KR100426973B1 - One Tower Adsorb. Desorb Type Adsorption Tower - Google Patents

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Abstract

본 발명은 페인트 도장 및 건조공정시 페인트에서 증발하는 휘발성 유기화합물 증기(VOC)를 고효율로 제거하는데 있어서 경제성이 우수한 시스템을 구성 제안한 것으로 본 발명의 적용은 첫째 도장작업과 건조작업이 한 곳에서 교대로 이루어지는 모든 시설과 둘째 VOC 발생시설이 불연속 작업을 행하는 시설에 적용하며 예를 들면 도장작업만 하는 도장부스가 1일 8시간 작업하거나 1일 24시간 1주 6일 작업 연속 작업후 일요일 쉬는 시설등 불연속 작업을 하는 시설에 적용한다.The present invention proposes to construct a system with excellent economic efficiency in removing volatile organic compound vapor (VOC) evaporated from paint during paint painting and drying process with high efficiency. First, the application of the present invention alternates painting and drying operations in one place. It is applied to all the facilities consisting of the facility and the second VOC generating facility that performs the discontinuous work. For example, the painting booth that only paints works 8 hours a day or 24 hours a day, 6 days a week and then rests on Sunday. Applies to facilities with discontinuous work.

상기 시설에서 발생되는 VOC제거 방식은 여러 방식이 있으나 대용량, 저농도에 적합한 흡착방식과 소용량, 고농도에 적합한 촉매연소방식을 적용하되 처리시스템 적용에 있어서 종래 방식의 문제점을 보완하여 경제성 있는 시스템을 고안하였다.The VOC removal method generated in the facility has a number of methods, but the adsorption method suitable for large capacity, low concentration and the catalytic combustion method suitable for small capacity and high concentration are applied, but the economical system was devised by supplementing the problems of the conventional method in the treatment system application. .

첫째 적용시설인 도장작업과 건조작업을 교대로 하는 시설의 경우 종전 방식으로 가장 많이 사용하고 있는 활성탄 비재생식 흡착방식(제 3도 방식)은 VOC의 지속적인 흡착에 따른 활성탄 소모로 연간 활성탄 교체비가 수천만원씩 소요되어 경제성에서 떨어지는 문제점이 있다.In the case of facilities that alternate the painting and drying operations, which are the first application facilities, the activated carbon non-regeneration adsorption method (the third method), which is the most used as a conventional method, consumes activated carbon due to the continuous adsorption of VOC, resulting in tens of millions of annual activated carbon replacement costs. There is a problem that the economy falls due to the won.

이를 보완하기 위해 도장작업시에는 흡착방식으로 처리하고 건조작업시에는 소용량, 고농도인 특성을 이용하여 촉매연소방식으로 처리하는 방식(제 4도방식)을 채택하여 제 3도 방식의 가장 큰 문제점인 활성탄 교체비를 1/4정도로 줄이므로써 제 3도 방식보다는 우수한 경제성을 가지고 있다.In order to compensate for this, the main problem of the third degree method is to adopt the method of treatment by the adsorption method during the painting work and the catalytic combustion method using the small capacity and the high concentration during the drying work. By reducing the replacement cost of activated carbon to about 1/4, it has better economic efficiency than the third degree method.

그러나 이 방식 역시 활성탄 교체비가 대폭 줄었다고는 하나 여전히 부담스러운 수준으로 가장 경제성 있는 방식으로 볼 수 없다.However, even though this method has significantly reduced the cost of replacing activated carbon, it is still burdensome and is not seen as the most economical way.

이에 흡착ㆍ탈착할 수 있는 방식을 채택하여 활성탄을 매일 재생 사용할 수 있는 시스템을 적용하므로써 활성탄 소모비가 낮은 방식을 적용하였으나 기존 흡착ㆍ탈착방식인 2대를 사용 1대는 흡착시 1대는 탈착하는 방식(제 5도방식)과 회전통을 사용하여 흡착하는 동안 일부 탈착하는 방식(제 6도 방식)은 설비비가 고가여서 활성탄 소모비 절감에 따른 운전비 절감효과를 어느정도 상쇄하여 제 4도 방식에 비해 월등히 우수한 방식으로 볼 수 없다.By adopting a system that can regenerate and use activated carbon every day by adopting a method that can adsorb and desorb, the method of using low activated carbon consumption is applied.However, the existing adsorption and desorption method uses two units. Part 5 desorption method (figure 6 method) during the adsorption using the rotary cylinder (figure 5 method) is more expensive than the method of FIG. 4 by offsetting the operation cost reduction effect by reducing the consumption of activated carbon due to the high equipment cost. Can not be seen.

그래서 본 발명은 다량의 VOC가 함유되어 있더라도 온도가 150 ℃이상만 되면 활성탄 층에서 전혀 흡착되지 않고 오히려 기흡착되어 있는 VOC를 탈착되는 점을 착안하여 건조시 배기되는 가스를 150 ℃이상 승온시켜 탈착시킨 후 건조시 발생된 VOC와 탈착시 발생된 VOC를 촉매연소장치에서 동시처리하므로써 1대의 일반 흡착탑으로 처리가능한 시스템을 구상하였다. 이로써 설비비를 제 5도, 제 6도 방식보다 대폭 낮추고 운전비는 흡착ㆍ탈착방식의 장점인 활성탄 소모비를 거의 없애므로써 경제성면에서 최소한 30 %이상 절감하고 장치 크기도 줄였으며 유지보수도 간편한 방식을 제안하여 종전 방식의 문제점을 해결하였다.(제 7도 방식)Therefore, the present invention is focused on the fact that even if the temperature is 150 ℃ or more, even if it contains a large amount of VOC is not adsorbed at all in the activated carbon layer, but rather desorbed VOC that is adsorbed by vaporizing the exhaust gas during drying to 150 ℃ or more desorption After the process, the VOC generated during drying and the VOC generated during desorption were simultaneously treated in a catalytic combustion device to design a system that can be treated with one general adsorption tower. Thus, the cost of equipment is significantly lower than that of the 5th and 6th methods, and the operating cost almost eliminates the consumption of activated carbon, which is an advantage of the adsorption and desorption method. This solves the problem of the conventional method.

둘째 제 8도 방식은 일정기간 가동후 멈춘 후 다시 가동하는 시설에 적용하는 방식으로 제 7도방식을 일부 변형하여 운전시에는 흡착하고 운휴시에 탈착하며 탈착시 발생되는 VOC는 촉매연소 처리시설이다.Second, the method of FIG. 8 is applied to a facility that is operated after stopping for a certain period of time. Part of the method of FIG. 8 is modified to adsorb and operate during operation, and to desorb during operation. The VOC generated during desorption is a catalytic combustion processing facility. .

그러므로 이 방식의 적용은 광범위하게 적용이 가능하다.Therefore, the application of this method is widely applicable.

예를 들면 도장만 하는 도장부스에서 1일 8시간 작업하는 경우에 적용한다.For example, it is applied when working 8 hours a day in a painting booth.

Description

1탑형 흡착·탈착 방식 흡착탑{One Tower Adsorb. Desorb Type Adsorption Tower}One tower adsorption and desorption system adsorption tower Desorb Type Adsorption Tower}

페인트 도장 부스 및 건조로 시설, 세탁 시설, 인쇄 시설등 여러 시설에서 배기되는 배기가스 중에는 톨루엔, 자일렌 등과 같은 휘발성 유기화합물가스(Volertile Organic Compound: 이하 VOC로 명명)가 함유된 채로 대기 중에 배출되므로써 대기오염을 야기하고 있다.Exhaust gases emitted from various facilities such as paint booths and drying furnaces, laundry facilities, and printing facilities contain volatile organic compound gases such as toluene and xylene (hereinafter referred to as VOC). It is causing air pollution.

이러한 VOC로 인한 대기오염 방지를 위해 여러 방식의 정화시설이 사용되고 있으나 대부분 가장 경제성이 있고 효율이 우수한 활성탄 흡착방식을 사용하고 있다.In order to prevent air pollution due to such VOCs, various types of purification facilities are used, but most of them use the most economical and efficient activated carbon adsorption method.

그런데 활성탄은 VOC를 일정량 흡착하게 되면 포화상태가 되어 더 이상 흡착할 수 없는 특성 때문에 일정 기간마다 교체해주거나 열풍을 이용하여 탈착 재생 후 다시 흡착 사용하기도 한다.However, activated charcoal is saturated when VOC is adsorbed to a certain amount and can not be adsorbed anymore, so it can be replaced at regular intervals or used again after desorption and regeneration using hot air.

여기에서 어떠한 제품을 생산할 때 동등한 품질을 생산할 수 있는 생산공정이 여러 방식이 있을 경우 생산 설비비가 저렴하고 생산시 소요되는 운전비가 적게 소요되는 방식을 채택할 것이다. 더욱이 단위기계방식이 종전방식이더라도 새로운 아이디어로 시스템 구성을 재구성하여 종전 시스템에 비해 생산비용을 획기적으로 절감할 수 있다면 매우 바람직한 방식이 될 것이다. 본 고안은 VOC 배출시설중 일부 시설인 자동차 도장부스와 같이 1일 24시간 365일 연속운전 또는 1일 8시간등 부분운전에 관계없이 즉 운전시간에 관계없이 도장과 건조가 한곳에서 이루어지는 모든 시설의 VOC 제거에 대해 적용되는 시설로 지금까지 사용되어온 활성탄 흡착방식 및 촉매연소방식을 이용하여 새로운 아이디어로 시스템을 발명하므로써 VOC 제거효율을 고효율로 유지하면서 저렴한 설비비와 운전비를 가진 경제성 있는 방식(제 7도 방식)을 제안하고자 하며, 제안된 방식을 약간 변형시킨 제 8도 방식은 1일 8시간 작업하는 시설이나 1일 24시간 1주 6일 작업후 일요일에 쉬는 불연속 작업을 모든 VOC 발생시설에 적용가능한 방식으로 예를들면 도장만 하는 도장부스가 불연속 작업을 하는 경우가 이에 해당된다.In this case, if there are several production processes that can produce the same quality when producing a certain product, the production equipment cost will be low and the operation cost in production will be reduced. Moreover, even if the unit machine method is the old method, it would be highly desirable if the new system could reconstruct the system configuration and drastically reduce the production cost compared to the old system. The present invention is designed to cover all the facilities where painting and drying is performed in one place regardless of partial operation, such as 24 hours a day, 365 days a day continuous operation, or 8 hours a day, such as automobile paint booth, which is a part of VOC discharge facility. As a facility to be applied for VOC removal, by inventing the system with new ideas by using the activated carbon adsorption method and catalytic combustion method that have been used so far, economical method with low equipment cost and operation cost while maintaining high efficiency of VOC removal (Fig. 7) Method 8, which is a slightly modified version of the proposed method, can be applied to all VOC-generating facilities, which can be applied to facilities that work 8 hours a day, or work that takes a rest on Sunday after working 24 hours a week, 6 days a day. This is the case, for example, a painting booth that only paints is discontinuous.

