KR101358193B1 - 타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제올라이트로부터 탈착된 점착성 악취성분가 축열 촉매연소기를 피복하는 현상을 방지하고, 냄새 제어기 전체 효율을 향상시킬 수 있는 타이어 제조공정 에서 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감시스템을 제공하기 위한 것으로 그 해결 수단은 타이어 제조공장의 고무 악취를 제거하는 농축 연소식 악취제어장치의 제올라이트 농축기 후단에 고농도 탈착 점착성 악취성분을 제거하기 위한 충돌식 유분 제어기를 추가로 설치한 것을 특징으로 한다.

Description

타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감 시스템{Tackiness mist abatement system of malodor emission control in tire manufacturing process}

본 발명은 타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 타이어 제조 공장의 고무 악취를 제거하는 농축 연소식 타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어공장의 악취는 천연고무와 합성고무 및 고무 배합 약품류들이 믹싱(혼련)되는 과정과 압출 압연 및 가항공정에서 열과 압력에 의해 생성 된 복합유기화합물들에 의해 발생한다. 악취의 주요 성분들을 크게 나누어 보면 알데하이드류, 지방산류, 아민류 및 휘발성유기화합물류로 분류할 수 있다. 특히 천연고무는 천연지방산과 단백질을 소량 함유하고 있어, 저장과 운송과정에서 발효하게 되면 특유의 악취를 발산한다.

종래의 타이어 공장에서 악취 방지용으로 많이 사용하여 왔던 냄새제어용 설비로는 세정식 스쿠러버(water scrubber)와 활성탄 흡착탑은 적은 비용으로 악취를 제어하는 용도로 주로 활용되어 왔지만 악취제거 효율이 낮아, 대단위 주거시설이 공장과 바로 인접하게 됨에 따라 이들 방지시설들은 주민 민원을 해소할 만큼 충분한 악취제어 역할을 못하게 되었다. 세정식 스쿠러버는 수용성 성분과 분체상의 냄새성분을 제어할 수는 있으나, 타이어 공장의 악취 성분 중 많은 부분을 차지하는 비수용성 휘발성 유기화합물과 알데하이드류의 제거에는 한계가 있다. 또 다른 종래의 악취방지설비 중 하나인 활성탄 흡착탑은 초기 처리 효율은 매우 높으나 점착성 냄새성분(오일 미스트)들이 쉽게 활성탄을 피복하여 흡착능력을 급감시키는 단점이 있어 피복된 활성탄을 짧은 주기로 재생하거나 교체하여야 하는 어려움 때문에 운전 비용이 커 대풍량의 악취 처리에 적절치 못하였다. 그 외 악취제어 방법인 화학세정법(산, 알카리세정법, 산화제 및 오존산화처리법) 등은 처리 효율이 낮고 처리 약제에 의한 2차적인 냄새가 유발되고 처리 후 생기는 폐수의 처리에 추가적인 비용이 소요되어 타이어 공장에서는 널리 사용되지 못하는 것이 현실이다.

이와 같은 타이어공장의 악취처리의 기술적 어려움을 극복하고 타이어 공장에 적합한 고무 악취처리 기술로 본 발명자는 타이어 제조 공정에서 발생하는 고무 냄새를 제거하기 위해, 그 발생농도는 낮으나 특유의 고무 불쾌취를 대풍량으로 배출하는 타이어 제조 공장의 배출 특성에 맞도록, 제올라이트 농축기를 이용하여 저농도의 냄새 유발 성분을 농축한 후, 냄새 유발 물질을 제올라이트 농축기로부터 열탈착에 의해 축열식 촉매연소장치 또는 보일러로 보내어 연소시켜 냄새를 제거는 장치를 고안한바 있다(특허 등록 제 0736248호, 제0900060호, 중화인민공화국 특허 등록 제ZL200710030592.9호). 또한 냄새 제거 장치를 최상의 효율로 가동하기 위한 운전 처리 방법에 대해서도 특허 등록한 바 있다(특허 등록 제 0947341호).

