KR100853937B1 - Wasteheat recovery system applied for the pre-washing system of body painting process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차체 도장 공정에서 배출되는 유해가스를 연소, 소각처리하는 축열식 소각설비(RTO:Regenerative Thermal Oxidation)로부터 폐열을 회수하여 차체 도장공정의 전처리(Pretreatment) 공정 중에서, 탕세(湯洗)와, 예비탈지(豫備脫脂) 및 탈지(脫脂; degreasing), 화성피막(化成皮幕; conversion treatment) 수조부의 승온 및 온도유지를 위해 필요한 열원으로 재활용할 수 있도록 한 차체 도장 전처리공정 수조부의 승온 및 온도유지를 위한 축열식 소각설비의 폐열회수 시스템에 관한 것이다. The present invention recovers waste heat from regenerative thermal oxidation (RTO), which burns and incinerates harmful gases discharged from the vehicle body painting process, and in the pretreatment process of the body body painting process, hot water and Preliminary degreasing, degreasing, conversion treatment Temperature rise in the tank body pre-processing process to be recycled as a heat source necessary for raising the temperature and maintaining the temperature of the tank And it relates to a waste heat recovery system of the heat storage incineration plant for maintaining the temperature.
자동차 생산공정에서는 차체가 완성된 후 차체의 부식 방지 및 방음, 방청 등을 목적으로 도장공정이 이루어지는데, 이러한 도장공정을 수행하기 위해서는 우선 차체 표면 및 내부의 소지면에 화성 피막을 형성시켜 방청력과 전착 도료의 밀착력을 높이기 위한 등의 목적으로 전처리 공정이 수행된다.In the automobile production process, after the vehicle body is completed, the coating process is performed for the purpose of preventing corrosion, soundproofing, and rust prevention of the vehicle body.To perform such a coating process, first, a chemical film is formed on the surface of the vehicle body and the surface of the inside to prevent rust resistance and The pretreatment process is performed for the purpose of increasing the adhesion of the electrodeposition paint.
차체 도장공정은 차체 완성후 도장공장으로 이송하여 주로 전착건조오븐 등에서 열경화성 도료 등으로 도장, 건조작업을 수행하게 되고, 이러한 전착 건조과정에서 탄소수소 등으로 구성된 유해가스(VOC; Volatile Organic Compounds)는 고가의 시설비가 요구되는 반면 운전비는 절감되는 축열식 소각설비(RTO:Regenerative Thermal Oxidation; 이하 축열식 소각설비라 함.)를 통해 연소시켜 환경규제 이하로 처리한 후 배기시킨다. The car body painting process is transferred to the painting factory after completion of the car body, and the coating and drying work is carried out mainly by electrodeposition drying ovens and the like with thermosetting paints. In this electrodeposition drying process, toxic gases (VOCs) composed of carbon and hydrogen are Expensive facility costs are required, while operating costs are burned through regenerative thermal oxidation (RTO), which is reduced to environmental regulation, and then evacuated to less than environmental regulations.
상기 축열식 소각설비는 차체 도장공정에서 발생되는 유해가스를 고온의 연소실에서 연소시켜 약 200℃의 고온상태로 배출시키는 데, 고온의 연소된 배기가스를 그대로 배출시킬 경우 그 에너지 손실이 적지않은 것이어서 고온으로 배출되는 배기가스로부터 폐열을 회수하여 재활용하려는 시도가 다양하게 이루어지고 있다.The regenerative incineration facility burns harmful gases generated in the car body painting process in a high temperature combustion chamber and discharges them at a high temperature of about 200 ° C. When the high temperature burned exhaust gas is discharged as it is, its energy loss is not high. Various attempts have been made to recover waste heat from the exhaust gas discharged into the furnace.
이하에 이에 대하여 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at this in more detail below.
차체 도장 작업에서 도료전착과 건조과정 등에서 발생된 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 유기성 악취 등의 유해가스를 고온으로 연소시켜 배출시키는 축열식 소각설비 등으로부터 폐열을 회수하는 다양한 목적과 용도의 폐열회수 시스템 등이 알려져 있는데, 이러한 축열식 소각설비 등에 있어서 폐열회수와 관련하는 선행 기술 등을 살펴보면 아래의 기재와 같다.Waste heat recovery system for various purposes and uses to recover waste heat from regenerative incineration facility that burns and discharges harmful gases such as volatile organic compounds (VOCs) and organic odor generated during paint electrodeposition and drying process at high temperature This is known, the prior art and the like related to the waste heat recovery in the heat storage type incineration facilities and the like as described below.
