KR100660540B1

KR100660540B1 - 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 재생설비 및 방법

Info

Publication number: KR100660540B1
Application number: KR1020040068661A
Authority: KR
Inventors: 박승철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2006-12-26
Also published as: KR20060019953A

Abstract

본 발명은 휘발성유기화합물 흡착용 블럭에서 휘발성 유기화합물을 제거하여 재생하는 휘발성유기화학물 흡착용 블럭의 재생설비 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 재생설비는 내부 공간에 휘발성유기화합물 흡착용 블록들이 놓여지는 재생로; 상기 휘발성유기화합물 흡착용 블록에 흡착되어 있는 휘발성유기화합물이 증발되도록 상기 재생로 내부를 가열하는 가열장치; 상기 재생로로부터 휘발성유기화합물이 포함되어 있는 배출가스가 이송되는 이송라인; 상기 이송라인과 연결되고, 상기 이송라인을 통해 유입되는 배출가스를 연소하는 연소실; 및 상기 이송라인으로 이송되는 배출가스를 상기 재생로로 재순환되도록 하는 순환부재를 포함한다.

Description

휘발성유기화합물 흡착용 블록의 재생설비 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REGENERATION OF VOC ADSORBENT BLOCK}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 재생설비의 구성도;

도 2 내지 도 3은 거치대의 사시도와 평면도;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 재생설비에서의 재생방법에 대한 플로우챠트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 재생로

120 : 이송라인

130 : 순환부재

132 : 순환라인

136 : 퍼지라인

140 : 거치대

본 발명은 휘발성유기화합물 흡착용 블럭에서 휘발성 유기화합물을 제거하여 재생하는 휘발성유기화학물 흡착용 블럭의 재생설비 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 휘발성유기화합물(VOC)는 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산, 금속성 탄산염 및 암모늄을 제외한 탄소화합물로 대기중에서 태양광선에 의해 질소산화물과 광화학적 반응을 일으키면서 지표면의 오존농도를 높여 스모그 현상을 일으키는 유기화학물이다.

대표적인 물질로는 벤젠, 톨루엔, 프로판, 부탄, 핵산 등 광화학반응이 에탄보다 큰 318종의 물질과, 이들 물질이 포함된 진공기압이 1.5pais 이상인 석유화학제품 및 유기용제 등을 말한다.

VOC는 산업체 전반에서 용매로써 많이 이용되고 있을 뿐만 아니라, 반도체 제조 공정, 자동자 도장 공정, 화학 및 제약공장에서 배출되는 유기가스에 다량 함유되어 있다. 이러한 VOC는 독성 화합물질뿐만 아니라 광화학 산화물의 전구조물이고 성층권의 오존층 파괴물질이기도 하며, 지구온난화에도 영향을 미치는 물질이기도 하다.

국내에서도 VOC 규제관리가 강화되면서 탄화수소배출허용기준 설정과 휘발성유기물 규제조항이 신설되면서 VOC를 처리할 수 있는 기술개발이 요구되고 있는 실정이다.

기존 VOC 여과처리 과정에서는 휘발성유기화합물을 흡착하는 지올라이트(zeolite) 블록(이하 VOC 흡착용 블럭)이 사용되는데, 이 VOC 흡착용 블럭은 장기 간 사용으로 흡착능력이 포화되면 더 이상 휘발성유기화합물을 흡착하지 못하기 때문에 주기적으로 교체된다.

사용된 VOC 흡착용 블럭은 복원(재사용)하기 위하여 베이크 아웃(bake out) 재생설비에서 VOC 흡착용 블럭에 누적 잔존하는 VOC 성분을 제거하는(증발시키는) 공정을 거치게 된다.

기존 베이크 아웃 재생 공정은 재생로에 VOC 흡착용 블럭을 놓고 재생로 온도를 300도 정도를 유지하여 일정시간 탈착 후 외부에서 에어 건(AIR GUN)으로 필터 표면의 이물질을 털어내는 방식으로 진행된다.

