KR20220126575A - 폐황산 재생장치 및 재생방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐황산 재생장치 및 재생방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속의 표면처리 과정에서 발생된 폐황산 중의 금속이온을 제거하여 황산을 효과적으로 재생할 수 있는 폐황산 재생장치 및 재생방법에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐황산 재생장치는 금속의 표면처리 과정에서 발생된 폐황산을 저장하는 폐황산탱크와, 폐황산탱크와 연결되어 폐황산탱크로부터 배출되는 폐황산 중의 불순물을 제거하기 위한 필터유닛과, 필터유닛을 통과한 폐황산 중의 금속이온을 제거하여 폐황산을 재생시키는 재생처리수단과, 재생처리수단에 의해 폐황산으로부터 분리된 금속이온이 폐수와 함께 유입되어 저장되는 폐수탱크와, 재생처리수단에서 생성된 재생황산이 유입되어 저장되는 재생탱크를 구비한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐황산 재생장치는 금속의 표면처리 과정에서 발생된 폐황산을 저장하는 폐황산탱크와, 폐황산탱크와 연결되어 폐황산탱크로부터 배출되는 폐황산 중의 불순물을 제거하기 위한 필터유닛과, 필터유닛을 통과한 폐황산 중의 금속이온을 제거하여 폐황산을 재생시키는 재생처리수단과, 재생처리수단에 의해 폐황산으로부터 분리된 금속이온이 폐수와 함께 유입되어 저장되는 폐수탱크와, 재생처리수단에서 생성된 재생황산이 유입되어 저장되는 재생탱크를 구비한다.
Description
본 발명은 폐황산 재생장치 및 재생방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속의 표면처리 과정에서 발생된 폐황산 중의 금속이온을 제거하여 황산을 효과적으로 재생할 수 있는 폐황산 재생장치 및 재생방법에 관한 것이다.
금속의 표면처리 분야인 산세, 아노다이징, 연마, 도금, 도장 등을 들 수 있다. 황산을 이용한 금속표면처리 과정에서 다량의 폐황산이 발생된다.
산세를 예로 들면, 황산용액에 강판, 강관, 강재와 같은 철 금속을 일정시간 침지하여 철 금속 표면의 녹이나 스케일(scale)을 용해하여 제거시킨다. 철금속 표면의 산세 공정을 위해서는 고온(약 60~80℃)의 황산용액(황산 농도 10~30%)을 사용한다.
산세용 황산을 계속 반복 사용하면 황산 중의 철이온(예: Fe2+)의 농도가 높아지면 철 용해량이 포화상태에 가까워져 철 표면의 녹이나 스케일의 용해속도가 낮아져 산세효율이 저하된다. 따라서 산세용 황산 중의 철이온의 농도가 일정 이상(가령, 철의 농도가 7~9% 이상)이 되면 산세용 황산을 폐기하고 새로운 황산을 사용한다. 이때 폐기되는 황산이 폐황산이다.
각종 금속의 산세공정에서 발생하는 폐황산을 회수하여 재사용하기 위한 기술로서 대한민국 등록특허 제10-0691165호에 폐황산의 회수 방법이 개시되어 있다.
상기 폐황산의 회수방법은 폐황산에 황산원액 또는 진한 황산용액을 첨가하여 폐황산 중에 존재하는 철이온 등과 같은 금속이온(예: Fe2+)을 황산철 등과 같은 금속염(예: FeSO4·7H2O)의 형태로 침전시켜 제거한다.
하지만 이러한 방법은 폐황산을 재생하는 과정에서 고농도의 황산용액을 사용해야 하므로 황산의 재사용 효과를 감소시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 폐황산 중의 금속 이온을 이온교환시키는 방법에 의해 폐황산 중의 금속이온을 제거함으로써 황산을 효과적으로 재생할 수 있는 폐황산 재생장치 및 재생방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐황산 재생장치는 금속의 표면처리 과정에서 발생된 폐황산을 저장하는 폐황산탱크와; 상기 폐황산탱크와 연결되어 상기 폐황산탱크로부터 배출되는 폐황산 중의 불순물을 제거하기 위한 필터유닛과; 상기 필터유닛을 통과한 폐황산 중의 금속이온을 제거하여 폐황산을 재생시키는 재생처리수단과; 상기 재생처리수단에 의해 폐황산으로부터 분리된 금속이온이 폐수와 함께 유입되어 저장되는 폐수탱크와; 상기 재생처리수단에서 생성된 재생황산이 유입되어 저장되는 재생탱크;를 구비하고, 상기 재생처리수단은 상기 필터유닛과 연결되어 상기 필터유닛을 통과한 폐황산을 이온교환수지와 접촉시켜 황산이온을 상기 이온교환수지에 결합시키는 이온교환부와, 상기 이온교환부에 압축공기를 공급하여 상기 이온교환부에 잔존하는 폐수를 상기 폐수탱크로 배출시키기 위한 잔존수배출부와, 상기 이온교환부에 탈이온수를 공급하여 상기 이온교환수지에 결합된 황산이온을 탈착시켜 상기 재생탱크로 배출시키기 위한 이온교환수지재생부를 구비한다.
