KR790001907B1 - 가열 제습방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가열 제습방법

제 1 도는 본 발명의 장치의 조작공정도이며,

제 2 도는 로타리 드럼의 입단면도이며,

제 3 도는 로타리 드럼의 측단면도이며,

제 4 도는 팩킹으로 철제파이프를 사용한 로타리 드럼의 입단면도이며,

제 5 도는 팩킹으로 철제파이프를 사용한 로타리 드럼의 측단면도이다.

본 발명은 수분함유물을 가열하여 수분을 제거하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 용액형태이거나 슬러리 형태이거나 슬러지 형태이거나 또 다른 여러형태로 되어있는 수분함유물에 직접 뜨거운 기체를 불어 넣어서 수분을 증발 제거시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 특히 정상적인 가열표면에 간접 가열하므로서 가열되는 물질의 표면에서 발생되는 전열계수의 현저한 저하가 나타나는 경우라든가 또 가열에 의해서 가열되는 물질이 괴상으로 된다거나 하여 열분해를 야기시키는 경우에 사용하면 더욱 유용하다. 본 발명의 방법은 그 응용범위가 가열된 물질의 특성이나 취급되는 생성물의 특성에 의해 다소 차이가 있으나 상당히 광범위하다. 한예로 묽지 않은 발효폐액을 단순한 가열조건(실온이나 냉각에 의하여 고체화 된다)에서 농축시켜 어느 정도의 유동성을 갖는 상태로 만들수도 있다. 본 발명은 또한 폐수의 활성화된 슬러지 공정에서 배출되는 과량의 슬러지를 처리하여 함습슬러지를 건조분말 상태로 전환시키는 경우에도 응용될 수가 있다.

본 발명은 공장폐수의 연소처리에도 응용될 수 있으며 이러한 경우에는 고체입자가 증발기의 가열표면을 손상시킬 온도에 이르기전에 직접 가열에 의한 증발 농축을 중지하고 본 발명의 방법을 사용하여 중간 농축물에서 더욱 습기를 증발제거시켜 짙게만든 후에 연소로에 건조된 찌꺼기를 넣는다. 이와같은 공정을 사용함으로써 보조연료의 량이 감소 내지 전혀 필요 없게 됐다.

본 발명의 근본 목적은 가열 중에 피가열물의 침체를 배제하며 수분함유물을 가열처리하여 수분을 제거하는 방법과 장치의 개선이다. 본 발명의 방법과 장치에서는 여러개의 조작구획부(compartment)가단 면적으로 구획되어 있어서 충전물(수분함유물)을 상호간에 용이하게 분배해서 접촉될 수 있으므로서 충진물이 끊임없이 뒤섞이면서 충돌되므로서 로타리 드럼(rotary drum)내의 침체가 배제되기 때문에 가열이 골고루 이루어질수가 있는 것이다.

본 발명의 장치와 방법을 개략적으로 설명하면 수분 함유물이 공급되는 로타리드럼의 내부는 단면적으로 볼때에 수개의 조작 구획부가 종적으로 구성되어 있으며 중앙구획부는 외곽구획부에 의해 둘러싸여 있으며 각 구획부는 공급물과 용이하게 접촉될 수 있게 되어있다. 로타리드럼의 한끝으로 수분함유물을 공급하고 회전중인 드럼으로 뜨거운 기체를 불어넣으면 수분함유물이 서로 뒤섞으며 충돌하므로서 미세한 열기까지도 상호 전달되어 수분이 증발제거 되므로서 건조물질과 배출기체가 로타리 드럼의 다른 한 끝에서 나오게 된다.

본 발명의 장치에는, 건조조작을 수행하는 회전형 드럼과 수분함유물을 드럼에 공급하는 공급관과 뜨거운 기체를 드럼의 축방향으로 불어주는 로타리 드럼의 입구에 달린 에어 히타(air heater)가 장치되어 있으며 또한 각 조작구획부에는 증발용 충전물이 들어 있어서 조작중에 드럼의 회전으로 수분 함유물질과 충돌하여 접촉하여 진열을 신속히 해주므로서 수분의 증발을 조장한다. 또한 본 발명의 장치에는 공급 후드(inlet hood)가 장치되어 있어서 로타리드럼과 에어히터의 출구를 연결시켜 주며 또한 로타리드럼의 출구 끝쪽에는 하부가 개구된 배출후드가 있으며 배출후드에는 배출구가 상부에 달려 있어서 배출개스를 내보낸다.

이상과 같은 개략적인 설명을 다음에는 도면을 참조하며 설명한다.

제 1 도를 보면, 함습물이 로타리드럼(1)의 끝에 달린 공급관(12)를 통해 함습물 저장탱크(11)로부터 계속적으로 공급된다. 이때의 공급하는 방법은 함습물이 용액이나 슬러리나 반죽등등의 형태일 경우는 펌프하여 보내지만 슬러지 형태일 경우에는 콘베이어를 사용함이 좋다. 또한 이때의 함습물 저장탱크는 공급물의 물성에 따라 다르게 선택한다.

