KR101399999B1 - 휘발성 유기화합물 응축 시스템 - Google Patents

휘발성 유기화합물 응축 시스템 Download PDF

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Abstract

휘발성 유기화합물 응축 시스템이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 시스템은 원유 저장소의 하부로부터 인출되어 상기 원유 저장소의 하부로 다시 연결되는 원유 이송라인, 상기 원유 이송라인에 설치된 펌핑부와 상기 펌핑부 후단에 연결되는 이덕터, 상기 원유 저장소의 상부로부터 인출되어 상기 이덕터에 연결되는 휘발성 유기화합물 이송라인 및 상기 원유 이송라인의 이덕터 후단에 연결되는 휘발성 유기화합물을 응축하는 혼합기를 포함한다.

Description

휘발성 유기화합물 응축 시스템 {System For Condensing Volatile Organic Compound}
본 출원은 휘발성 유기화합물 응축 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 원유 운반선 또는 액체화물의 저장탱크 등에서 발생하는 휘발성 유기화합물을 대기에 방출하지 않고 액화시켜 다시 원유 저장탱크로 회수하는 휘발성 유기화합물 응축 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 원유(Crude Oil)는 생산지에서 채굴되어 원유 운반선에 적재된 후 목적지까지 항해를 통하여 수송된다.
종래의 원유 운반선에서는 육상 또는 해상의 원유 저장탱크로부터 원유 운반선의 원유 저장탱크에 원유를 적재하는 과정에서 많은 양의 휘발성 유기화합물(VOC; Volatile Organic Compounds)이 발생하였다.
또한, 원유 운반선이 해상을 항해하는 경우, 해상 상태에 따라 파도, 바람 등에 의하여 원유 운반선의 원유 저장탱크가 흔들림에 따라 상당량의 휘발성 유기화합물이 발생하였다.
이러한 휘발성 유기화합물이 발생하는 경우, 원유 저장탱크 내부의 압력이 증가하게 되어 원유 저장탱크의 안전성이 문제가 되므로, 종래에는 이러한 휘발성 유기화합물을 대기에 방출하였다.
방출된 휘발성 유기화합물은 대기를 오염시키는 등 심각한 환경 문제를 야기하였으며, 국제해사기구(IMO)는 전 세계 온실가스 감축 노력에 부응하여 선박 등 해상구조물에 대한 온실가스 감축규제를 마련할 예정이므로, 원유 운반선 등의 친환경 기술 개발이 요구되고 있다.
또한, 휘발성 유기화합물은 원유의 주요한 성분들이므로, 휘발성 유기화합물을 대기로 방출함에 따라 수송되는 원유 손실 문제가 발생하였다.
한국공개특허 제 10-2011-0052259 호 한국공개특허 제 10-2008-0092971 호
본 출원은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원유 운반선 등에서 발생하는 휘발성 유기화합물을 외부로 방출하지 않고 휘발성 유기화합물을 처리할 수 있는 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 원유 저장소의 하부로부터 인출되어 상기 원유 저장소의 하부로 다시 연결되는 원유 이송라인, 상기 원유 이송라인에 설치된 펌핑부와 상기 펌핑부 후단에 연결되는 이덕터, 상기 원유 저장소의 상부로부터 인출되어 상기 이덕터에 연결되는 휘발성 유기화합물 이송라인 및 상기 원유 이송라인의 이덕터 후단에 연결되는 휘발성 유기화합물을 액화하는 혼합기를 포함하는 휘발성 유기화합물 응축 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 펌핑부는 원심 펌프로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 원유 저장소는 제 1 원유 저장소 및 제 2 원유 저장소를 포함하고, 상기 제 1 원유 저장소는 상대적으로 상기 제 2 원유 저장소보다 원유 저장용량이 작고, 상기 제 1 원유 저장소와 상기 제 2 원유 저장소를 연결되는 원유 연결라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 휘발성 유기화합물 이송라인에서 분기되어 상기 제 2 원유 저장소에 연결된 내압방지라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 원유 저장소의 하부로부터 인출되어 상기 원유 저장소의 하부로 다시 연결되는 원유 이송라인, 상기 원유 이송라인에 설치된 제 1 유량제어 