WO2020175743A1 - 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치 및 이를 이용한 연속식 활성탄 재생 방법 - Google Patents

여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치 및 이를 이용한 연속식 활성탄 재생 방법 Download PDF

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WO2020175743A1
WO2020175743A1 PCT/KR2019/006193 KR2019006193W WO2020175743A1 WO 2020175743 A1 WO2020175743 A1 WO 2020175743A1 KR 2019006193 W KR2019006193 W KR 2019006193W WO 2020175743 A1 WO2020175743 A1 WO 2020175743A1
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WO
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activated carbon
waste activated
waste
regeneration
unit
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PCT/KR2019/006193
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Inventor
이미란
김용환
오승배
Original Assignee
주식회사 대성그린테크
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30—Active carbon
    • C01B32/354—After-treatment
    • C01B32/36—Reactivation or regeneration

Definitions

  • the present invention is connected to the filter by a hose or tube, receives the waste activated carbon from the filter and heats it to a temperature of 200° C. or higher with water in a closed space, and is heated at a high temperature of 200° C. or higher to obtain a liquid state.
  • Continuous hot water configured to effectively decompose and carbonize foreign substances in the waste activated carbon using high temperature water activated by increasing OH radicals while maintaining and to re-supply the regenerated activated carbon back to the filter.
  • a pressurized activated carbon regeneration device
  • the present invention relates to a continuous activated carbon regeneration method in which waste activated carbon in a filter can be effectively regenerated as the series of processes supplied to the filter are continuously repeatedly performed.
  • Activated carbon is made of a number of carbon-containing materials such as wood, lignite, bitumen, anthracite, coconut shells, fruit seeds, sawdust, and petroleum base residues. It is manufactured by using such a material as a raw material for pyrolitic carbonization and then activation with hot air or steam.
  • activated carbon When activated carbon is filled in a filter, etc., and then passed through filtered water or ozonated filtered water, breakthrough occurs in which the removal rate of the target material is significantly reduced as the adsorbed and removed contaminants are continuously accumulated on the inner pore surface of the charged activated carbon. do. Therefore, activated carbon, which has been operated for a certain period of time and has degraded performance, needs to be replaced or regenerated with new carbon. However, the method of replacing it with new coal each time has a high economic burden and a problem of disposal of waste activated carbon occurs.
  • Regeneration of activated carbon is to restore the adsorption performance of activated carbon by removing the substances to be adsorbed on the surface of activated carbon through physical and chemical treatment of waste activated carbon that has lost its adsorption capacity after use. It is classified by the physicochemical regeneration method used.
  • the heat regeneration method is a heat regeneration method, and is regenerated through a process of drying, carbonization, and activation.
  • waste activated carbon containing moisture is added to the activated carbon regeneration furnace at 100° C. and dried, and some organic matter is removed during this process.
  • the activation step is a step of heating the waste activated carbon at 1,000° C. or higher to gasify and eliminate organic substances remaining in the pores into oxidizing gases such as water vapor, carbon dioxide, and oxygen.
  • water vapor is generally used as the activation gas, and as the temperature of the water vapor increases, the pore volume increases and the degree of activation increases, but it is desirable to maintain an appropriate temperature since there is a concern that the strength may decrease due to damage to the substrate of the activated carbon. Do.
  • the physicochemical regeneration method reverses the adsorption principle of activated carbon. In other words, the principle of detachment was utilized. This is a method of increasing regeneration efficiency by combining pH, an organic solvent such as ethanol, and temperature, which play a decisive role in adsorption and desorption.
  • the advantage of such a physicochemical regeneration method is that the regeneration effect can recover 83 to 97% of adsorption capacity compared to that of the new coal, the operation is easy because the regeneration facility is simple, and there is little loss of activated carbon during regeneration.
  • the conventionally disclosed technologies are far from the technology that can receive and treat waste activated carbon directly through a filter, and propose a regeneration technology using water vapor as an activated gas through an independently configured device.
  • the conventional regeneration method inevitably requires a lot of energy as a regeneration technology using high temperature water vapor of 600 °C or higher.
  • the present invention relates to an activated carbon regeneration device and a regeneration method of a circulation method connected with a filter, and the amount of waste activated carbon is continuously supplied from the filter and regenerated, and then re-supplied to the filter without affecting the operating state of the filter.
  • a technology that can completely replace waste activated carbon with recycled activated carbon.
  • activated carbon regeneration is performed using water activated at a temperature of 200 ⁇ 240 °C, so that energy consumption can be significantly reduced compared to the conventional regeneration method through high temperature steam of 600 °C or higher.
  • the present invention is connected to the filter by a hose or tube, receives the waste activated carbon from the filter and heats it to a temperature of 200° C. or higher with water in a closed space, and is heated at a high temperature of 200° C. or higher to obtain a liquid state.
  • Continuous hot water configured to effectively decompose and carbonize foreign substances in the waste activated carbon using high temperature water activated by increasing OH radicals while maintaining and to re-supply the regenerated activated carbon back to the filter.
  • a pressurized activated carbon regeneration device
  • An appropriate amount of waste activated carbon from the filter is supplied to the continuous hydrothermal pressure activated carbon regeneration device, the activated carbon is regenerated using high temperature water activated in the continuous hydrothermal pressure regeneration device, and the regenerated activated carbon is regenerated. It is an object of the present invention to provide a continuous activated carbon regeneration method in which waste activated carbon in the filter can be effectively regenerated as the series of processes supplied to the filter are continuously repeatedly performed.
  • the present invention is a continuous type configured to completely regenerate the waste activated carbon in the filter by repeatedly performing a series of processes of regenerating waste activated carbon supplied from the filter and retransmitting the recycled activated carbon to the filter by forming a connecting structure with the filter. It provides a hydrothermal activated carbon regeneration device.
  • the activated carbon regeneration device may include a waste activated carbon transfer unit connected to a filter to receive the waste activated carbon;
  • a waste activated carbon inlet for supplying to the waste activated carbon regeneration unit at a rear stage while controlling the inflow amount of the waste activated carbon introduced through the waste activated carbon transfer unit;
  • a filtered water supply unit supplying filtered water or ozonated filtered water to the waste activated carbon recycling unit;
  • a recycled activated carbon supply unit for retransferring the activated carbon recycled in the waste activated carbon recycling unit to the filter
  • It provides a continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus comprising a; a control unit for controlling the operation of each component of the activated carbon regeneration apparatus.
  • a suction device installed in the filter to inhale waste activated carbon, and one end of a hose or pipe is connected to the suction device, and the other end is connected to the waste activated carbon inlet of the continuous hydrothermal pressure activated carbon regeneration device, and the waste in the filter
  • a waste activated carbon transfer unit that supplies activated carbon to the continuous hydrothermal pressure activated carbon regeneration device, and supplies only waste activated carbon by separating water from the waste activated carbon introduced together with water;
  • a filtered water supply unit connected to the inflow pipe of the waste activated carbon inlet unit to supply filtered water or ozonated filtered water from the outside;
  • a hollow pipe is formed vertically with the waste activated carbon inlet forming a horizontal, but one side of the hollow pipe penetrates the waste activated carbon inlet to receive the waste activated carbon introduced through the waste activated carbon inlet, and the filtered water
  • a waste activated carbon regeneration unit for regenerating the waste activated carbon by heating the filtered water or ozonated filtered water supplied through the supply unit to a high temperature of 200° C. or higher, and using a liquid activated hot water (High temperature) in which OH radicals are generated;
  • An air vent valve formed through the upper end of the waste activated carbon recycling unit to discharge air in the waste activated carbon recycling unit to the outside to control the amount of air;
  • a safety valve installed between the waste activated carbon inlet part and the waste activated carbon regeneration part to adjust the pressure according to the internal pressure state of the waste activated carbon regeneration part;
  • thermometer installed in the longitudinal direction in the inner center of the waste activated carbon regeneration unit
  • thermometer provided in a plurality of inner longitudinal directions of the waste activated carbon recycling unit and formed to surround the thermometer
  • the height of the waste activated carbon installed opposite the waste activated carbon transfer part and filled in the waste activated carbon regeneration part is checked, and when the height exceeds the set height, the first electric valve is operated through the control unit to prevent the inflow of the waste activated carbon.
  • a waste activated carbon inflow amount control unit that blocks the inflow amount of the waste activated carbon;
  • a regenerated activated carbon outlet installed at the lower end of the waste activated carbon regeneration unit and flowing out through a discharge transfer pipe while controlling an outflow amount of the regenerated activated carbon in the waste activated carbon regeneration unit with a second electric valve;
  • a hot water discharge unit formed through one side of the discharge transfer pipe, and a mesh net installed at a point connected to the discharge transfer pipe to discharge hot water used for regeneration of waste activated carbon to the outside;
  • a recycled activated carbon supply unit for re-transferring the recycled activated carbon flowing out through the recycled activated carbon outlet to the filter through a hose or pipe;
  • the waste activated carbon in the filter is transferred to the waste activated carbon inlet of the continuous hydrothermal pressurized activated carbon regeneration unit, and the inflow amount is controlled through the first electric valve of the waste activated carbon inlet.
  • the amount of waste activated carbon injected into the waste activated carbon regeneration unit is sensed through the waste activated carbon inflow amount control unit installed on the upper and outer side of the waste activated carbon regeneration unit, and when the height of the sensed waste activated carbon exceeds a set height, a control signal is controlled. And control the opening and closing of the first electric valve by the control unit and controlling the injection amount of the waste activated carbon through the opening and closing of the first electric valve, and then the filtered water supplied through the filtered water supply unit or the ozonated filtered water After filling in the waste activated carbon regeneration section, the waste activated carbon regeneration step (S20) of sealing the waste activated carbon regeneration section,
  • step S40 After partially opening the second electric valve installed at the bottom of the waste activated carbon regeneration unit, water in the waste activated carbon regeneration unit completed in step S40 is discharged to the outside through the hot water discharge unit, and then the regenerated activated carbon is transferred to the second electric power.
  • It provides a continuous hydrothermal activated carbon regeneration method comprising a regenerated activated carbon supply step (S60) of transferring the regenerated activated carbon discharged to the outside to the filter through a regenerated activated carbon supply unit connected to the filter.
  • the continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus and the activated carbon regeneration method using the same according to the present invention have the following effects.
  • the waste activated carbon recycling section uses high temperature water containing OH radicals generated in the process of heating the filtered water or ozonated filtered water received together with the waste activated carbon in a sealed condition and raising the temperature to 200 ⁇ 240 °C.
  • By decomposing and carbonizing foreign substances in activated carbon it is possible to significantly reduce the energy consumption required for activated carbon regeneration compared to the conventional method of regenerating activated carbon using high temperature steam of 600°C or higher, and the waste activated carbon regeneration efficiency is more than 99.0% It has the advantage of being very high.
  • FIG. 1 is a view showing the overall configuration of a continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus constituting a filter and a connecting structure according to the present invention.
  • Figure 2 is a front view showing the main configuration of the continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is a side view showing the main configuration of the continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus according to the present invention.
  • Figure 4 is a top view showing the main configuration of the continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the main configuration of a continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus according to the present invention.
  • FIG. 6 is a side view showing a main configuration of a continuous hydrothermal pressure activated carbon regeneration device including a heat exchange device according to the present invention.
  • FIG. 7 is a process flow chart according to the continuous hydrothermal pressure activated carbon regeneration method according to the present invention.
  • the waste activated carbon in the filter 100 is formed by forming a connecting structure with the filter 100, receiving and regenerating the waste activated carbon from the filter 100, and repeatedly performing a series of processes of retransmitting the recycled activated carbon to the filter 100.
