KR20210064745A - 탄산리튬 제조 시스템 - Google Patents

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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D15/00—Lithium compounds
    • C01D15/08—Carbonates; Bicarbonates
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Abstract

탄산리튬 제조 시스템이 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템은, 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응으로 탄산리튬을 제조하기 위한 것으로서, ⅰ)수산화리튬 수용액과 탄산가스를 공급받아 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응이 이루어지는 반응기와, ⅱ)수산화리튬 수용액을 설정된 압력으로 수용하며 그 압력으로서 수산화리튬 수용액을 반응기로 공급하는 압력 탱크와, ⅲ)수산화리튬 수용액을 저장하며, 인렛 펌프를 통해 수산화리튬 수용액을 압력 탱크로 공급하는 수산화리튬 수용액 저장 탱크와, ⅳ)반응기에서 반응된 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응 슬러리를 압력 탱크로 순환시키는 순환유닛과, ⅴ)압력 탱크에 수용된 수산화리튬 수용액과 반응 슬러리를 포함하는 수용 유체의 설정 레벨 이상에서 그 수용 유체를 배출하는 아웃렛 펌프를 포함할 수 있다.

Description

탄산리튬 제조 시스템 {SYSTEM FOR MANUFACTIRING LITHIUM CARBONATE}
본 발명의 실시 예는 탄산리튬 제조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응으로 탄산리튬을 제조하기 위한 탄산리튬 제조 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 탄산리튬(Li2CO3)의 제조공정 중 대표적인 예로서의 탄산가스(CO2)를 이용하는 반응공정은, 수산화리튬(LiOH) 수용액과 탄산가스의 반응을 위한 반응기를 이용하여 제조된다.
탄산가스를 이용한 반응공정은 pH(수소 이온 농도 지수)가 11~12 사이로 나타나는 염기성 용액으로서의 수산화리튬 수용액과 탄산가스를 반응기를 통해 반응시키며, 수산화리튬을 탄산리튬으로 변화시킨다.
이와 같은 반응공정은 탄산나트륨(Na2CO3)을 사용하는 다른 예의 반응공정에 비해 생산단가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 탄산가스 외의 다른 불순물(Na)을 주입하지 않기 때문에 비교적 순도가 높은 탄산리튬을 제조할 수 있다.
하지만, 탄산가스를 이용한 반응공정은 반응 용기의 벽체 특히, 용액과 기체가 만나는 경계선에서 탄산리튬이 고착되고 성장하여 벽체 부분에 스케일로 부착될 수 있다.
나아가, 탄산가스를 이용한 반응공정에서는 수산화리튬 수용액에 버블링 타입으로 탄산가스를 공급할 경우, 수산화리튬 수용액에 잠기는 탄산가스 주입라인에 스케일이 부착될 수 있다.
이에 따라 종래 기술에서는 반응공정을 중단시킨 상태에서, 반응 용기의 벽체에 부착된 스케일 및 탄산가스 주입라인에 부착된 스케일을 제거하는데, 기계 및 화학적인 방법을 사용하더라도 스케일을 제거하는데 상당한 시간이 소요된다. 이는 반응기의 가동율을 저하시키며, 생산 원가를 높이는 요인으로 작용하게 된다.
더 나아가, 종래 기술에서는 주로 반응기를 배치(batch) 형태로 운영하고 있다. 이러한 배치 형태의 조업은 반응기의 반응 레벨 제어가 쉽지 않고, 반응기의 반복적인 가동과 중단에 소요되는 시간으로 인한 생산성 저하 및 이를 방지하기 위한 반응기의 사이즈를 증대시킴에 따른 투자비 상승을 야기할 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 반응기를 통한 탄산리튬의 안정적인 연속 반응 공정을 도모할 수 있고, 반응기에서의 스케일 발생을 최소화 할 수 있도록 한 탄산리튬 제조 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템은, 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응으로 탄산리튬을 제조하기 위한 것으로서, ⅰ)수산화리튬 수용액과 탄산가스를 공급받아 상기 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응이 이루어지는 반응기와, ⅱ)상기 수산화리튬 수용액을 설정된 압력으로 수용하며, 상기 압력으로서 수산화리튬 수용액을 상기 반응기로 공급하는 압력 탱크와, ⅲ)상기 수산화리튬 수용액을 저장하며, 인렛 펌프를 통해 상기 수산화리튬 수용액을 상기 압력 탱크로 공급하는 수산화리튬 수용액 저장 탱크와, ⅳ)상기 반응기에서 반응된 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응 슬러리를 상기 압력 탱크로 순환시키는 순환유닛과, ⅴ)상기 압력 탱크에 수용된 수산화리튬 수용액과 상기 반응 슬러리를 포함하는 수용 유체의 설정 레벨 이상에서 상기 수용 유체를 배출하는 아웃렛 펌프를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 압력 탱크는 내부 압력을 조절하기 위한 압력 조절유닛과, 상기 수용 유체의 레벨을 측정하기 위한 레벨러를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 압력 조절유닛은 상기 압력 탱크의 일측에 연결되며, 불활성 가스를 상기 압력 탱크의 내부로 주입하는 가스 주입부와, 상기 압력 탱크의 다른 일측에 연결되며, 상기 불활성 가스를 배출하는 가스 배출부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 압력 탱크는 상기 순환유닛과 연결되고, 내측 상부에서 하측 방향으로 배치되며, 하단에 반응 슬러리 배출 단을 형성하는 반응 슬러리 도입관을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 