KR100698764B1 - Method for recovery of volatile organic compounds by adsorption-condensation and apparatus therefor - Google Patents

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Abstract

A method and an apparatus for recovery of volatic organic compounds by adsorption-condensation are provided to use a moisture removing unit for removing any additional secondary refining process to reuse recovered volatic organic compounds as recovered. An apparatus for recovery of volatic organic compounds by adsorption-condensation includes a moisture removing unit(5A,5B) and an adsorption unit(9A,9B) respectively supplied with air and steam from a heating/cooling unit, so that the moisture removing unit detaches adsorbed moisture indirectly and the adsorption unit detaches adsorbed volatile organic compounds. Moisture-containing air obtained by the detachment of the moisture is discharged to the air and volatile organic compound-containing air obtained by the detachment of the volatile organic compounds is supplied to a condensation unit(19) to be recovered in the liquid phase by a separator(20), wherein unrecovered volatile organic compound-containing air is re-injected into the adsorption unit. The air discharged from the adsorption unit is heated and partially reused in the detachment of the adsorption unit and the regeneration of the moisture removing unit.

Description

휘발성 유기화합물의 흡착 응축식 회수 방법 및 회수 장치{METHOD FOR RECOVERY OF VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS BY ADSORPTION-CONDENSATION AND APPARATUS THEREFOR}Adsorption condensation recovery method and recovery device of volatile organic compounds TECHNICAL FIELD OF RECOVERY OF VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS BY ADSORPTION-CONDENSATION AND APPARATUS THEREFOR}

도 1 은 본 발명의 하나의 구현예를 보여주는 공정 흐름도.1 is a process flow diagram showing one embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 반응기 가열/냉각장치로서 수분제거장치의 재생, 흡착장치의 탈착 등에 필요한 에너지를 생산하고 수송하는 상태를 나타내는 흐름도.Figure 2 is a flow chart showing a state of producing and transporting the energy required for the regeneration of the water removal device, the desorption of the adsorption device, etc. as the reactor heating / cooling device of the present invention.

도 3 은 본 발명의 회수장치를 전체를 나타내는 고정 흐름도.3 is a fixed flow chart showing the entire recovery device of the present invention.

도 4 는 본 발명에 의해 흡착장치 운전 횟수에 따른 아세톤 회수량을 나타내는 그래프도.Figure 4 is a graph showing the amount of acetone recovery according to the number of operation of the adsorption apparatus according to the present invention.

도 5 는 본 발명에 의해 흡착장치 운전 횟수에 따른 아세톤 회수율을 나타내는 그래프도.5 is a graph showing the acetone recovery rate according to the number of operation of the adsorption apparatus according to the present invention.

도 6 은 본 발명에 의해 수분제거장치 운전에 따른 수분제거장치 출구의 수분 농도를 나타내는 그래프도.Figure 6 is a graph showing the water concentration of the moisture removal device outlet according to the operation of the water removal device according to the present invention.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-     Explanation of symbols on the main parts of the drawing

1 : 오염가스 공급방향 2 : 송풍펌프     1: Contaminant gas supply direction 2: Blowing pump

5A, 5B : 수분제거장치 18 : 진공펌프     5A, 5B: Water removal device 18: Vacuum pump

9A, 9B : 흡착장치 19 : 응축장치     9A, 9B: adsorption device 19: condenser

37 : 회수조 50: 가열/냉각장치     37: recovery tank 50: heating / cooling device

본 발명은 산업현장에서 발생되는 휘발성 유기 화합물을 제거 및 회수하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for removing and recovering volatile organic compounds generated in the industrial field and an apparatus therefor.

일반적으로 산업 현장, 예를 들면 도장시설, 정유소, 저유소의 저장시설, 각종 화학제품 출하시설, 인쇄소, 세탁소, 건조닥터/건조부스, 화학공정 유니트 등에서 배출되는 휘발성 유기화합물(VOC)을 회수 및 제거할 수 있는 방법으로는 연소, 응축, 흡수, 흡착, 막분리, 생물여과 등과 이들을 한 공정 이상이 결합된 장치가 운용되고 있다.In general, the recovery and removal of volatile organic compounds (VOCs) emitted from industrial sites such as paint shops, refineries, storage stations, storage facilities of various chemical products, printing shops, laundries, drying doctors / dry booths and chemical process units As a method, a combination of combustion, condensation, absorption, adsorption, membrane separation, biofiltration, and more than one process is operated.

산업적으로 유용한 방법으로 휘발성 유기화합물을 회수 또는 제거하기 위해서는 1)회수된 유기화합물에 수분 등의 불순물이 포함되어 있지 않아야 하고, 2)공정 비용 및 장치 비용이 저렴해야 하며, 3)공정 중 발생하는 2차 오염물 발생이 없어야 한다. 그리고 4)휘발성 유기화합물이 제거된 청정가스 내에 포함된 오염물의 배출농도는 허용기준치 이하로 관리가 될 수 있어야 하고, 5)휘발성 유기화합물 회수장치는 저 농도에서 고농도의 넓은 범위에서 운전이 가능하여야 한다.In order to recover or remove volatile organic compounds in an industrially useful way, 1) the recovered organic compounds must not contain impurities such as moisture, 2) process cost and equipment cost must be low, and 3) There should be no secondary contamination. And 4) the emission concentration of pollutants contained in the clean gas from which volatile organic compounds have been removed should be managed below the allowable standard value, and 5) the volatile organic compound recovery system should be able to operate in a wide range of low to high concentrations. do.

연소공정은 휘발성 유기화합물 제거장치 중에서 가장 간단하면서 낮은 농도의 오염가스 처리가 가능하다. 하지만, 연소공정의 경우 저농도의 휘발성 유기화합물을 처리하기 위해서는 추가적인 보조연료를 사용해야하며, 연소시 발생하는 폐 열을 회수하여 재사용하고 있지만 고가의 용제 손실비용, 연소 장치 운전 비용 등이 포함되기 때문에 경제적인 측면은 물론 이산화탄소를 발생시켜 전 지구적으로 문제시되는 온실효과를 야기하는 원인이 되며, 특히, 휘발성물질에 염소, 질소, 황 등이 포함되어 있거나 불완전 연소의 경우 대기 환경에 치명적인 2차 오염물질을 생성시킨다.The combustion process is the simplest among the volatile organic compound removal devices, and can handle pollutant gases at low concentrations. However, in the combustion process, additional auxiliary fuel must be used to treat low concentration of volatile organic compounds, and waste heat generated during combustion is recovered and reused, but it is expensive because it includes expensive solvent loss costs and operation cost of combustion equipment. Phosphorus, of course, generates carbon dioxide, which causes the globally problematic greenhouse effect.In particular, volatile substances include chlorine, nitrogen, sulfur, etc., or in the case of incomplete combustion, secondary pollutants that are fatal to the atmosphere. Creates.

응축공정을 휘발성 유기화합물의 회수에 사용할 경우 고농도의 오염가스가 아닐 경우 회수 및 제거가 힘들고, 오염가스의 농도가 높다 하더라도, 응축장치에 의해서 정제된 후 대기로 배출되는 가스에는 휘발성 유기화합물의 농도를 환경기준치 농도이하로 관리하기가 어렵다. 휘발성 유기화합 물질에 따라 극저온 냉각이 필요한 것이 있으며, 응축공정에서 회수된 휘발성 유기화합물 내에는 수분함량이 높으므로 추가적인 2차 정제 공정이 필요하다.When the condensation process is used for the recovery of volatile organic compounds, it is difficult to recover and remove it when it is not a high concentration of polluting gas, and even if the concentration of the polluting gas is high, the concentration of volatile organic compounds in the gas discharged to the atmosphere after being purified by the condenser It is difficult to manage the concentration below the environmental standard concentration. Cryogenic cooling is required depending on the volatile organic compound, and since the moisture content is high in the volatile organic compound recovered in the condensation process, an additional secondary purification process is required.

