WO2014133366A1 - 혼합기 - Google Patents

혼합기 Download PDF

Info

Publication number
WO2014133366A1
WO2014133366A1 PCT/KR2014/001695 KR2014001695W WO2014133366A1 WO 2014133366 A1 WO2014133366 A1 WO 2014133366A1 KR 2014001695 W KR2014001695 W KR 2014001695W WO 2014133366 A1 WO2014133366 A1 WO 2014133366A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mixing
mixer
circulation pipe
mixed
pipe
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/001695
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최준원
임예훈
홍유식
송영수
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to JP2015541705A priority Critical patent/JP6118417B2/ja
Priority to US14/439,128 priority patent/US10035114B2/en
Priority to CN201480003543.7A priority patent/CN104853834A/zh
Publication of WO2014133366A1 publication Critical patent/WO2014133366A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/50—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/81—Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles
    • B01F33/811—Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles in two or more consecutive, i.e. successive, mixing receptacles or being consecutively arranged

Definitions

  • the present application relates to a mixer and a mixing method.
  • Patent documents 1 and 2 disclose the technique of mixing a fluid using piping.
  • the conventional static mixer has a problem that it is difficult to achieve sufficient dispersion between the fluids.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Publication No. 2011-0054058
  • Patent Document 2 Republic of Korea Patent Publication No. 2011-0043607
  • the present application provides a mixer and a mixing method. More specifically, when the fluid is mixed by a continuous process, there is provided a mixer that can improve the problem that the dispersion is not good at a poor flow rate.
  • This application is directed to a mixer.
  • 1 is a configuration diagram showing the mixer of the present application as an example.
  • the mixer may be configured in a tubular shape having a circulatory structure as a whole.
  • the mixer includes a circulation pipe 10 forming a closed loop path through which materials to be mixed can move; And a mixing part 20 existing in a closed loop path of the circulation pipe 10, wherein at least the substances to be mixed are introduced into the mixing part 20 in the circulation pipe 10.
  • the mixing unit 20 may be a mixer installed to have a larger diameter than the circulation pipe 10.
  • the circulation pipe 10 is a space in which materials to be mixed can move along the pipe, and may be configured to be circulated in a closed loop shape.
  • the length of the closed loop is preferably formed within the range of about 100mm to 1,000mm.
  • the cross section of the circulation pipe 10 may be formed in the same or different shape as the cross section of the mixing unit 20 to be described later, the specific shape may have a variety of shapes without particular limitation, for example triangular shape, square shape It may have at least one shape selected from the group consisting of a circle shape, a pentagonal shape or a hexagonal shape.
  • a plurality of mixing units 20 may be installed in the circulation mixer.
  • the plurality of mixing units 20 to be installed may be continuously installed along the flow path of the circulation pipe 10, and in another example, each of the mixing parts 20 has a certain distance from the flow path of the circulation pipe 10. Can be installed along.
  • the diameter of the circulation pipe 10 is not particularly limited as long as the material to be mixed can move, for example, may be formed in the range of 5mm to 50mm, 5mm to 40mm, 5mm to 30mm or 5mm to 20mm.
  • the diameter of the mixing unit 20 is not particularly limited as long as the dispersion of the materials to be mixed can be made efficiently, for example, 30mm to 400mm, 30mm to 200mm, 30mm to 150mm, 35mm to 100mm or 40mm to 80mm It can be formed in a range.
  • the diameter of the mixing unit 20 may be larger than the diameter of the circulation pipe 10 as a whole.
  • the diameter (M) of the mixing section 20 and the diameter (P) of the circulation pipe 10 in the region where the material to be mixed is introduced into the mixing section 20 in the circulation pipe 10 The ratio (M / P) may be in the range of 2 to 10, 2 to 9, 3 to 8 or preferably 4 to 8.
  • the material to be mixed by adjusting the ratio of the diameter of the mixing unit 20 to the diameter of the circulation pipe 10 is formed within the aforementioned range.
  • the diameter of the region in which the mixed material flows out from the mixing part 20 after the material to be mixed is introduced into the mixing part 20 and mixed after it is necessary to efficiently perform the dispersion is the circulation. It can be formed larger than the diameter of the pipe (10). In another example, the diameter of the mixing part 20 may have the same diameter as the diameter of the pipe 10.
  • the mixing unit 20 may include a static mixer 22.
  • static mixer has the same meaning as commonly used as a component used when mixing a substance to be mixed, such as a fluid, and is also referred to as a “mixing nozzle”.
  • the mixer according to the present application may include a plurality of static mixers 22 therein by making the diameter of the mixing unit 20 larger than the circulation pipe 10 as a whole.
  • the shape of the static mixer 22 is not particularly limited as long as it has a shape suitable for dispersion in the mixing part 20, but considering the degree of mixing, for example, it is preferable that the shape of the screw or spiral.
  • the static mixer 22 may be included in a format in which a plurality of static mixers 22 are installed in various directions.
  • the static mixer 22 may be made of a known material without particular limitation, and may be manufactured by a method of manufacturing a mold or a mold using, for example, a plastic material.
  • the mixer of the present application may include two or more or three or more mixing units 20.
  • three or more, four or more, or five or more mixing parts 20 may be included in the mixer, and the upper limit is not particularly limited, but may be appropriately selected within a range of 10 or less.
  • the spacing between the mixing units 20 is 2 to 10 times, 3 to 9 times, 4 to 8 times the diameter of the pipe or Preferably it may be formed in the range of 4 to 7 times.
  • the mixer according to the present application may further include an inlet installed to introduce a material to be mixed into the circulation pipe 10.
  • the mixer may further include an inlet connected to the circulation pipe 10 and in which materials to be mixed are introduced into different paths.
  • the inlet is a first inlet (1); And a second inlet 2 separately installed from the first inlet 1.
  • the first material may be introduced through the first inlet 1, and the second material may be introduced through the second inlet 2.
  • the inlet is not necessarily to be composed of two, as shown in Figure 1, three or more, if necessary considering the length of the circulation pipe 10, the type or number of materials to be mixed and the degree of mixing of the mixed materials, etc. It may include more than five or more.