이 방식은 운전시 활성탄 흡착처리하고 운휴시 열풍으로 탈착한 후 탈착시 발생 VOC를 촉매연소장치로 촉매 분해 처리하는 방식이다.This method is activated carbon adsorption treatment during operation, desorption by hot air during operation, and catalytic decomposition treatment of VOC generated during desorption by catalytic combustion device.

이 방식 역시 제 7도방식과 같은 장점을 가지고 있다.This method also has the same advantages as the seventh method.

본 발명의 시스템을 설명하기 위해 사전지식으로 활성탄 흡착방식과 촉매연소방식에 대해 설명한다면 다음과 같다.In order to explain the system of the present invention, the activated carbon adsorption method and the catalytic combustion method are described as follows.

(1) 활성탄 흡착방식(1) Activated carbon adsorption method

활성탄은 많은 미세공과 넓은 표면적을 가지고 있어 벤젠, 톨루엔, 자일렌 가스와 같이 분자량이 큰 VOC가 활성탄층을 통과하게 되면 미세공으로 유기가스분자가 반데르발스힘에 의해 유입되며 이 부위에서 포화 증기압이상의 고농도가 유지되므로써 응축된 상태로 흡착된다. 이러한 흡착특성은 VOC가 계속 흡착되어 포화상태가 되면 더 이상 흡착할 수 없는 제한적인 특성을 가지게 됨을 의미하며 이는 흡착탑내 투입된 활성탄이 모두 포화상태가 되면 더 이상 VOC를 제거해 줄 수 없기 때문에 새로운 활성탄으로 교체해주거나 탈착하여 재사용하여야 함을 의미한다.Activated carbon has many fine pores and a large surface area. When VOCs with high molecular weight such as benzene, toluene, and xylene gas pass through the activated carbon layer, organic gas molecules flow into the micropores by van der Waals forces, and the saturated vapor pressure above It is adsorbed in a condensed state by maintaining a high concentration. This adsorption characteristic means that the VOC is continuously adsorbed and has a limited characteristic that can not be adsorbed anymore. This means that the activated carbon introduced into the adsorption column is no longer able to remove the VOC when the activated carbon is saturated. It must be replaced or removed and reused.

활성탄의 탈착 재사용을 위한 탈착공정은 100 ℃이상의 열풍이나 스팀을 가하면 되는데 그 이유는 액상으로 활성탄 표면에 흡착되어있는 VOC가 비점이상의 열풍이 가해져 증발 탈착되므로써 활성탄 미세공이 원래 상태로 복구되기 때문이다.The desorption process for desorption and reuse of activated carbon may be performed by applying hot air or steam of 100 ° C. or higher because the VOC adsorbed on the surface of the activated carbon in the liquid phase is evaporated and desorbed by the boiling point of the boiling point to restore the activated carbon micropores to their original state.

제 1도는 포화상태가 되면 활성탄을 교체해주는 활성탄 비재생식 흡착탑의 흡착개념도 및 흡착효율과의 관계를 제 2도는 흡착ㆍ탈착방식의 흡착탑의 흡착개념도 및 흡착효율과의 관계를 나타내었다.1 shows the relationship between the adsorption concept and the adsorption efficiency of the activated carbon non-regeneration adsorption tower, which replaces the activated carbon when it is saturated, and FIG. 2 shows the relationship between the adsorption concept and the adsorption efficiency of the adsorption / desorption system.

제 1도에서 흡착 초기에는 Zi층에서 흡착이 이루어지다가 점차 포화상태가 되면서 흡착대가 위로 이동하게 되고 교체주기(통상 3∼6개월)에 도달하면 흡착효율이 저하되기 시작하며 이때 활성탄을 교체해 준다.In FIG. 1, adsorption is carried out in the Z i layer at the initial stage of the adsorption, and then gradually becomes saturated, the adsorption zone moves upwards, and when the replacement cycle is reached (usually 3 to 6 months), the adsorption efficiency begins to decrease, and the activated carbon is replaced. .

제 2도 흡착ㆍ탈착방식에서 흡착주기동안 VOC 흡착에 의해 소요되는 활성탄층(Zo)에 추가적으로 일정효율을 유지할 수 있는 흡착대(Z)가 필요하다.In the second adsorption / desorption method, an adsorption zone Z that can maintain a constant efficiency in addition to the activated carbon layer Z o required by VOC adsorption during the adsorption cycle is required.

초기 주로 흡착이 이루어지는 Zi층은 시간이 경과하면서 위로 이동하여 흡착주기(통상 10시간)에 도달하면 Zi층은 Zo까지 이동하고 이 때 탈착공정으로 바뀌게 된다.Initial Z i layer mainly consisting of the absorption is reached in the elapsed period adsorbed to move up while (usually 10 hours) time Z i layer is moved to the Z o and is changed this time to the desorption process.

(2) 촉매연소방식(2) catalytic combustion method

촉매는 백금, 파라듐등으로 이루어진 물질로 자기 자신은 직접 반응에 참여하지 않고 다만 반응물질의 활성화 에너지를 낮춰 반응을 촉진시켜 톨루엔, 자일렌과 같은 VOC의 연소산화온도 600 ∼ 800 ℃보다 훨씬 낮은 150 ∼ 350 ℃에서 연소산화가 가능하게 해줘 에너지 절감을 가능하게 하여 주는 물질이다. 촉매연소방식은 이러한 촉매를 사용하는 방식으로 연소분해가 가능한 150 ∼ 350 ℃로 승온시켜 촉매층을 통과시켜 연소분해하여 제거시키는 방식으로 반응식은 아래와 같다.The catalyst is composed of platinum, palladium, etc. It does not directly participate in the reaction, but lowers the activation energy of the reactant to promote the reaction, which is much lower than the combustion oxidation temperature of VOCs such as toluene and xylene at 600 ~ 800 ℃. It is a material that enables energy saving by enabling combustion oxidation at 150 ~ 350 ℃. The catalytic combustion method is a method of using such a catalyst to raise the temperature to 150 ~ 350 ℃ capable of combustion decomposition through the catalytic layer to remove the combustion by the reaction scheme is as follows.

산화분해효율은 VOC종류, 가스온도, 촉매종류 및 양에 따라 달라지는데 페인트의 주요 VOC인 톨루엔, 자일렌의 경우 150 ℃에서 분해가 시작되어 250℃에 이르면 90 %이상 분해된다.Oxidative decomposition efficiency depends on VOC type, gas temperature, catalyst type and amount. Toluene and xylene, which are the main VOCs of paint, are decomposed at 150 ℃ and decompose more than 90% at 250 ℃.

상기 반응식에서 보듯이 촉매층 유입온도가 180 ℃정도로 통과시키면 VOC 자체 산화열에 의해 가스온도가 상승하며 상승정도는 VOC농도에 비례하는데 톨루엔 + 자일렌 농도가 2000 ppm(C6H6기준, CH4기준으로는 10,000ppm)이면 약 170 ℃정도 추가로 상층하여 350 ℃까지 상층하므로 98 %이상 효율처리가 가능하다.As shown in the above reaction, when the inlet temperature of the catalyst bed passes at about 180 ° C, the gas temperature rises due to VOC's own heat of oxidation, and the degree of increase is proportional to the VOC concentration. Toluene + xylene concentration is 2000 ppm (based on C 6 H 6 and CH 4 ) In case of 10,000ppm), it is possible to process more than 98% because it is upper layer up to about 350 ℃ and up to 350 ℃.

(3) 운전조건(3) Operation condition

본 고안과 관계된 한 부스에서 도장과 건조작업을 하는 시설에 대해 처리방안을 선정하고 각 방안별 경제성을 검토하기 위해서는 어떠한 기준이 필요한데 이를 위해 대표적인 시설인 자동차 도장부스 운전조건과 설계기준을 기술한다면 다음과 같다.In order to select a treatment plan for a facility for painting and drying work in a booth related to the present invention and to examine the economic feasibility of each method, some criteria are required. Same as

자동차 도장부스는 제 3도 나타낸 구조와 같은 밀폐된 도장부스에서 하도, 상도 및 광택(Clear)도장작업과 도장 후 건조작업을 하는데 도장작업은 작업자가 스프레이건을 사용하여 스프레이 방식으로 행해지며 작업장 환경을 고려하여 급기팬(2)과 배기팬(3)을 가동하여 환기가 이루어지도록 구성되어 있다.Automotive coating booths are used for the top coat, top coat and clear painting and drying after painting in the closed coating booth as shown in Fig. 3. The painting work is performed by the operator using a spray gun. In consideration of the configuration, the air supply fan 2 and the exhaust fan 3 are operated to provide ventilation.

이때 배기 가스량은 작업환경 관계로 부스 크기가 클수록 커지나 자동차 도장부스의 경우 400 ㎥/분 정도의 배기가스량이 요구된다.At this time, the amount of exhaust gas increases as the size of the booth becomes larger due to the working environment, but the amount of exhaust gas of about 400 m 3 / min is required in the case of an automobile booth.

대기오염물질로는 스프레이 도장시 비산되는 페인트 미스트와 도장작업동안 페인트 용제의 증발로 인한 VOC가 배기가스에 함유되어 배출된다.Air pollutants include paint mist that is scattered during spray painting and VOCs from the evaporation of paint solvents during the painting process are exhausted.

도장작업 후 도장된 페인트 건조공정이 이루어지는데 건조온도는 80 ℃에서건조시킨다.After painting, the painted paint drying process is carried out. The drying temperature is dried at 80 ℃.

건조 작업시에는 실내 온도가 높게 유지되어야 하므로 열손실을 감안하여 배기량은 최소화하되 실내 VOC 농도가 높아 건조 효과가 떨어지지 않을 정도로 배기시켜 주는데 배기량은 실내 시간당 환기 횟수 약 5회 정도(도장부스용적 약 100 ㎥)로 10 ㎥/min 정도 유지시켜 주는 것이 보통이다.During drying, the room temperature must be kept high, so the exhaust volume is minimized in consideration of heat loss, but the exhaust volume is exhausted to the extent that the drying effect is not reduced due to the high indoor VOC concentration. ㎥) is usually maintained at about 10 ㎥ / min.