흡수공정은 저농도에서 고농도의 넓은 범위에서 운전이 가능하나, 회수된 용제의 순도가 높지 않으며 재활용시 2차 정제공정이 응축시스템과 같이 요구되며, 흡수에 사용된 용매의 2차 오염을 야기 할 수 있다.The absorption process can be operated in a wide range of low to high concentrations, but the purity of the recovered solvent is not high, and a second purification process is required like a condensation system for recycling, and may cause secondary contamination of the solvent used for absorption. have.

막분리 장치를 사용할 경우 설비비가 고가이며, 저농도에서는 효율이 떨어지므로 아주 고가의 휘발성 유기화합물의 회수에는 적용이 가능하나, 현재 공업적으로 사용되는 일반적인 휘발성 유기화합물과 연료로서 사용되는 휘발유 등의 회수에는 경제적인 측면에서 부적합하다.When using membrane separation equipment, the equipment cost is high and the efficiency is low at low concentrations, so it is applicable to the recovery of very expensive volatile organic compounds, but the recovery of general volatile organic compounds and gasoline used as fuels currently used industrially There is economical inadequacy.

그러나 흡착공정의 경우 저 농도에서 고농도까지의 넓은 농도 범위에서 운전이 가능하며, 설치비용 및 운전비용이 저렴하며, 조작이 간단한 장점이 있다. 그 러나 기존 흡착 공정의 경우 휘발성 유기화합물의 회수 시 스팀 등을 사용 탈착 회수함으로서 폐수처리가 필요하고, 수용성 휘발성 유기화합물 일 경우 회수된 용제에서 수분을 다시 분리하여야 하는 이중처리를 해야 하는 단점을 가지고 있다.However, in the case of the adsorption process, it is possible to operate in a wide concentration range from low concentration to high concentration, the installation cost and operation cost is low, and there is an advantage of simple operation. However, in the case of the existing adsorption process, waste water treatment is required by using desorption and recovery of steam when recovering volatile organic compounds, and in the case of water-soluble volatile organic compounds, there is a disadvantage in that a double treatment is required to separate water from the recovered solvent. have.

그리고 스팀을 사용한 탈착공정에서는 스팀에서 공급된 에너지에 의해서 흡착제가 촉매 역할을 하여 특히 케톤류가 포함된 휘발성 유기화합물이 탈착시에 부 반응에 의해서 부 반응물이 생성되고, 흡착제 노화를 발생시켜 연속운전 시 흡착량 및 흡착제 수명을 급격히 감소시킨다.In the desorption process using steam, the adsorbent acts as a catalyst by the energy supplied from the steam. Particularly, when the volatile organic compound containing ketones is desorbed, a side reaction is generated by side reaction, and the adsorbent ages. It drastically reduces the amount of adsorption and the adsorbent life.

그러므로 본 발명에서는 기존 흡착공정 및 위에서 언급한 응축공정 등의 문제점을 다음과 같이 해결한 새로운 개념의 휘발성 유기화합물 회수 장치이다.Therefore, the present invention is a new concept of volatile organic compound recovery device that solves the problems of the existing adsorption process and the above-mentioned condensation process as follows.

a. 공정 내에 수분제거 장치를 도입함으로써 기존장치에서 문제시되었던 회수된 휘발성 유기화합물에 포함되어 추가적인 2차 정제공정이 필요하다는 문제를 해결하였으므로 회수된 휘발성 유기화합물은 2차 정제공정 없이 회수된 상태로 재사용이 가능하다.a. The introduction of a water removal device in the process solved the problem that an additional secondary purification process was required because it was included in the recovered volatile organic compounds that had been a problem in the existing equipment, and thus the recovered volatile organic compounds could be reused in a recovered state without the secondary purification process. It is possible.

b. 휘발성 유기화합물 회수를 위한 탈착공정에 유입되는 유체인 스팀을 흡착제와 직접 접촉시키지 않고 간접 접촉시킴으로서 휘발성유기화합물과 수분의 혼합을 근본적으로 차단하였다. 따라서 회수된 휘발성 유기화합물은 2차 정제공정이 필요하지 않으며, 스팀에 의한 2차 오염물 발생 가능성을 원천적으로 배제하였다.b. By indirectly contacting steam, which is a fluid flowing into the desorption process for recovering volatile organic compounds, without direct contact with the adsorbent, the mixing of volatile organic compounds and water was essentially blocked. Therefore, the recovered volatile organic compounds do not require a secondary purification process, and basically eliminated the possibility of secondary pollutants caused by steam.

c. 흡착공정에서 오염물인 휘발성 유기화합물을 보다 효율적으로 제거하기 위하여 흡착장치의 온도를 낮춤으로써 흡착효율을 증대 시켰다. 그러므로 배출되 는 청정가스의 오염농도를 보다 낮은 허용 농도 이하로 관리를 할 수가 있으므로 대기 환경오염 문제를 완전히 해결할 수 있다.c. In the adsorption process, the adsorption efficiency was increased by lowering the temperature of the adsorption device to remove volatile organic compounds that are contaminants more efficiently. Therefore, the pollutant concentration of the emitted clean gas can be managed below the lower allowable concentration, thereby completely solving the air pollution problem.

d. 흡착된 흡착물의 탈착시 높은 온도에 의한 변성(부반응)을 방지하기 위해 간접가열 방식을 사용하였고, 간접가열의 효율을 증대시키기 위해 다기관 흡착장치을 도입하였다. 또한 간접 가열방식을 도입하므로써 다양한 흡착물의 탈착열에 따라 탈착온도를 조절할 수 있다.d. The indirect heating method was used to prevent denaturation (side reaction) due to the high temperature during the desorption of the adsorbed adsorbate, and the manifold adsorption device was introduced to increase the efficiency of the indirect heating. In addition, by introducing an indirect heating method, the desorption temperature can be adjusted according to the desorption heat of various adsorbates.

e. 고농도 휘발성유기화합물의 회수시 효율을 증대시키기 위해 유입부에 냉각 응축장치를 설치하여 가동하고 저농도 휘발성유기화합물의 유입시 가동을 중지하므로써 에너지효율을 증대시킬 수 있다.e. In order to increase the efficiency of the recovery of high concentration volatile organic compounds, it is possible to increase the energy efficiency by installing and operating a cooling condenser at the inlet to stop the operation of the low concentration of volatile organic compounds.

f. 흡착장치의 흡착능력을 최대한 이용하고 안전한 조업을 위해 최적의 흡착과 탈착의 전환 시간을 산정해야한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 흡착장치의 파괴를 알 수 있도록 농도에 의한 제어방법을 사용하였다.f. In order to make the best use of the adsorption capacity of the adsorption system and to ensure safe operation, it is necessary to estimate the optimum adsorption and desorption transition times. In order to solve this problem, the control method by concentration was used to know the destruction of the adsorption system.

g. 수분제거 장치의 온도는 수분과 흡착경쟁하게 되는 휘발성유기화합물의 흡착을 방지하기 위해 상온에서 150℃까지 흡착온도를 조절하도록 하였다.g. The temperature of the water removal device was to adjust the adsorption temperature from room temperature to 150 ℃ in order to prevent the adsorption of volatile organic compounds that are competing with water adsorption.