상기 이온교환수지는 작용기로 -N(CH3)3 +을 갖는다.
상기 이온교환부는 상기 이온교환수지가 내부에 각각 충진되며 병렬적으로 연결된 제 1 및 제 2이온교환타워로 이루어지고, 상기 제 1 및 제 2이온교환타워에 폐황산이 번갈아 유입되면서 이온교환이 수행되며, 상기 제 1 및 제 2이온교환타워 중 어느 하나에 폐황산이 유입되는 동안 다른 하나에는 압축공기와 탈이온수가 순차적으로 유입된다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐황산 재생방법은 금속의 표면처리 과정에서 발생된 폐황산을 폐황산탱크에 저장하는 폐황산저장단계와; 상기 폐황산탱크로부터 배출되는 폐황산을 필터유닛으로 통과시켜 폐황산 중의 불순물을 제거하는 필터링단계와; 상기 필터유닛을 통과한 폐황산 중의 금속이온을 제거하여 폐황산을 재생시키는 재생처리단계와; 상기 재생처리단계에서 폐황산으로부터 분리된 금속이온을 폐수와 함께 폐수탱크로 유입시켜 저장하는 폐수저장단계와; 상기 재생처리단계에서 생성된 재생황산을 재생탱크로 유입시켜 저장하는 재생황산저장단계;를 포함하고, 상기 재생처리단계는 상기 필터유닛을 통과한 폐황산을 이온교환수지와 접촉시켜 황산이온을 상기 이온교환수지에 결합시키는 이온교환단계와, 상기 이온교환단계 후 상기 이온교환수지가 충진된 이온교환부에 압축공기를 공급하여 상기 이온교환부에 잔존하는 폐수를 폐수탱크로 배출시키는 잔존수배출단계와, 상기 잔존수배출단계 후 상기 이온교환부에 탈이온수를 공급하여 상기 이온교환수지에 결합된 황산이온을 탈착시켜 상기 재생탱크로 배출시키는 이온교환수지재생단계;를 구비한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 폐황산 중의 금속 이온을 이온교환시키는 방법에 의해 폐황산 중의 금속이온을 제거함으로써 황산을 효과적으로 재생할 수 있다.
또한, 본 발명은 2개의 이온교환타워에서 번갈아 가면서 폐황산을 재생시키므로 운전의 중단 없이 폐황산의 재생이 계속적으로 가능하므로 장치의 효율성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 폐황산 재생장치를 나타낸 구성도이고,
도 2 내지 도 7은 도 1의 폐황산 재생장치에서 각 과정에 따라 폐황산, 압축공기, 탈이온수의 흐름을 보여주기 위한 구성도이다.
도 2는 폐황산이 제 1이온교환타워로 유입시 유체의 흐름(실선으로 표현된 부분)을 나타낸 흐름도이고,
도 3은 압축공기가 제 1이온교환타워로 유입시 유체의 흐름(실선으로 표현된 부분)을 나타낸 흐름도이고,
도 4는 탈이온수가 제 1이온교환타워로 유입시 유체의 흐름(실선으로 표현된 부분)을 나타낸 흐름도이고,
도 5는 폐황산이 제 2이온교환타워로 유입시 유체의 흐름(실선으로 표현된 부분)을 나타낸 흐름도이고,
도 6은 압축공기가 제 2이온교환타워로 유입시 유체의 흐름(실선으로 표현된 부분)을 나타낸 흐름도이고,
도 7은 탈이온수가 제 2이온교환타워로 유입시 유체의 흐름(실선으로 표현된 부분)을 나타낸 흐름도이다.