  • the mixer may further include a pump 30 installed in the circulation pipe 10 and increasing the flow rate of the material to be mixed.
  • the "pump” is installed in the circulation pipe 10 and serves to repeatedly increase the flow rate of the material to be mixed, and may be referred to as a "circulation pump”.
  • the pump 30 is configured to compensate for the insufficient flow rate of the materials to be mixed in the continuous mixing process by the mixer of the present application, the dispersion is more efficiently by increasing the flow rate of the material flowing through the circulation pipe 10 It can be done.
  • the pump 30 may be installed at an appropriate position in consideration of an increase in the flow rate of the material to be mixed moving in the circulation pipe 10, but is not particularly limited, and is disposed inside the circulation pipe 10 as shown in FIG. 1. It may be installed or installed outside the circulation pipe 10 may be connected by the connecting means such as the circulation pipe 10 and the pipe.
  • the mixer may further include an outlet 32 installed to discharge the material mixed in the mixing unit 20 from the circulation pipe 10 to the outside.
  • the outlet 32 may be connected to the outlet side of the mixing unit 20 so that the mixed substance is discharged.
  • the present application also relates to a mixing method.
  • the mixing method is a method of mixing the first material and the second material using the mixer, and the first material and the second material through a closed loop path formed by the circulation pipe 10. It may include mixing the first material and the second material in the mixing unit 20 while circulating the.
  • the first and second materials may be incompatible with each other.
  • the type of the first material and the second material is not particularly limited as long as the material does not mix with each other.
  • the first material may be an aqueous fluid and the second material may be an oily fluid.
  • the first material and the second material may be mixed while moving a portion other than the mixing part 20 included in the mixer, that is, a closed loop path formed by the circulation pipe 10.
  • the first material and the second material may be mixed.
  • the moving speed through the path of the material and the second material is formed in the range of 1 m / s to 10 m / s, 2.5 m / s to 9 m / s, 4 m / s to 8 m / s or preferably 4 m / s to 6 m / s Can be.
  • the mixing method according to the present application may perform the mixing of the first material and the second material to satisfy the following formula (1).
  • C m in Equation 1 is the average area ratio or concentration of the first material or the second material measured at a plurality of points in the pipe;
  • the area ratio or concentration is an area ratio or concentration occupied by the first material or the second material in the cross section of the measurement point of the pipe, and is a value calculated in the state of converting the area of the cross section to 1;
  • N is a number of two or more as the number of measuring points of the area ratio or concentration in the pipe or mixing section;
  • C i is the area ratio or concentration of the first substance or the second substance measured at a predetermined point in the pipe.
  • the ratio in the above formula may be measured by a sensor installed to measure the degree of mixing in the above-described circulation pipe or mixing unit, and means a ratio with respect to the volume occupied by the first material or the second material per unit area.
  • the mixing method of the present application adjusts the diameter of the mixing unit 20 to be larger than the diameter of the circulation pipe 10 to facilitate the installation of the static mixer 22 for promoting the dispersion, and also the material to be mixed
  • the circulation pump 30 may be installed in this moving section to compensate for the insufficient flow rate in the continuous mixing process, thereby efficiently increasing the mixing degree of the incompatible fluid.
  • the insufficient flow rate may be supplemented by installing a pump 30 in the fluid transportation section, and the mixing unit installed in the circulation pipe 10 ( It is possible to install a static mixer 22 suitable for the dispersion of the material to be mixed by increasing the diameter of 20), so that the mixing degree of the mixed material can be increased more efficiently when the material is mixed using this.
  • 1 is a configuration diagram schematically showing a mixer according to the present application.
  • 3 is a view of a cross section required for measuring the mixing degree in Examples and Comparative Examples.
  • the mixer shown in FIG. 1 was constructed and used to mix water and oil.
  • the length of the entire closed loop formed by the circulation pipe 10 was 540 mm, and the diameter of the circulation pipe 10 was about 10 mm.
  • Two mixing units 20 existing on the closed loop of the circulation pipe 10 were installed, and a static mixer 22 was installed inside each mixing unit 20.
  • the diameter of the mixing part 20 was about 55 mm, the length was about 110 mm, and the spacing between the two mixing parts 20 was about 52 mm.
  • Water was introduced into the first inlet 1 of the mixer, and oil was introduced into the second inlet 2 to perform a mixing process while circulating along the circulation pipe 10. In this process, the pump 30 was used.
  • the flow rates of water and oil were adjusted to about 5 m / s.
  • Standard deviation values of the degree of mixing of the mixed materials obtained from the outlet 32 according to the above examples and comparative examples were measured in a manner of calculating the coefficient of variation (CoV) through computer simulation and are shown in FIG. 2.
  • the standard deviation value of the mixing degree is a value for the area ratio of the material to be mixed in the cross section by the sensor installed in the pipe or mixing portion for measuring the mixing degree as shown in FIG. It was decided according to.
  • C m in Equation 1 is the average area ratio or concentration of the first material or the second material measured at a plurality of points in the pipe;
  • the area ratio or concentration is an area ratio or concentration occupied by the first material or the second material in the cross section of the measurement point of the pipe, and is a value calculated in the state of converting the area of the cross section to 1;
  • N is a number of two or more as the number of measuring points of the area ratio or concentration in the pipe or mixing section;
  • C i is the area ratio or concentration of the first substance or the second substance measured at a predetermined point in the pipe.
  • the value of the standard deviation of the mixing degree measured in the Example showed an excellent mixing efficiency of about 10 times the value of the standard deviation of the mixing degree measured in the comparative example.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Abstract

