KR100345190B1

KR100345190B1 - Simultaneous absorption method of odor and volatile organic compounds which is used petroleum fuel as a solvent

Info

Publication number: KR100345190B1
Application number: KR1020000009625A
Authority: KR
Inventors: 박경렬
Original assignee: 박경렬
Priority date: 2000-02-26
Filing date: 2000-02-26
Publication date: 2002-07-24
Also published as: KR20010084520A

Abstract

본 발명은 환경공학 분야 중 대기오염제어 분야로서 세부분야는 악취 및 VOCs의 제어 분야 중 흡수에 의한 처리에 해당하는 것으로 발명의 구체적인 내용은 석유계 연료를 용매로 이용하여 극성 및 비극성의 악취 및 VOCs를 동시에 흡수제거시키는 방법에 관한 것으로,The present invention is the field of air pollution control in the field of environmental engineering, and the specific field corresponds to the treatment by absorption in the field of control of malodors and VOCs. The present invention relates to polar and nonpolar malodors and VOCs using petroleum fuel as a solvent. To absorb and remove at the same time,

본 발명의 핵심적인 기술요지는 악취 또는 휘발성 유기 화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)을 배출하는 시설에 대기오염 방지시설을 설치함에 있어 흡수액으로 석유계 연료를 사용하는 것을 특징으로 하는 석유계 연료를 용매로 한 악취 및 휘발성 유기화합물 동시 흡수 제거방법이며,A key technical aspect of the present invention is to provide a solvent for petroleum fuel, which uses petroleum-based fuel as an absorbent in installing an air pollution prevention facility in a facility that discharges odor or volatile organic compounds (VOCs). Absorption of odor and volatile organic compounds simultaneously

이와 같은 본 발명은 주로 고농도의 악취 및 VOCs를 장치의 구성 및 운전 조건에 따라 95% 이상의 고효율로 처리할 수 있는 방법으로 적용시설로는 주유소, 저유소, 석유정제 및 석유화학제품제조시설, 유기 용제 및 페인트 제조시설, 세탁시설등 모든 고농도의 악취 및 VOCs 배출원에 적용 가능하고 이러한 대규모 및 중소 규모의 VOCs 배출원에 설치하여 오염물질을 고효율로 안정적으로 처리할 수 있다. 아울러 가장 큰 장점은 유지 관리가 쉬워 소규모 시설에도 쉽게 적용이 가능하며, 흡수제로 사용한 석유계 연료는 혼합유인 경우를 제외하면 전량 처리과정 없이 연료로 사용이 가능하다는 큰 장점을 갖는다.The present invention is mainly a method that can treat high concentrations of odors and VOCs with high efficiency of more than 95% according to the configuration and operating conditions of the device as a gas station, low gas station, petroleum refining and petrochemical product manufacturing facilities, organic solvents It can be applied to all high concentrations of odor and VOCs sources such as paint manufacturing facilities, laundry facilities, etc., and can be installed at these large and small and medium sized VOCs sources to efficiently treat pollutants with high efficiency. In addition, the biggest advantage is that it is easy to maintain and can be easily applied to small-scale facilities, and the petroleum-based fuel used as an absorbent has the great advantage that it can be used as a fuel without a whole process except for mixed oil.

따라서 본 발명을 주유소, 저유소, 세탁시설 등 도시형 중소 규모의 시설과 석유 정제 및 석유 화학제품의 제조시설, 유기 용제 및 페인트 제조시설 등 산업단지형의 악취 및 VOCs 배출 시설에 에 적용하여 설치 가동할 경우 악취 및 VOCs 배출량을 저감하여 악취 민원 저감할 수가 있고 아울러 광화학 반응에 의한 2차 대기오염을 크게 저감시키는 효과가 있는 것이다.Therefore, the present invention can be applied to small and medium-sized urban facilities such as gas stations, low gas stations, laundry facilities, petroleum refining and petrochemical production facilities, organic solvents and paint manufacturing facilities, and other industrial complex types of odor and VOCs discharge facilities. In this case, it is possible to reduce odor complaints by reducing odor and VOCs emission, and also to greatly reduce secondary air pollution by photochemical reaction.

Description

Simultaneous absorption method of odor and volatile organic compounds which is used petroleum fuel as a solvent}

발명의 구체적인 내용은 석유계 연료를 용매로 이용하여 물리적으로 극성 및 비극성의 특성들 갖고 있는 악취 및 VOCs를 동시에 흡수제거시키는 방법이다.The present invention relates to a method of simultaneously absorbing and removing odors and VOCs having physically polar and nonpolar properties using petroleum fuel as a solvent.