순환유닛은 상기 반응기와 상기 압력 탱크를 연결하는 순환라인과, 상기 순환라인에 설치되는 순환 펌프를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 압력 탱크는 상기 반응기의 내부 압력보다 더 높은 내부 압력을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 반응기는 상기 압력 탱크와 연결되는 주원료 주입관을 가지며, 상기 주원료 주입관을 통하여 상기 수용 유체를 수용하는 상부 압력 챔버와, 상단을 통해 상기 상부 압력 챔버의 하단과 결합되며, 내부에 반응 공간을 형성하는 반응 챔버와, 상기 상부 압력 챔버와 상기 반응 챔버 사이에서 상기 상부 압력 챔버에 고정되고, 상기 상부 압력 챔버에 수용된 수용 유체를 상기 반응 챔버의 내벽 면으로 분사하며, 상기 내벽 면에 수막을 형성하는 노즐유닛과, 상기 상부 압력 챔버의 내부 공간과 상기 노즐유닛을 관통하여 상기 반응 챔버의 반응 공간으로 돌출되며, 탄산가스를 상기 반응 공간으로 주입하는 부원료 주입관과, 상단을 통해 상기 반응 챔버의 하단과 결합되고, 상기 순환유닛을 통해 상기 압력 탱크와 연결되며, 상기 반응 챔버에서 반응된 반응 슬러리를 수용하는 홀딩 챔버를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 상부 압력 챔버는 내부 공간에서 상기 주원료 주입관의 하단에 그 하단과 설정된 간격을 두고 설치되는 배플부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 배플부재는 가장자리 측에서 내측으로 오목한 접시 형태로 구비되며, 연결부재를 통해 상기 주원료 주입관의 하단과 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 노즐유닛은 중앙에서 원형의 가장자리 측으로 하향 경사진 형태로 구비되며, 가장자리 단과 상기 상부 압력 챔버의 내벽 면 사이에 링형 노즐 통로를 형성하는 제1 노즐 플레이트와, 중앙에서 원형의 가장자리 측으로 상향 경사진 형태로 구비되며, 가장자리 단을 통해 상기 제1 노즐 플레이트의 하면에 고정되는 제2 노즐 플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 제1 노즐 플레이트는 하면 가장자리 부분에 가장자리 방향을 따라 설정된 간격으로 배치되며, 상기 반응 챔버의 상단부에 구비된 결합 홈에 결합되는 복수 개의 결합 돌기들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 결합 돌기들은 상기 결합 홈의 깊이보다 긴 길이로 구비되며, 상기 제1 노즐 플레이트의 가장자리 부분과 상기 반응 챔버의 상단부 사이에 상기 링형 노즐 통로와 연결되는 연결 통로를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 노즐 유닛은 상기 제1 노즐 플레이트의 하면 가장자리 부분에 구비되며, 상기 반응 챔버 내벽 면과의 사이에 상기 링형 노즐 통로를 두고 상기 링형 노즐 통로를 통해 분사되는 수용 유체를 상기 반응 챔버의 내벽 면으로 안내하는 가이드부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 노즐 유닛은 상기 제1 노즐 플레이트 및 상기 제2 노즐 플레이트의 중앙부를 관통하는 복수 개의 센터 노즐부재들을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 상부 압력 챔버는 에어를 배출하기 위한 에어 벤트 밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 반응 챔버는 상단에서 하단으로 갈수록 내경이 점차 작아지는 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 홀딩 챔버는 상기 반응 챔버의 하단과 연결되는 상부 측이 유선형으로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 상부 압력 챔버는 상기 반응 챔버의 내부 압력보다 높은 내부 압력을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템에 있어서, 상기 반응 챔버는 불활성 가스를 선택적으로 배출하기 위한 가스 배출밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 압력 탱크와 순환유닛을 통해 반응기를 통한 연속 반응을 도모할 수 있기 때문에, 반응기의 반응 레벨 제어 측면에서 유리하며, 반응기의 최종 반응 전환율을 높일 수 있고, 반응기의 반복적인 가동과 중단을 필요로 하지 않기 때문에 조업 생산성을 향상시킬 수 있으며, 반응기의 사이즈를 축소함으로써 투자비를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 반응기에서의 스케일 발생을 최소화 할 수 있으므로, 스케일을 제거하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 반응기의 가동률 및 탄산리튬의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 설비 운영 비용을 절감할 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템에 적용되는 반응기를 도시한 단면 구성도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템에 적용되는 반응기의 노즐유닛 부위를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템을 이용한 탄산리튬 연속 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템(200)은 주원료로서의 수산화리튬(LiOH) 수용액과 부원료인 탄산가스(CO2)의 반응공정으로 탄산리튬(Li2CO3)를 제조하기 위한 것이다. 예를 들면, 상기한 탄산리튬은 리튬 이차전지의 활물질로 활용될 수 있다.
이하에서는 구성 요소들의 장착 위치를 기준으로 할 때, 상측을 향하는 부분을 상부, 상단, 상면 및 상단부로 정의하며, 하측을 향하는 부분을 하부, 하단, 하면 및 하단부로 정의하기로 한다.
