KR100459001B1 - 압축저장 냉각 응축식 휘발성 유기 증기 회수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휘발성 유기 증기를 회수시 유용한 물질이고 간헐적으로 배출되는 경우에 적용하는 것으로 예를들면 주유소에서 휘발유등 연료저장 탱크에 연료를 주입시킬 경우나 저장탱크에 펌프로 액체 주입시 벤트로 배출되는 경우 또는 공정중 간헐적으로 배출되는 것이 이에 해당된다. 이러한 시설의 휘발성 유기 증기를 제거하는 장치로 휘발성 유기 증기 제거 방식은 흡착방식, 연소방식, 미생물 처리방식, 냉각 응축 방식 등 여러 방식이 있으나 액상으로 회수가 가능한 냉각 응축 방식을 적용하였다.

그런데 종전의 냉각 응축 방식은 발생되는 휘발성 유기 증기를 바로 냉각 응축시키는 방식으로 전열핀에 지그재그로 전열관이 지나가는 냉각 응축기와 부대시설인 냉매 압축 세트를 갖추고 휘발성 유기 증기를 흡인하는 배기팬과 응축된 액적을 포집하는 미스트엘리미네이터가 설치되어 휘발성 유기 증기가 냉각 응축기에서 냉각되면서 발생한 액적을 미스트엘리미네이터에서 포집하도록 구성되어 있다.

그러나 종전 방식의 문제점은 첫째 휘발성 유기 증기가 배출되는 것을 바로 냉각 응축시켜야 하기 때문에 냉각열량이 비교적 커서 냉매압축기 용량이 커지는 문제가 있고 둘째 질소등 아주 낮은 온도까지 냉각이 가능한 특수한 냉매를 제외하고 일반적으로 사용하는 냉매 예를 들면 R-22와 같은 냉매를 사용할 경우 가스 냉각 온도가 -20℃ 정도로 이 온도에서는 휘발성 유기 증기의 냉각 응축 효율이 약 85%로서 냉각 회수 효율이 만족스럽지 못한 문제점이 있으며 셋째 휘발성 유기 증기가 냉각 응축시 만들어지는 액적(미스트)은 크기가 0.1∼5㎛로 극미세하여 미스트엘리미네이터에서 극미세한 액적의 제거가 쉽지않은 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 고안되었으며 본 고안의 핵심적인 특징은 휘발성 유기 증기가 간헐적으로 이루어지는 것을 이용하여 증기 저장 탱크에 압축 저장한 후 저장 상태에서 냉각 제거 될 수 있도록 구성하였다.

상기 특징을 적용한 본 장치의 시스템은 도 2에 나타낸 바와 같이 휘발성 유기 증기의 흡인과 압축하는 공기압축기(1)와 ;

휘발성 유기 증기를 모아 저장한 후 저장 상태에서 냉각하기 위해 내부에 냉각 핀튜브(21)가 있는 압축저장 냉각 응축기(2) ;

압축저장 냉각 응축기에서 입자 형태로 응축된 미스트를 포집하기 위한 고효율 미스트 엘리미네이터(3)(Mist Eliminator) ;

압축저장 냉각 응축기에서 열교환에 의해 가열된 냉매를 냉각시키는 냉매 냉각기(6)와 냉각된 냉매를 액화시키는 냉매 콤프레셔(5)및 냉매배관(110)으로 이루어져 있는 냉매 냉각 세트 ;

증기의 응축액을 모으는 장치인 유수분리기(4) ;

를 갖추고 이러한 장치를 연결하는 배관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 압축 냉각 응축식 휘발성 유기 증기 회수 장치이다.

이처럼 휘발성 유기 증기를 압축 저장한 후 압축 정체 상태에서 계속 냉각 하므로써 상기 문제점을 아래와 같이 해결하였다.

(1) 기본적으로 간헐적으로 발생하는 특성을 이용하여 배기 공기 저장탱크에압축 저장한 후 저장 상태에서 장시간(예: 24시간) 계속 처리해 주므로써 낮은 용량의 냉각 장치로 휘발유 증기의 제거가 가능하도록 하였다.

(2) 약 10배로 압축 상태에서 냉각시키므로 일반적으로 사용하는 냉매로도 95%이상의 고효율 응축 제거가 가능하여 고효율 제거를 달성하였다.