  • the activated carbon regeneration device 1 configured to be completely regenerated,
  • the activated carbon regeneration device (1) is installed in the filter (100) to suck the waste activated carbon (200), a suction device (101), one end of a hose or pipe is connected to the suction device (101), the other end is continuous It is connected to the waste activated carbon inlet 11 of the hydrothermal activated carbon regeneration apparatus 1 to supply the waste activated carbon 200 in the filter 100 to the continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus 1, and water )
  • a waste activated carbon transfer unit 10 for supplying only the waste activated carbon by separating water from the waste activated carbon introduced together with the);
  • An inlet transfer pipe 111 having a function of a passage for the waste activated carbon 200 introduced through the waste activated carbon transfer unit 10, and the inflow pipe 111 through the upper vertical direction of the inlet transfer pipe 111
  • a waste activated carbon inlet 11 comprising a first electric valve 112 for adjusting the inflow amount of the activated carbon 200;
  • a filtered water supply unit 12 connected to the inlet and transfer pipe 111 of the waste activated carbon inlet 11 to supply filtered water or ozone-treated filtered water from the outside;
  • a hollow tube is formed vertically with the waste activated carbon inlet 11 forming a horizontal, but one side of the hollow tube penetrates the waste activated carbon inlet 11 through the waste activated carbon inlet 11
  • a waste activated carbon recycling unit 13 for regenerating the waste activated carbon 200 by using;
  • An air vent valve (14) formed through the upper end of the waste activated carbon regeneration section (13) to discharge air in the waste activated carbon regeneration section (13) to the outside to control the amount of air;
  • a safety valve 15 installed between the waste activated carbon inlet 11 and the waste activated carbon regeneration section 13 to adjust the pressure according to the internal pressure state of the waste activated carbon regeneration section 13;
  • thermometer (16) installed in the longitudinal direction in the inner center of the waste activated carbon regeneration unit (13);
  • thermometer 16 formed to surround the circumference of the thermometer 16, a plurality of installed in the longitudinal direction of the waste activated carbon recycling unit 13;
  • the first electric valve 112 is installed opposite the waste activated carbon transfer unit 10 to check the height of the waste activated carbon to be filled in the waste activated carbon regeneration unit 13, and when it exceeds the set height, the first electric valve 112 ) To block the inflow of the waste activated carbon to control the inflow amount of the waste activated carbon (18);
  • a hot water discharge unit 20 formed through one side of the discharge transfer pipe, and a mesh net installed at a point connected to the discharge transfer pipe to discharge hot water used for regeneration of waste activated carbon to the outside;
  • a recycled activated carbon supply unit 21 for re-transferring the recycled activated carbon 300 flowing out through the recycled activated carbon outlet 19 to the filter 100 through a hose or a pipe;
  • the waste activated carbon transfer part 10 The waste activated carbon transfer part 10, the waste activated carbon inlet part 11, the filtered water supply part 12, the waste activated carbon recycling part 13, the air vent valve 14, the safety valve 15, the heating part 17,
  • the continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus 1 has a connecting structure with the filter 100, as shown in FIGS. 1 to 6, and receives and recycles waste activated carbon from the filter 100, By repeatedly performing a series of processes of retransmitting the recycled activated carbon to the filter 100, the waste activated carbon in the filter 100 is completely recycled.
  • waste activated carbon transfer unit 10 connected to the filter 100 to receive the waste activated carbon
  • a filtered water supply unit 12 for supplying filtered water or ozone-treated filtered water to the waste activated carbon recycling unit 13;
  • waste activated carbon supplied through the waste activated carbon inlet 11 and the filtered water supplied through the filtered water supply unit 12 are heated to a high temperature of 200° C. or higher in a closed space, and OH radicals converted from the filtered water by heating are A waste activated carbon recycling unit 13 for regenerating the waste activated carbon 200 using the generated liquid activated hot water (High temperature);
  • control unit 22 for controlling the operation of each component of the activated carbon regeneration device 1.
  • the suction device 101 installed in the filter 100 to suck the waste activated carbon 200, one end of a hose or pipe is connected to the suction device 101, and the other end is continuous hot water pressure It is connected to the waste activated carbon inlet 11 of the activated carbon regeneration apparatus 1 to supply the waste activated carbon 200 in the filter 100 to the continuous hydrothermal pressure activated carbon regeneration apparatus 1, but together with water
  • a waste activated carbon transfer unit 10 for supplying only waste activated carbon by separating water from the introduced waste activated carbon;
  • An inlet transfer pipe 111 having a function of a passage for the waste activated carbon 200 introduced through the waste activated carbon transfer unit 10, and the inflow pipe 111 through the upper vertical direction of the inlet transfer pipe 111
  • a waste activated carbon inlet 11 comprising a first electric valve 112 for adjusting the inflow amount of the activated carbon 200;
  • a filtered water supply unit 12 connected to the inlet and transfer pipe 111 of the waste activated carbon inlet 11 to supply filtered water or ozone-treated filtered water from the outside;
  • a hollow tube is formed vertically with the waste activated carbon inlet 11 forming a horizontal, but one side of the hollow tube penetrates the waste activated carbon inlet 11 through the waste activated carbon inlet 11
  • a waste activated carbon recycling unit 13 for regenerating the waste activated carbon 200 by using;
  • An air vent valve (14) formed through the upper end of the waste activated carbon regeneration section (13) to discharge air in the waste activated carbon regeneration section (13) to the outside to control the amount of air;
  • a safety valve 15 installed between the waste activated carbon inlet 11 and the waste activated carbon regeneration section 13 to adjust the pressure according to the internal pressure state of the waste activated carbon regeneration section 13;
  • thermometer (16) installed in the longitudinal direction in the inner center of the waste activated carbon regeneration unit (13);
  • thermometer 16 formed to surround the circumference of the thermometer 16, a plurality of installed in the longitudinal direction of the waste activated carbon recycling unit 13;
  • the first electric valve 112 is installed opposite the waste activated carbon transfer unit 10 to check the height of the waste activated carbon to be filled in the waste activated carbon regeneration unit 13, and when it exceeds the set height, the first electric valve 112 ) To block the inflow of the waste activated carbon to control the inflow amount of the waste activated carbon (18);
  • a hot water discharge unit 20 formed through one side of the discharge transfer pipe, and a mesh net installed at a point connected to the discharge transfer pipe to discharge hot water used for regeneration of waste activated carbon to the outside;
  • a recycled activated carbon supply unit 21 for re-transferring the recycled activated carbon 300 flowing out through the recycled activated carbon outlet 19 to the filter 100 through a hose or a pipe;
  • the waste activated carbon transfer part 10 for controlling the operation of the regenerated activated carbon outlet 19, the hot water outlet 20, and the regenerated activated carbon supply unit 21.
  • the technical feature of the continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus 1 according to the present invention is formed in a connecting structure with the filter 100, and after receiving and regenerating some of the waste activated carbon in the filter 100, the recycled activated carbon A series of processes of resupplying the filter to the filter 100 are continuously performed, so that the waste activated carbon in the filter 100 can be entirely regenerated without stopping the operation of the filter 100.
  • the energy reduction effect is very excellent and the regeneration efficiency is very excellent.
  • the conventional regeneration method was a method of taking out and regenerating waste activated carbon in the filter 100 in a state in which the operation of the filter 100 is completely stopped, and then injecting it into the filter 100 again, the filter 100 There was a problem of poor operation efficiency.
  • activated carbon was regenerated using high-temperature steam of 600° C. or higher, but in the present invention, a liquid containing OH radicals generated in the process of heating filtered water or ozone-treated filtered water to 200 to 240° C.
  • the energy reduction effect is very excellent, and the regeneration efficiency is very high, over 99.0%.
  • the waste activated carbon transfer unit 10 has a suction device 101 installed in the filter 100 to suck the waste activated carbon 200, one end is connected to the suction device 101, and the other end is continuous hot water pressure. It is configured to include a waste activated carbon transfer pipe 102 formed by being connected to the waste activated carbon inlet 11 of the activated carbon regeneration device 1.
  • the suction device 101 can be selected and used in various ways, but an air lift pump is used as a specific example.
  • the air lift pump is a pump used to circulate water and transfer other solids in water by injecting compressed air into a vertical pipe through an air intake pipe to make the mixing density in the pipe smaller than that of water.
  • waste activated carbon 200 flows out from the filter 100 through the suction device 101, it is discharged with water, and the waste activated carbon 200 discharged with water is a waste activated carbon inlet 11 ), it goes through a process of separating water before flowing into it.
  • water and waste activated carbon 200 flowing out of the filter 100 through the suction device 101 are transferred to a drain pipe 102a formed in a'T' shape, as shown in FIG. Water is discharged to separate waste activated carbon 200 and water.
  • a mesh net (102b) is installed at the point where the drain pipe (102a) and the waste activated carbon transfer pipe (102) pass through each other, so that the waste activated carbon 200 has a larger particle size than the mesh net and does not fall into the drain pipe (102a) water) only drains.
  • a blower is installed at one side of the waste activated carbon transfer pipe 102, and the waste activated carbon 200 separated from water through an air pressure delivery method that applies air pressure in the direction in which the waste activated carbon 200 is transported. This makes it possible to be smoothly transferred to the waste activated carbon inlet 11.
  • the waste activated carbon inlet 11 supplies the waste activated carbon 200 introduced through the waste activated carbon transfer pipe 102 of the waste activated carbon transfer unit 10 to the waste activated carbon regeneration unit 13, and the waste activated carbon regeneration It serves to control the amount of waste activated carbon 200 supplied to the part 13.
  • the waste activated carbon inlet 11 is formed to penetrate in a vertical direction from the top of the inlet and transfer pipe 111 constituting a passage for the waste activated carbon 200 and the inlet and transfer pipe 111 to penetrate the waste activated carbon 200 It consists of a first electric valve 112 that adjusts the inflow amount of.
  • the first electric valve 112 serves to control the amount of the waste activated carbon 200 supplied from the filter 100 through the waste activated carbon transfer unit 10 and supply it to the waste activated carbon regeneration unit 13.
  • the filtered water supply unit 12 is connected to the inlet and transfer pipe 111 of the waste activated carbon inlet 11 and serves to supply filtered water or ozonated filtered water from the outside to the waste activated carbon regeneration unit 13.
  • the waste activated carbon regeneration unit 13 receives a set amount of the waste activated carbon 200 from the filter 100, and then the filtered water through the filtered water supply unit 12 so that the waste activated carbon 200 can be completely immersed in water. Or, receive ozonated filtered water.
  • the filtered water or ozonated filtered water supplied through the filtered water supply unit 12 is heated to a temperature of 200° C. or higher in a sealed condition in the waste activated carbon recycling unit 13, thereby generating OH radicals in a liquid state of hot water (High temperature) It is converted into, and by the reaction of the OH radical of the hot water to remove foreign substances in the waste activated carbon (200).
  • the waste activated carbon regeneration unit 13 is a space for regenerating waste activated carbon using hot water in a liquid state in which OH radicals are generated.
  • Regeneration of the waste activated carbon 200 in the waste activated carbon regeneration unit 13 includes a process of filling the waste activated carbon 200 supplied through the waste activated carbon inlet 11 into the waste activated carbon regeneration unit 13,
  • the waste activated carbon 200 is regenerated through a process of decomposing and carbonizing foreign substances in the waste activated carbon 200 using hot water under a certain pressure, a certain temperature and time conditions. .
  • a waste activated carbon inflow amount control unit 18 is installed on the upper outside of the waste activated carbon recycling unit 13, so that the height of the waste activated carbon 200 filled in the inner space of the waste activated carbon recycling unit 13 is set to a set height. When it exceeds, the measured signal is transmitted to the control unit, and the first electric valve 112 is controlled by the control signal of the control unit to block the inflow of the waste activated carbon 200.
  • the air vent valve 14 is opened to allow the air inside the waste activated carbon regeneration unit 13 to flow out, and the injection of the waste activated carbon 200 and the filtered water is completed. Afterwards, the air vent valve 14 is closed so that the waste activated carbon regeneration unit 13 can be completely sealed.
  • the pressure in the waste activated carbon regeneration section 13 is maintained at 25 to 30 bar, and the temperature Is heated to 220 ⁇ 240 °C filtered water or ozonated filtered water is converted into a liquid phase hot water (high temperature water) OH radicals are generated.
  • the waste activated carbon recycling unit 13 has a characteristic of strong corrosion resistance over a long period of time by depositing a high-strength corrosion-resistant thin film on an inner surface made of a metal material.
  • the waste activated carbon regeneration unit 13 includes an insulating cover 131 surrounding the outer surface of the waste activated carbon regeneration unit 13 in order to minimize heat leakage during the waste activated carbon regeneration process. Can be.
  • heat radiation to the outside is blocked to the maximum, thereby minimizing the amount of heat required for heating the waste activated carbon regeneration unit 13 and regenerating the waste activated carbon 200.
  • a safety valve 15 is installed between the waste activated carbon inlet 11 and the waste activated carbon regeneration unit 13.
  • the safety valve 15 prevents the internal pressure in the waste activated carbon regeneration unit 13 from rising too high so that an appropriate pressure is maintained.
  • the safety valve 15 automatically operates when the pressure at the inlet side of the valve rises and exceeds the set pressure, opens the valve disk, and automatically operates when the pressure drops to a predetermined value to close the valve disk again. It is a valve with
  • thermometer 16 is installed in the longitudinal direction in the inner center of the waste activated carbon regeneration section 13, and measures the temperature in the waste activated carbon regeneration section 13, and based on the measured temperature value, the appropriate required for regeneration of waste activated carbon
  • the operation of the heating unit 17 is controlled through a control unit so that the temperature can be maintained.
