KR910001944B1 - 밀집형 다단용매 추출방법과 그장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

밀집형 다단용매 추출방법과 그장치

제1도는 믹서-세틀러의 혼합조 및 정치조 배치도로서 1a도는 평면도 1b도는 입면도.

제2도는 정치조의 계면조절 원리설명도.

제3도는 믹서-세틀러의 구성도.

제4도는 간 정치조에서의 수용상과 유기상의 질산농도분포.

본 발명은 용액에 녹아있는 물질을 qj혼합성 용액으로 그 물질을 추출하여 분리 정제하는 밀집형 다단 연속식 추출장치에 관한 것이다.

현재까지 사용되고 있는 추출장치는 믹서-세플러(MIXRR-SETTLER), 맥동탑 및 충전 탑등이 있는데 밀집형 다단추출기로는 믹서-세틀러가 많이 사용되고 있다.

밀집형 다단추출기는 정치조와 혼합조간에 유체를 이송하는데 핌프를 사용할 수 없으므로 혼합조의 임펠러(IMPELLER)가 용액의 혼합과 펌프역할을 겸용하도록 하며 혼합조에서 정치조로 용액을 이송하며 정치조에서 혼합조로의 용액 이송은 오버 플러우(OVER-FLOW)에 의존하고 있다.

이와같은 조건하체서 정치조와 혼합조를 배열하면 이들이 지그재그형으로 배열이 되어 정치조의 유기상과수용상의 계면을 양쪽에서 조절하여야 한다. 사람이 접근할 수 없는 차폐공간에서 양쪽의 계면을 관찰하여 이를 조절하는 것은 조언이 어러움이 따른다.

본 발명은 상술한 바와 같이 기존 믹서-세틀러의 정치조와 혼합조를 재배열하여 차폐공간에서 정치조의 계면을 쉽게 조절할 수 있게 발명한 것이다.

이하 발명의 요지를 첨부면에 의하여 상세히 설명하면 다음과같다.

본 발명장치는 제1도에서 보는 바와같이 정치조(1)과 혼합조(2)를 일렬로 배치하였으며 정치조의 계면을 조절할 수 있도록 스크류형 밸브(3)을 부착한 것이다.

정치조의 계면조절은 밀집형 다단 추출장치에서 각단의 체류시간을 같게할 수 있는 유일한 방법이므로 용상의 유로에 설치되어 있는 밸브를 조절하므로 이를 조절하게된다.

제2도에서 보는것처럼 혼합용액이 정치조의 중간에서 들어오면 정치조에서는 가벼운 유기상(4)과 무거운수용상(5)으로 분리된다. 이때 수용액에서 나가는 A점에서 압력을 나타내는 식은 P=P_LY+P_H(Z-Y)가된다.

여기서 P는 압력, P_L은 유기상의 밀도, P_H는 수용상의 밀도, Z는 두상의 전체높이, Y는 유기상의 계면과 수면사이의 높이 가된다. 수용상이 A점에서 유로를 통하여 대기압으로 나갈때 A점에서의 압력은 P=(Z-X)가된다. X는 정치조수면과 수용상의 출구간의 거리이다.

따라서는 제면의 위치는

가 된다.

여기서 각상의 밀도가 각단에서 일정하다면 그 단위 계면의 위치는 X를 조절하므로 결정할 수 있기 때문에 유로의 높이를 조절할 수 있는 밸브를 설치하여 계면의 위치를 조절하게 된다. 이와같이 조절되는 계면은 관찰이 용이하며 밸브를 쉽게 작동할 수 있어야 한다.

본 발명장치의 구성은 제3도에 표시한 것처럼 정치조과 흔합조가 밀집하여 구성된 본체(10)과 파단 추출장치의 임펠러를 같은 속도로 유지하는 기어박스(20)와 임펠러의 속도를 조절하는 DC 모터(30)으로 되어있다.

계면조절용 밸브를 조절할 수 있는 놉(40)를 기어뭉치에 부착하여 이를 좌우로 회전시키므로 유로에 설치되어 있는 밸브(3)가 좌우로 회전된다.

유로에 꽃혀있는 밸브(3)는 중심(60)이 뚫런 있으며 외부를 S자형홈(70)을 파낸 원통관으로서 원통형 유로에 밀착되어 있어 이의 회전에 따라 S자형홈(70)의 높이가 달라지므로 상술한 X의 길이가 조절된다.

밸브와 유로의 관벽사이에는 유체에 의해서 씰링이되고 윤활이 될 수 있도록 간극을 잘 조절하여 제작하여야 한다 임펠러(80)은 통상 사용되는 구멍(90)이 뚫린 평판형을 사용하였으며 이와 혼합조벽의 간극에 의하여 펌핑 효과를 일으킬 수 있게 하였다. 임펠러의 속도는 DC 모터의 전압을 변화시키므로 조절할 수 있도록 하였다.

본 발명장치를 추출단수 8단으로 제작하여 용매추출실험을 한 결과를 제4도에 도시하였다.

본 실행에서는 3.0M 질산을 추출대상물질로 하고 추출제로는 트리부칠포스페이트(30%-TBP/dodecame)을 사용하였다. 유기상은 제8단에서 수용상온 제1단에서 각각 4.2ml/min의 유속으로 주입시켰고 임펠러의 속도는 2000rpin으로 유지시켰다. 이 그림에서 제8단은 추출이 시작되는 단계이고 6단부터는 유기상에 0.6M 정도의 질산이 포화되어 있는 상태를 나타내고 있다.

제1단에서 제6단 사이의 유기상의 질산농도는 변화를 나타내지 않으므로 각 단의 흐름에 유량변화가 없음을 간접적으로 입증하고 있는 것이다. 실제로 3.0M 질산을 30% TBP에 추출할때 유기상에 분포되는 질산의 농도는 0.6M 정도이므로 본 발명장치의 성능이 입증되었다.

본 발명장치의 특징은 밀집형 다단 추출기에서 앞면에는 정치조만 일렬로 배열하여 앞면에서 정치조와 계면을 쉽게 관찰할 수 있도록 하고 계면을 조절하는 밸브에 연결한 놉을 앞면의 기어박스에 설치하여 이를 회전시키므로서 계면을 관찰하여 조절할 수 있도록 한 것이다.

이는 추출대상물이 유해물질인 경우 특히 방사성 물질인 경우에는 운전중 작업자의 접근이 불가능하기 때문에 필요에 따라 원력조정에 의하여 계면조절밸브에 연결된 놉을 회전시키므로 정치조의 계면을 간단히 조절할 수 있어 용매추출조업의 안전성을 유지할 수 있다.

따라서 본 발명장치는 원자력시설등에서 유해성 물질을 분리, 정제하는데 사용되는 밀집형 다단 추출장치로 적합한 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 밀집형 다단 용매추출장치에서 정치조와 혼합조를 한족방향으로 각각 배열하므로 한면에서 정치조의 폐면을 용이하게 관찰할 수 있음을 특징으로 하는 밀집형 다단용매 추출방법.
2. 정치조와 혼합조간의 수용상 유로에 S자형홈(70)이 외면에 파인밸브(3)를 설치하여 이를 놉와 연결시키므로 이 놉의 회전에 의하여 정치조의 계면을 용이하게 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한 밀집형 다단용매 추출장치.

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