이것이 가능한 이유는 예를 들면 상술한 바와 같이 직접 냉각의 경우 배출 되는 휘발유 증기가 20℃에서 25 vol.%(포화증기압 190mmHg) 정도로 냉각 온도가 -20℃이고 이때 휘발유 증기 농도는 3.9 vol.%(포화증기압 30mmHg)로 85% 정도 응축되지만 10배로 압축시키면 냉각전포화증기압이 10배로 높아져 탱크내 증기압이 1900mmHg이고 냉각후 온도 -20℃에서 증기압이 30mmHg이므로 응축이 98.4%까지 가능하기 때문이다.

(3) 직접 냉각 방식은 벤트로 배출되는 배출가스를 바로 냉각 응축후 응축된 극미립자의 액적을 포집 제거해야 하기 때문에 액적의 제거가 쉽지 않다. 그러나 구름이 구름안에 물입자가 증가하면서 물입자 크기가 커져 비가 되듯이 탱크안에 넣어 정체된 상태에서 냉각하므로 응축된 미세한 미립자가 점점 더 냉각하면서 응축미립자 수가 점차 증가하고 게다가 서로 미립자끼리 충돌하여 미립자 크기가 커지며 커진 액적은 미스트 엘리미네이터에서 제거가 용이하기 때문에 고효율 제거가 가능하도록 하였다.

Description

압축저장 냉각 응축식 휘발성 유기 증기 회수 장치{Compressing Storaged ＆ Cooling Condensed Type Volertile Organic Vapor Recovery}

본 발명은 주유소에서 휘발유등 연료 운송차가 지하 저장조에 연료를 넣을 때 연료를 주입시킬 때나 고분자 유기물질로된 휘발성 액체를 저장탱크에 펌프로 주입시킬 때 벤트를 통해 배출되는 휘발성 유기 증기를 제거해 주는 장치에 적용하는 시설로 배출되는 휘발성 유기 증기 회수시 유용한 물질이고 간헐적으로 배출되는 특징을 가지고 있다.

휘발성 유기 증기를 제거해 주는 목적은 대기오염을 방지하고 동시에 대기중으로 손실되는 증기(예: 휘발유 증기)를 회수하여 경제적인 이익을 도모하기 위함이다.

여기에서 이러한 목적을 달성하기 위해서는 배출 특성에 적합하게 구성해야 하는 데 배출 특성은 첫째 배출가스량은 수십 ㎥/시로 소량이고, 둘째 휘발성 유기 증기가 포화상태로서 수만∼수십만 ppm의 고농도로 배출되며, 셋째 액체를 넣을 때 발생하므로 간헐적으로 발생하는 특징을 가지고 있다.

이에 본 발명에서 적용코자 하는 휘발성 유기 증기를 제거해 주는 방식은 흡착방식, 연소방식, 미생물 처리방식, 냉각 응축 방식 등 여러 방식이 있으나 상기 배출 특성인 소용량 고농도이고 액체(예:휘발유)로 회수시 재사용이 가능한 점을 감안 냉각 응축 방식을 채택하였다.

냉각 응축 방식은 포화 상태의 증기를 이슬점보다 훨씬 낮은 온도로 냉각 시켜 액상으로 응축하는 것으로 예를 들면 벤트로 배출되는 증기온도가 20℃, 배출농도(포화 농도) 25 vol.%(포화증기압 190mmHg)이고 냉각된 증기 온도 -30℃, 포화농도 2.5 vol.%(포화증기압 19mmHg) 라면 나머지 22.5 vol.% 는 액상으로 응축되어 포집 되며 결과적으로 90%가 제거되는 방식이다.

그런데 예를 들어 주유소에서 지하 저장 탱크로 휘발유를 넣을 때 벤트로 배출되는 휘발성 유기 증기의 제거는 현실여건상 경제적으로 냉각 응축시켜야하므로 냉각 장치의 용량을 최소화해야 할 필요성이 있으며 법적 규제 기준을 만족하기 위해 95%이상 고효율 제거가 요구된다. 또한 냉매의 사용에 있어서 냉매 압축기 세트의 경제적인 제작을 위해 사용 냉매의 종류도 고려해야 한다.