  • a heating unit 17 surrounds the thermometer 16 with a predetermined distance therebetween.
  • the heating unit 17 is composed of a plurality of heaters 171 forming a'U' shape in the longitudinal direction of the waste activated carbon recycling unit 13, and the heater 171 and the heater 171 are adjacent to each other.
  • ( ⁇ ) is 60° to 90°.
  • three heaters 161 are adjacent to each other to form a triangle structure with a cross section as a reference point.
  • the heating unit 17 is composed of a plurality of'U'-shaped heaters 171, and the heater 171 specifically uses an electric heater, that is, a sheath heater.
  • the sheath heater refers to a tube-type heater in which a heating wire is embedded in the center of a sheath (covered pipe), and magnesium oxide (MgO) powder, which is an insulating material, is filled and compressed together.
  • MgO magnesium oxide
  • the sheath heater is a tubular heater in which a heating wire is wound in a coil type to increase its length and insulates the heating wire and a protective tube in order to increase the heating value.
  • a heating wire is wound in a coil type to increase its length and insulates the heating wire and a protective tube in order to increase the heating value.
  • the normal use temperature is 200 ⁇ 300 °C, and the maximum use temperature is about 1,000 °C or more.
  • the sheath heater increases the particle size of magnesium oxide (MgO), which is an insulating material filled inside the metal protection tube, and fills the filling density to 2.5g/cm2 or more in order to prevent disconnection due to deterioration of the heating wire and shock, vibration, etc. to be.
  • MgO magnesium oxide
  • the external metal protection tube serves to protect the internal heating wire and at the same time dissipate heat from the heating wire to the outside.
  • the height value of the waste activated carbon measured through the waste activated carbon inflow amount control unit 18 is transmitted to the control unit 22, and the control unit 22 controls the first electric valve 112 to block the inflow of the waste activated carbon. By doing so, it is possible to maintain an appropriate height without exceeding the set height of the amount of the waste activated carbon accommodated in the waste activated carbon regeneration unit 13.
  • a heat exchange device 132 may be additionally configured.
  • the time until the high-temperature and high-pressure water becomes the low-temperature and low-pressure state after the activation of the activated carbon is finished can be shortened as much as possible. And, thereby, the efficiency of the regeneration process can be greatly improved.
  • the regenerated activated carbon outlet 19 is a configuration for discharging the regenerated activated carbon regenerated in the waste activated carbon regeneration section 13 to the outside, and the regenerated activated carbon outflow amount in the waste activated carbon regeneration section 13 is controlled by a second electric valve. While controlling at 191, it serves to discharge to the outside through the discharge transfer pipe 192.
  • Regenerated activated carbon discharges water used in the regeneration process first after it is brought to a low temperature and low pressure state through a cooling process.
  • Water in the waste activated carbon recycling unit 13 is discharged by partially opening the second electric valve 191 within a range in which the recycled activated carbon does not escape, and the discharged water is the hot water discharge unit 20 ) Through.
  • the hot water discharging unit 20 is formed through one side of the discharging transfer pipe, and a mesh network is installed at a point connected to the discharging transfer pipe to allow water used for waste activated carbon regeneration to be discharged to the outside. .
  • the second electric valve 191 is further opened to allow it to flow out while controlling the outflow amount of the regenerated activated carbon.
  • the spilled recycled activated carbon is resupplied to the filter 100 through the recycled activated carbon supply unit 21.
  • waste activated carbon regeneration processes by repeatedly performing such a series of waste activated carbon regeneration processes, it is possible to regenerate the entire waste activated carbon without stopping the operation of the filter 100. That is, the waste activated carbon in the filter 100 can be completely replaced with recycled activated carbon.
  • the control unit 22 includes a waste activated carbon transfer unit 10, a waste activated carbon inlet unit 11, a filtered water supply unit 12, and a waste activated carbon regeneration unit 13, which are driven while constituting the continuous hydrothermal activated carbon regeneration device 1 , Air vent valve 14, safety valve 15, heating unit 17, regenerative activated carbon outlet 19, hot water outlet 20, and regenerative activated carbon supply unit 21. do.
  • control unit 22 controls the device configuration related to the control of the injection amount of the waste activated carbon and the injection amount of filtered water, the control of the regeneration temperature and pressure, and the control of the discharge amount of the regenerated activated carbon. Make it happen.
  • Waste activated carbon 200 in the filter 100 is transferred to the waste activated carbon inlet 11 of the continuous hydrothermal activated carbon regeneration device 1, and the first electric valve 112 of the waste activated carbon inlet 11 Waste activated carbon supply step (S10) in which the inflow amount is adjusted and the waste activated carbon 200 is supplied to the waste activated carbon regeneration unit 13,
  • the amount of the waste activated carbon 200 injected into the waste activated carbon regeneration section 13 is sensed through the waste activated carbon inflow amount control section 18 installed on the upper and outer side of the waste activated carbon regeneration section 13, and the sensed waste activated carbon
  • a control signal is sent to the control unit to control the opening and closing of the first electric valve 112 by the control unit, and the waste activated carbon 200 is opened and closed by the first electric valve 112.
  • the filtered water supplied through the filtered water supply unit 12 or the ozone-treated filtered water is filled in the waste activated carbon recycling unit 13, and then the waste activated carbon for sealing the waste activated carbon recycling unit 13
  • It comprises a recycled activated carbon supply step (S60) of transferring the recycled activated carbon 300 discharged to the outside to the filter 100 through the recycled activated carbon supply unit 21 connected to the filter 100.
  • the waste activated carbon 200 in the filter 100 is taken out and regenerated, and then the filter 100 The recycled activated carbon was re-injected into the furnace.
  • the waste activated carbon 200 supplied by being directly connected to the filter 100 is regenerated through the continuous hydrothermal pressure regeneration device 1, and the regenerated activated carbon is again used in the filter 100 ), the waste activated carbon 200 in the filter 100 can be effectively regenerated as the series of processes supplied to the filter 100 are continuously repeatedly performed.
  • This step (S10) is a step of transferring the waste activated carbon 200 of the filter 100 to the continuous hydrothermal activated carbon regeneration device 1.
  • waste activated carbon 200 in the filter 100 After discharging the waste activated carbon 200 in the filter 100 together with water through a suction device 101 such as an air lift pump or a natural flow transfer pipe, water and waste activated carbon are passed through a screen. (200) is separated, and only the waste activated carbon 200 separated from water is supplied to the waste activated carbon inlet 11 by air pressure delivery.
  • a suction device 101 such as an air lift pump or a natural flow transfer pipe
  • This step (S20) is a preliminary step for regenerating the waste activated carbon 200 supplied from the filter 100, after filling the waste activated carbon to a predetermined height in the waste activated carbon regeneration unit 13, filtered water or ozone-treated filtered water This step is completed through the process of filling and sealing the water.
  • filtered water is supplied so that the waste activated carbon is completely immersed, and the waste activated carbon 200 and When the filtered water is injected, the air vent valve 14 is opened to allow the air inside the waste activated carbon regeneration unit 13 to flow to the outside, and the air vent valve 14 is closed after the injection of the waste activated carbon 200 and the filtered water is completed.
  • the waste activated carbon regeneration unit 13 is sealed.
  • the waste activated carbon regeneration process according to the present invention activates water by heating it to 200° C. or higher at an appropriate pressure, and decomposes and carbonizes pollutants in the waste activated carbon using the activated water, that is, hot water. It is completed by doing.
  • water filled with waste activated carbon in the waste activated carbon regeneration unit 13 is heated to 220 to 240° C. under a pressure condition of 25 to 30 bar, and then 3 while the heated temperature is maintained. It goes through the heating process for ⁇ 5 hours. Thereby, the hot water decomposes and carbonizes pollutants in the waste activated carbon, thereby effectively regenerating the waste activated carbon.
  • This step (S30) is a process of regenerating waste activated carbon by decomposing and carbonizing foreign substances in waste activated carbon using hot water in a liquid state generated by heating water in a closed space at high temperature. Compared with, it is possible to significantly reduce the amount of energy consumed for regeneration of activated carbon. In addition, its regeneration efficiency is very high, over 99.0%.
  • the hot water exhibits very different properties from general liquid water. It has low dielectric constant, few hydrogen bonds and weak, so it dissolves organic compounds. In addition, hot water supports radical reactions with strong oxidizing power, and individual water molecules participate in the reaction as a catalyst to decompose organic compounds.
  • This step (S40) is a step of cooling high temperature water in a high temperature and high pressure state in the waste activated carbon regeneration unit 13 that has completed step S30 to a low temperature and low pressure state.
  • the waste activated carbon recycling unit 13 Since the water immediately after regeneration of the waste activated carbon is completed through the waste activated carbon recycling unit 13 is in a high temperature and high pressure state, it must be discharged by lowering it to a low temperature and low pressure state.
  • a heat exchange device 132 may be additionally installed inside the waste activated carbon recycling unit 13 or between the waste activated carbon recycling unit 13 and the heat insulating cover 131.
  • This step (S50) is a process of discharging the activated carbon recycled through the step (S40) to the outside.
  • the water filled in the waste activated carbon regeneration unit 13 is discharged to the outside, and then the recycled activated carbon is second It is discharged to the outside while controlling the amount of discharge under the control of the electric valve 191.
  • This step (S60) is a step of returning the regenerated activated carbon through the step (S50) to the filter 100.
  • the continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus 1 since the continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus 1 according to the present invention enables continuous regeneration treatment without stopping the operation of the filter 100, the waste activated carbon in the filter 100 is sequentially, By continuously regenerating treatment, it has the advantage that the efficiency of treating waste activated carbon in the filter 100 can be remarkably improved.
  • the continuous hydrothermal activated carbon regeneration apparatus according to the present invention and the continuous activated carbon regeneration method using the same are connected to a filter to directly receive waste activated carbon, and then regenerate and re-supply to the filter, thereby not affecting the operation of the filter.
  • the waste activated carbon in the filter can be effectively regenerated without

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Abstract

본 발명은 여과기와 호스 또는 관으로 연결되어, 상기 여과기로부터 폐활성탄을 공급받아 밀폐된 공간 내에서 물(water)과 함께 200 ℃ 이상의 온도로 가열하고, 상기 200 ℃ 이상의 고온에서 가열되어 액상상태를 유지하면서 OH 라디칼이 증가하여 활성화된 열수(High temperature water)를 이용하여 상기 폐활성탄 내의 이물질을 효과적으로 분해 및 탄화처리하여 재생처리하고, 재생된 활성탄을 다시 상기 여과기로 재공급하도록 구성되는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치와, 상기 여과기로부터 적정량의 폐활성탄이 상기 연속식 열수가압 활성탄 재생장치로 공급되고, 상기 연속식 열수가압 재생장치 내에서 활성화된 열수(High temperature water)를 이용하여 활성탄을 재생하고, 재생된 활성탄을 다시 상기 여과기로 공급하는 일련의 과정이 연속적으로 반복 수행됨에 따라 여과기 내의 폐활성탄이 효과적으로 재생처리될 수 있도록 하는 연속식 활성탄 재생 방법에 관한 것이다.

Description

여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치 및 이를 이용한 연속식 활성탄 재생 방법
본 발명은 여과기와 호스 또는 관으로 연결되어, 상기 여과기로부터 폐활성탄을 공급받아 밀폐된 공간 내에서 물(water)과 함께 200 ℃ 이상의 온도로 가열하고, 상기 200 ℃ 이상의 고온에서 가열되어 액상상태를 유지하면서 OH 라디칼이 증가하여 활성화된 열수(High temperature water)를 이용하여 상기 폐활성탄 내의 이물질을 효과적으로 분해 및 탄화처리하여 재생처리하고, 재생된 활성탄을 다시 상기 여과기로 재공급하도록 구성되는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치와,
상기 여과기로부터 적정량의 폐활성탄이 상기 연속식 열수가압 활성탄 재생장치로 공급되고, 상기 연속식 열수가압 재생장치 내에서 활성화된 열수(High temperature water)를 이용하여 활성탄을 재생하고, 재생된 활성탄을 다시 상기 여과기로 공급하는 일련의 과정이 연속적으로 반복 수행됨에 따라 여과기 내의 폐활성탄이 효과적으로 재생처리될 수 있도록 하는 연속식 활성탄 재생 방법에 관한 것이다.
활성탄은 나무, 갈탄, 역청탄, 무연탄, 야자껍질, 과일의 씨앗, 톱밥, 석유의 기저잔유물 등과 같이 탄소를 함유한 수많은 물질로 만들어진다. 이와 같은 물질을 원료로 하여 탄화(Pyrolitic Carbonization)시킨 후 뜨거운 공기나 증기로 활성화(Activation) 시켜 제조한다.