밸브, 상기 제 1 유량제어 밸브 후단의 상기 원유 이송라인에 설치된 혼합기, 이젝터가 설치되고, 상기 원유 이송라인의 제 1 유량제어 밸브 전단에서 분기되어 상기 혼합기에 연결된 혼합라인, 상기 원유 저장소의 상부로부터 인출되어 상기 이젝터에 연결되는 제 1 휘발성 유기화합물 이송라인 및 상기 제 1 휘발성 유기화합물 이송라인에 순차적으로 설치된 가압기, 냉각기 및 압력용기를 포함하는 선박의 휘발성 유기화합물 응축 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 원유 이송라인의 제 1 유량제어 밸브 후단과 상기 혼합기 전단 사이에 순차적으로 설치되는 펌핑부 및 이덕터 및 제 2 유량제어 밸브가 설치되고, 상기 제 1 휘발성 유기 화합물 이송라인의 상기 가압기 전단에서 분기되어 상기 이덕터에 연결되는 제 2 휘발성 유기 화합물 이송라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 휘발성 유기화합물 이송라인의 상기 가압기 전단에 설치되는 제 3 유량제어 밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각기는 해수 또는 선박 내의 냉각수로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 1 휘발성 유기화합물 이송라인의 압력용기 후단과 상기 이젝터 전단 사이에 제 4 유량제어 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 액체인 원유와 기체인 휘발성 유기화합물을 혼합하여 응축시킴으로써, 원유 운반선에서 원유를 선적 혹은 운항기간 중에 저장탱크에서 발생한 상당량의 휘발성 유기화합물을 대기 방출 없이 다시 저장탱크로 회수할 수 있다.
또한, 휘발성 유기화합물을 대기 방출하지 않게 됨으로써, 대기 오염을 방지할 수 있다.
또한, 휘발성 유기화합물을 다시 회수하게 되어 원유의 주요 성분을 재활용할 수 있다.
또한, 원유를 펌핑함에 있어서 원심 펌프를 이용함으로써, 다른 구조의 펌프에 비하여 선박에서 유지 보수 관리가 용이하다.
또한, 가압된 휘발성 유기화합물을 구동력으로 하는 이젝터를 이용하여 원유와 휘발성 유기화합물을 혼합하고 혼합기를 이용하여 응축함으로써, 원유를 선적하는 초기단계에서도 휘발성 유기화합물을 응축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2은 도 1에 도시된 휘발성 유기화합물 응축 시스템에 따른 휘발성 유기화합물 응축 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용되는 이덕터를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 시스템을 도시한 개략도이다.
도 5은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 시스템을 도시한 개략도이다.
도 6은 도 5에 도시된 휘발성 유기화합물 응축 시스템에 따른 휘발성 유기화합물 응축 방법을 설명하기 위한 도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래 액체화물의 저장탱크와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 전단과 후단의 의미는 유체의 공급경로를 기준으로 정의한 것이다. 예를 들어, 가압기의 후단은 유체가 상기 가압기에서 유출된 부분을 의미한다.
또한, 본 출원에서는 본 발명의 설명을 명료하게 하기 위해 원유를 기재하고 있으나, 이에 한정되지 않고 휘발성 유기화합물이 발생할 수 있는 액상유체를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 시스템을 도시한 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 휘발성 유기화합물 응축 시스템(100)은 원유 저장소(10), 원유 이송라인(20), 이덕터(30) 및 휘발성 유기화합물 이송라인(40)을 포함한다.
원유 저장소(10)는 원유 운반선, 원유 생산설비 또는 원유를 보관하는 해상구조물에 설치되며, 원유를 저장하는 저장공간을 제공한다. 일반적으로, 원유가 상기 원유 저장소(10)에 적재되는 경우 원유 운반선의 모션이나 외부환경에 의하여 원유가 기화되어 휘발성 유기화합물이 발생될 수 있다. 이에 따라, 상기 원유 저장소(10)는 적정량의 휘발성 유기화합물에 의한 내부 압력을 견딜 수 있는 구조를 가진다.
