KR950004654B1 - 소석회 수용액을 제조하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

소석회 수용액을 제조하는 방법 및 장치

제1도는 본 발명에 따른 장치의 한 실시예를 나타내는 단면도.

제2도는 제1도의 A-A선에 따라 취한 단면도.

제3도 내지 제9도는 본 발명의 장치에 이용된 유동화된 소석회층 높이 제어 장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 용해조 2 : 급수관

3 : 교반 블레이드 4 : 격판

5, 5a : 경사판 7 : 호퍼

9 : 제어기 12 : 수집기

본 발명은 탭물(tap water)의 질적 향상을 위해 사용될 소석회의 수용액의 제조용 방법 및 장치에 관한 것이다.

탭물 "적조"(red water)로 공급되는 것을 방지하는 공지기술은 가성소다 주입, 소다회 주입과 소석회 주입을 구비한다. 이중에서, 소석회가 처리할 물의 PH를 증가 시킬뿐만 아니가 주성분으로서 소석회에 함유된 칼슘이 신체에 좋기 때문에 그리고 분말이 아니고 수용액으로서 소석회 주입의 기술이 발전되었기 때문에 소석회 주입은 최근에 주의를 끌어 탭물 공급자의 물정화 공장에서 많이 적용된다.

소석회 수용액의 연속 제조에 대하여 그와 같은 장치를 사용하는 방법은 예를들어 미합중국 특허 제4,389,376호에 설명되었다. 미합중국 특허 제4,389,376호에 설명된 방법은 그 상부가 원통형 또는 직사각형이고 반면 그 하부가 역원뿔대형인 탱크와, 탱크의 하부에 연결된 급수관과 불용성 물질 방출관과, 수평으로 회전하여 급수관의 출구 단부를 지나 배치된 교반기 블레이트와, 탱크 상부의 모서리에 의해 제공되며 소석회 수용액을 꺼내기 위한 방출관을 가지는 유출 용액 수용부를 구비하는 장치를 사용한다.

상기 방법에 있어서, 축적된 소석회 입자층은 탱크에 형성되고 저속 교반으로 물이 탱크의 하부로부터 정속도로 공급되고 소석회 수용액이 탱크의 상부로부터 꺼내어진다.

그러나 교반기만이 배치된 소석회 용해조에 있어서 너무 큰 급수 속도가 소석회의 유출 수용액에 소석회 슬러리 블랭킷의 부분을 운반할 수 있는 가능성이 있기 때문에 탱크의 상부에서의 물이 기껏해야 약 0.2mm/sec의 속도에서 상승하는 그와 같은 저속에서 급수가 수행된다. 그와 같은 대규모 물 처리 공장에서 실제로 장치를 사용하는 입장에서는 물상승 속도가 너무 늦다. 그러므로 상기 종래의 장치는 대규모 물처리 공장에서의 사용에 대해 장치는 그 크기가 증가 또는 많은 수가 설치되어 많은 설치 영역의 필요성과 제조 비용의 증가를 초래하는 결점을 가진다.

본 발명자는 물이 용해조에서 증가된 공급 속도와 그리고 증가된 물상승 속도에서 용해조에 공급되는 소석회 용해 장치를 발전시켜 소석회 미세 입자가 탱크의 밖으로 유출하는 것을 방지하는 연구를 수행하여 단위시간과 단위 장치 볼륨당 제조된 소석회 수용액의 양을 증가시키고 장치 크기의 감축을 달성했다. 그 결과 소석회 용해조에 유동 소석회층의 높이를 조절하는 장치를 배치함으로써 그와 같은 장치를 발전시키는데 성공했다. 그리하여 본 발명이 성취되었다.