활성탄을 여과기 등에 충전한 후 여과수 또는 오존처리된 여과수 등을 통과시키면, 충전된 활성탄의 내부 세공 표면에는 흡착제거된 오염물질이 지속적으로 축적되면서 처리목표물질 제거율이 현저히 저하되는 파과(Breakthrough)가 일어나게 된다. 따라서 일정시간 동안 운전되어 성능이 저하된 활성탄은 신탄으로 교체하거나 재생할 필요가 있다. 하지만 매번 신탄으로 교체하는 방법은 경제적 부담이 크고 폐활성탄의 처리문제가 발생하게 된다.
활성탄의 재생은 사용 후 흡착능력을 잃은 폐활성탄에 물리적, 화학적 방법의 처리를 통해 활성탄 표면상의 피흡착 물질을 제거하여 활성탄의 흡착성능을 복원하는 것으로서, 재생방법은 일반적으로 열재생 방식과 에탄올을 이용한 이화학적 재생방식으로 구분된다.
상기 열재생 방식은 가열 재생 방법으로서, 건조, 탄화(carbonization), 활성화(activation)의 공정으로 재생된다.
상기 건조단계는 100 ℃의 활성탄 재생로에 수분을 함유한 폐활성탄을 투입하하여 건조하는 단계이며, 이 과정에서 일부 유기물이 제거된다.
상기 탄화단계는 폐활성탄의 세공내에 포함된 많은 유기물질을 700 ℃ 까지 가열하여 저비등점 유기물질을 탈락시키며, 고비등점 유기물질은 열분해로 일부가 저분자화되어 탈락되고 나머지는 세공내에서 탄화되는 단계이다.
상기 활성화단계는 폐활성탄을 1,000 ℃ 이상에서 가열하여 세공내에 남은 유기물질을 수증기, 이산화탄소, 산소 등의 산화성가스로 가스화하여 탈락시키는 단계이다.
이때 활성화가스로는 일반적으로 수증기를 사용하며, 상기 수증기의 온도가 높을수록 세공용적은 증가하고 활성화도도 높아지는 장점은 있으나, 활성탄의 기질이 손상되어 강도가 떨어질 우려가 있으므로 적정 온도를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 이화학적 재생방식은 활성탄의 흡착원리를 역이용한 것이다. 즉 탈착원리를 활용한 것이다. 이는 흡착과 탈착에 결정적인 역할을 하는 pH, 에탄올과 같은 유기용제, 온도 등을 조합하여 재생효율을 높이는 방법이다.
이와 같은 이화학적 재생방법의 장점은 재생 효과가 신탄과 비교하여 83 ~ 97 %의 흡착능 회복이 가능하고, 재생시설이 간단하여 운전이 용이하고, 재생 시 활성탄의 손실이 거의 없다는 것이다.
이와 같은 활성탄 재생과 관련하여 많은 연구가 진행되고 있으며 그 예로서, 대한민국 등록특허 10-0827376(등록일자 2008.04.28) '활성탄 재생장치'; 대한민국 등록특허 10-0772665(등록일자 2007.10.26) '활성탄의 재생방법 및 그의 재생시스템'; 대한민국 등록특허 10-1110658(등록일자 2012.01.20) '활성탄 재생장치 및 그 재생방법'; 대한민국 등록특허 10-1075369(등록일자 2011.10.14) '흡착탑의 활성탄 가열 재생 처리장치'; 대한민국 등록특허 10-1326044(등록일자 2013.10.31) '정수처리 또는 하수처리에 사용되는 활성탄 여과제 재생 시스템'; 대한민국 등록특허 10-1343558(등록일자 2013.12.13) '공동 연속식 활성탄 재생장치'; 대한민국 등록특허 10-1767787(등록일자 2017.08.07) '활성탄의 재생 방법 및 이를 이용한 장치'; 대한민국 등록특허 10-1817475(등록일자 2018.01.04) '활성탄의 재생과 교체가 가능한 배기가스 정화장치'; 대한민국 등록특허 10-1876308(등록일자 2018.07.03) '저에너지 소모 및 집적 소형화 구조를 가지는 폐활성탄 재생장치 및 이를 이용한 폐활성탄 재생방법';에 대한 기술이 개시된 바 있다.
종래 개시되어 있는 기술들은 여과기를 통해 직접적으로 폐활성탄을 공급받아 재생처리할 수 있는 기술과는 거리가 먼 것으로서, 독립적으로 구성된 장치를 통해 활성화가스로서 수증기를 이용한 재생기술에 대해 제시하고 있다.
또한 종래 재생방식은 600 ℃ 이상의 고온의 수증기를 이용하여 재생하는 기술로써 필연적으로 많은 에너지 소모를 필요로 한다.
본 발명은 여과기와 연계된 순환 방식의 활성탄 재생장치 및 재생방법에 관한 것으로서, 여과기로부터 정량의 폐활성탄을 연속적으로 공급받아 재생한 후 다시 상기 여과기로 재공급함으로써 여과기의 가동상태에 영향을 주지 않으면서 폐활성탄을 재생활성탄으로 완벽하게 교체할 수 있는 기술을 개시하고자 한다.
또한 본 발명에 따른 기술은 200 ~ 240 ℃의 온도에서 활성화된 물을 사용하여 활성탄 재생이 이루어짐에 따라, 종래 600 ℃ 이상의 고온의 수증기를 통해 이루어지는 재생방식과 비교하여 에너지 소모량을 현저하게 낮출 수 있도록 함으로써, 경제성이 매우 뛰어난 기술을 개시하고자 한다.
본 발명은 여과기와 호스 또는 관으로 연결되어, 상기 여과기로부터 폐활성탄을 공급받아 밀폐된 공간 내에서 물(water)과 함께 200 ℃ 이상의 온도로 가열하고, 상기 200 ℃ 이상의 고온에서 가열되어 액상상태를 유지하면서 OH 라디칼이 증가하여 활성화된 열수(High temperature water)를 이용하여 상기 폐활성탄 내의 이물질을 효과적으로 분해 및 탄화처리하여 재생처리하고, 재생된 활성탄을 다시 상기 여과기로 재공급하도록 구성되는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치와,
상기 여과기로부터 적정량의 폐활성탄이 상기 연속식 열수가압 활성탄 재생장치로 공급되고, 상기 연속식 열수가압 재생장치 내에서 활성화된 열수(High temperature water)를 이용하여 활성탄을 재생하고, 재생된 활성탄을 다시 상기 여과기로 공급하는 일련의 과정이 연속적으로 반복 수행됨에 따라 여과기 내의 폐활성탄이 효과적으로 재생처리될 수 있도록 하는 연속식 활성탄 재생 방법을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 여과기와 커넥팅 구조를 이루어, 상기 여과기로부터 폐활성탄을 공급받아 재생하고, 재생 활성탄을 상기 여과기로 재전송하는 일련의 과정을 반복적으로 수행하여 여과기 내의 폐활성탄이 완전하게 재생되도록 구성되는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치를 제공한다.
또는, 활성탄 재생장치는 여과기와 연결되어 폐활성탄을 공급받는 폐활성탄이송부;
폐활성탄이송부를 통해 유입되는 폐활성탄의 유입량을 조절하면서 후단의 폐활성탄재생부로 공급하는 폐활성탄유입부;
상기 폐활성탄재생부로 여과수 또는 오존처리된 여과수를 공급하는 여과수공급부;
상기 폐활성탄유입부를 통해 공급된 폐활성탄과, 상기 여과수공급부를 통해 공급된 여과수를 밀폐된 공간에서 200 ℃ 이상의 고온으로 가열하고, 가열에 의해 여과수로부터 변환된 OH 라디칼이 생성된 액상상태의 활성화 열수(High temperature)를 이용하여 상기 폐활성탄을 재생처리하는 폐활성탄재생부;
상기 폐활성탄재생부 내에서 재생된 활성탄을 상기 여과기로 재이송시키는 재생활성탄공급부;
활성탄 재생장치의 각부 구성장치의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치를 제공한다.
또는, 여과기 내에 설치되어 폐활성탄을 흡입하는 흡입장치와, 호스 또는 관의 일단부가 상기 흡입장치와 연결되고, 타단부가 연속식 열수가압 활성탄 재생장치의 폐활성탄유입부와 연결되어 상기 여과기 내의 폐활성탄을 상기 연속식 열수가압 활성탄 재생장치로 공급하되, 물(water)과 함께 유입되는 폐활성탄으로부터 물(water)을 분리하여 폐활성탄만을 공급하는 폐활성탄이송부;
상기 폐활성탄이송부를 통해 유입되는 폐활성탄의 이동 통로 기능을 갖는 유입이송관과, 상기 유입이송관의 상부 수직방향으로 관통 형성되어 상기 유입되는 폐활성탄의 유입량을 조절하는 제1전동밸브로 구성되는 폐활성탄유입부;
상기 폐활성탄유입부의 유입이송관과 연결되어 외부로부터 여과수 또는 오존처리된 여과수를 공급하는 여과수공급부;
수평을 이루는 상기 폐활성탄유입부와 수직을 이루어 중공의 관을 형성하되, 상기 중공의 관 일측면이 상기 폐활성탄유입부와 관통되어 상기 폐활성탄유입부를 통해 유입되는 폐활성탄을 수용하고, 상기 여과수공급부를 통해 공급되는 여과수 또는 오존처리된 여과수를 200 ℃ 이상의 고온으로 가열하여 OH 라디칼이 생성된 액상상태의 활성화 열수(High temperature)를 이용하여 상기 폐활성탄을 재생처리하는 폐활성탄재생부;
상기 폐활성탄재생부의 상단부와 관통형성되어 폐활성탄재생부 내의 공기(air)를 외부로 배출하여 공기의 양을 조절하는 에어벤트밸브;
상기 폐활성탄유입부와 폐활성탄재생부 사이에 설치되어 상기 폐활성탄재생부의 내부압력 상태에 따라 압력을 조절하는 안전밸브;
상기 폐활성탄재생부의 내측 중심부에 길이방향으로 설치되는 온도계;
상기 폐활성탄재생부의 내측 길이방향으로 다수 설치되되, 상기 온도계의 둘레를 감싸도록 형성되는 가열부;
상기 폐활성탄이송부의 맞은편에 설치되어 상기 폐활성탄재생부 내에 채워지는 폐활성탄의 높이를 체크하고, 설정된 높이를 초과하게 될 경우 제어부를 통해 상기 제1전동밸브를 작동시켜 폐활성탄의 유입을 차단하여 폐활성탄의 유입량을 제어하는 폐활성탄유입량조절부;
상기 폐활성탄재생부 하단에 설치되어, 상기 폐활성탄재생부 내에서 재생된 활성탄의 유출량을 제2전동밸브로 제어하면서 배출이송관을 통해 외부로 유출하는 재생활성탄유출부;
상기 배출이송관의 일측에 관통형성되되, 상기 배출이송관과 연결되는 지점에 메쉬망이 설치되어 폐활성탄 재생에 사용된 열수를 외부로 배출하는 열수배출부;
상기 재생활성탄유출부를 통해 유출되는 재생활성탄을 호스 또는 관을 통해 상기 여과기로 재이송시키는 재생활성탄공급부;
상기 폐활성탄이송부, 폐활성탄유입부, 여과수공급부, 폐활성탄재생부, 에어벤트밸브, 안전밸브, 가열부, 재생활성탄유출부, 열수배출부 및 재생활성탄공급부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는, 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치를 제공한다.