원유 이송라인(20)은 상기 원유 저장소(10)의 하부로부터 인출되어 상기 원유 저장소(10)의 하부로 다시 연결되며, 상기 원유 이송라인(20)에 펌핑부(22)가 설치된다.
상기 펌핑부(22)는 상기 원유 저장소(10)에 저장된 원유를 상기 원유 이송라인(20)을 통하여 펌핑하면서 동시에 펌핑된 원유를 가압한다.
또한, 상기 펌핑부(22)는 원심 펌프(22)로 이루어질 수 있다.
원심 펌프(Centrifugal Pump)는 하나 또는 여러 개의 임펠러(Impeller)를 밀폐된 케이싱(Casing) 내에서 회전시킴으로써 발생하는 원심력을 이용하여 액체의 펌프 작용, 즉 액체의 수송작용을 하거나 압력을 발생시키는 펌프를 말한다.
상기 원심 펌프(22)는 다른 펌프에 비하여 구조가 간단하여 선박에서 보다 유지 보수 관리가 용이할 수 있다.
상기 이덕터(30)는 상기 원유 이송라인(10)의 펌핑부(22) 후단에 연결된다. 상기 이덕터(30)에 대한 자세한 설명은 이후 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
휘발성 유기화합물 이송라인(40)은 상기 원유 저장소(10)의 상부로부터 인출되어 상기 이덕터(30)에 연결되어 상기 원유 저장소(10)의 상부에 존재하는 휘발성 유기화합물을 상기 이덕터(30)에 제공할 수 있다.
한편, 상기 이덕터(30)는 가압된 원유를 이용하여 휘발성 유기화합물을 상기 이덕터(30)에 흡입하는 역할을 하며 동시에 가압된 원유와 휘발성 유기화합물을 혼합하는 역할을 수행할 수 있다.
혼합기(50)는 상기 원유 이송라인(10)의 이덕터(30) 후단에 연결되며, 상기 이덕터(30)에서 공급된 2상의 원유와 휘발성 유기화합물의 혼합을 증대시켜 상기 휘발성 유기화합물을 응축시킬 수 있다.
상기 혼합기(50)를 통과하여 혼합된 유체는 액주 높이에 의한 일정한 유체정압을 가지는 상기 원유 저장소(10)로 유입된다. 이러한 혼합기(50)를 통과한 혼합 유체의 기상성분은 액상성분에 더 잘 혼입되고, 기상성분의 직경이 감소할 수 있다. 또한, 상기 기상성분인 휘발성 유기화합물이 상기 원유 저장소(10)의 하부에서 존재하는 액상의 원유에 의해 갇히는 효과가 증대되어 결과적으로 상기 휘발성 유기화합물이 다시 기화되는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상기 혼합기(50)는 정적 혼합기(Static Mixer)(50)일 수 있다. 정적 혼합기는 2이상의 종류를 갖는 혼합 유체를 유입하여 통과시키면서 균일하게 혼합하여 배출한다.
이와 같이 원유 저장소에서 발생되는 휘발성 유기화합물을 응축시켜 다시 원유 저장소로 회수 할 수 있는 휘발성 유기화합물 응축 시스템(100)은 상기 혼합기(50)를 적용함에 따라 원유 운반선뿐만 아니라 원유를 연료로 사용하는 모든 선박에 적용되어 휘발성 유기화합물을 대기 중에 방출하지 않게 되어 대기 오염을 방지할 수 있다.
도 2은 도 1에 도시된 휘발성 유기화합물 응축 시스템에 따른 휘발성 유기화합물 응축 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 2를 참조하면, 휘발성 유기화합물 응축 시스템에 따른 휘발성 유기화합물 응축 방법은 원유 저장소(10)에서 연결된 원유 이송라인(20)을 따라 펌핑부(22)를 통하여 원유를 펌핑한다.