더 나아가, 하기에서의 "단(한쪽/일측 단 또는 다른 한쪽/일측 단)"은 어느 한쪽의 끝으로 정의될 수 있고, 그 끝을 포함하는 일정 부분(한쪽/일측 단부 또는 다른 한쪽/일측 단부)으로 정의될 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템(200)은 탄산리튬의 안정적인 연속 반응공정으로서 탄산리튬의 최종 반응 전환율을 향상시킬 수 있으며, 생산성을 더욱 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 탄산리튬 제조 시스템(200)은 기본적으로, 반응기(100), 압력 탱크(110), 수산화리튬 수용액 저장 탱크(130: 이하에서는 편의 상 "수용액 저장 탱크"라고 한다.), 순환유닛(150), 그리고 아웃렛 펌프(170)을 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 반응기(100)는 수산화리튬 수용액과 탄산가스를 공급받아 그 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응이 이루어지는 것으로, 이러한 반응기(100)의 구체적인 구성은 뒤에서 자세하게 설명될 것이다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 압력 탱크(110)는 수산화리튬 수용액을 설정된 압력으로 수용하며 그 압력으로서 수산화리튬 수용액을 반응기(100)로 공급하는 것으로서, 연결라인(111)을 통해 반응기(100)와 연결된다.
이러한 압력 탱크(110)는 내부 압력을 조절하기 위한 압력 조절유닛(113)을 더 포함하고 있다. 상기 압력 조절유닛(113)은 압력 탱크(110)의 일측에 연결되는 가스 주입부(115)와, 압력 탱크(110)의 다른 일측에 연결되는 가스 배출부(117)를 포함한다.
상기 가스 주입부(115)는 질소가스 및 아르곤 가스를 포함하는 불활성 가스를 설정된 압력으로 압력 탱크(110)의 내부에 주입하기 위한 것이다. 그리고 상기 가스 배출부(117)는 압력 탱크(110)의 내부 압력을 실질적으로 조절하기 위해 압력 탱크(110) 내부의 불활성 가스를 배출하는 것이다.
더 나아가, 상기 압력 조절유닛(113)은 압력 탱크(110)의 내부 압력을 조절하기 위한 컨트롤 밸브 및 레귤레이터(도면에 도시되지 않음)를 더 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 압력 탱크(110)는 압력 조절유닛(113)에 의하여 반응기(100)의 내부 압력보다 더 높은 내부 압력을 유지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 수용액 저장 탱크(130)는 주원료인 수산화리튬 수용액을 저장하며, 그 수산화리튬 수용액을 압력 탱크(110)로 공급하기 위한 것이다.
상기 수용액 저장 탱크(130)는 공급라인(131)을 통해 압력 탱크(110)의 하부와 연결된다. 상기 공급라인(131)에는 수용액 저장 탱크(130)에 저장된 수산화리튬 수용액을 압력 탱크(110)로 압송하기 위한 인렛 펌프(133)가 설치된다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 순환유닛(150)은 반응기(100)에서 반응된 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응 슬러리를 압력 탱크(110)로 순환시키기 위한 것이다.
이하에서는 상기 압력 탱크(110)에 수용되는 수산화리튬 수용액과, 반응기(100)에서 압력 탱크(110)로 순환된 반응 슬러리를 수용 유체라고 한다.
이러한 순환유닛(150)은 순환라인(151)과 순환 펌프(153)를 포함하고 있다. 상기 순환라인(151)은 반응기(100)와 압력 탱크(110)의 상부를 연결한다. 상기 순환 펌프(153)는 순환라인(151)에 설치된다. 상기 순환 펌프(153)는 반응기(100)에서 반응된 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응 슬러리를 순환라인(151)을 통해 압력 탱크(110)의 상부로 압송한다.
이를 위해 상기 압력 탱크(110)의 상부에는 반응 슬러리를 그 압력 탱크(110)의 내부 공간으로 도입하기 위한 반응 슬러리 도입관(112)이 설치된다. 상기 반응 슬러리 도입관(112)은 압력 탱크(110)의 상부 외측 상단을 통해 순환라인(151)과 연결되며, 압력 탱크(110)의 내측 상부에서 하측 방향으로 길게 배치된다. 이러한 반응 슬러리 도입관(112)은 하단에 반응 슬러리 배출 단(114)을 형성하고 있다. 상기 반응 슬러리 배출 단(114)은 압력 탱크(110)의 내부 중간에서 반응 슬러리를 배출한다.
이와 같이 상기 반응 슬러리 도입관(112)의 반응 슬러리 배출 단(114)을 압력 탱크(110)의 내부 중간에 위치시키는 이유는 위에서 언급한 바 있는 불활성 가스가 압력 탱크(110)의 내부에서 수산화리튬 수용액에 흡수되는 것을 최소화 하기 위함이다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 아웃렛 펌프(170)는 압력 탱크(110)에 수용된 수용 유체의 설정 레벨 이상에서 그 수용 유체를 후 공정으로 배출하기 위한 것이다.
상기 아웃렛 펌프(170)는 압력 탱크(110)의 하부에 연결된 배출라인(171)에 설치된다. 상기 아웃렛 펌프(170)는 압력 탱크(110)에 수용된 수용 유체가 설정된 레벨 이상인 경우, 그 수용 유체를 설정된 펌핑 압력으로서 배출라인(171)을 통해 후 공정으로 배출시킬 수 있다.
이를 위해 상기 압력 탱크(110)에는 수용 유체의 레벨을 측정하기 위한 레벨러(116)가 설치된다. 이러한 레벨러(116)의 구성은 당 업계에 널리 알려진 공지 기술이므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 상기한 후 공정은 수용 유체에 포함된 반응 슬러리 중의 탄산리튬(고상)을 추출하는 공정으로, 그 수용 유체를 필터링 하며, 고액 분리하는 공정을 포함할 수 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 반응기(100)의 구성을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템에 적용되는 반응기를 도시한 단면 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 반응기(100)는 상부 압력 챔버(10), 반응 챔버(30), 노즐유닛(50), 부원료 주입관(70), 그리고 홀딩 챔버(90)를 포함하고 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 상부 압력 챔버(10)는 상단이 폐쇄되고 하단이 개방된 챔버로서, 그 하단의 개방 단에는 뒤에서 설명될 노즐유닛(50)이 설치된다. 상기 상부 압력 챔버(10)는 위에서 언급한 바 있는 연결라인(111)을 통해 압력 탱크(110)와 연결되는 주원료 주입관(11)을 포함하고 있다.