그러나, 이러한 기존 베이크 아웃 재생 공정은 재생로의 분위기 온도만 300도이고, 실제 VOC 흡착용 블럭의 내부 온도는 300도까지 미치지 못하기 때문에, VOC 흡착용 블럭 내부에 잔존하는 VOC 성분들이 완벽한 제거(휘발)되지 않고 필터에 잔존하게 되며, VOC 흡착용 블록의 표면에서만 VOC 성분이 증발(제거)되는 현상이 발생하고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 VOC 흡착용 블록의 재생시간을 단축시킬 수 있는 새로운 형태의 휘발성유기화학물 흡착용 블럭의 재생설비 및 그 방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은VOC 흡착용 블록으로부터 VOC를 보다 효과적으로 제거할 수 있는 새로운 형태의 휘발성유기화학물 흡착용 블럭의 재생설비 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 재생설비는 내부 공간에 휘발성유기화합물 흡착용 블록들이 놓여지는 재생로; 상기 휘발성유기화합물 흡착용 블록에 흡착되어 있는 휘발성유기화합물이 증발되도록 상기 재생로 내부를 가열하는 가열장치; 상기 재생로로부터 휘발성유기화합물이 포함되어 있는 배출가스가 이송되는 이송라인; 상기 이송라인과 연결되고, 상기 이송라인을 통해 유입되는 배출가스를 연소하는 연소실; 및 상기 이송라인으로 이송되는 배출가스를 상기 재생로로 재순환되도록 하는 순환부재를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 순환부재는 상기 이송라인과 상기 재생로 내부를 연결하는 순환라인; 상기 순환라인상에 설치되는 송풍기 그리고 상기 순환라인에 연결되어 상기 재생로 내부로 외부 공기를 공급하는 퍼지라인을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 휘발성유기화합물 흡착용 블록들이 배치되는 거치대(supporter)를 더 포함하되; 상기 거치대는 상기 순환라인으로부터 배출가스를 공급받는 공급포트와, 상기 공급포트를 통해 공급받은 배출가스를 각각의 상기 휘발성유기화합물 흡착용 블록으로 분사하는 분사포트들을 포함한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 재생방법은 재생로 내부에 설치된 거치대에 인접하게 휘발성유기화합물 흡착용 블록들이 배치되는 단계; 상기 휘발성유기화합물 흡착용 블록에 흡착되어 있는 휘발성유기화합물이 증발되도록 상기 재생로 내부가 가열되는 단계; 휘발성유기화합물이 포함되어 있는 배출가스가 배출되는 단계; 상기 배출가스가 상기 재생로 내부로 재순환되는 단계; 상기 배출가스내의 휘발성유기화합물의 농도가 높아지면 배출가스 가 연소실로 공급되어 연소되는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 재순환 단계는 상기 배출가스가 상기 거치대로 공급되는 단계; 상기 거치대로 공급된 배출가스가 상기 거치대에 배치된 휘발성유기화합물 흡착용 블록들 각각으로 분사되는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 배출가스가 연소실로 공급되는 동안 상기 재생로 내부로 외부공기가 공급되어 퍼지하는 단계를 더 포함한다.

예컨대, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 및 도 4에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 재생설비의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 재생설비(100)는 재생로(110), 가열장치인 버너(112), 이송라인(120), 연소실(122), 순환부재(130) 그리고 원심력집진기(124)와 흡착탑(126) 등을 포함하고 있다.

상기 재생로(110)에는 내부공간에 휘발성유기화합물 흡착용 블록(10)들이 거치대(140)에 지지된 상태로 놓여진다. 상기 재생로(110) 일측에는 상기 버너(112) 가 설치되며, 상기 버너 가동에 의해 상기 재생로(110) 내부는 200-300도로 가열된다. 상기 재생로(110) 내부 온도가 200-300도로 상승되면, 상기 휘발성유기화합물 흡착용 블록(10)에 흡착되어 있는 휘발성유기화합물들이 증발되게 된다.

상기 휘발성유기화합물 흡착용 블록(10)으로부터 증발되는 휘발성유기화합물들이 포함되어 있는 배출가스는 상기 이송라인(120)을 통해 연소실(122)로 이송된다.

