KR810000372B1 - 습윤 폐활성탄의 재생장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

습윤 폐활성탄의 재생장치

제1도∼제3도는 본 발명장치의 각 예를 표시한 설명도.

본 발명은 훗퍼로부터 공급되는 습윤폐(濕潤廢)활성탄을 고온하에서 반응가스와 접촉시키는 습윤폐 활성탄의 재생장치에 있어서 그 훗퍼내에 장치로부터 고온 배출가스를 유도하는 닥트를 설치하며 또한 그 훗퍼의 하부에 그 활성탄으로부터 분리된 물을 배출하기 위한 집수(集水)해더를 설치한 열경제성이 높은 재생장치를 제공한다.

본 발명은 습윤폐활성탄을 고온하에서 가열재생하기 위한 장치에 관한 것이다.

최근 각종 폐수의 배출규제가 강화되는데 따라서 그의 고차(高次)처리법으로서 활성탄 흡착법이 채택되는 기회가 많아진 반면에 사용된 활성탄의 재생장치도 폐수처리 대책에 잇어서 중요한 구성요인으로 생각하게 되었다. 이와같이 사용된 활성탄을 저장이나 수송등의 취급의 편의상, 수중 즉 물과의 혼합상태로 되어 있으므로 재생장치로 공급할때에는 미리 기계적고, 액(固·液)분리 장치에 의하여 대체적으로 물을 재래의 이와 같은 습윤폐활성탄의 재생에는 가열로내에 설치된 내열금속제 재생관내에 활성탄을 하강 이동시키면서 그것을 로내의 고온 연소가스(연료의 연소에 의하여 얻어지는)에 의하여 외부로부터 간접적으로 가열하는 동시에 관 하부로부터 수증기 등의 재생용 가스 또는 적절한 반응가스를 공급접촉 시키는 장치 고온 연소가스를 유동매체로 하는 유동상내(流動床內)에 활성탄을 공급하므로서 활성탄을 직접 가열하는 동시에 그 가스와 접촉시키는 장치 또는 다단식 붕판(多段式棚板)의 최상에 활성탄을 강하이동 시키면서 하부로부터 고온연소 가스를 공급하여 활성탄을 직접 가열하는 동시에 그 가스의 접촉시키는 장치등이 사용되고 있다. 이들의 재생장치에 있어서는 어느 것이나 건조 소성 및 부활의 3개 기본 공정에 의하여 재생이 이루어지나 통상 습윤폐활성 탄 중에는 고, 액분리후에도 아직 상당량의 물이 포함되어 있으며 특별한 건조 또는 예비건조 수단을 갖추지 못한 재래의 재생장치에 있어서는 그 물의 증발건조가 커다란 열부하(熱負荷)가 되어 장치의 경제성을 나쁘게 하고 있었다.

여기에서 본 발명자들은 전술한 간접가열형 재생장치에 있어서 가열로외에 건조용 열원으로서 장치로부터의 고온 배출가스를 이용하는 증발건조기를 설치하는 것을 제안하였다(미국특허 4,008,994)이 제안장치에 의하면 건조기 내에서 고온배출가스의 현열(顯熱)에 의하여 미리 활성탄을 대략 증발건조후 재생관 내에서 소성 및 부활시킬 수 있으므로 재생관내에서만 이들의 3공정을 하고 있었다.

재래의 간접가열형 재생장치에 비하여 연료 소비량 뿐만 아니라 고가의 내열금속 재료의 사용량을 절감할 수가 있으나 배출가스의 열회수에 특별한 건조수단을 설치할 필요가 있어서 장치의 설비비가 많아지는 결점이 있었다.

본 발명의 제1의 목적은 재래의 장치보다도 대폭적으로 열경제성을 향상시킨 습윤폐활성탄의 재생장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 제2의 목적은 배가스의 열회수를 하는데도 불구하고 특별한 건조수단은 필요로 하지 않을 것이며 따라서 전기(前記)한 바와 같은 제안의 배출가스의 열회수를 하는 재생장치에 비하여 보다 경제적인 습윤폐활성탄의 재생장치를 제공하는 것이다. 즉 본 발명은 홋퍼로부터 공급되는 습윤폐활성탄을 고온하에서 반응가스와 접촉시키는 습윤폐활성탄의 재생장치에 있어서 그 훗퍼내에 장치로부터의 고온배가스를 도입하는 닥트를 설치하며 또한 그 홋퍼의 하부에 그 활성탄으로부터 분리된 물을 배출하기 위한 집수해더를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다. 재래의 습윤폐활성탄의 재생장치에 있어서 활성탄을 장치내에 공급할 때 홋퍼를 사용하는 것은 관용수단이나 그것은 단지 공급장치로서의 기계적 기능을 갖춘데 불과하였다.