공개특허공보 제10-2005-0081203(공개일자 2005.08.18.)에는 각종 연소장치로부터 배출되는 연소가스의 폐열을 회수하기 위하여 연소가스의 배출관 역할을 하는 내부 케이싱을 그 내벽으로 하고 외부 케이싱을 그 외벽으로 하여 이들 사이에 열매체액이 저장공간을 형성하는 다수개의 폐열회수챔버가 배출관을 따라 적층식으로 연결설치되고, 각 폐열회수챔버에는 급수파이프와 주가열관, 분기헤드와 혼합헤드가 급수연결관으로 연결되어 냉수유입관으로부터 온수배출관까지 급수라인을 형성 함으로써 연소가스에 포함된 폐열을 열매체액으로 회수하여 피가열 유체를 가열시키도록 함으로써 연소가스의 배출저항을 최소화하면서도 폐열회수성능은 크게 향상시킬 수 있는 축열식 폐열회수 시스템이 게재되어 있다. In Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0081203 (published on Aug. 18, 2005), an inner casing serving as a discharge pipe of the combustion gas is used as an inner wall thereof to recover waste heat of the combustion gas discharged from various combustion apparatuses. A plurality of waste heat recovery chambers, which serve as outer walls and form a storage space for the heat medium liquid, are stacked and installed along the discharge pipe. Each waste heat recovery chamber has a feed pipe, a main heating pipe, a branch head, and a mixing head. By connecting a water supply line from the cold water inlet pipe to the hot water discharge pipe, the waste heat contained in the combustion gas is recovered as the heat medium to heat the heated fluid, thereby minimizing the discharge resistance of the combustion gas and greatly improving the waste heat recovery performance. A regenerative waste heat recovery system is listed.
공개특허공보 제10-2006-0126885호(공개일자 2006. 12.11.)에는 휘발성 유기화합물이 포함된 유해가스를 소각처리하기 위한 연소실, 축열재가 구비되는 복수의 축열실, 상기 축열실에 유해가스유입관 및 연소처리된 청정공기 배기관을 교차 연결하는 유로전환수단, 연소실의 과열방지 바이패스관이 구비된 축열식 연소산화장치에 있어서, 상기 연소실에 바이패스 회수관과 청정공기 배기관으로부터 분기 형성되는 배기분기관이 연결되어 양측 공기를 혼합하는 열기혼합장치와 이에 연결되어 별도의 건조기로 혼합 열풍을 공급하는 열풍관으로 이루어져 연소실에서 바이패스되는 폐열이 해당 산업현장에서 필요로 하는 건조의 열풍으로 활용되어 전기에너지와 산업설비의 운용비용을 절감할 수 있도록 한 축열식 연소산화장치의 폐열활용 열풍생산 시스템이 게재되어 있다. Korean Patent Publication No. 10-2006-0126885 (published Dec. 11, 2006) discloses a combustion chamber for incineration of hazardous gases containing volatile organic compounds, a plurality of heat storage chambers provided with heat storage materials, and harmful gas inflow into the heat storage chamber. A regenerative combustion oxidizer having a flow path switching means for cross-connecting a pipe and a clean air exhaust pipe which has been treated, and a bypass pipe for preventing overheating of the combustion chamber, wherein the exhaust portion branched from the bypass recovery pipe and the clean air exhaust pipe in the combustion chamber. The engine is connected to a hot air mixing device that mixes air from both sides and a hot air pipe connected to it to supply mixed hot air to a separate dryer, and the waste heat bypassed from the combustion chamber is utilized as the hot air of drying required by the relevant industrial site. Waste heat utilization hot air production system of regenerative combustion oxidizer to reduce energy and operating cost Published.
공개특허공보 제10-2001-0097779호(공개일자 2001.11.08.)는 처리대상 배기가스와 기상으로 전환된 공급연료를 혼합하여 배기가스처리 덕트 내로 함께 공급하고, 촉매층에서 연료의 자체산화로 발생되는 열로써 촉매층의 온도를 유지시키며, 그와 동시에 촉매층의 표면에서 오염물질을 산화시켜 제거시키는 시스템으로 구성되어 연소에 의해 정화된 배기가스가 가지고 있는 열을 회수하여 촉매산화기로 유입되는 처리대상가스를 예열시킴으로써 오염물질의 산화온도까지 상승시키는 데 필요한 보조적인 열에너지를 최소화할 수 있도록 한 가스상 오염물질 제어용 RCO 시 스템 구성 및 운전방법에 대하여 게재되어 있다. Korean Patent Publication No. 10-2001-0097779 (published 11/08/2001) discloses a mixture of an exhaust gas to be treated and a feed fuel converted into a gaseous phase and supplied together into an exhaust gas treatment duct, and is generated by self-oxidation of fuel in a catalyst layer. It is composed of a system that maintains the temperature of the catalyst layer by heat that is oxidized and at the same time oxidizes and removes contaminants from the surface of the catalyst layer, and recovers the heat of the exhaust gas purified by combustion and flows into the catalytic oxidizer. This article describes how to configure and operate a gaseous pollutant control RCO system that minimizes the supplementary thermal energy required to raise the pollutant to its oxidation temperature by preheating it.
특허공보 제10-0551269호(공고일자 2006. 02.03.)에는 연소로에서 발생된 고온의 열을 공급된 공기로서 제1열교환기에서 회수하여 여기서 가열된 공기를 폐기물의 열분해 공정에 투입하는 한편 용융로에서 발생된 고온의 열을 연소로에 투입하고, 용융로의 제2열교환기에서는 용융로에서 발생된 고온의 열을 공급된 공기와 열교환시켜 폐열을 회수하여 이를 용융로의 용융 슬래그에 재투입함으로써 폐기물이 자체 보유한 연소열을 최대한 이용하여 폐열을 회수하고 이를 공정에 재투입, 축열함으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있도록 한 폐기물 열분해 용융로의 폐열회수 축열방법이 게재되어 있다. Patent No. 10-0551269 (published date 2006. 02.03.) Discloses that high temperature heat generated from a combustion furnace is supplied as air supplied from a first heat exchanger, and the heated air is introduced into a waste pyrolysis process while The high temperature heat generated in the furnace is introduced into the furnace, and the second heat exchanger in the furnace exchanges the high temperature heat generated in the furnace with the supplied air to recover waste heat, and re-injects the waste heat into the molten slag of the furnace so that the waste itself. Waste heat recovery heat storage method of waste pyrolysis smelting furnace has been published that maximizes energy efficiency by recovering waste heat by maximizing the heat of combustion and reinjecting and regenerating it into the process.