본 발명은 기존의 악취 및 VOCs 제거 방법으로 사용하는 수용액에 의한 흡수법의 용매를 석유계 연료(등유, 경유, 중유)로 대치한 것이다. 가솔린, 신너 등 대부분의 악취 원인물질 또는 VOCs등이 탄화수소로서 물리 화학적으로 석유계 연료와 같은 특성을 가지고 있다. 이들 특성을 이용하여 포화 증기압이 높은 악취 및 VOCs를 포화 증기압이 낮은 등유, 경유, 중유 등에 물리적으로 용해되도록 하는 것이다. 이울러 가솔린 속의 특정 A 성분의 경우 가솔린 속에는 고농도로 존재하며 동시에 증기압이 높아 대기 중에 고농도로 휘발하나 이를 등유나 경유에 물리적으로 흡수시킨 경우 상대적으로 저 농도가 되어 휘발하는 농도도 차이를 갖게되며 이 차이를 최대 흡수 효율로 볼 수 있다.The present invention is to replace the solvent of the absorption method by the aqueous solution used in the existing odor and VOCs removal method with petroleum fuel (kerosene, diesel, heavy oil). Most odor-causing substances such as gasoline and thinner or VOCs are hydrocarbons and have the same characteristics as petroleum fuels. These characteristics are used to physically dissolve malodors and VOCs having a high saturated vapor pressure, such as kerosene, diesel oil and heavy oil having a low saturated vapor pressure. In particular, certain A components in gasoline are present in gasoline at high concentrations and at the same time, the vapor pressure is high and volatilizes to high concentrations in the atmosphere. The difference can be seen as the maximum absorption efficiency.

암모니아 황화수소 등 극성인 악취물질과 비극성인 VOCs가 같이 존재하는 경우에는 극성물질은 기존의 수용액에 의한 탈취를 병행 할 수 있고, 이 경우 극성물질은 물에 쉽게 용해되고, 화학적 산화를 병행함으로서 고효율을 얻을 수 있다. 아울러 흡수제인 석유계 연료에서 휘산하는 저농도의 탄화수소까지 처리할 필요가 있을 경우 후처리 장치로서 생물 여과장치 수증기 재생 활성탄 흡착장치등을 직렬로 연결 사용하므로서 배출량을 거의 0%에 가까이 줄일 수 있다(Zero discharge). 이 경우 생물 여과장치에 일정 저 농도의 영양원을 고정적으로 공급하므로서 생물여과 장치의 안정적인 운전에도 도움을 줄 수 있고 활성탄 흡착장치의 재생주기를 늘릴 수도 있다.When polar odorous substances such as ammonia hydrogen sulfide and non-polar VOCs are present together, the polar substance can be deodorized by the existing aqueous solution, and in this case, the polar substance is easily dissolved in water and chemically oxidized. You can get it. In addition, when it is necessary to process even low concentration hydrocarbons volatilized from petroleum-based fuel, which is an absorbent, it is possible to reduce the emission to almost 0% by using a series of biofilters, steam regenerated activated carbon adsorption units, etc. as a post-treatment device. discharge). In this case, by supplying a constant low concentration of nutrient source to the biological filtration device can also help the stable operation of the biofiltration device and can increase the regeneration cycle of the activated carbon adsorption device.

본 발명의 가장 큰 장점은 고효율로서 처리가 가능함과 동시에 악취 및 VOCs 물질을 처리함에 있어 등유, 경유 및 중유등 석유계 연료를 사용함으로서 안정적, 경제적 및 고효율로 오염물질을 처리할수 있고 아울러 사용한 흡수액은 그대로 연료로 사용이 가능하므로 2차 공해 발생이 없고 따라서 대기오염방지 시설의 년간 비용을 크게 절감할 수 있다는데 있다.The greatest advantage of the present invention is that it is possible to treat odors and VOCs materials at the same time as high efficiency and to treat pollutants with stable, economical and high efficiency by using petroleum fuel such as kerosene, diesel oil and heavy oil, and the absorbent liquid used As it can be used as a fuel as it is, there is no secondary pollution, and thus, the annual cost of the air pollution prevention facility can be greatly reduced.

발명의 목적은 기존 악취 및 VOCs 제거 기술들이 가지고 있는 단점들을 개선하고 소규모에서 대규모의 시설까지 쉽게 적용할 수 있는 방법을 개발하는데 있다.The object of the invention is to improve the shortcomings of existing odor and VOCs removal technologies and to develop a method that can be easily applied from small to large facilities.

(1). 고농도의 배가스를 높은 처리 효율로 처리 할수 있어야 한다. 본 발명이 기존 기술의 열소각 및 촉매 소각등의 방법이 본 발명보다는 높은 효율을 유지할수 있으나 고농도의 경우 활성탄 흡착, 기존의 화학산화법, 흡수법보다 안정되고 고효율을 유지할 수 있다.(One). It should be possible to treat high concentrations of flue gas with high treatment efficiency. The present invention is a method of thermal incineration and catalyst incineration of the prior art can maintain a higher efficiency than the present invention, but at a high concentration it can be more stable and maintain higher efficiency than activated carbon adsorption, conventional chemical oxidation, absorption.