건조시 가동방식은 제 3도에서 버너 가동에 의한 열을 건조열 공급 배관(13)으로 열을 공급하면서 건조시 순환개폐댐퍼(24)를 완전히 열고 급기팬 입구 개폐댐퍼(22)를 닫은 상태하에서 배기팬(3)의 가동을 멈춘 상태에서 급기팬(2)은 가동하면 실내 공기가 순환되면서 건조되도록 구성되어 있다.The operation method during drying supplies heat to the drying heat supply pipe 13 through the operation of the burner in FIG. 3 while the circulation opening / closing damper 24 is completely opened while the air supply fan inlet opening / closing damper 22 is closed. When the air supply fan 2 is operated while the exhaust fan 3 is stopped, the air supply fan 2 is configured to dry while circulating indoor air.

건조시 대기오염물질로는 건조시 증발되는 VOC가 배기가스에 함유되어 배출된다.As air pollutants during drying, VOCs evaporated during drying are contained in the exhaust gas and discharged.

도장시 발생하는 페인트 미스트는 페인트 부스 바닥 배기구에 설치된 필터(11)와 배기팬(3)후단의 필터(12)로 제거해 주고 있다.The paint mist generated at the time of painting is removed by the filter 11 provided in the bottom exhaust port of the paint booth, and the filter 12 behind the exhaust fan 3.

현재에는 대부분 VOC 제거 시설이 설치되어 있지 않으며 VOC 제거시설의 설치에 있어서 종전 방식에 의한 시스템별 설비비, 운전비등을 계량화하고 장단점을 구체적으로 검토하기 위해 자동차 상술된 운전조건과 VOC 배출특성을 정리하면 첨부된 표 1과 같다.Currently, most VOC removal facilities are not installed, and in order to quantify equipment costs and operation costs by system and to examine the advantages and disadvantages in detail, the above detailed driving conditions and VOC emission characteristics are summarized. Table 1 is attached.

(4) VOC 처리방식별 개요(4) Outline of VOC treatment method

본 VOC 배출시설의 처리에 있어서 종전 기술로 처리 가능한 방식을 다음과 같이 나타내었다.The method that can be treated by the prior art in the treatment of this VOC discharge facility is shown as follows.

(가) 비탈착식 흡착방식(제 3도 방식)(A) Non-removable adsorption method (figure 3)

제 3도에 나타난 바와 같이 가장 간단한 방식으로 단순한 용기에 활성탄을 충전한 후 이곳으로 VOC를 통과시켜 흡착 제거하는 방식으로 구조가 간단하고 일반적으로 설비비가 저렴하여 가장 많이 사용되는 방식이다.As shown in FIG. 3, the activated carbon is charged in a simple container in the simplest manner, and the adsorption is removed by passing the VOC therein.

이 방식의 문제점은 활성탄이 계속 소모되기 때문에 활성탄 교체비가 과대한 것이 가장 큰 문제라 할 수 있다.The problem with this method is that the activated carbon is consumed continuously, so the biggest problem is that the activated carbon replacement cost is excessive.

(나) 작업별 흡착방식 및 촉매연소방식(제 4도 방식)(B) Adsorption method and catalytic combustion method by work (figure 4)

제 4도에 나타낸 바와 같이 도장 작업시에는 활성탄 흡착방식으로 처리하고건조작업시에는 촉매연소방식으로 처리하는 방식이다.As shown in FIG. 4, the coating is treated with activated carbon adsorption and the drying is carried out with catalytic combustion.

즉 배출특성별 적정한 처리방식을 선정 별도 처리하는 방식으로 도장작업의 경우 저온, 대용량, 저농도로 배출되므로 이에 적합한 흡착방식으로 처리하고 건조작업의 경우 고온, 소용량, 고농도로 배출되므로 이에 적합한 촉매연소방식으로 처리하는 방식이다.In other words, it selects an appropriate treatment method according to the discharge characteristics. It is discharged at low temperature, large capacity, and low concentration in the case of painting work. Therefore, it is discharged at high temperature, small capacity and high concentration in the case of drying work. This is how you handle it.

이 방식은 건조 작업시 별도로 고효율 처리하여 효울면에서는 제 1도 보다 우수하나 도장 작업시에는 제 3도 방식과 마찬가지로 탈착 재생 장치가 없어 활성탄 교체비가 과대한 문제점이 있다.This method is superior to that of FIG. 1 in terms of efficiency by separately treating high efficiency during drying, but there is no problem of excessive replacement cost of activated carbon because there is no desorption and regeneration device as in FIG.

다만 활성탄 교체비가 도장 작업시 발생 VOC만을 흡착하기 때문에 활성탄 교체비는 제 3도 방식의 40∼60% 정도로 적게 소요된다.However, since activated carbon replacement costs only adsorb VOCs generated during painting, the activated carbon replacement costs are as low as 40-60% of the third degree method.

(다) 2 용기형 흡착ㆍ탈착 방식 (제 5도 방식)(C) 2 vessel type adsorption / desorption method (figure 5)

제 5도는 종전에 사용되어온 흡착. 탈착 방식으로 2대의 흡착탑을 사용하여 1대가 흡착하는 동안 1대가 탈착하는 방식으로 구성되어 VOC흡착 후 탈착재생하므로써 적은 활성탄으로 지속적인 운전이 가능하도록 한 방식이다. 시스템을 좀 더 구체적으로 설명하면 제 5도에서 도장작업시 1대 흡착탑의 입구 개폐 댐퍼(42)와 출구 개폐 댐퍼(43)를 열어 배기가스가 활성탄 층을 거쳐 연돌(5)로 배기되면서 VOC가 제거되며 이와 동시에 다른 1대는 입구 개폐 댐퍼(42)와 출구 개폐 댐퍼(43)를 닫아 놓은 상태에서 탈착시 스팀을 유입입구밸브(44)를 통해 유입시켜 탈착시킨 후 탈착에 의해 배출되는 고농도 VOC는 냉각 응축기(402)에서 응축 제거한 후 유수 분리기(403)에서 응축된 액체를 VOC 응축액과 물로 분리 처리되도록 구성되어 있다.5 is adsorption that has been used before. It is composed of two adsorption towers and one desorption system while one adsorption system is used as a desorption method, which allows continuous operation with less activated carbon by desorption and regeneration after VOC adsorption. In more detail, the system opens the inlet opening / closing damper 42 and the outlet opening / closing damper 43 of the single adsorption tower during the painting operation in FIG. 5 to exhaust the exhaust gas through the activated carbon layer to the stack 5 to form the VOC. At the same time, the other one is the high concentration of VOC discharged by desorption after desorption by introducing steam through the inlet inlet valve 44 when desorption in the state in which the inlet opening and closing damper 42 and the outlet opening and closing damper 43 is closed. After the condensation is removed from the cooling condenser 402, the condensed liquid in the oil / water separator 403 is configured to be separated into a VOC condensate and water.

이 방식은 탈착으로 활성탄 소요비는 적으나 시스템 및 장치의 구조가 복잡하고 스팀의 사용으로 스테인레스등 내식 재질의 사용으로 설비비가 비판단점이 있다. 또한 스팀과 냉각수의 유틸리티가 별도로 필요한 단점도 있다.This method requires less activated carbon due to desorption, but the structure of system and equipment is complicated, and the cost of equipment is criticized due to the use of corrosion-resistant materials such as stainless steel by the use of steam. It also has the disadvantage of requiring separate utilities for steam and coolant.

이러한 문제점 때문에 아 방식은 발생 VOC가 고농도이고 회수시 경제적가치가 있을 경우에 한해 제한적으로 사용되어 왔다.Because of this problem, sub-types have been used only when the generated VOCs are high in concentration and have economic value in recovery.

(라) 회전통형 흡착ㆍ탈착방식 및 촉매연소방식(제 6도 방식)(D) Rotary cylinder type adsorption / desorption and catalytic combustion (figure 6)

본 방식은 제 5도 방식의 단점을 어느 정도 해소하기 위해 최근 외국에서 개발된 방식으로 제 6도에서 도장공정시 8개 칸으로 구분된 활성탄이 채워진 회전통(411)에서 6개 칸은 흡착이 이루어지고 구분된 1개 칸에서 탈착시 배기라인을 통해 열교환된 열풍에 의해 탈착되며 나머지 1개 칸은 외기에 의해 냉각이 이루어지도록 구성되어 있다.This method was developed in a foreign country recently to solve some of the disadvantages of the method of FIG. 5, and 6 compartments in the rotating cylinder 411 filled with activated carbon divided into 8 compartments in the coating process of FIG. When the desorption is made in one compartment, it is desorbed by hot air heat exchanged through the exhaust line, and the other one is configured to cool by outside air.

이러한 상태로 가동되다가 일정시간에 도달하면 회전통이 회전하여 탈착 냉각된 칸은 흡착이 이루어지며 마지막 흡착된 칸은 탈착이 이루어지도록 되어 있다.When operating in such a state and reaching a certain time, the rotating cylinder is rotated and the desorption-cooled compartment is adsorbed, and the last adsorbed compartment is desorbed.

열풍에 의해 탈착된 고농도 VOC는 탈착시 배기라인을 통해 촉매연소장치에 의해 제거된 후 연돌(10)로 배기되도록 구성되어 있다.The high concentration of VOC desorbed by the hot air is configured to be exhausted to the stack 10 after being removed by the catalytic combustion device through the exhaust line during the desorption.

건조작업시에는 건조 배기라인을 통해 촉매연소장치에 의해 처리된 후 가열된 가스는 건조열로 사용하고 연돌(11)로 배기되도록 구성되어 있다.In the drying operation, the gas heated after being treated by the catalytic combustion device through the drying exhaust line is used as drying heat and exhausted to the stack 11.

본 방식은 24시간 계속 수개월이상 계속 가동되는 시설에서도 흡착과 동시에 탈착 재생이 가능하여 활성탄 소모비가 저렴한 장점이 있으나 회전통 및 부속시설이 비싸 설비비가 고가인 단점이 있다.This method has the advantage that the activated carbon consumption cost is low because the adsorption and desorption and regeneration can be performed simultaneously in the facility which is continuously operated for more than 24 months continuously, but the disadvantage of the expensive equipment cost is high because the rotating cylinder and the accessory facility are expensive.