상기 펌핑된 원유는 가압되어 이덕터(30)에 유입된다. -①
상기 이덕터(30)에 유입된 액상의 원유를 구동력으로 하여 상기 원유 저장소(10) 상부에 연결된 휘발성 유기화합물 이송라인(40)을 따라 휘발성 유기화합물을 상기 이덕터(30)에 흡입한다. -②
이에 따라, 상기 이덕터(30)는 상기 원유와 휘발성 유기화합물을 혼합할 수 있다.
상기 이덕터(30)에 혼합된 원유와 휘발성 유기화합물은 혼합기(50)로 공급되고, 상기 혼합기(50)에서 상기 휘발성 유기화합물이 응축되고 상기 원유 저장소(10)로 회수된다. -③
이처럼 본 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 방법은 원유 저장소(10)에서 발생되는 휘발성 유기화합물을 액화시켜 재활용할 수 있고, 또한, 휘발성 유기화합물을 대기 중에 방출하지 않음으로 대기 오염을 방지할 수 있다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 적용되는 이덕터를 나타내는 단면도이다.
종래의 이덕터의 일반적인 용도는 일정한 높이 이상으로 유체를 이송시키거나 높은 속도로 인하여 발생되는 진공 현상을 이용하여 유체를 원활하게 배출하기 위한 것이다.
도 3에 도시된 이덕터(30)는 일반적인 이덕터의 일 예를 나타내는 것으로 자세한 구조에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 상기 이덕터(30)의 노즐 측으로 연결되는 원유 이송라인(20)를 통하여 가압된 원유가 유입되고, 가압된 원유가 노즐을 통하면서 노즐을 감싸고 있는 주변에 압력이 낮아지게 된다.
이에 따라, 상기 이덕터(30)의 상부에 연결되는 휘발성 유기화합물 이송라인(40)을 통하여 휘발성 유기화합물이 흡입될 수 있다.
또한, 상기 이덕터(30)의 노즐에서 분사되는 원유와 흡입된 휘발성 유기화합물은 상기 이덕터 내부에서 이동방향을 따라 혼합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 적용되는 상기 이덕터(30)는 가압된 원유를 구동력으로 하여 휘발성 유기화합물을 흡입하는 역할과 동시에 상기 원유와 상기 휘발성 유기화합물을 혼합하는 역할을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 시스템을 도시한 개략도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 시스템(110)은 이미 설명한 도 1의 휘발성 유기화합물 응축 시스템(100)과 유사하므로, 이에 따른 동일한 기능을 갖는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 휘발성 유기화합물 응축 시스템(110)은 본 발명의 일 실시예에 달리, 제 1 원유 저장소(11), 제 2 원유 저장소(12), 내압방지라인(47)및 원유 연결라인(13)를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원유 저장소(10)에 원유를 초기 선적하는 단계에서는 상기 원유 저장소(10) 내에 액상의 원유의 용량이 작고, 상기 원유 저장소(10) 내에 휘발성 유기화합물이 과량으로 발생할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에서는 원유 운반선의 일반적인 원유 저장탱크보다 용량이 작은 제 1 원유 저장소(11)에 먼저 원유를 선적한다.
상기 제 1 원유 저장소(11)에서는 질소 등 비활성가스로 채워져 있다.
제 2 원유 저장소(12)는 상기 제 1 원유 저장소(11)보다 원유 저장용량이 크고, 도시된 바와 달리 복수 개를 가질 수 있다.
내압방지라인(47)은 상기 휘발성 유기화합물 이송라인(40)에서 분기되어 상기 제 2 원유 저장소(12)에 연결된다.
상기 내압방지라인(47)에는 휘발성 유기화합물의 이동을 제어하는 제 5 유량제어 밸브(48)가 설치된다.
또한, 상기 휘발성 유기화합물 이송라인(40)에는 제 6 유량제어 밸브(46)가 설치된다.
상기 제 1 원유 저장소(11)에 저장용량의 대략 1/3미만의 원유가 저장된 경우 상기 제 1 원유 저장소(11)에 원유를 공급시 상기 휘발성 유기화합물 이송라인(40)의 제 6 유량제어 밸브(46)가 폐쇄되고 상기 내압방지라인(47)의 제 5 유량제어 밸브는 개방된다.