특허공보 제10-0680028호(공고일자 2007. 02.01.)에는 연소실에서 배출되는 고온 가스의 폐열을 회수하는 폐열회수 열교환기와 이를 거쳐 냉각된 가스의 일부를 폐열회수 열교환기의 전단으로 순환시키는 제1순환송풍기, 순환 가스외의 나머지 가스를 축열식 소각로의 입구에 설치된 메인송풍기의 흡입측 또는 토출측으로 합류시키며, 온도감지센서에 의해 조절되는 풍량조절밸브로 이루어져 휘발성 유기화합물 또는 악취가스를 소각처리하는 축열식 소각로에서 배출되는 고온의 폐열을 회수하기 위한 폐열회수장치가 게재되어 있다. Korean Patent Publication No. 10-0680028 (published date 2007. 02.01.) Includes a waste heat recovery heat exchanger that recovers waste heat of hot gas discharged from a combustion chamber, and a part of the cooled gas circulated to the front end of the waste heat recovery heat exchanger. Residual incinerator that combines the remaining gas other than the circulating blower and the circulating gas to the suction side or the discharge side of the main blower installed at the inlet of the regenerative incinerator, and consists of the air volume control valve controlled by the temperature sensor. Waste heat recovery system for recovering high temperature waste heat discharged from
공개특허공보 제10-2004-0089460호(공개일자 2004.10.21.)에는 연소로의 연소실 내에서 발생한 고온 기체를 연소실 폐쇄회로 내에서 다시 이용하여 고효율적인 열에너지회수, 재이용의 효과를 도모하고 고온 기체가 병렬로 유동되는 방식의 관다발식 열교환기로서 열에너지를 회수할 수 있도록 한 축열식 연소로의 열에너지 회수방법에 대하여 게재되어 있다. Korean Patent Publication No. 10-2004-0089460 (published on October 21, 2004) discloses high-efficiency heat energy recovery and reuse by using hot gas generated in a combustion chamber of a combustion furnace in a combustion chamber closed circuit. Has been published as a method of recovering heat energy of a regenerative combustion furnace in which heat energy can be recovered as a tubular heat exchanger having a parallel flow.
일본공개공보 평14-257331호(공개일자 2002.09.11.)에는 고온의 배기가스를 배기하는 연도에 급기블로워, 축열체, 절환밸브, 급기유로, 배기유로, 열교환기로 구성되어 배기가스로부터 열을 회수하는 방법에 대하여 게재되어 있다. Japanese Patent Application Laid-Open No. 14-257331 (published Sep. 11, 2002) includes an air supply blower, a heat storage body, a switching valve, an air supply passage, an exhaust passage, and a heat exchanger during a year for exhausting a high temperature exhaust gas. It is published about how to collect.
한편, 공개특허공보 제10-2006-0126884호(공개일자 12.11.)에는 축열실 연소산화장치(R.T.O)에 있어서, 고온의 연소실에서 발생된 고열의 배기가스가 바이패스 복귀관을 통해 보일러 탱크를 경유토록 함으로써 스팀 생산이 이루어지게 하고, 다시 연소실로 복귀유입되어 축열실에서 2차 열교환후 배출되게 한 축열식 연소화장치의 폐열활용 스팀생산 시스템에 관하여 게재되어 있다. On the other hand, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2006-0126884 (published date 12.11.) Discloses a high temperature exhaust gas generated in a high temperature combustion chamber in a heat storage chamber combustion oxidizing apparatus (RTO), and bypasses a boiler tank through a bypass return pipe. It is disclosed about the waste heat utilization steam production system of the regenerative combustor which causes the steam production to be made and then flows back to the combustion chamber and is discharged after the second heat exchange in the heat storage chamber.
이하에는 본 발명의 폐열회수 시스템이 적용되는 차체도장의 전처리 공정에 대하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. Hereinafter, the pretreatment process of the vehicle body coating to which the waste heat recovery system of the present invention is applied will be described in more detail.
이미 언급한 바와 같이 차체 도장공정은 도장작업 전에 도료 전착을 위한 전처리 공정을 거치게 되는 데, 이러한 전처리 공정은 차체 도장전에 방청유, 이물질, 불순물 제거 및 내식성, 부착성 증대를 위하여 수행된다. As already mentioned, the vehicle body painting process undergoes a pretreatment process for electrodeposition of paint prior to painting, and this pretreatment process is performed to remove rust preventive oil, foreign substances, impurities, corrosion resistance, and adhesion before painting the body.