(5) 각 방식별 경제성 검토(5) Economic review by each method

(가) 비탈착식 흡착방식(제 3도 방식)(A) Non-removable adsorption method (figure 3)

① 설비비① Equipment cost

㉮ 흡착탑 본체 및 부대시설㉮ Adsorption tower body and auxiliary facilities

설비비는 크게 제 3도에서 흡착탑 본체(4), 활성탄(41), 흡착탑 배기팬(401)(흡착탑 설치에 따른 압력손실증가로 추가 배기전 필요) 및 팬 가동용 전기판넬 및 전선공사, 기타(외기 유입용팬(6), 연결닥트 및 댐퍼, 기초공사, 일반관리비등)로 구분할 수 있다.The equipment cost is largely shown in FIG. 3 in the adsorption tower body 4, activated carbon 41, adsorption tower exhaust fan 401 (additional exhaustion is necessary due to increased pressure loss due to the adsorption tower installation), electric panel and wire construction for fan operation, etc. Air intake fan (6), connecting duct and damper, foundation work, general management costs, etc.).

흡착탑 본체는 설계기준 표 1에서 400 ㎥/mim 용량인 경우 약 20,000,000원이고 배기팬(400 ㎥/min ×150 mmAq ×19 kw) 및 전기시설 약 4,000,000원, 기타 약 6,000,000원 정도이다.The main body of the adsorption tower is about 20,000,000 won for the 400 ㎥ / mim capacity in the design standard Table 1, and about 4,000,000 won for the exhaust fan (400 ㎥ / min × 150 mmAq × 19 kw), electric facilities, and about 6,000,000 won.

㉯ 활성탄값㉯ activated carbon value

활성탄은 교체주기에 따라 초기 투입량이 달라지나 3개월 교체기준시Activated carbon varies depending on the replacement cycle.

QAC: 초기 활성탄 투입량, kgQ AC : Initial activated carbon input, kg

qv: 1회 도장작업시 VOC 배출량 + 1회 건조작업시 VOC배출량q v : VOC emissions in one painting work + VOC emissions in one drying work

표 1에서 1.35 + 3.15 = 4.5 kg/회1.35 + 3.15 = 4.5 kg / time in Table 1

n : 1일 작업횟수, 표 1에서 5회/일n: Number of tasks per day, 5 times / day from Table 1

N : 교체주기, 3개월 ×25일/월 = 75일N: replacement cycle, 3 months × 25 days / month = 75 days

qAC: 활성탄 1 kg당 VOC흡착량, 최대 0.3 kg/kg-ACq AC : VOC adsorption per kg of activated carbon, 0.3 kg / kg-AC

CAC: 투입 활성탄값C AC : Input activated carbon value

C : 활성탄 단가, 1,500원/kgC: activated carbon unit price, 1,500 won / kg

∴ CAC = 5,625 kg ×1,500원/kg∴ CAC = 5,625 kg × 1,500 won / kg

≒ 8,400,000원≒ 8,400,000KRW

② 연간 운전비② annual operating cost

연간 운전비는 크게 연간 활성탄 소모비, 동력비, 기타(활성탄 교체인건비 등 )기타로 나눌 수 있다.Annual operating costs can be largely divided into annual activated carbon consumption costs, power costs, and other (activated carbon replacement labor costs).

㉮ 활성탄 소모비㉮ Activated carbon consumption

활성탄 소모량은 ①식에서 교체주기 N대신 연가동일 300일을 적용하면 되므로Activated charcoal consumption can be applied to the annual operating days of 300 days instead of the replacement cycle N in the formula

여기에서 초기 신탄을 사용하고 3회를 외부업체에 의뢰하여 재생 사용시 활성탄 단가는 다음과 같다.Here, the initial unit cost of activated carbon when using fresh charcoal and reconstructing 3 times from outside company is as follows.

활성탄 단가 C = 1,500원 ×1/4 + 800원(재생비용) ×3/4Activated carbon unit price C = 1,500 won × 1/4 + 800 won (recycling cost) × 3/4

≒ 1,000원/kg≒ 1,000 won / kg

②식에서In the formula

CAC= 22,500 kg ×1,000원/kgC AC = 22,500 kg × 1,000 won / kg

= 22,500,000원= KRW 22,500,000

㉯ 동력비㉯ Power cost

도장작업시 배기팬(401) 가동 동력비Exhaust fan 401 operating power ratio during painting

19 kw ×100분/일(표 1에서) ×1/60 ×300일/년 ×50원/kwh19 kw × 100 minutes / day (from Table 1) × 1/60 × 300 days / year × 50 won / kwh

≒ 500,000원≒ 500,000 won

건조작업시 건조배기팬(6) 가동 동력비Operation ratio of operation of drying exhaust fan (6) during drying operation

6 kw ×300분/일(표 1에서) ×1/60 ×300일/년 ×50원/kwh6 kw × 300 minutes / day (from Table 1) × 1/60 × 300 days / year × 50 won / kwh

≒ 500,000원≒ 500,000 won

TOTAL 동력비 = 500,000 + 500,000 = 1,000,000원TOTAL power cost = 500,000 + 500,000 = 1,000,000 won

㉰ 활성탄 교체비등 기타 1,000,000원㉰ Activated carbon replacement cost Others 1,000,000 won

이상 정리한 것을 표 2에 나타내었다.The above summary is shown in Table 2.

(나) 작업별 흡착방식 및 촉매연소방식(제 4도 방식)(B) Adsorption method and catalytic combustion method by work (figure 4)

① 설비비① Equipment cost

㉮ 흡착탑 본체㉮ adsorption tower body

흡착탑 본체는 제 3도 방식에 비해 활성탄양이 줄어 제 3도 방식보다 다소 낮은 18,000,000원The main body of the adsorption tower is 18,000,000 won, which is somewhat lower than the third degree method because the amount of activated carbon is reduced compared to the third degree method.

㉯ 활성탄값㉯ activated carbon value

초기 활성탄 투입비 : ①식에서 qv는 도장작업시에만 흡착하므로 qv : 1회 도장시 VOC배출량, 표 1에서 1.35 kg/회Initial activated carbon input ratio: ① In the formula, qv is adsorbed only during painting work. Qv: VOC emissions per painting, 1.35 kg / time in Table 1

다른 계수는 제 3도 방식과 동일하므로(계산과정 생략), QAC= 1,687 kgThe other coefficients are the same as in the method of Figure 3 (calculation omitted), so Q AC = 1,687 kg

②식에서In the formula

∴ CAC= 1,687 kg ×1,500원/kg AC C AC = 1,687 kg × 1,500 won / kg

≒ 2,500,000원≒ 2,500,000 KRW

㉰ 흡착탑 배기팬 및 전기시설㉰ Absorption fan exhaust fan and electric facility

제 3도 방식과 대동소이 : 4,000,000원Method 3 and Daedongso: 4,000,000 won

㉱ 촉매연소탑㉱ catalytic combustion tower

촉매연소탑은 10 ㎥/min 용량인 경우 촉매값 7,000,000원 본체등 3,000,000 원으로 약 10,000,000원Catalytic combustion tower has a capacity of 10 ㎥ / min and a catalyst value of 7,000,000 won.

㉲ 기타㉲ other

제 3도 방식과 대동소이함.Much the same as the third degree method.

② 연간 운전비② annual operating cost

㉮ 활성탄 소모비㉮ Activated carbon consumption

qv= 1.35 kg/회를 적용하여 제 3도 방식과 동일한 방식으로 산출하면q v = 1.35 kg / time to calculate the same way

QAC= 6,750 kgQ AC = 6,750 kg

∴ CAC= 6,750 kg × 1,000원/kg (3회 재생사용) AC C AC = 6,750 kg × 1,000 won / kg (using 3 regenerations)

≒ 6,700,000원≒ 6,700,000KRW

㉯ 동력비㉯ Power cost

도장작업시 제 3도 방식과 동일 : 500,000원Same as the third method for painting work: 500,000 won

건조작업시 건조배기팬(6) 1 kw 가동 동력비 : 약 100,000원Drying Exhaust Fan (6) 1 kw

TOTAL 600,000원TOTAL 600,000 won

㉰ 촉매교체비㉰ Catalyst replacement ratio

촉매독이 없으므로 4년 1회 교체기준시 7,000,000원/4년 ≒ 1,700,000원Since there is no catalyst poison, it is 7,000,000 won / 4 years ≒ 1,700,000 once per 4 years

㉱ 추가연료비㉱ Additional fuel costs

제 9도의 물질ㆍ열수지에서 시스템 가동을 위해 투입되어야 할 열량The amount of heat to be input for system operation in the material and heat balance of FIG.

h1= 연돌 배기열량" g " - VOC 분해열" d "h 1 = stack exhaust heat "g"-VOC decomposition heat "d"

= 버너공급열 " b "= Burner supply heat "b"

= 250 kcal/min= 250 kcal / min

여기에서 VOC 처리시설이 없을 경우에도 보일러를 통해 건조열을 공급해야 하므로 VOC시설 설치에 따른 추가 공급열은 다음과 같다.In this case, even if there is no VOC treatment facility, dry heat must be supplied through the boiler.

h2= h1- 건조열 " f "h 2 = h 1 -drying heat "f"

= 250 kcal/min - 241 kcal/min= 250 kcal / min-241 kcal / min

= - 9 kcal/min(무시될 정도)=-9 kcal / min (ignored)

즉 버너 가동열과 건조열이 거의 같다는 것은 촉매연소장치 가동에 소요되는 열이 건조열로 회수되어 상쇄되므로써 추가 공급열은 없다.In other words, the burner operating heat and the drying heat are almost the same, so that the heat required for the operation of the catalytic combustion device is recovered as the drying heat and offset, so there is no additional supply heat.

㉲ 기타㉲ other

활성탄 교체인건비등 기타 비용은 제 3도 방식보다 활성탄 교체량이 적으므로 제 3도 방식의 1/2인 500,000원 소요.Other costs such as activated carbon replacement labor cost 500,000 won, which is 1/2 of the third degree method since the amount of activated carbon replacement is smaller than that of the third degree method.

이상 정리한 것을 표 2에 나타내었다.The above summary is shown in Table 2.

(다) 2용기형 흡착ㆍ탈착방식 (제 5도 방식)(C) 2 vessel type adsorption / desorption method (figure 5)

① 설비비① Equipment cost

㉮ 흡착탑 본체㉮ adsorption tower body

흡착탑 본체는 활성탄 투입량이 작아 본체크기가 작아지므로 1대당 설비비는 제 4도 방식보다 다소 낮아짐.The adsorption tower main body has a small amount of activated carbon, which reduces the main body size.