본 출원은 혼합기 및 혼합 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비상용성 유체의 저유량 분산을 위한 배관형 혼합기에 관한 것이다. 본 출원에 따른 혼합기는 유체와 같은 혼합될 물질들을 연속 혼합 공정으로 혼합할 경우, 부족한 유속을 유체 운송 구간에 펌프(30)를 설치하여 보충할 수 있고, 순환 배관(10)에 설치된 혼합부(20)의 직경을 증가시켜 혼합될 물질의 분산에 적합한 스태틱 믹서(22)를 설치할 수 있어, 이를 사용하여 물질을 혼합할 경우 혼합된 물질에 대한 혼합도를 보다 효율적으로 증가시킬 수 있다.

Description

혼합기
본 출원은 혼합기 및 혼합 방법에 관한 것이다.
서로 섞이지 않는 비상용성 유체의 혼합에는 배관을 사용하는 스태틱 믹서(static mixer)가 사용될 수 있다. 특허문헌 1 및 2는 유체를 배관을 사용하여 혼합하는 기술을 개시하고 있다.
그러나, 종래의 스태틱 믹서로는 유체 간에 충분한 분산이 이루어지기 어려운 문제가 있었다.
따라서, 연속 혼합 공정에서 비상용성 유체 간에 서로 분산이 잘 이루어져 혼합도가 높은 혼합물을 만들 수 있는 혼합기에 대한 개발이 필요한 실정이다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허 문헌 1: 대한민국 공개특허 제2011-0054058호
특허 문헌 2: 대한민국 공개특허 제2011-0043607호
본 출원은 혼합기 및 혼합 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 유체를 연속 공정에 의하여 혼합하는 경우 부족한 유량으로 분산이 잘 이루어지지 않는 문제점을 개선할 수 있는 혼합기를 제공한다.
본 출원은 혼합기에 대한 것이다.
이하에서는 본 출원에 따른 상기 혼합기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 출원의 상기 혼합기를 하나의 예시로 나타낸 구성도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 상기 혼합기는 전체적으로 순환 가능한 구조를 가지는 배관형으로 구성될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 혼합기는 혼합될 물질들이 이동할 수 있는 폐루프 형태(closed loop)의 경로를 형성하고 있는 순환 배관(10); 및 상기 순환 배관(10)의 폐루프 형태의 경로에 존재하는 혼합부(20)를 포함하고, 적어도 상기 혼합될 물질들이 상기 순환 배관(10)에서 상기 혼합부(20)로 도입되는 영역에서 상기 혼합부(20)가 상기 순환 배관(10)에 비하여 큰 직경을 가지도록 설치되어 있는 혼합기일 수 있다.
상기 순환 배관(10)은 혼합될 물질들이 배관을 따라 이동할 수 있는 공간으로서, 폐루프 형태로 순환이 가능하도록 구성될 수 있다. 상기 폐루프의 길이는 약 100mm 내지 1,000mm 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 순환 배관(10)의 단면은 후술할 혼합부(20)의 단면과 동일하거나 상이한 형상으로 형성될 수 있고, 구체적인 형상은 특별히 제한없이 다양한 형상를 가질 수 있으나, 예를 들어 삼각 형상, 사각 형상, 원 형상, 오각 형상 또는 육각 형상으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 형상 이상을 가질 수 있다.
상기 순환 혼합기에는 복수의 혼합부(20)가 설치될 수 있다. 상기 설치되는 복수의 혼합부(20)는 순환 배관(10)의 유로를 따라 연속하여 설치될 수 있으며, 다른 예시에서 상기 혼합부(20)의 각각은 일정한 거리를 두고 순환 배관(10)의 유로를 따라 설치될 수 있다.
상기 순환 배관(10) 직경은 혼합될 물질이 이동할 수 있다면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 5mm 내지 50mm, 5mm 내지 40mm, 5mm 내지 30mm 또는 5mm 내지 20mm의 범위에서 형성될 수 있다.