즉, 차체는 도장전에 상기한 목적과 이유로 예비탕세 - 탕세 - 예비탈지 - 제1수세 - 제2수세 - 제3수세 - 화성피막 - 제4수세 - 제5수세 - 제6수세 - 순수세 의 전처리 공정을 수행하게 되는데, In other words, the body is pretreated before the painting for the above-mentioned purposes and reasons: preliminary washing-hot washing-preliminary degreasing-1st washing-2nd washing-3rd washing-chemical coating-4th washing-5th washing-6th washing-pure washing To carry out the process,
상기한 여러 단계의 과정중에서 탕세 단계에서는 온수를 이용한 스프레이, 딥(DIP) 방식에 의한 표면 이물질 또는 방청유 등을 세척하고, 예비탈지 및 탈지 단계에서는 탈지제를 첨가한 탈지액으로 잔류 오염물질을 제거하며, 화성피막 단계 에서는 금속 표면에 비전도성 인산, 아연 피막 등을 형성하는 공정을 수행하는 것으로, 이러한 탕세, 예비탈지, 탈지, 화성피막의 단계의 수조부에서는 용수 온도를 40∼60℃로 승온 및 유지시키는 것이 요구되고 이에 따라 상기한 탕세, 예비탈지, 탈지, 화성피막의 수조부는 온수와 탈지액 등의 승온 및 온도유지를 위한 별도의 히터가 설치되어 운용되고 있다.During the various steps described above, the hot water washing step is used to clean the surface foreign matter or rust-preventive oil by spraying with hot water, dip (DIP) method, and in the preliminary degreasing and degreasing step to remove residual contaminants with a degreasing agent added with a degreasing agent. In the chemical conversion step, the non-conductive phosphoric acid, zinc coating, etc. are formed on the metal surface. In the water bath of the step of hot water, pre-degreasing, degreasing and chemical conversion, the temperature of the water is raised to 40 to 60 ° C. It is required to maintain and accordingly the hot water, preliminary degreasing, degreasing, the tank portion of the chemical conversion film is installed and operating a separate heater for maintaining the temperature and temperature of the hot water and degreasing liquid.
본 발명은 차체 도장공정에서 발생된 유해가스(VOC; Volatile Organic Compounds)를 연소시켜 배기처리하는 축열식 소각설비로부터 폐열을 회수하여 예비탕세 - 탕세 - 예비탈지 - 제1수세 - 제2수세 - 제3수세 - 화성피막 - 제4수세 - 제5수세 - 제6수세 - 순수세 등의 과정으로 처리되는 차체도장 전처리 공정 중에 '탕세, 예비탈지, 탈지, 화성피막' 단계의 수조부의 용수 온도를 40∼45℃로 승온 및 유지시키는 열원으로 재활용하고자 하는 것이다.The present invention recovers waste heat from a regenerative incineration facility that burns and discharges volatile gases (VOCs) generated in the body painting process, and preliminary hot water-hot water-preliminary degreasing-first flush-second flush-third The water temperature of the tank in the 'hot water, pre-degreasing, degreasing, and chemical film' stages during the body coating pretreatment process, such as water washing-chemical coating-fourth washing-fifth washing-six washing-pure water It is intended to be recycled as a heat source that is heated and maintained at -45 ℃.
보다 구체적으로 본 발명은 차체 도장공정에서 발생된 연소가스를 고온으로 연소처리하여 배기시키는 축열식 소각설비의 배기가스 굴뚝(Stack)에 소각설비 및 전처리 공정 기동과 연동, 제어되는 제어댐퍼를 2개소에 설치하고 배출되는 고온의 배기가스로부터 폐열을 회수하여 상기한 차체 도장의 전처리 공정중에 승온 및 온도 유지가 필요한 탕세, 예비탈지, 탈지, 화성피막의 수조부의 열원으로 재활용함으로써 에너지절감 효과를 도모하고자 하는 것이다.More specifically, the present invention provides a control damper connected to the incineration facility and the pretreatment process in two places in the exhaust gas stack of the heat storage type incineration facility that burns and exhausts the combustion gas generated in the vehicle body painting process at a high temperature. Waste heat is recovered from the high-temperature exhaust gas that is installed and discharged, and the energy is saved by recycling it as a heat source for hot water, pre-degreasing, degreasing, and chemical conversion coatings that require elevated temperature and temperature maintenance during the pretreatment process of the vehicle body coating. It is.
또한, 본 발명은 차체 도장 전처리 공정중에서 상기한 탕세, 예비탈지, 탈지, 화성피막의 수조부의 승온 및 온도유지를 위해 폐열을 회수, 재활용하는 폐열회수 장치의 부가설치, 운영을 통해 전술한 에너지절감효과와 더불어서 전처리 공정 시스템의 작업안정화에도 기여하고자 한다. In addition, the present invention, the above-mentioned energy through the installation and operation of the waste heat recovery device for recovering and recycling the waste heat for hot water, pre-degreasing, degreasing, the temperature rise and temperature maintenance of the tank of the chemical coating during the vehicle body painting pretreatment process In addition to the savings, it also contributes to the stabilization of the work of the pretreatment process system.