도 2 내지 도 7은 도 1의 폐황산 재생장치에서 각 과정에 따라 폐황산, 압축공기, 탈이온수의 흐름을 보여주기 위한 구성도이다.
도 2는 폐황산이 제 1이온교환타워로 유입시 유체의 흐름(실선으로 표현된 부분)을 나타낸 흐름도이고,
도 3은 압축공기가 제 1이온교환타워로 유입시 유체의 흐름(실선으로 표현된 부분)을 나타낸 흐름도이고,
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도 6은 압축공기가 제 2이온교환타워로 유입시 유체의 흐름(실선으로 표현된 부분)을 나타낸 흐름도이고,
도 7은 탈이온수가 제 2이온교환타워로 유입시 유체의 흐름(실선으로 표현된 부분)을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 폐황산 재생장치 및 재생방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 폐황산 재생장치는 금속의 표면처리 과정에서 발생된 폐황산을 저장하는 폐황산탱크(1)와, 폐황산탱크(1)와 연결되어 폐황산탱크(1)로부터 배출되는 폐황산 중의 불순물을 제거하기 위한 필터유닛(10)과, 필터유닛(10)을 통과한 폐황산 중의 금속이온을 제거하여 폐황산을 재생시키는 재생처리수단과, 재생처리수단에 의해 폐황산으로부터 분리된 금속이온이 폐수와 함께 유입되어 저장되는 폐수탱크(20)와, 재생처리수단에서 생성된 재생황산이 유입되어 저장되는 재생탱크(30)를 구비한다.
폐황산탱크(1)에는 용액 상태의 폐황산이 일정량 저장된다.
폐황산은 금속의 표면처리 과정에서 발생된다. 금속의 표면처리로 산세, 아노다이징, 연마, 도금, 도장 등을 들 수 있다. 폐황산에는 금속의 표면처리 과정에서 발생된 금속 이온이 함유되어 있다. 금속 이온은 황산 이온(SO4 2-)과 결합되어 황산염의 형태로 존재한다. 표면처리되는 금속의 종류에 따라 철, 알루미늄, 마그네슘 등의 다양한 금속 이온이 황산 이온에 결합되어 있다. 가령, 황산을 이용하여 철 소재의 제품을 산세할 경우 제품에서 용출된 철이 황산과 결합되어 황산철(FeSO4)의 형태로 존재한다.
폐황산에는 상술한 금속 이온 외에도 유기물, 먼지 등의 각종 불순물이 함께 존재한다.
필터유닛(10)은 제 1연결관(101)에 의해 폐황산탱크(1)와 연결된다. 폐황산탱크(1)에서 배출되는 폐황산은 필터유닛(10)을 통과하면서 불순물이 제거된다.
필터유닛(10)의 내부에는 불순물을 제거할 수 있는 필터가 설치된다. 필터의 일 예로 활성탄을 들 수 있다. 활성탄은 표면적이 커서 폐황산 중의 각종 불순물을 흡착 제거하는 데 유리하다.
재생처리수단은 필터유닛(10)을 통과한 폐황산 중의 금속이온을 제거하여 폐황산을 재생시키는 역할을 한다.
도시된 재생처리수단은 필터유닛(10)과 연결되어 필터유닛(10)을 통과한 폐황산을 이온교환수지와 접촉시켜 황산이온을 이온교환수지에 결합시키는 이온교환부와, 이온교환부에 압축공기를 공급하여 이온교환부에 잔존하는 폐수를 폐수탱크(20)로 배출시키기 위한 잔존수배출부와, 이온교환부에 탈이온수를 공급하여 이온교환수지에 결합된 황산이온을 탈착시켜 재생탱크(30)로 배출시키기 위한 이온교환수지재생부를 구비한다.
본 발명에서 이온교환부는 2개의 이온교환타워 즉, 제 1이온교환타워(40) 및 제 2이온교환타워(50)를 포함한다. 제 1 및 제 2이온교환타워(40)(50)는 병렬적으로 연결된다. 제 1 및 제 2이온교환타워(40)(50)는 폐황산이 번갈아 유입되면서 이온교환이 각각 독립적으로 수행된다.