또한, 상기 제 1 원유 저장소(11)는 원유 저장용량을 측정하기 위한 레벨 게이지(Level Gauge)가 설치될 수 있다.
상기 제 1 원유 저장소(11)에 초기 원유 공급으로 인하여 원유가 휘발성 유기화합물로 기화됨에 따라, 상기 제 1 원유 저장소(11)의 내압은 증가할 수 있다.
휘발성 유기화합물이 질소 등 비활성가스와 함께 상기 내압방지라인(47)을 따라 상기 제 2 원유 저장소(12)의 하부로 공급될 수 있다.
휘발성 유기화합물의 분자량이 비활성가스에 비하여 비교적 크므로, 상기 제 2 원유 저장소(12)에 유입된 휘발성 유기화합물은 하부으로 가라앉는 유동 현상이 발생될 수 있고, 비활성가스는 휘발성 유기화합물이 하측으로 가라앉는 유동에 의하여 상부로 상승될 수 있다. 휘발성 유기화합물이 상기 제 2 원유 저장소(12)로 이동함에 따라, 상기 제 1 원유 저장소(11)의 내압은 감소할 수 있다.
한편, 상기 제 1 원유 저장소(11)에 저장용량의 대략 1/3이상의 원유가 저장된 경우 상기 제 1 원유 저장소(11)에 원유를 공급시 상기 휘발성 유기화합물 이송라인(40)의 제 5 유량제어 밸브(48)가 폐쇄되고 상기 내압방지라인(47)의 제 6 유량제어 밸브(46)는 개방된다.
휘발성 유기화합물이 상기 이덕터(30)와 상기 혼합기(50)를 통하여 응축될 수 있는 과정은 이미 전술하였으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 1 원유 저장소(11)에 원유를 공급할 경우 상기 제 1 원유 저장소(11) 내에서 일정량의 원유의 유량을 확보하게 되고, 이에 따라 상기 원유가 휘발성 유기화합물로 기화될 수 있는 공간을 줄일 수 있게 된다.
또한, 상기 제 1 원유 저장소(11)에 원유가 일정량이 공급된 경우 상기 원유 연결라인(13)을 통하여 원유 저장소(12)에 공급된다.
원유 저장탱크에 해당할 수 있는 제 2 원유 저장소(12)에 원유를 직접 공급하지 않고 보조탱크에 해당할 수 있는 제 1 원유 저장소(11)에 먼저 원유를 공급함으로써, 상기 제 1 원유 저장소(11)의 적재될 수 있는 총용량 대 적재된 원유 용량 비율을 높이고 원유가 휘발성 유기화합물로 기화될 수 있는 공간을 줄일 수 있게 되어 원유의 초기 선적단계에서 휘발성 유기화합물이 과량으로 발생하는 것을 억제할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 시스템(110)은 원유 저장탱크에 보조탱크에 해당할 수 있는 제 1 원유 저장소(11)를 이용함으로써, 원유 선적 초기 단계에서 발생할 수 있는 휘발성 유기화합물을 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 시스템을 도시한 개략도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 시스템(200)은 이미 설명한 도 1의 휘발성 유기화합물 응축 시스템(100)과 유사하므로, 이에 따른 동일한 기능을 갖는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 휘발성 유기화합물 응축 시스템(200)은 본 발명의 일 실시예에 달리, 이젝터(80), 혼합라인(90), 제 1 휘발성 유기화합물 이송라인(70) 및 제 2 휘발성 유기화합물 이송라인(41)을 더 포함한다.
원유 이송라인(20)에는 제 1 유량제어 밸브(23)가 설치된다. 상기 제 1 유량제어 밸브(23)는 원유 선적 초기 단계 등 상기 원유 저장소(10)에 휘발성 유기화합물이 과량으로 발생하는 경우 전술한 상기 이덕터(30)와 혼합기(50)를 이용하여 휘발성 유기화합물을 응축하는 시스템이 작동되지 않도록 한다.