타이어공장에서 유발되는 악취성분의 물리적 상태는 기상(gas phase), 점착성 액상(oil mist), 분말상(powder)상의 복합적 형태를 띠는 다성분의 물질들로 구성되며, 비수용성 성분이 대부분이고, 단위 공기 부피당 이들 복합 성분의 배출농도는 낮지만 사람의 감각으로 느끼는 악취강도는 높은 것이 특징이다. 따라서, 이를 적절히 처리하기 위해서는, 낮은 농도의 배출공기를 흡착제로 농축하여 고농도로 만들고, 이를 다시 탈착하여 촉매를 이용한 연소처리하는 방법이 효과적 임을 본 발명자의 특허 제0736248호에서 밝히고 있다. 이와 같은 흡착 농축시 제올라이트 흡착제를 피복하게되는 점착성 악취성분들을 사전에 제거하는 것이 매우 중요한데 이를 위해 분체 분사식 유분(oil mist) 제거 장치에 대한 발명(특허 출원 제10-2009-0134304호)을 하여 제올라이트 농축기 전단에 설치함으로써 제올라이트 흡착제에 오일 미스트와 같은 피복성 악취성분의 접근을 최소화할 수 있었다.

분체 분사식 점착성 액상 제거 장치와 필터장치 등을 제올라이트 농축기 전단에 설치한 결과 유분 흡착에 의한 농축기의 성능 저하를 막을 수 있었으나, 장기간 사용하는 과정에서 탈착된 농축 냄새함유 가스가 연소장치인 축열촉매 연소장치에 도달할 즈음 재응축에 의해 점착성 냄새발생물질이 연소기 하단 축열체를 피복하는 현상을 제어할 필요가 있었다.

이에 본 발명자는 이와 같은 기술적 난제를 해결하기 위한 것으로 제올라이트로부터 탈착된 점착성 악취성분가 축열 촉매연소기를 피복하는 현상을 방지하고, 냄새 제어기 전체 효율을 향상시킬 수 있는 타이어 제조공정 에서 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 해결수단은, 타이어 제조공장의 고무 악취를 제거하는 농축 연소식 악취제어장치의 제올라이트 농축기 후단에 고농도 탈착 점착성 악취성분을 제거하기 위한 충돌식 유분 제어기를 추가로 설치한 것을 특징으로 한다.

즉, 청구항 1의 특징에 의하면, 본 발명의 타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감 시스템은 고무 배합 과정 중에 악취 발생수단으로부터 발생된 냄새 물질을 함유하는 액적 상태의 유분들을 분체 분사식으로 점착성 물질을 제거하기 위한 수단; 상기 수단으로부터 점착성 물질이 대부분 제거된 냄새 함유 공기를 운송하기 위한 수단과 1차 여과하기 위한 수단; 상기 수단들을 통과한 냄새 함유 공기를 농축존에서 흡착하여 농축하기 위한 제올라이트로 구성된 농축 수단들; 상기 농축 수단들에서 흡착 및 농축되지 않은 냄새 함유 공기를 외부로 배출하기 위한 수단; 상기 농축 수단들에서 연속적으로 농축된 고농도의 물질들을 탈착시키기 위하여 역방향으로 고온의 공기를 송풍하기 위한 수단; 상기 농축 수단들로부터 탈착된 고농도의 냄새 함유 물질로부터 냄새를 제거하기 위한 축열 촉매 연소작용을 수행하기 위한 수단으로 구성되어 있는 타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치에서, 상기 제올라이트로 구성된 농축 수단들과 축열 촉매 연소작용을 수행하기 위한 수단 사이에 고농축 유입 냄새 함유 가스로부터 점착성 물질을 제거하기 위한 수단이 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 제2항의 특징에 따르면, 상기 점착성 물질을 제거하기 위한 수단은 이를 통과하는 고농축 유입 냄새 함유가스를 충돌식에 의해 유로를 다중 경로로 변경하여 점착성 악취성분의 유분을 탈착시키기 위한 수단을 겸비하고 있다.

본 발명의 청구항 3의 특징에 따르면, 상기 청구항 2의 수단을 통과한 점착성 악취성분에 의해 축열체 하부 유입구의 막힘현상을 방지하기 위하여 상기 수단(3)과 연접되게 설치되어 있는 메시 형태의 구조를 갖는 수단을 겸비하고 있다.