따라서 본 발명의 첫 번째 목적은 휘발성 유기화합물을 제거 또는 회수하는 방법을 제공하는 것이며, 구체적으로는, 휘발성 유기화합물을 함유하는 공기를,Accordingly, a first object of the present invention is to provide a method for removing or recovering a volatile organic compound, specifically, air containing a volatile organic compound,

(a) 수분제거장치(5)에서 수분을 선택적으로 흡착 또는 경쟁 흡착제거,(a) selective adsorption or competitive adsorption removal of moisture from the moisture removal device (5),

(b) 응축장치(19)에서 휘발성 유기화합물을 액체상태로 응축하여 회수 또는 제거하며,(b) condensation apparatus 19 recovers or removes volatile organic compounds by condensing them in a liquid state;

(c) 잔류 휘발성 유기화합물을 함유하는 공기를 흡착장치(9)에 공급하여 잔류 휘발성 유기화합물을 흡착제거하고,(c) supplying air containing the residual volatile organic compounds to the adsorption device (9) to adsorb and remove the residual volatile organic compounds,

(d) 깨끗한 공기를 선택적으로 도 2 에 도시된 바와 같이, 가열/냉각장치(50)에서 온도 범위를 상온에서 200℃ 까지 가열하거나, 가열된 공기의 일부(0~100%)는 상기 수분제거장치(5)에 공급하여 흡착된 수분을 탈착시켜 수분-함유된 공기로 배출하고, 상기 가열된 공기의 일부(0~100%)는 상기 흡착장치(9)에 공급하여 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 상기 응축장치(19)에 공급하는 것으로 구성된 휘발성 유기 화합물의 회수 방법을 제공함에 있다.(d) clean air optionally as shown in FIG. 2, heating the temperature range from room temperature to 200 ° C. in the heating / cooling device 50, or a portion of the heated air (0-100%) is removed Supplied to the apparatus 5 to desorb the adsorbed moisture to be discharged to the moisture-containing air, and a portion (0 to 100%) of the heated air is supplied to the adsorption apparatus 9 to absorb the volatile organic compounds adsorbed. The present invention provides a method for recovering a volatile organic compound consisting of desorption and supply to the condenser 19.

본 발명의 하나의 바람직한 구현예에 있어서, 도 2 에 도시된 바와 같이 상기 가열/냉각장치(50)에서 나오는 가열된 공기의 75% 이상은 수분제거장치(5) 쪽으로, 가열된 공기의 25 % 이하는 흡착장치(9) 쪽으로 공급하도록 적합화되어 있다. 이러한 분배비율(0~100%)은 밸브 등의 적절한 분배장치로써 구현된다.In one preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, at least 75% of the heated air exiting the heating / cooling device 50 is directed towards the moisture removal device 5 and 25% of the heated air. The following is adapted to feed toward the adsorption device 9. This distribution ratio (0 to 100%) is realized with a suitable distribution device such as a valve.

본 발명의 다른 하나의 구현예에 있어서, 상기 수분제거장치(5)와 상기 흡착장치(9)에서는 활성탄, 변형된 활성탄, 분자체, 활성탄섬유, 고분자 흡착제, 활성알루미나, 제올라이트 계열 등 선택된 흡착제를 사용한다.In another embodiment of the present invention, the water removal device (5) and the adsorption device (9) is a selected adsorbent such as activated carbon, modified activated carbon, molecular sieve, activated carbon fiber, polymer adsorbent, activated alumina, zeolite series use.

본 발명의 두 번째 목적은 휘발성 유기화합물을 회수하는 장치를 제공하는 것이며, 구체적으로는 휘발성 유기화합물을 함유하는 공기에서 수분을 선택적으로 흡착 제거하는 수분제거장치(5), 수분제거장치에서 수분이 미리 제거된 공기로부터 휘발성 유기화합물을 흡착회수하기 위한 흡착장치(9), 상기 탈착을 위한 가열된 스팀 수득 및 탈착시 가열된 흡착장치의 흡착 효율 증가를 위한 흡착장치 냉각을 위 한 가열/냉각 장치(50)를 도 2와 같이 구성된다.A second object of the present invention is to provide a device for recovering volatile organic compounds, specifically, a water removal device (5) for selectively absorbing and removing moisture from air containing volatile organic compounds, Adsorption device (9) for adsorption and recovery of volatile organic compounds from the air removed in advance, heating / cooling device for cooling the adsorption device to obtain the heated steam for desorption and to increase the adsorption efficiency of the heated adsorption device during desorption 50 is configured as shown in FIG.

본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 상기 가열/냉각장치(50)에서 나오는 공기 및 스팀은 상기 수분제거장치(5)로 공급하여 흡착된 수분을 간접탈착시키고, 또 다른 일부는 상기 흡착장치(9)로 공급하여 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시키도록 되어 있고, 수분을 탈착시켜 수득한 수분-함유 공기는 대기중으로 배출되도록 되어 있고, 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 수득한 휘발성 유기화합물-함유 공기는 응축장치(19)로 공급하여 분리기(20)를 통해 액상 회수되고 미회수 된 휘발성유기화합물 함유 공기는 흡착장치(9)에 재투입된다.In one embodiment of the present invention, the air and steam from the heating / cooling device 50 is supplied to the water removal device 5 to indirectly desorb the adsorbed water, and another portion of the adsorption device ( 9) to desorb the volatile organic compound adsorbed, and the moisture-containing air obtained by desorbing moisture is discharged to the atmosphere, and the volatile organic compound-containing air obtained by desorbing the volatile organic compound is The volatile organic compound-containing air, which is supplied to the condenser 19 and recovered in the liquid phase through the separator 20 and is not recovered, is reintroduced into the adsorption device 9.

본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 상기 흡착장치(9)에서 배출되는 공기는 가열되어 일부는 흡착장치의 탈착, 일부(0~100%)는 수분제거장치의 재생에 사용하도록 되어 있다.In one embodiment of the present invention, the air discharged from the adsorption device 9 is heated to partially desorb the adsorption device, and some (0 to 100%) to be used for regeneration of the water removal device.

본 발명의 다른 하나의 구현예에 있어서, 상기 흡착장치(9)에 탈착 시에 이용되는 기계식 또는 오일식 진공펌프, 바람직하게는 기계식 진공펌프가 연결되어 있다.In another embodiment of the invention, a mechanical or oil vacuum pump, preferably a mechanical vacuum pump, used for desorption to the adsorption device 9 is connected.

이하에 도면을 참조하여 본 발명을 구성을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention with reference to the drawings in more detail.

1) 수분제거장치 (5A 및 5B)1) Moisture removal device (5A and 5B)

수분제거장치는 휘발성 유기화합물이 포함되어 있는 오염된 가스에 있는 수분을 제거하기 위한 전처리 장치이다.The water removal device is a pretreatment device for removing water in a contaminated gas containing volatile organic compounds.

본 발명의 수분제거장치의 구조는 수분과 화학적 또는 물리적인 결합력이 좋은 흡착제를 타워형, 드럼형 등의 흡착장치의 용기에 충전한 구조이다.The structure of the water removal device of the present invention is a structure in which an adsorbent having good chemical or physical bonding strength is filled in a container of an adsorption device such as a tower type or a drum type.

본 발명에 따른 수분 제거장치에서 사용되는 제거제는 일반적으로 흡착제로서, 수분과의 좋은 결합력을 위해서 표면에 극성을 가지는 흡착제를 사용하는 것이 바람직하다. The remover used in the water removing apparatus according to the present invention is generally used as an adsorbent, and it is preferable to use an adsorbent having a polarity on the surface in order to have a good bonding force with water.

본 발명에서 사용할 수 있는 흡착제로서는 활성탄, 변형된 활성탄, 분자체, 활성탄섬유, 고분자 흡착제, 활성알루미나, 제올라이트 계열 등이 있으며 그중 가장 적합한 흡착제는 친수성 특성을 지닌 제올라이트, 활성알루미나 또는 실리카겔 혹은 그 혼합물이다.Adsorbents that can be used in the present invention include activated carbon, modified activated carbon, molecular sieves, activated carbon fibers, polymer adsorbents, activated alumina, zeolite series, etc. Among them, the most suitable adsorbent is zeolite, activated alumina or silica gel having hydrophilic properties or mixtures thereof. .