그러나 본 발명자들은 홋퍼내의 습윤폐활성탄에 포함되어 있는 물의 거동에 대하여 관찰한바 홋퍼내에서 그 활성탄이 가열되었을 경우 단순한 기계적 분리만으로서는 분리되지 않았던 활성탄입자에 동반된 물이 주로 가열면에 가까운 부분으로부터 홋퍼의 기벽측(器璧側)으로 이동하며 기벽측에 다량의 물이 분리되는 것을 볼 수 있었다. 이 다량의 물은 가열면에 접근한 물이 증발하여 기벽측으로 이동하여서 방열응축(放熱凝縮)한다는 싸이클의 반복 즉 연속적인 증발 응축의 매카니즘에 의하여 기벽측으로 접합된 것으로 추정된다.

본 발명에 있어서는 이와 같이 하여 액상으로 모여진 물은 홋퍼의 하부에 설치된 집수 헤더로부터 꺼내지며 또한 홋퍼내의 활성탄은 홋퍼내에 설치된 배출가스 닥트에 의하여 가열되므로서 재래의 재생 장치에 비하여 장치의 열경제성 및 설비비를 대폭 개선할 수가 있다.

이하 본 발명장치의 구성을 도면에 의하여 설명하는 동시에 이와 같은 구성을 채택하므로서 얻어지는 효과를 실시예에 의하여 설명한다.

제1도는 가열로내에 설치된 내열금속제 재생관에 습윤폐활성탄을 하방으로 이동시키면서 가열로내에 설치된 버어너로부터의 고온연소가스에 의하여 활성탄을 간접적으로 가열하는 동시에 관 하부로부터 공급되는 수증기등의 재생용 가스와 접촉시키므로서 재생을 하는 간접가열식 재생장치에 본 발명사상을 적용한 예이다.

제1도에 있어서 (1)은 1개 또는 여러개의 버어너(2)가 있는 가열로 본체이며 그것의 대략 중앙에 재생관(3)이 설치되어 있다.

재생관(3)은 외관(3a) 및 이와 동심적(同心的)으로 배치된 내관(3b)로서 형성되었으며 양자(3a)와 (3b)와의 사이에 환상단면을 가진 재생실(3c)을 형성하고 있다. 사용된 활성탄의 저장조(貯藏槽)(도시하지 않았음)에 잇어서 수중에 유지되어 있는 사용된 활성탄은 스크류컨베어등의 고액 분리점 공급수단(13)에 의하여 대략물을 뺀 다음에 홋퍼(4)로 공급된다. 홋퍼(4)는 역원주상으로 되어 있으며 그 하단은 외관(3a)의 상단에 접속되어 있다.

또한 홋퍼(4)의 대략 중심에는 내관(3b)가 관통하고 이 내관은 또다시 엑스펜숀 죠인트(5)에 의하여 연도(6)에 접속되어 있다. 홋퍼(4)내의 내관(3b)의 상부는 배출가스 닥트로서의 기능을 갖고 있다. 전술한 바와같이 고액 분리된 습윤폐활성탄은 홋퍼(4)로부터 재생실(3c)내를 하강하는 동안에 가열로(1)의 버어너(2)로부터의 고온연소가스에 의하여 외부로부터 간접가열되는 동시에 재생실(3c)의 하부에 설치된 수증기 공급관(7)으로부터 공급되는 수증기와 향유적(向流的)으로 접촉하므로서 재생이 이루어진다. 다시 첨가하자면 내외의 재생관의 관벽에는 제각기 많은 개공(開孔)이 설치되어 있어서 반응가스로서의 수증기는 활성탄의 재생에 수반되어 탈착(脫着)된 물질과 함께 이 개공을 통하여 연소가스 속으로 배출된다.