따라서 본 발명은 원통형 또는 직사각형의 용해조와 탱크의 하부에 연결된 급수관과, 그 하부에서 탱크내에 배치된 교반 블레이드와, 소석회의 수용액을 방출하기 위해 탱크의 상부에 유출된 유출관과, 교반 블레이드위의 탱크내에 배치된 유동 소석회층 높이 조절 장치를 구비하는 소석회 용해 장치안으로 물을 도입하는 단계와, 이어서 예정된 소석회의 량을 탱크안으로 도입하는 단계와, 원통형 또는 직사각형 상부에서 물이 0.25내지 1.2mm/sec의 속도로 상승되는 속도에서 저속 교반으로 급수관으로부터 탱크에 물을 공급하는 단계와,탱크로부터 유출관을 겨처 소석회의 수용액을 꺼내는 단계를 특징으로 하는 소석회 수용액을 제조하는 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 원통형 또는 직사각형의 용해조와, 탱크의 하부에 연결된 급수관과, 그 하부에서 탱크내에 배치된 교반 블레이드와, 소석회의 수용액을 방출하기 위해 탱크의 상부에 연결된 유출관과, 교반 블레이드위의 탱크내에 배치된 유동 소석회층 높이 조절 장치를 제공하는 것이다.

소석회 수용액을 제조하는 본 발명에 사용된 장치는 원통형 또는 직사각형의 용해조, 탱크의 하부에 연결된 급수관, 탱크의 하부에 연결된 소석회 수용액을 방출하는 유출관을 구비한다. 탱크도 그 하부에 배치된 교반 블레이드가 설치된다. 또한 소석회 입자의 유동층의 높이를 조절하는 장치가 교반 블레이드위의 탱크에 배치된다.

미리 소석회와 물이 용해조안으로 도입된 연후에 물도 탱크의 하부로부터 교반으로 공급되는 경우에, 용해조의 하부에 소석회 입자의 유동층을 형성하면서 소석회가 점차로 용해된다. 유동층의 높이는 물 공급 속도(탱크내의 물 상승 속도)증가와 함께 증가되고, 그리하여 너무 큰 물 공급 속도는 비용해된 소석회 입자가 탱크의 상부로부터 방출된 소석회 수용액에 포함된다. 물 흐름의 상승과 함께 소석회 입자와 상승은 용해조내에 물 흐름의 상승을 억제하는 저항기를 배치함으로서 방지된다. 그러므로 소석회 용해조내에 저항기를 제공함으로서 소석회 입자의 유동층의 높이는 상대적으로 낮게 유지되고, 물 상승 속도가 어느정도 증가한다해도비용해된 소석회 입자가 방출되는 것을 방지한다. 본 발명에 있어서 그와 같은 저항기는 유동층 높이 조절 장치로 언급된다.

본 발명에 사용된 용해조에 이용될 유동층 높이 조절 장치는 다양한 구조를 가진다. 그 대표적인 예는 제1도에 도시한 바와 같이 하나의 경사판을 구비한다. 유동화된 소석회 높이 조절 장치같은 경사판이 용해조에 배치된 제1도에 나타낸 소석회 용해 장치는 하기에 설명된다.

제1도에 있어서, 원통형 또는 직사각형의 용해조(1)가 도시되었다. 용해조는 그 상부가 원퉁형이며, 그 하부가 역원뿔대형이다. 급수관(2)과 교반 블레이드(3)가 나타나 있다. 용해조(1)의 원통형부의 측벽옆에 소석회 도입부를 형성하는 격판(4)과 격판(4)과 탱크의 대향측간에 비스듬히 배치된 유동화된 소석회층 높이 조절 장치 같은 경사판(5)이 도시되었다. 또한 소석회 수용액을 방출하는 유출 또는 방출관(6)이 도시되었다.

격판(4)은 소석회가 탱크(1)의 상부로 도입되고 경사판(유동층 높이 조절 장치)이 없는 영역을 형성한다.

격판(4)은 탱크벽 옆에 공급되는 소석회에 충분한 영역을 형성하도록 탱크(1)의 수면위로부터 탱크(1)의 하부에 배치된 교반 블레이드위와 가능한한 수면 훨씬 아래인 곳까지 연장된다. 용해조의 하부가 역원뿔대인 경우에, 격판(4)은 역원뿔대까지 연장되도록 배치되는 것이 적합하다.