흡착제의 선택은 흡착ㆍ제거되는 물질에 따라서 구분된다. 흡착ㆍ회수되는 휘발성 유기화합물과 수분제거장치에서 제거되는 수분의 분자 크기 또는 분자의 극성 차이 등의 물성치에 따라 수분제거장치에 충전되는 흡착제는 선택된다. 이렇게 구성된 수분 제거용 흡착 장치는 일반 휘발성 유기화합물 보다 수분과의 결합력이 매우 강한 흡착제를 포함하고 있어서 휘발성 유기화합물의 흡착을 방지하면서 경쟁흡착에 의해 수분만을 선택적으로 흡착할 수 있거나, 기공의 크기가 일정한 분포를 가지는 흡착제를 사용하여 일반적으로 분자량이 큰 휘발성 유기화합물은 흡착이 되지 못하고 상대적으로 분자 크기가 작은 수분만 흡착이 이루어지도록 하는 선택적 흡착이 일어나도록 하여 수분을 제거하는 장치이다. 이때 사용되는 흡착제의 기공 크기와 분포는 흡착되는 휘발성 유기화합물의 종류에 의해서 결정된다.The choice of adsorbent is divided according to the substances to be adsorbed and removed. The adsorbent to be filled in the water removal device is selected depending on the volatile organic compounds adsorbed and recovered and physical properties such as molecular size of the water removed in the water removal device or difference in polarity of molecules. The moisture removal adsorption device configured as described above contains an adsorbent having a stronger bonding force with moisture than the general volatile organic compound, and thus can selectively adsorb only moisture by competitive adsorption while preventing adsorption of the volatile organic compound, In general, a volatile organic compound having a high molecular weight cannot be adsorbed by using an adsorbent having a constant distribution, and thus a device for removing moisture by causing selective adsorption to allow adsorption to only water having a relatively small molecular size. The pore size and distribution of the adsorbent used are determined by the type of volatile organic compound adsorbed.

이렇게 수분을 흡착 제거함으로써, 휘발성 유기화합물의 회수 공정인 응축단계 및 흡착 단계에서 수분이 없거나 거의 없는 순수한 휘발성 유기화합물만을 회수하는 것이 가능하다.By adsorbing and removing the water in this way, it is possible to recover only pure volatile organic compounds having little or no moisture in the condensation step and the adsorption step, which are the recovery steps of the volatile organic compounds.

흡착된 수분을 흡착제로부터 다시 공기 내로 옮기는 탈착 공정은 실질적으로 흡착제 재생 공정이며, 장치의 연속적인 운전을 가능하게 해준다.The desorption process of transferring the adsorbed moisture from the adsorbent back into the air is substantially an adsorbent regeneration process and allows for continuous operation of the device.

가열/냉각장치에서 가열된 깨끗한 공기는 수분제거장치의 흡착제와 직접 접촉시키고, 가열된 스팀은 수분제거장치의 외벽에 흘려 수분제거장치 내의 흡착제의 온도를 높여 수분을 가열된 건조공기와 스팀을 이용 흡착제에 흡착된 수분을 다시 공기 내로 탈착시킨다.The clean air heated in the heating / cooling device is in direct contact with the adsorbent of the water removal device, and the heated steam flows to the outer wall of the water removal device to increase the temperature of the adsorbent in the water removal device, thereby using the dried air and steam heated with moisture. Moisture adsorbed on the adsorbent is desorbed back into the air.

수분제거장치에 도입되는 정제된 가스는 수분과 휘발성 유기물질이 제거되었거나 없는 건조하고 깨끗한 가스이므로, 수분제거장치에서의 수분 탈착을 위해 간접가열 방식을 사용하여 온도를 높여주어 상온 또는 가열된 건조가스에 의해 탈착을 진행시킬 수 있다. 이러한 수분제거장치는 수분을 흡착제 등으로 보관하는 상태로 있다가 휘발성 유기화합물을 제거한 정제된 가스와 함께 대기로 배출하며, 이의 배출장치는 당업계에 공지되어 있다.The purified gas introduced to the water removal device is a dry and clean gas with or without water and volatile organic substances removed. Therefore, the indirect heating method is used to increase the temperature to remove the water from the water removal device. Desorption can be advanced by. Such a water removal device is in a state in which water is stored as an adsorbent or the like and is discharged to the atmosphere together with a purified gas from which volatile organic compounds are removed, and a discharge device thereof is known in the art.

2) 흡착장치 9A 및 9B2) Adsorption device 9A and 9B

흡착장치는 타워형 또는 드럼형일 수 있고 임의의 다른 유형일 수도 있다.The adsorption device can be tower or drum type or any other type.

흡착장치에서 사용되는 흡착제는 휘발성 유기화합물을 제거하기 위해 사용되며 그 표면은 무극성을 가지는 것들이 바람직하다. 본 발명에서 사용할 수 있는 흡착장치용 흡착제는 산업적으로 많이 사용되는 활성탄, 변형된 활성탄, 분자체, 활성탄섬유, 고분자 흡착제, 제올라이트 계열 등을 언급할 수 있다.The adsorbents used in the adsorption apparatus are used to remove volatile organic compounds, and those whose surface is nonpolar are preferable. Adsorbents for the adsorption device that can be used in the present invention may refer to activated carbon, modified activated carbon, molecular sieve, activated carbon fiber, polymer adsorbent, zeolite series, and the like, which are widely used in the industry.

본 발명의 장치에서 사용되는 가장 적합한 흡착제는 변형된 활성탄, 제올라이트계열, 고분자 흡착제이다. 변형된 활성탄 흡착제는 휘발성 유기화합물과의 결 합력은 물론 흡착량에 있어서도 기존 활성탄 및 기타 흡착제에 비해 우수하다. 또한 흡착열이 작으므로 휘발성 유기화합물을 흡착시킨 후, 재생을 위해 탈착시킬 때 흡착제 표면에서 휘발성 유기화합물들의 부반응이 거의 일어나지 않는다. 그러므로 회수된 휘발성 유기화합물에는 부반응 생성물이 없거나 거의 없다. 그러므로 이러한 흡착제를 사용하는 경우, 활성탄을 사용하는 종래의 흡착-탈착 공정으로 회수되는 휘발성 유기화합물보다 좋은 순도로 휘발성 유기화합물을 회수할 수 있는 본 발명의 목적이 더욱 용이하게 달성될 수 있다. 또, 변형된 활성탄은 기존 활성탄이 가지고 있는 견고성 결여, 분진등에 의한 2차 오염, 케톤류를 함유한 휘발성 유기화합물의 부 반응 문제와 제올라이트가 가지고 있는 낮은 비표면적에 의한 작은 흡착량 등의 문제를 해결할 수 있는 흡착제이다.The most suitable adsorbents used in the apparatus of the present invention are modified activated carbons, zeolite series, polymer adsorbents. The modified activated carbon adsorbent is superior to existing activated carbon and other adsorbents in terms of binding capacity as well as volatile organic compounds. In addition, since the heat of adsorption is small, side reactions of volatile organic compounds hardly occur at the surface of the adsorbent when the volatile organic compounds are adsorbed and then desorbed for regeneration. Therefore, the recovered volatile organic compounds have little or no side reaction products. Therefore, in the case of using such an adsorbent, the object of the present invention that can recover the volatile organic compounds with better purity than the volatile organic compounds recovered by the conventional adsorption-desorption process using activated carbon can be more easily achieved. In addition, the modified activated carbon solves problems such as lack of firmness of existing activated carbon, secondary contamination by dust, secondary reaction of volatile organic compounds containing ketones, and small adsorption amount due to low specific surface area of zeolite. It can be adsorbent.