상기 주원료 주입관(11)은 상부 압력 챔버(10)의 상부에 설치된다. 상기 주원료 주입관(11)은 연결라인(111)을 통하여 압력 탱크(110)로부터 설정된 압력으로 공급되는 수용 유체를 상부 압력 챔버(10)의 내부로 주입한다.
여기서, 상기 상부 압력 챔버(10)는 주원료 주입관(11)을 통하여 수용 유체를 내부에 충만되게 수용한다.
한편, 상기 상부 압력 챔버(10)의 내부 공간에서 주원료 주입관(11)의 하단에는 배플부재(13)가 설치된다. 상기 배플부재(13)는 주원료 주입관(11)의 하단과 설정된 간격을 두고 설치된다.
예를 들면, 상기 배플부재(13)는 가장자리 측에서 내측으로 라운지게 오목한 접시 형태로 구비되며, 와이어 또는 연결 로드 등과 같은 연결부재(15)를 통하여 주원료 주입관(11)의 하단과 설정된 간격을 두고 그 하단에 연결된다.
이러한 배플부재(13)는 주원료 주입관(11)을 통하여 상부 압력 챔버(10)의 내부로 유입되는 수용 유체의 동압을 분산시키는 기능을 하게 된다. 또한, 상기 배플부재(13)는 수용 유체를 상부 압력 챔버(10)의 하부 가장자리 측으로 유도하며, 그 수용 유체의 유속을 일정하게 유지시켜 주는 기능도 하게 된다.
더 나아가, 상기 상부 압력 챔버(10)의 상부에는 에어 벤트 밸브(17)가 설치된다. 상기 에어 벤트 밸브(17)는 초기 가동 시, 상부 압력 챔버(10) 내부의 에어를 외부로 배출할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 반응 챔버(30)는 상부 압력 챔버(10)에 수용된 수용 유체를 제공받아 그 수용 유체에 포함된 수산화리튬 수용액과, 별도로 제공되는 탄산가스의 반응이 이루어지는 것으로, 상단 및 하단이 개방된 챔버로 구비된다.
상기 반응 챔버(30)는 상단을 통해 상부 압력 챔버(10)의 하단과 결합되며, 내부에 반응 공간을 형성한다. 상기 반응 챔버(30)는 반응 공간의 상부에 빈 공간(31)을 두고 하부에서 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응이 이루어진다.
상기 반응 챔버(30)의 상단과 상부 압력 챔버(10)의 하단은 상호 플랜지 결합되는 바, 그 반응 챔버(30)의 상단부의 가장자리에는 제1 플랜지(F1)가 구비된다. 상기 제1 플랜지(F1)는 상부 압력 챔버(10) 하단부의 가장자리에 구비된 제2 플랜지(F2)와 볼팅 체결된다.
이러한 반응 챔버(30)는 상단에서 하단으로 갈수록 점차 내경이 작아지는 형상으로 구비된다. 더 나아가, 상기 반응 챔버(30)에는 상부 압력 챔버(10)에서 반응 공간으로 유입된 불활성 가스를 배출하기 위한 가스 배출밸브(33)가 설치된다.
상기 가스 배출밸브(33)는 반응 챔버(30)의 빈 공간(31) 측에 설치된다. 상기 가스 배출밸브(33)는 반응 챔버(30) 내의 반응 공간에 존재하는 불활성 가스를 탄산가스와 함께 배출할 수 있다. 이와 같이 상기 가스 배출밸브(33)를 통하여 반응 공간 내에 존재하는 불활성 가스를 배출하는 이유는 불활성 가스에 의한 탄산가스의 순도 저하를 최소화 하기 위함이다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 노즐유닛(50)은 상부 압력 챔버(10)와 반응 챔버(30)에서 그 상부 압력 챔버(10)의 내부와 반응 챔버(30)의 내부를 구획하며, 상부 압력 챔버(10)에 수용된 수용 유체를 반응 챔버(30)의 내벽 면으로 분사하며 그 내벽 면에 수산화리튬 수용액을 통한 수막을 형성하기 위한 것이다.
상기 노즐유닛(50)은 상부 압력 챔버(10)와 반응 챔버(30) 사이에 배치되며, 그 상부 압력 챔버(10)에 고정되게 설치된다. 예를 들면, 상기 노즐유닛(50)은 복수 개의 지지대(50a)들을 통하여 상부 압력 챔버(10)의 상부 내측에 고정될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템에 적용되는 반응기의 노즐유닛 부위를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 노즐유닛(50)은 제1 노즐 플레이트(51), 제2 노즐 플레이트(52), 가이드부재(53), 그리고 복수 개의 센터 노즐부재(55)들을 포함하고 있다.
상기 제1 노즐 플레이트(51)는 중앙에서 원형의 가장자리 측으로 하향 경사진 형태로 구비된다. 상기 제1 노즐 플레이트(51)는 가장자리 단과 상부 압력 챔버(10)의 하부 내벽 면 사이에 링형 노즐 통로(57)를 형성한다.