(2). 설치비 및 유지관리비등 연간비용이 적게 들어야 한다. 흡수탑만을 설치하므로 기존의 어떤 기술보다 저렴한 가격으로 설치가 가능하고 유지관리비도 주유소 저유소의 경우 동소내에서 저장 및 취급중인 유류를 흡수제로 사용하고 사용한 흡수제(유류)는 상품으로 그대로 재사용이 가능하므로서 유지관리비 또한 전기료를 제외하고는 들어가진 않는 장점을 지니고 있다.(2). Annual costs such as installation and maintenance costs should be low. Since only the absorption tower is installed, it can be installed at a lower price than any existing technology, and the maintenance cost is also low in the case of gas station storage stations, since the oil being stored and handled in the station is used as an absorbent, and the used absorbent (oil) can be reused as a product. Maintenance costs also have the advantage of not being included except for electricity bills.

(3). 유지관리에 용이 해야 한다. 특히 소규모 시설의 경우 비전문가가 대기오염방지시설을 유지관리 하는 경우가 많은데 본 발명이 추구하는 방법은 운전에 특별한 기술을 요하지 않을 정도로 초보자도 쉽게 유지관리 할 수 있다.(3). It should be easy to maintain. In particular, in the case of small facilities, non-experts often maintain the air pollution prevention facility, but the method pursued by the present invention can be easily maintained even by beginners without requiring any special skills for driving.

(4). 특히 소규모 시설의 경우 2차 오염물질이 발생하지 않아야 한다. 기존의 촉매 산화, 화학적 산화법, 흡수법등은 폐촉매, 폐흡수액등의 2차 오염물질이 발생하여 폐촉매의 처리 또는 폐흡수제의 처리 시설의 동시 설치 가 필요하고 그 경우 연간비용의 증대, 유지관리의 복잡성등의 문제가 동시에 대두된다. 본 발명에서는 흡수제를 동소에 저장중인 유류를 사용하고 흡수후에 동일 특성의 유류로 재사용하므로서 이러한 문제점을 없앴다.(4). Especially for small installations, secondary pollutants should not occur. Existing catalytic oxidation, chemical oxidation method, absorption method, etc. generate secondary pollutants such as waste catalyst and waste absorbent liquid, and require simultaneous treatment of waste catalyst or waste absorbent treatment facility. Problems such as complexity arise simultaneously. In the present invention, this problem is eliminated by using the oil stored in the in situ and reusing it as an oil having the same characteristics after absorption.

(5) 따라서 높은 처리 효율, 저렴한 연간 비용의 소모, 용이한 유지관리등의 장점을 가지면서도 2차 오염물질의 발생이 없는 석유계 연료를 용매로 사용하여 악취 및 VOCs 물질을 흡수제거하는 방법을 발명하게된 주 목적이다.(5) Therefore, the method of absorbing and removing odors and VOCs substances by using petroleum-based fuel that does not generate secondary pollutants as a solvent while having advantages such as high processing efficiency, low annual cost consumption, and easy maintenance. It is the main purpose of the invention.

본 발명은 환경공학 분야 중 대기오염제어 분야로서 세부분야는 악취 및 VOCs의 제어 분야에 해당하는 것이다. 구체적인 방법은 악취 및 VOCs를 흡수탑에의하여 흡수 시키는 방법중 흡수제를 기존의 공업용수 또는 특정 화학 물질의 수용액이 아닌 밸생가스의 물리적인 특성과 가장 유사한 석유계 연료유를 사용하여 고효율로 흡수시켜 처리하는 방식이고 아울러 흡수처리된 흡수제는 재생하지 않고 그대로 본래의 연료로 사용할수 있는 방식이다.대부분의 산업현장에서 발생되는 악취나 VOCs 물질은 탄화수소가 대부분이고 일부 무기가스까지 동시에 포함되어 있는 실정으로 종래의 악취 및 VOCs 제거방법은 주로 공업용수 또는 수용액에 의한 흡수 방법(Absorption, 화학적 산화법 포함), 활성탄 등의 흡착제에 의한 흡착 방법(adsorption), 재 연소(Afterburner) 또는 촉매 산화 방법(Catalytic oxidation)등이 사용되어 왔고, 최근에는 생물여과장치(Biofilter) 및 고농도의 경우 냉매등을 사용하여 응측 회수하는 방식등이 사용되고 있다. 이들 처리방법의 장·단점 및 적용 대상을 살펴보면 다음 표 1 과 같다.The present invention is the field of air pollution control in the field of environmental engineering, the specific field corresponds to the field of control of odor and VOCs. The specific method is to absorb odors and VOCs by absorption tower and absorb them with high efficiency using petroleum-based fuel oils that are most similar to the physical characteristics of gaseous gas, rather than existing industrial water or aqueous solutions of certain chemicals. In addition, the absorbed absorbent can be used as the original fuel without regeneration. Most odors and VOCs generated in industrial sites are mostly hydrocarbons and contain some inorganic gases. Odor and VOCs removal methods are mainly absorbed by industrial water or aqueous solution (including absorption, chemical oxidation), adsorption by adsorbents such as activated carbon, afterburner or catalytic oxidation, etc. Has been used, and recently, biofilters and refrigerants at high concentrations. Etc. eungcheuk method of recovering use has been used. The pros and cons of these treatments and their applications are shown in Table 1 below.

