KR20210036154A - Method and device for dehydration - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탈수 방법에 관한 것으로, 충격 보강제의 제조 공정 중 탈수 단계에서 슬러리의 함수율을 최대한 감소시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dehydration method, and to a method and an apparatus for reducing the moisture content of a slurry as much as possible in the dehydration step of the manufacturing process of an impact modifier.
염화비닐계 수지는 가격이 저렴하고, 경도 조절이 용이하여, 응용 분야가 다양하고, 물리적 성질 및 화학성 성질이 뛰어나 여러 분야에서 광범위하게 이용되고 있다.Vinyl chloride-based resins are inexpensive and easy to control their hardness, so they have a wide range of applications, and are excellent in physical properties and chemical properties, so they are widely used in various fields.
그러나, 염화비닐계 수지는 충격강도, 가공성, 열안정성 및 열 변형 온도 등에 있어서 여러 단점이 있어, 이를 보완하기 위해 용도에 따라 충격 보강재, 가공조제, 안정제, 충진제 등의 첨가제를 적절하게 선택하여 사용되어 왔다. 이 중, 염화비닐계 수지의 충격 보강재로 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계의 삼원 공중합체(이하, MBS 공중합체라고 함)를 주로 이용되고 있고, 특히 염화비닐계 수지를 이용한 투명 소재의 성형품에서 그 사용량이 증가하고 있는 추세이다.However, vinyl chloride-based resins have several disadvantages in impact strength, processability, thermal stability, and thermal deformation temperature, and to compensate for this, additives such as impact reinforcement, processing aids, stabilizers, and fillers are appropriately selected and used according to the application Has been. Among them, methylmethacrylate-butadiene-styrene-based terpolymers (hereinafter referred to as MBS copolymers) are mainly used as impact reinforcing materials for vinyl chloride-based resins, and in particular, molded products of transparent materials using vinyl chloride-based resins. The usage is increasing in the market.
일반적으로, MBS계 충격 보강제를 제조하는 공정은, 중합 단계; 응집 단계; 탈수 단계 및 건조 단계를 거친다. 이 때, 상기 중합 단계에서 중합되는 용량(capacity) 대비 건조 단계에서 건조시킬 수 있는 용량의 부족으로 건조 단계가 지연되는 병목(bottleneck) 현상이 발생하는 문제가 있다.In general, the process of manufacturing an MBS-based impact modifier comprises a polymerization step; Agglomeration step; It goes through a dehydration step and a drying step. In this case, there is a problem in that a bottleneck in which the drying step is delayed occurs due to insufficient capacity that can be dried in the drying step compared to the capacity to be polymerized in the polymerization step.
종래에는 상기 건조 단계가 지연되는 문제점을 해결하기 위하여 유동층 건조기(fluidized bed dryer, FBD)를 이용하여 탈수 단계를 거친 습식 분말(wet powder)을 건조시켰으나, 이 경우, 건조 단계의 물질 이동(mass transfer)를 극대화시킬 수 있었으나, 투자비 및 운영 비용이 높다는 단점이 있었다.Conventionally, in order to solve the problem that the drying step is delayed, wet powder that has undergone the dehydration step was dried using a fluidized bed dryer (FBD). In this case, mass transfer in the drying step ) Could be maximized, but there was a disadvantage of high investment and operating costs.
따라서, FBD 투자 없이 MBS의 생산성을 향상시키기 위해서는 탈수 단계에서 함수율을 최대한 감소시키는 방안이 필요한 실정이다.Therefore, in order to improve the productivity of MBS without FBD investment, it is necessary to reduce the moisture content as much as possible in the dehydration step.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 상기 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 문제들을 해결하기 위하여, 충격 보강제를 제조하는 공정에 있어서, 탈수 단계에서 함수율을 최대한 감소시키는 방법을 제공하는 것이다. The problem to be solved in the present invention is to provide a method for reducing the moisture content as much as possible in the dehydration step in the process of manufacturing an impact modifier in order to solve the problems mentioned in the technology behind the background of the present invention.
즉, 본 발명은 충격 보강제를 제조하는 공정에 있어서, 중합 단계에서 제조된 슬러리를 원심 탈수 장치를 이용하여 원심 탈수시키고, 진공 탈수 장치를 이용하여 진공 탈수시키는 순서로 구성하고, 진공 탈수 시, 공기(air)를 공급함으로써 탈수 공정에서 습식 분말(wet powder)의 함수율을 최대한 감소시키는 것을 목적으로 한다.That is, in the process of manufacturing an impact modifier, the present invention consists in the order of centrifuging the slurry prepared in the polymerization step by using a centrifugal dehydration device, followed by vacuum dehydration by using a vacuum dehydration device, and in the case of vacuum dehydration, air It aims to reduce the moisture content of wet powder as much as possible in the dehydration process by supplying (air).
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 원료 슬러리 스트림을 원심 탈수 장치로 공급하여 탈수시키는 단계; 상기 원심 탈수 장치에서 탈수된 습식 분말을 포함하는 배출 스트림을 진공 탈수 장치로 공급하여 탈수시키는 단계; 및 상기 진공 탈수 장치에서 탈수된 습식 분말을 포함하는 배출 스트림을 건조 장치로 공급하는 단계를 포함하는 탈수 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention for solving the above problems, the present invention comprises the steps of supplying a raw material slurry stream to a centrifugal dewatering device to dehydrate; Supplying an exhaust stream containing wet powder dehydrated in the centrifugal dehydration apparatus to a vacuum dehydration apparatus for dehydration; And it provides a dehydration method comprising the step of supplying an exhaust stream containing the wet powder dehydrated in the vacuum dehydration device to a drying device.
