하할 수 있도록 상기 통로 단부(5)의 아래에 컨베이어(6)가 제공되는 것인 용융 염을 추출하기 위한 장치.
특히 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 구비한, 용융 염을 추출하기 위한 방법으로서,
용융 염(17)이 유출구(4)의 통로 단부(5)에 도달할 때까지 유출구(4)의 통로(19)를 따라 유동하며, 상기 유출구(4)는 가열 챔버(1)에 연결되며, 용융 염(17)은 적어도 고화될 때까지 통로 단부(5) 하류의 냉각 스테이션(23)에서 냉각되며, 상기 유출구(4)는 염 침전물을 방지하도록 통로(19)에 열을 공급하는 가열 요소(22)를 구비하는 것인 용융 염을 추출하기 위한 방법에 있어서,
상기 가열 챔버는 벽 튜브(15)를 구비하는 것을 특징으로 하는 용융 염을 추출하기 위한 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 통로(19) 내의 상기 용융 염(17)이 유출구 홈통(33)을 따라 안내되며, 상기 가열 요소(22)에 의해 가열된 가스가 적어도 소정 섹션을 따라 유출구 홈통의 전체 둘레에서 상기 유출구 홈통(33)의 주위로 유동하는 것인 용융 염을 추출하기 위한 방법.