여기에서 도 1은 주유소에서 연료 운송차가 연료를 주입할 때와 같이 휘발성 유기 증기가 배출구를 통해 간헐적으로 배출되는 휘발성 유기 증기 제거 장치를 직접 냉각 응축 방식으로 도시한 흐름도이다.

도 1에 도시한 바와 같이 직접 냉각식 휘발성 유기 증기 제거장치는 휘발유 증기 냉각 응축기(12)와 부대 시설인 냉매 압축기(5) 및 냉매 냉각기(6), 그리고 미스트엘리미네이터(3), 배기팬(11) 및 유수분리기(4)를 갖추고 이러한 장치를 연결하는 배관으로 구성되는 데 연결배관은 벤트 끝에 캡식 후드(101)가 달린 벤트로부터 배기팬까지의 인입 연결배관(102), 배기팬부터 냉각 응축기까지의 팬 중간 연결배관(103)과, 냉각 응축기에서 미스트엘리미네이터까지의 후단 연결배관(105), 미스트엘리미네이터 출구로부터 배출구까지 연결된 정화후 연결배관(108)으로 연결되어 있다.

이외에 휘발성 유기 증기의 냉각 응축 포집한 응축액을 유수분리기로 보내는 배출 배관(109)으로 구성되어 있다.

이처럼 구성 된 장치의 처리방식은 다음과 같다.

휘발성 액체를 주입하기 10분전에 미리 냉각 응축기와 부대시설을 가동하는 상태에서 액체의 주입으로 휘발성 유기 증기가 벤트로 배출되면 동시에 배기팬(11)을 가동 배출되는 휘발성 유기 증기를 후드(101)로 흡인하여 미리 가동하여 충분히 냉각된 냉각 응축기(12)로 유입시킨다.

냉각기 유입구로 유입된 공기는 전열핀(121) 사이로 흐르면서 냉매가 뺏어가는 열에 의해 냉각 응축된다.

휘발성 유기 증기의 일부는 전열된 표면에 응축되어 흘러내리고 나머지 응축된 휘발유는 미세한 입자의 미스트 상태로 배출된다.

미스트 상태의 휘발유는 고효율 미스트 제거장치(3)(Mist Eliminator)에서 포집되어 아래로 흘러서 떨어지게 된다. 전열핀에서 흘러내리는 액체와 미스트 엘리미네이터에서 흘러 떨어지는 액체는 아래에 응축액 연결배관(109)을 통해 유수분리기(4)로 들어간다.

이때 냉매는 전열관(110)을 통해 흐르면서 열교환 전열핀(121)과 한 몸체로 된 전열관(122) 사이로 통과하는 동안 액상의 냉매가 기화되면서 기화열만큼 열을 가져가 전열핀 사이로 흐르는 공기를 냉각시키며, 기화된 냉매는 냉매 콤프레셔(5)에 의해 다시 액화되어 순환하게 된다.

응축배관을 통해 유수분리조(4)로 들어온 액체는 비중차에 의해 휘발유와 물로 분리된 후 가벼운 휘발유는 위쪽에 설치된 배출구를 통해 나가고 물은 아래에 설치된 배출구를 통해 배출된다.

그런데 이상 설명된 도 1과 같은 방식은 현실적으로 몇 가지 문제점을 가지고 있다.

첫째 도 1 방식의 직접 냉각 응축 방식으로 법적 규제 기준을 만족하기 위해서는 고효율 제거가 요구되는 데 이는 매우 낮은 온도까지 낮춰야 한다.

예를 들면 주유소에서 휘발유 주입시 벤트되는 휘발유 증기의 경우 법적 규제 기준은 1.2 vol.% 이하여야 하며 이는 가스 온도를 -40℃까지의 냉각이 요구된다.

이 정도의 냉각을 위해서는 최소한 냉매 증발온도가 -55℃가 필요한데 이는 R-22를 비롯한 일반적으로 사용하는 냉매는 사용 가능한 냉매증발온도가 최대 -40℃로 한계가 있다. 특히 냉매 증발 온도가 -40℃에서는 냉각 능력이 급격하게 떨어져 냉매 증발 온도 -35℃ 일 때에 비해 40%에 불과해 냉매 압축기의 용량이 매우 커진다.