또한 상기 연속식 열수가압 활성탄 재생장치를 이용한 활성탄 재생방법으로서, 여과기내의 폐활성탄을 연속식 열수가압 활성탄 재생장치의 폐활성탄유입부로 이송하되, 상기 폐활성탄유입부의 제1전동밸브를 통해 유입량이 조절되어 폐활성탄재생부로 폐활성탄이 공급되는 폐활성탄 공급단계(S10)와,
상기 폐활성탄재생부의 상부 외측에 설치되는 폐활성탄유입량조절부를 통해 폐활성탄재생부 내로 주입되는 폐활성탄의 양을 센싱하고, 센싱된 폐활성탄의 높이가 설정된 높이를 초과하게 될 경우, 제어신호를 제어부로 발송하여 상기 제어부에 의해 제1전동밸브의 개폐를 제어하고, 상기 제1전동밸브의 개폐를 통해 폐활성탄의 주입 양을 조절한 후, 여과수공급부를 통해 공급되는 여과수 또는 오존처리된 여과수를 상기 폐활성탄재생부 내에 채운 다음, 상기 폐활성탄재생부를 밀폐시키는 폐활성탄 재생전단계(S20)와,
상기 폐활성탄재생부 내의 압력을 25 ~ 30 bar로 유지하고, 가열부를 통해 220 ~ 240 ℃까지 승온시킨 후, 상기 220 ~ 240 ℃에서 3 ~ 5 시간 동안 유지하여, 여과수를 OH 라디칼이 생성된 액상상태의 열수(High temperature water)로 변환시켜 폐활성탄 내의 오염물질을 분해 및 탄화처리하는 폐활성탄 재생단계(S30)와,
상기 S30 단계를 마친 폐활성탄재생부 내의 고온, 고압 상태의 열수(High temperature water)를 저온, 저압 상태로 냉각시키는 재생활성탄 배출전단계(S40)와,
상기 폐활성탄재생부 하단에 설치되어 있는 제2전동밸브를 일부 개방하여 상기 S40 단계를 마친 폐활성탄재생부 내의 물(water)을 열수배출부를 통해 외부로 배출한 후, 재생활성탄을 상기 제2전동밸브를 통해 배출양을 조절하면서 외부로 배출하는 재생활성탄 배출단계(S50)와,
상기 외부로 배출된 재생활성탄을 상기 여과기와 연결되어 있는 재생활성탄공급부를 통해 상기 여과기로 이송하는 재생활성탄 공급단계(S60)를 포함하여 이루어지는, 연속식 열수가압 활성탄 재생방법을 제공한다.
본 발명에 따른 연속식 열수가압 활성탄 재생장치 및 이를 이용한 활성탄 재생방법은 다음의 효과를 갖는다.
첫째. 여과기와 커넥팅 구조를 이루어, 상기 여과기로부터 폐활성탄 중 일부를 직접적으로 공급받은 후, 재생처리하여 다시 상기 여과기로 재공급하는 일련의 과정을 반복 수행하여, 상기 여과기 내의 폐활성탄을 전체적으로 재생처리할 수 있어, 폐활성탄 재생을 위해 여과기의 가동을 중단하지 않더라도 효과적인 활성탄 재생처리가 가능하다는 장점을 갖는다.
둘째. 여과기 내의 폐활성탄의 양이 많더라도 연속 순환방식에 의해 재생처리가 이루어지기 때문에, 폐활성탄의 재생처리가 원활하게 이루어질 수 있다.
셋째. 폐활성탄재생부에 폐활성탄과 함께 수용된 여과수 또는 오존처리된 여과수를 밀폐 조건에서 가열하여 200 ~ 240 ℃로 승온시키는 과정에서 발생된 OH 라디칼을 포함하는 액상의 열수(High temperature water)를 이용하여 폐활성탄 내의 이물질을 분해 및 탄화처리함으로써, 종래 600 ℃ 이상의 고온의 수증기를 이용하여 활성탄을 재생하는 방식과 비교하여 활성탄 재생에 필요한 에너지의 소모량을 현저하게 줄일 수 있고, 폐활성탄 재생효율이 99.0 % 이상으로 매우 높다는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치의 전체 구성을 보인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 연속식 열수가압 활성탄 재생장치의 주요구성을 도시한 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 연속식 열수가압 활성탄 재생장치의 주요구성을 도시한 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 연속식 열수가압 활성탄 재생장치의 주요구성을 도시한 상면도.
도 5는 본 발명에 따른 연속식 열수가압 활성탄 재생장치의 주요구성을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 열교환장치를 포함하는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치의 주요 구성을 도시한 측면도.
도 7은 본 발명에 따른 연속식 열수가압 활성탄 재생방법에 따른 공정순서도.
여과기(100)와 커넥팅 구조를 이루어, 상기 여과기(100)로부터 폐활성탄을 공급받아 재생하고, 재생 활성탄을 상기 여과기(100)로 재전송하는 일련의 과정을 반복적으로 수행하여 여과기(100) 내의 폐활성탄이 완전하게 재생되도록 구성되는 활성탄 재생장치(1)에 있어서,
상기 활성탄 재생장치(1)는 여과기(100) 내에 설치되어 폐활성탄(200)을 흡입하는 흡입장치(101)와, 호스 또는 관의 일단부가 상기 흡입장치(101)와 연결되고, 타단부가 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)의 폐활성탄유입부(11)와 연결되어 상기 여과기(100) 내의 폐활성탄(200)을 상기 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)로 공급하되, 물(water)과 함께 유입되는 폐활성탄으로부터 물(water)을 분리하여 폐활성탄만을 공급하는 폐활성탄이송부(10);
상기 폐활성탄이송부(10)를 통해 유입되는 폐활성탄(200)의 이동 통로 기능을 갖는 유입이송관(111)과, 상기 유입이송관(111)의 상부 수직방향으로 관통 형성되어 상기 유입되는 폐활성탄(200)의 유입량을 조절하는 제1전동밸브(112)로 구성되는 폐활성탄유입부(11);
상기 폐활성탄유입부(11)의 유입이송관(111)과 연결되어 외부로부터 여과수 또는 오존처리된 여과수를 공급하는 여과수공급부(12);
수평을 이루는 상기 폐활성탄유입부(11)와 수직을 이루어 중공의 관을 형성하되, 상기 중공의 관 일측면이 상기 폐활성탄유입부(11)와 관통되어 상기 폐활성탄유입부(11)를 통해 유입되는 폐활성탄(200)을 수용하고, 상기 여과수공급부(12)를 통해 공급되는 여과수 또는 오존처리된 여과수를 200 ℃ 이상의 고온으로 가열하여 OH 라디칼이 생성된 액상상태의 활성화 열수(High temperature)를 이용하여 상기 폐활성탄(200)을 재생처리하는 폐활성탄재생부(13);
상기 폐활성탄재생부(13)의 상단부와 관통형성되어 폐활성탄재생부(13) 내의 공기(air)를 외부로 배출하여 공기의 양을 조절하는 에어벤트밸브(14);
상기 폐활성탄유입부(11)와 폐활성탄재생부(13) 사이에 설치되어 상기 폐활성탄재생부(13)의 내부압력 상태에 따라 압력을 조절하는 안전밸브(15);
상기 폐활성탄재생부(13)의 내측 중심부에 길이방향으로 설치되는 온도계(16);
상기 폐활성탄재생부(13)의 내측 길이방향으로 다수 설치되되, 상기 온도계(16)의 둘레를 감싸도록 형성되는 가열부(17);
상기 폐활성탄이송부(10)의 맞은편에 설치되어 상기 폐활성탄재생부(13) 내에 채워지는 폐활성탄의 높이를 체크하고, 설정된 높이를 초과하게 될 경우 제어부를 통해 상기 제1전동밸브(112)를 작동시켜 폐활성탄의 유입을 차단하여 폐활성탄의 유입량을 제어하는 폐활성탄유입량조절부(18);
상기 폐활성탄재생부(13) 하단에 설치되어, 상기 폐활성탄재생부(13) 내에서 재생된 활성탄의 유출량을 제2전동밸브(191)로 제어하면서 배출이송관(192)을 통해 외부로 유출하는 재생활성탄유출부(19);
상기 배출이송관의 일측에 관통형성되되, 상기 배출이송관과 연결되는 지점에 메쉬망이 설치되어 폐활성탄 재생에 사용된 열수를 외부로 배출하는 열수배출부(20);
상기 재생활성탄유출부(19)를 통해 유출되는 재생활성탄(300)을 호스 또는 관을 통해 상기 여과기(100)로 재이송시키는 재생활성탄공급부(21);
상기 폐활성탄이송부(10), 폐활성탄유입부(11), 여과수공급부(12), 폐활성탄재생부(13), 에어벤트밸브(14), 안전밸브(15), 가열부(17), 재생활성탄유출부(19), 열수배출부(20) 및 재생활성탄공급부(21)의 작동을 제어하는 제어부(22);를 포함하여 구성되는 것임을 특징으로 하는 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치.
본 발명에 따른 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치 및 이를 이용한 연속식 활성탄 재생 방법에 대한 구체적인 내용을 도면과 함께 살펴보도록 한다.
1. 연속식 열수가압 활성탄 재생장치
본 발명에 따른 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 여과기(100)와 커넥팅 구조를 이루어, 상기 여과기(100)로부터 폐활성탄을 공급받아 재생하고, 재생 활성탄을 상기 여과기(100)로 재전송하는 일련의 과정을 반복적으로 수행하여 여과기(100) 내의 폐활성탄이 완전하게 재생되도록 구성된다.
더욱 상세하게는, 여과기(100)와 연결되어 폐활성탄을 공급받는 폐활성탄이송부(10);
폐활성탄이송부(10)를 통해 유입되는 폐활성탄의 유입량을 조절하면서 후단의 폐활성탄재생부(13)로 공급하는 폐활성탄유입부(11);
상기 폐활성탄재생부(13)로 여과수 또는 오존처리된 여과수를 공급하는 여과수공급부(12);
상기 폐활성탄유입부(11)를 통해 공급된 폐활성탄과, 상기 여과수공급부(12)를 통해 공급된 여과수를 밀폐된 공간에서 200 ℃ 이상의 고온으로 가열하고, 가열에 의해 여과수로부터 변환된 OH 라디칼이 생성된 액상상태의 활성화 열수(High temperature)를 이용하여 상기 폐활성탄(200)을 재생처리하는 폐활성탄재생부(13);
상기 폐활성탄재생부(13) 내에서 재생된 활성탄을 상기 여과기(100)로 재이송시키는 재생활성탄공급부(21);
활성탄 재생장치(1)의 각부 구성장치의 작동을 제어하는 제어부(22);를 포함하여 구성된다.
더욱 구체적으로는, 여과기(100) 내에 설치되어 폐활성탄(200)을 흡입하는 흡입장치(101)와, 호스 또는 관의 일단부가 상기 흡입장치(101)와 연결되고, 타단부가 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)의 폐활성탄유입부(11)와 연결되어 상기 여과기(100) 내의 폐활성탄(200)을 상기 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)로 공급하되, 물(water)과 함께 유입되는 폐활성탄으로부터 물(water)을 분리하여 폐활성탄만을 공급하는 폐활성탄이송부(10);
상기 폐활성탄이송부(10)를 통해 유입되는 폐활성탄(200)의 이동 통로 기능을 갖는 유입이송관(111)과, 상기 유입이송관(111)의 상부 수직방향으로 관통 형성되어 상기 유입되는 폐활성탄(200)의 유입량을 조절하는 제1전동밸브(112)로 구성되는 폐활성탄유입부(11);
상기 폐활성탄유입부(11)의 유입이송관(111)과 연결되어 외부로부터 여과수 또는 오존처리된 여과수를 공급하는 여과수공급부(12);
수평을 이루는 상기 폐활성탄유입부(11)와 수직을 이루어 중공의 관을 형성하되, 상기 중공의 관 일측면이 상기 폐활성탄유입부(11)와 관통되어 상기 폐활성탄유입부(11)를 통해 유입되는 폐활성탄(200)을 수용하고, 상기 여과수공급부(12)를 통해 공급되는 여과수 또는 오존처리된 여과수를 200 ℃ 이상의 고온으로 가열하여 OH 라디칼이 생성된 액상상태의 활성화 열수(High temperature)를 이용하여 상기 폐활성탄(200)을 재생처리하는 폐활성탄재생부(13);
상기 폐활성탄재생부(13)의 상단부와 관통형성되어 폐활성탄재생부(13) 내의 공기(air)를 외부로 배출하여 공기의 양을 조절하는 에어벤트밸브(14);
상기 폐활성탄유입부(11)와 폐활성탄재생부(13) 사이에 설치되어 상기 폐활성탄재생부(13)의 내부압력 상태에 따라 압력을 조절하는 안전밸브(15);
상기 폐활성탄재생부(13)의 내측 중심부에 길이방향으로 설치되는 온도계(16);
상기 폐활성탄재생부(13)의 내측 길이방향으로 다수 설치되되, 상기 온도계(16)의 둘레를 감싸도록 형성되는 가열부(17);
상기 폐활성탄이송부(10)의 맞은편에 설치되어 상기 폐활성탄재생부(13) 내에 채워지는 폐활성탄의 높이를 체크하고, 설정된 높이를 초과하게 될 경우 제어부를 통해 상기 제1전동밸브(112)를 작동시켜 폐활성탄의 유입을 차단하여 폐활성탄의 유입량을 제어하는 폐활성탄유입량조절부(18);
상기 폐활성탄재생부(13) 하단에 설치되어, 상기 폐활성탄재생부(13) 내에서 재생된 활성탄의 유출량을 제2전동밸브(191)로 제어하면서 배출이송관(192)을 통해 외부로 유출하는 재생활성탄유출부(19);
상기 배출이송관의 일측에 관통형성되되, 상기 배출이송관과 연결되는 지점에 메쉬망이 설치되어 폐활성탄 재생에 사용된 열수를 외부로 배출하는 열수배출부(20);
상기 재생활성탄유출부(19)를 통해 유출되는 재생활성탄(300)을 호스 또는 관을 통해 상기 여과기(100)로 재이송시키는 재생활성탄공급부(21);
상기 폐활성탄이송부(10), 폐활성탄유입부(11), 여과수공급부(12), 폐활성탄재생부(13), 에어벤트밸브(14), 안전밸브(15), 가열부(17), 재생활성탄유출부(19), 열수배출부(20) 및 재생활성탄공급부(21)의 작동을 제어하는 제어부(22);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)의 기술적 특징은 여과기(100)와 커넥팅 구조를 이루어, 상기 여과기(100) 내의 폐활성탄 중 일부를 직접적으로 공급받아 재생한 후, 재생된 활성탄을 다시 상기 여과기(100)에 재공급하는 일련의 과정이 연속적으로 이루어짐으로써, 상기 여과기(100)의 가동을 중단하지 않은 상태에서 여과기(100) 내의 폐활성탄을 전체적으로 재생할 수 있다는 데 있다.