그렇게 하여서 재생된 활성탄은 재생실(3c)의 하단에 설치된 테이블 휘이더어 등의 적절한 제품배출수단(8)에 의하여서 적량식 꺼어낸다. 제1도에 예에서는 전술한 바와같이 외관(3a)과 내관(3b)으로 이루어진 재생관(3)으로 형성되는 환상단면의 재생실(3c)을 하강하는 폐활성탄은 외관벽 및 내관벽의 양면으로부터 가열되게끔 구성되어 있으므로 버어너(2)로부터의 연소가스를 내관(3b)내로 유도하는 수단으로서 그 하부에 연통관(9)이 배설되어 있다. 이와같이 하여 연소가스는 내관(3b)내를 상승하여 홋퍼(4)에 도달되어 홋퍼내의 습윤폐활성탄을 가열한다. 여기서 활성탄입자에 동반되어 있던 상당량의 물은 전술한 바와 같은 메카니즘에 따라서 홋퍼 기벽측으로 이동하며 최후에는 기벽에 따라서 하강한다.

이 경우 활성탄 입자에 동반되어 있던 물은 온도 상승에 따라서 입자로부터 용이하게 분리하게 되며 또한 하강이동도 촉진되어서 홋퍼(4)의 하부에 설치된 집수해더(10)로부터 계외(系外)로 배출된다. 동시에 물의 잔부는 증발하여 홋퍼(4)의 정상에 설치된 증기 배출관(11)으로부터 발출되며 필요에 따라서 밸브(12) 또는 (12')를 거쳐서 연도(6) 및 가열로(1)내로 유도되어 최종적으로 장치로부터의 배출가스와 함께 대기중으로 방출된다.

그러나 이 배출증기중에는 활성탄에 흡착되어 있던 유해물질의 증기가 포함되어 있을때가 있으므로 그대로 대기방출이 바람직하지 않은 경우에는 밸브(12')를 거쳐서 가열(1)로 유도하여 거기에서 소각 무해화 할 수도 있다.

다음에 본 발명의 사상을 유동상형 재생장치나 다단로형(多段爐型) 재생장치와 같은 직접가열식 재생장치에 적용한 예를 제2도 및 제3도에 의하여 설명한다.

제2도에 있어서 스크류 휘이더어(27)에 의하여 고, 액 분리되어 홋퍼(22)내에 공습된 습윤폐활성탄은 홋퍼(22)내를 하강하는 동안에 유동상형 재생로(21)의 정상부에 설치된 연도(23)로부터의 고온배출 가스에 의하여 홋퍼(22)내에 설치된 배출가스 닥트(24)의 벽면에 의하여 가열되며 이와같이 하여 제1도의 예와같이 홋퍼(22)내에서 분리된 물은 집수헤더(25)로 모여져서 이2곳으로부터 계외로 배출된다. 또한 홋퍼(22)내에 존재하는 수증기는 밸브(12) 또는 (12')에 의하여 연도 및 고온가스 발생실로 도입된다.

다시금 필요시에는 밸브(12')를 통하여 유동상내로 도입할 수가 있다. 한편 활성탄은 휘이더어(26)에 의하여 재생로(21)내에 설치된 분산판(28)의 상방으로 공급되어 버어너(20)로부터의 고온연소 가스에 의하여서 유동화 되는 동시에 이 연소가스와 직접 접촉하므로서 재생이 이루어진다.

이와 같이하여 재생된 활성탄은 유동계면(界面) A의 하방에 설치된 배출노즐(29)로부터 꺼어내 진다.

더구나 본예에 있어서도 재생로(21)내에 적당한 곳으로부터 수증기의 재생용 가스를 도입하여 재생을 촉진할 수가 있다. 다음에 제3도의 예에 관하여 설명하자면 제2도의 예와 같이 스크류 휘이더어(37)에 의하여 고, 액 분리되어 홋퍼(32)내로 공습된 습윤폐활성탄은 홋퍼(32)내를 하강하는 동안에 다단식 재생로(31)의 정상부에 설치한 연도(33)로 부터의 고온 배출가스에 의하여 홋퍼(32)내에 설치된 배출가스 닥트(34)의 벽면에 의하여 가열되며 이와같이 하여 홋퍼(32)내에 분리된 물은 집수헤더(35)로 모여져서 개외로 발출된다. 또 홋퍼(32)내에 존재하는 수증기는 밸브(12) 및 (12')에 의하여 연도 및 재생실로 도입된다. 한편 활성탄은 휘이더어(36)에 의하여 다단로형 재생로(31)내에 설치된 여러개의 붕판의 최상단(38a)으로 떨어져서 재생로(31)의 중심부에서 회전하는 스크래퍼(39a)에 의하여서 전기붕판(38a)위를 그 중심을 향하여 이동된다.