로타리 드럼(1)의 주위에는 타이어(8)이 달려 있으며 이 타이어는 지지용 롤(roll)(9)과 맞다은 상태에서 로타리드럼의 회전을 도우며 이 로타리드럼은 거스기어(girth gear)등의 동력 전달 장치에 의해 회전시킨다. 로타리드럼(1)의 입구쪽에는 송입후드(10)이 달려 있으며 이곳을 통해서 에어 히터(23)에서 나오는 뜨거운 기체를 드럼(1)로 보낸다. 에어히터(23)의 한끝에는 버너(24)가 있으며 버너의 연소 연료와 공기는 파이프 (25)와 (26)을 통해서 공급한다. 이때의 연소기체의 온도를 적정선인 600℃로 유지시키기 위해서 배출가스의 일부를 에어히터(23)으로 희석 기체도관(27)을 통해 순환시켜 연소기체와 혼합시킨다.

또한 로타리드럼(1)의 다른 한끝은 배출 후드와 연결되어 있어서 제습시킨 물질과 생성된 습기가 분리되어 습기는 배출기체와 함께 배출도관(15)를 통해 포집기(16)으로 보내서 미분말(18)을 제거한 후에 기체만이 배출송풍기(19)로 보낸다. 송풍기의 흡입력을 로타리 드럼의 압력이 대기압과 비슷한 정도로 유지시키며 그중 일부는 에어히타로 보내고 나머지는 조절밸브(21)과 배출파이프(20)을 통해 계외로 배출시킨다. 한편 드럼을 나온 제습된 물질은 입자나 슬러리 형태에 따라 다르게 고안한 배출기를 통해 계외로 뽑아낸다.

다음에는 로타리드럼(1)에서의 가열과 습기증발에 대해 구체적으로 알아보기 위해 제 2 - 제 5 도를 참조한다. 로타리 드럼의 내부에는 다수의 조작구획부로 나뉘어져 있으며 이 조작부에는 금속편팩킹(6)(packing)이 들어 있어서 팩킹이 들어오는 열을 흡수하여 충돌되는 수분함유물에게 열을 전달시킨다. 이때의 팩킹의 형태는 공급되는 물질의 특성에 따라 달라진다. 제 2 도와 제 3 도에는 액상물질이 공급되는데 이때는 직경과 같은 길이의 금속파이프를 절단하여 넣는다. 이러한 경우에는 통상 레시그링 (Raschigring)이라하는 환을 넣는 것도 바람직한 일이다. 또한 제 3 도를 보면 중앙의 조작구획부 하나를 6개의 선형조작 구획부가 둘러싸고 있으며 이 조작구획부는 1개에 인접하여 2내지 6개의 석쇠 또는 쇠그물이나 다공관 같은 형태의 벽으로 분리되어 있으므로 공급되는 물질이나 연소물과 뜨거운 기체는 통과시키지만 팩킹을 통과시키지 않는다. 그러므로 원료액이 공급파이프(12)를 통해서 로타리드럼 1의 저부에 들어오면 어떤 조작구획부에 들어가든지 곧 팩킹과 함께 드럼 1이 회전함에 따라 뒤섞이면서 위로 올라간다. 상사점에 오른 후에는 곧 하사점으로 내려와서 다시 공급원료를 받는다. 이와같은 것이 하나의 주기이며 한 주기 동안에 팩킹은 계속해서 다른 팩킹이나 함습물과 접촉되고 있다. 이 동안에 함습물은 팩킹의 내표면 또는 외표면과 계속 접촉하면서 그 조작구획부가 상사점으로 올라감에 따라 아래로 내려온다. 이러한 조작이 일어나는 한편 뜨거운 기체가 일정한 속도로 송풍되므로 팩킹으로 사용된 링의 내외표면이 열을 흡수하여 즉시 함습물로 전열한다. 이때는 드럼내의 충진물이 부단히 움직이며 뒤섞이기 때문에 충전물의 침체로 인한 열의 편재점이 없도록 유지시키며 제습시켜서 수분함량을 줄여간다. 이렇게 조작하면 문제될 만한 과열이나 피가열물의 침체가 발생되지 않는다.

본 발명의 특징의 하나는 이상에 기술한 바와같이 뜨거운 기체와 함습물을 팩킹을 사용하여 뒤섞으면서 접촉효과를 높인다는 사실이다. 이러한 경우의 팩킹으로는 기계적 강성이나 열전달효과 면에서 금속제품을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 특징의 다른 하나는 로타리 드럼이 단면으로 볼때에 독립적으로 몇개의 조작구획부로 되어 있으며 이 조작부에는 절단된 충진물들이 들어 있다는 사실이다. 이와같은 구조에 의해 로타리 드럼의 전역에서 뜨거운 기체와 공급물간의 균일한 전열이 이루어질 수 있는 것이다. 만일 이와같은 조작구획부가 없다면 팩킹은 항상 드럼의 하부에만 움직일 것이고 뜨거운 기체는 그 위로만 지나가므로서 전열효과는 극히 적게된다. 그런 경우에는 동량의 팩킹을 드럼에 사용할때의 본 발명의 효율에 비해 대단히 저조한 것이다.