또한 본 발명에서 제시하는 재생방식을 통해 종래 재생방식과 비교하여 에너지 저감 효과가 매우 뛰어나고, 재생효율이 매우 뛰어나다는 특징을 갖는다.
즉, 종래 재생방식은 여과기(100)의 가동을 완전히 중단시킨 상태에서, 여과기(100) 내의 폐활성탄을 꺼내어 재생한 후, 다시 상기 여과기(100)에 주입하는 방식이었기 때문에, 여과기(100)의 가동효율성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한 종래에는 600 ℃ 이상의 고온의 수증기를 이용하여 활성탄을 재생하였으나, 본 발명에서는 여과수 또는 오존처리된 여과수를 밀폐 조건에서 가열하여 200 ~ 240 ℃로 승온시키는 과정에서 발생된 OH 라디칼을 포함하는 액상의 열수(High temperature water)를 이용하여 폐활성탄 내의 이물질을 효과적으로 분해 및 탄화처리함으로써 에너지 저감 효과가 매우 뛰어나며, 또한 재생 효율이 99.0 % 이상으로 매우 높다.
이하, 본 발명에 따른 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)를 구성하는 각 부 구성에 대해 개별적으로 상세하게 살펴보도록 한다.
[ 폐활성탄이송부(10) ]
상기 폐활성탄이송부(10)는 여과기(100) 내에 설치되어 폐활성탄(200)을 흡입하는 흡입장치(101)와, 일단부가 상기 흡입장치(101)와 연결되고, 타단부가 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)의 폐활성탄유입부(11)와 연결되어 형성되는 폐활성탄 이송관(102)을 포함하여 구성된다.
상기 흡입장치(101)는 다양하게 선택하여 사용할 수 있으나, 구체적인 예로서 에어리프트 펌프를 사용한다.
상기 에어리프트 펌프는 공기 흡입관을 통해 압축공기를 수직관에 주입하여 관내의 혼합밀도를 물의 밀도보다 작게 함으로써 물 순환 및 수중의 다른 고형물을 이송하는데 사용되는 펌프다.
상기 흡입장치(101)를 통해 여과기(100)로부터 폐활성탄(200) 유출시에는 물(water)과 함께 유출되며, 물(water)과 함께 유출된 폐활성탄(200)은 폐활성탄유입부(11)로 유입되기 전에 물(water)을 분리하는 과정을 거치게 된다.
즉, 상기 흡입장치(101)를 통해 여과기(100)로부터 유출된 물(water)과 폐활성탄(200)은 도 1에 도시된 바와 같이, 'T'자 형으로 형성되어 있는 배수관(102a)으로 물(water)이 배출되어 폐활성탄(200)과 물(water)을 분리한다.
상기 배수관(102a)과 폐활성탄 이송관(102)이 서로 관통되는 지점에는 메쉬망(102b)이 설치되어 있어 폐활성탄(200)은 입자크기가 메쉬망보다 커서 배수관(102a)으로 낙하하지 않고 물(water)만 배수되는 구조를 이룬다.
이때 상기 폐활성탄 이송관(102)의 일측에는 송풍기를 설치하여, 상기 폐활성탄(200)이 이송되는 방향으로 공기의 압력을 가하는 공기압송방식을 통해 물(water)과 분리된 폐활성탄(200)이 원활하게 폐활성탄유입부(11)로 이송될 수 있도록 한다.
[ 폐활성탄유입부(11) ]
상기 폐활성탄유입부(11)는 상기 폐활성탄이송부(10)의 폐활성탄 이송관(102)을 통해 유입되는 폐활성탄(200)을 폐활성탄재생부(13)로 공급하되, 상기 폐활성탄재생부(13)로 공급되는 폐활성탄(200)의 양을 조절하는 역할을 한다.
상기 폐활성탄유입부(11)는 폐활성탄(200)의 이동통로를 이루는 유입이송관(111)과, 상기 유입이송관(111)의 상부에서 수직방향으로 관통되도록 형성되어 상기 폐활성탄(200)의 유입량을 조절하는 제1전동밸브(112)로 구성된다.
상기 제1전동밸브(112)는 상기 폐활성탄이송부(10)를 통해 여과기(100)로부터 공급되는 폐활성탄(200)의 양을 조절하여 폐활성탄재생부(13)로 공급하는 역할을 한다.
[ 여과수공급부(12) ]
상기 여과수공급부(12)는 폐활성탄유입부(11)의 유입이송관(111)과 연결되어 외부로부터 폐활성탄재생부(13)로 여과수 또는 오존처리된 여과수를 공급하는 역할을 한다.
상기 폐활성탄재생부(13)는 여과기(100)로부터 폐활성탄(200)을 설정된 양만큼 공급받은 후, 상기 폐활성탄(200)에 완전히 물에 잠길 수 있을 정도로 상기 여과수공급부(12)를 통해 여과수 또는 오존처리된 여과수를 공급받는다.
상기 여과수공급부(12)를 통해 공급받는 여과수 또는 오존처리된 여과수는 상기 폐활성탄재생부(13) 내의 밀폐조건에서 200 ℃ 이상의 온도로 가열함으로써, OH 라디칼이 생성된 액상 상태의 열수(High temperature)로 변환되고, 상기 열수의 OH라디칼의 반응작용에 의해 폐활성탄(200) 내의 이물질을 제거하게 된다.
[ 폐활성탄재생부(13) 및 에어벤트밸브(14) ]
상기 폐활성탄재생부(13)는 OH 라디칼이 생성된 액상 상태의 열수를 사용하여 폐활성탄을 재생하는 공간이다.
상기 폐활성탄재생부(13)에서의 폐활성탄(200)의 재생은, 상기 폐활성탄유입부(11)를 통해 공급되는 폐활성탄(200)을 상기 폐활성탄재생부(13) 내에 채우는 과정과,
여과수공급부(12)를 통해 공급되는 여과수 또는 오존처리된 여과수를 상기 폐활성탄(200)이 완전히 잠길 수 있을 정도로 채우는 과정과,
상기 폐활성탄재생부(13)를 완전 밀폐시킨 후, 일정 압력, 일정온도 및 시간 조건에서 열수를 이용하여 폐활성탄(200) 내의 이물질을 분해 및 탄화시키는 과정을 거쳐 폐활성탄(200)을 재생한다.
상기 폐활성탄재생부(13)의 상부 외측에는 폐활성탄유입량조절부(18)가 설치되어 있어, 상기 폐활성탄재생부(13)의 내부 공간에 채워지는 폐활성탄(200)의 높이가 설정된 높이를 초과하게 되는 경우, 그 측정된 신호를 제어부로 전송하고, 상기 제어부의 제어신호에 의해 상기 제1전동밸브(112)를 제어함으로써, 폐활성탄(200)의 유입을 차단한다.
더욱 상세하게는, 폐활성탄(200)을 상기 폐활성탄재생부(13)를 구성하는 내측 중공 관의 전체 체적 대비 60 ~ 90 vol%로 주입하여 채운 후, 여과수를 상기 폐활성탄이 완전히 잠기도록 공급한다.
상기 폐활성탄(200)과 여과수 주입시에는 에어벤트밸브(14)를 열어 상기 폐활성탄재생부(13) 내부의 공기가 외부로 유출될 수 있도록 하고, 폐활성탄(200)과 여과수의 주입이 완료된 후에는 상기 에어벤트밸브(14) 잠궈 상기 폐활성탄재생부(13)가 완전히 밀폐될 수 있도록 한다.
이와 같이 폐활성탄(200)과 여과수를 순차적으로 주입한 후, 상기 폐활성탄재생부(13)를 밀폐시킨 다음에는, 상기 폐활성탄재생부(13) 내의 압력을 25 ~ 30 bar로 유지하고, 온도를 220 ~ 240 ℃까지 승온시켜 여과수 또는 오존처리된 여과수를 OH 라디칼이 생성된 액상 상태의 열수(High temperature water)로 변환시킨다.
다음으로, 상기 폐활성탄재생부(13) 내의 온도를 상기 220 ~ 240 ℃에서 3 ~ 5 시간 동안 유지함으로써, 상기 열수에 포함되어 있는 OH 라디칼의 화학반응에 의해 상기 폐활성탄(200) 내의 오염물질을 분해 및 탄화처리함으로써 재생이 완성된다.
상기 폐활성탄재생부(13)는 금속재질로 이루어진 내측면에 고강도 내부식성 박막을 증착함으로써, 장시간에 걸쳐 내부식 특성이 강한 특징을 갖는다.
이때, 상기 박막은 상기 내측면을 스퍼터링법에 의해 TiAlN, TiCrN, CrN, TiAlN/CrN, TiAlN/ZrN 또는 TiCrN/ZrN 중 선택되는 어느 1종의 박막을 증착한 후 진공로에서 N 2 분위기에서 400 ~ 900 ℃에서 20 ~ 40 분 동안 열처리함으로써 형성된다.
또한 상기 폐활성탄재생부(13)는 도 4에 도시된 바와 같이, 폐활성탄 재생과정 중에 열 유출을 최소화하기 위하여, 상기 폐활성탄재생부(13)의 외면을 감싸는 단열커버(131)가 부가 구성될 수 있다.
상기 단열커버(131)를 사용함으로써 외부로의 방열 최대로 차단하여 폐활성탄재생부(13)의 승온 및 폐활성탄(200)의 재생에 필요한 열량을 최소화할 수 있다.
[ 안전밸브(15), 온도계(16), 가열부(17) 및 폐활성탄유입량조절부(18) ]
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 폐활성탄유입부(11)와 폐활성탄재생부(13) 사이에는 안전밸브(15)가 설치된다.
상기 안전밸브(15)는 상기 폐활성탄재생부(13) 내의 내부압력이 너무 높게 상승하는 것을 방지하여 적정 압력이 유지되도록 한다.
상기 안전밸브(15)는 밸브 입구쪽의 압력이 상승하여 설정된 압력을 초과하게 되는 경우에, 자동적으로 작동하여 밸브 디스크가 열리고 압력이 소정의 값으로 강하하면 자동으로 작동하여 다시 밸브 디스크가 닫히는 기능을 가진 밸브이다.
상기 온도계(16)는 폐활성탄재생부(13)의 내측 중심부에 길이방향으로 설치되는 것으로서, 폐활성탄재생부(13) 내의 온도를 측정하여 측정된 온도값을 기준으로 폐활성탄 재생시 요구되는 적정 온도가 유지될 수 있도록 제어부를 통해 가열부(17)의 작동을 제어한다.
상기 온도계(16)와 소정의 간격을 두어 둘레를 가열부(17)가 감싼다.
이때 상기 가열부(17)는 폐활성탄재생부(13)의 길이방향으로 'U'자형을 이루는 다수의 히터(171)로 이루어지는 것으로서, 상기 히터(171)와 히터(171)가 서로 인접하는 내각(θ)이 60°~ 90°를 이룬다. 이와 같이 서로 인접하도록 형성됨으로써, 상기 온도계(16)를 중심에 두어 감싸는 구조를 이루게 된다.
구체적 예로서, 상기 가열부(17)는 도 3에 도시된 바와 같이, 횡단면을 기준시점으로, 히터(161) 3개가 서로 인접하여 트라이앵글 구조를 이룬다.
상기 가열부(17)는 'U'자형 히터(171)가 다수(多數)로 구성된 것이며, 상기 히터(171)는 구체적으로 전기히터, 즉 시즈히터(Sheath Heater)를 사용한다.