또한, 본 발명은 원료 슬러리 스트림을 공급받아 탈수시키는 원심 탈수 장치; 상기 원심 탈수 장치 배출 스트림을 공급받아 탈수시키는 진공 탈수 장치; 및 상기 진공 탈수 장치 배출 스트림을 공급받아 건조시키는 건조 장치를 포함하는 탈수 장치를 제공한다.In addition, the present invention is a centrifugal dehydration device for receiving and dehydrating a raw material slurry stream; A vacuum dehydration apparatus receiving and dehydrating the centrifugal dehydration apparatus discharge stream; And a drying device receiving and drying the vacuum dehydration device discharge stream.
본 발명의 탈수 방법에 따르면, 충격 보강제를 제조하는 공정에 있어서, 중합 및 응집 단계를 거쳐 제조된 슬러리를 원심 탈수 장치를 이용하여 원심 탈수시키고, 진공 탈수 장치를 이용하여 진공 탈수시키는 순서로 구성함으로써, 탈수 공정에서 습식 분말의 함수율을 최대한 감소시킬 수 있다.According to the dehydration method of the present invention, in the process of manufacturing the impact modifier, the slurry prepared through the polymerization and aggregation steps is centrifuged using a centrifugal dehydration device, and vacuum dewatering is performed using a vacuum dehydration device. , In the dehydration process, the moisture content of the wet powder can be reduced as much as possible.
또한, 본 발명은 진공 탈수 시, 공기를 공급함으로써 진공 탈수 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can effectively improve the vacuum dehydration ability by supplying air during vacuum dehydration.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈수 방법의 공정 흐름도이다.
도 2는 비교예에 따른 탈수 방법의 공정 흐름도이다.1 is a process flow diagram of a dehydration method according to an embodiment of the present invention.
2 is a process flow diagram of a dehydration method according to a comparative example.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선을 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the description and claims of the present invention should not be construed as being limited to a conventional or dictionary meaning, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
본 발명에서 용어 '스트림(stream)'은 공정 내 유체(fluid)의 흐름을 의미하는 것일 수 있고, 또한, 배관 내에서 흐르는 유체 자체를 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 '스트림'은 각 장치를 연결하는 배관 내에서 흐르는 유체 자체 및 유체의 흐름을 동시에 의미하는 것일 수 있다. 또한, 상기 유체는 기체(gas) 또는 액체(liquid)를 의미할 수 있다.In the present invention, the term'stream' may mean the flow of fluid in the process, and may also mean the fluid itself flowing in the pipe. Specifically, the'stream' may mean both the fluid itself and the flow of the fluid flowing in a pipe connecting each device. In addition, the fluid may mean gas or liquid.
본 발명에서 '슬러리'는 고체와 액체의 혼합물을 통칭하며, 미세한 고체 입자가 물 속에 혼합되어 있는 현탁액을 의미한다. In the present invention,'slurry' refers to a mixture of solid and liquid, and means a suspension in which fine solid particles are mixed in water.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 하기 도 1을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 1 to aid in understanding the present invention.
본 발명에 따르면, 탈수 방법이 제공된다. 상기 탈수 방법으로, 원료 슬러리 스트림을 원심 탈수 장치(100)로 공급하여 탈수시키는 단계; 상기 원심 탈수 장치(100) 배출 스트림을 진공 탈수 장치(200)로 공급하여 탈수시키는 단계; 및 상기 진공 탈수 장치(200) 배출 스트림을 건조 장치(300)로 공급하는 단계를 포함하는 탈수 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, a method of dehydration is provided. In the dehydration method, supplying a raw material slurry stream to a
상기 원료 슬러리 스트림을 원심 탈수 장치(100)로 공급하여 탈수시키는 단계에 있어서, 상기 원료 슬러리 스트림은, 충격 보강제 제조 공정에서 중합 및 응집 단계를 거친 것일 수 있다.In the step of supplying the raw material slurry stream to the
상기 충격 보강제는 목적하는 수지의 충격 강도를 향상시키 위한 보강제로서, 목적하는 수지의 성질 및 물성 등에 따라서, 적절히 성분 및 함량을 조절하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 충격 보강제는 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌(MBS)계의 충격 보강제일 수 있다.The impact modifier is a reinforcing agent for improving the impact strength of a target resin, and can be prepared by appropriately adjusting components and contents according to the properties and physical properties of the target resin. For example, above The impact modifier may be a methyl methacrylate-butadiene-styrene (MBS) based impact modifier.
상기 MBS 충격 보강제의 제조 공정은 크게 중합 단계; 응집 단계; 탈수 단계 및 건조 단계를 포함할 수 있다.The manufacturing process of the MBS impact modifier is largely a polymerization step; Agglomeration step; It may include a dehydration step and a drying step.