상기 혼합부(20)의 직경은 혼합될 물질들의 분산이 효율적으로 이루어질 수 있는 한 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 30mm 내지 400mm, 30mm 내지 200mm, 30mm 내지 150mm, 35mm 내지 100mm 또는 40mm 내지 80mm의 범위에서 형성될 수 있다.
상기 혼합부(20)의 직경은 전체적으로 상기 순환 배관(10)의 직경보다 클 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 혼합될 물질들이 순환 배관(10)에서 혼합부(20)로 도입되는 영역에서 상기 혼합부(20)의 직경(M)과 상기 순환 배관(10)의 직경(P)의 비율(M/P)이 2 내지 10, 2 내지 9, 3 내지 8 또는 바람직하게 4 내지 8의 범위 내일 수 있다. 상기 순환 배관(10)에서 혼합부(20)로 도입되는 영역에서 상기 혼합부(20)의 직경과 상기 순환 배관(10)의 직경의 비율이 전술한 범위 내에서 형성되도록 조절하여 혼합될 물질이 혼합기 내부에 유입될 경우 유동의 변화를 일으킬 수 있고 분산이 보다 효율적으로 이루어지므로 혼합될 물질에 대한 전체적인 혼합도를 크게 증가시킬 수 있다.
또한, 다른 예시에서 상기 분산을 효율적으로 이루어지도록 하기 위하여 필요한 경우 상기 혼합될 물질이 혼합부(20)로 유입되어 혼합된 후 혼합부(20)로부터 혼합된 물질이 빠져나오는 영역의 직경은 상기 순환 배관(10)의 직경보다 크게 형성할 수 있다. 또 다른 예시에서 상기 혼합부(20)의 직경은 상기 배관(10)의 직경과 전체적으로 동일한 직경을 가질 수 있다.
상기 혼합부(20)는 스태틱 믹서(static mixer)(22)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「스태틱 믹서」는 유체와 같은 혼합될 물질을 혼합할 때 사용되는 부품으로서 통상적으로 사용되는 의미와 동일하며, 「혼합 노즐(mixing nozzle)」이라 지칭하기도 한다.
본 출원에 따른 혼합기는 상기 혼합부(20)의 직경을 순환 배관(10)보다 전체적으로 크게 하여 내부에 복수의 스태틱 믹서(22)가 포함될 수 있다. 상기 스태틱 믹서(22)의 형태는 혼합부(20) 내에서 분산에 적합한 형태를 가지는 한 특별히 제한되지 않으나, 혼합도를 고려할 경우 예를 들어 스크류 형태 또는 나선 형태인 것이 바람직하다. 또한, 상기 스태틱 믹서(22)는 상기 혼합부(20) 내에서 복수가 다양한 방향으로 설치되는 형식으로 포함될 수 있다. 상기 스태틱 믹서(22)는 특별한 제한 없이 공지의 재료로 제조될 수 있으며, 예를 들어 플라스틱 재질의 재료를 사용하여 금형 또는 주형의 제조 방법으로 제조될 수 있다.
본 출원의 상기 혼합기는 상기 혼합부(20)를 2개 이상 또는 3개 이상 포함할 수 있다. 상기 혼합기에 상기 혼합부(20)가 예를 들면 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상 포함될 수 있으며, 상한은 특별히 제한되지 않으나, 10개 이하의 범위 내에서 적절하게 선택될 수 있다.
상기 혼합기에 혼합부(20)를 2개 이상 포함하는 경우, 예를 들어 상기 혼합부(20)간의 간격은 배관의 직경 대비 2배 내지 10배, 3배 내지 9배, 4배 내지 8배 또는 바람직하게는 4배 내지 7배의 범위 내에서 형성될 수 있다.
본 출원에 따른 상기 혼합기는 순환 배관(10)으로 혼합될 물질을 도입할 수 있도록 설치된 유입구를 추가로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 혼합기는 상기 순환 배관(10)에 연결되고, 혼합될 물질들이 서로 다른 경로로 유입되는 유입구를 추가로 포함할 수 있다.