상기 시즈히터(Sheath Heater)란 Sheath(피복 파이프)의 정 중앙에 전열선을 내장하고 절연제인 산화마그네슘(MgO)분말을 넣어 함께 충진하여 압축 가공한 튜브(Tube)형 히터를 말한다.
상기 시즈히터는 발열량을 높이기 위하여 코일형으로 발열선을 감아 길이를 늘이고 열선과 보호관을 절연한 관 모양의 히터이다. 전기 열에너지의 효율성을 높이면서 사용자의 용도에 맞게 적합한 형태로 가공할 수 있다는 장점이 있다. 또한 설치가 용이하고 기계적 강도가 커 진동 및 외부충격에 강하다. 통상적인 사용온도는 200 ~ 300 ℃이며 최고 사용온도는 약 1,000 ℃ 이상이다.
상기 시즈히터는 발열선의 열화 및 충격, 진동 등에 의한 단선을 방지하기 위하여 금속보호관 내부에 충진 되는 절연재인 산화마그네슘(MgO)의 입도를 높이고, 충진 밀도를 2.5g/㎠ 이상으로 충진을 하는 것이 일반적이다.
외부 금속보호관은 내부의 발열선을 보호하는 역할과 동시에 발열선의 열을 외부로 방열하는 역할을 동시에 수행한다.
상기 폐활성탄재생부(13)의 일측에 형성되는 폐활성탄이송부(10)의 맞은편에는 상기 폐활성탄재생부(13) 내에 채워지는 폐활성탄의 높이가 적정 수준을 유지하고 있는지를 센싱하는 폐활성탄유입량조절부(18)가 형성된다.
상기 폐활성탄유입량조절부(18)를 통해 측정된 폐활성탄의 높이값은 제어부(22)로 전송되고, 상기 제어부(22)는 상기 제1전동밸브(112)를 제어하여 폐활성탄의 유입을 차단함으로써, 폐활성탄재생부(13) 내에 수용되는 폐활성탄의 양이 설정된 높이를 초과하지 않고 적정 높이를 유지할 수 있도록 한다.
상기 제시된 기술 구성 외에,
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 폐활성탄재생부(13)의 내부에는 폐활성탄 재생이 완료된 후 고온, 고압상태의 물(water)을 신속하게 저온, 저압 상태의 물(water)로 전환시키기 위하여 열교환장치(132)가 부가 구성될 수 있다.
상기 열교환장치(132)를 부가 구성함으로써, 자연냉각방식과 비교하여 볼 때, 활성탄 재생이 끝난 후 고온 고압상태의 물(water)이 저온 저압 상태가 되기 까지의 시간을 최대한 단축시킬 수 있다. 그리고 이로 인한 재생공정의 효율성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 도 6에 도시되어 있지는 않으나, 상기 열교환장치(132)를 폐활성탄재생부(13)와 단열커버(131) 사이에 설치하는 것도 가능하다.
[ 재생활성탄유출부(19), 열수배출부(20), 재생활성탄공급부(21) ]
상기 재생활성탄유출부(19)는 상기 폐활성탄재생부(13) 내에서 재생처리된 재생활성탄을 외부로 배출하기 위한 구성으로서, 상기 폐활성탄재생부(13) 내의 재생활성탄 유출량을 제2전동밸브(191)로 제어하면서 배출이송관(192)을 통해 외부로 유출시키는 역할을 한다.
재생활성탄은 냉각과정을 통해 저온, 저압상태로 된 후에는 먼저 재생과정에 사용된 물(water)을 배출한다.
상기 제2전동밸브(191)를 재생활성탄이 빠져나오지 않는 범위 내에서 일부 개방하여 폐활성탄재생부(13) 내의 물(water)을 유출되고, 상기 유출된 물(water)은 열수배출부(20)를 통해 외부로 배출된다.
상기 열수배출부(20)는 배출이송관의 일측에 관통형성되되, 상기 배출이송관과 연결되는 지점에 메쉬망이 설치되어 폐활성탄 재생에 사용된 물(water)이 외부로 배출될 수 있도록 한다.
상기 열수배출부(20)를 통해 폐활성탄재생부(13) 내의 물(water)이 완전히 빠진 후에는 상기 제2전동밸브(191)를 좀더 개방하여 재생활성탄의 유출량을 제어하면서 유출시키고, 이와 같이 유출된 재생활성탄은 재생활성탄공급부(21)를 통해 여과기(100)로 재공급된다.
그리고 이와 같은 일련의 폐활성탄 재생과정이 반복수행됨으로써, 상기 여과기(100)의 가동을 멈추지 않은 상태에서 폐활성탄 전체를 재생할 수 있다. 즉 여과기(100) 내의 폐활성탄을 재생활성탄으로 완전히 교체할 수 있다.
[ 제어부(22) ]
상기 제어부(22)는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)를 구성하면서 구동되는 폐활성탄이송부(10), 폐활성탄유입부(11), 여과수공급부(12), 폐활성탄재생부(13), 에어벤트밸브(14), 안전밸브(15), 가열부(17), 재생활성탄유출부(19), 열수배출부(20) 및 재생활성탄공급부(21)를 포함하는 구성에 대해 작동을 제어한다.
즉, 상기 제어부(22)는 폐활성탄 주입량 및 여과수 주입량의 제어, 재생온도 및 압력의 조절, 재생활성탄의 배출량 제어에 관련된 장치 구성을 제어함으로써, 본 발명에서 요구되는 폐활성탄의 재생과정이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
2. 연속식 열수가압 활성탄 재생방법
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연속식 열수가압 활성탄 재생방법은,
여과기(100) 내의 폐활성탄(200)을 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)의 폐활성탄유입부(11)로 이송하되, 상기 폐활성탄유입부(11)의 제1전동밸브(112)를 통해 유입량이 조절되어 폐활성탄재생부(13)로 폐활성탄(200)이 공급되는 폐활성탄 공급단계(S10)와,
상기 폐활성탄재생부(13)의 상부 외측에 설치되는 폐활성탄유입량조절부(18)를 통해 폐활성탄재생부(13) 내로 주입되는 폐활성탄(200)의 양을 센싱하고, 센싱된 폐활성탄의 높이가 설정된 높이를 초과하게 될 경우, 제어신호를 제어부로 발송하여 상기 제어부에 의해 제1전동밸브(112)의 개폐를 제어하고, 상기 제1전동밸브(112)의 개폐를 통해 폐활성탄(200)의 주입 양을 조절한 후, 여과수공급부(12)를 통해 공급되는 여과수 또는 오존처리된 여과수를 상기 폐활성탄재생부(13) 내에 채운 다음, 상기 폐활성탄재생부(13)를 밀폐시키는 폐활성탄 재생전단계(S20)와,
상기 폐활성탄재생부(13) 내의 압력을 25 ~ 30 bar로 유지하고, 가열부(17)를 통해 220 ~ 240 ℃까지 승온시킨 후, 상기 220 ~ 240 ℃에서 3 ~ 5 시간 동안 유지하여, 여과수를 OH 라디칼이 생성된 액상상태의 열수(High temperature water)로 변환시켜 폐활성탄(200) 내의 오염물질을 분해 및 탄화처리하는 폐활성탄 재생단계(S30)와,
상기 S30 단계를 마친 폐활성탄재생부(13) 내의 고온, 고압 상태의 열수(High temperature water)를 저온, 저압 상태로 냉각시키는 재생활성탄 배출전단계(S40)와,
상기 폐활성탄재생부(13) 하단에 설치되어 있는 제2전동밸브(191)를 일부 개방하여 상기 S40 단계를 마친 폐활성탄재생부(13) 내의 물(water)을 열수배출부(20)를 통해 외부로 배출한 후, 재생활성탄(300)을 상기 제2전동밸브(191)를 통해 배출양을 조절하면서 외부로 배출하는 재생활성탄 배출단계(S50)와,
상기 외부로 배출된 재생활성탄(300)을 상기 여과기(100)와 연결되어 있는 재생활성탄공급부(21)를 통해 상기 여과기(100)로 이송하는 재생활성탄 공급단계(S60)를 포함하여 구성된다.
상기 여과기(100) 내의 폐활성탄(200)을 재생하기 위하여, 종래에는 상기 여과기(100)의 가동을 완전히 멈춘 후 여과기(100) 내의 폐활성탄(200)을 꺼내어 재생시킨 다음, 상기 여과기(100)로 재생활성탄을 재주입하였다.
이와 같은 종래 방식은 여과기(100)의 작동이 완전히 멈춰야 하기 때문에, 폐활성탄 재생에 따른 시간 및 비용이 많이 들어 처리공정면에 있어 매우 효율성이 떨어지는 방식이었다.
본 발명에서는 이와 같은 종래 방식과 달리, 여과기(100)와 직접적으로 연결되어 공급되는 폐활성탄(200)을 연속식 열수가압 재생장치(1)를 통해 재생하고, 재생한 활성탄은 다시 상기 여과기(100)로 공급되는 일련의 과정이 연속적으로 반복 수행됨에 따라 상기 여과기(100) 내의 폐활성탄(200)이 효과적으로 재생처리될 수 있도록 한다.
상기 연속식 열수가압 활성탄 재생방법에 따른 각 단계별 기술 구성에 대해 살펴보도록 한다.
[ 폐활성탄 공급단계(S10) ]
본 단계(S10)는 여과기(100)의 폐활성탄(200)을 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)로 이송하는 단계이다.
상기 여과기(100) 내의 폐활성탄(200)을 에어리프트 펌프 또는 자연유하 이송관 등의 흡입장치(101)를 통해 물(water)과 함께 유출시킨 후, 스크린을 통과시켜 물(water)과 폐활성탄(200)을 분리하고, 물(water)과 분리된 폐활성탄(200) 만을 공기압송 방식으로 폐활성탄유입부(11)로 공급되도록 한다.
[ 폐활성탄 재생전단계(S20) ]
본 단계(S20)는 상기 여과기(100)로부터 공급받은 폐활성탄(200)을 재생시키기 위한 전단계로서, 폐활성탄재생부(13)에 미리 설정된 높이로 폐활성탄을 채운 후, 여과수 또는 오존처리된 여과수의 물(water)을 채워 밀폐시키는 과정을 통해 본 단계는 완성된다.
상세하게는, 폐활성탄(200)을 폐활성탄재생부(13)의 전체 체적 대비 60 ~ 90 vol%로 주입하여 채운 후, 여과수를 상기 폐활성탄이 완전히 잠기도록 공급하되, 폐활성탄(200)과 여과수 주입시에는 에어벤트밸브(14)를 열어 상기 폐활성탄재생부(13) 내부의 공기를 외부로 유출시키고, 폐활성탄(200)과 여과수의 주입이 완료된 후에는 상기 에어벤트밸브(14) 잠궈 상기 폐활성탄재생부(13)를 밀폐시킨다.
[ 폐활성탄 재생단계(S30) ]
본 발명에 따른 폐활성탄 재생과정은 물(water)을 적정 압력에서 200 ℃ 이상으로 가열하여 활성화시키고, 이와 같이 활성화된 물(water), 즉 열수를 이용하여 폐활성탄 내의 오염물질을 분해 및 탄화처리함으로써 완성된다.
상세하게는, 폐활성탄재생부(13) 내에 폐활성탄과 함께 채워진 물(water)을 25 ~ 30 bar의 압력 조건에서, 220 ~ 240 ℃ 까지 승온시킨 다음, 상기 승온된 온도가 유지된 상태에서 3 ~ 5 시간 가열과정을 거치는 것이다. 이로써 열수는 폐활성탄 내의 오염물질을 분해, 탄화처리함으로써 효과적인 폐활성탄 재생이 이루어진다.
본 단계(S30)는 밀폐된 공간 내의 물(water)을 고온으로 가열하여 생성되는 액상 상태의 열수를 이용하여 폐활성탄 내의 이물질을 분해 및 탄화처리하여 폐활성탄을 재생하는 공정으로써, 종래 활성탄 재생방식과 비교하여 활성탄 재생에 필요한 에너지의 소모량을 현저하게 줄일 수 있다. 또한 그 재생효율이 99.0 % 이상으로 매우 높다는 특징을 갖는다.
상기 열수는 일반적인 액체의 물(water)과 매우 다른 성질을 나타낸다. 유전율이 낮고, 수소 결합이 적고 약하여 유기화합물을 용해시킨다. 또한 열수는 산화력이 강한 라디칼 반응을 지원하며 개별 물 분자는 촉매로 반응에 참가하여 유기화합물을 분해하는 역할을 한다.
[ 재생활성탄 배출전단계(S40) ]
본 단계(S40)는 상기 S30 단계를 마친 폐활성탄재생부(13) 내의 고온, 고압 상태의 열수(High temperature water)를 저온, 저압 상태로 냉각시키는 단계이다.