격판(4)과 유출관층 탱크벽 간의 동일 거리에서 서로 떨어져 둘이상의 경사판(5)이 배치된다. 경사판(5)은 그 하단이 유출관측 탱크벽에 가까이 위치 결정되고 그 상단이 격판(4)에 가까이 위치 결정되어 소석회 수용액을 방출하는 유출관(6)이 배치된 탱크 부분과 마주하는 식으로 경사진다. 제2도는 제1도의 A-A선을 따라 취단 단면도이다. 최하부 경사판(5a)은 그 상단이 격판(4)과 접촉하고 그 하단이 교반 블레이드(3)를 위한 축(3a)과 유출관측 탱크벽 간에 배치되는 식으로 배치된다. 다른 경사판은 판간의 거리가 5 내지 50mm로 경사판(5a)위에 평행하게 된다. 소석회 슬러르가 탱크벽을 따라서 짧게 잘라지는 것을 방지하도록 공간없이 최상부 경사판(5b)이 탱크벽과 접촉하는 것이 제공되면 경사판의 상단은 20 내지 100cm까진 수면 아래에 배치되고, 그 하단은 10 내지 30cm까지 탱크벽으로부터 떨어져 위치 결정된다. 제1도에 있어서, 소석회를 도입하는 호퍼(7)와, 불용성 기판을 방출하는 방출관(8)과 수면 제어기(9)가 도시되었다.

제1도에 도시한 장치를 사용하여 소석회 수용액의 제조를 위한 일예적 방법이 하기에 설명된다.

먼저 탱크 용량의 약 2/3의 량의 물이 용해조에 도입되고 그후 분말 또는 10 내지 30%슬러리로서 소석회가 공급되고 탱크내의 물은 교반 블레이드(3)로 교반 유지된다. 소석회가 분말로 공급되는 경우에 호퍼(7)로부터 회전 밸브(10)를 통하여 예정량이 도입된다. 분말의 소석회의 공급과 소석회 입자가 탱크 외부에 분산되는 것을 방지하기 위하여 그안에 물 분무 노즐(11)을 가지는 소석회 입자 수집기(12)가 배치되고 분말의 소석회의 공급시에 소석회 입자의 분산이 물 분무에 의해 방지된다.

소석회의 공급의 완료후에 급수관(2)을 통한 급수는 개시되고 소석회 수용액을 방출하는 유출관(6)의 입구아래의 예정 높이의 수준의 도달할때에 수준 제어기(9) 신호에 의해 급수가 중단된다. 그후 한시간 동안 내용물이 교반되어 탱크의 상부에 존재하는 소석회 입자가 감소됨과 동시에 탱크의 하부에 일정한 소석회 슬러리 층을 형성한다.

이어서 급수관(2)을 통하여 예정 공급 속도에서 탱크를 교반하여 급수된다. 그러므로 정속도에서의 급수는 저속으로 소석회 슬러리 층을 통과하여 유출관(6)의 입구에 도달한다. 이때에 물은 약 1600ppm의 소석회 농도를 가지는 소석회 수용액이 된다. 이 용액은 탱크로부터 유출관(6)을 통하여 제거된다. 교반 블레이드의 회전 속도는 1m/sec 이하, 적합하게는 0.5m/sec 이하이다.

용해조가 내부에 유동 소석회 층 높이 조절 장치를 가지지 않는다면, 탱크에 대한 급수가 거의 수직으로 상승하고 이 때문에 급수 속도는 유출 용액안으로 소석회 미세 입자의 개입을 피하기 위해 매우 낮게 유지되어야 한다. 그러나 상술한 바와 같이 유동 소석회충 높이 조절 장치를 갖는 경사판(5)으로 장치된 용해조를 사용하는 경우에 탱크안으로 도입된 소석회는 탱크 하부에 두꺼운 슬러리를 형성한다. 비록 상기 슬러리층이 탱크내에서 상승할지라도 경사판(5a)으로 인해 수직으로 상승되는 것이 방지된다. 즉, 소석회 슬러리는 교반 블레이드(3), 경사판(5a), 격판(4)과 탱크벽에 의해 둘러싸인 공간인 유동 버퍼실을 순환한다. 반면 소석회 슬러리 부분은 그 하단부로부터 경사판간에 상승된다. 그러나 소석회 슬러리의 상승은 상측 경사판에 의해 억압되고 그 결과 소석회 입자는 경사판을 따라서 떨어진다. 경사판에 유동 소석회층 높이 조절 장치같은 작용을 나타내기 위하여 수면 45° 내지 75°적합하게는 55° 내지 65°의 경사각으로 배치된다. 상한보다 크거나 하한보다 작은 경사각은 경사판이 유동 소석회층 높이 조절 장치로 그 작용을 충분히 수행하는 것을 방지힌다. 각인접한 두 경사판간의 거리가 짧을수록 더 적합하다. 구체적으로 판거리는 50mm 이하, 바람직하게는 30mm이하이다. 그러나 너무 짧은 판 거리는 경사판 판 수의 증가로 인해 탱크의 실제 용량의 감소뿐만 아니라 스케일에 의해 스케일 진척 또는 클로깅(clogging)의 원인이 된다는 것을 주목해야 한다. 이 때문에 판거리는 5mm 이상 적합하게는 15mm 이상이다. 탱크의 하부로부터의 급수가 그와 같은 경사판(유동 소석회층 높이 조절 장치)을 통하여 상승되는 것에 의하여, 탱크의 원통형 또는 직사각형 상부에서의 물 상승 속도가 0.25 내지 1.2mm/sec 고속에서 급수관을 통하여 급수를 수행할 수 있게 된다. 즉 물이 다수배, 예를들어 약 4배의 속도로 탱크에 공급될지라도, 경사판을 가지지 않은 용해조에 대해 유출관의 입구에 도달된 물은 소석회 미세 입자를 거의 함유하지 않는 소석회 수용액으로서 탱크로부터 꺼내어진다. 상기 용액은 약 1600ppm의 소석회 농도를 가지며 탭물(tap water)의 질적 향상을 위해 사용된다.