혼합라인(90)에는 이젝터(80)가 설치되고, 상기 원유 이송라인(20)의 제 1 유량제어 밸브(23) 전단에서 분기되어 상기 혼합기(50)에 연결된다.
일반적으로, 이젝터(Ejector)는 압력을 갖는 액체를 분출구로부터 고속으로 분출시켜 주위에 있는 유체를 유인하여 다른 곳으로 배출시키거나, 기체를 고속으로 분출시켜 주위를 진공 상태로 만들 수 있다.
이젝터(80)는 후술할 제 1 휘발성 유기화합물 이송라인(70)을 통하여 가압된 휘발성 유기화합물을 구동력으로 하여 상기 원유를 상기 원유 저장소(10)에서 상기 이젝터(80)로 흡입하는 역할을 수행하며 동시에 상기 원유와 휘발성 유기화합물을 혼합하는 역할을 수행하게 된다.
제 1 휘발성 유기화합물 이송라인(70)은 상기 원유 저장소(10)의 상부로부터 인출되어 상기 이젝터(80)에 연결된다. 상기 제 1 휘발성 유기화합물 이송라인(70)에는 순차적으로 설치된 제 3 유량제어 밸브(71), 가압기(72), 냉각기(73), 압력용기(74) 및 제 4 유량제어 밸브(75)가 설치된다.
제 3 유량제어 밸브(71)는 상기 원유 저장소(10)에 휘발성 유기화합물이 과량으로 발생된 경우 개방할 수 있다. 또한, 상기 제 3 유량제어 밸브(71)는 상기 제 1 유량제어 밸브(23)가 개방될 경우 폐쇄되고, 상기 제 1 유량제어 밸브(23)가 폐쇄될 경우 개방될 수 있도록 제어될 수 있다.
가압기(72)는 휘발성 유기화합물을 대략 25 bar 정도의 압력으로 가압하여 상기 제 1 휘발성 이송라인(70)을 따라 이송되도록 한다.
냉각기(73)는 해수 또는 선박 내의 냉각수를 이용하여 가압된 휘발성 유기화합물을 냉각시킨다.
압력용기(74)는 상기 냉각기(73)을 통해 이송된 휘발성 유기화합물이 일정 압력에 도달할 수 있는 공간을 제공한다.
제 4 유량제어밸브(75)는 상기 압력용기(74)에 휘발성 유기화합물이 일정 압력, 즉 후술할 이젝터에 구동력을 제공할 수 있는 압력에 도달한 경우 휘발성 유기화합물이 상기 이젝터(80)에 유입될 수 있도록 제어하는 역할을 한다.
제 2 휘발성 유기화합물 이송라인(41)은 도 1의 휘발성 유기화합물 이송라인(40)과 유사하나, 상기 제 1 휘발성 유기화합물 이송라인(70)의 제 3 유량제어 밸브(71) 전단에서 분기되며, 상기 제 2 휘발성 유기화합물 이송라인(41)에 제 2 유량제어 밸브(42)가 설치된다.
상기 제 2 유량제어 밸브(42)는 상기 제 3 유량제어 밸브(71)와 개폐가 반대로 작동될 수 있다.
혼합기(50)는 전술한 바와 같이 기능이 동일하나, 본 발명의 일 실시예와 달리, 상기 이젝터(80)에 연결된다. 이에 따라, 상기 이젝터(80)를 통해 혼합된 원유와 휘발성 유기화합물의 혼합율이 증가하여 상기 휘발성 유기화합물이 응축이 가능할 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 휘발성 유기화합물 응축 시스템에 따른 휘발성 유기화합물 응축 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 6을 참조하여 휘발성 유기화합물 응축 방법을 살펴보면, 원유 선적 초기 단계 등 상기 원유 저장소(10)에 과량으로 휘발성 유기화합물이 발생하고 상기 원유 저장소(10)의 내부에 액상의 원유의 량이 비교적 적은 경우에는 상기 원유 이송라인(20)에 설치된 제 1 유량제어 밸브(23)와 상기 제 2 휘발성 유기화합물 이송라인(41)에 설치된 제 2 유량제어 밸브(42)를 폐쇄한다.
