(57)【要約】  本発明は遊動洗浄ボールを有する多管式回転の蒸発濃縮装置に関するものである。本発明の遊動洗浄ボールを有する多管式回転の蒸発濃縮装置は、外部ボディ;前記外部ボディから排出される水蒸気を再圧縮するための蒸気再圧縮機;前記外部ボディ内部に位置して前記蒸気再圧縮機から水蒸気を供給され、複数の蒸発管、仮想外表面を取り囲む網および前記網内で動ける多数個の遊動洗浄ボールを含む回転式蒸発器;前記回転式蒸発器を経由して排出された凝縮水の熱を用いて原料を加熱するための回転式熱交換器;前記外部ボディの下部に集まった濃縮残留物を再循環させるための原料循環ポンプ;前記回転式熱交換器によって加熱された燃料と、前記原料循環ポンプによって再循環された濃縮残留物を供給され、前記回転式蒸発器の表面に噴射するための噴射パイプ;および初期水蒸気の熱エネルギーを補うためのヒータを含んでなる。前記多数個の蒸発管の各々は、その外表面に多数個の突出部が形成されていて、内表面には複数個のピンが形成されている。
2008510613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部ボディと；
前記外部ボディから排出される水蒸気を再圧縮するための蒸気再圧縮機;
前記外部ボディ内部に位置して前記蒸気再圧縮機から水蒸気を供給され、複数の蒸発管、仮想外表面を取り囲む網および前記網内で動ける多数個の遊動洗浄ボールを含む回転式蒸発器;
前記回転式蒸発器を経由して排出された凝縮水の熱を用いて原料を加熱するための回転式熱交換器;
前記外部ボディの下部に集まった濃縮残留物を再循環させるための原料循環ポンプ;
前記回転式熱交換器によって加熱された燃料と、前記原料循環ポンプによって再循環された濃縮残留物を供給され、前記回転式蒸発器の表面に噴射するための噴射パイプ;及び
前記水蒸気の熱エネルギーを補うためのヒータを含む遊動洗浄ボールを有する多管式回転の蒸発濃縮装置。
【請求項２】
請求項1において、前記複数個の蒸発管は、それぞれの外表面に多数個の突出部が形成される遊動洗浄ボールを有する多管式回転の蒸発濃縮装置。
【請求項３】
請求項1において、前記複数個の蒸発管は、それぞれの内表面に複数個のピンが形成される遊動洗浄ボールを有する多管式回転の蒸発濃縮装置。
【請求項４】
請求項1において、前記遊動洗浄ボールは、前記回転式蒸発器が回転することによって、前記網内で遊動しながら、前記蒸発管表面に形成されたスケールを除去できる遊動洗浄ボールを有する回転式蒸発濃縮装置。
【請求項５】
請求項1において、前記網は前記回転式蒸発器と独立して回転できる遊動洗浄ボールを有する回転式蒸発濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸発濃縮装置に関するものであり、より詳細には液体原料の循環及び濃縮によって蒸発管の外面に付着した固形物及びスケールを除去して蒸発管の熱伝逹の面積を拡大させ、蒸発管の性能を維持させるとともに、熱伝逹効率を向上させた多管式回転の蒸発濃縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、蒸発濃縮装置は蒸気を用いて原料中に含有された水分を強制蒸発させて水分を分離する方法である。このような蒸発濃縮装置は環境廃水処理に広く活用され、生物学的処理が難しい高い汚染度を有する廃水や毒性物質を含有する廃水の処理に多く使用され、特に廃水を処理して再使用する場合に最も良い処理方法である。
【０００３】
従来の廃水蒸発濃縮装置の原理は、胴体に水平に装着されたチューブの内側に高速の蒸気が通過し、チューブの外側には廃水が噴出されてチューブ内側の蒸気は凝縮排出され、チューブ外側の廃水はチューブ内側の蒸気から潜熱を伝達されて蒸発する。廃水から蒸発した水蒸気は、スチームエジェクタ(Steam Ejector)によって強制吸入、圧縮され、チューブ内側に再供給されて再使用したり、減圧状態で水平管の外側に蒸発した後、外部に排出される。
【０００４】
このとき、廃水内の水分がどんどん蒸発することによって、廃水中に溶存しているか、浮遊している汚染物質の濃度がどんどん高くなって飽和濃度に近くなる。水分蒸発が続くと、溶存物質が結局、過飽和されて結晶化しながら不溶性汚染物質、又は浮遊物質と共に外部に排出され、新しい廃水が供給されて同じ過程を経て連続的に処理される。
【０００５】