본 발명은, 차체 도장공정에서 발생된 유해가스를 연소, 배기처리하는 축열식 소각설비로부터 배기되는 배기가스의 열에너지를 열교환을 통해 회수하는 열교환기와, 열교환기로부터 열에너지를 회수하여 차체도장 전처리 공정 탕세, 예비탈지, 탈지, 화성피막 단계의 각 수조부 필요한 열에너지를 제공하는 온수탱크와, 온수탱크로부터 제공된 열에너지를 열교환을 통해 상기 차체도장 전처리 공정의 각 수조부로 제공하는 열교환기와, 온수탱크로부터 승온 및 온도유지에 필요한 열에너지를 제공받는 차체도장 전처리공정의 탕세, 예비탈지, 탈지, 화성피막 단계의 각 수조부와, 축열식 소각설비로부터 열교환기를 통해 폐열을 회수하고 각 수조부에 연결된 열교환기를 통해 열에너지를 제공하는 일반 용수를 포함한 열매체액 등으로 이루어진다.The present invention is a heat exchanger that recovers the heat energy of the exhaust gas exhausted from the heat storage type incineration facility that burns and exhausts the harmful gas generated in the vehicle body painting process through heat exchange, and recovers the heat energy from the heat exchanger, Hot water tank providing the necessary heat energy for each tank part of preliminary degreasing, degreasing, and chemical coating step, a heat exchanger that provides heat energy provided from the hot water tank to each water tank part of the vehicle body coating pretreatment process through heat exchange, and an elevated temperature and temperature from the hot water tank. The waste water is recovered through heat exchangers from the tanks in the hot water, pre-degreasing, degreasing, and chemical conversion stages of the body coating pretreatment process, which receives the heat energy required for maintenance, and the heat energy is supplied through heat exchangers connected to each tank portion. It consists of a thermal fluid including general water.
본 발명은 차체 도장공정에서 발생된 유해가스(VOC; Volatile Organic Compounds)를 연소시켜 배기처리하는 축열식 소각설비로부터 폐열을 회수하여 차체도장의 전처리공정에 필요한 수조부의 승온 및 온도유지를 위한 열원으로 재활용함으로써 에너지 절감 효과를 거둘 수 있고 이로부터 차체도장 전처리 설비의 운용비 절감 등에 크게 기여할 수 있는 것이다.The present invention recovers waste heat from a regenerative incineration facility that burns and discharges toxic gases (VOCs) generated in a car body painting process, and as a heat source for maintaining the temperature and temperature of the water tank required for the pretreatment process of the car body coating. By recycling, energy savings can be achieved, which can greatly contribute to the reduction of operating cost of the body paint pretreatment facility.
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차체 도장공정에서 발생된 유해가스를 고온 연소시켜 배기처리하는 자동차 도장공정의 축열식 소각설비에 있어서, 고온으로 연소, 배기되는 배기가스의 열에너지를 회수하여 예비탕세 - 탕세 - 예비탈지 - 제1수세 - 제2수세 - 제3수세 - 화성피막 - 제4수세 - 제5수세 - 제6수세 - 순수세 등의 단계로 처리되는 차체도장 전처리(Pretreatment) 공정 중에서, '탕세(湯洗), 예비탈지(豫備脫脂), 탈지(脫脂; degreasing), 화성피막(化成皮幕; conversion treatment)' 단계의 수조부(이하, 차체도장 전처리 공정의 각 수조부라 함.)의 용수 온도를 40∼60℃로 승온 및 유지시키는 데 필용한 열원으로 재활용하고자 하는 것으로,
축열식 소각설비의 배기가스 굴뚝(Stack)에 축열식 소각설비 및 전처리 공정의 기동과 연동, 제어되는 제어댐퍼를 2개소에 설치하여 굴뚝을 통해 배출되는 고온의 배기가스로부터 폐열의 열에너지를 온수탱크에 회수하고, 온수탱크로부터 폐열로 가열된 온수를 열교환기를 통해 탕세, 예비탈지, 탈지, 화성피막 단계의 수조부의 용수를 승온 및 온도유지시킬 수 있게 구성한 것이다.In the heat storage type incineration facility of the automobile painting process which exhausts harmful gas generated in the body painting process by high temperature combustion, it recovers the thermal energy of the exhaust gas which is burned and exhausted at a high temperature. In the pretreatment process of car body painting, which is processed in the steps of 2nd washing-3rd washing-Hwaseong film-4th washing-5th washing-6th washing-Pure water, etc. Iii) The water temperature of the tank part (hereinafter, referred to as each tank part of the body coating pretreatment process) in the step of degreasing and conversion treatment is 40-60 ° C. It is intended to be recycled as a heat source necessary for raising and maintaining
In the exhaust gas stack of the heat storage incineration facility, two control dampers are connected to the start-up of the heat storage incineration facility and the pretreatment process, and the control dampers are recovered in the hot water tank from the hot exhaust gas discharged through the chimney. In addition, the hot water heated by waste heat from the hot water tank is configured to be able to increase the temperature and temperature of the water in the water tank of the hot water, pre-degreasing, degreasing, chemical conversion film stage through a heat exchanger.
일반적인 차체 도장공정의 전처리 공정은 차체공장으로부터 조립된 차체를 최초 탕세 온수조에서 온수를 이용한 스프레이 및 딥(Dip) 방식으로 표면의 이물질 또는 방청유 등을 세척하고, 상기 탕세 단계에 이어 탈지 단계에서 예비 탈지 수조부 내부에서 탈지제를 첨가한 탈지액으로 세척하여 잔류 오염물질을 완전히 제거하며, The pre-treatment process of the general body painting process is to wash the foreign body or rust-preventive oil on the surface by spraying and dip method using hot water in the first hot water bath for the body assembled from the car body factory, and then preliminary in the degreasing step following the hot water step In the degreasing tank, washing with degreasing solution added with degreasing agent completely removes residual contaminants.