유기화합물 흡착장치(9)의 목적은 저농도의 휘발성 유기화합물이 포함된 가스에서 휘발성 유기화합물을 제거하여 흡착장치에 농축 및 저장을 한 후, 포화가 되었을 때 소량의 고온 세정가스를 포화 흡착된 흡착장치에 도입하여, 고온 고농도의 과포화 된 휘발성 유기화합물이 포함된 가스를 만드는 것이다.The purpose of the organic compound adsorption device (9) is to remove the volatile organic compounds from the gas containing the volatile organic compounds of low concentration, concentrate and store them in the adsorption device, and then adsorb the saturated adsorption of a small amount of hot cleaning gas when saturated. It is introduced into the device to produce a gas containing a high concentration of supersaturated volatile organic compounds.

3) 응축장치 (19)3) Condenser (19)

응축 장치(19)는 고온, 고농도의 과포화 된 휘발성 유기화합물을 포함하는 공기의 온도를 매우 낮은 온도로 급속히 저하시킴으로써 휘발성 유기 화합물을 직접적으로 회수하는 장치이다. 그리고 두 번째의 목적은 미회수된 휘발성 유기화합물이 흡착장치(9A,9B)에 재투입되어 수분제거장치를 통과한 휘발성유기화합물과 섞이게 되어 가스의 온도를 떨어뜨려서 흡열반응인 흡착공정의 효율을 높이는데 있 다.The condenser 19 is a device for directly recovering volatile organic compounds by rapidly lowering the temperature of air containing high temperature and high concentration of supersaturated volatile organic compounds to a very low temperature. The second purpose is that the unrecovered volatile organic compounds are re-introduced into the adsorption devices (9A, 9B) and mixed with the volatile organic compounds that have passed through the water removal device to lower the temperature of the gas, thereby improving the efficiency of the endothermic reaction. It is in the height.

4) 가열/냉각장치 (50)4) Heating / Cooling Units (50)

흡착장치(9)에 흡착되어 저장되어 있는 휘발성 유기화합물을 탈착에 의해서 흡착장치(9)로부터 제거하여 응축장치(19)에서 휘발성 유기화합물을 보다 효율적으로 회수하기 위해서는 탈착시 휘발성 유기화합물이 고온의 과포화 된 상태가 되어야 한다. 이러한 고온의 과포화 상태를 만들기 위해서 흡착된 흡착장치에 유입되는 세정가스와 흡착제의 온도를 높여주는데 사용하고, 흡착장치(9A,9B)에서 휘발성 유기화합물이 제거되어진 건조한 가스와 흡착제를 간접 가열하여 수분제거장치(5A, 5B)에 흡착된 수분을 탈착하기 위한 장치이다.In order to remove volatile organic compounds adsorbed and stored in the adsorption device 9 from the adsorption device 9 by desorption and recover the volatile organic compounds in the condenser 19 more efficiently, It must be supersaturated. It is used to increase the temperature of the cleaning gas and the adsorbent flowing into the adsorbed adsorption device to make such a supersaturated state of high temperature, and indirectly heats the dry gas and the adsorbent from which the volatile organic compounds are removed from the adsorption devices 9A and 9B. It is a device for desorbing water adsorbed to the removal devices 5A and 5B.

5) 진공펌프 (18)5) Vacuum Pump (18)

흡착장치에 흡착되어 저장되어 있는 휘발성 유기화합물을 탈착에 의해서 흡착장치로부터 제거하여 응축장치에서 휘발성 유기화합물을 보다 효율적으로 회수하기 위해서는 탈착시 휘발성 유기화합물이 고온의 과포화 된 상태가 되어야 한다. 이러한 고온의 과포화 상태를 만들기 위해서 흡착된 흡착장치에 유입되는 세정가스의 유량을 최소화 시키면서 탈착을 진행하여야 한다. 그러므로 단순이 탈착의 목적이 아니므로 흡착장치에는 송풍장치등에 의해서 가압한 상태로 세정가스가 유입되어서는 안되고, 진공펌프 등에 의해서 감압하에서 탈착이 진행되어야 한다. 이때 사용되는 적합한 진공펌프는 오일식이 아닌 기계식을 사용하여야 한다. 이러한 이유로서는 오일식의 진공펌프를 사용하면 펌프내부의 오일 중 일부가 증발하여 세정가스에 혼합되어, 회수된 휘발성 유기화합물에 불순물로서 남게 된다.In order to remove volatile organic compounds adsorbed and stored in the adsorption system from the adsorption system by desorption and to recover volatile organic compounds in the condenser more efficiently, the volatile organic compounds should be in a supersaturated state at high temperature during desorption. In order to make such a high temperature supersaturated state, desorption should proceed while minimizing the flow rate of the cleaning gas flowing into the adsorbed adsorption device. Therefore, since the cleaning is not simply the purpose of the desorption, the adsorption device should not be introduced into the adsorption gas under pressure by a blower or the like, and the desorption should proceed under reduced pressure by a vacuum pump or the like. Suitable vacuum pumps used in this case should be mechanical, not oil. For this reason, when an oil type vacuum pump is used, a part of the oil in the pump is evaporated and mixed with the cleaning gas, which remains as impurities in the recovered volatile organic compounds.

이하에 도 1을 참조로 본 발명의 방법 및 장치의 운전 방법 및 조건에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to Figure 1 will be described the operation method and conditions of the method and apparatus of the present invention.

우선, 도 1 의 도면의 수분제거장치 및 흡착장치와 연결되어 있는 관로로 네모안에 들어있는 숫자를 보면, 1(흡WA1)-2(탈WA1)-3(탈WB1)-4(탈WB1)-5(흡WB2)-6(탈WA2)-7(탈WB2)-8(흡WB2)-9(흡VA1)-10(탈VA1)-11(탈VB1)-12(탈VB1)-13(흡BA2)-14(탈VA2)-15(탈VB2)-16(흡VB2) 와 같이 이루어진다.First of all, the numbers in the square of the pipe connected to the water removal device and the adsorption device of FIG. 1 are 1 (absorption WA1) -2 (deal WA1) -3 (deal WB1) -4 (deal WB1). -5 (absorption WB2) -6 (deal WA2) -7 (deal WB2) -8 (absorption WB2) -9 (absorption VA1) -10 (deal VA1) -11 (deal VB1) -12 (deal VB1) -13 (Absorption BA2) -14 (talorol VA2) -15 (talortal VB2) -16 (absorption VB2).

상기와 같이 각각에서 이루어지는 작용을 더욱 구체적으로 보면 아래와 같이 공정이 이루어진다.Looking at the action made in each of the above in more detail, the process is made as follows.

라인(1)을 통해 유입되는 오염된 가스는 휘발성 유기화합물과 대기중의 수분이 함유된 혼합가스이다. 이 혼합 가스는 라인(3)과 라인(4A), 또는 라인(4B)를 통해서 수분제거장치(5A) 또는 수분제거장치(5B)에 도입되어 선택흡착과 경쟁흡착의 원리에 의해서 수분이 제거된 후 라인(6A) 또는 라인(6B)를 통해서 라인(7)로 배출된다.The contaminated gas flowing through line 1 is a mixed gas containing volatile organic compounds and moisture in the atmosphere. This mixed gas is introduced into the water removal device 5A or the water removal device 5B through the line 3 and the line 4A or the line 4B to remove water by the principle of selective adsorption and competitive adsorption. And then to line 7 via line 6A or line 6B.

이때 배출되는 가스의 수분 농도는 0g/㎥에서 10g/㎥이다. 이때 가장 적합한 수분의 농도는 0g/㎥에서 0.5g/㎥이다. 이때 라인(7)로 배출되는 수분 농도는 밸브(4A, 4B, 6A, 6B, 31A, 31B, 32A, 32B)를 제어하는 기준이 된다. 그러므로 수분제거장치 5A와 5B는 흡착,탈착이 싸이클 형태로 이루어지게 된다.At this time, the water concentration of the discharged gas is from 0g / ㎥ to 10g / ㎥. At this time, the most suitable concentration of water is from 0g / ㎥ to 0.5g / ㎥. At this time, the moisture concentration discharged to the line 7 is a reference for controlling the valve (4A, 4B, 6A, 6B, 31A, 31B, 32A, 32B). Therefore, the moisture removal device 5A and 5B are made of a cycle of adsorption and desorption.