[표 1]악취 및 VOCs 제거장치의 기존방법과 발명 방법의 장단점 비교표 1에서 보는 바와 같이 예를 들면 주유소 처럼 소규모 시설에서 고농도로 불연속적으로 오염물질이 배출되면 상기 기존 시설중에 어느 시설도 설치 및 유지관리에 적절한 시설을 찾을수가 없다. 흡수법의 경우 흡수 효율이 낮고 또한 폐수처리를 하여야 하고, 흡착법의 경우 고농도에서 초 단시간내에 포화되어 활성탄의 교체주기가 너무 짧고, 소각 및 촉매 소각은 오염물질의 배출이 불연속적이라 높은 보조연료비 및 화재의 안전성, 농축법은 고가의 냉매를 연속 공급등 실제 배출 시설에 적용할수 없는 단점들이 각각 존재하고 있다. 그러므로 소규모시설에서 고농도로 불연속적으로 배출 되는 주유소등은 현재 일부 국가에서 활성탄 흡착탑등이 고육지책으로 설치되어 있는 실정에 있다.따라서 본 발명에서 제안하는 시설을 설치할 경우 높은 흡수 효율, 폐수처리 불필요, 연속 사용가능, 저렴한 운전비, 화재 안정성, 유지관리의 용이등 모든 측면에서 실제 소규모 시설에서 대규모 시설에 까지 적용 가능한 방법으로 볼수 있다. 또한 본 발명은 그 사용범위를 확대하여 주유소등 소규모 시설에서부터 저유소등 대규모 시설의 Breathing Loss(온도 변화에 따른 저유 탱크 압력 유지를 위하여 불연속적으로 배출 되는 손실)를 방지하기 위한 시설 등에 적용 할수 있다.[Table 1] Comparison of advantages and disadvantages of existing method and invention method of odor and VOCs removal device As shown in Table 1, for example, if there are high levels of discontinuous emissions from a small facility, such as a gas station, none of the existing facilities can find a suitable facility for installation and maintenance. Absorption method requires low absorption efficiency and wastewater treatment, and adsorption method saturates within a very short time at high concentrations, so the replacement cycle of activated carbon is too short. Fire safety and concentration methods have disadvantages that cannot be applied to actual discharge facilities such as continuous supply of expensive refrigerants. Therefore, gas stations, which are discontinuously discharged at high concentrations in small-scale facilities, are currently installed in some countries with activated carbon adsorption towers as high measures. In terms of usability, low operating costs, fire safety and ease of maintenance, it can be seen as a method that can be applied from a small facility to a large one. In addition, the present invention can be applied to a facility for preventing the breathing loss (loss discontinuously discharged to maintain the oil tank pressure due to temperature changes) of small facilities such as gas stations to large facilities such as gas stations by expanding its use range.

표 1 에서 에서 알 수 있듯이 종래의 재연소법, 촉매산화 등은 고농도의 배기가스에 고효율로 처리가 가능하나 보조 연료가 필요 하는 등 유지관리에 문제점이 있고, 활성탄 흡착은 역시 고효율로 처리가 가능하나 활성탄 교체 비용이 때문에 실질적인 유지관리가 안되고 있는 실정에 있다. 또한 기존의 수용액에 의한 흡수법은 물에 화학약품을 주입하여 물에 의한 물리적인 흡수와 약품에 의한 화학적인 산화에 의하여 악취 및 VOCs를 제거하나 비극성의 악취나 VOCs를 극성의 물에 흡수시키는 방식으로 처리효율이 낮고 폐수처리를 필요로 하는 문제점이 있으며 생물 여과 장치의 경우에는 역시 고효율의 처리가 가능하나 고농도의 배출 시설에 적용할 수 없고 시설의 설치비가 고가이며 유지관리에 고도의 기술을 요구한다는 단점이 있다.As can be seen from Table 1, the conventional reburn method and catalytic oxidation can be treated with high efficiency in high concentration exhaust gas, but there is a problem in maintenance such as auxiliary fuel, and activated carbon adsorption can be treated with high efficiency. Due to the cost of activated carbon replacement, there is no practical maintenance. In addition, the conventional method of absorption by aqueous solution removes odors and VOCs by injecting chemicals into water and physical oxidation by water and chemical oxidation by chemicals, but absorbs nonpolar odors or VOCs into polar water. As a result, the treatment efficiency is low and the wastewater treatment is required. In the case of the biological filtration device, high efficiency treatment is also possible, but it is not applicable to the high concentration discharge facility, the installation cost of the facility is high, and it requires high technology for maintenance. The disadvantage is that.