탈지 수조부에서 스프레이 및 딥 방식에 의한 물체척 공정으로 잔류 탈지액을 제거한 다음 제1,2,3수세 단계를 거쳐 차체를 화성 피막 수조부 내부에서 표면 조 정제를 이용하여 강판의 산화방지 및 억제를 위하여 강판표면의 성상을 균일화시키는 표면조정작업을 수행하여 금속표면에 비전도성의 인산-아연 피막을 형성한 후, 다시 차체를 스프레이 및 딥 방식으로 두 번째 물세척하여 잔류 피막액을 제거하고 최종 순수 물세척하는 과정 등으로 이루어진다. The degreasing bath unit removes residual degreasing solution by the object chucking process by spraying and dip method, and then, through the first, second and third washing steps, the car body is prevented from being oxidized and restrained by inhibiting the oxidation of the steel sheet using the surface rough tablet inside the chemical coating tank. For this purpose, the surface adjustment is performed to uniform the properties of the steel plate surface to form a non-conductive phosphate-zinc film on the metal surface, and then the vehicle body is washed secondly by spraying and dipping to remove residual coating liquid. Pure water washing process.
본 발명은 차체도장 공정에서 배출되는 유해가스를 연소, 소각처리하는 축열식 소각설비에서 연소, 배출되는 고온의 배기가스로부터 폐열을 회수하여 상기한 차체 도장공정의 전처리 공정중에서, 탕세 단계와 예비 탈지 및 탈지 단계, 화성피막 단계에서 필요한 용수의 승온 및 온도유지를 위한 열원으로 재활용하도록 구성한 것으로, 이하에 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 살펴보면 다음과 같다. The present invention recovers waste heat from the high-temperature exhaust gas that is burned and discharged in a regenerative incineration facility that burns and incinerates harmful gases discharged from the vehicle body coating process, and thus, during the pretreatment process of the vehicle body painting process, a hot water washing step and preliminary degreasing and It is configured to recycle as a heat source for maintaining the temperature and temperature of the water required in the degreasing step, the chemical conversion step, looking at the specific details for the implementation of the present invention as follows.
도 1은 본 발명에 따른 축열식 소각설비의 폐열회수 시스템의 전체 구성도, 도 4는 본 발명중 일요부를 발췌한 구성도, 도 3,4는 본 발명중 일요부를 발췌한 정면도 및 평면도, 도 5는 본 발명중 도장 전처리 공정의 수조부와 연결되는 열교환기의 배관연결도이다. 1 is an overall configuration diagram of a waste heat recovery system of a heat storage incineration plant according to the present invention, Figure 4 is a configuration diagram extracting the essential part of the present invention, Figure 3,4 is a front view and a plan view, extracting the essential part of the present invention 5 is a pipe connection diagram of the heat exchanger connected to the water tank portion of the coating pretreatment process of the present invention.
축열식 소각설비(1)의 배기가스가 배출되는 메인 굴뚝(Stack)(11)에는 연소, 배기되는 배기가스로부터 폐열을 회수하기 위하여 별도의 보조 굴뚝(12)이 구비된다. The
보조 굴뚝(12)은 연소된 고온(대략 200℃)의 배기가스가 메인 굴뚝(11)을 통해 외부로 배기되는 과정에서 경유되어 외부로 배출될 수 있도록 형성될 것이다. The
메인 굴뚝(11)에는 배기가스의 외부 배출을 단속하는 제어댐퍼(14)가 보조 굴뚝(12)사이에 설치되고, 보조 굴뚝(12)에는 메인 굴뚝(11)으로부터 배기가스의 유입을 제어하는 제어댐퍼(15)가 각각 설치되는 것으로, The
이들 제어댐퍼(14)(15)는 축열식 소각설비(1) 및 도장 전처리공정 기동과 연동, 제어되도록 구성되는 바, 이에 대해서는 후술에서 상세히 언급하기로 한다. These
고온의 배기가스가 경유하여 배출되는 보조 굴뚝(12)에는 배기가스로부터 폐열을 회수하기 위한 열교환실(13)을 형성하고, 열교환실(13)에는 보조 굴뚝(12)을 통해 배출되는 배기가스와 직접적으로 접촉하여 폐열을 회수하는 열교환기(4)가 설치된다. A
상기 열교환기(4)는 차체도장 전처리 공정에서 용수의 승온 및 온도유지가 필요한 탕세, 예비탈지, 탈지, 화성피막 단계의 차체 도장 천저리 공정의 각 수조부(81)(82)(83)(84)로 열에너지를 제공하기 위한 온수탱크(2)와 연결하여 배기가스가 배출되는 보조굴뚝(12)의 열교환기(4)로부터 회수된 폐열에너지로서 온수를 가열,저장할 수 있게 하며, 열교환기(4)는 배기가스가 지나는 보조 굴뚝(12)의 열교환실내에 나선형 열교환파이프 등을 설치하여 냉수가 유동되게 함으로써 고온의 배기가스로부터 폐열을 회수할 수 있게 한다. The heat exchanger (4) is a