수분이 제거된 휘발성 유기화합물이 혼합된 가스는 라인(7)을 통해 흡착장치 (9A) 또는 흡착장치(9B)에 도입된다. 흡착장치(9A) 또는 흡착장치(9B)에 도입된 가스는 휘발성유기화합물만 선택적으로 흡착되고 순수 건조공기는 라인(10A),(10B)과 라인(11)을 통해 배출된다. 이때 배출되는 가스는 0~0.5g/㎥로 운영하며 배출농도의 결정은 환경기준 배출농도 또는 배출허용농도 이하로 관리하는 것이 적합하다.The gas mixed with the volatile organic compounds from which water has been removed is introduced into the adsorption device 9A or the adsorption device 9B through the line 7. The gas introduced into the adsorption device 9A or 9B selectively adsorbs only volatile organic compounds and the pure dry air is discharged through the lines 10A, 10B and 11. At this time, the emitted gas is operated at 0 ~ 0.5g / ㎥, and it is appropriate to manage the emission concentration below the environmental standard emission allowance or allowable concentration.

그리고 이 배출농도는 밸브(8A,8B), 밸브(10A,10B), 밸브(15A,15B), 밸브(16A,16B)를 제어하는 기준이 된다. 이들 밸브 제어에 의해서 라인(7)에 의해서 유입된 오염된 가스는 흡착장치(9A) 또는 흡착장치(9B)에서 흡착ㆍ탈착 싸이클을 진행하게 된다.This discharge concentration serves as a reference for controlling the valves 8A and 8B, the valves 10A and 10B, the valves 15A and 15B and the valves 16A and 16B. The polluted gas which flowed in by the line 7 by these valve control advances adsorption-desorption cycle in 9A of adsorption apparatus or 9B.

흡착장치(9A) 또는 흡착장치(9B)에서 처리된 후 라인(11)에서 배출되는 가스는 휘발성 유기화합물과 수분이 제거된 청정가스이다. 이 청정가스 중 세정가스로 이용되는 가스의 유량은 흡착장치(9A)또는 흡착장치(9B)에 흡착되어 있는 휘발성 유기화합물의 종류 및 농도에 의해 세정가스의 0~100% 사이에서 결정한다. 그러나 일반적으로 라인(11)에서 배출되는 청정가스 중에서 세정가스의 유량비는 0.1%에서 25%이며, 가장 적합한 비율은 1.0%에서 15%가 장치를 운용하는데 가장 유리하다.The gas discharged from the line 11 after being treated in the adsorption device 9A or the adsorption device 9B is a clean gas from which volatile organic compounds and water are removed. The flow rate of the gas used as the cleaning gas in the clean gas is determined between 0 and 100% of the cleaning gas by the type and concentration of the volatile organic compounds adsorbed by the adsorption device 9A or 9B. However, in general, the flow rate of the cleaning gas among the clean gas discharged from the line 11 is 0.1% to 25%, the most suitable ratio is 1.0% to 15% is most advantageous for operating the device.

라인(24)에서 배출되는 청정가스는 도 2의 가열/냉각장치(50)에 의해서 가열되어 유량의 0~100%로 라인(24)와 라인(29) 그리고 라인(31A) 또는 라인(31B)를 통해서 수분제거장치(5A) 또는 수분제거장치(5B)에 유입되어 흡착된 수분을 탈착 및 제거를 시킨 후 라인(32A) 또는 라인(32B)과 라인(33,35)을 통해서 수분만 포함된 상태로 가스를 대기 방출하게 된다.The clean gas discharged from the line 24 is heated by the heating / cooling device 50 of FIG. 2 to the line 24, the line 29 and the line 31A or the line 31B at 0-100% of the flow rate. Desorbs and removes the adsorbed water introduced into the water removal device 5A or the water removal device 5B through and then contains only water through the line 32A or the line 32B and the lines 33 and 35. Gas is released into the atmosphere.

그리고 나머지 0~100%이하의 유량은 라인(12)과 라인(15A,15B)을 통해 흡착장치(9A,9B)에 유입된다.And the remaining flow rate of 0-100% or less is introduced into the adsorption device (9A, 9B) through the line 12 and the line (15A, 15B).

도 2의 가열/냉각장치(50)에서 예열되는 온도 범위는 휘발성 유기화합물의 종류에 따라 결정되며, 일반적인 온도 범위는 상온에서 150 ℃에서 운전된다. 그러나 흡착장치(9A) 또는 흡착장치(9B)에 세정가스가 유입된 후 탈착 공정에서 부 반응을 일으키지 않으면서 세정 효율 또는 탈착 효율이 높은 온도가 선택되어야 하는데, 가장 유리한 온도 범위는 50 ℃에서 120 ℃이다. The temperature range preheated in the heating / cooling device 50 of FIG. 2 is determined according to the type of volatile organic compound, and the general temperature range is operated at 150 ° C. at room temperature. However, after the cleaning gas flows into the adsorption device 9A or the adsorption device 9B, a temperature having high cleaning efficiency or desorption efficiency should be selected without causing side reactions in the desorption process, and the most advantageous temperature range is 50 ° C to 120 ° C. ℃.

이렇게 세정가스가 예열되어 라인(12)와 라인(15A) 또는 라인(15B)을 통해서 흡착장치(9A) 또는 흡착장치(9B)에 유입된 후 흡착된 휘발성 유기화합물을 고온 감압 탈착에 의해서 고온의 과포화 된 휘발성 유기화합물질이 포함된 가스를 생성시켜 라인(16A) 또는 라인(16B)와 라인(17)을 통해서 진공펌프(18)에 도입된 후 응축장치(19)에 도입되어 휘발성 유기화합물이 회수된다. Thus, the cleaning gas is preheated and introduced into the adsorption device 9A or the adsorption device 9B through the line 12, the line 15A or the line 15B, and the volatile organic compounds adsorbed by the high temperature and pressure desorption are removed. A gas containing supersaturated volatile organic compounds is produced and introduced into the vacuum pump 18 through the line 16A or the line 16B and the line 17 and then introduced into the condenser 19 so that the volatile organic compound is introduced. It is recovered.

이때 회수된 휘발성 유기화합물은 트랩(20)과 라인(37)을 통해서 회수탱크에 저장이 되고, 휘발성 유기화합물이 일부 포함된 가스는 라인(23)을 통해서 라인(7)에 합쳐진 후 흡착장치(9A) 또는 흡착장치(9B)에 유입되어 재처리되는 공정을 거친다.At this time, the recovered volatile organic compounds are stored in the recovery tank through the trap 20 and the line 37, and the gas containing some of the volatile organic compounds is combined with the line 7 through the line 23 and then the adsorption device ( 9A) or flows into the adsorption device 9B and is reprocessed.