상기 이송라인(120)으로 이송되는 배출가스는 일정시간 동안 순환부재(130)에 의해 상기 재생로(110)로 재 순환된다.

상기 순환부재(130)는 순환라인(132)과 송풍기(134) 그리고 퍼지라인(136)을 포함한다. 배출가스는 상기 순환라인(132)을 통해 상기 이송라인(120)으로부터 상기 재생로 내부의 거치대(140)로 순환된다. 상기 퍼지라인(136)은 상기 순환라인(132)에 연결된다. 배출가스를 연소실(122)로 이송하기 위해 배출가스의 순환이 차단되면, 상기 외부공기가 상기 퍼지라인(136)을 통해 상기 재생로 내부로 공급된다.

도 2 내지 도 3에는 거치대(140)의 사시도와 거치대의 평면도가 도시되어 있다. 상기 거치대(140)는 내부가 비워있는 덕트 타입의 몸체(142)를 갖는다. 상기 몸체(142)의 일측 상면에는 2개의 공급포트(144)가 형성된다. 이 공급포트(144)에는 상기 순환라인(132)이 연결되며, 상기 순환라인(132)으로부터 배출가스를 공급받는다. 그리고, 상기 몸체(142)의 양측면에는 상기 공급포트로 공급받은 배출가스가 분사되는 8개의 분사포트(146)들이 설치된다. 이 각각의 분사포트(146) 앞에 는 상기 휘발성유기화합물 흡착용 블록(10)이 배치된다. 즉, 상기 순환라인(132)을 통해 순환되는 배출가스는 상기 거치대의 공급포트(144)를 거쳐 각각의 분사포트(146)들을 통해 휘발성유기화합물 흡착용 블록(10)으로 분사된다.

참고로, 상기 휘발성유기화합물 흡착용 블록(10)은 지올라이트(zeolite) 소재를 포함한다.

상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 재생설비에서의 재생 과정은 다음과 같다.

먼저, 휘발성유기화합물 흡착용 블록(10)들은 상기 재생로(110) 내부에 설치된 거치대(140)에 배치된다(S12). 상기 재생로(110) 내부 온도가 설정 온도(200-300도)로 상승되도록 상기 버너(112)가 가동된다(S14). 설정온도는 상기 휘발성유기화합물 흡착용 블록(10)에 흡착되어 있는 휘발성유기화합물이 증발될 수 있는 온도를 가리킨다. 상기 재생로(110) 내부 온도가 설정온도까지 상승되면 상기 휘발성유기화합물 흡착용 블록(10)에 흡착되어 있는 휘발성유기화합물이 증발되고, 그 휘발성유기화합물이 포함된 배출가스는 이송라인(120)을 통해 연소실(122)로 배출되거나(1번흐름) 또는 순환라인을 통해 재순환된다(2번 흐름)(S16). 재순환 흐름을 좀더 자세히 살펴보면, 상기 이송라인(120)으로 이송되는 고온의 배출가스는 순환라인(132)을 통해 상기 재생로(110)로 재순환된다. 상기 배출가스는 상기 거치대(140)의 공급포트(144)를 거쳐 거치대 몸체(142) 내부로 공급되고, 상기 거치대 몸체 내부로 공급된 배출가스는 8개의 분사포트(146)들을 통해 8개의 휘발성유기화합물 흡착용 블록(10)들로 분사된다. 이처럼, 상기 휘발성유기화합물 흡착용 블록 (10)에 직접적으로 고온의 배출가스가 분사됨으로써 휘발성유기화합물 흡착용 블록(10) 내부에 흡착되어 있는 휘발성유기화합물의 증발(제거) 효율이 향상된다. 이러한 재순환 과정을 일정시간(대략 20여분)동안 진행하다 보면, 상기 배출가스내의 휘발성유기화합물의 농도가 높아지게 된다. 이때에는, 순환라인(132)에 있는 밸브를 닫아 배출가스의 재순환을 중단하고, 퍼지라인(136)의 밸브를 열어 외부 공기를 순환라인을 통해 재생로의 거치대(140)로 공급하면, 재생실의 배출가스는 상기 이송라인(120)을 통해 연소실(122)로 흐르게 된다(S18). 상기 연소실(122)로 이송되는 배출가스는 연소된후, 원심력집진기(124)와 흡착탑(126)을 거치면서 필터링된다(S20).