結局、循環する廃水は常に汚染物質の飽和濃度に近接して運転されるので、連続的に熱交換が行われるチューブの外側面に結晶化した汚染物質や不溶性汚染物質などが付着されてスケールが形成され、これは蒸気と廃水間の熱伝逹を妨げて装置の性能を低下させる。このような現象は廃水がどんどん蒸発、濃縮されるほど、より甚だしくなり、後は装置の運転を不可能にすることもできるので、一定時間運転後には、このようなスケールを除去しなければならない。
【０００６】
このような理由で、従来の廃水蒸発濃縮装置は、システムの安定した運転のために周期的な洗浄が必要である。洗浄方法には化学薬品による洗浄方法が一般的であるが、このような化学的洗浄方法は、洗浄液による二次汚染物質を発生させるだけでなく、完全な洗浄ができないため、効率が落ちる問題点がある。また、他の方法では周期的に水平管を交換して掃除する方法があるが、維持費が高いという問題が発生する。このほかにも、従来装置のこのような問題点を解決するために、自動洗浄式の熱交換器を国内外で使用して来たが、製作が困難であり、適用廃水の限界性などの問題によって適切に使用できないということである。
【０００７】
一方、蒸発濃縮装置で廃水の水分を効率的に蒸発させるために、廃水とチューブの接触面を増加させ、チューブ内の蒸気の熱が廃水によく伝達されるようにしなければならない。従来の蒸発濃縮装置は、主に円筒状の単一チューブで形成されるため、廃水と接触するチューブの表面積が少ないため、エネルギーの消費が大きいだけでなく、廃水内水分の蒸発効率が低下する問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するためのもので、蒸発管の表面に形成されるスケールを除去して熱伝逹効率を向上させることにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、蒸発管の熱伝逹表面を最大限増加させて熱伝逹効率を高め、工程過程で発生する蒸気を用いて供給原料を予熱させることによって、消費する装置のエネルギー量を最小化する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の前記目的は外部ボディ;前記外部ボディから排出される水蒸気を再圧縮するための蒸気再圧縮機;前記外部ボディ内部に位置して前記蒸気再圧縮機から水蒸気を供給され、複数の蒸発管、仮想外表面を取り囲む網および前記網内で動ける多数個の遊動洗浄ボールを含む回転式蒸発器;前記回転式蒸発器を経由して排出された凝縮水の熱を用いて原料を加熱するための回転式熱交換器;前記外部ボディの下部に集まった濃縮残留物を再循環させるための原料循環ポンプ;前記回転式熱交換器によって加熱された燃料と、前記原料循環ポンプによって再循環された濃縮残留物を供給され、前記回転式蒸発器の表面に噴射するための噴射パイプ;及び前記水蒸気の熱エネルギーを補うためのヒータを含んでなる遊動洗浄ボールを有する多管式回転の蒸発濃縮装置によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の前記目的と技術的構成及びそれによる作用効果に関する詳しいことは、本発明の好ましい実施例を示している図面を参照した以下の詳細な説明によって、より明確に理解することができる。
【００１２】
図1は本発明による遊動洗浄ボールを有する多管式回転の蒸発濃縮装置を示した概略的な全体構成図である。
【００１３】
図1に示すように、初期にヒータ(80)で発生した水蒸気は蒸気再圧縮機(20)によって圧縮された後、モータ(100)によって外部ボディ(10) 内部に設置された回転式蒸発器(30)に圧送される。
【００１４】
前記回転式蒸発器(30)は、多数個の直線蒸発管で構成され、中軸を中心にゆっくり回転する。前記回転式蒸発器(30)に圧送された水蒸気は、多数個の蒸発管に沿って移動しながら蒸発管を加熱させる。蒸発管を通過した水蒸気は、凝縮され凝縮水排出ポンプ(40)によって回転式熱交換器(60)に圧送される。 回転式熱交換器(60)に圧送された凝縮水は、原料貯蔵槽(50)から出て濾過器(70)を通過した原料を100℃まで昇温させた後外部に排出される。
【００１５】
回転式熱交換器(60)内で凝縮水によって昇温された原料は、原料圧送ポンプ(42)によって外部ボディ(10)内部に位置した噴射パイプ(90)に移送される。噴射パイプ(90)は移送された原料を回転式蒸発器(30)の表面に高速で噴射させ、原料内に含有された水分を蒸発させる。水分が蒸発して残る濃縮残留物は、外部ボディ(10)の下部に集まり、この残留物を濾過器(71)で濾過されて原料循環ポンプ(41)によって噴射パイプ(90)に再循環する。一方、外部ボディ内で(10)噴射パイプ(90)によって噴射された原料から蒸発された水蒸気は、ヒータ(80)と蒸気再圧縮機(20)を経て、回転式蒸発器(30) 内部に圧送されて再利用される。