상기 유입구는 제 1 유입구(1); 및 상기 제 1 유입구(1)와 별도로 설치된 제 2 유입구(2)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 유입구(1)를 통하여 제 1 물질이 유입될 수 있고, 상기 제 2 유입구(2)를 통하여 제 2 물질이 유입될 수 있다. 상기 유입구는 반드시 도 1과 같이 2개로 구성되어야 하는 것은 아니고, 순환 배관(10)의 길이, 혼합될 물질의 종류 또는 개수 및 혼합된 물질의 혼합도 등을 고려하여 필요한 경우 3개 이상, 4개 이상 또는 5개 이상을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 혼합기는 순환 배관(10)에 설치되고, 혼합될 물질의 유속을 증가시키는 펌프(30)를 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 상기 「펌프」는 순환 배관(10)에 설피되어 혼합될 물질의 유속을 반복적으로 증가시키는 역할을 하며, 「순환 펌프」로 지칭될 수 있다. 상기 펌프(30)는 본 출원의 혼합기에 의한 연속 혼합 공정에서의 혼합될 물질들의 부족한 유속을 보충하기 위해 구비된 구성으로서, 순환 배관(10)을 흐르는 물질의 유속을 증가시켜 분산이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
상기 펌프(30)는 순환 배관(10) 내에 이동하는 혼합될 물질의 유속 증가를 고려하여 적절한 위치에 설치될 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니나, 도 1과 같이 순환 배관(10)을 따라 내부에 설치될 수 있고 또는 순환 배관(10) 외부에 설치되어 상기 순환 배관(10)과 파이프 등의 연결 수단에 의해 연결될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 혼합기는 상기 혼합부(20) 내에서 혼합된 물질을 순환 배관(10)으로부터 외부로 배출할 수 있도록 설치된 배출구(32)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 배출구(32)는 상기 혼합부(20)의 출구 측에 연결되어 상기 혼합된 물질이 배출되도록 설치될 수 있다.
본 출원은 또한, 혼합 방법에 관한 것이다.
하나의 예시에서, 상기 혼합 방법은 상기 혼합기를 사용하여 제 1 물질과 제 2 물질을 혼합하는 방법이고, 순환 배관(10)에 의해 형성된 폐루프 형태의 경로를 통해 상기 제 1 물질 및 제 2 물질을 순환시키면서 혼합부(20)에서 상기 제 1 물질 및 제 2 물질을 혼합하는 것을 포함할 수 있다.
상기 제 1 물질 및 제 2 물질은 서로 섞이지 않는 성질을 가지는 비상용성일 수 있다. 상기 제 1 물질 및 제 2 물질의 종류는 서로 섞이지 않는 성질을 가진 물질이라면 특별히 제한되는 것은 아니나. 예를 들어 제 1 물질은 수성 유체일 수 있고, 제 2 물질은 유성 유체일 수 있다.
상기 제 1 물질 및 제 2 물질은 상기 혼합기에 포함된 혼합부(20) 이외의 부분, 즉 상기 순환 배관(10)에 의해 형성된 폐루프 형태의 경로를 이동하면서도 혼합될 수 있으며, 이 경우 제 1 물질 및 제 2 물질의 경로를 통한 이동 속도는 1m/s 내지 10m/s, 2.5m/s 내지 9m/s, 4m/s 내지 8m/s 또는 바람직하게 4m/s 내지 6m/s 내의 범위에서 형성될 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원에 따른 혼합 방법은 상기 제 1 물질 및 제 2 물질의 혼합을 하기 수식 1을 만족하도록 수행할 수 있다.
[수식 1]
Figure PCTKR2014001695-appb-I000001
수식 1에서 Cm은 배관의 복수의 지점에서 측정한 제 1 물질 또는 제 2 물질의 평균 면적 비율 또는 농도이고; 상기 면적 비율 또는 농도는 배관의 측정 지점의 단면에서 제 1 물질 또는 제 2 물질이 차지하는 면적 비율 또는 농도로서 상기 단면의 면적을 1로 환산한 상태에서 산출한 수치이며; N은 배관 또는 혼합부에서의 상기 면적 비율 또는 농도의 측정 지점의 개수로서 2 이상의 수이고; Ci는 배관의 소정 지점에서 측정한 제 1 물질 또는 제 2 물질의 면적 비율 또는 농도이다.
상기 수식에서의 비율은 전술한 순환 배관 또는 혼합부에서 혼합도를 측정하기 위해 설치된 센서에 의해 측정될 수 있으며, 단위 면적당 제 1 물질 또는 제 2 물질이 차지하는 부피에 대한 비율을 의미한다.
상기 혼합도를 측정하기 위해 설치된 센서는 복수일 수 있으며, 이에 따라 상기 부피에 대한 비율의 평균값을 정할 수 있다.