그리고 도 2 및 도 3의 가열/냉각장치(50)의 추가적인 역할로서 흡착장치(9A) 또는 흡착장치(9B)의 냉각기능이 있다. 포화 흡착된 흡착장치를 감압 및 고온의 세정 가스로 탈착을 한 후, 다시 휘발성 유기화합물을 흡착장치에 유입시킬 경우 초기에는 흡착장치의 온도가 높은 상태이다. 그러므로 유입되는 가스에 의해서 온도가 떨어질 때까지는 정상적인 흡착이 이루어지지 않는다. 그러므로 이를 방지하기 위해서 포화 흡착된 흡착장치(9A) 또는 흡착장치(9B)에 고온의 세정가스에 의해서 탈착 공정을 거친 후, 흡착장치(9A) 또는 흡착장치(9B)의 외벽에 냉각수 를 흘려 흡착 사이클이 진행되는 흡착장치의 온도를 낮추어 흡착 효율을 증가시키는 역할을 하게 된다. As a further role of the heating / cooling device 50 of FIGS. 2 and 3, there is a cooling function of the adsorption device 9A or the adsorption device 9B. After desorption of saturated adsorption adsorber with depressurization and high temperature cleaning gas, when the volatile organic compound is introduced into the adsorption device, the temperature of the adsorption device is initially high. Therefore, normal adsorption does not occur until the temperature drops by the incoming gas. Therefore, in order to prevent this, the desorption process is carried out by a high temperature cleaning gas to the saturated adsorption device 9A or the adsorption device 9B, and then coolant flows to the outer wall of the adsorption device 9A or the adsorption device 9B. It serves to increase the adsorption efficiency by lowering the temperature of the adsorption device during the cycle.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 가열/냉각장치(50)의 작동관계를 간략하게 나타내면, 수분제거장치에서는 17(냉WA입)-18(냉WB입)-19(스WA출)-20(스WB출)-21(냉WA출)-22(냉WB출)-23(스WA입)-24(스WB입)-25(냉배WA)로 이루어지고, 흡착장치에서 27(냉VA입)-28(냉VB입)-29(스VA출)-30(스VB출)-31(냉VA출)-32(냉VB출)-33(스VA입)-34(스VA입)-35(냉배VA)-36(냉배VB)로 이루어진다.2 and 3, the operating relationship of the heating / cooling device 50 of the present invention is briefly shown. In the water removing device, 17 (with cold WA) -18 (with cold WB) -19 (with WA) Out) -20 (SUB WB) -21 (Cold WA B) -22 (Cool WB) -23 (SWA) -24 (SBB) -25 (Cold WA) 27 (with cold VA) -28 (with cold VB) -29 (with SVA out) -30 (with SB out) -31 (with cold VA out) -32 (with cold VB out) -33 (with SVA) -34 (With VA) -35 (cold cup VA) -36 (cold cup VB).

본 발명에 따른 방법 및 장치는 본 발명의 개념 및 정신을 이탈하지 않는 방식으로 변형될 수 있으며, 이러한 변형 또는 변법은 모두 본 발명의 범주에 포함된다.The methods and apparatus according to the invention can be modified in a manner that does not depart from the spirit and spirit of the invention, all such variations or modifications being included within the scope of the invention.

또한 본 발명의 휘발성 유기화합물의 흡착 응축식 회수 방법 및 회수 장치를 이용해 수용성 용제인 아세톤의 회수실험을 아래와 같이 실시해 보았다.In addition, experiments for recovering acetone as a water-soluble solvent using the adsorption condensation type recovery method and recovery device for volatile organic compounds of the present invention were performed as follows.

도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 그래프와 같이, 도 3∼5는 흡착장치 및 수분제거장치의 운전에 따른 아세톤 회수량, 회수율 및 수분제거장치의 출구에서 아세톤에 포하된 수분의 양을 도시한 그래프도이다. As shown in the graphs shown in Figs. 4, 5 and 6, Figs. 3 to 5 show the acetone recovery amount, the recovery rate and the amount of water contained in the acetone at the outlet of the water removal device according to the operation of the adsorption device and the water removal device. Figure is a graph.

흡착장치 및 수분제거장치의 A, B 장치의 전환시간은 60분으로 하여 운전하였다. 수분의 분리를 위하여 수분타워에는 ADZ500이라는 아세톤과 수분을 선택적으로 분리할 수 있는 수분분리용 흡착제를 충진하였으며, VOCs타워에는 아세톤 흡착 및 회수용 ADC70C라는 흡착제를 충진하였다. 수분제거장치의 온도는 20∼70℃(회수하고자하는 용제에 따라 선택적으로 조절함)를 유지하였으며, 흡착장치의 경우 흡 착 효율을 증대시키기 위해 반응기를 15∼25℃로 낮게 유지하여 흡착과정을 진행하였으며, 탈착시에는 100∼155℃의 범위에서 회수되는 VOCs의 부반응이 일어나지 않도록 하였다. 이를 위해서 가열/냉각장치(50)는 스팀보일러를 이용하였다. 주입되는 전체 유량은 3500L/min이었으며 아세톤의 주입량은 액상으로 80g/min이었다. 액상의 아세톤은 고온의 펌프를 통과하면서 기화되어 반응기로 유입되었다. 1회 전환시에 주입되는 아세톤의 총량은 약 4.8kg이었다. 대기중의 습도는 9∼12g/m3이었다. VOCs반응기는 반응기 A, B를 전환하면서 연속실험을 수행하였으며 수분타워도 반응기 A, B를 각각 전환시간에서 전환하는 방식으로 운전되었다.The switching time of the A and B devices of the adsorption device and the water removal device was set to 60 minutes. To separate the water, the water tower was filled with an acetone called ADZ500 and a water separation adsorbent that can selectively separate water. The VOCs tower was filled with an ADC70C adsorbent for acetone adsorption and recovery. The temperature of the water removal device was maintained at 20 ~ 70 ℃ (selectively adjusted according to the solvent to be recovered). In the case of adsorption equipment, the adsorption process was maintained by keeping the reactor at 15-25 ℃ to increase the adsorption efficiency. In the case of desorption, side reactions of the VOCs recovered in the range of 100 to 155 ° C. did not occur. For this purpose, the heating / cooling device 50 used a steam boiler. The total injected flow rate was 3500 L / min and the injection amount of acetone was 80 g / min in the liquid phase. The liquid acetone was vaporized while passing through a hot pump and introduced into the reactor. The total amount of acetone injected at one time conversion was about 4.8 kg. The humidity in the air was 9-12 g / m 3 . The VOCs reactor was subjected to continuous experiments by switching reactors A and B. The water tower was operated by switching reactors A and B at the conversion time.

도 4 에는 흡착장치의 전환회수에 따른 아세톤의 회수량을 나타내었다. 그래프에서 알 수 있는 바와 같이 투입된 아세톤 량인 4.8kg 과 거의 유사하게 연속적으로 회수되었다. 회수율 역시 90∼100%의 높은 회수율을 보였다. 수분제거장치의 수분 제거율 역시 도 6 에서와 같이 1.0% 미만의 낮은 농도를 보였다.Figure 4 shows the recovery of acetone according to the conversion number of the adsorption device. As can be seen from the graph, the amount of acetone added was continually recovered, almost similar to 4.8 kg. The recovery rate also showed a high recovery rate of 90-100%. Water removal rate of the water removal device also showed a low concentration of less than 1.0% as shown in FIG.

상기와 같은 실험예에서 나타난 바와 같이 본 발명의 가열/냉각장치에 의해 그 효과가 높아짐을 알 수 있다.As shown in the above experimental example, it can be seen that the effect is increased by the heating / cooling apparatus of the present invention.

본 발명의 휘발성 유기 화합물의 흡착 응축식 회수 방법 및 회수 장치에 의하면, 지구환경보전은 물론 자원손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the adsorption condensation type recovery method and recovery apparatus of the volatile organic compounds of the present invention, there is an effect that can prevent the loss of resources as well as environmental conservation.