상기 중합 단계는 원료 성분을 중합하여 코어쉘 공중합체를 제조하는 단계일 수 있다. 상기 코어 물질을 중합하여 고무 코어를 제조하고, 상기 코어를 감싸는 쉘을 형성하여 코어쉘 공중합체라텍스를 제조하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 상기 코어는 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐 단량체를 혼합하여 중합을 통해 제조할 수 있다.The polymerization step may be a step of polymerizing a raw material component to prepare a core-shell copolymer. It may be a step of polymerizing the core material to prepare a rubber core, and forming a shell surrounding the core to prepare a core-shell copolymer latex. For example, the core may be prepared through polymerization by mixing a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl monomer.
상기 공액디엔계 단량체는 예를 들어, 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 피페릴렌, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 이소프렌, 2-페닐-1,3-부타디엔 및 2-할로-1,3-부타디엔(할로는 할로겐 원자를 의미한다)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다. The conjugated diene-based monomer is, for example, 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl-1,3-octadiene, isoprene, 2-phenyl-1, It may include at least one selected from the group consisting of 3-butadiene and 2-halo-1,3-butadiene (halo means a halogen atom).
상기 방향족 비닐 단량체는 예를 들어, 스티렌, 알파메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-사이클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌 및 1-비닐-5-헥실나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다.The aromatic vinyl monomer is, for example, styrene, alphamethylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 4-cyclohexylstyrene, 4-(p-methylphenyl)styrene and It may contain one or more selected from the group consisting of 1-vinyl-5-hexylnaphthalene.
상기 코어는 가교성 단량체를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 가교성 단량체는 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디메타클릴레이트, 아릴메타크릴레 이트 및 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The core may further include a crosslinkable monomer. For example, the crosslinkable monomers are divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, arylmethacrylate. It may include one or more selected from the group consisting of acrylate and 1,3-butylene glycol diacrylate.
상기 코어는 코어 전체 100 중량부를 기준으로, 공액디엔계 단량체 65 중량부 내지 100 중량부 및 에틸렌 불포화성 방향족 단량체 0 중량부 내지 32 중량부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고무 라텍스 코어는 공액디엔계 단량체 67 중량부 내지 100 중량부, 70 중량부 내지 100 중량부 또는 70 중량부 내지 95 중량부를 포함할 수 있고, 에틸렌 불포화성 방향족 단량체 5 중량부 내지 30 중량부, 5 중량부 내지 25 중량부 또는 10 중량부 내지 25 중량부를 포함할 수 있다.The core may include 65 parts by weight to 100 parts by weight of a conjugated diene-based monomer and 0 parts by weight to 32 parts by weight of an ethylenically unsaturated aromatic monomer based on 100 parts by weight of the total core. For example, the rubber latex core may contain 67 parts by weight to 100 parts by weight, 70 parts by weight to 100 parts by weight, or 70 parts by weight to 95 parts by weight of a conjugated diene-based monomer, and 5 parts by weight to an ethylenically unsaturated aromatic monomer It may include 30 parts by weight, 5 parts by weight to 25 parts by weight, or 10 parts by weight to 25 parts by weight.
또한, 상기 코어는 코어 전체 100 중량부를 기준으로 가교성 단량체 0 중량부 내지 3 중량부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 가교성 단량체 0 중량부 내지 2.5 중량부, 0.5 중량부 내지 2.5 중량부 또는 0.5 중량부 내지 2 중량부를 포함할 수 있다.In addition, the core may include 0 parts by weight to 3 parts by weight of the crosslinkable monomer based on 100 parts by weight of the total core. For example, the crosslinkable monomer may include 0 parts by weight to 2.5 parts by weight, 0.5 parts by weight to 2.5 parts by weight, or 0.5 parts by weight to 2 parts by weight.
상기 코어를 제조하는데 있어, 필요한 경우 기타 첨가제들을 혼합시켜 제조할 수 있다.In preparing the core, if necessary, it may be prepared by mixing other additives.
또한, 상기 코어를 제조하는 단계는 유화 중합일 수 있고, 특별히 제한하는 것은 아니나, 단계는 30℃ 내지 65℃, 또는 40℃ 내지 60℃에서 수행하는 것일 있고, 이 범위 내에서 중합 안정성이 우수하여 코어가 용이하게 형성될 수 있다. In addition, the step of preparing the core may be emulsion polymerization, and is not particularly limited, but the step may be performed at 30°C to 65°C, or 40°C to 60°C, and the polymerization stability is excellent within this range. The core can be formed easily.
상기 제조된 코어에 쉘 성분을 혼합하고, 그라프트 중합시켜 코어쉘 공중합체 라텍스를 제조할 수 있다. 상기 쉘은 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체 및 방향족 비닐 단량체를 혼합하고, 그라프트 중합하여 제조할 수 있다.The core-shell copolymer latex may be prepared by mixing a shell component in the prepared core and performing graft polymerization. The shell may be prepared by mixing an alkyl (meth)acrylate monomer and an aromatic vinyl monomer, and graft polymerization.