이때, 상기 제 3 유량제어 밸브(71)를 개방하며 상기 가압기(72)를 통하여 휘발성 유기화합물을 대략 25 bar 정도까지 가압한다.
이후, 가압된 휘발성 유기화합물은 상기 냉각기(73)를 통하여 냉각되고 상기 압력용기(74)에서 일정 압력까지 압축된다.
일정 압력, 즉 상기 이젝터(80)의 구동력을 발생시킬 수 있을 정도의 압력에 도달한 경우 상기 제 4 유량제어 밸브(75)를 개방하여 가압된 휘발성 유기화합물을 상기 이젝터(80)에 유입된다. -④
상기 이젝터(80)에 유입된 고압의 휘발성 유기화합물을 구동력으로 하여 상기 원유 이송라인(20)을 통하여 원유를 상기 이젝터(80)에 흡입시킨다. -⑤
이에 따라, 상기 이젝터(80) 내에서 상기 휘발성 유기화합물과 원유를 혼합할 수 있다.
또한, 혼합된 휘발성 유기화합물과 원유는 상기 혼합라인(90)을 따라 상기 혼합기(50)에 이송된다. -⑥
상기 혼합기(50)에 의해 혼합된 휘발성 유기화합물과 원유의 혼합율을 증대시키고 이에 따라, 상기 휘발성 유기화합물은 응축될 수 있다.
이처럼, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 방법은 본 발명의 일 실시예에 달리. 선적 초기 단계에서 원유의 량이 비교적 적은 경우에도 휘발성 유기화합물을 응축하며 이를 원유 저장소(10)에 회수할 수 있다.
이와 함께, 휘발성 유기화합물을 대기 방출하지 않음으로 대기 오염을 방지할 수 있다.
본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10, 11: 원유 저장소
12: 원유 저장탱크
20: 원유 이송라인
22: 원심 펌프
30: 이덕터
40: 휘발성 유기화합물 이송라인
41: 제 2 휘발성 유기화합물 이송라인
42: 제 2 유량제어 밸브
46: 제 5 유량제어 밸브
47: 내압방지라인
48: 제 6 유량제어 밸브
50: 혼합기
70: 제 1 휘발성 유기화합물 이송라인
71: 제 3 유량제어 밸브
72: 가압기
73: 압력용기
75: 제 4 유량제어 밸브
80: 이젝터
90: 혼합라인

Claims (9)

  1. 원유 저장소의 하부로부터 인출되어 상기 원유 저장소의 하부로 다시 연결되며, 원유가 이송되는 경로를 제공하는 원유 이송라인;
    상기 원유 이송라인에 설치된 펌핑부와 상기 펌핑부 후단에 연결되 이덕터;
    상기 원유 저장소의 상부로부터 인출되어 상기 이덕터에 연결되며, 상기 원유 저장소의 기체가 이송되는 경로를 제공하는 휘발성 유기화합물 이송라인; 및
    상기 원유 이송라인의 이덕터 후단에 연결되며, 휘발성 유기화합물을 액화하고, 상기 원유와 상기 기체의 혼합에 의해 액화되지 않은 기체를 응축시키는 혼합기를 포함하는 휘발성 유기화합물 응축 시스템에 있어서,
    상기 원유 저장소는 제 1 원유 저장소 및 제 2 원유 저장소를 포함하고, 상기 제 1 원유 저장소는 상대적으로 상기 제 2 원유 저장소보다 원유 저장용량이 작고;
    상기 제 1 원유 저장소와 상기 제 2 원유 저장소를 연결되는 원유 연결라인;
    상기 휘발성 유기화합물 이송라인에서 분기되어 상기 제 2 원유 저장소에 연결된 내압방지라인; 및
    상기 내압방지라인에 설치되며, 초기 원유 선적시 상기 내압방지라인을 개방하는 제 5 유량제어밸브
    를 포함하는 휘발성 유기화합물 응축 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 펌핑부는 원심 펌프로 이루어지는 휘발성 유기화합물 응축 시스템.
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