상기 제2 노즐 플레이트(52)는 중앙에서 원형의 가장자리 측으로 상향 경사진 형태로 구비된다. 상기 제2 노즐 플레이트(52)는 가장자리 단을 통해 제1 노즐 플레이트(51)의 하면에 고정된다.
상기에서 제1 노즐 플레이트(51)의 하면 가장자리 부분에는 그 가장자리 방향을 따라 설정된 간격으로 이격된 복수 개의 결합 돌기(59)들이 구비된다. 상기 결합 돌기(59)들은 반응 챔버(30)의 상단부에 구비된 결합 홈(35)에 결합된다.
여기서, 상기 결합 돌기(59)들은 결합 홈(35)의 깊이보다 긴 길이로 구비된다. 이에 상기 결합 돌기(59)들은 제1 노즐 플레이트(51)의 가장자리 부분과 반응 챔버(30)의 상단부 사이에 링형 노즐 통로(57)와 연결되는 연결 통로(61)를 형성한다.
상기 연결 통로(61)는 결합 돌기(59)들에 의해 형성된 제1 노즐 플레이트(51)의 가장자리 부분과 반응 챔버(30)의 상단부 사이의 틈새로서, 반응 챔버(30)의 내벽 면 측과 링형 노즐 통로(57)를 상호 연결한다.
상기 가이드부재(53)는 반응 챔버(30) 내벽 면과의 사이에 링형 노즐 통로(57)를 두고 그 링형 노즐 통로(57)를 통해 분사되는 수용 유체를 반응 챔버(30)의 내벽 면으로 안내하는 기능을 하게 된다.
상기 가이드부재(53)는 제1 노즐 플레이트(51)의 하면 가장자리 부분에 고정되게 구비된다. 상기 가이드부재(53)는 반응 챔버(30)의 형상에 대응하는 링 형태로 구비된다.
그리고, 상기 센터 노즐부재(55)들은 상부 압력 챔버(10)에 수용된 수용 유체를 반응 챔버(30)의 센터로 분사하기 위한 것으로서, 제1 노즐 플레이트(51)와 제2 노즐 플레이트(52)의 중앙부를 관통하며 이들 노즐 플레이트(51, 52)에 고정되게 설치된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 부원료 주입관(70)은 부원료인 탄산가스를 반응 챔버(30)의 반응 공간으로 주입하기 위한 것이다.
상기 부원료 주입관(70)은 상부 압력 챔버(10)의 상부 외측에서 그 상부 압력 챔버(10)의 내부 공간과 노즐유닛(50)의 제1 및 제2 노즐 플레이트(51, 52)를 관통하여 반응 챔버(30)의 빈 공간(31)으로 돌출되게 설치된다.
상기 부원료 주입관(70)은 하단을 통하여 탄산가스를 반응 챔버(30)의 빈 공간(31)으로 주입한다.
여기서, 상기 부원료 주입관(70)은 상부 압력 챔버(10)의 상부 및 제1,2 노즐 플레이트(51, 52)에 고정되며, 상부 압력 챔버(10)와 반응 챔버(30)의 내부 중심 외측에 배치된다.
한편, 상기한 바와 같은 상부 압력 챔버(10)는 반응 챔버(30)의 내부 압력보다 높은 내부 압력 즉, 반응 챔버(30)의 내부 압력보다 0.01~0.5bar 정도 높은 내부 압력을 유지한다. 이에, 상기 부원료 주입관(70)을 통해 반응 챔버(30)의 반응 공간으로 유입되는 탄산가스는 상부 압력 챔버(10)로 역류되지 않게 된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 홀딩 챔버(90)는 반응 챔버(30)의 반응 공간에서 반응된 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응 슬러리(탄산리튬을 포함)를 수용하기 위한 것이다.
상기 홀딩 챔버(90)는 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 챔버로 구비되며, 상단을 통해 반응 챔버(30)의 하단과 플랜지 결합된다. 상기 홀딩 챔버(90)는 위에서 언급한 바 있는 순환유닛(150: 도 1 참조)의 순환라인(151: 도 1 참조)은 압력 탱크(110: 도 1 참조)와 연결된다. 즉, 상기 홀딩 챔버(90)의 내부에 수용된 반응 슬러리는 순환라인(151)을 통해 압력 탱크(110)로 배출될 수 있다.
여기서, 상기 홀딩 챔버(90)는 내부 공간에 반응 슬러리를 충만되게 수용한다. 더 나아가, 상기 홀딩 챔버(90)는 반응 챔버(30)의 하단과 연결되는 상부 측이 유선형으로 구비된다.
이와 같이 홀딩 챔버(90)의 상부를 유선형으로 구성하는 이유는 반응 챔버(30)에서 홀딩 챔버(90)로 유입된 탄산가스가 정체되지 않고 그 유선형의 상부를 통해 탄산가스를 반응 챔버(30)로 빠져나가게 하기 위함이다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템(200)을 이용한 탄산리튬 연속 제조 공정을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템을 이용한 탄산리튬 연속 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 시스템의 초기 가동 시, 에어 벤트 밸브(17)를 통하여 반응기(100)의 상부 압력 챔버(10) 내부의 에어를 외부로 배출한다.
그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 주원료인 수산화리튬 수용액을 저장하고 있는 수용액 저장 탱크(130)로부터 인렛 펌프(133)를 통해 수산화리튬 수용액을 배출하며, 그 수산화리튬 수용액을 공급라인(131)을 통하여 압력 탱크(110)로 공급한다. 이때, 상기 수산화리튬 수용액은 공급라인(131)을 통하여 압력 탱크(110)의 내측 하부로 주입된다.