15,000,000원/대 ×2대 = 30,000,000원15,000,000 won / unit × 2 units = 30,000,000 won

㉯ 활성탄값㉯ activated carbon value

제 2도에서 흡착주기동안 VOC흡착에 소요되는 활성탄양(Zo)은In Figure 2, the amount of activated carbon (Z o )

qv: 도장시 VOC 분당 평균 배출량, 표 1에서 0.0675 kg/minq v : average VOC emissions per coat, 0.0675 kg / min from Table 1

Na : 흡착주기 = 1일 도장시간, 표 1에서 100분Na: adsorption cycle = 1 day coating time, 100 minutes from Table 1

qAC: 활성탄 1 kg당 VOC 흡착량, 최대 0.3 kg/kg-ACq AC : VOC adsorption amount per kg of activated carbon, 0.3 kg / kg-AC

또한 흡착효율에 필요한 흡착대(Z)에 의한다. VOC 90 %에 필요한 흡착대는 경험적으로 체류시간 0.1초가 필요하므로 활성탄양은In addition, it depends on the adsorption zone Z necessary for the adsorption efficiency. The adsorption zone required for 90% of VOC requires 0.1 second of residence time.

Q : 도장시 배기가스량, 표 1에서 400 ㎥/minQ: Exhaust gas amount during painting, 400 ㎥ / min in Table 1

v : 활성탄층 통과유속, m/secv: flow rate through activated carbon layer, m / sec

d : 활성탄층 두께, md: activated carbon layer thickness, m

to: 활성탄층 체류시간, 0.1초t o : residence time of activated carbon layer, 0.1 sec

활성탄 투입량 QAC= QAC-Zo+ QAC-Z= 22 + 350 = 370 kg 그러므로 초기 활성탄 투입비는Activated carbon input Q AC = Q AC-Zo + Q AC-Z = 22 + 350 = 370 kg

CAC= 370 kg ×CC AC = 370 kg × C

C : 활성탄 1 kg당 단가, 1,500원/kg (3회 재생사용)C: Unit price per kg of activated carbon, 1,500 won / kg

∴ CAC = 550,000원 ×2대(흡착탑 2대) = 1,100,000원∴ CAC = 550,000 won × 2 units (2 adsorption towers) = 1,100,000 won

㉰ 흡착탑 배기팬 및 전기시설㉰ Absorption fan exhaust fan and electric facility

전기시스템이 복잡하여 비용 상승 : 6,000,000원Increasing costs due to complex electrical system: 6,000,000 won

㉱ 냉각 응축기 및 유수분리기㉱ Cooling condenser and oil separator

재질 스테인레스 기준 : 약20,000,000원Material stainless steel standard: about 20,000,000 won

㉲ 기타㉲ other

각종 배관과 연결닥트등이 많아 기타 설비비 상승 : 10,000,000원There are many pipes and connecting ducts, and so on.

② 연간 운전비② annual operating cost

㉮ 활성탄 소모비㉮ Activated carbon consumption

흡착ㆍ탈착의 계속적인 반복 사용에 따른 효율 저하시 교체 1년 1회 교체기준시 초기 활성탄 투입비와 동일Replacement when efficiency decreases due to repeated repeated use of adsorption and desorption

CAC= 1,100,000원C AC = KRW 1,100,000

㉯ 동력비㉯ Power cost

제 4도 방식과 대동소이 : 600,000원4th Method and Daedong Soi: 600,000 won

㉰ 스팀 및 냉각수 소모비㉰ Steam and coolant consumption

약 3,000,000원3,000,000 KRW

㉱ 기타㉱ other

제 4도 방식과 대동소이 : 500,000원Method 4 and Daedongso: 500,000 won

(라) 회전통형 흡착ㆍ탈착방식 및 촉매연소방식(제 6도 방식)(D) Rotary cylinder type adsorption / desorption and catalytic combustion (figure 6)

① 설비비① Equipment cost

㉮ 흡착탑 본체㉮ adsorption tower body

회전통등 구조가 까다롭고 회전통 구동장치등으로 본체 설비비는 다소고가임 : 26,000,000원The structure of the revolving cylinder is difficult and the cost of the main body is rather expensive due to the revolving cylinder driving device: 26,000,000 won

㉯ 활성탄값㉯ activated carbon value

제 5도 방식과 동일 : 1,100,000원/대 ×1대 = 1,100,000원Same as Method 5: 1,100,000 won / unit × 1 unit = 1,100,000 won

㉰ 흡착탑 배기팬 및 전기시설㉰ Absorption fan exhaust fan and electric facility

제 5도 방식과 대동소이 : 5,000,000원Method 5 and Daedongso: 5,000,000 won

㉱ 촉매연소탑㉱ catalytic combustion tower

제 5도 방식과 동일 : 10,000,000원Same as the way in Fig. 5: 10,000,000 won

㉲ 기타㉲ other

8,000,000원8,000,000KRW

② 연간 운전비② annual operating cost

제 5도 방식과 동일Same as the fifth way

다만 활성탄 교체가 까다로워 활성탄 교체인건비가 제 5도 방식보다 비싸다.However, the replacement cost of activated carbon is more expensive than the method of FIG. 5 due to the difficulty in replacing activated carbon.

상기 표 2에서 제 3도 방식은 시스템이 간단하기는 하나 도장과 건조시 발생되는 VOC를 모두 흡착탑에서 처리하는데다 비탈착방식이기 때문에 활성탄 소모비가 연 22,500,000원으로 너무 커 경제성이 가장 나쁘다. 제 4도 방식은 도장시 발생하는 VOC만 처리하므로써 제 3도 방식보다 연간 활성탄 소모비가 제 3도 방식의 30 %로 대폭 줄었으나 역시 연6,700,000원으로 부담이 크다.In Table 2, the third method is simple, but because the VOC generated during coating and drying are all treated in the adsorption tower, and the non-desorbing method, the consumption ratio of activated carbon is 22,500,000 won per year, which is the least economical. In the fourth degree system, the annual activated carbon consumption cost is significantly reduced to 30% of the third degree method by treating only VOC generated during painting, but also a burden of 6,700,000 won per year.

제 5도, 제 6도 방식은 두 방식 모두 탈착시스템으로 경제성이 비슷하며 활성탄 소모비가 대폭 줄은 장점이 있어 경제성면에서 제 4도 방식보다 다소 유리하다.5 and 6 are both desorption systems, which are similar in economical efficiency and have a significant reduction in the cost of activated carbon.

그러나 제 5도 방식은 제 6도 방식보다 설비비가 비싸고 2대 시스템으로 되어 있어 설치공간이 크고 시스템이 복잡하여 고장날 가능성이 크다.However, the method of FIG. 5 is more expensive than the method of FIG. 6 and consists of two systems, so the installation space is large and the system is complicated, which is likely to fail.

제 6도 방식은 1대 방식으로 제 5도 방식보다 장치 크기가 작고 시스템이 비교적 간단하나 국내에는 설치 경험이 없으며 활성탄 교체가 까다롭고 회전통 구동장치 유지등 유지ㆍ보수가 다소 까다롭다.The method of FIG. 6 is a one-piece system, which is smaller in size and relatively simpler than the system of FIG. 5, but has no installation experience in Korea, is difficult to replace activated carbon, and is more difficult to maintain and maintain such as a rotary cylinder drive system.

이상과 같이 방식별 경제성 등을 검토하였는데 물론 여기에서 주의할 점은 상기 경제성은 표 1의 운전조건을 기준으로 산출된 것이기 때문에 운전조건이 달라지면 경제성 또한 달라진다는 점이다.As mentioned above, the economics of each method have been reviewed. Of course, it should be noted that since the economics are calculated based on the operating conditions of Table 1, the economic conditions also vary when the operating conditions are different.

그럼에도 불구하고 페인트 사용량이나 운전시간이 대폭 줄어 VOC 배출량이 표 1 조건에 비해 1/5이하로 줄지 않는한 제 3도 방식은 활성탄 소모비 관계로 타방식에 비해 불리하다. 또한 표 1 조건보다 페인트 사용량이나 운전시간이 줄어 VOC 배출량이 줄어들 경우에는 제 4도 방식이 제 5도, 제 6도 방식보다 유리해지는 반면 VOC 배출량이 증가할 경우에는 제 5도, 제 6도 방식이 더욱더 유리해짐을 고려할 필요가 있다.Nevertheless, the third-degree method is disadvantageous compared to other methods due to the consumption of activated carbon, unless the amount of paint or operation time is drastically reduced and the VOC emissions are reduced to less than 1/5 of the conditions in Table 1. In addition, if the VOC emissions are reduced due to less paint usage or operating time than Table 1 conditions, the fourth degree method is more advantageous than the fifth and sixth method, while the VOC and sixth method are increased when the VOC emissions are increased. It is necessary to consider this even more advantageous.

그러나 결론적으로 조건에 따라 경제성에서 어느 정도 방식별 유ㆍ불리가 나타나긴 하겠지만 어느 한 방식이 획기적으로 뚜렷하게 떠오르는 방식이 없다는 것이 문제이다.In conclusion, though, depending on the conditions, there may be some way or disadvantage in economics, but there is no way that any one method emerges remarkably.

다시 말하면 종합적으로 검토할 때 현재 기존 기술로는 타방식에 비해 단연 우수한 방식이 없다는 것을 의미한다.In other words, when comprehensively examined, it means that there is no superior method compared to other methods at present.

본 발명은 한 부스에서 도장과 건조작업을 하는 시설의 VOC 처리방식에 있어서 다음과 같은 기술적 과제를 고려하였다.The present invention considered the following technical problems in the VOC treatment method of the installation and painting work in a booth.

(1) 처리방식의 설비비와 연간 운전비면에서 획기적으로 낮춰 우수한 경제성을 가지고 있는 방식의 고안(1) The design of a method that has excellent economic efficiency by drastically lowering in terms of equipment cost and annual operating cost of treatment method

[ 표 2 ] 각 방식별 경제성 비교[Table 2] Economic Comparison by Method

(2) 열에너지 이용을 최대한 적용하여 에너지 절감으로 경제적 이익을 최대한 달성 할 수 있는 방식의 고안(2) devising a way to maximize the economic benefits by saving energy by applying the utilization of heat energy to the maximum.