이상에서, 본 발명에 따른 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 재생설비의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 재생로로부터 배출되는 고온의 배출가스를 재순환시켜 휘발성유기화합물 흡착용 블록에 직접적으로 분사시킴으로써 휘발성유기화합물 흡착용 블록 내부에 흡착되어 있는 휘발성유기화합물의 증발(제거) 효율이 향상될 뿐만 아니라, 재생 시간도 단축된다.

결국, 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 재생능력을 높임으로써 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 사용횟수가 증가되게 되고, 휘발성유기화합물 흡착용 블록의 교체 비용도 절감할 수 있다.

Claims

휘발성 유기 화합물 흡착 블록을 재생 처리하는 설비에 있어서,

상기 흡착 블록의 재생 공정이 진행되는 재생로와;

상기 재생로의 내측에 설치되며 상기 흡착 블록이 놓이는 거치대와;

상기 거치대에 놓인 상기 흡착 블록에 흡착되어 있는 휘발성 유기 화합물이 증발되도록 상기 재생로 내부를 가열하는 가열장치와;

상기 가열 장치에 의해 증발된 상기 휘발성 유기 화합물이 포함되어 있는 고온의 가스를 상기 재생로의 외부로 배출 및 재유입시키는 순환 부재;를 포함하되,

상기 거치대는,

상기 순환 부재에 연통 설치되어 상기 순환 부재로부터 상기 고온의 가스를 공급받는 공급 포트와;

상기 공급 포트를 통해 공급받은 상기 고온의 가스를 상기 흡착 블록에 분사하는 분사 포트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 화합물 흡착용 블록의 재생 설비.
제 1 항에 있어서,

상기 흡착 블록은 상기 분사 포트의 전방에 놓이는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 화합물 흡착용 블록의 재생 설비.
제 2 항에 있어서,

상기 흡착 블록은 지올라이트 소재로 마련되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 화합물 흡착용 블록의 재생 설비.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 설비는,

상기 휘발성 유기 화합물이 포함되어 있는 상기 고온의 가스를 상기 재생로 외부로 배기하는 이송 라인과;

상기 이송 라인에 연결되고, 상기 이송 라인을 통해 배기되는 상기 고온의 가스를 연소하는 연소실;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 화합물 흡착용 블록의 재생 설비.
제 4 항에 있어서,

상기 순환 부재는,

상기 이송 라인으로부터 분기되어 상기 재생로 내측의 상기 거치대에 연결되는 순환 라인과;

상기 순환 라인 상에 설치되는 송풍기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 화합물 흡착용 블록의 재생 설비.
삭제
휘발성 유기 화합물 흡착 블록을 재생 처리하는 방법에 있어서:

재생로 내부에 설치된 거치대에 인접하게 상기 흡착 블록을 배치하는 단계와;

상기 흡착 블록에 흡착되어 있는 휘발성 유기 화합물이 증발되도록 상기 재생로 내부를 가열하는 단계와;

증발된 상기 휘발성 유기 화합물이 포함되어 있는 상기 재생로 내부의 고온의 가스를 배출하는 단계와;

상기 고온의 가스를 상기 재생로 내부로 재유입시켜 순환시키는 단계와;

상기 재생로 내부로 재유입된 상기 고온의 가스를 상기 거치대로 공급하고, 상기 거치대에 배치된 상기 흡착 블록에 상기 고온의 가스를 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 화합물 흡착용 블록의 재생 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 방법은,

순환되는 상기 고온의 가스 내의 휘발성 유기 화합물의 농도가 높아지면 상기 고온의 가스를 연소실로 공급하여 연소하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 화합물 흡착용 블록의 재생 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 방법은,

상기 고온의 가스가 상기 연소실로 공급되는 동안 상기 재생로 내부로 외부공기를 공급하여 퍼지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 화합물 흡착용 블록의 재생 방법.