제 1이온교환타워(40)는 제 2연결관(105)을 통해 필터유닛(10)과 연결된다. 제 2연결관(105)은 제 1이온교환타워(40)의 상부에 형성된 유입구와 연결된다. 제 1이온교환타워(40)는 제 3연결관(111)을 통해 폐수탱크(20)와 연결된다. 제 3연결관(111)은 제 1이온교환타워(40)의 상부에 형성된 유출구와 연결된다.
필터유닛(10)을 거친 폐황산은 제 2연결관(105)을 통해 제 1이온교환타워(40)의 내부로 유입되고, 제 1이온교환타워(40)의 내부에 폐황산이 가득 차면 제 3연결관(111)을 통해 흘러나와 폐수탱크(20)로 유입된다.
제 1이온교환타워(40)의 내부에 잔존하는 폐수를 외부로 배출하기 위해 제 4연결관(115)이 제 1이온교환타워(40)의 하부에 연결된다. 제 4연결관(115)은 제 1이온교환타워(40)와 폐수탱크(20)를 연결한다.
제 2이온교환타워(50)는 제 5연결관(121)을 통해 필터유닛(10)과 연결된다. 제 5연결관(121)은 제 2연결관(105)에서 분기된다. 제 5연결관(121)은 제 2이온교환타워(50)의 상부에 형성된 유입구와 연결된다. 제 2이온교환타워(50)는 제 6연결관(125)을 통해 폐수탱크(20)와 연결된다. 제 6연결관(125)은 제 2이온교환타워(50)의 상부에 형성된 유출구와 연결된다.
필터유닛(10)을 거친 폐황산은 제 5연결관(121)을 통해 제 2이온교환타워(50)의 내부로 유입되고, 제 2이온교환타워(50)의 내부에 폐황산이 가득 차면 제 6연결관(125)을 통해 흘러나와 폐수탱크(20)로 유입된다.
제 2이온교환타워(50)의 내부에 잔존하는 폐수를 외부로 배출하기 위해 제 7연결관(131)이 제 2이온교환타워(50)의 하부에 연결된다. 제 7연결관(131)은 제 2이온교환타워(50)와 폐수탱크(20)를 연결한다.
제 1 및 제 2이온교환타워(40)(50)의 내부에는 이온교환수지가 각각 충진된다.
이온교환수지는 이온교환능이 있는 다공질성의 합성수지이다. 본 발명에서 이온교환수지는 폐황산과 접촉하여 황산철의 황산 이온과 결합된다. 이를 위해 이온교환수지는 황산 이온과 결합할 수 있는 염기성 작용기를 갖는다. 이러한 작용기로 트리메틸아민(trimethylamine)을 들 수 있다. 이온교환수지의 트리메틸아민 작용기인 -N(CH3)3 +은 황산 이온(SO4 2-)과 결합됨으로써 철 이온이 분리된다.
제 1 및 제 2이온교환타워(40)(50)에 폐황산이 번갈아 유입되면서 이온교환이 각각 독립적으로 수행된다. 제 1이온교환타워(40)에 폐황산이 유입되는 동안에 제 2이온교환타워(50)에는 폐황산이 유입되지 않는다. 그리고 제 2이온교환타워(50)에 폐황산이 유입되는 동안에 제 1이온교환타워(40)에는 폐황산이 유입되지 않는다.
도 2를 참조해 제 1이온교환타워(40)에 폐황산이 유입되는 경우를 살펴보면, 필터유닛(10)을 거친 폐황산은 제 2연결관(105)을 통해 제 1이온교환타워(40)의 내부로 유입된다. 제 1이온교환타워(40) 내부로 유입된 폐황산이 이온교환수지와 접촉되면 황산 이온은 이온교환수지에 결합된다. 그리고 황산 이온이 제거된 폐수는 제 3연결관(111)을 통해 폐수탱크(20)로 배출된다. 제 1이온교환타워(40)에서 폐수탱크(20)로 배출되는 폐수에는 황산철로부터 분리된 철 이온이 함유되어 있다.
도 5를 참조해 제 2이온교환타워(50)에 폐황산이 유입되는 경우를 살펴보면, 필터유닛(10)을 거친 폐황산은 제 5연결관(121)을 통해 제 2이온교환타워(50)의 내부로 유입된다. 제 2이온교환타워(50) 내부로 유입된 폐황산이 이온교환수지와 접촉되면 황산 이온은 이온교환수지에 결합된다. 그리고 황산 이온이 제거된 폐수는 제 6연결관(125)을 통해 폐수탱크(20)로 배출된다. 제 2이온교환타워(50)에서 폐수탱크(20)로 배출되는 폐수에는 황산철로부터 분리된 철 이온이 함유되어 있다.