물론, 상기에서 언급한 나선형 열교환파이프 등으로 구성될 수 있는 열교환기(4)는 하나의 예시에 불과한 것으로 본 발명에서 상기 열교환기(4)는 나선형 열교환파이프 등의 구성에 한정되는 것이 아니며, 일반적인 여러 열교환기와 그 수단 등으로 실시가능한 것임은 당연하다할 것이다. Of course, the
상기 보조 굴뚝(12)의 열교환실(13)에 설치된 열교환기(4)에는 차체도장 전처리 공정의 수조부(81)(82)(83)(84)에서 열교환이 이루어진 냉수가 환수되는 환수라인(41)이 연결되고, 배기가스의 고온 열에너지와 열교환이 이루어진 온수를 온수탱크(2)로 입수시키는 입수라인(42)이 연결된다. The heat exchanger (4) installed in the heat exchange chamber (13) of the auxiliary chimney (12) has a return line for returning cold water that has undergone heat exchange in the water tanks (81, 82, 83, 84) of the vehicle body coating pretreatment process ( 41 is connected, and an
온수탱크(2)에는 차체도장 전처리 공정의 각 수조부(81)(82)(83)(84)로 온수를 제공하기 위하여 순환펌프(25)가 설치되고 공급라인(21)(22)(23)(24)이 각 수조부(81)(82)(83)(84)와 연결된 열교환기(51)(52)(53)(54)에 각각 연결된다. The
상기 온수탱크(2)는 온도조절기를 설치하여 온수를 70~80℃로 유지되도록 저장하는 것이 바람직한 데, 이것은 탕세, 예비탈지, 탈지, 화성 피막의 각 용수 온도가 40∼60℃정도이므로 이들의 승온 및 온도유지에 적합하게 온도(70~80℃)로 온수를 저장, 공급함으로써 불필요한 고온의 공급에 따른 시설의 고가화와 복잡화(열응력, 재질, 부식성 고려 등) 및 고열방지 등에 필요한 부가설비 등 요구되지 않도록 하기 위한 것이 그 이유이다. The hot water tank (2) is preferably installed to store the temperature so that the hot water is maintained at 70 ~ 80 ℃, this is hot water, preliminary degreasing, degreasing, because the temperature of each water of the chemical film is about 40 ~ 60 ℃ By storing and supplying hot water at a temperature (70 ~ 80 ℃) to raise the temperature and maintain the temperature, additional facilities required for the high price and complexity of facilities (considering thermal stress, materials, corrosiveness, etc.) and high temperature prevention due to unnecessary high temperature supply That is why it is not required.
상기 온수탱크(2)에는 보조 굴뚝(12)의 열교환기(4)로부터 고온의 온수가 유입되었을 경우 전술한 70~80℃의 온수온도 유지를 위하여 외부로부터 온도조절에 필요한 조절수를 공급할 수 있도록 외부 급수장치(도면부호 생략)를 구비시키는 것이 바람직할 것이다. The hot water tank (2) so that when hot water of high temperature flows from the heat exchanger (4) of the auxiliary chimney (12) to supply the adjustment water necessary for temperature control from the outside to maintain the hot water temperature of the above 70 ~ 80 ℃ It would be desirable to have an external water supply (not shown).
또한, 이미 언급한 바와 같이 메인 굴뚝(11)과 보조 굴뚝(12)에 설치된 제어댐퍼(14)(15)는 축열식 소각설비(1) 및 전처리 공정의 기동과 연동, 제어되도록 구성되는 것으로, 배기가스의 폐열회수가 요구되는 일상적인 경우에는 메인 굴뚝(11)의 제어댐퍼(14)를 닫고 보조 굴뚝(12)의 제어댐퍼(15)를 열어서 배기가스가 보조 굴뚝(12)을 경유하여 배출되게 하고, 소각설비(1)로부터 연소시킨 배기가스의 즉시 배출이 요구되거나 또는 전처리 공정의 기동이 중단되거나 온수탱크의 저장온수가 충분한 경우의 예와 같이 배기가스의 폐열회수가 필요없는 때에는 보조 굴뚝(12)측의 제어댐퍼(15)를 닫고 메인 굴뚝(11)의 제어댐퍼(14)를 개방하여 소각설비(1)로부터 배기가스를 곧장 배출시킨다. In addition, as already mentioned, the
상기 차체도장 전처리 공정의 각 수조부(81)(82)(83)(84)의 열교환기(81)(82)(83)(84)에는 보조 굴뚝(12)의 열교환기(4)에 연결된 환수라인(41)으로 열교환이 이루어진 온수를 배출하는 배출라인(31)(32)(33)(34)이 각각 연결되고, The
각 수조부(81)(82)(83)(84)는 열교환기(51)(52)(53)(54)와 순환라인(61)(62)(63)(64)으로 연결되어 공급라인(21)(22)(23)(24)을 통해 공급된 온수의 열에너지를 열교환기(51)(52)(53)(54)에서 각 수조부(81)(82)(83)(84)의 용수를 승온, 온도유지시키게 된다. Each
순환라인(61)(62)(63)(64)에는 순환펌프(7)가 각각 설치되어 다음과 같이 온수탱크(2)의 공급라인(21)(22)(23)(24)이 연결된 열교환기(51)(52)(53)(54)와 각각 연결되어 각 수조부(81)(82)(83)(84)의 용수를 승온, 온도유지시켜 주게 된다. Circulation pumps 7 are installed in the
상기 차체도장 전처리 공정의 각 수조부(81)(82)(83)(84)에서, 탕세 수조부(81)와 탈지 수조부(83)는 순환라인(61)(63)으로 열교환기(51)(53)와 직접 연결되어 용수가 열교환기(51)(53)로부터 직접 열교환이 이루어져 승온, 온도유지되고, In each
