KR100982052B1

KR100982052B1 - 나노필터가 구비된 다단증발 담수화 설비

Info

Publication number: KR100982052B1
Application number: KR1020030047364A
Authority: KR
Inventors: 김대중
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2010-09-13
Also published as: KR20050007766A

Abstract

본 발명은 다단증발 담수화 설비에서 탈기기의 전단 또는 증발기의 전단에 나노 필터를 설치하여 해수 중에 용해되어 있는 스케일 입자들을 제거함으로써 배관 내 스케일 발생을 막아 해수 운전 온도를 상승시킬 수 있도록 한 나노 필터가 구비된 다단증발 담수화 설비에 관한 것이다.

본 발명의 구성은 탈기기(14)로 유입되는 해수 보충관(13) 또는 탈기기(14)와 증발기 사이에 구비되는 해수 유입관(32) 상에 나노 필터(Nano-filtration)가 설치되도록 되어 있다.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 공정 내 해수의 염 농도를 낮추고, 해수에 녹아있는 스케일 입자들의 제거를 통해 해수 운전 온도를 기준치 이상으로 상승시킴으로써 증발기를 보다 작게 설계하는 것이 가능한 것이다.

담수, 다단증발, 스케일, 나노 필터

Description

나노필터가 구비된 다단증발 담수화 설비 {The Multi Stage Flashing Distillate Plant with Nano-Filter}

도 1은 종래의 다단증발 담수화 설비를 개략적으로 도시한 모식도

도 2는 본 발명의 나노 필터가 구비된 다단증발 담수화 설비를 개략적으로 도시한 모식도

도 3은 도 2의 나노 필터가 설치된 상태를 도시한 사시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 해수 공급관 12 : 히트 리젝션 섹션

13 : 해수 보충관 14 : 탈기기

16 : 해수 순환펌프 18 : 히트 리커버리 섹션

20 : 해수 가열기 22 : 담수관

24 : 해수 배출펌프 26 : 응축수 펌프

28 : 담수 배출펌프 30 : 나노 필터

32 : 해수 유입관

본 발명은 다단증발 담수화 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탈기기의 전단 또는 증발기의 전단에 나노 필터를 설치하여 해수 중에 용해되어 있는 스케일 입자들을 제거함으로써 배관 내 스케일 발생을 막아 해수 운전 온도를 상승시킬 수 있도록 한 나노 필터가 구비된 다단증발 담수화 설비에 관한 것이다.

첨부도면 도 1에서는 해수 담수화 설비 중 다단증발(MSF: Multi Stage Flashing) 공정을 개략적으로 도시하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 해수공급관(10)을 통해 히트 리젝션(HRJ: Heat Rejection) 섹션(12)으로 공급된 해수 중 일부는 해수 보충관(13)을 통해 탈기기(Deaerator)(14)를 통과한 후, 해수 순환펌프(16)에 의해 히트 리커버리(HRC: Heat Recovery) 섹션(18)으로 순환된다. 그리고, 히트 리커버리 섹션(18)을 통과한 해수는 해수가열기(20)를 통해 가열되어 다시 히트 리커버리 섹션(18)의 챔버 내부로 공급되면서 증발(flashing) 과정을 통해 담수화되어 히트 리젝션 섹션(12)의 응축수와 함께 담수관(22)을 따라 토출된다.

도면 중 미설명 부호 "24", "26", "28"은 각각 해수 배출펌프(24)와 응축수 펌프(26), 담수 배출펌프(28)를 나타낸다.

이와 같이 구성된 종래의 일반적인 다단증발 공정에서는 운전 중 튜브 내를 흐르는 염수(brine)의 최대 온도를 90~110℃로 제한하도록 하였다.

그 이유는 해수에 녹아있는 스케일 입자(Scale Forming lons)들이 해수가 가열됨과 동시에 분해 결합을 하여 튜브 내에 점착하는 현상이 발생하기 때문이다.

참고로, 스케일 입자에는 견성 입자(Hardness lons, 예를들어, SO₄ ^-)과 연성 입자(Soft lons, 예를 들어, Ca, Mg, HCO₃ ^-)가 있는데, 이 중 연성 입자가 점착되어 형성된 연성 스케일(soft scale)은 튜브 세척시스템(tube cleaning system)을 통해 어느 정도 제거가 가능하나 견성 입자(Hardness lons)가 점착되어 형성된 견성 스케일(hard scale)은 기구적 방법으로 제거가 불가능하였다.

따라서, 이러한 스케일 형성은 증발기의 열교환 능력을 저하시키고 더 많은 필요 열량을 요구하게 되어, 결과적으로 담수 설비의 생산량을 떨어뜨리는 원인이 되었다.

그러므로, 운전 중의 염수 최대 온도가 110℃ 이하로 제한되었던 바, 염수 온도 증가를 통한 증발 효율증대를 시도할 수가 없었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로, 탈기기의 전단 또는 증발기로 유입되는 전단에 나노 필터를 설치하여, 이를 통해 증발기로 유입되는 해수 내에 포함된 스케일 입자들을 제거함으로써 높은 해수 온도에서 운전이 가능하도록 한 다단증발 담수화 설비를 제공함에 발명의 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다단증발 담수화 설비에 있어서, 탈기기로 유입되는 해수 보충관 또는 탈기기와 증발기 사이에 구비되는 해수 유입관 상에는 하나 이상의 나노 필터가 설치되는 것을 기술적 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 탈기기(14)로 유입되는 해수 보충관(13) 또는 탈기기(14)와 증발기 사이에 구비되는 해수 유입관(32) 상에 나노 필터(Nano-filtration)가 설치되도록 되어 있다.

상기 나노 필터(30)는 미소(微小)한 막으로 이루어져 연성 스케일 입자 뿐만 아니라 견성 스케일 입자까지 걸러낼 수 있는 것이다.

따라서, 증발기로 공급되는 해수 내에는 스케일 입자들이 제거되어 배관 내 스케일 발생 문제가 없어짐에 따라 해수 온도를 적정치(110℃) 이상으로도 올려서 운전할 수 있는 것이다.

여기에서, 해수 온도의 상승은 160℃까지 가능하나 배관의 보호를 위해서는 바람직하게 140℃를 유지하는 것이 적절하다.

아울러, 상기 나노 필터(30)는 탈기기(14) 전단의 해수 보충관(13) 또는 증발기 전단의 해수 유입관(32) 중 어느 곳에 설치해도 무방하나, 최근의 탈기기(14) 와 증발기를 일체형으로 제작하는 추세에서는 상기 해수 보충관(13)에 설치해야 함은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 공정 내 해수의 염 농도를 낮추고, 해수에 녹아있는 스케일 입자들의 제거를 통해 해수 운전 온도를 기준치 이상으로 상승시킴으로써 증발기를 보다 작게 설계하는 것이 가능한 것이다.

따라서, 동일한 효율로 증발기를 작게 설계할 수 있게 됨에 따라 설비비를 대폭 절감하는 효과가 있다.

Claims

다단증발 담수화 설비에 있어서,

탈기기로 유입되는 해수 보충관 또는 탈기기와 증발기 사이에 구비되는 해수 유입관 상에는 하나 이상의 나노 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 나노 필터가 구비된 다단증발 담수화 설비.