본 출원의 상기 혼합 방법은 상기 혼합부(20)의 직경을 상기 순환 배관(10)의 직경보다 크도록 조절하여 분산 촉진을 위한 스태틱 믹서(22)의 설치를 보다 용이하게 하고, 또한 혼합될 물질이 이동하는 구간에서 순환 펌프(30)를 설치하여 연속 혼합 공정에서의 부족한 유속을 보충하여 유입되는 비상용성의 유체에 대한 혼합도를 효율적으로 증가시킬 수 있다.
본 출원에 따른 혼합기는 유체와 같은 혼합될 물질들을 연속 혼합 공정으로 혼합할 경우, 부족한 유속을 유체 운송 구간에 펌프(30)를 설치하여 보충할 수 있고, 순환 배관(10)에 설치된 혼합부(20)의 직경을 증가시켜 혼합될 물질의 분산에 적합한 스태틱 믹서(22)를 설치할 수 있어, 이를 사용하여 물질을 혼합할 경우 혼합된 물질에 대한 혼합도를 보다 효율적으로 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 출원에 따른 혼합기를 모식적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 실시예 및 비교예에서 측정된 물질의 혼합도를 비교한 도면이다.
도 3은 실시예 및 비교예에서 혼합도 측정을 위해 필요한 단면에 대한 도면이다.
[부호의 설명]
1: 제 1 유입구
2: 제 2 유입구
10: 순환 배관
20: 혼합부
22: 스태틱 믹서
30: 펌프
32: 배출구
40: 제 1 물질이 차지하는 면적
50: 제 2 물질이 차지하는 면적
이하 본 출원에 따르는 실시예 및 본 출원에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명하나, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예
도 1에 나타낸 혼합기를 구성하고, 이를 사용하여 물 및 오일을 혼합하였다. 도 1의 장치 구성에서 순환 배관(10)에 의해 형성되는 전체 폐루프의 길이는 540mm였고, 상기 순환 배관(10)의 직경은 10mm 정도였다. 순환 배관(10)의 폐루프상에 존재하는 혼합부(20)는 2개 설치하였고, 각 혼합부(20)의 내부에는 스태틱 믹서(22)를 설치하였다. 혼합부(20)의 직경은 55mm 정도였으며, 길이는 110mm 정도였고, 2개의 혼합부(20)간의 간격은 52mm 정도였다. 혼합기의 제 1 유입구(1)로는 물을 도입하였고, 제 2 유입구(2)로는 오일을 도입하여 순환 배관(10)을 따라 순환시키면서 혼합 공정을 수행하였으며, 이 과정에서 펌프(30)를 사용하여 물과 오일의 유속을 약 5m/s 정도가 되도록 조절하였다.
비교예
도 1과 같은 형태의 혼합기를 사용하지 않고, 종래 비상용 유체들의 혼합에 사용되는 것으로 알려져 있는 kenics 믹서(chemineer사)를 사용하여 물과 오일을 혼합하였다.
상기 실시예 및 비교예에 따라 배출구(32)로부터 수득된 혼합 물질의 혼합도의 표준편차 값은 전산 모사를 통하여 변동 계수(Coefficient of Variation, CoV)를 계산하는 방식으로 측정하여 도 2에 나타내었다. 보다 구체적으로, 상기 혼합도의 표준편차 값은 도 3과 같이, 배관 또는 혼합부에 상기 혼합도 측정을 위해 설치한 센서에 의해 단면에서 차지하는 혼합될 물질의 면적 비율에 대한 값을 하기 수식 1에 따라 정하였다.
[수식 1]
Figure PCTKR2014001695-appb-I000002
수식 1에서 Cm은 배관의 복수의 지점에서 측정한 제 1 물질 또는 제 2 물질의 평균 면적 비율 또는 농도이고; 상기 면적 비율 또는 농도는 배관의 측정 지점의 단면에서 제 1 물질 또는 제 2 물질이 차지하는 면적 비율 또는 농도로서 상기 단면의 면적을 1로 환산한 상태에서 산출한 수치이며; N은 배관 또는 혼합부에서의 상기 면적 비율 또는 농도의 측정 지점의 개수로서 2 이상의 수이고; Ci는 배관의 소정 지점에서 측정한 제 1 물질 또는 제 2 물질의 면적 비율 또는 농도이다.
도 2로부터 확인되는 바와 같이, 실시예에서 측정된 혼합도의 표준편차의 값은 비교예에서 측정된 혼합도의 표준편차의 값 대비 약 10배 정도의 우수한 혼합 효율을 나타내었다.