상기 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체는 알킬 아크릴레이트 또는 알킬 메타크릴레이트를 의미할 수 있다.The alkyl (meth)acrylate monomer may mean an alkyl acrylate or an alkyl methacrylate.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체 는 메틸 (메트)아크릴레이트 유래 반복단위; 및 탄소수 2 내지 8의 알킬(메트)아크릴레이트 유래 반복단위를 포함하는 것일 수 있고, 구체적인 예로 메틸 메타크릴레이트 유래 반복단위 및 탄소수 2 내지 8의 알킬 아크릴레이트 유래 반복단위를 포함하는 것일 수 있으며, 보다 구체적인 예로 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체는 탄소수 2 내지 8의 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체 유래 반복단위를 형성하는 탄소수 2 내지 8의 알킬 (메트)아크릴레이트의 탄소수 2 내지 8의 알킬기는 탄소수 2 내지 8의 선형 알킬기 및 탄소수 3 내지 8의 분지형 알킬기를 모두 포함하는 의미일 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the alkyl (meth)acrylate monomer is a repeating unit derived from methyl (meth)acrylate; And a repeating unit derived from an alkyl (meth)acrylate having 2 to 8 carbon atoms, and specific examples may include a repeating unit derived from methyl methacrylate and a repeating unit derived from an alkyl acrylate having 2 to 8 carbon atoms, As a more specific example, the alkyl (meth)acrylate monomer is a C2 to C8 alkyl (meth)acrylate forming a repeating unit derived from an alkyl (meth)acrylate monomer having 2 to 8 carbon atoms. It may mean including both a linear alkyl group of to 8 and a branched alkyl group of 3 to 8 carbon atoms.
보다 더 구체적인 예로, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체는 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 헵틸 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트 및 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트일 수 있다.In a more specific example, the alkyl (meth)acrylate monomer is ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, heptyl (Meth)acrylate, octyl (meth)acrylate and 2-ethylhexyl (meth)acrylate.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 쉘의 방향족 비닐 단량체는 코어형성 단량체 혼합물의 방향족 비닐 단량체와 동일 또는 상이한 것일 수 있고, 구체적인 예로 스티렌, 알파메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-사이클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌 및 1-비닐-5-헥실나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the aromatic vinyl monomer of the shell may be the same as or different from the aromatic vinyl monomer of the core forming monomer mixture, and specific examples of styrene, alphamethylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methyl It may be one or more selected from the group consisting of styrene, 4-propylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 4-cyclohexylstyrene, 4-(p-methylphenyl)styrene, and 1-vinyl-5-hexylnaphthalene.
상기 MBS계 코어쉘 공중합체를 제조하는 방법에 대하여 설명하였으나, 구체적인 제조 공정은 필요에 따라서 변경될 수 있다.A method of manufacturing the MBS-based core-shell copolymer has been described, but a specific manufacturing process may be changed as necessary.
상기 응집 단계는 상기 중합 단계를 통해 제조된 코어쉘 공중합체 라텍스에 응집제를 혼합하여 응집시켜, 코어쉘 공중합체를 포함하는 슬러리를 제조하는 단계일 수 있다. 구체적으로, 상기 커어쉘 공중합체 라텍스에 황산, 염산 등의 산 혹은 염 등과 같은 응집제를 이용하여 일정 범위의 입자 크기를 갖도록 슬러리 형태로 제조하는 것일 수 있다.The agglomeration step may be a step of preparing a slurry including the core-shell copolymer by mixing and coagulating a coagulant in the core-shell copolymer latex prepared through the polymerization step. Specifically, it may be prepared in the form of a slurry so as to have a particle size in a certain range by using a coagulant such as an acid or salt such as sulfuric acid or hydrochloric acid in the Kerrshell copolymer latex.
상기 제조된 슬러리는 탈수 및 건조 단계를 거쳐 분말(powder) 형태의 코어쉘 공중합체로 분리될 수 있다. 상기 탈수 단계는 건조 단계 이전에 슬러리의 함수율을 최대한 낮춰 건조 단계 시간을 단축하기 위한 단계로서, 후술할 본 발명에 따른 탈수 방법을 통해 수행될 수 있다.The prepared slurry may be separated into a core-shell copolymer in powder form through dehydration and drying steps. The dehydration step is a step for shortening the drying step time by lowering the moisture content of the slurry as much as possible before the drying step, and may be performed through the dehydration method according to the present invention, which will be described later.
상기 건조 단계는 탈수 단계를 거친 슬러리를 건조 장치(300)를 이용하여 60 ℃ 내지 90 ℃의 온도에서 1 시간 내지 5 시간 동안 건조시켜 분말 형태의 코어쉘 공중합체를 제조하기 위한 단계일 수 있다.The drying step may be a step for preparing a core-shell copolymer in powder form by drying the slurry subjected to the dehydration step at a temperature of 60° C. to 90° C. for 1 hour to 5 hours using the
종래에는, MBS 충격 보강제 제조 시 중합 단계에서 중합되는 용량 대비 상기 중합 단계를 통해 제조된 라텍스 조성물을 건조 공정에서 건조시킬 수 있는 용량의 부족으로 건조 단계가 지연되는 병목(bottleneck) 현상이 발생하는 문제가 있었다. 종래에는 상기 건조 단계가 지연되는 문제점을 해결하기 위하여 유동층 건조기를 이용하여 탈수 단계를 거친 습식 분말(wet powder)을 건조시켰다. 그러나, 이 경우 건조 단계의 물질 이동(mass transfer)를 극대화시킬 수 있었으나, 투자비 및 운영 비용이 높다는 단점이 있었다.Conventionally, a bottleneck occurs in which the drying step is delayed due to insufficient capacity to dry the latex composition prepared through the polymerization step compared to the capacity polymerized in the polymerization step when manufacturing the MBS impact modifier. There was. Conventionally, in order to solve the problem that the drying step is delayed, wet powder that has undergone the dehydration step is dried using a fluid bed dryer. However, in this case, the mass transfer in the drying step could be maximized, but there was a disadvantage in that the investment and operating costs were high.