본 발명에서는 주유소, 저유소, 유기 용제 제조시설등에서 고증기압을 가지는 물질을 취급하는 과정에서 주로 고농도의 악취 및 VOCs가 배출되는 시설에 대한 안정적이고 효율적인 대기오염방지를 위한 최적의 흡수제 선택하고 그 흡수제에 대한 실용성을 분야별로 검증해 보고 이를 실제 시설에 적용할수 있도록 하는데 있다.In the present invention, in the process of handling substances with high vapor pressure in gas stations, low gas stations, organic solvent manufacturing facilities, etc., the most suitable absorbents are selected for stable and efficient air pollution prevention for facilities where high concentrations of odors and VOCs are discharged. It is to verify the practicality of each field and apply it to actual facilities.

흡수제의 조건을 결정하기 전에 먼저 배출가스의 특성을 파악하면 배출가스는 알킬계통의 물질 및 방향족 계통의 물질등이 적절하게 혼합된 경우가 대부분이다. 이러한 물질의 물질적인 특성은 분자 구조식의 형태에 따라 비극성 및 일부 극성을 나타낼수도 있다. 그르므로 비극성 물질과 약한 극성물질을 동시에 흡수할 수 있는 흡수제의 조건으로서는 (1) 극성 물질 및 비극성물질의 동시 고효율로 흡수가 가능해야 한다. 이 경우 비극성 방향족 화합물과 약간의 극성을 띤 알칼벤젠류 같은 방향족 화합물, 고분자 알킬류의 물질이 적정하게 조합되는 것이 가장 바람직 할 것이다. (2) 사용온도에서 낮은 증기압을 가져야 한다. 오염물질을 흡수하는 흡수제 자체의 증기압이 높은 경우 흡수제 자체의 증기압 만으로도 일정 농도의 오염물질을 배출할수 있으므로 가급적이면 증기압이 낮은 물질로 구성하여야 한다. (3) 물리 화학적으로 안정하고 흡수제 자체의 회수 재사용이 가능하여야 한다. 흡수 반응이 가역적인 물리적인 반응이여야 하고, 화재등에도 안전하면서 동시에 흡수제의 재생이 가능하여야 한다.Before determining the condition of the absorbent, if the characteristics of the exhaust gas are first identified, the exhaust gas is usually a mixture of an alkyl-based material and an aromatic-based material. The material properties of these materials may be non-polar and some polar, depending on the form of the molecular structure. Therefore, conditions for absorbents capable of absorbing nonpolar and weak polar materials at the same time should be: (1) Absorption at the same time high efficiency of polar and nonpolar materials. In this case, it is most preferable that a combination of a non-polar aromatic compound, an aromatic compound such as a slightly polar alkaline benzene, and a material of a high molecular alkyl is appropriately combined. (2) It must have a low vapor pressure at the operating temperature. If the vapor pressure of the absorbent itself absorbs pollutants is high, the pollutants of a certain concentration can be discharged only by the vapor pressure of the absorbent itself. (3) It must be physicochemically stable and capable of recovering and reusing the absorbent itself. Absorption reactions should be reversible physical reactions, safe from fire, and at the same time regenerate the absorbent.