이와같이 하여 최상단의 붕판(38a)에 긁어 모여진 활성탄은 다음에 그 개구(40a)로부터 다음단의 붕판(38b) 위로 낙하되며 동일하게 (39b)에 의하여 외방으로 향하여서 이동하며 개구(40b)로부터 다시금 하단의 붕판으로 낙하한다.

이하 동일하게 다음단으로의 낙하이동을 반복하는 동안에 버어너(30)로 부터의 고온연소가스와 접촉하므로서 재생이 이루어진다. 최하단의 붕판(38x)위의 재생된 활성탄은 그 개구(40x)를 경유한 후 스크래퍼(39x)에 의하여 긁어 모아져서 최종적으로 제품배출구(41)로부터 꺼내어진다.

이 재생장치에 있어서도 적당한 곳으로부터 적절한 재생용가스를 도입할 수 있는 것은 물론이다.

위에서 표시한 재생장치는 어느 것이나 본 발명의 재생장치의 일예에 불과하여 이들 장치를 변형한 장치에 있어서도 적용이 가능한 것은 재론을 요하지 않는다.

이하 실시예를 표시한다.

[실시예]

석유정제 공장에 있어서 물처리 프랜트로부터 배출되는 사용된 활성탄을 스크류휘이더어에 있어서 대강 물을 뺀후(이때에 얻어진 습윤폐활성탄에는 활성탄의 정미(正味)중량과 거의 동량의 물이 포함되어 있다) 제1도에 표시한 장치를 사용하여 하기와 같은 조건하에서 재생처리를 하였다.

[운전조건]

가열로내 상부온도 840℃ 연도내 온도 445℃

재생실내 상부온도 242℃

[공급량]

폐활성탄 90㎏/hr 연소공기 500N㎥/hr

동반수분 76.7㎏/hr 재생용 스팀 30㎏/hr

연료(코오크스로가스) 74N㎥/hr=326,000㎉/hr

위의 결과는 아래와 같다.

집수헤더로부터의 배수량 24.7㎏/hr

증기배출관으로부터의 배출 증기량 14.4㎏/hr

재생활성탄 단 연료 소비량 2.480㎉/㎏

한편 본 장치에 있어서 집수헤더로부터 물을 빼어내지 않은 것 외에는 동일한 방법으로 재생을 한 바 재생활성탄 당 연료 소비량은 3,500㎉/㎏였다.

본 발명의 실시상태를 다시 기술하면 다음과 같다.

1. 전기 장치가 간접가열식인 습윤폐활성탄의 재생장치

2. 습윤폐활성탄의 재생실이 가열로 내에 거의 동심적으로 배설된 외관과 내관으로 형성되었으며 또한 내관과 가열로가 연통관에 의하여 접속되며 그 홋퍼의 하단이 외관의 상단에 접속되어 내관이 그 홋퍼내를 관통한 습윤폐활성탄의 재생장치.

3. 홋퍼내에서 발생한 수증기를 가열로 및 연도로 유도하는 수단을 설치한 습윤폐활성탄의 재생장치.

4. 전기 장치가 직접가열식인 습윤폐활성탄의 재생장치.

5. 습윤폐활성탄이 하방에 고온 연소가스 발생실 및 상방에 유동상실(流動床室)이 있는 유동상형 재생로로 공급되어 분산판을 통하여 상승하는 고온 연소가스에 의하여 유동되는 습윤폐활성탄의 재생장치.

6. 홋퍼내에서 발생한 수증기를 재생로 및 연도로 유도하는 수단을 설치한 습윤활성탄의 재생장치.

7. 습윤폐활성탄이 다단식 재생로에 도입되어 다수의 붕판(棚板)과 그 축상(軸上)에서 회전하는 스크래퍼에 의하여 최상단으로부터 순차적으로 하단의 붕판으로 낙하되는 동안에 재생로의 하부로부터 공급되는 고온 연소가스와 접촉하는 습윤활성탄의 재생장치.

8. 홋퍼내에서 발생한 수증기를 재생로 및 연도로 유도하는 수단을 설치한 습윤활성탄의 재생장치.

Claims (1)

1. 홋퍼로부터 공급되는 습윤폐활성탄을 고온하의 반응가스와 접촉시키는 습윤폐활성탄의 재생장치에 있어서 이 홋퍼내에 장치로부터의 고온 배출가스를 유도하는 닥트를 설치하며 또한 그 홋퍼의 하부에 활성탄으로부터 분리된 물을 배출하기 위한 집수(潗水)헤더를 설치한 것을 특징으로 하는 습윤폐활성탄의 재생장치.

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