상술된 경사판 대신에 유동 소석회 층 높이 조절 장치의 다양한 종류가 사용될 수 있다. 예를들어 제3도내지 제5도에 도시한 바와 같이 상술한 경사판은 그 후방 하부측상에서 수직 또는 수평 방향 또는 경사 방향으로 연장되는 돌출벽과 결합된다. 그와 같은 돌출벽은 유동 소석회층의 높이를 조절하는 효과를 강화사킨다. 후방측 상의 돌출벽을 가지는 그와 같은 경사판을 이용하는 경우에, 판은 돌출벽을 가지지 않은 상술한 경사판 보다 긴 판거리에서 구체적으로 20 내지 10mm 적합하게는 30 내지 70mm의 거리에서 45° 내지 75°의 경사각으로 배치된다.

또한 제6도 내지 제9도에 도시한 바와 같이 다수의 원통형 또는 사방정계 셸의 조합을 구비하는 구조는 또한 탱크에 비스듬이 배치된다. 그와 같은 원통형 또는 사방정계 셸(사방 정계 셀의 경우에 최대 내경)의 내경은 상술한 경사판간의 거리의 그것과 동일 이유로 10 내지 50mm, 적합하게는 20 내지 40mm이다. 그와 같은 셀을 구비하는 구조는 45° 내지 75°의 각으로 비스듬히 배치되어 유동 소석회 층의 높이를 제어한다.

용해조내의 유동 소석회층 높이 조절 장치 배치에 있어서, 경사판 또는 원통형 또는 사방정계 셸은 용해조의 내벽에 직접 고정된다. 그러나 적합하게 경사판 또는 원통형 또는 사방정계 셀은 미리 일체 구조로 되고,상기 구조는 용해조에 결합 및 고정되어 유동 소석회 층 높이 조절 장치를 제공한다. 이 경우에 교반축(3a)이 연장되는 구멍은 유동 소석회 층 높이 조절 장치에 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 소석회 용해조 내의 유동 소석회층 높이 조절 장치를 배치함으로서 용해조에 대한 급수가 종래의 것보다 급속히 여러번 수행될지라도 용액안으로 비용해 소석회 입자의 개재없이 거의 포화된 소석회 수용액을 제조할 수 있다. 따라서 단위 장치 체적과 단위 시간당 발생된 소석회 수용액의 양은 증가되고 용해 장치는 소형이며 작은 영역에 설치된다. 그러므로 본 발명의 방법 및 장치는 대규모 물처리 공정에서 물을 질적으로 개선하는데 용이하게 적용된다.

본 발명은 하기 예를 참조로 상세히 설명되나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

예

소석회 수용액은 제1도에 도시한 것과 같은 구조인 소석회 수용액 발생 장치를 사용하여 제조된다. 상기장치에서 역 원뿔대의 형상으로 원통형 상부와 하부로 구성되는 용해조는 내경이 300mm높이가 2m 이며 100mm의 거리에서 서로 떨어지고 수면과 함께 60°로 비스듬하게 배치된 12개의 경사판으로 설치된다.