이는 결과적으로 처리 효율을 만족하기 위해서는 질소와 같은 낮은 온도의 냉각이 가능한 냉매를 사용하거나 여러대의 냉매 압축기를 직렬로 연결하여 사용해야만 하며 이것은 설비비를 몇 배나 증가시키는 문제점이 있다.

이를 다시 말하면 도 1방식으로 일반 사용 냉매(예 R-22)를 사용한 냉각 응축 방식은 효과적인 냉매 증발 온도가 -35℃로 냉각 가스 온도는 -20℃에 불과해 제거 효율이 85% 정도에 불과해 요구되는 효율 95%에 못 미치며 반면 효율을 95%이상 처리하려면 상술한 바와 같이 질소등 특수 냉매를 사용하거나 멀티 냉매 압축기의 사용으로 고가의 시설을 사용해야 하는 것을 의미한다.

둘째 직접 냉각 방식은 벤트 되는 다량의 휘발유 증기를 냉각해야 하기 때문에 냉매 압축기의 용량이 커지는 문제점이 있다.

셋째 휘발성 유기 증기가 냉각 응축시 발생하는 액적의 크기가 0.1∼5㎛의 극미립자로 미세하여 응축된 미스트의 제거가 어려운 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 과제는 이러한 문제를 해결하면서 휘발성 유기 증기의 포집과 증기를 회수 할 수 있도록 고안된 일련의 시스템으로 아래와 같은 사항을 적용하여 경제성 있는 우수한 휘발성 유기 증기 제거 장치를 제공하는 데 있다.

(1) 휘발성 유기 증기의 제거 방식은 증기를 액상(예:휘발유)으로 회수가 가능한 방식을 사용한다.

(2) 경제성 있는 장치를 가능케 하기 위해 작은 용량의 냉각기를 갖는 시스템이어야 한다.

(3) 경제성 있는 장치를 일반적으로 사용하는 냉매(예 R-22)로도 95%이상 고효율 응축 제거가 가능한 시스템이어야 한다.

(4) 냉각으로 응축된 액적의 제거는 고효율 제거가 가능하기 위해서는 응축된 액적을 99%이상 고효율로 제거가 가능한 시스템이어야 한다.

도 1 직접 냉각 응축식 휘발성 유기 증기 회수 장치 흐름도

도 2 압축저장 냉각 응축식 휘발성 유기 증기 회수 장치 흐름도

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명

1.........공기 압축기 11...........배기팬

12........직접 냉각 응축기 121..........전열핀

122......전열관 2...........압축저장 냉각 응축기

21........핀튜브 22..........응축액 자동배출트랩

23.........온도 스위치 3..........미스트 엘리미네이터

4.........유수분리기 5...........냉매 압축기

6..........냉매 냉각기 101.........캡식 후드

102.......인입 연결 배관 103........중간 연결배관

104......역류 방지 밸브 105........후단 연결배관

106......전동 개폐 밸브 107........압력 조절기

108......정화후 연결배관 109........응축액 연결배관

110........냉매배관

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명의 기본 개념을 다음과 같이 적용한다.

(1) 휘발성 유기 증기의 제거 방식은 흡착방식, 연소방식, 미생물 처리방식, 냉각 응축 방식 등 여러 방식이 있으나 액상으로 회수가 가능한 냉각 응축 방식을 사용한다.

(2) 기본적으로 간헐적으로 발생하는 특성을 이용하여 배기 공기 저장탱크에 압축 저장한 후 저장 상태에서 장시간(예: 24시간) 계속 처리해 주므로써 낮은 용량의 냉각 장치로 휘발유 증기의 제거가 가능하도록 구성한다.

또한 압축하는 과정에서 압축된 공기의 온도가 상승하는 데 압축공기에는 다량의 휘발성 유기 증기가 함유되어 있어 압축되는 공기가 가열되는 것을 냉각 시키므로써 안전을 도모하는 역할도 한다.

(3) 약 10배로 압축 상태에서 냉각시키므로 일반적으로 사용하는 냉매로도 95%이상의 고효율 응축 제거가 가능하여 고효율 제거를 달성하면서 경제성 있는 장치가 가능하다.