이에 대해, 본 발명에서는 건조 단계에서 투자비 및 운영 비용이 높은 유동층 건조기를 사용하지 않고, 기존의 건조 장치(300)를 사용하면서, 탈수 단계에서 슬러리의 함수율을 최대한 낮춰 기존의 건조 단계가 지연되는 병목 현상을 해결하고자 한다.On the other hand, in the present invention, a bottleneck in which the existing drying step is delayed by lowering the moisture content of the slurry as much as possible in the dehydration step while using the existing
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 응집 단계를 거쳐 탈수 단계로 공급되는 슬러리는 원료 슬러리 스트림으로서 원심 탈수 장치(100)로 공급하여 1차적으로 탈수시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the slurry supplied to the dehydration step through the agglomeration step may be supplied to the
구체적으로, 상기 원료 슬러리 스트림의 함수율은 70 중량% 내지 90 중량%일 수 있다. 예를 들어, 상기 원료 슬러리 스트림의 함수율은 72 중량% 내지 90 중량%, 72 중량% 내지 87 중량% 또는 75 중량% 내지 85 중량%일 수 있다. 상기 70 중량% 내지 90 중량%의 함수율을 가진 원료 슬러리 스트림은 원심 탈수 장치(100)로 공급되어 연속식 또는 비연속식으로 탈수될 수 있다.Specifically, the moisture content of the raw material slurry stream may be 70% to 90% by weight. For example, the moisture content of the raw material slurry stream may be 72 wt% to 90 wt%, 72 wt% to 87 wt%, or 75 wt% to 85 wt%. The raw material slurry stream having a moisture content of 70% by weight to 90% by weight may be supplied to the
상기 원심 탈수 장치(100)는 연속식 원심 탈수기 및 비연속식 원심 탈수기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 연속식 원심 탈수기로는 conical screen centrifuge, vibrating conical screen centrifuge, tumbler centrifuge, screen scroll centrifuge 및 pusher centrifuge를 포함할 수 있다. 또한, 상기 비연속식 원심 탈수기로는 Peeler/Scraper centrifuge 및 siphon centrigufe를 포함할 수 있다. 구체적인 예로, 상기 원심 탈수기로서 pusher centrifuge를 사용할 수 있다.The
상기 원심 탈수 장치(100)의 운전 시간은 1 분 내지 5 분일 수 있다. 예를 들어, 상기 원심 탈수 장치(100)의 운전 시간은 1 분 내지 4 분, 1 분 내지 3 분 또는 1 분 내지 2 분일 수 있다. 상기 원료 슬러리 스트림을 원심 탈수 장치(100)를 이용하여 상기 범위 내의 시간 동안 탈수시킴으로써 원료 슬러리 스트림의 함수율을 효율적으로 낮출 수 있다.The operating time of the
또한, 상기 원심 탈수 장치(100)의 원심력은 450 G 내지 1000 G일 수 있다. 예를 들어, 상기 원심 탈수 장치(100)의 회전 속도는 500 G 내지 1000 G, 600 G 내지 1000 G 또는 700 G 내지 1000 G일 수 있다. 상기 원료 슬러리 스트림을 원심 탈수 장치(100)를 이용하여 상기 범위 내의 원심력으로 운전함으로써 원료 슬러리 스트림 내 코어쉘 공중합체에 물성 변화를 발생시키지 않으면서 함수율을 효과적으로 낮출 수 있다.In addition, the centrifugal force of the
상기 원심 탈수 장치(100) 배출 스트림의 함수율은 35 중량% 내지 50 중량%일 수 있다. 구체적으로, 상기 원료 슬러리 스트림이 원심 탈수 장치(100)에서 1차적으로 탈수된 결과, 70 중량% 내지 90 중량%의 함수율을 가지던 원료 슬러리 스트림의 함수율이 35 중량% 내지 50 중량%로 감소할 수 있다. 예를 들어, 상기 원심 탈수 장치(100) 배출 스트림의 함수율은 35 중량% 내지 47 중량%, 35 중량% 내지 45 중량% 또는 35 중량% 내지 40 중량%일 수 있다. 이와 같이, 상술한 바와 같은 조건으로 운전하는 원심 탈수 장치(100)를 이용하여 1 분 내지 5 분 동안 원료 슬러리 스트림을 탈수시킴으로써, 원료 슬러리 스트림의 함수율을 효과적으로 낮출 수 있다. The moisture content of the discharge stream of the
상기 원심 탈수 장치(100) 배출 스트림은 진공 탈수 장치(200)로 공급되어 2차적으로 탈수될 수 있다. 구체적으로, 원심 탈수 장치(100)를 거치면서 함수율이 35 중량% 내지 50 중량%로 감소된 원료 슬러리 스트림은 진공 탈수 장치(200)로 공급되어 다시 한번 탈수시킬 수 있으며, 이를 통해 원료 슬러리 스트림을 건조 단계로 공급하기 위한 습식 분말 형태로 제조할 수 있다.The discharge stream of the
상기 진공 탈수 장치(200)는 예를 들어, 장치 내 구비된 천공의 컨베이어 벨트(perforated conveyor belt)에 원심 탈수 장치(100)에서 배출된 슬러리를 공급하고, 상기 천공의 컨베이어 벨트를 타고 이동하면서 하방으로 물이 제거되며, 상기 제거된 물은 천공의 컨베이어 벨트 하단에 구비된 보관 탱크(600)로 공급된다. 이 때, 상기 보관 탱크 후단에 연결된 진공 펌프(미도시를 가동하여 탈수율을 향상시키는 방법으로 구동될 수 있다.The