【００１６】
図2は本発明による回転式蒸発器を構成する蒸発管を示した図である。本発明による回転式蒸発器には、図2に示したような蒸発管(31)が多数個形成され、それぞれの蒸発管(31)内側に高温の圧縮水蒸気が流れながら蒸発管表面を加熱する。このように高温の圧縮水蒸気によって加熱された蒸発管表面の上に、噴射パイプによって原料を噴射すると、原料内に含有された水分が蒸発する。従来の蒸発管は単純なチューブ形態で、熱伝逹表面積が少ないため、原料内に含有された水分を効果的に蒸発させるのに困難があった。
【００１７】
このような問題点を克服するために、本発明は図2に示したように蒸発管の外表面に多数の突出部(32)を形成して蒸発管と噴射された原料の接触表面積を増大させる。また、蒸発管(31)の内表面には複数個のピン(33)を付着して蒸発管内部を通過する圧縮水蒸気の滞留時間を延長することにより熱伝逹効率を向上させる。
【００１８】
図3は本発明による回転式蒸発器の立体図であって、図4は本発明による回転式蒸発器の内部形状を示した横断面図で、図5は図4のA-A’線に沿って切開した断面を示した図である。
【００１９】
図3乃至図5を参照して回転式蒸発器(30)の内部を説明すると、多数の突出部と複数個のピンが形成された多数個の蒸発管(31)が、中軸を中心に仮想の円周上に配置されて回転軸を中心に回転する。従って、本発明による回転式蒸発器は、従来の単一蒸発管より、さらに大きい熱伝逹面積を形成することができる。
【００２０】
一方、原料が噴射パイプから蒸発管表面に連続的に噴射され、原料内水分が引き続き蒸発しながら原料内に溶存している汚染物質や浮遊物質などが蒸発管の外表面にスケールを形成する。このように蒸発管の外表面に形成されたスケールは蒸発管と原料間の熱交換を妨げる。このようなスケール形成を防止し、すでに形成されたスケールを除去するために、本発明は図3乃至図4に示したように、回転式蒸発器(30)の外面に網(34)を付着し、内部に複数の遊動洗浄ボールを(35)を投入する。このとき、前記網(34)は、回転式蒸発器(30)と一緒に回転するか、又は回転式蒸発器(30)とは別途に独立して回転するように作ることができる。
【００２１】
前記回転式蒸発器(30)と網(34)が、それぞれ別個で、又は共に回転することにより、網内にある遊動洗浄ボール(35)は、網(34)内で自由に動きながら蒸発管表面にスケールが形成されることを防止し、また、すでに形成されたスケールを除去する。このように蒸発管表面に付着したスケールを効果的に除去することによって、蒸発管の熱伝逹性能を持続的に維持することができる。
【００２２】
本発明は以上のように好ましい実施例を説明して図に示したが、前記の実施例にのみ限定されず、本発明の精神を脱しない範囲内で、当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって種々に変更と修正が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
従って、本発明による遊動洗浄ボールを有する多管式回転の蒸発濃縮装置は、多様な要素で蒸発濃縮装置の効率を最大化することにより、原料処理に必要なエネルギーを最小化して経済効果を高めることができる。また、スケール除去のために化学処理用薬品を使用するか、蒸発管を交換する必要がないため、化学処理用薬品による二次汚染の心配が無く、装置の安定的な運用を可能にする技術的効果を達成する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による遊動洗浄ボールを有する多管式回転の蒸発濃縮装置を示した概略的な全体構成図。
【図２】本発明による回転式蒸発器を構成する蒸発管の立体図。
【図３】本発明による回転式蒸発器の立体図。
【図４】本発明による回転式蒸発器の横断面図。
【図５】図4のA-A’断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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