이것이 가능한 이유는 예를 들면 상술한 바와 같이 직접 냉각의 경우 배출 되는 휘발유 증기가 20℃에서 25 vol.%(포화증기압 190mmHg) 정도로 일반적으로 사용하는 냉매로 효율적인 냉각이 가능한 온도가 -20℃(냉매 증발 온도: -35℃)로 이때 휘발유 증기 농도는 3.9 vol.%(포화증기압 30mmHg)로 85% 정도 응축되지만 10배로 압축시키면 냉각전 포화증기압이 10배로 높아져 탱크내 증기압이 1900mmHg(단, 압축으로 휘발유 증기가 응축되지 않았다고 가정할 경우)이고 냉각후 온도 -20℃에서 증기압이 30mmHg이므로 응축이 98.4%까지 가능하기 때문이다.

참고로 위에서는 탱크내 공기를 10배로 압축할 경우 냉각전 휘발유증기압도 10배로 압축되어 1900mmHg로 기술하였으나 실제로는 압축되면서 과포화 상태가 되어 휘발유 증기가 응축되면서 온도가 상승하여 어느 시점에서 평형상태를 유지하게 되며 이론적으로 휘발유 증기는 약 15% 응축하고 이로 인한 응축열의 발생으로 압축공기 온도는 20℃에서 70℃로 상승하며 이때의 휘발유 증기압은 1600mmHg에서 평형상태를 유지하게 된다.

(4) 직접 냉각 방식은 벤트로 배출되는 배출가스를 바로 냉각 응축후 응축된 극미립자의 액적을 포집 제거해야 하기 때문에 액적의 제거가 쉽지 않다.

그러나 구름이 구름안에 물입자가 증가하면서 물입자 크기가 커져 비가 되듯이 탱크안에 넣어 정체된 상태에서 냉각하므로 응축된 미세한 미립자가 점점 더 냉각하면서 응축미립자 수가 점차 증가하고 게다가 서로 미립자끼리 충돌하여 미립자 크기가 커지며 커진 액적은 미스트엘리미네이터에서 제거가 용이하기 때문에 고효율 제거가 가능하다.

본 발명은 이러한 상기 기술적 과제를 적용한 일련의 장치로 저에너지에 낮은 설비비로 경제성이 있을 뿐만 아니라 휘발유까지 회수하도록 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 휘발성 유기 증기 제거장치에 대하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 주유소에서 연료 운송차가 연료를 주입할때와 같이 휘발성 유기 증기가 배출구를 통해 간헐적으로 배출되는 휘발성 유기 증기 제거 장치를 도시한 흐름도이다. 도 2에 도시한 바와 같이 본 고안의 휘발성 유기 증기 제거장치는 공기압축기(1)와 온도 스위치(23)(Temperature Switch)가 부착된 압축저장 냉각 응축기(2), 응축기에 위치한 냉각 핀튜브(21) 와 부대시설인 냉매 압축기(5) 및 냉매 냉각기(6), 그리고 미스트 엘리미네이터(3), 및 유수분리기(4)를 갖추고 이러한 장치를 연결하는 배관으로 구성되는 데 연결배관은 벤트 끝에 캡식 후드(101)가 달린 벤트로부터 공기압축기까지의 인입 연결배관(102)과, 공기압축기에서 압축저장 냉각 응축기를 연결하는 중간 연결배관(103) 및 역류방지밸브(104), 압축저장 저장 냉각 응축기에서 미스트 엘리미네이터까지 연결한 후단 연결배관(105) 및 후단 연결배관 중간에 흐르는 가스를 일정압력으로 나가게 해주는 압력 조절기(107)(Pressure Regulator) 및 전동개폐밸브(106)가 부착되어 있고, 미스트 엘리미네이터 출구로부터 대기중 배출구까지 연결된 정화후 연결배관(108)으로 연결되어 있다.

이외에 압축저장 냉각 응축기에서 휘발성 유기 증기의 냉각 압축시 응축한 응축액 자동 배출 트랩(22)과 응축액 배출 배관(109)으로 구성되어 있다.