(3) 설치공간이 기존 방식보다 50 %이상 작아 제한된 공간에 설치가능한 방식의 고안(3) The design of installation method that can be installed in limited space is 50% smaller than existing method

(4) 처리시스템이 간단하여 고장날 확률이 작고 활성탄 교체의 용이성등 유지ㆍ보수가 간편한 방식의 고안(4) The design of a method of easy maintenance and repair, such as the possibility of failure due to the simple processing system and the ease of replacement of activated carbon

(5) 한 부스에서 도장과 건조작업이 교대로 이루어지는 시설외에 불연속 작업을 하는 VOC 제거시설 예를 들면 불연속 작업을 하는 도장작업만 하는 도장부스 시설의 VOC 처리방식도 경제성과 설치면적, 유지ㆍ보수 측면에서 최적 방식의 고안(5) VOC removal facilities that perform discontinuous work in addition to the facility where painting and drying work alternately in one booth. For example, the VOC treatment method of the coating booth facility that only discontinuous work is economical, installation area, maintenance and repair. Devising the optimal way

제 1도는 비탈착식 흡착방식의 흡착개념도 및 흡착효율 관계도1 is a conceptual diagram of adsorption concept and adsorption efficiency of the non-removable adsorption method.

제 2도는 흡착ㆍ탈착 흡착방식의 흡착개념도 및 흡착효율 관계도2 is a conceptual diagram of adsorption concept and adsorption efficiency of adsorption / desorption adsorption method.

제 3도는 비탈착식 흡착방식의 흐름도3 is a flow chart of the non-removable adsorption method

제 4도는 작업별 비탈착식 흡착방식 및 촉매연소방식의 흐름도4 is a flow chart of non-desorbable adsorption method and catalytic combustion method for each job.

제 5도는 2탑형 흡착ㆍ탈착방식의 흐름도5 is a flow chart of a two tower type adsorption / desorption method

제 6도는 회전통형 흡착ㆍ탈착방식 및 촉매연소방식의 흐름도6 is a flow chart of the rotary cylinder type adsorption / desorption method and catalytic combustion method.

제 7도는 1탑형 흡착 . 탈착방식의 흐름도(도장과 건조를 교대로하는 부스)7 is a one-top adsorption. Flow chart of desorption method (booth that alternates painting and drying)

제 8도는 1탑형 흡착 . 탈착방식의 흐름도(일정시간 가동후 멈추는 시설)8 is a one-top adsorption. Desorption flow chart (facility stops after a certain time)

제 9도는 건조공정시(제 4도, 제 6도 방식) 물질ㆍ열수지 밸런스9 is the balance of materials and heat balance during the drying process (Figs. 4 and 6).

제 10도는 도장공정시(제 5도, 제 6도 방식) 물질ㆍ열수지 밸런스10 is the balance of materials and heat balance during the painting process (figure 5 and 6).

제 11도는 건조공정시(제 7도 방식) 물질ㆍ열수지 밸런스Figure 11 shows the balance of materials and heat balance during the drying process (Figure 7).

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 …도장부스 11 …미스트 제거 1차 필터One … Paint booth 11. Mist elimination primary filter

12 …미스트 제거 2차 필터 13 .... 건조열 공급 배관12... Mist removal secondary filter 13 .... Dry heat supply piping

2 …부스 급기팬 21 …급기팬 유량 조절 댐퍼2 … Booth air supply fan 21. Air supply flow control damper

22 …급기팬 입구 개폐 댐퍼 23 …급기팬 입구필터22. Air supply fan opening and closing damper 23. Supply fan inlet filter

3 …부스 배기팬 31 …배기팬 입구댐퍼3…. Booth exhaust fan 31. Exhaust Fan Inlet Damper

4 …흡착탑 401 …흡착탑 배기팬4 … Adsorption tower 401... Adsorption tower exhaust fan

402 .. 냉각 응축기 403 ... 유수분리기402 .. Cooling condenser 403 ... oil-water separator

41 …활성탄 411 …회전통41…. Activated carbon 411... Tumbler

412 …회전통 구동장치 42 …흡착탑 입구개폐댐퍼412. Rotary cylinder drive 42. Adsorption tower inlet opening and closing damper

43 …흡착탑 출구개폐댐퍼 44 …탈착 열풍 입구개폐밸브43. Adsorption tower outlet switch damper 44. Removable Hot Air Inlet Opening and Closing Valve

45 …탈착 열풍 출구개폐밸브 5 …흡착탑 연돌45.. Removable hot air outlet open / close valve 5. Adsorption tower stack

6 …건조가스 배기팬 61 …건조가스 배기팬 입구밸브6. Dry gas exhaust fan 61. Dry gas exhaust fan inlet valve

(탈착열풍팬) (탈착열풍팬 입구밸브)(Removable Hot Air Fan) (Removable Hot Air Fan Inlet Valve)

7 …촉매연소장치 71 …버너 또는 전기히터7. Catalytic combustion apparatus 71. Burner or electric heater

72 …촉매 8 …열교환기72. Catalyst 8. heat transmitter

91 …탈착 열풍 공급개폐밸브 92 …촉매연소가스 개폐밸브91. Detachable hot air supply switch valve 92. Catalytic Combustion Gas Opening Valve

100 …촉매연소가스 배기관100... Catalytic Combustion Gas Exhaust Pipe

본 발명은 활성탄 흡착원리를 이용해 발상의 전환을 이용하여 재구성하였다. 즉 건조공정시 나오는 가스를 탈착열로 이용하는 것이 가능하다면 도장시에는 흡착이 이루어지고 건조시에는 건조와 동시에 활성탄 탈착과정을 같이 하여 처리한다면 처리시스템은 훨씬 간단해진다.The present invention was reconstructed using the conversion of ideas using activated carbon adsorption principle. In other words, if it is possible to use the gas released during the drying process as desorption heat, the adsorption is carried out during the coating and the activated carbon desorption process is carried out at the same time as the drying process.

일반적으로 활성탄 흡착은 가스온도가 낮을수록 미세공에서 반데르발스힘에 의해 미세공내로 유입된 VOC가스가 쉽게 과포화 상태로 되어 응축되어 활성탄 표면에 부착된다. 즉 가스온도가 낮을수록 흡착이 잘 이루어진다.In general, activated carbon adsorption lowers the temperature of the VOC gas introduced into the micropores by van der Waals force from the micropores easily condensed and adheres to the surface of the activated carbon. That is, the lower the gas temperature, the better the adsorption.

그러나 가스온도가 상승하면 특히 40 ℃를 초과하게 되면 미세공내 VOC 포화증기압이 상승하여 VOC 응축이 잘 이루어지지 않기 때문에 흡착효율이 급격히 저하되기 시작하며 가스온도가 VOC 비점 이상에서는 흡착이 전혀 이루어지지 않을 뿐만아니라 오히려 활성탄층에 기흡착된 VOC가 있는 경우미세공 표면의 VOC가 증발하여 탈착 과정이 이루어진다.However, if the gas temperature rises above 40 ℃, the VOC saturation vapor pressure in the micropores rises and the VOC condensation is not well achieved, so the adsorption efficiency starts to drop sharply and no adsorption occurs at the gas temperature above the VOC boiling point. In addition, if there is a VOC adsorbed on the activated carbon layer, the VOC of the microporous surface is evaporated to desorption.

이점을 활용하여 제 7도와 같이 시스템을 구성할 경우 도장부스에서 건조되어 배기되는 다량의 VOC를 함유한 건조가스를 200 ℃까지 승온시켜 활성탄 층을 통과시키면 건조가스에 함유된 VOC는 전혀 흡착되지 않고 오히려 도장시 흡착된 VOC를 탈착시켜 이때 발생된 VOC와 기 건조가스에 함유된 VOC가 함께 연소촉매장치에서 처리하므로써 1대의 흡착탑으로 완벽한 처리가 가능하다.Taking advantage of this, when constructing the system as shown in FIG. 7, when the dry gas containing a large amount of VOC dried and exhausted from the paint booth is heated up to 200 ° C. and passed through the activated carbon layer, the VOC contained in the dry gas is not adsorbed at all. Rather, the adsorption of VOC adsorbed at the time of coating, the VOC generated at this time and the VOC contained in the air dry gas are treated together in the combustion catalyst device, it is possible to complete the treatment with one adsorption tower.

이하, 첨부된 도면 제 7도 도면을 참조하여 본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, Figure 7 described in detail the technical configuration for achieving the object of the present invention.

제 7도에서 도장작업시에는 건조시 순환닥트(9)의 순환개폐댐퍼(24)를 닫아 순환닥트가 차단된 상태에서 급기팬 입구개폐댐퍼(22), 출구댐퍼(21) 및 흡착탑 입구개폐댐퍼(42)와 출구개폐댐퍼(43)를 열고 건조배기팬 입구댐퍼(61)를 닫은 상태에서 급기팬(2)과 부스 배기팬(3) 및 흡착탑 배기팬(401)을 가동하면 급기팬 필터(23)로 외기가 유입되어 도장부스 실내를 환기시킨 후 흡착탑(4)을 거쳐 연돌(5)로 배기된다.In FIG. 7, during the painting operation, the air supply fan inlet / opening damper 22, outlet damper 21, and adsorption tower inlet opening / closing damper are closed in a state in which the circulation opening and closing damper 24 of the circulation duct 9 is closed during drying. When the air supply fan 2, the booth exhaust fan 3, and the adsorption tower exhaust fan 401 are operated with the 42 and outlet opening and closing dampers 43 open and the drying exhaust fan inlet damper 61 closed, the air supply fan filter ( 23, the outside air is introduced to ventilate the interior of the paint booth, and is exhausted to the stack 5 through the adsorption tower (4).

이때 도장시 발생하는 페인트 미스트는 1차필터(11)과 2차필터(12)에서 제거되며 도장시 발생하는 VOC는 흡착탑(4)에서 제거된다.At this time, the paint mist generated during the coating is removed from the primary filter 11 and the secondary filter 12, and the VOC generated during the coating is removed from the adsorption tower (4).