구체적으로, 상기 진공 탈수 장치(200)에 원심 탈수 장치(100) 배출 스트림을 공급하면, 상기 진공 탈수 장치(200) 내에 구비된 천공의 컨베이어 벨트(미도시)에 의해 여과되어 물은 흡입관을 통해 기액분리 장치(500)로 이송된다. 상기 기액분리 장치(500)로 이송된 물의 기체 성분은 흡기관을 통해 진공 펌프에 의하여 배출되고, 나머지 물은 보관 탱크(600)로 공급될 수 있다. 이러한 과정을 통해 진공 탈수 자치로 공급된 슬러리는 탈수되어 함수율이 낮아진 습식 분말(wet powder) 형태로 다음 공정인 건조 장치(300)로 이송될 수 있다.Specifically, when the discharge stream of the
상기 진공 탈수 장치(200)의 운전 시간은 1 분 내지 10 분일 수 있다. 예를 들어, 상기 진공 탈수 장치(200)의 운전 시간은 1 분 내지 9 분, 3 분 내지 8 분 또는 3 분 내지 5 분일 수 있다. 상기 원료 슬러리 스트림을 진공 탈수 장치(200)를 이용하여 상기 범위 내의 시간 동안 탈수시킴으로써 원료 슬러리 스트림의 함수율을 효율적으로 낮출 수 있다.The operation time of the
상기 원심 탈수 장치(100) 배출 스트림을 진공 탈수 장치(200)로 공급하여 탈수시키는 단계는, 공기(air) 스트림이 공급되는 조건 하에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 원심 탈수 장치(100) 배출 스트림이 진공 탈수 장치(200)를 통과하면서 탈수되는 과정에서, 상기 진공 탈수 장치(200)에 별도로 공기를 주입할 수 있다.The step of supplying the discharge stream of the
상기 진공 탈수 장치(200)에 별도로 주입되는 공기 스트림은 진공 탈수 장치(200)로 공급되는 습식 분말의 단위 질량(kg) 당 2 m3 내지 10 m3로 공급될 수 있다. 상기 진공 탈수 장치(200)로 공기를 주입함에 따라서, 습식 분말과 공기 간의 물질 전달이 발생하여 젖은 분말의 함수율이 감소하게 된다. 구체적으로, 공기의 온도가 높을수록 포화 습도가 크기 때문에 공기의 온도 및 유량이 증가할수록 젖은 분말의 함수율을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 진공 탈수 장치(200)로 공급되는 공기 스트림은 진공 탈수 장치(200)로 공급되는 습식 분말의 단위 질량(kg) 당 2 2 m3 내지 8 m3, 3 m3 내지 8 m3 또는 3 m3 내지 5 m3일 수 있다. 상기 범위의 유량으로 공기 스트림을 진공 탈수 장치(200)에 공급함으로써, 습식 분말의 함수율을 감소시킬 수 있다.The air stream separately injected into the
상기 진공 탈수 장치(200) 배출 스트림의 함수율은 20 중량% 내지 35 중량%일 수 있다. 구체적으로, 상기 함수율이 70 중량% 내지 90 중량%인 원료 슬러리 스트림이 원심 탈수 장치(100)에서 1차적으로 탈수된 결과, 함수율이 35 중량% 내지 50 중량%로 감소하였고, 상기 35 중량% 내지 50 중량%의 함수율을 가진 슬러리는 진공 탈수 장치(200)에서 탈수되면서 20 중량% 내지 35 중량%의 함수율을 가진 습식 분말 형태로 배출될 수 있다. 예를 들어, 상기 진공 탈수 장치(200) 배출 스트림의 함수율은 22 중량% 내지 35 중량%, 25 중량% 내지 35 중량% 또는 30 중량% 내지 35 중량%일 수 있다. 이와 같이, 원료 슬러리 스트림을 원심 탈수 장치(100) 및 진공 탈수 장치(200) 순서로 통과시킴으로써, 함수율이 20 중량% 내지 35 중량%인 습식 분말 형태로 건조 장치(300)로 공급할 수 있다.The moisture content of the discharge stream of the
또한, 본 발명에 따르면 상기 탈수 방법을 실시하기 위한 탈수 장치가 제공된다. 상기 탈수 장치는 원료 슬러리 스트림을 공급받아 탈수시키는 원심 탈수 장치(100); 상기 원심 탈수 장치(100) 배출 스트림을 공급받아 탈수시키는 진공 탈수 장치(200); 및 상기 진공 탈수 장치(200) 배출 스트림을 공급받아 건조시키는 건조 장치(300)를 포함할 수 있다.Further, according to the present invention, there is provided a dehydration apparatus for carrying out the dehydration method. The dehydration apparatus includes a
상기 원심 탈수 장치(100)로 공급되는 원료 슬러리는 슬러리 탱크(400)에 보관될 수 있으며, 상기 원료 슬러리는 슬러리 탱크(400) 하부로부터 원심 탈수 장치(100) 상부로 연결된 배관을 통해 이송될 수 있다.The raw material slurry supplied to the
상기 원심 탈수 장치(100)는 공급되는 원료 슬러리 스트림을 1차적으로 탈수시키기 위한 장치로서, 예를 들어, 상기 원심 탈수 장치(100)는 상술한 바와 동일하다The
상기 진공 탈수 장치(200)는 원심 탈수 장치(100)에서 배출되는 스트림을 공급받아 2차적으로 탈수시키기 위한 장치로서, 예를 들어, 상기 진공 탈수 장치(200)는 상술한 바와 동일하다.The
상기 진공 탈수 장치(200)는 별도의 공기 투입을 위한 공기 공급 수단을 포함할 수 있다. The
상기 진공 탈수 장치(200)는 내부에 구비된 필터(미도시)를 이용하여 공급되는 슬러리를 여과하고, 상기 여과액은 흡입관을 통해 기액분리 장치(500)로 이송된다. 상기 기액분리 장치(500)로 이송된 여과액의 기체 성분은 흡기관을 통해 진공 펌프에 의하여 배출되고, 나머지 여과액은 보관 탱크(600)로 공급될 수 있다. 이 때, 상기 흡기관을 통해 배출된 기체 성분은 미량의 코어쉘 공중합체 입자를 포함할 수 있으며, 상기 기체 성분 내 포함된 코어쉘 공중합체 입자를 분리하기 위하여 집진기(미도시)로 공급될 수 있다.The