이 조건에 의하여서 석유류등 광유류를 정제하여 일정부분만 추출한후 적정물성의 물질들을 추출 조합하여 흡수하고자 하는 증기의 물성에 맞게 흡수제를 만들 수 있다. 그러나 이 경우 연속적으로 흡수제를 생산 공급하여야 하고, 또한 흡수액 자체는 현장 재생 또는 수거하여 재생하여야하는 단점 때문에 대규모 시설에는 적용 가능하나 소규모 시설에서는 적용이 불가능 한 실정에 있다.따라서 본 발명에서는 흡수제를 의도적으로 조합하는 방식이 아닌 통상적으로 악취 및 VOCs 물질 배출원에서 주로 사용하고 있는 등유, 경유 또는 중유를 사용하여 오염물질를 처리 하고자 한다. 오염물질의 흡수 원리는(1). 비극성 물질간의 용해(2). 비극성 저분자 물질의 비극성 중분자물질에 용해(3). 고농도 가스의 저농도 물질에의 용해(4). 고 증기압의 VOCs물질들의 저증기압의 흡수액의 용해 등의 과정을 거쳐 가솔린, 신너, 기타악취 및 VOCs물질들이 경질유(등유 또는 경유) 또는 중질유에 용해되어 흡수된다. 가장 큰 장점은 사용한 흡수제를 연료로 그대로 사용함므로서 흡수제 처리 시설을 갖출수 없는 소규모 시설에 까지 유용하게 적용할수 있다는데 있다.Under these conditions, the mineral oil such as petroleum may be purified and extracted only a certain portion, and then the absorbent may be made according to the physical properties of the vapor to be absorbed by extracting and combining appropriate substances. In this case, however, the absorbent must be continuously produced and supplied, and the absorbent itself can be applied to a large-scale facility but cannot be applied to a small-scale facility. In order to treat contaminants using kerosene, diesel oil or heavy oil, which are mainly used in the source of odor and VOCs, rather than a combination method. The principle of absorption of pollutants is (1). Dissolution between nonpolar materials (2). Soluble in nonpolar low molecular weight materials (3). Dissolution of high concentration gases into low concentration materials (4). Gasoline, thinner, other odors and VOCs substances are dissolved and absorbed in light oil (kerosene or diesel) or heavy oil through the process of dissolving high vapor pressure VOCs substances in low vapor absorption liquid. The biggest advantage is that the used absorbent can be used as a fuel, and thus it can be usefully applied to small-scale facilities that cannot have absorbent treatment facilities.

도 1 은 석유계 연료를 사용한 악취 및 VOCs흡수장치의 대표적인 처리공정도1 is a representative process chart of the odor and VOCs absorber using petroleum fuel

도 2 는 석유계 연료를 용매로 이용한 악취 및 휘발성 유기화합물 제거장치 개념도2 is a conceptual diagram of removing odor and volatile organic compounds using petroleum fuel as a solvent

도 3 은 모형실험에 사용한 흡수장치3 is an absorber used for model experiments

도 4 는 분석에 사용한 가스크로마토그래피의 구성(Varian star 3600 CX)4 is a configuration of gas chromatography used in the analysis (Varian star 3600 CX)