Claims (14)

  1. 혼합될 물질들이 이동할 수 있는 폐루프 형태의 경로를 형성하고 있는 순환 배관; 및
    상기 순환 배관의 폐루프 형태의 경로에 존재하는 혼합부를 포함하고, 적어도 상기 혼합될 물질들이 상기 순환 배관에서 상기 혼합부로 도입되는 영역에서 상기 혼합부가 상기 순환 배관에 비하여 큰 직경을 가지도록 설치되어 있는 혼합기.
  2. 제 1 항에 있어서, 혼합될 물질들이 순환 배관에서 혼합부로 도입되는 영역에서 상기 혼합부의 직경(M)과 상기 순환 배관의 직경(P)의 비율(M/P)이 2 내지 10인 혼합기.
  3. 제 1 항에 있어서, 순환 배관 또는 혼합부의 단면은 삼각 형상, 사각 형상, 원 형상, 오각 형상 및 육각 형상으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 형상 이상을 가지는 혼합기.
  4. 제 1 항에 있어서, 혼합부는 스태틱 믹서를 포함하는 순환 혼합기.
  5. 제 1 항에 있어서, 혼합부를 2개 이상 또는 3개 이상 포함하는 혼합기.
  6. 제 5 항에 있어서, 혼합부간의 간격이 순환 배관 직경에 대하여 2배 내지 10배의 범위 내인 혼합기.
  7. 제 1 항에 있어서, 순환 배관으로 혼합될 물질을 도입할 수 있도록 설치된 유입구를 추가로 포함하는 혼합기.
  8. 제 7 항에 있어서, 유입구는 제 1 유입구; 및
    상기 제 1 유입구와 별도로 설치된 제 2 유입구를 포함하는 혼합기.
  9. 제 1 항에 있어서, 순환 배관에 의해 형성된 폐루프 형태의 경로로 혼합될 물질을 이동시킬 수 있도록 설치된 펌프를 추가로 포함하는 혼합기.
  10. 제 1 항에 있어서, 혼합된 물질을 순환 배관으로부터 배출할 수 있도록 설치된 배출구를 추가로 포함하는 혼합기.
  11. 제 1 항의 혼합기를 사용하여 제 1 물질과 제 2 물질을 혼합하는 방법이고, 순환 배관에 의해 형성된 폐루프 형태의 경로를 통해 상기 제 1 물질 및 제 2 물질을 순환시키면서 혼합부에서 상기 제 1 물질 및 제 2 물질을 혼합하는 것을 포함하는 혼합 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 경로를 통한 제 1 물질 및 제 2 물질의 이동 속도를 1m/s 내지 10m/s의 범위 내로 유지하는 혼합 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 제 1 물질은 수성 유체이고, 제 2 물질은 유성 유체인 혼합 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 제 1 물질 및 제 2 물질의 혼합을 하기 수식 1을 만족하도록 수행하는 혼합 방법:
    [수식 1]
    Figure PCTKR2014001695-appb-I000003
    수식 1에서 Cm은 배관의 복수의 지점에서 측정한 제 1 물질 또는 제 2 물질의 평균 면적 비율 또는 농도이고; 상기 면적 비율 또는 농도는 배관의 측정 지점의 단면에서 제 1 물질 또는 제 2 물질이 차지하는 면적 비율 또는 농도로서 상기 단면의 면적을 1로 환산한 상태에서 산출한 수치이며; N은 배관 또는 혼합부에서의 상기 면적 비율 또는 농도의 측정 지점의 개수로서 2 이상의 수이고; Ci는 배관의 소정 지점에서 측정한 제 1 물질 또는 제 2 물질의 면적 비율 또는 농도이다.
PCT/KR2014/001695 2013-02-28 2014-02-28 혼합기 WO2014133366A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015541705A JP6118417B2 (ja) 2013-02-28 2014-02-28 混合機
US14/439,128 US10035114B2 (en) 2013-02-28 2014-02-28 Mixer
CN201480003543.7A CN104853834A (zh) 2013-02-28 2014-02-28 混合器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130022222 2013-02-28
KR10-2013-0022222 2013-02-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014133366A1 true WO2014133366A1 (ko) 2014-09-04

Family

ID=51428548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2014/001695 WO2014133366A1 (ko) 2013-02-28 2014-02-28 혼합기

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10035114B2 (ko)
JP (1) JP6118417B2 (ko)
KR (1) KR20140108175A (ko)
CN (1) CN104853834A (ko)
WO (1) WO2014133366A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115212739A (zh) * 2016-09-12 2022-10-21 百事可乐公司 通过静电充电进行水的即时在线碳酸化的方法和装置
CN108469338B (zh) * 2018-07-02 2023-12-01 杭州银轮科技有限公司 可视化混合器性能冷流试验台架
KR102109262B1 (ko) * 2018-08-16 2020-05-11 주식회사 포스코 윤활장치
CN109126609B (zh) * 2018-11-01 2021-06-22 江古山建设(深圳)有限公司 一种市政园林用液体肥料充分混匀装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0622428Y2 (ja) * 1987-09-21 1994-06-15 株式会社誠和 液体の連続希釈装置
JP2000140591A (ja) * 1998-11-04 2000-05-23 Sony Chem Corp 混合装置、混合方法及び重合方法
JP2002018249A (ja) * 2000-05-02 2002-01-22 Stork Brabant Bv 超臨界流体あるいはほぼ臨界に近い流体において微粒子固体を溶解する溶解装置および方法並びに染色装置
KR200401831Y1 (ko) * 2005-09-14 2005-11-22 주식회사 유엔에스 기체 혼합장치
KR20060095981A (ko) * 2003-09-24 2006-09-05 바젤 폴리올레핀 게엠베하 올레핀 중합을 위한 다양한 직경을 가지는 루프 반응기