상기 폐활성탄재생부(13)를 통해 폐활성탄의 재생이 완료된 직후의 물은 고온, 고압의 상태이기 때문에, 이를 저온, 저압상태로 낮춰 배출하여야 한다.
이때 냉각 속도를 높이기 위하여 열교환장치(132)를 폐활성탄재생부(13)의 내부, 또는 폐활성탄재생부(13)와 단열커버(131) 사이에 부가 설치할 수 있다.
즉, 본 단계(S50)는 재생활성탄을 배출하기 전에, 폐활성탄재생부(13) 내의 고온·고압상태의 물(water)을 자연 냉각하거나 또는 열교환장치로 냉각하여 저온·저압상태의 물(water)로 변환시켜 외부로 배출하는 단계이다.
[ 재생활성탄 배출단계(S50) ]
본 단계(S50)는 상기 단계(S40)를 통해 재생된 활성탄을 외부로 배출하는 공정으로써, 먼저 상기 폐활성탄재생부(13) 내에 채워진 물(water)을 외부로 배출한 다음 재생활성탄을 제2전동밸브(191)의 통제 하에 배출양을 조절하면서 외부로 유출하게 된다.
[ 재생활성탄 공급단계(S60) ]
본 단계(S60)는 상기 단계(S50)를 거쳐 재생된 활성탄을 다시 여과기(100)로 반송하는 단계이다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)는 여과기(100)의 가동을 멈추지 않은 상태에서 연속적인 재생처리가 가능하기 때문에, 여과기(100) 내의 폐활성탄을 순차적, 연속적으로 재생처리함으로써, 여과기(100) 내의 폐활성탄 처리효율을 월등히 높일 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 연속식 열수가압 활성탄 재생장치 및 이를 이용한 연속식 활성탄 재생 방법은 여과기와 연결되어 폐활성탄을 직접적으로 공급받은 후, 재생처리하여 다시 상기 여과기로 재공급함으로써 여과기의 가동에 영향을 주지 않으면서 여과기 내의 폐활성탄을 효과적으로 재생처리할 수 있으며,
여과기 내의 폐활성탄의 양이 많더라도 연속 순환방식에 의해 재생처리가 이루어지기 때문에, 폐활성탄의 재생처리가 원활하게 이루어져 그 재생효율이 99.0 % 이상으로 매우 높아 산업상 이용가능성이 크다.

Claims (11)

  1. 여과기(100)와 커넥팅 구조를 이루어, 상기 여과기(100)로부터 폐활성탄을 공급받아 재생하고, 재생 활성탄을 상기 여과기(100)로 재전송하는 일련의 과정을 반복적으로 수행하여 여과기(100) 내의 폐활성탄이 완전하게 재생되도록 구성되는 활성탄 재생장치(1)에 있어서,
    상기 활성탄 재생장치(1)는 여과기(100) 내에 설치되어 폐활성탄(200)을 흡입하는 흡입장치(101)와, 호스 또는 관의 일단부가 상기 흡입장치(101)와 연결되고, 타단부가 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)의 폐활성탄유입부(11)와 연결되어 상기 여과기(100) 내의 폐활성탄(200)을 상기 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)로 공급하되, 물(water)과 함께 유입되는 폐활성탄으로부터 물(water)을 분리하여 폐활성탄만을 공급하는 폐활성탄이송부(10);
    상기 폐활성탄이송부(10)를 통해 유입되는 폐활성탄(200)의 이동 통로 기능을 갖는 유입이송관(111)과, 상기 유입이송관(111)의 상부 수직방향으로 관통 형성되어 상기 유입되는 폐활성탄(200)의 유입량을 조절하는 제1전동밸브(112)로 구성되는 폐활성탄유입부(11);
    상기 폐활성탄유입부(11)의 유입이송관(111)과 연결되어 외부로부터 여과수 또는 오존처리된 여과수를 공급하는 여과수공급부(12);
    수평을 이루는 상기 폐활성탄유입부(11)와 수직을 이루어 중공의 관을 형성하되, 상기 중공의 관 일측면이 상기 폐활성탄유입부(11)와 관통되어 상기 폐활성탄유입부(11)를 통해 유입되는 폐활성탄(200)을 수용하고, 상기 여과수공급부(12)를 통해 공급되는 여과수 또는 오존처리된 여과수를 200 ℃ 이상의 고온으로 가열하여 OH 라디칼이 생성된 액상상태의 활성화 열수(High temperature)를 이용하여 상기 폐활성탄(200)을 재생처리하는 폐활성탄재생부(13);
    상기 폐활성탄재생부(13)의 상단부와 관통형성되어 폐활성탄재생부(13) 내의 공기(air)를 외부로 배출하여 공기의 양을 조절하는 에어벤트밸브(14);
    상기 폐활성탄유입부(11)와 폐활성탄재생부(13) 사이에 설치되어 상기 폐활성탄재생부(13)의 내부압력 상태에 따라 압력을 조절하는 안전밸브(15);
    상기 폐활성탄재생부(13)의 내측 중심부에 길이방향으로 설치되는 온도계(16);
    상기 폐활성탄재생부(13)의 내측 길이방향으로 다수 설치되되, 상기 온도계(16)의 둘레를 감싸도록 형성되는 가열부(17);
    상기 폐활성탄이송부(10)의 맞은편에 설치되어 상기 폐활성탄재생부(13) 내에 채워지는 폐활성탄의 높이를 체크하고, 설정된 높이를 초과하게 될 경우 제어부를 통해 상기 제1전동밸브(112)를 작동시켜 폐활성탄의 유입을 차단하여 폐활성탄의 유입량을 제어하는 폐활성탄유입량조절부(18);
    상기 폐활성탄재생부(13) 하단에 설치되어, 상기 폐활성탄재생부(13) 내에서 재생된 활성탄의 유출량을 제2전동밸브(191)로 제어하면서 배출이송관(192)을 통해 외부로 유출하는 재생활성탄유출부(19);
    상기 배출이송관의 일측에 관통형성되되, 상기 배출이송관과 연결되는 지점에 메쉬망이 설치되어 폐활성탄 재생에 사용된 열수를 외부로 배출하는 열수배출부(20);
    상기 재생활성탄유출부(19)를 통해 유출되는 재생활성탄(300)을 호스 또는 관을 통해 상기 여과기(100)로 재이송시키는 재생활성탄공급부(21);
    상기 폐활성탄이송부(10), 폐활성탄유입부(11), 여과수공급부(12), 폐활성탄재생부(13), 에어벤트밸브(14), 안전밸브(15), 가열부(17), 재생활성탄유출부(19), 열수배출부(20) 및 재생활성탄공급부(21)의 작동을 제어하는 제어부(22);를 포함하여 구성되는 것임을 특징으로 하는 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    폐활성탄재생부(13)는 금속재질로 이루어진 내측면에 고강도 내부식성 박막이 증착되어 형성되는 것으로서,
    상기 박막은 상기 내측면을 스퍼터링법에 의해 TiAlN, TiCrN, CrN, TiAlN/CrN, TiAlN/ZrN 또는 TiCrN/ZrN 중 선택되는 어느 1종의 박막을 증착한 후 진공로에서 N 2 분위기에서 400 ~ 900 ℃에서 20 ~ 40 분 동안 열처리하여 형성되는 것임을 특징으로 하는 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    가열부(17)는 'U'자형 히터(171)가 다수(多數)로 구성된 것으로서,
    상기 히터(171)은 전기히터임을 특징으로 하는 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    가열부(17)는 폐활성탄재생부(13)의 길이방향으로 'U'자형을 이루는 다수의 히터(171)가 서로 인접하는 내각(θ)이 60°~ 90°를 이루도록 형성되는 것임을 특징으로 하는 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    폐활성탄재생부(13)는 열 유출을 최소화하기 위하여, 외면을 감싸도록 단열커버(131)가 부가 구성되는 것임을 특징으로 하는 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    폐활성탄재생부(13)의 내부에는 폐활성탄 재생이 완료된 후 고온의 물(water)의 냉각속도를 높이기 위하여 열교환장치(132)가 부가 구성되는 것임을 특징으로 하는 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    폐활성탄재생부(13)와 단열커버(131) 사이에는 폐활성탄 재생이 완료된 후 고온의 물(water)의 냉각속도를 높이기 위하여 열교환장치(132)가 부가 구성되는 것임을 특징으로 하는 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치.
  8. 여과기(100) 내의 폐활성탄(200)을 연속식 열수가압 활성탄 재생장치(1)의 폐활성탄유입부(11)로 이송하되, 상기 폐활성탄유입부(11)의 제1전동밸브(112)를 통해 유입량이 조절되어 폐활성탄재생부(13)로 폐활성탄(200)이 공급되는 폐활성탄 공급단계(S10)와,
    상기 폐활성탄재생부(13)의 상부 외측에 설치되는 폐활성탄유입량조절부(18)를 통해 폐활성탄재생부(13) 내로 주입되는 폐활성탄(200)의 양을 센싱하고, 센싱된 폐활성탄의 높이가 설정된 높이를 초과하게 될 경우, 제어신호를 제어부로 발송하여 상기 제어부에 의해 제1전동밸브(112)의 개폐를 제어하고, 상기 제1전동밸브(112)의 개폐를 통해 폐활성탄(200)의 주입 양을 조절한 후, 여과수공급부(12)를 통해 공급되는 여과수 또는 오존처리된 여과수를 상기 폐활성탄재생부(13) 내에 채운 다음, 상기 폐활성탄재생부(13)를 밀폐시키는 폐활성탄 재생전단계(S20)와,
    상기 폐활성탄재생부(13) 내의 압력을 25 ~ 30 bar로 유지하고, 가열부(17)를 통해 220 ~ 240 ℃까지 승온시킨 후, 상기 220 ~ 240 ℃에서 3 ~ 5 시간 동안 유지하여, 여과수를 OH 라디칼이 생성된 액상상태의 열수(High temperature water)로 변환시켜 폐활성탄(200) 내의 오염물질을 분해 및 탄화처리하는 폐활성탄 재생단계(S30)와,
    상기 S30 단계를 마친 폐활성탄재생부(13) 내의 고온, 고압 상태의 열수(High temperature water)를 저온, 저압 상태로 냉각시키는 재생활성탄 배출전단계(S40)와,
    상기 폐활성탄재생부(13) 하단에 설치되어 있는 제2전동밸브(191)를 일부 개방하여 상기 S40 단계를 마친 폐활성탄재생부(13) 내의 물(water)을 열수배출부(20)를 통해 외부로 배출한 후, 재생활성탄(300)을 상기 제2전동밸브(191)를 통해 배출양을 조절하면서 외부로 배출하는 재생활성탄 배출단계(S50)와,
    상기 외부로 배출된 재생활성탄(300)을 상기 여과기(100)와 연결되어 있는 재생활성탄공급부(21)를 통해 상기 여과기(100)로 이송하는 재생활성탄 공급단계(S60)를 포함하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 연속식 열수가압 활성탄 재생방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    폐활성탄 공급단계(S10)는 여과기(100) 내의 폐활성탄(200)을 흡입장치(101)를 통해 유출하는 과정에서 함께 유입되는 물(water)을 분리처리한 후, 물(water)이 제거된 폐활성탄(200)을 폐활성탄유입부(11)로 공급하도록 구성되는 것임을 특징으로 하는 연속식 열수가압 활성탄 재생방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    폐활성탄 재생전단계(S20)는 폐활성탄(200)을 폐활성탄재생부(13)의 중공 관 전체 체적 대비 60 ~ 90 vol%로 주입하여 채운 후,
    여과수 또는 오존처리된 여과수를 상기 폐활성탄(200)이 완전히 잠기도록 공급하되, 폐활성탄(200)과 여과수 주입시에는 에어벤트밸브(14)를 열어 상기 폐활성탄재생부(13) 내부의 공기를 외부로 유출시키고, 폐활성탄(200)과 여과수의 주입이 완료된 후에는 상기 에어벤트밸브(14)를 잠궈 상기 폐활성탄재생부(13)를 밀폐시키도록 구성된 것임을 특징으로 하는 연속식 열수가압 활성탄 재생방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    재생활성탄 배출전단계(S40)는 고온, 고압상태의 물(water)을 자연 냉각하거나 또는 열교환장치(132)로 냉각하는 것임을 특징으로 하는 연속식 열수가압 활성탄 재생방법.
PCT/KR2019/006193 2019-02-28 2019-05-23 여과기와 커넥팅 구조를 이루는 연속식 열수가압 활성탄 재생장치 및 이를 이용한 연속식 활성탄 재생 방법 WO2020175743A1 (ko)

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