이와 같이 구획부를 다수 장치하므로서 전열효과를 향상시킴은 물론 장치의 대형화까지 가능하게 만들었다. 드럼의 대형화에 따라 구획부의 수도 증가시킬 수 있으며 각 구획부를 다시 구분할 수도 있기 때문이다. 위와 같은 경우의 전열효과는 직선상으로 배열된 각 구획부의 상을 달리하므로서 뜨거운 기체의 경로를 꼬불꼬불하게 하여 높인다.

취급할 공급물의 성질에 따라서 드럼(1)의 내부는 제 4 도와 제 5 도 처럼 변형시킬 수도 있다. 제 4 도와 제 5 도는 폐수처리의 활성화된 슬러지 공장에서 나오는 슬러지를 제습 건조시켜서 슬러지를 분말형태로 회수 시키는 경우에는 사용할 수 있다. 이때의 파이프의 길이는 구획부의 길이보다 더 길며 한쪽끝이 막혀 있어서 공급물이 파이프안으로 들어가는 것을 방지한다. 이 경우의 드럼은 중상구획부를 합해서 5개의 구획부로 되어 있으며 각 구획부에는 적당한 갯수의 파이프가 설치되어 있으며 이 드럼에는 구획판(2')와 중심구획부를 구분시키는 원통형벽(3')과 양끝쪽격벽(4')와 중간격벽(5')가 장치되어 있다.

제 4 도와 5 도를 보면 드럼(1')는 오른편으로 경사져 있으므로 좌측에는 격벽이 없어도 드럼이 회전하는 동안에도 금속파이프가 좌단에서 빗나갈 염려가 없다. 공급파이프(12')를 통해 구획부로 들어간 공급물은 제습시킨후 건조시키는데 이러한 조작중에 팩킹파이프 사이에서 마쇄가 계속된다. 이러한 경우에 팩킹파이프의 벽은 전도체의 역할을 하며 파이프 위에 얹혀진 함습물은 열을 받고 떨어지며 이때는 과열점의 발생으로 인한 침제나 분해를 방지해야 한다. 이와같은 조작을 통해서 공급물은 각 반응부내와 사이를 중력에 의해 이동하면서 계속되는 뜨거운 기체의 열을 받아 제습 건조된다.

여기에 설명한 바외에도 다수의 예가 있으나 중복을 피하기 위해 생략한다.

[실시예 1]

시험용 농축/증발기를 만들되 도면 2 와 3 과 같은 구조를 가지며 드럼의 내경이 380mm이고 전장이 770mm이며 내용적이 86.7ℓ되도록 만들었다. 20A 철제 파이프를 30mm크기의 환으로 끊어서 각 구획부의 65%가 되도록 채운다. 프로판가스를 연소시켜 뜨거운 기체를 희석후에 공기와 함께 축방향으로 불어준다.

이때에는 당밀을 알콜발효시킨 증류폐액을 간접가열시켜 얻은 약 35% 농도로 된 것을 공급파이프 12를 통해서 드럼에 공급했다. 이 조작의 결과를 다음 표에 기록한다.

여기서의 증발속도는 로타리 드럼 단위 체적당의 증발량으로 표시했다.

[실시예 2]

실시예 1의 장치를 사용하되 로타리 드럼의 내부를 제 4 도와 제 5 도와 같이하고 각 구획부를 축방향으로 일직선상으로 3번 구획시킨다. 20A 철제 파이프를 250mm의 길이로 자라서 팩킹으로 사용했으며 양편끝을 막은후에 각 구획부의 체적의 50%를 접하도록 설치했다. 그후에 뜨거운 기체를 불어넣으면서 폐슬러지 케익을 공급하여 다음표와 같은 결과를 얻었다.

위의 매 경우마다 건조된 슬러지가 분말상태로 생성되어 드럼에서 용이하게 꺼낼 수 있었으며 각 반응부에서는 공급물에 의한 별다른 문제점이 발생되지 않았다.

Claims (1)

1. 측단면이 중심원통형 구획부와 외곽 구획부를 포함하는 관통된 여러개의 종적으로 뻗은 조작 구획부로 나누어지고 각 구획부에 자유롭게 움직이는 팩킹을 넣은 회전드럼의 한쪽 끝에 함습물질을 도입하면서 회전 드럼의 같은쪽 끝에서 열풍을 불어넣어 드럼의 전 단면에 걸쳐 균일하게 불도록하여 각 조작구획부 내의 팩킹과 함습물질이 열풍과 서로 접촉하여 끊임없이 회전충돌하여 열풍의 열이 함습물질에 민감한 열전달을 하게 하면서 회전 드럼의 다른 한쪽끝에서 제습된 물질을 송풍기에 의한 배출기체와 함께 배출시키도록 하는 함습물질의 가열제습방법.

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