이상, 본 발명에 따른 탈수 방법을 기재 및 도면에 도시하였으나, 상기의 기재 및 도면의 도시는 본 발명을 이해하기 위한 핵심적인 구성만을 기재 및 도시한 것으로, 상기 기재 및 도면에 도시한 공정 및 장치 이외에, 별도로 기재 및 도시하지 않은 공정 및 장치는 본 발명에 따른 탈수 방법을 실시하기 위해 적절히 응용되어 이용될 수 있다.As described above, the dehydration method according to the present invention has been shown in the description and drawings, but the description and drawings are described and illustrated only essential configurations for understanding the present invention, and the process and apparatus shown in the description and drawings In addition, processes and apparatuses not separately described and not shown may be appropriately applied and used to carry out the dehydration method according to the present invention.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, and that various changes and modifications can be made within the scope of the present invention and the scope of the technical idea are obvious to those skilled in the art, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example
실시예 1Example 1
도 1에 도시된 공정 흐름도와 같이, 원료 슬러리 스트림을 슬러리 탱크(400)에서 원심 탈수 장치(100)로 공급하였다. 이 때, 원료 슬러리 스트림의 함수율은 약 80 중량%로 확인하였다.As shown in the process flow diagram shown in FIG. 1, a raw material slurry stream was supplied from the
그런 다음, 상기 원심 탈수 장치(100) 배출 스트림을 진공 탈수 장치(200)에 공급하였다. 이 때, 원심 탈수 장치(100) 배출 스트림의 함수율은 약 37 중량%로 확인하였다.Then, the discharge stream of the
또한, 상기 진공 탈수 장치(200)에는 별도로 공기가 공급되었으며, 상기 공기의 공급 유량은 습식 분말의 단위 질량(kg) 당 2 m3 내지 10 m3로 제어하였다.In addition, air was separately supplied to the
상기 진공 탈수 장치(200)에서 필터를 통해 여과된 여과액은 기액분리 장치(500)를 통해 기체 성분은 배출되고, 액체 성분은 보관 탱크(600)로 공급되었다. 또한, 필터를 통해 여과되지 못한 습식 분말은 약 31 중량%의 함수율로 배출되어 건조 장치(300)로 공급하였다.The filtrate filtered through the filter in the
비교예Comparative example
비교예 1Comparative Example 1
도 2에 도시된 공정 흐름도와 같이, 원료 슬러리 스트림을 슬러리 탱크(400)에서 진공 탈수 장치(200)로 공급하였다. 이 때, 원료 슬러리 스트림의 함수율은 약 80 중량%로 확인하였다.As shown in the process flow diagram shown in FIG. 2, the raw slurry stream was supplied from the
그런 다음, 상기 진공 탈수 장치(200)에서 필터를 통해 여과된 여과액은 보관 탱크(600)로 공급되었다. 또한, 필터를 통해 여과되지 못한 원료 슬러리 스트림은 약 54 중량%의 함수율로 배출되어 원심 탈수 장치(100)로 공급하였다.Then, the filtrate filtered through the filter in the
상기 원심 탈수 장치(100)에서 탈수된 습식 분말은 38 중량%의 함수율로 건조 장치(300)로 공급하였다.The wet powder dehydrated in the
상기 실시예 1과 같이, 원심 탈수 장치(100) 및 진공 탈수 장치(200) 순으로 구성된 탈수 장치를 사용하는 경우, 진공 탈수 장치(200) 및 원심 탈수 장치(100) 순으로 구성된 탈수 장치를 사용하는 비교예 1과 비교하여 탈수 성능이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로, 실시예 1의 경우, 건조 장치(300)로 공급되는 습식 분말의 함수율은 31 중량%인 것과 비교하여, 비교예 1의 습식 분말 함수율은 38 중량%로 본 발명에 따른 탈수 장치의 성능이 보다 우수한 것을 알 수 있다.As in Example 1, when using a dehydration apparatus consisting of a
비교예 2Comparative Example 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 탈수 공정을 수행하되, 진공 탈수 장치(200)에서 공기를 별도로 주입하지 않았다. 이 때, 상기 진공 탈수 장치(200)에서 탈수된 습식 분말은 34 중량%의 함수율로 건조 장치(300)로 공급하였다.The dehydration process was performed in the same manner as in Example 1, but air was not separately injected in the
이를 통해, 상기 실시예 1과 비교하여 공기를 투입하지 않음으로써, 진공 탈수 성능이 저하된 것을 알 수 있었다. Through this, it was found that the vacuum dehydration performance was deteriorated by not introducing air compared to Example 1 above.