본 장치의 주요장치인 압축저장 냉각 응축기(2)의 구성을 상세하게 설명하면 냉각 응축기 케이스 내부에 여러개의 휘발성 유기 증기의 냉각열 접촉용 핀튜브(21)를 세로로 설치하고 냉각 응축기 유입구 및 배출구가 있고 , 핀튜브(203)에서 열교환에 의해 가열된 열매체는 냉매관(110)을 통해 냉매냉각기(6)에서 냉각시키고 냉각된 냉매는 냉매를 액화시키는 냉매콤프레셔(5)가 부착 설치된 구조로 이루어졌다. (참고로 도 2에서는 냉각핀 구조를 10기압의 고압에서도 견딜 수 있는 핀튜브 구조로 설계)

압축저장 냉각 응축기(2)에서 입자 형태로 응축된 미스트를 포집하기 위해 후단에 고효율 미스트 엘리미네이터(3)(Mist Eliminator)를 설치하였으며, 증기의 응축액을 모으는 유수분리기(4)는 응축액이 들어오는 유입구와 벤트, 분리된 유기화합물 액체 배출구 및 물 배출구가 부착되어 있고 압축 냉각 응축기(2)와 미스트엘리미네이터(3)부터 유수분리기(4)까지 연결된 응축액 연결 배관(109)으로 구성되어 있다.

다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 휘발성 유기 증기 제거 장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.

주유소에 휘발유를 실은 휘발유 운송차가 주유소 지하 저장조에 휘발유를 넣기 위해 호수를 연결하면 호수 연결부위에 전기적 신호를 내는 장치를 설치하여 이 신호에 의해 공기압축기(1)를 가동시키면 벤트로 배출된 휘발성 유기 증기는 후드(101)를 통해 흡인되어 공기압축기로 압축하여 휘발성 유기 증기를 압축저장 냉각 응축기(2)에 압축 저장된다. 휘발유 운송차에 휘발유 주입이 끝나 호수를 분리하면 전기적 신호에 의해 공기압축기(1) 가동이 멈춘다. 이 때 휘발성 유기 증기와 수증기가 10배 이상 압축되면서 일부 응축되며 응축된 액체는 응축액 자동 배출 트랩(22)과 응축액 연결배관(109)을 통해 유수분리기(4)로 들어간다.

한편 휘발유를 주입하고 있을 때나 주입후에도 냉매 압축기(5)와 냉매냉각기(6)의 계속적인 가동을 통해 공기 압축기(1)에 의해 압축 냉각응축기(2)에 저장된 유기증기는 저장된 채로 계속해서 냉각하게 된다.

이렇게 고압의 저장 상태에서 냉각하는 이유는 첫째, 휘발유 주입 시간 동안(약 30분) 발생하는 휘발유 증기가 함유된 공기(20㎥)를 모은 후 다음 휘발유 주입 때까지(약 50시간) 계속 냉각 해주므로써 냉각 용량을 1/100로 줄이고 (참고로 냉각중 대기중으로의 열손실로 실제로는 약 1/20정도로 줄여짐) , 둘째, 일반적으로 사용하는 냉매(예 : R-22)로 경제적인 냉각 가능 온도인 -20℃에서도 95%이상의 고효율로 냉각 응축하고 , 셋째, 정체 상태에서 계속 냉각해 주므로써 냉각 응축 액적(미스트)의 크기를 키워주므로써 응축 미스트의 제거가 용이하게 해주기 위함이다.

상당한 시간 경과 후 온도스위치(23)에서 설정된 온도(예: -20℃)에 도달하면 전동개폐밸브(106)가 열려 압축저장 냉각 응축기(2)에서 응축된 미스트는 후단에 설치된 고효율 미스트 제거장치(3)(Mist Eliminator)로 들어가 포집되어 아래로 흘러서 떨어지게 된다.

압축저장 냉각 응축기와 미스트 엘리미네이터에서 흘러 떨어지는 액체는 아래에 응축액 연결배관(109)을 통해 유수분리기(4)로 들어간다.

한편 압축 냉각 응축기는 계속 냉각시키게 되는 데 냉각시 냉매는 핀튜브(21)를 통해 흐르면서 전열핀과 한 몸체로 된 튜브형 전열관 사이로 통과하는 동안 액상의 냉매가 기화되면서 기화열만큼 열을 가져가 냉각기내 정체된 휘발성 유기 화합물 증기를 함유한 공기를 냉각시키며, 기화된 냉매는 냉매 냉각기(6)에서 냉각한 후 냉매 콤프레셔(5)에 의해 다시 액화되어 순환하게 된다.