[ 실시예 ]이하 본 발명의 실시예에 의하여 상세히 설명 하면 다음과 같다.도 1 은 석유계 연료 및 수용액을 용매로 하여 악취 및 휘발성 유기 화합물 동시 흡수 제거 방법에 대한 공정 구성의 개략도로서 공정 1 에서는 비극성인 악취 및 VOCs 물질만 존재하는 경우에 적용할 수 있는 공정 구성이며 흡수제로서는 등유, 경유, 중유들을 단독 혹은 혼합하여 사용할 수 있으며 흡수장치의 형식에는 구애받지 않는다. 공정 2 에서는 극성 및 비극성인 악취 및 VOCs 물질이 동시에 존재하는 경우에 적용할 수 있는 공정 구성이며 극성 물질의 흡수제로서는 등유, 경유, 중유, 오일들을 단독 혹은 혼합하여 사용할 수 있으며, 비극성물질의 흡수에는 수용액을 이용하여 화학적인 산화 방식 등을 사용할 수 있다. 공히 두 종류의 공정에서 흡수장치의 형식에는 구애받지 않으며, 배가스의 특성에 따라 처리 순서는 바뀔수도 있다.도 2 는 석유계 연료를 용매로 이용한 악취 및 휘발성 유기화합물을 제거하는 개념도로서 ②에서 악취 및 VOCs를 함유한 가스가 유입되고 ①에서는 흡수제로서 석유계 연료, 수용액 등이 유입된다. ③의 흡수장치는 배가스의 특성에 따라 액분산형 또는 가스분산형 흡수장치를 사용할 수 있으며 장치내에서 가스의 흡수 조작 즉 용해가 일어난다. ④에서는 흡수를 마친 청정 가스가 유출된다. ⑤에서는 악취 및 VOCs가 흡수된 석유계 연료는 일정 기간 재순환 하다가 회수하여 전량 연료로 사용한다. 재순환 가능 기간은 배기 가스의 농도에 따라 결정된다.구체적인 실시 방법은 (1) 주유소등 발생원에서 발생되는 고농도의 악취 및 VOCs 물질들을 후드를 이용하여 포집한후에 흡수탑에 흡수제로서 등유를 사용하여 흡수처리하고 사용후 폐기하는 등유는 연료로 다시 사용하는 방법. (2) 같은 방법으로 포집된 증기를 흡수탑에 흡수제로서 경유를 사용하여 흡수처리하고 사용후 폐기하는 경유는 연료로 다시 사용하는 방법. (3) 같은 방법으로 포집된 증기를 흡수탑에 흡수제로서 중유를 사용하여 흡수처리하고 사용후 폐기하는 중유는 연료로 다시 사용하는 방법. (4) 같은 방법으로 포집된 증기를 흡수탑에서 처리 할 때 상기 흡수제로 처리효율이 낮을 경우에 흡수제로서 등유, 경유 및 중유를 일정 비율로 혼합 사용하여 흡수처리하고 이 경우에는 사용한 흡수액은 재생 처리 과정을 거쳐 재활용 하는 방법등으로 구분 할수 있다.[ 실험예 ]본 발명에서 제시한 방법의 실효성을 입증하기 위하여 모형실험을 실시하였다. 모형 실험에 사용한 흡수 장치는 도 3 과 같으며 흡수 방법은 액분산형 흡수장치와 가스 분산형 흡수장치를 공히 사용하여 실험하였다. 배기가스는 휘발유, 원유, 신너(Thinner)등을 폭기시켜 포화 증기를 만들어 실제 저장 탱크등에서 발생될 때와 같은 조건을 만들었으며, 흡수제로는 등유, 경유, 중유 등을 사용하여 각각 실험하였다.흡수장치의 효율을 입증할 수 있는 분석 방법은 도 3 에 있는 각각의 흡수장치의 입구 및 출구에서 각각의 시료를 채취하여 도 4 의 가스크로마토그래피에 의하여 시료를 저온 농축한 후 FID와 FPD를 이용하여 각각 처리 효율을 분석하였다. 실험 분석한 결과는 다음 표 2 와 같다. 실험분석결과 총 탄화수소(Total VOCs)로 보았을 경우 공히 91-98%의 높은 처리 효율을 보이고 있었다각각의 실험예는 표 2에서 보는바와 같이 (1) 가솔린 증기를 등유에 흡수 시킨 경우 흡수장치를 가스분산형으로 사용한 경우 처리 효율이 98%이였으며, 액분산형의 경우 처리효율이 95%였다. (2) 가솔린 증기를 경유에 흡수 시킨 경우 흡수장치를 가스분산형 및 약분산형 공히 처리 효율이 94%이였다. (3) 가솔린 증기를 중유와 경유의 혼합액에 흡수시킨 경우 가스분산형 흡수장치에서 처리 효율이 93%이였다. (4) 경질원유 증기를 등유에 가스 분산형 흡수장치로 흡수시킨 경우 처리 효율이 91%이였다. (5) 신너 증기를 등유에 가스 분산형 흡수장치로 흡수시킨 경우에는 신너의 종류에 따라 흡수 효율의 차이가 편차가 있었으나 평균 처리 효율이 68%로 상대적으로 다른 증기를 처리할 때 보다 처리효율이 낮게 측정 되었다.[표 2]모형실험을 통한 흡수 장치의 처리 효율 측정분석 결과 EXAMPLES Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a schematic diagram of a process configuration of a method for simultaneously removing and removing odors and volatile organic compounds using petroleum fuel and an aqueous solution as solvents. It is a process configuration that can be applied when only non-polar malodors and VOCs are present. Kerosene, light oil and heavy oil can be used alone or as a mixture of absorbers. Process 2 is a process configuration that can be applied when both polar and non-polar odors and VOCs are present at the same time. As the absorbent of polar materials, kerosene, diesel, heavy oil, oils can be used alone or in combination. Chemical oxidation method etc. can be used using aqueous solution. Both types of processes are independent of the type of absorber, and the order of treatment may be changed depending on the characteristics of the exhaust gas. FIG. 2 is a conceptual diagram of removing odor and volatile organic compounds using petroleum fuel as a solvent. And gas containing VOCs are introduced, and in (1), petroleum-based fuels, aqueous solutions and the like are introduced as absorbents. Absorption device of ③ may use liquid dispersion type or gas dispersion type absorbing device according to the characteristics of exhaust gas, and absorption operation, ie dissolution of gas occurs in the device. In (4), clean gas which has been absorbed will flow out. In ⑤, petroleum fuel absorbed of odors and VOCs is recycled for a certain period of time and recovered and used as the total amount of fuel. The recyclable period is determined according to the concentration of the exhaust gas. Specific implementation method is (1) absorption process using kerosene as absorbent in absorber after collecting high concentration of odor and VOCs substances generated at gas station and other sources by using hood. And kerosene that is discarded after use can be reused as fuel. (2) In the same way, the absorbed vapor is absorbed into the absorption tower using light oil as an absorbent, and the light oil discarded after use is reused as fuel. (3) In the same way, the absorbed steam is absorbed into the absorption tower using heavy oil as an absorbent, and the heavy oil discarded after use is reused as fuel. (4) When treating the collected steam in the absorption tower in the same way, if the treatment efficiency is low with the absorbent, absorbent is mixed with kerosene, light oil and heavy oil as an absorbent in a certain ratio. It can be classified into a recycling method through the process. [Experimental Example] A model experiment was conducted to prove the effectiveness of the method proposed in the present invention. The absorber used in the model experiment is the same as that of FIG. Exhaust gas aerated gasoline, crude oil, thinner, etc. to produce saturated steam and made the same conditions as those generated in actual storage tanks, and experimented with absorbents such as kerosene, light oil and heavy oil. An analytical method for demonstrating the efficiency of the apparatus is to collect each sample at the inlet and outlet of each absorber in FIG. 3, and to condense the sample by gas chromatography of FIG. 4, using FID and FPD. Each treatment efficiency was analyzed. Experimental results are shown in Table 2 below. As a result of experimental analysis, total VOCs showed high treatment efficiency of 91-98%. Each experiment shows that (1) gasoline vapor is absorbed into kerosene. In the case of the dispersion type, the treatment efficiency was 98%, and in the liquid dispersion type, the treatment efficiency was 95%. (2) When gasoline vapor was absorbed by diesel, the absorption efficiency of the absorber was 94%. (3) When gasoline vapor was absorbed into a mixture of heavy oil and light oil, the treatment efficiency was 93% in the gas dispersion absorber. (4) When light crude oil vapor was absorbed into kerosene by a gas dispersion absorber, the treatment efficiency was 91%. (5) When the thinner vapor was absorbed into kerosene by gas dispersion type absorber, there was a difference in absorption efficiency according to the type of thinner, but the average processing efficiency was 68%. [Table 2] Analysis of measurement efficiency of absorption device through model test