잔존수배출부는 제 1 및 제 2이온교환타워(40)(50)에 압축공기를 공급하여 제 1 및 제 2이온교환타워(40)(50)에 잔존하는 폐수를 폐수탱크(20)로 배출시킨다.
잔존수배출부는 공기압축기(60)와, 공기압축기(60)에서 발생된 압축공기를 제 1이온교환타워(40)로 공급하기 위한 제 1에어공급관(61)과, 공기압축기(60)에서 발생된 압축공기를 제 2이온교환타워(50)로 공급하기 위한 제 2에어공급관(63)을 구비한다.
제 1에어공급관(61)은 공기압축기(60)와 제 2연결관(105)을 연결한다. 그리고 제 2에어공급관(63)은 제 1에어공급관(61)에서 분기되어 제 5연결관(121)과 연결된다.
공기압축기(60)에서 발생된 압축공기가 제 1이온교환타워(40)로 공급되는 경로를 도 3에 도시하고 있다. 도 3과 같이 압축공기가 제 1에어공급관(61)을 통해 제 1이온교환타워(40)로 공급되면 제 1이온교환타워(40)의 내부에 잔존하는 폐수는 제 4연결관(115)을 통해 폐수탱크(20)로 배출된다.
그리고 공기압축기(60)에서 발생된 압축공기가 제 2이온교환타워(50)로 공급되는 경로를 도 6에 도시하고 있다. 도 6과 같이 압축공기가 제 1에어공급관(61)을 및 제 2에어공급관(63)을 통해 제 2이온교환타워(50)로 공급되면 제 2이온교환타워(50)의 내부에 잔존하는 폐수는 제 7연결관(131)을 통해 폐수탱크(20)로 배출된다.
이온교환수지재생부는 제 1 및 제 2이온교환타워(40)(50)에 탈이온수를 공급하여 이온교환수지에 결합된 황산이온을 탈착시켜 재생탱크(30)로 배출시킨다. 이온교환수지에 결합된 황산이온은 탈이온수에 용해되면서 이온교환수지로부터 분리된다.
이온교환수지재생부는 탈이온수가 저장된 탈이온수탱크(70)와, 탈이온수탱크(70)에 저장된 탈이온수를 제 1이온교환타워(40)로 공급하기 위한 제 1탈이온수공급관(71)과, 이온교환수지로부터 분리된 황산 이온이 함유된 재생황산을 재생탱크(30)로 배출시키기 위한 제 1재생황산배출관(73)과, 탈이온수탱크(70)에 저장된 탈이온수를 제 2이온교환타워(50)로 공급하기 위한 제 2탈이온수공급관(77)과, 이온교환수지로부터 분리된 황산 이온이 함유된 재생황산을 재생탱크(30)로 배출시키기 위한 제 2재생황산배출관(79)을 구비한다.
탈이온수탱크(70)에는 일정량의 탈이온수(Deionized Water)가 저장된다. 제 1탈이온수공급관(71)은 탈이온수탱크(70)와 제 2연결관(105)을 연결한다. 제 1재생황산배출관(73)은 제 3연결관(111)에서 분기되어 재생탱크(30)와 연결된다. 그리고 제 2탈이온수공급관(77)은 제 1탈이온수공급관(71)에서 분기되어 제 5연결관(121)과 연결된다. 제 2재생황산배출관(79)은 제 6연결관(125)에서 분기되어 재생탱크(30)와 연결된다.
탈이온수탱크(70)에 저장된 탈이온수가 제 1이온교환타워(40)로 공급되는 경로를 도 4에 도시하고 있다. 탈이온수가 제 1탈이온수공급관(71) 및 제 2연결관(105)을 통해 제 1이온교환타워(40)로 공급되면 황산이온이 탈이온수에 용해된다. 제 1이온교환타워(40)의 내부에 탈이온수가 가득 차면 제 3연결관(111)을 통해 흘러나와 제 1재생황산배출관(73)을 따라 이동하여 재생탱크(30)로 유입된다.