건조작업시에는 건조시 순환닥트개폐댐퍼(24)를 열고 급기팬 입구개폐댐퍼(22)를 닫고 흡착탑 입구개폐댐퍼(42)와 출구개폐댐퍼(43)를 닫고 건조 배기팬입구댐퍼(61)를 열고(배기팬(3)은 비가동) ,In the drying operation, the circulation duct opening and closing damper 24 is opened during drying, the air supply fan inlet opening and closing damper 22 is closed, the adsorption tower inlet opening and closing damper 42 and the outlet opening and closing damper 43 are closed, and the drying exhaust fan inlet damper 61 is closed. Open (exhaust fan (3) is inactive),

흡착탑 탈착열풍 입구개폐밸브(44)와 출구개폐밸브(45)를 열은 상태로 급기팬(2), 건조 가스 배기팬(6) 및 촉매연소장치(7)의 버너(71)를 가동시키면 건조열이 함유된 다량의 열풍은 건조시 순환닥트, 급기팬으로 이루어지는 라인으로 순환하고 건조 배기팬(6)의 흡입에 의해 건조 배기팬의 배기량(10 ㎥/min)만큼 유입되어 열교환기(8), 흡착탑 열풍입구밸브(44), 흡착탑내 활성탄(41), 흡착탑 열풍출구밸브(45), 촉매연소장치(7), 부스내 건조열 공급배관, 열교환기(8), 연돌(10) 순으로 배기된다.If the air supply fan 2, the dry gas exhaust fan 6 and the burner 71 of the catalytic combustion device 7 are operated with the adsorption tower desorption hot air inlet open / close valve 44 and the outlet open / close valve 45 opened, the burner 71 is dried. A large amount of hot air containing heat circulates in a line consisting of a circulating duct and an air supply fan during drying and flows in as much as an exhaust amount of the dry exhaust fan (10 m 3 / min) by suction of the drying exhaust fan 6 so that the heat exchanger 8 , Adsorption tower hot air inlet valve (44), activated carbon in the adsorption tower (41), adsorption tower hot air outlet valve (45), catalytic combustion device (7), dry heat supply piping in the booth, heat exchanger (8), stack 10 Exhausted.

이때 초기에는 상온인 공기가 도장부스내 잔류된 VOC를 함유한 채로 건조 배기팬을 거처 흡착탑에 유입되면 이곳에서 흡착된 후 촉매연소장치의 버너 열에 의해 급격히 가스온도가 상승되어 점차 도장부스로 건조열을 공급하기 시작함과 동시에 승온된 가스가 열교환기를 통해 열풍입구밸브(44)로 유입되는 열풍의 온도가 높아져 흡착층에서 탈착이 일어나기 시작한다.At this time, when air at room temperature contains VOC remaining in the paint booth and flows through the drying exhaust fan to the adsorption tower, it is adsorbed there and then the gas temperature is rapidly increased by the burner heat of the catalytic combustion device. At the same time as supplying the temperature of the hot air flows into the hot air inlet valve 44 through the heat exchanger is heated and the desorption occurs in the adsorption layer.

이러한 순환과정이 일정시간 경과하면 부스내 건조로 인해 발생된 VOC와 활성탄 탈착에 의해 발생된 VOC의 분해열로 인해 버너 공급열 없이 건조열과 탈착열을 공급하면서 제 7도에 나타낸 온도상태로 가동하게 된다.After a certain period of time, the VOCs generated by drying in the booth and VOCs generated by desorption of activated carbon are decomposed and operated at the temperature shown in FIG. 7 while supplying drying heat and desorption heat without burner supply heat. .

이처럼 처리 FLOW상 도장과 건조가 반복되는 시설은 일정시간 운전 후 쉬는 부분 가동시설은 물론 24시간 365일 연속 가동이 이루어지는 시설등 모든 시설을 처리가능한 시설이다.Like this, the facility where painting and drying are repeated on treatment flow is a facility that can handle all facilities, such as a facility that operates continuously for 24 hours and 365 days, as well as a partial operation facility after a certain time of operation.

여기에서 도장과 건조작업이 구분되지 않는 시설은 시스템상 처리할 수 없기 때문에, 계속 도장만 하는 시설이나 도장과 건조를 반복하는 시설중에 소형시설이여러대 있는 시설등 도장, 건조공정이 구분되지 않는 시설은 제 7도 방식으로 처리할 수가 없다.Since the facilities that do not distinguish between painting and drying work cannot be handled by the system, the painting and drying processes are not distinguished, such as facilities that keep painting only or facilities with multiple small facilities among those that repeat painting and drying. The facility cannot be handled in the manner of FIG. 7.

그러나 24시간 2주 이상 연속 가동하는 시설에는 적용이 어렵지만 1일 일정시간 가동하는 시설이나 1일 24시간 주 6일 가동하는 부분 가동시설은 제 7도를 약간 변형시킨 제 8도 방식으로 처리할 수 있어 제 7도와 함께 제 8도 방식도 본 고안 방식으로 제시하였다.However, it is difficult to apply to the facility that operates continuously for more than two hours for 24 hours, but the facility that operates for a certain time per day or the partial operation facility that operates for 24 hours a day for six days a day can be treated with the method of FIG. In addition, the scheme of FIG. 8 along with the scheme of FIG. 7 is also proposed.

제 8도 방식의 핵심은 운전중인 경우에는 흡착과정이 이루어지고 운휴시 탈착과정을 통해 지속적으로 VOC처리가 가능하도록 한 방식으로 제 7도에 비해 열회수율이 떨어지고 도장부스를 가동하지 않는 운휴상태에서 탈착해야 하기 때문에 운전ㆍ유지에 다소 불편함이 따르지만 다른 방식(제 3도, 제 4도, 제 5도, 제 6도)에 비해서는 월등히 유리한 방식이다.The core of the method of FIG. 8 is that the adsorption process is carried out during operation and the VOC treatment is continuously possible through the desorption process during operation.The heat recovery rate is lower than that of FIG. Although it is somewhat inconvenient to operate and maintain because it needs to be detached, it is an advantage over other methods (3rd, 4th, 5th, 6th).

이하, 첨부된 도면 제 8도 도면을 참조하여 본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical configuration for achieving the object of the present invention with reference to the accompanying drawings, Figure 8 drawings in detail as follows.

제 8도에서 부스운전 중에는 흡착탑 입구개폐댐퍼(42)와 출구개폐댐퍼(43)를 열고 탈착열풍 입구개폐밸브(44)와 출구개폐밸브(45)가 닫힌 상태에서 흡착탑 배기팬(402)을 가동하여 부스운전 중 발생 배기되는 VOC를 흡착탑(4)에서 흡착 제거한다.In FIG. 8, the adsorption tower exhaust fan 402 is operated while the adsorption tower inlet opening and closing damper 42 and the outlet opening and closing damper 43 are opened and the removable hot air inlet opening and closing valve 44 and the outlet opening and closing valve 45 are closed. Thus, the VOC generated during the booth operation is adsorbed and removed by the adsorption tower 4.

부스운전이 끝나고 운휴중에 운전 중 활성탄에 흡착된 VOC를 탈착하여 활성탄(41)을 재생하게 되는데 이 때에는 부스 급기팬(2), 배기팬(3), 흡착탑 배기팬(402)이 정지된 상태에서 흡착탑 입구개폐댐퍼(42)와 출구개폐댐퍼(43)를 닫고 탈착열풍 입구개폐밸브(44)와 출구개폐밸브(45)를 열고 탈착라인 관련밸브(91),(92)를 열어놓은 상태에서 탈착열풍 공급팬(6)과 촉매연소장치(7)를 가동하여 탈착시 발생되는 VOC를 촉매연소장치(7)에서 연소분해 제거하고 이 때 발생된 고온 배기가스로 흡착탑(4)내 활성탄(41)을 탈착시키는 순환구조로 이루어진 시설이다.After the booth operation is completed, the activated carbon 41 is regenerated by desorbing the VOC adsorbed on the activated carbon during operation. In this case, the booth air supply fan 2, the exhaust fan 3, and the adsorption tower exhaust fan 402 are stopped. Close the adsorption tower inlet opening and closing damper (42) and outlet opening and closing damper (43), open and remove the hot air inlet opening and closing valve (44) and outlet opening and closing valve (45), and remove the desorption line related valves (91) and (92) in the The VOC generated during desorption by operating the hot air supply fan 6 and the catalytic combustion device 7 is burned and removed by the catalytic combustion device 7, and the activated carbon 41 in the adsorption tower 4 is generated by the high temperature exhaust gas generated at this time. It is a facility consisting of a circulation structure that desorbs.

도장과 건조를 한 곳에서 하는 시설에서 발생하는 VOC를 처리하기 위해 본 고안의 장치(제 7도 방식, 제 8도 방식)를 설치할 경우 기존 방식(제 3도, 제 4도, 제 5도, 제 6도)에 비해 경제성과 장치크기, 유지ㆍ보수 측면에서 월등히 개선되는데In case of installing the device of this invention (Fig. 7 method, Fig. 8 method) to treat VOCs generated at the facilities where painting and drying are done in one place, existing methods (Fig. 3, 4, 5, Compared with Fig. 6), it is much improved in terms of economy, device size, and maintenance.

첫째, 경제성 중 연간 운전비 면에서는 흡착ㆍ탈착방식의 장점인 활성탄 소모비가 작아 타방식에 비해 저렴해지며 제 5도, 제 6도 방식에 비해서도 열 회수가 건조열 회수와 탈착열 사용을 동시에 이루어지므로써 열회수로 인한 운전비 절감을 꾀할 수 있다.First, in terms of economic efficiency, the annual operating cost is lower than other methods because activated carbon consumption cost, which is an advantage of adsorption and desorption method, is lower, and heat recovery is performed simultaneously with dry heat recovery and desorption heat compared with other methods of FIGS. It can reduce operating cost by heat recovery.

둘째, 설비비 면에서도 제 5도 방식의 2대 방식이 1대 방식으로 된 것이기 때문에 대폭 낮아진다.Second, in terms of equipment costs, the two systems of FIG.

셋째, 유지ㆍ보수 측면에서도 시스템이 제 5도 방식에 비해 간단해지고 활성탄 교체양이 적을 뿐만 아니라 교체가 쉬운 구조로 되어 있어 타방식에 비해 유리하다.Third, in terms of maintenance and repair, the system is simpler than the method of FIG. 5, the amount of activated carbon replacement is small, and the structure is easy to replace, which is advantageous over other methods.

넷째, 장치 설치공간도 제 5도에 비해서는 1대로 되었기 때문에 1/2로 줄었으며 제 3도, 제 4도 방식에 비해서도 활성탄양이 적어 흡착탑 크기가 작아지기 때문에 가장 적은 공간에 설치가 가능하다.Fourth, the installation space of the device is also reduced to 1/2 because it is one unit compared to FIG. 5, and the size of the adsorption tower is smaller because the activated carbon is smaller than that of FIG. .

그러면 제 7도 방식의 경제성이 타방식에 비해 수치적으로 어느 정도 효과가 있는 가를 나타내기 위해 운전 조건 표 1을 기준으로 하여 나타내면 다음과 같다.Then, in order to show how much the economic efficiency of the method of Figure 7 compared to other methods numerically based on the operating conditions Table 1 as follows.