기존 휘발성 유기화합물 회수장치에서 회수된 휘발성 유기화합물에는 수분과 같은 불순물이 다량 포함되어 있으므로 회수된 휘발성 유기화합물은 정제공정을 거 쳐야 하거나, 2급 휘발성 유기화합물로서 사용하였다. 그리고 회수장치의 공정비용이 많이 요구되거나 흡착효율이 떨어진다. 그리고 정제 후 대기로 배출되는 공기에 포함되어 있는 휘발성 유기화합물의 농도를 환경기준치 보다 매우 낮은 수준으로 관리를 하기 위해서는 공정비용이 많이 요구되기도 한다. 그러나 본 발명의 새로운 장치는 위와 같은 문제점을 해결함으로써 기존의 휘발성 유기화합물 회수장치보다 높은 효율과 낮은 공정 운영비용으로 추가적인 정제 공정이 필요 없이 회수된 휘발성 유기화합물을 재 사용할 수 있게 해주는 특징이 있다. Since the volatile organic compounds recovered from the existing volatile organic compound recovery apparatus contains a large amount of impurities such as water, the recovered volatile organic compounds have to be purified or used as secondary volatile organic compounds. And the process cost of the recovery device is required a lot or the adsorption efficiency is low. In addition, in order to manage the concentration of volatile organic compounds contained in the air discharged to the atmosphere after purification to a much lower level than the environmental standard, a lot of process costs are required. However, the novel apparatus of the present invention has the feature of reusing the recovered volatile organic compounds without the need for an additional purification process with higher efficiency and lower process operating costs than the existing volatile organic compound recovery apparatus.

Claims (8)

휘발성 유기화합물을 함유하는 공기를,Air containing volatile organic compounds, (a) 수분제거장치(5)에서 가열/냉각장치를 이용해 수분을 선택적 또는 경쟁선택으로 흡착제거하고,(a) adsorptive removal of water by selective or competitive selection using a heating / cooling device in the water removal device (5), (b) 수분이 제거된 휘발성 유기화합물이 포함된 공기를 흡착장치(9)에 도입하여 순수 휘발성 유기화합물을 흡착장치(9)에서 흡착하고, 흡착된 휘발성 유기화합물을 가열/냉각장치로부터의 스팀 또는 냉각수를 이용해 간접적으로 탈착하여 응축장치(19)를 통해 액체상태로 회수하고,(b) introducing air containing volatile organic compounds from which moisture has been removed to the adsorption device (9) to adsorb pure volatile organic compounds in the adsorption device (9), and adsorbing volatile organic compounds to steam from the heating / cooling device. Or indirectly desorbed using cooling water and recovered in a liquid state through the condenser 19, (c) 미 응축된 잔류 휘발성 유기화합물을 함유하는 공기를 흡착장치(9)에 공급하여 잔류 휘발성 유기화합물을 흡착제거하고,(c) supplying air containing uncondensed residual volatile organic compounds to the adsorption device (9) to adsorb and remove the residual volatile organic compounds, (d) 깨끗한 공기의 일부는 상기 수분제거장치(5)에 공급하여 흡착된 수분을 탈착시켜 수분-함유된 공기로 배출하고, 상기 깨끗한 공기의 일부는 상기 흡착장치 (9)에 공급하여 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 상기 응축장치(19)로 공급하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 화합물의 흡착 응축식 회수 방법.(d) A part of the clean air is supplied to the moisture removing device 5 to desorb the adsorbed water and is discharged to the water-containing air, and a part of the clean air is supplied to the adsorption device 9 for adsorption. Adsorption condensation type recovery method for volatile organic compounds, characterized in that the volatile organic compounds are desorbed and supplied to the condensation device (19). 제 1 항에 있어서, 상기 흡착장치(9)에서 나오는 깨끗한 공기는 0~100% 수분제거장치(5)로, 나머지는 흡착장치(9)로 공급하도록 되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 화합물의 흡착 응축식 회수 방법.2. The adsorption condensation of volatile organic compounds according to claim 1, wherein the clean air from the adsorption device (9) is supplied to the 0-100% moisture removal device (5) and the rest is supplied to the adsorption device (9). Formula recovery method. 제 1 또는 2 항에 있어서, 상기 수분제거장치(5)와 상기 흡착장치(9)에서는 활성탄, 변형된 활성탄, 제올라이트, 분자체, 활성탄 섬유, 고분자 흡착제에서 선택된 흡착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물의 흡착 응축식 회수 방법.The method of claim 1 or 2, wherein the water removal device (5) and the adsorption device (9) use an adsorbent selected from activated carbon, modified activated carbon, zeolite, molecular sieve, activated carbon fiber, polymer adsorbent. Adsorption condensation recovery method of organic compounds. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 가열/냉각장치는, 흡착장치(9) 및 수분제거장치(5)의 외주면을 가열시키는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물의 흡착 응축식 회수 방법.The method of claim 1 or 2, wherein the heating / cooling device heats the outer circumferential surfaces of the adsorption device (9) and the water removal device (5). 휘발성 유기화합물을 함유하는 공기에서 수분을 선택적으로 흡착 제거하는 수분제거장치(5), 수분 제거된 휘발성 유기화합물이 포함된 공기를 수분제거장치(5)로부터 바로 유입하여 순수 휘발성 유기화합물을 흡착제거하기 위한 흡착장치(9), 휘발성 유기화합물이 흡착된 흡착장치(9) 및 수분제거장치(5)로 고온의 스팀 또는 냉각수를 이용하여 간접탈착하는 가열/냉각장치, 휘발성 유기화합물을 액상으로 회수하는 응축장치(19)를 구비하며, Water removal device (5) for selectively adsorption and removal of moisture from the air containing volatile organic compounds, adsorption removal of pure volatile organic compounds by flowing air containing the water-removed volatile organic compounds directly from the water removal device (5) Heating / cooling device for indirect desorption using high temperature steam or cooling water with adsorption device (9), adsorption device (9) and moisture removal device (5) to adsorb volatile organic compounds, and recovery of volatile organic compounds into liquid phase It is provided with a condenser device 19, 응축장치(19)에서 미응축되어 라인(23)을 통해 흐르는 휘발성 유기화합물이 일부 포함된 가스를, 수분제거장치(5)를 통과한 가스와 함께 혼합하여 흡착장치(9)에 재공급시키는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물의 흡착 응축식 회수 장치.Mixing the gas containing some of the volatile organic compounds that are not condensed in the condenser 19 and flowing through the line 23 together with the gas that has passed through the water removal device 5 to supply the adsorption device 9 again. Adsorption condensation type recovery apparatus for volatile organic compounds. 제 5 항에 있어서, 상기 수분제거장치(7) 및 흡착장치(9)는 각각 두 개 이상씩 구비되고, 어느 하나에 탈착용 가열공기를 제공하는 동안 다른 것에는 흡착용 공기가 계속 공급되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 용매의 흡착 응축식 회수 장치.6. The method of claim 5, wherein the water removal device (7) and the adsorption device (9) are each provided with two or more, each of which is supplied with adsorption air is continuously supplied to the other while providing desorption heating air to one of them. Adsorption condensation type recovery apparatus for volatile organic solvents. 제 5 또는 6 항에 있어서, 상기 흡착장치(9)에서 배출되는 공기를 가열/냉각장치에서 발생한 스팀 및 냉각수와 접촉하여 수분제거장치(5)의 재생, 흡착장치(9)의 탈착 및 가열된 흡착장치(9)의 냉각에 공급하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물의 흡착 응축식 회수 장치.7. The method of claim 5 or 6, wherein the air discharged from the adsorption device (9) is brought into contact with steam and cooling water generated in the heating / cooling device to regenerate the water removal device (5), to desorb and heat the adsorption device (9). Adsorption condensation type recovery apparatus for volatile organic compounds, characterized in that to be supplied to the cooling of the adsorption device (9). 제 5 또는 6 항에 있어서, 흡착장치(9)에, 탈착 시에 이용되는 기계식 또는 오일식 진공펌프가 연결되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물의 흡착 응축식 회수 장치.7. The adsorption condensation type recovery apparatus for volatile organic compounds according to claim 5 or 6, wherein a mechanical or oil vacuum pump used for desorption is connected to the adsorption device (9).
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