예비탈지와 화성 피막의 수조부(82)(84)는 순환라인(62)(64)이 그들의 각 온수조(82a)(84a)에 연결되어 온수조(82a)(84a)의 용수를 승온, 온도유지시켜서 예비탈지와 화성피막의 수조부(82)(84)내 용수를 승온, 온도유지시킨다. The
상기에서 예비탈지와 화성 피막의 수조부(82)(84)는 탈지제, 표면조성제 등의 사용으로 온수조(82a)(84a)를 통해 이들을 가열시키는 것으로, 차체도장 전처리 공정에서 온수조(82a)(84a)로 연결되어 작업이 이루어지는 예비탈지와 화성 피막의 수조부(82)(84)는 일반적인 것이며, 본 발명은 이러한 예비탈지와 화성피막의 수조부(82)(84)에 연결된 온수조(82a)(84a)의 용수를 승온, 온도유지시키는 것이다. The
한편, 상기에서 각 수조부(81)(82)(83)(84)에는 승온 및 온도유지를 위한 기존 히터 등의 스팀공급시스템이 그대로 설치되어 본 발명 시스템과 연동됨으로써 소각설비로부터 회수된 폐열의 열에너지 공급이 중단되거나 부족할 경우에 기존과 같이 히터로서 가동시킬 수 있게 하는 것으로, On the other hand, in the
각 수조부(81)(82)(83)(84)는 40∼60℃로 그 설정/유지온도가 각각 다르므로 열교환기(51)(52)(53)(54)를 통해 각각 그에 맞도록 승온 및 온도유지를 제어하고, Each of the
열교환기(51)(52)(53)(54)를 이용한 승온 및 온도유지에 열원이 부족한 경우 등에 있어서 기존의 히터 등의 스팀공급시스템 등을 연동 및 바이패스 자동제어로 운용되게 하여 적절한 승온과 온도유지가 이루어지도록 제어한다. In the case where the heat source is insufficient for the temperature raising and temperature holding using the heat exchanger (51) (52) (53) (54), it is possible to operate the steam supply system such as a heater and the like by interlocking and bypass automatic control. Control to maintain temperature.
또, 상기에서 각 공급라인(21)(22)(23)(24), 배출라인(31)(32)(33)(34), 순환라인(61)(62)(63)(64), 회수라인(41), 입수라인(42)에는 온도측정기(온도계)를 구비하고 각 수조부(81)(82)(83)(84)의 열교환기(51)(52)(53)(54)에 연결된 공급라인(21)(22)(23)(24)과 배출라인(31)(32)(33)(34) 그리고 순환라인(61)(62)(63)(64)에는 이들을 보조라인(91)(92)(93)(94)으로 서로 연결하고 여기에 유로전환밸브(3way v/v)(10)를 설치하여 온수탱크(2)에 담수된 온수와 전처리 공정의 각 수조 부(81)(82)(83)(84)의 용수를 일정 온도로 공급 유지할 수 있게 한다. In addition, each of the
즉, 상기 보조라인(91)(92)(93)(94)과 유로전환밸브(10)는 각 수조부(81)(82)(83)(84) 용수의 승온 및 온도유지에 필요한 공급라인(21)(22)(23)(24)으로부터 온수를 순환라인(61)(62)(63)(64)으로 바로 공급하는 등으로 온수탱크(2)의 담수된 온수와 전처리 공정의 각 수조부(81)(82)(83)(84)의 용수를 열교환기(51)(52)(53)(54)와 유로전환밸브(10)를 이용하여 일정 온도로 공급 및 유지하게 하는 것이다. That is, the auxiliary line (91) (92) (93) (94) and the flow path switching valve (10) is a supply line necessary for maintaining the temperature and temperature of the water tanks (81, 82, 83, 84). Each of the fresh water and the pretreatment process of the
한편, 온수탱크(2)로부터 공급라인(21)(22)(23)(24)과 열교환기(51)(52)(53)(54) 및 회수라인(41)과 열교환기(4), 입수라인(42)을 통해 온수탱크(2)로 순환하여 보조 굴뚝(12)의 열교환기(4)로부터 배기가스의 폐열을 회수하는 온수는 일반 용수를 포함하는 다양한 열매체액으로 실시할 수 있다. Meanwhile, the
도 1은 본 발명에 따른 축열식 소각설비의 폐열회수 시스템의 전체 구성도 1 is an overall configuration of the waste heat recovery system of the heat storage incineration facility according to the present invention
도 2는 본 발명중 일요부를 발췌한 구성도 Figure 2 is a block diagram extracting the essential part of the present invention
도 3,4는 본 발명중 일부를 발췌한 정면도 및 평면도 3 and 4 are a front view and a plan view of a part of the present invention;
도 5는 본 발명중 도장 전처리공정의 수조부와 연결되는 열교환기의 배관연결도 5 is a pipe connection diagram of the heat exchanger connected to the water tank of the pretreatment process of the present invention
☞도면의 주요 부분에 사용된 주요 부호에 대한 설명☜☞ Explanation of the main symbols used in the main part of the drawing ☜
1: 축열식 소각설비 2: 온수탱크1: Regenerative Incineration Facility 2: Hot Water Tank
21,22,23,24: 공급라인 31,32,33,34: 배출라인21,22,23,24:
4: 열교환기 41: 환수라인4: heat exchanger 41: return line
42: 입수라인 51,52,53,54: 열교환기42:
61,62,63,64: 순환라인 7: 순환펌프61, 62, 63, 64: circulation line 7: circulation pump
91,92,93,94: 보조라인 10: 유로전환밸브91,92,93,94: auxiliary line 10: flow path switching valve
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