본 발명의 청구항 4의 특징에 따르면, 상기 청구항 1 또는 2의 상기 점착성 물질을 제거하기 위한 수단의 하부에는 포화된 여과물질을 제거하기 위한 수단이 설치되어 있다.

본 발명의 청구항 5의 특징에 따르면, 청구항 1 또는 2에서, 상기 점착성 물질을 제거하기 위한 수단에는 바이패스를 통해 유로를 변경시켜 줄 수 있는 수단이 설치되어 있다.

본 발명의 청구항 6의 특징에 따르면, 청구항 1에서, 상기 촉매 연소작용을 수행하기 위한 수단에는 그의 하부 유입구를 연속적으로 퍼지하여 점착성 물질의 피복을 방지할 수 있도록 연소 후에 배출되는 고열 가스를 회수하여 다시 상기 수단으로 재공급하기 위한 수단이 설치되어 있다.

본 발명의 청구항 7의 특징에 따르면, 청구항 1항에서, 상기 촉매 연소작용을 수행하기 위한 수단에는 배출 가스 중에 포함된 미 연소 잔류 냄새 성분을 재처리하기 위하여 상기 제올라이트로 구성된 농축수단들로 재순환시켜서 재 농축하기 위한 수단이 설치되어 있다.

본 발명의 타이어 제조공정 에서 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감시스템은 농축 연소식 악취제어장치의 제올라이트 농축기 후단의 점착성 물질의 피복에 의한 냄새제거 성능 저하를 막고 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 시스템을 적용하여 점착성 악취물질을 제거할 경우 제올라이트 농축기에서 탈착된 고농도 미스트상의 냄새 함유 성분들에 의한 축열체 하부 피복을 막을 수 있었고, 유로 변경과 고열 가스 퍼지에 의해 냄새 제거 효율도 92%에서 95% 수준으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 타이어 제조공장의 정련공정에 적용하는 제올라이트 농축 축열 촉매 연소식 악취 제거 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 타이어 공장 냄새 제거용 제올라이트 농축 축열 촉매 연소식 악취 제거 장치와 점착성 물질 제거 시스템의 전체 구성도이다.
도 3은 도 2의 오일 분리기(J)의 확대 단면도이다.

도 1은 종래의 타이어 제조공장의 정련공정에 적용하는 제올라이트 농축 축열 촉매 연소식 악취 제거 장치의 전체 구성도로서, 도 1에 의하면, 고무 배합 과정 중에 악취원(A)으로부터 발생된 냄새 물질이 함유된 액적 상태의 유분들은 분체 분사식 점착성 물질 제거기(B)를 거치면서 대부분 제거가 된다. 점착성 물질이 대부분 제거된 냄새 함유 공기는 팬(C)과 직전필터(D)를 거치면서 제올라이트 농축기(E와 F)의 농축존에서 흡착 및 농축이 되고, 배출구(I)를 통해 배출된다. 제올라이트 농축기(E와 F)에서 연속적으로 농축된 물질들은 회전체인 제올라이트 농축기가 고온 탈착 버너(G)의 유로와 일치하는 탈착존에 도달하면, 고온 탈착 버너(G)로부터 유입되는 탈착용 고온 공기에 의해 흡착되어 역방향인 탈착 열풍에 의해 고농도의 냄새 함유 물질이 축열 촉매 연소기(H)로 이동하고, 연소 후 배출구(I)를 통해 배출됨으로써 일련의 냄새제거과정이 모두 이루어지게 된다.

이때 축열 촉매 연소기(H)의 축열체 하부 유입구를 제올라이트 농축기(E와 F)로부터 들어온 고농도의 점착성을 띈 물질들이 서서히 응축하여 막음으로써 연소기의 효율을 저하시키는 현상이 발생하여 이를 개선할 필요가 있었다. 점착성 유분 제거기(B)를 통하여 상당량의 점착성 유분을 사전에 제거하였지만 고농도로 농축됨에 따라 다시 점성을 띄게 되는 타이어 제조시 유발된 냄새 물질들을 한번 더 제거하고, 퍼지 가스(Purge gas)와 고열 가스의 재순환을 통한 유로 변경으로 최종적으로 냄새 성분을 더 높은 수준으로 제거할 수 있다.