먼저, 탱크 용량의 약 2/3의 양의 물이 용해조에 도입되고 그후 8kg의 소석회 분말이 용해조에 도입된다. 그후 18rpm(교반 블레이드의 회전 속도 : 0.19m/sec)에서 교반 블레이드를 회전하면서 그 하부로부터 탱크에 물이 공급되고 이때에 수면이 소석회 수용액을 방출하는 유출관의 입구 아래의 20cm 높이에 도달할때 급수가 중단된다. 그후 교반은 1시간동안 지속되어 탱크와 상부에 존재하는 소석회 입자가 하강된다. 급수없이 교반시에 소석회 입자의 유동층의 높이는 탱크 하부로부터 측정된 바대로 50cm이다.

그후 동일 속도에서 교반으로 144 l/hr의 속도(용해조의 원통형 상부에서 물 상승 속도 : 0.56mm/sec)에서 용해조의 하부로부터 급수되어 탱크로부터 유출관을 거쳐 소석회 수용액이 방출된다. 그리하여 획득된 용액은 PH값이 12.8이고, 소석회 농도가 1780ppm, 현탁물질 함량이 50ppm이다.

비교예

경사판이 내부에 배치되지 않은 것을 제외하고는 예에서 사용된 것과 같은 장치가 예에서와 은 조건하에서 작동된다. 급수없이 교반하는 동안 소석회 입자의 유동층의 높이가 탱크 하부로부터 측정된 바와 같이 120cm이다. 용해조의 하부로부터 144 l/hr의 속도로 교반과 함께 급수할때 유동층이 30분내에 수면에 도달하고 그결과 소석회 슬러리는 소석회 수용액을 방출하는 유출관을 통하여 흘러나가기 시작한다.

또한 교반과 항께 급수는 소석회가 유출되는 일없이 소석회 수용액을 제조하기 위해 다양한 급수 속도에서 수행된다. 그 결과 60ppm의 현탁물질 함량을 가지는 소석회 수용액은 급수 속도가 36 l/hr만큼 낮을때(탱크의 원통형 상부에서의 물상승 속도 : 0.14mm/sec)달성된다.

본 발명이 그 구체적인 실시예를 참조로 하여 상세히 설명되었지만, 발명의 정신 및 범주 이탈없이 다향한 변화 및 개조가 가능하다는 것이 통상의 지식을 가진자에 의해 명백하게 될 것이다.

Claims (4)

1. 소석회의 수용액을 제조하는 방법에 있어서, 용해조와 탱크의 하부에 연결된 급수관과, 그 하부에서 탱크내에 배치된 교반 블레이드와, 소석회의 수용액을 방출하기 위해 탱크의 상부에 연결된 유출관과, 교반 블레이드위의 탱크내의 배치된 유동 소석회층 높이 조절 장치를 구비하는 소석회 용해 장치안으로 물을 도입하는 단계와, 예정된 소석회의 량을 탱크안으로 도입하는 단계와, 저속 교반으로 예정된 속도에서 급수관으로부터 탱크에 물들 공급하는 단계와, 탱크로부터 유출관 거쳐 소석회의 수용액을 꺼내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소석회의 수용액을 제조하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 급수에 있어서 예정 속도는 0.25 내지 1.2mm/sec인 것을 특징으로 하는 소석회의 수용액을 제조하는 방법.
3. 소석회 수용액을 제조하는 장치에 있어서, 원통형 또는 직사각형의 용해조와, 탱크의 하부에 연결된 급수관과, 그 하부에서 탱크내에 배치된 교반 블레이드와, 소석회의 수용액을 방출하기 위해 탱크의 상부에 연결된 유출관과, 교반 블레이드 위의 탱크내에 배치된 유동 소석회층 높이 조절 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 소석회 수용액을 제조하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 유동 소석회층 높이 조절 장치는 5 내지 50mm의 거리에서 서로 떨어져서 수면과 45° 내지 75°의 각도에서 비스듬하게 배치된 두개 이상의 경사판을 구비하는 것을 특징으로 하는 소석회 수용액을 제조하는 장치.