① 설비비① Equipment cost

㉮ 흡착탑 본체㉮ adsorption tower body

제 5도 방식의 1대당 설비비 해당 : 15,000,000원Equipment cost per unit of Method 5: KRW 15,000,000

㉯ 활성탄값㉯ activated carbon value

제 5도 방식의 1대에 해당되는 값 : 550,000원Value equivalent to one of the 5th system: 550,000 won

㉰ 배기팬 및 전기시설㉰ Exhaust Fan and Electric Facility

약 5,000,000원5,000 won

㉱ 촉매연소탑㉱ catalytic combustion tower

제 5도 방식과 동일 : 10,000,000원Same as the way in Fig. 5: 10,000,000 won

㉲ 기타 : 6,000,000원㉲ Other: 6,000,000 won

② 연간 운전비② annual operating cost

㉮ 활성탄 소모비㉮ Activated carbon consumption

제 5도 방식과 동일 : 1,100,000원(년 2회 교체)Same as the way of way 5: 1,100,000 won (twice a year)

㉯ 동력비㉯ Power cost

제 5도 방식과 동일 : 600,000원Same as the 5th way: 600,000 won

㉰ 촉매교체비㉰ Catalyst replacement ratio

제 5도 방식과 동일 : 1,700,000원Same as the way in Fig. 5: KRW 1,700,000

㉱ 추가연료비㉱ Additional fuel costs

제 11도 물질수지 그림에서 보듯이 초기 건조 배기가스가 촉매분해에 필요한 온도까지 승온시킬 때까지 열량을 공급해 주면 그 후로는 VOC분해열로 건조열과 탈착열을 동시에 회수 사용하므로 오히려 건조열 회수분 만큼 운전비 절감.As shown in the figure 11, the amount of heat is supplied until the initial dry exhaust gas is heated up to the temperature required for catalytic decomposition. After that, the drying and desorption heats are simultaneously recovered using VOC decomposition heat. Reduction.

에너지 절감열 = 건조열⑧ ×연간 총 건조시간Energy saving heat = drying heat ⑧ × total drying time per year

= 241 kcal/min ×300 min/day ×300 day/year= 241 kcal / min × 300 min / day × 300 day / year

= 21,690,000 kcal= 21,690,000 kcal

㉲ LNG 1 ㎥당 발열량 약 10,000 kcal 적용시발열 When 10,000 calories are applied per 1 m3 of LNG

에너지 회수비 = 2,711 ㎥/년 ×400원/㎥ ≒ 1,000,000원Energy recovery cost = 2,711 ㎥ / year × 400 won / ㎥ ≒ 1,000,000 won

㉳ 기타㉳ other

제 5도 방식과 동일 : 500,000원Same as the way in Fig. 5: 500,000 won

그리고 도장만 하는 시설 또는 도장과 건조공정이 구분이 안되는 시설에 적용하는 제 8도 방식에 대한 경제성도 제 7도 방식과 대동소이하다. 이를 정리하면 다음 표 3과 같다.In addition, the economic feasibility of the method of FIG. 8 applied to a painting-only facility or a facility that cannot be distinguished from the painting process is similar to that of the method of FIG. This is summarized in Table 3 below.

결론적으로 표 2와 표 3에서 볼 때 제 7도와 제 8도 방식에 나타낸 본 고안 방식은 기존 타방식(제 3도, 제 4도, 제 5도, 제 6도)에 비해 경제성 면에서 30 ∼ 60 % 절감효과가 있으며 운전조건이 표 1과 다르게 페인트 사용량과 운전시간이 줄어 VOC 배출량이 줄어들 경우나 반대로 VOC 배출량이 늘어날 경우 제 4도 방식 또는 제 5도, 제 6도 방식에 비해 다소 달라지더라도 기존방식에 비해 최소한 30 %이상 절감효과가 있다. 또한 경제성외에 설치공간도 표 2, 표 3에서 볼 때 가장 작으며, 에너지회수 측면에서도 오히려 절감효과가 있고 유지ㆍ보수도 시스템이 간단하고 활성탄 교체도 편리한 구조로 되어 있어 가장 유리하다고 볼 수 있어 본 고안으로 인한 효과가 매우 크다 할 것이다.In conclusion, in the Tables 2 and 3, the present invention shown in FIG. 7 and FIG. 8 method is 30 ~ in economical aspect compared to other methods (3, 4, 5, 6). There is a 60% reduction, and the operating conditions are different from Table 1, which reduces paint usage and operating time, resulting in a decrease in VOC emissions or vice versa. Even if it saves at least 30% compared to the existing method. In addition to the economic feasibility, the installation space is the smallest in Tables 2 and 3, and in terms of energy recovery, it is more advantageous in terms of energy saving, simple maintenance and repair system, and convenient replacement of activated carbon. The effect of the design will be very large.

[ 표 3 ] 각 방식별 경제성 비교[Table 3] Comparison of Economics by Method

Claims (2)

도장과 건조를 한 곳에서 교대로 작업하는 도장시설에서 배출되는 휘발성 유기화합물 증기를 제거하는데 적용하는 시설로 1대의 흡착탑과 촉매연소장치가 구비되고,It is a facility applied to remove volatile organic compound vapors discharged from painting facilities that alternately paint and dry in one place. It is equipped with one adsorption tower and catalytic combustion device. 도장 작업시에는 이 도장 작업 중 배출되는 휘발성 유기화합물 증기를 흡착탑에서 흡착 제거하기 위해 외부의 공기를 유입하는 급기팬;An air supply fan for introducing external air to adsorb and remove volatile organic compound vapors discharged during the painting operation from the adsorption tower during the painting operation; 상기 급기팬을 통해 유입된 공기가 도장부스를 환기시킨 후 상기 흡착탑으로 안내되도록 하는 부스 배기팬;A booth exhaust fan configured to guide air introduced through the air supply fan to the adsorption tower after ventilating the paint booth; 상기 부스 배기팬에 의해 안내된 공기가 흡착탑의 활성탄을 거쳐 연돌로 배기되도록 하는 흡착탑 배기팬;An adsorption tower exhaust fan configured to exhaust air guided by the booth exhaust fan to the stack through activated carbon of the adsorption tower; 건조 작업시에는 이 건조 작업 중 배출되는 휘발성 유기화합물 증기를 전단계에서 촉매연소장치의 히터열과 촉매층에서 발생하는 휘발성 유기화합물 분해열에 의해 가열된 열풍으로 열교환하여 건조 작업 중 배출되는 휘발성 유기화합물 증기를 함유한 공기를 가열하여 가열된 공기로 활성탄에 기 흡착된 유기화합물을 탈착 재생시키며 이때 배출되는 휘발성 유기화합물 증기를 건조 작업 중 배출된 유기화합물 증기와 함께 촉매연소장치에서 제거시키기 위해 부스에서 배기공기를 열교환기로 안내하고 활성탄층을 통해 촉매연소장치까지 보내는 건조배기팬;In the drying operation, the volatile organic compound vapor discharged during the drying operation is heat-exchanged with the hot air heated by the heater heat of the catalytic combustion device and the decomposition heat of the volatile organic compound generated in the catalyst layer at the previous stage, and thus contains the volatile organic compound vapor discharged during the drying operation. Heat the air to desorb and regenerate the organic compounds adsorbed on the activated carbon with the heated air, and exhaust air from the booth to remove the volatile organic compound vapor discharged from the catalytic combustion device together with the organic compound vapor discharged during the drying operation. A drying exhaust fan leading to the heat exchanger and passing through the activated carbon layer to the catalytic combustion device; 상기 열교환기를 통해 가열된 공기가 거쳐 촉매연소장치로 안내되도록 하는 입. 출구밸브; 및Mouth to be guided to the catalytic combustion device via the air heated through the heat exchanger. Outlet valve; And 상기 촉매 연소 후 가열된 공기의 폐열을 이용하기 위해 열풍을 도장부스의 건조열 공급배관으로 순환시키고 나서 다시 열교환기를 통해 연돌로 배기되도록 하는 건조열 공급배관;A dry heat supply pipe configured to circulate the hot air into the dry heat supply pipe of the paint booth to use waste heat of the heated air after the catalytic combustion, and then exhaust it to the stack through a heat exchanger; 을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 1탑형 흡착. 탈착방식 흡착탑.1 tower adsorption, characterized in that configured to include. Desorption type adsorption tower. 1일 일정시간 작업후 작업을 멈추고 다음날 작업하는 도장만하는 도장부스와 같이 불연속 작업을 하는 휘발성 유기 화합물 증기를 배출하는 시설에 적용하는 시설로 1대의 흡착탑과 촉매연소장치가 구비되고, 작업시에는 작업중 배출되는 휘발성 유기화합물 증기를 흡착탑에서 흡착 제거하기 위해 외부의 공기를 유입하는 급기팬;It is applied to a facility that discharges volatile organic compound vapors that are discontinuous work such as a paint booth that stops work after a certain time of work after one day of work and is equipped with one adsorption tower and a catalytic combustion device. An air supply fan for introducing external air to adsorb and remove the volatile organic compound vapor discharged during operation in the adsorption tower; 상기 급기팬에 의해 유입된 공기가 부스 작업장을 환기시킨 후 상기 흡착탑으로 안내되도록 하는 부스 배기팬;A booth exhaust fan configured to guide air introduced by the air supply fan to the adsorption tower after ventilating the booth workplace; 상기 부스 배기팬에 의해 안내된 공기가 흡착탑의 화성탄을 거쳐 연돌로 배기 되도록 하는 흡착탑 배기팬;An adsorption tower exhaust fan configured to exhaust the air guided by the booth exhaust fan to the stack through the coal briquettes of the adsorption tower; 운휴시에는 작업중 활성한 흡착탑에 흡착되었던 유기화합물을 탈착 재생 시키기 위해 촉매연소장치의 히터열과 촉매층에서 발생하는 휘발성 유기화합물 분해열에 의해 가열된 열풍을 활성탄 흡착탑으로 넣어주는 탈착열풍팬;A desorption hot fan for putting hot air heated by the heat of the catalytic combustion device and the heat of decomposition of the volatile organic compounds generated in the catalyst layer to desorption and regenerate the organic compound adsorbed to the active adsorption tower during operation; 탈착 열풍을 흡착탑 활성탄층을 통해 촉매연소장치까지 보내는 입. 출구밸브; 및A desorption hot air is sent through the adsorption tower activated carbon bed to the catalytic combustion device. Outlet valve; And 탈착 열풍이 흐르도록 설치된 탈착 열풍 배관;Desorption hot air pipe installed so that the desorption hot air flows; 을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 1탑형 흡착. 탈착방식 흡착탑.1 tower adsorption, characterized in that configured to include. Desorption type adsorption tower.
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