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[고농도 기포발생 장치] Aeration system-MTR

 Mass Transfer Reactor는 기존의 산기장치에 비하여 산소 (혹은 오존 등)의 용존효율을 혁신적으로 제고시킨 Aeration 장치로서 기체를 기포로서 분산, Diffuse 시키는 개념이 아닌 처리수 내에 용해, Dissolve시키는 장치로 설계되었다.


ㆍ기포크기 : : 0.5 ~ 0.8 m/m
ㆍ적용처 : 기존폭기시스템, 대체(폐수처리장), 수영장, 연못, 호수 정화, 양어장 산소공급,오존 살균시 오존공급


개 요

ㆍ기체를 기포로서 분산(Diffuse) 시키는 개념이 아닌 처리수내에 용해(Dissolve)시키는 장치로 고안되었다.
ㆍ모듈화된 설계로 장치의 이식성 및 이동성이 뛰어나며 간단하게 설치할 수 있다.
ㆍ소형시스템으로도 높은 접촉효율을 달성하므로 협소한 부지조건하에서도 설치 가능하다.
ㆍ소모성 부품이 없으므로 적은 유지비로 가동된다.

MTR PROCESS

ㆍVENTURI를 통과한 GAS는 LIQUID SYSTEM에 유입되면서 액체는 TWO PHASE FLOW상태가 됨.
ㆍTWO PHASE FLOW는 MTR에서 SINGLE PHASE FLOW로 전환됨.
ㆍVALVE에서 압력강하로 액체는 다시 TWO PHASE FLOW 상태로 전환되며, 압력 강하 정도에 의해 초미세기포의 SIZE의 조정이 가능.

MTR의 특징

> 초미세 기포의 발생 - 기액접촉면적의 극대화

* 기존의 산기관과 MTR의 기포크기비교


지름(㎜)면적(㎟)부피(㎣)단위크기당 접촉면적
Ceramic Fine Bubble2 ∼ 350 ∼ 11334 ∼ 1131.5 ∼ 1
Medium Bubble3 ∼ 4113 ∼ 201113 ∼ 2681 ∼ 0.75
Coarse Bubble101,2564,1870.3
MTR0.05 ∼ 0.80.0314 ∼ 8.045.2×10 -4 ∼ 2.1460.4 ∼ 3.8


* 기포크기 분표 비교

> 상압유출 - 기액접촉기간의 극대화

* CERAMIC FINE BUBBLE과 MTR의 기포부상속도 비교

> 산소전달 효율성의 혁신

* 기존 폭기장치와 MTR의 산소전달속도 비교

다양한 폭기 장치의 산소전달력에 관한 일반적인 데이터기포크기전달효율 % (SOTE)비 교전달속도 (kg/O2/kW.h)
표 준비 교실 제
Typical Diffused-air Systems





Ceramic Fine Bubble2-3 mm10-30+1-31.2-2.01-1.70.7-1.4
Medium Bubble3-4 mm6-15+.6-1.51.0-1.6.8-1.30.6-1.0
Coarse Bubble10 mm4-8+.4-.80.6-1.2.5-10.3-0.9
MTR.05-.08mm616.16.55.45.2
Turbine-sparger system


1.2-1.41-1.20.7-1.0
Static Tube System
7-10+
1.2-1.61-1.30.7-0.9
Jet
10-25+
1.2-2.41.20.7-1.4
Pure Oxygen Systems





Mechanical surface aeration with Cryogenic generation 






1.4-1.8

Mechanical surface aeration with Pressure-swing generation 






1.0-1.3
Turbine Sparger with cryogenic




1.2-1.5
MTR
95
3.172.62.54
Low-speed surface


1.2-2.41.20.7-1.3
Low-speed surface with draft tube


1.2-2.41.20.7-1.4
High-speed floating aerator


1.2-2.41.20.7-1.3
Rotor-brush aerator


1.2-2.41.20.7-1.3


* 산소전달 효율성비교

MTR의 장점(長點)

> 기술적 이점(利點) 

ㆍ기액접촉면적의 증대 : 초미세기포 발생
ㆍ기액접촉시간의 증대 : 상압에서 기포발생
ㆍ기체용해성(DISSOLVE)극대화
ㆍ모듈화된 설계 : COMPACT하며 기존 폭기장치의 대체가 용이
ㆍ소형화된 설계 : 장치설치 SPACE의 최소화

> 효율성

ㆍ산소전달 효율의 극대화 : 90%이상의 SOTE를 달성
ㆍ기체 이용율의 효과증대 : 소량의 기체로써 충분한 폭기효과를 달성

> 경제성

ㆍ동력비 절감
ㆍ산소 또는 오존 발생비용 절감
ㆍ오존회수설비의 불필요
ㆍMAINTENANCE 비용이 없음(소모성 부품 불필요)
ㆍ설치 SPACE의 최소화 (부지활용 극대화)

적용분야

ㆍAERATION : 호수 및 연못, 하수처리 시설, 공장의 수처리 LAGOON
ㆍPH CONTROL : 생활 용수 처리 플랜트, 공업 용수 처리 플랜트
ㆍ살균 : COOLING TOWER, 폐수처리 플랜트, 정수처리 플랜트
ㆍREACTOR : 산화공정(OXIDATION PROCESS), 수소발생공정(HYDROGENERATION PROCESS)