이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 압력 조절유닛(113)의 가스 주입부(115)를 통해 질소 가스 또는 아르곤 가스와 같은 불활성 가스를 압력 탱크(110)의 내부로 주입하며, 그 압력 탱크(110)의 내부 공간에 설정된 압력을 인가한다.
여기서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 압력 조절유닛(113)의 가스 배출부(117)를 통해 압력 탱크(110) 내부의 불활성 가스를 배출하며, 그 압력 탱크(110)의 내부 압력을 설정된 압력으로 조절할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 상기 압력 탱크(110)에 수용된 수산화리튬 수용액을 연결라인(111)을 통하여 상부 압력 챔버(10)의 내부로 주입하는데, 주원료 주입관(11)을 통해 수산화리튬 수용액을 상부 압력 챔버(10)의 내부로 주입한다.
이 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 주원료 주입관(11)을 통하여 상부 압력 챔버(10)의 내부로 배출되는 수산화리튬 수용액의 동압을 배플부재(13)를 통해 분산시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 배플부재(13)를 통해 수산화리튬 수용액을 상부 압력 챔버(10)의 하부 가장자리 측으로 유도하며, 그 수산화리튬 수용액의 유속을 일정하게 유지시켜 준다.
그러면, 본 발명의 실시 예에서는 상기 수산화리튬 수용액을 노즐유닛(50)의 링형 노즐 통로(57)와 연결 통로(61)를 통해 반응 챔버(30)의 내벽 면 측으로 분사한다.
여기서, 상기 수산화리튬 수용액은 가이드부재(53)를 통해 가이드 되면서 반응 챔버(30)의 내벽 면을 따라 하측 방향으로 흘러 내리게 된다. 그리고, 본 발명의 실시 예에서는 수산화리튬 수용액을 노즐유닛(50)의 센터 노즐부재(55)들을 통해 반응 챔버(30)의 내부 센터로 분사한다.
이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 부원료인 탄산가스를 부원료 주입관(70)을 통해 반응 챔버(30)의 빈 공간(31)으로 주입한다.
즉, 본 발명의 실시 예에서는 수산화리튬 수용액이 반응 챔버(30)의 반응 공간에 일부 채워진 상태에서 부원료 주입관(70)을 통해 탄산가스를 그 반응 공간에서의 빈 공간(31)으로 주입한다.
이에 상기 반응 챔버(30)의 반응 공간에서는 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응이 이루어지며, 탄산리튬을 포함하고 있는 반응 슬러리를 생성한다. 그리고 본 발명의 실시 예에서는 상기 반응 챔버(30)의 반응 공간에서 반응된 반응 슬러리를 반응 챔버(30) 하측의 홀딩 챔버(90) 내부로 유입한다.
이 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 반응 챔버(30) 내의 반응 공간에 존재하는 불활성 가스를 가스 배출밸브(33)를 통해 배출하며, 불활성 가스에 의한 탄산가스의 순도 저하를 최소화 할 수 있다.
상기한 바와 같은 과정에서는 수산화리튬 수용액을 상부 압력 챔버(10)의 내부에 충만되게 수용하며, 반응 챔버(30)에서는 반응 공간의 상부에 빈 공간(31)을 두고 하부에서 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응이 이루어진다. 그리고 상기 홀딩 챔버(90)에서는 반응 슬러리를 충만되게 수용한다.
더 나아가, 상기한 과정에 본 발명의 실시 예에서는 상부 압력 챔버(10)의 내부 압력을 반응 챔버(30)의 내부 압력보다 더 높게 유지시킨다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에서는 상기 부원료 주입관(70)을 통해 반응 챔버(30)의 반응 공간으로 유입되는 탄산가스가 상부 압력 챔버(10)로 역류되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기와 같이 반응 챔버(30)의 반응 공간에서 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응이 이루어지는 과정에, 상부 압력 챔버(10)에 수용된 수산화리튬 수용액을 노즐유닛(50)에 의하여 반응 챔버(30)의 내벽 면으로 분사하며 그 내벽 면에 수산화리튬 수용액의 유동을 통한 수막을 형성한다.
여기서, 상기 반응 챔버(30)는 상단에서 하단으로 갈수록 점차 내경이 작아지는 형태로 구성됨에 따라, 노즐유닛(50)에 의해 반응 챔버(30)의 내벽 면을 따라 흐르는 수산화리튬 수용액의 수막이 흔들리거나 파괴되지 않게 된다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 탄산가스를 부원료 주입관(70)을 통해 반응 챔버(30)의 빈 공간(31)으로 주입함과 아울러 그 반응 챔버(30)의 내벽 면에 상기한 수막을 형성함으로써, 고체인 반응 챔버(30)의 내벽 면에 액체인 수산화리튬 수용액과 기체인 탄산가스가 접촉되는 것을 차단할 수 있다.