상술한 바와 같은 본 발명은 주로 고농도의 악취 및 VOCs를 장치의 구성 및운전 조건에 따라 95% 이상의 고효율로 처리할 수 있는 방법으로 적용시설로는 주유소, 저유소, 석유정제 및 석유화학제품제조시설, 유기 용제 및 페인트 제조시설, 세탁시설등 모든 고농도의 악취 및 VOCs 배출원에 적용 가능하고 이러한 대규모 및 중소 규모의 VOCs 배출원에 설치하여 오염물질을 고효율로 안정적으로 처리할 수 있다. 아울러 가장 큰 장점은 유지 관리가 쉬워 소규모 시설에도 쉽게 적용이 가능하며, 흡수제로 사용한 석유계 연료는 혼합유인 경우를 제외하면 전량 처리과정 없이 연료로 사용이 가능하다는 큰 장점을 갖는다.As described above, the present invention is mainly capable of treating high concentrations of odors and VOCs at a high efficiency of 95% or more according to the configuration and operation conditions of the apparatus, and the application facilities include gas stations, low gas stations, petroleum refining and petrochemical production facilities, It can be applied to all high concentrations of odors and VOCs sources such as organic solvents, paint manufacturing facilities, and laundry facilities, and can be installed in these large and small and medium sized VOCs sources to efficiently treat pollutants with high efficiency. In addition, the biggest advantage is that it is easy to maintain and can be easily applied to small-scale facilities, and the petroleum-based fuel used as an absorbent has the great advantage that it can be used as a fuel without a whole process except for mixed oil.

따라서 본 발명을 주유소, 저유소, 세탁시설 등 도시형 중소 규모의 시설과 석유 정제 및 석유 화학제품의 제조시설, 유기 용제 및 페인트 제조시설 등 산업단지형의 악취 및 VOCs 배출 시설에 에 적용하여 설치 가동할 경우 악취 및 VOCs 배출량을 저감하여 악취 민원 저감할 수가 있고 아울러 광화학 반응에 의한 2차 대기오염을 크게 저감시키는 효과가 있을 것이다.Therefore, the present invention can be applied to small and medium-sized urban facilities such as gas stations, low gas stations, laundry facilities, petroleum refining and petrochemical production facilities, organic solvents and paint manufacturing facilities, and other industrial complex types of odor and VOCs discharge facilities. In this case, it is possible to reduce odor complaints by reducing odor and VOCs emission, and it will have an effect of greatly reducing secondary air pollution by photochemical reaction.

Claims

Odor and volatile organic compounds with petroleum fuel as solvents, characterized in that petroleum-based fuel is used as an absorbent liquid in installing air pollution prevention facilities in facilities that emit odors or volatile organic compounds (VOCs). Absorption method.

The method of claim 1, wherein the petroleum fuel is kerosene. The odor and volatile organic compounds are simultaneously absorbed and removed using the petroleum fuel as a solvent.

The method of claim 1, wherein the petroleum-based fuel is light oil. The method of simultaneously absorbing and removing odors and volatile organic compounds using petroleum-based fuel as a solvent.

The method of claim 1, wherein the petroleum-based fuel uses heavy oil. The method of simultaneously absorbing and removing odors and volatile organic compounds using petroleum-based fuel as a solvent.

The method of claim 1, wherein the petroleum-based fuel is kerosene, diesel, heavy oil, and a combination of these fuels in a predetermined ratio.