탈이온수탱크(70)에 저장된 탈이온수가 제 2이온교환타워(50)로 공급되는 경로를 도 7에 도시하고 있다. 탈이온수가 제 1탈이온수공급관(71) 및 제 2탈이온수공급관(77), 제 5연결관(121)을 통해 제 2이온교환타워(50)로 공급되면 황산이온이 탈이온수에 용해된다. 제 2이온교환타워(50)의 내부에 탈이온수가 가득 차면 제 6연결관(125)을 통해 흘러나와 제 2재생황산배출관(79)을 따라 이동하여 재생탱크(30)로 유입된다.
도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이 다양한 경로를 통해 폐황산, 폐수, 재생황산, 압축공기가 이동할 수 있도록 각 배관에는 유체의 흐름을 제어하기 위한 솔레노이드밸브, 체크밸브, 펌프, 유량계 등 각종 공지의 구성이 설치됨은 물론이다. 이러한 각종 구성은 제어반(80)에 의해 동작이 제어된다.
상술한 본 발명의 폐황산 재생장치를 이용한 폐황산의 재생방법에 대하여 설명한다.
먼저, 금속의 표면처리 과정에서 발생된 폐황산을 폐황산탱크(1)에 저장한다.
다음으로, 폐황산탱크로부터 배출되는 폐황산을 필터유닛(10)으로 통과시켜 폐황산 중의 불순물을 제거한다. 제 1연결관(101)을 통해 폐황산은 필터유닛(10)으로 유입되어 필터링된다.
다음으로, 필터유닛(10)을 통과한 폐황산을 재생처리수단에서 금속이온을 제거하여 폐황산을 재생시키는 재생처리단계를 수행한다.
재생처리단계는 필터유닛(10)을 통과한 폐황산을 이온교환수지와 접촉시켜 황산이온을 이온교환수지에 결합시키는 이온교환단계와, 이온교환단계 후 이온교환수지가 충진된 이온교환부에 압축공기를 공급하여 이온교환부에 잔존하는 폐수를 폐수탱크(20)로 배출시키는 잔존수배출단계와, 잔존수배출단계 후 이온교환부에 탈이온수를 공급하여 이온교환수지에 결합된 황산이온을 탈착시켜 재생탱크(30)로 배출시키는 이온교환수지재생단계로 이루어진다.
본 발명에 적용된 재생처리단계는 제 1 및 제 2이온교환타워(40)(50)에 폐황산을 번갈아 유입시키면서 이온교환을 수행한다.
가령, 제 1이온교환타워(40)에 폐황산이 일정시간 동안 유입되면서 도 2에 도시된 경로를 통해 이온교환이 이루어진다. 그리고 이온교환이 완료되면 도 3에 도시된 경로를 통해 제 1이온교환타워(40)에 압축공기를 유입시켜 잔존수배출이 이루어진다. 그리고 잔존수배출이 완료되면 도 4에 도시된 경로를 통해 제 1이온교환타워(40)에 탈이온수를 유입시켜 이온교환수지재생이 이루어진다. 이온교환수지재생 과정에서 얻어지는 재생황산은 재생탱크(30)로 유입된다.
제 1이온교환타워(40)에 폐황산이 유입되는 동안에는 제 2이온교환타워(50)에 압축공기와 탈이온수를 순차적으로 유입시켜 잔존수배출과 이온교환수지재생이 차례로 수행한다.
그리고 제 1이온교환타워(40)에 압축공기와 탈이온수를 순차적으로 유입시켜 잔존수배출과 이온교환수지재생을 차례로 수행하는 동안에는 도 5에 도시된 경로를 통해 제 2이온교환타워(50)에 폐황산이 유입되면서 이온교환이 이루어진다.
그리고 제 2이온교환타워(50)에서 이온교환이 완료되면 도 6에 도시된 경로를 통해 제 2이온교환타워(50)에 압축공기를 유입시켜 잔존수배출이 이루어진다. 그리고 잔존수배출이 완료되면 도 7에 도시된 경로를 통해 제 2이온교환타워(50)에 탈이온수를 유입시켜 이온교환수지재생이 이루어진다. 이온교환수지재생 과정에서 얻어지는 재생황산은 재생탱크(30)로 유입된다.
제 2이온교환타워(50)에서 잔존수배출과 이온교환수지재생이 차례로 수행되는 동안에는 도 2에 도시된 경로와 같이 제 1이온교환타워(40)에 폐황산이 유입되면서 이온교환이 이루어진다.