이로써, 본 발명의 실시 예에서는 반응 챔버(30)의 내벽 면에 형성되는 수막을 통하여 수산화리튬 수용액과 탄산가스가 반응한 탄산리튬이 반응 챔버(30)의 내벽 면에 고착/성장되는 스케일 발생을 최소화 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는 부원료 주입관(70)의 주입 단부에 부착되는 스케일의 발생을 최소활 할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 부원료 주입관(70)을 통해 반응 챔버(30)의 빈 공간(31)으로 탄산가스를 주입함에 따라, 반응 챔버(30)의 반응 공간에 수용된 수산화리튬 수용액에 탄산가스 주입단이 잠기며 버블링을 형성하는 것과 달리, 수산화리튬 수용액의 액상 만으로 버블링 효과를 구현할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 홀딩 챔버(90)는 반응 챔버(30)의 반응 공간에서 반응된 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응 슬러리를 수용하는데, 그 홀딩 챔버(90)의 상부를 유선형으로 구성함에 따라, 홀딩 챔버(90)로 유입된 탄산가스가 정체되지 않고 그 유선형의 상부를 통해 반응 챔버(30)로 빠져 나간다.
상술한 바와 같이 반응기(100)를 통하여 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응이 이루어지는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 상기 홀딩 챔버(90)에 수용된 반응 슬러리를 순환 펌프(153)의 펌핑 압력으로 배출하며 순환라인(151)을 통해 압력 탱크(110)의 내부로 유입한다.
이 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 상기 반응 슬러리를 반응 슬러리 도입관(112)을 통해 압력 탱크(110)의 내부로 유입한다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 반응 슬러리 도입관(112)의 반응 슬러리 배출 단(114)이 압력 탱크(110)의 내부 중간에 위치하고 있기 때문에, 불활성 가스가 압력 탱크(110)의 내부에서 수산화리튬 수용액에 흡수되는 것을 최소화 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 압력 탱크(110)의 내부에 수용된 수산화리튬 수용액과 반응 슬러리를 포함하는 수용 유체를 위에서 언급한 바 있는 연결라인(111)을 통하여 설정된 압력으로 반응기(100)의 상부 압력 챔버(10)로 공급한다.
이로써, 본 발명의 실시 예에서는 상술한 바와 같은 일련의 과정을 거치며, 반응기(100)를 통한 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 연속적인 반응 공정이 이루어지게 된다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 상기 압력 탱크(110)에 수용된 수용 유체의 레벨을 레벨러(116)를 통해 측정한다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 레벨러(116)를 통해 측정된 레벨 측정 값이 설정된 레벨 이상인 경우, 아웃렛 펌프(170)의 펌핑 압력으로 수용 유체를 배출하며, 배출라인(171)을 통해 후 공정으로 공급한다.
상기의 후 공정에서는 수용 유체에 포함된 반응 슬러리 중의 탄산리튬(고상)을 추출하는데, 그 수용 유체를 필터링 하며, 고액 분리하는 공정을 거치며 탄산리튬을 추출한다.
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 탄산리튬 제조 시스템(200)에 의하면, 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응 공정을 수행하는 반응기를 배치(batch) 형태로 운영하는 종래 기술과 달리, 압력 탱크(110)와 순환유닛(150)을 통해 반응기(100)를 통한 연속 반응을 도모할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 반응기(100)의 반응 레벨 제어 측면에서 유리하며, 반응기(100)의 최종 반응 전환율을 높일 수 있고, 반응기(100)의 반복적인 가동과 중단을 필요로 하지 않기 때문에 조업 생산성을 향상시킬 수 있으며, 반응기(100)의 사이즈를 축소함으로써 투자비를 절감할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 노즐유닛(50)을 통하여 반응 챔버(30)의 내벽 면에 수산화리튬 수용액의 유동을 통한 수막을 형성함에 따라, 반응 챔버(30)의 내벽 면에 고착되는 스케일의 발생을 최소화 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는 탄산가스를 반응 챔버(30)로 주입하기 위한 부원료 주입관(70)에 고착되는 스케일 발생을 최소화 할 수 있다.
이로써, 본 발명의 실시 예에서는 반응기(100)에서의 스케일을 제거하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있으므로, 반응기(100)의 가동률 및 탄산리튬의 생산성을 향상시킬 수 있고, 설비 운영 비용을 절감할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당 업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 상부 압력 챔버 11: 주원료 주입관
13: 배플부재 15: 연결부재
17: 에어 벤트 밸브 30: 반응 챔버
31: 빈 공간 33: 가스 배출밸브
35: 결합 홈 50: 노즐유닛
50a: 지지대 51: 제1 노즐 플레이트
52: 제2 노즐 플레이트 53: 가이드부재
55: 센터 노즐부재 57: 링형 노즐 통로
59: 결합 돌기 61: 연결 통로
70: 부원료 주입관 90: 홀딩 챔버
F1: 제1 플랜지 F2: 제2 플랜지
100: 반응기 110: 압력 탱크
111: 연결라인 112: 반응 슬러리 도입관
113: 압력 조절유닛 114: 슬러리 배출단
115: 가스 주입부 116: 레벨러
117: 가스 배출부 130: 수용액 저장탱크
131: 공급라인 133: 인렛 펌프
150: 순환유닛 151: 순환라인
153: 순환 펌프 170: 아웃렛 펌프
171: 배출라인 200: 탄산리튬 제조 시스템

Claims (19)

  1. 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응으로 탄산리튬을 제조하는 탄산리튬 제조 시스템으로서,