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1186152A (en) * 1982-04-02 1985-04-30 Rejean Binet Continuous method for the preparation of explosives emulsion precursor
US4571092A (en) * 1984-09-06 1986-02-18 Ryco Graphic Manufacturing, Inc. Liquid mixing system
US5372421A (en) 1986-06-05 1994-12-13 Pardikes; Dennis Method of inverting, mixing, and activating polymers
JP3581165B2 (ja) * 1993-11-25 2004-10-27 株式会社ユニスン 温水製造装置
CN2233784Y (zh) 1995-11-20 1996-08-28 北京神农技术开发有限责任公司 柴油掺水超声自动乳化机
JPH10192682A (ja) 1996-12-27 1998-07-28 Ebara Corp 混合液供給装置
JPH11333279A (ja) 1998-05-28 1999-12-07 Teijin Ltd スラリー供給装置
FR2786780B1 (fr) 1998-12-08 2001-03-02 Elf Antar France Procede de preparation d'un combustible emulsionne et son dispositif de mise en oeuvre
JP4556289B2 (ja) 2000-05-31 2010-10-06 旭硝子株式会社 クロルヒドリンの製造方法
JP3569216B2 (ja) * 2000-10-05 2004-09-22 株式会社イズミフードマシナリ 攪拌装置付きタンク
WO2009014147A1 (ja) 2007-07-23 2009-01-29 Yamato Ecology Corporation 水エマルジョン製造装置
KR101263412B1 (ko) 2008-08-07 2013-05-10 아사히 유키자이 고교 가부시키가이샤 유체혼합기 및 유체혼합기를 이용한 장치
CN102186570A (zh) 2008-10-20 2011-09-14 旭有机材工业株式会社 螺旋式流体混合器和使用螺旋式流体混合器的装置
JP2011050884A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Motoju Tateishi 混合器及びこれを用いた燃料製造装置
CN102451624A (zh) 2010-10-20 2012-05-16 中国石油化工股份有限公司 一种混合装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0622428Y2 (ja) * 1987-09-21 1994-06-15 株式会社誠和 液体の連続希釈装置
JP2000140591A (ja) * 1998-11-04 2000-05-23 Sony Chem Corp 混合装置、混合方法及び重合方法
JP2002018249A (ja) * 2000-05-02 2002-01-22 Stork Brabant Bv 超臨界流体あるいはほぼ臨界に近い流体において微粒子固体を溶解する溶解装置および方法並びに染色装置
KR20060095981A (ko) * 2003-09-24 2006-09-05 바젤 폴리올레핀 게엠베하 올레핀 중합을 위한 다양한 직경을 가지는 루프 반응기
KR200401831Y1 (ko) * 2005-09-14 2005-11-22 주식회사 유엔에스 기체 혼합장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP6118417B2 (ja) 2017-04-19
CN104853834A (zh) 2015-08-19
KR20140108175A (ko) 2014-09-05
US10035114B2 (en) 2018-07-31
US20150273413A1 (en) 2015-10-01
JP2015533648A (ja) 2015-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014133366A1 (ko) 혼합기
Liu et al. Numerical simulations of impact of membrane module design variables on aeration patterns in membrane bioreactors
US9440207B2 (en) Compact microfluidic structures for manipulating fluids
WO2017018827A1 (ko) 기포 제거 장치 및 집유 시스템
WO2019132404A1 (ko) 핵산 추출용 카트리지의 피스톤
SE439885B (sv) Sett for blandning av atminstone tva fluider samt plattblandare herfor
WO2015137691A1 (ko) 테일러 괴틀러 와류를 이용한 마이크로 믹서 및 그 제작방법
WO2009151198A1 (ko) 뱃치형 화학분석장치
WO2015076546A1 (ko) 미세 유로 반응기
WO2017039207A1 (ko) 분배기 및 이를 포함하는 하강류 촉매 반응기
WO2018021622A1 (ko) 압력 평형을 이용한 액-액 추출탑의 계면 제어장치
CN210215016U (zh) 实验室废水处理装置
WO2012021021A2 (ko) 미세구조유체의 동적 열전도도 측정장치 및 방법
WO2015099345A1 (ko) 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관 및 이를 포함하는 정삼투 또는 압력지연 삼투모듈
CN210584999U (zh) 一种多向分流管
CN217650963U (zh) 污水处理系统用精确加药的pH值调节装置
CN202902999U (zh) 安装在换热器入口处的气液分布器
WO2017065467A1 (ko) 산화용 기체혼화장치
CN217033306U (zh) 基于高通量微流控的不同溶液浓度的阶梯式配置装置
CN201366333Y (zh) 一种液体按比例均匀混合装置
WO2017069579A1 (ko) T자 채널 입자 분리 장치 및 이를 이용한 분리 방법
CN109384294B (zh) 一种絮凝剂的自动加药方法
WO2019050201A1 (ko) 어항의 저면 여과 장치
CN218012108U (zh) 一种挥发性气体混合箱
CN215855745U (zh) 一种带式污泥脱水机的加装絮凝装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14756383

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14439128

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015541705

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14756383

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1