상술한 본 발명은 폐황산 중의 금속 이온을 이온교환시키는 방법에 의해 폐황산 중의 금속이온을 제거함으로써 황산을 효과적으로 재생할 수 있다. 또한, 본 발명은 2개의 이온교환타워에서 번갈아 가면서 폐황산을 재생시키므로 운전의 중단 없이 폐황산의 재생이 계속적으로 가능하므로 장치의 효율성을 높일 수 있다.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1: 폐황산탱크 10: 필터유닛
20: 폐수탱크 30: 재생탱크
40: 제 1이온교환타워 50: 제 2이온교환타워
60: 공기압축기 70: 탈이온수탱크
20: 폐수탱크 30: 재생탱크
40: 제 1이온교환타워 50: 제 2이온교환타워
60: 공기압축기 70: 탈이온수탱크
Claims (4)
- 금속의 표면처리 과정에서 발생된 폐황산을 저장하는 폐황산탱크와;
상기 폐황산탱크와 연결되어 상기 폐황산탱크로부터 배출되는 폐황산 중의 불순물을 제거하기 위한 필터유닛과;
상기 필터유닛을 통과한 폐황산 중의 금속이온을 제거하여 폐황산을 재생시키는 재생처리수단과;
상기 재생처리수단에 의해 폐황산으로부터 분리된 금속이온이 폐수와 함께 유입되어 저장되는 폐수탱크와;
상기 재생처리수단에서 생성된 재생황산이 유입되어 저장되는 재생탱크;를 구비하고,
상기 재생처리수단은 상기 필터유닛과 연결되어 상기 필터유닛을 통과한 폐황산을 이온교환수지와 접촉시켜 황산이온을 상기 이온교환수지에 결합시키는 이온교환부와, 상기 이온교환부에 압축공기를 공급하여 상기 이온교환부에 잔존하는 폐수를 상기 폐수탱크로 배출시키기 위한 잔존수배출부와, 상기 이온교환부에 탈이온수를 공급하여 상기 이온교환수지에 결합된 황산이온을 탈착시켜 상기 재생탱크로 배출시키기 위한 이온교환수지재생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐황산 재생장치. - 제 1항에 있어서, 상기 이온교환수지는 작용기로 -N(CH3)3 +을 갖는 것을 특징으로 하는 폐황산 재생장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 이온교환부는 상기 이온교환수지가 내부에 각각 충진되며 병렬적으로 연결된 제 1 및 제 2이온교환타워로 이루어지고,
상기 제 1 및 제 2이온교환타워에 폐황산이 번갈아 유입되면서 이온교환이 수행되며,
상기 제 1 및 제 2이온교환타워 중 어느 하나에 폐황산이 유입되는 동안 다른 하나에는 압축공기와 탈이온수가 순차적으로 유입되는 것을 특징으로 하는 폐황산 재생장치. - 금속의 표면처리 과정에서 발생된 폐황산을 폐황산탱크에 저장하는 폐황산저장단계와;
상기 폐황산탱크로부터 배출되는 폐황산을 필터유닛으로 통과시켜 폐황산 중의 불순물을 제거하는 필터링단계와;
상기 필터유닛을 통과한 폐황산 중의 금속이온을 제거하여 폐황산을 재생시키는 재생처리단계와;
상기 재생처리단계에서 폐황산으로부터 분리된 금속이온을 폐수와 함께 폐수탱크로 유입시켜 저장하는 폐수저장단계와;
상기 재생처리단계에서 생성된 재생황산을 재생탱크로 유입시켜 저장하는 재생황산저장단계;를 포함하고,
상기 재생처리단계는 상기 필터유닛을 통과한 폐황산을 이온교환수지와 접촉시켜 황산이온을 상기 이온교환수지에 결합시키는 이온교환단계와, 상기 이온교환단계 후 상기 이온교환수지가 충진된 이온교환부에 압축공기를 공급하여 상기 이온교환부에 잔존하는 폐수를 폐수탱크로 배출시키는 잔존수배출단계와, 상기 잔존수배출단계 후 상기 이온교환부에 탈이온수를 공급하여 상기 이온교환수지에 결합된 황산이온을 탈착시켜 상기 재생탱크로 배출시키는 이온교환수지재생단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐황산 재생방법.
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