즉, 본 발명에 의하면, 도 2는 타이어 공장 냄새 제거용 제올라이트 농축 축열 촉매 연소식 악취 제거 장치와 점착성 물질 제거 시스템의 전체 구성도이다. 도 1과 동일한 부품에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.

도 1에서와 같이, 고무 배합 과정 중에 악취원(A)으로부터 발생된 냄새 물질이 함유된 액적 상태의 유분들은 분체 분사식 점착성 물질 제거기(B)를 거치면서 대부분 제거가 된다. 점착성 물질이 대부분 제거된 냄새 함유 공기는 팬(C)과 필터(D)를 거치면서 제올라이트 농축기(E와 F)의 농축존에서 흡착 및 농축이 되고, 배출구(I)를 통해 배출된다. 제올라이트 농축기(E와 F)에서 연속적으로 농축된 물질들은 회전체인 제올라이트 농축기(E와 F)가 고온 탈착 버너(G)의 유로와 일치하는 탈착존에 도달하면, 고온 탈착 버너(G)로부터 유입되는 탈착용 고온 공기에 의해 흡착되어 역방향인 탈착 열풍에 의해 고농도의 냄새 함유 물질이 축열 촉매 연소기(H)로 이동하고, 연소 후 배출구(I)를 통해 배출됨으로써 일련의 냄새제거과정이 모두 이루어지게 된다.

본 발명에 의하면, 제올라이트 농축기(E와 F)와 축열 촉매 연소기(H) 사이에 오일 분리기(J)가 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 오일 분리기(J)는 도 3에 확대하여 나타낸 바와 같이, 농축기(E와 F)의 후단과 연결된 도관(7)을 통해서 들어온 고농축 유입 냄새 함유가스가 폴링(Pall ring : 3)과 충돌하면서 접착성 물질이 흡착되게 되고 공기의 흐름과 함께 다중 경로를 통해 메시형태의 데미스트(Demist : 4)를 통과하도록 함으로써 점착성 물질들이 축열체 하부 유입구를 막는 현상을 방지할 수 있게 된다.

상기 오일 분리기(J)의 하부에는 드레인(5)을 설치되어 있어 폴링(3)에 의해서 접착성 흡착물질이 중력에 의해 제거될 수 있고, 바이패스를 통해 폴링의 유로를 바꾸어 격실(6)로 구분된 폴링(3)을 운전 중 설비의 중지없이 세척을 하여 재사용할 수 있다. 부호 8의 배출도관으로서 촉매 연소기(H)와 연결되는 도관이다.

또한, 본 발명에 의하면, 연소 후 나오는 고열 가스를 고열 가스 회수 덕트(1)를 통해 다시 축열 촉매 연소기(H)로 보낼 수 있도록 함으로써 축열체 하부 유입구를 연속적으로 퍼지하여 점착성 물질의 피복을 막을 수 있다.

또한, 축열 촉매 연소기(H)에서 나오는 배출 가스 중 일부 미 연소 잔류 냄새 성분이 있을 경우에는 이를 한번 더 처리하기 위하여 고열 가스 재순환 덕트(2)를 통해서 제올라이트 농축기(E와 F)로 보내어 다시 한번 농축하여 재처리할 수 있다.

본원 발명의 도 2와 같이 타이어 공장 냄새 제거용 제올라이트 농축 축열 촉매 연소식 악취 제거 장치와 점착성 물질 제거 시스템을 실제 적용할 경우, 악취 발생원(A)에서 발생된 점착성 물질을 함유한 악취물질을 덕트 내 유속 약 18~20m/sec로 이송하여 분체를 이용하여 점착성 물질을 제거하고, 제올라이트 농축기 회전속도를 5회/hr 탈착온도 280~300℃, 촉매 연소온도 340~380℃에서 오일 분리기와 고열 가스 회수 덕트와 재순환 덕트를 시스템에 설치하여 그 효과를 파악한 결과, 인입구 악취강도(악취방지법상의 공기희석관능법 공정 시험법에 의한 측정) 평균 2200배, 배출구 악취강도 110배로 95% 악취제거 효율을 나타내었음을 확인할 수 있었다.