100: 원심 탈수 장치
200: 진공 탈수 장치
300: 건조 장치
400: 슬러리 탱크
500: 기액분리 장치
600: 보관 탱크100: centrifugal dehydration apparatus 200: vacuum dehydration apparatus
300: drying device 400: slurry tank
500: gas-liquid separation device 600: storage tank
Claims (10)
상기 원심 탈수 장치에서 탈수된 습식 분말을 포함하는 배출 스트림을 진공 탈수 장치로 공급하여 탈수시키는 단계; 및
상기 진공 탈수 장치에서 탈수된 습식 분말을 포함하는 배출 스트림을 건조 장치로 공급하는 단계를 포함하는 탈수 방법.Supplying the raw material slurry stream to a centrifugal dehydration device to dehydrate;
Supplying an exhaust stream containing wet powder dehydrated in the centrifugal dehydration apparatus to a vacuum dehydration apparatus for dehydration; And
A dehydration method comprising the step of supplying an exhaust stream comprising wet powder dehydrated in the vacuum dehydration apparatus to a drying apparatus.
상기 원료 슬러리 스트림의 함수율은 70 중량% 내지 90 중량%인 탈수 방법.The method of claim 1,
The water content of the raw slurry stream is 70% to 90% by weight of the dehydration method.
상기 원심 탈수 장치는 원심력이 450 G 내지 1000 G인 탈수 방법.The method of claim 1,
The centrifugal dehydration device is a dehydration method having a centrifugal force of 450 G to 1000 G.
상기 원심 탈수 장치 배출 스트림의 함수율은 35 중량% 내지 50 중량%인 탈수 방법.The method of claim 1,
The water content of the centrifugal dewatering device discharge stream is a dehydration method of 35% to 50% by weight.
상기 진공 탈수 장치는 운전 시간이 1 분 내지 10 분인 탈수 방법.The method of claim 1,
The vacuum dehydration device is a dehydration method having an operating time of 1 minute to 10 minutes.
상기 원심 탈수 장치 배출 스트림을 진공 탈수 장치로 공급하여 탈수시키는 단계는, 공기 스트림이 공급되는 조건 하에서 수행되는 것인 탈수 방법.The method of claim 1,
The step of supplying the centrifugal dewatering device discharge stream to a vacuum dehydrating device to dehydrate it is performed under conditions in which an air stream is supplied.
상기 진공 탈수 장치로 공급되는 공기 스트림의 유량은 상기 진공 탈수 장치로 공급되는 습식 분말의 단위 질량(kg) 당 2 m3 내지 10 m3인 탈수 방법.The method of claim 6,
The flow rate of the air stream supplied to the vacuum dehydration apparatus is 2 m 3 to 10 m 3 per unit mass (kg) of the wet powder supplied to the vacuum dehydration apparatus.
상기 진공 탈수 장치 배출 스트림의 함수율은 20 중량% 내지 35 중량%인 탈수 방법.The method of claim 1,
The water content of the vacuum dehydration device discharge stream is 20% by weight to 35% by weight dehydration method.
원료 슬러리 스트림은 충격 보강제 중합 후 응집 단계를 거친 것인 탈수 방법.The method of claim 1,
The raw material slurry stream is subjected to an agglomeration step after polymerization of an impact modifier.
상기 원심 탈수 장치 배출 스트림을 공급받아 탈수시키는 진공 탈수 장치; 및
상기 진공 탈수 장치 배출 스트림을 공급받아 건조시키는 건조 장치를 포함하는 탈수 장치.A centrifugal dehydration device receiving and dehydrating a raw material slurry stream;
A vacuum dehydration apparatus receiving and dehydrating the centrifugal dehydration apparatus discharge stream; And
A dehydration apparatus comprising a drying apparatus receiving and drying the vacuum dehydration apparatus discharge stream.
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|---|---|---|---|
| KR1020190118267A KR102645363B1 (en) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | Method and device for dehydration |
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- 2019-09-25 KR KR1020190118267A patent/KR102645363B1/en active IP Right Grant
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