응축배관을 통해 유수분리조(4)로 들어온 액체는 비중차에 의해 휘발성 유기 화합물 액체(예: 휘발유)와 물로 분리된 후 가벼운 유기 화합물 액체는 위쪽에 설치된 배출구를 통해 나가고 물은 아래에 설치된 배출구를 통해 배출된다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 발명의 휘발성 유기 증기 제거장치에 의하면

첫째 휘발성 유기 증기를 냉각 응축 방식으로 경제적으로 유용한 액상(예:휘발유)으로 다량 회수하는 효과가 있다.

둘째 2일 1회 휘발유 운송차로 주입하는 것을 기준할 경우 30분 동안 20㎥의 배출 공기를 공기 압축기로 휘발성 유기 증기 저장 탱크에 압축 저장하여 계속 50시간에 걸쳐 냉각 응축하므로써 냉각 용량을 1/20로 줄여 냉각기 용량을 작아지는 효과가 있다.

셋째 압축저장 탱크 안에서 휘발성 유기 증기가 압축 된 상태하 냉각하므로써 압축되지 않은 상태에서 냉각하는 것에 비해 냉각 온도가 같더라도 응축 효율이 월등히 높아지는 효과가 있다.

넷째 압축저장 탱크 안에서 정체된 상태에서 계속 냉각되어 응축되는 미세한 액적이 서로 응결되어 액적 크기가 커지므로써 응축 액적 제거효율이 월등히 높아지는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 배출되는 휘발성 유기 증기를 회수시 유용한 물질이고 간헐적으로 배출되는 시설에 적용하는 것으로 이러한 시설에서 배출되는 휘발성 유기 증기를 냉각 응축하여 제거하는 장치로

   휘발성 유기 증기의 흡인과 압축하는 공기압축기(1)와 ;

   휘발성 유기 증기를 모아 저장한 후 저장 상태에서 계속 냉각 응축하는 온도 스위치(23)(Pressure Switch)가 부착되고 내부에 냉각 핀튜브(21)가 상부와 하부에 냉매 파이프에 수직으로 여러개가 나란히 연결되어 있으며 응축기 하단에 위치한 응축액 배출구에 응축액 자동배출트랩(22)을 갖춘 압축저장 냉각 응축기(2) ;

   압축저장 냉각 응축기에서 입자 형태로 응축된 미스트를 포집하기 위한 고효율 미스트 엘리미네이터(3)(Mist Eliminator) ;

   압축저장 냉각 응축기안에 설치된 열교환 핀튜브에 의해 가열된 냉매를 전열관(튜브)의 배출구에서 흡입하여 냉매를 냉각시키는 냉매 냉각기(6)와 냉각된 냉매를 액화시키는 냉매 콤프레셔(5)와 냉매배관(110)이 부착 설치된 구조로 이루어져 있는 냉매 냉각 세트 ;

   증기의 응축액을 모으는 장치로 응축액이 들어오는 유입구와 벤트, 비중차에 의해 상등액으로 분리된 유기 화합물 액체 배출구와 아래층의 물 배출구가 부착되어 있고 압축 냉각 응축기와 미스트엘리미네이터부터 유수분리기까지 연결된 응축액 연결 배관(109)으로 구성되어 있는 유수분리기(4) ;

   를 갖추고 이러한 장치를 연결하는 배관으로 구성되는 데

   연결배관은 벤트에서 공기압축기까지 휘발성 유기 증기를 흡입 이송시키는 벤트끝에 캡식 후드(101)가 달린 인입 연결배관(102)과 ;

   공기압축기에서 압축저장 냉각 응축기를 연결해 주는 배관 중간에 역류 방지 밸브(104)가 부착된 중간 연결배관(103) ;

   압축저장 냉각 응축기 출구부터 미스트 엘리미네이터까지 연결해 주는 배관 중간에 가스를 일정압력으로 나가게 해주는 압력 조절기(107)(Pressure Regulator), 전동개폐밸브(106)와 함께 연결된 후단 연결배관(105) ;

   미스트 엘리미네이터 출구로부터 대기중으로 연결된 정화후 연결배관(108) ;

   이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 압축저장 냉각 응축식 휘발성 유기 증기 회수 장치.