점착성 악취물질을 본 발명의 시스템을 적용하여 제거하면 제올라이트 농축기에서 탈착된 고농도 미스트상의 냄새 함유 성분들에 의한 축열체 하부 피복을 막을 수 있었고, 유로 변경과 고열 가스 퍼지에 의해 냄새 제거 효율도 92%에서 95% 수준으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예들을 들어 본 발명에 대해 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형될 수 있음을 당업자에게 자명하므로 이러한 모든 변경 및 변형예들도 본 발명의 보호범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

A ---- 악취 발생원
B ---- 점착성 물질 제거기
C ---- 팬
D ---- 직전필터
E & F ---- 제올라이트 농축기
G ---- 고온 탈착용 버너
H ---- 축열 촉매 연소기
I ---- 배출구
J ---- 오일 분리기
1 ---- 고열 가스 회수 덕트
2 ---- 고열 가스 재순환 덕트
3 ---- 폴링
4 ---- 데미스트
5 ---- 드레인
6 ---- 격실
7 ---- 농축기 연결도관
8 ---- 배출도관

Claims (7)

1. 고무 배합 과정 중에 악취 발생수단(A)으로부터 발생된 냄새 물질을 함유하는 액적 상태의 유분들을 분체 분사식으로 점착성 물질을 제거하기 위한 수단(B);
   상기 수단(B)으로부터 점착성 물질이 대부분 제거된 냄새 함유 공기를 운송하기 위한 수단(C)과 1차 여과하기 위한 수단(D);
   상기 수단(C와 D)을 통과한 냄새 함유 공기를 농축존에서 흡착하여 농축하기 위한 제올라이트로 구성된 농축 수단(E와 F);
   상기 농축 수단(E와 F)에서 흡착 및 농축되지 않은 냄새 함유 공기를 외부로 배출하기 위한 수단(I);
   상기 농축 수단(E와 F)에서 연속적으로 농축된 고농도의 물질들을 탈착시키기 위하여 역방향으로 고온의 공기를 송풍하기 위한 수단(G);
   상기 농축 수단(E와 F)으로부터 탈착된 고농도의 냄새 함유 물질로부터 냄새를 제거하기 위한 축열 촉매 연소작용을 수행하기 위한 수단(H)으로 구성되어 있는 타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치에 있어서,
   상기 제올라이트로 구성된 농축 수단(E와 F)와 축열 촉매 연소작용을 수행하기 위한 수단(H) 사이에 바이패스를 통해 유로를 변경시켜 줄 수 있는 수단(6)이 설치되어 있는 고농축 유입 냄새 함유 가스로부터 점착성 물질을 제거하기 위한 수단(J)이 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 점착성 물질을 제거하기 위한 수단(J)은 이를 통과하는 고농축 유입 냄새 함유가스를 충돌식에 의해 유로를 다중 경로로 변경하여 점착성 악취성분의 유분을 탈착시키기 위한 수단(3)을 겸비한 것을 특징으로 하는 타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 수단(3)을 통과한 점착성 악취성분에 의해 축열체 하부 유입구의 막힘현상을 방지하기 위하여 상기 수단(3)과 연접되게 설치되어 있는 메시 형태의 구조를 갖는 수단(4)을 겸비한 것을 특징으로 하는 타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 점착성 물질을 제거하기 위한 수단(J)의 하부에는 포화된 여과물질을 제거하기 위한 수단(5)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감 시스템.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 촉매 연소작용을 수행하기 위한 수단(H)에는 그의 하부 유입구를 연속적으로 퍼지하여 점착성 물질의 피복을 방지할 수 있도록 연소 후에 배출되는 고열 가스를 회수하여 다시 상기 수단(H)으로 재공급하기 위한 수단(1)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 촉매 연소작용을 수행하기 위한 수단(H)에는 배출 가스 중에 포함된 미 연소 잔류 냄새 성분을 재처리하기 위하여 상기 제올라이트로 구성된 농축수단(E와 F)로 재순환시켜서 재 농축하기 위한 수단(2)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 타이어 제조공정 냄새 배출 저감장치의 점착성 유분 저감 시스템.
   
   
   
   
   
   
   
   

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