    수산화리튬 수용액과 탄산가스를 공급받아 상기 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응이 이루어지는 반응기;
    상기 수산화리튬 수용액을 설정된 압력으로 수용하며, 상기 압력으로서 수산화리튬 수용액을 상기 반응기로 공급하는 압력 탱크;
    상기 수산화리튬 수용액을 저장하며, 인렛 펌프를 통해 상기 수산화리튬 수용액을 상기 압력 탱크로 공급하는 수산화리튬 수용액 저장 탱크;
    상기 반응기에서 반응된 수산화리튬 수용액과 탄산가스의 반응 슬러리를 상기 압력 탱크로 순환시키는 순환유닛; 및
    상기 압력 탱크에 수용된 수산화리튬 수용액과 상기 반응 슬러리를 포함하는 수용 유체의 설정 레벨 이상에서 상기 수용 유체를 배출하는 아웃렛 펌프;
    를 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 압력 탱크는,
    내부 압력을 조절하기 위한 압력 조절유닛과, 상기 수용 유체의 레벨을 측정하기 위한 레벨러
    를 더 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 압력 조절유닛은,
    상기 압력 탱크의 일측에 연결되며, 불활성 가스를 상기 압력 탱크의 내부로 주입하는 가스 주입부와,
    상기 압력 탱크의 다른 일측에 연결되며, 상기 불활성 가스를 배출하는 가스 배출부
    를 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 압력 탱크는,
    상기 순환유닛과 연결되고, 내측 상부에서 하측 방향으로 배치되며, 하단에 반응 슬러리 배출 단을 형성하는 반응 슬러리 도입관
    을 더 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 순환유닛은,
    상기 반응기와 상기 압력 탱크를 연결하는 순환라인과, 상기 순환라인에 설치되는 순환 펌프를 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 압력 탱크는,
    상기 반응기의 내부 압력보다 더 높은 내부 압력을 유지하는 탄산리튬 제조 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 반응기는,
    상기 압력 탱크와 연결되는 주원료 주입관을 가지며, 상기 주원료 주입관을 통하여 상기 수용 유체를 수용하는 상부 압력 챔버와,
    상단을 통해 상기 상부 압력 챔버의 하단과 결합되며, 내부에 반응 공간을 형성하는 반응 챔버와,
    상기 상부 압력 챔버와 상기 반응 챔버 사이에서 상기 상부 압력 챔버에 고정되고, 상기 상부 압력 챔버에 수용된 수용 유체를 상기 반응 챔버의 내벽 면으로 분사하며, 상기 내벽 면에 수막을 형성하는 노즐유닛과,
    상기 상부 압력 챔버의 내부 공간과 상기 노즐유닛을 관통하여 상기 반응 챔버의 반응 공간으로 돌출되며, 탄산가스를 상기 반응 공간으로 주입하는 부원료 주입관과,
    상단을 통해 상기 반응 챔버의 하단과 결합되고, 상기 순환유닛을 통해 상기 압력 탱크와 연결되며, 상기 반응 챔버에서 반응된 반응 슬러리를 수용하는 홀딩 챔버
    를 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 상부 압력 챔버는,
    내부 공간에서 상기 주원료 주입관의 하단에 그 하단과 설정된 간격을 두고 설치되는 배플부재
    를 더 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 배플부재는,
    가장자리 측에서 내측으로 오목한 접시 형태로 구비되며, 연결부재를 통해 상기 주원료 주입관의 하단과 연결되는 탄산리튬 제조 시스템.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 노즐유닛은,
    중앙에서 원형의 가장자리 측으로 하향 경사진 형태로 구비되며, 가장자리 단과 상기 상부 압력 챔버의 내벽 면 사이에 링형 노즐 통로를 형성하는 제1 노즐 플레이트와,
    중앙에서 원형의 가장자리 측으로 상향 경사진 형태로 구비되며, 가장자리 단을 통해 상기 제1 노즐 플레이트의 하면에 고정되는 제2 노즐 플레이트
    를 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 노즐 플레이트는,
    하면 가장자리 부분에 가장자리 방향을 따라 설정된 간격으로 배치되며, 상기 반응 챔버의 상단부에 구비된 결합 홈에 결합되는 복수 개의 결합 돌기들
    을 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 결합 돌기들은,
    상기 결합 홈의 깊이보다 긴 길이로 구비되며, 상기 제1 노즐 플레이트의 가장자리 부분과 상기 반응 챔버의 상단부 사이에 상기 링형 노즐 통로와 연결되는 연결 통로를 형성하는 탄산리튬 제조 시스템.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 노즐 유닛은,
    상기 제1 노즐 플레이트의 하면 가장자리 부분에 구비되며, 상기 반응 챔버 내벽 면과의 사이에 상기 링형 노즐 통로를 두고 상기 링형 노즐 통로를 통해 분사되는 수용 유체를 상기 반응 챔버의 내벽 면으로 안내하는 가이드부재
    를 더 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 노즐 유닛은,
    상기 제1 노즐 플레이트 및 상기 제2 노즐 플레이트의 중앙부를 관통하는 복수 개의 센터 노즐부재들
    을 더 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
  15. 제7 항에 있어서,
    상기 상부 압력 챔버는,
    에어를 배출하기 위한 에어 벤트 밸브를 더 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
  16. 제7 항에 있어서,
    상기 반응 챔버는,
    상단에서 하단으로 갈수록 내경이 점차 작아지는 형상으로 구비되는 탄산리튬 제조 시스템.
  17. 제7 항에 있어서,
    상기 홀딩 챔버는,
    상기 반응 챔버의 하단과 연결되는 상부 측이 유선형으로 구비되는 탄산리튬 제조 시스템.
  18. 제7 항에 있어서,
    상기 상부 압력 챔버는,
    상기 반응 챔버의 내부 압력보다 높은 내부 압력을 유지하는 탄산리튬 제조 시스템.
  19. 제7 항에 있어서,
    상기 반응 챔버는,
    불활성 가스를 선택적으로 배출하기 위한 가스 배출밸브를 더 포함하는 탄산리튬 제조 시스템.
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