KR101421386B1 - Seawater Desalination System - Google Patents

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KR101421386B1
KR101421386B1 KR1020130164288A KR20130164288A KR101421386B1 KR 101421386 B1 KR101421386 B1 KR 101421386B1 KR 1020130164288 A KR1020130164288 A KR 1020130164288A KR 20130164288 A KR20130164288 A KR 20130164288A KR 101421386 B1 KR101421386 B1 KR 101421386B1
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water
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steam
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KR1020130164288A
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김영오
최정훈
백광수
현용익
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현대건설주식회사
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Abstract

The present invention relates to a non-effluent-discharge high-efficiency seawater desalination system and a desalination method using the same system. More particularly, the present invention relates to a non-effluent-discharge high-efficiency seawater desalination system comprising: a condensing and evaporating tank for introducing raw water and evaporating and condensing the raw water with a heating unit; a vapor turbo-compressor for introducing vapor generated in the condensing and evaporating tank and discharging high-temperature vapor that is generated by compressing and re-heating the vapor; a condensate line arranged in the condensing and evaporating tank to discharge the heat of the high-temperature vapor, which has been discharged from the vapor turbo-compressor, to the raw water stored in the condensing and evaporating tank, thus heating the raw water and condensing the high-temperature vapor; a treated water storage tank connected to the condensate line to adjust the condensate condensed in the condensate line as treated water; and an evaporating and condensing unit for introducing the condensate condensed in the condensing and evaporating tank and evaporating the condensate.

Description

폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템, 그 시스템을 이용한 담수화방법 및 농축수 처리방법{Seawater Desalination System}Technical Field [0001] The present invention relates to a seawater desalination system, a desalination method using the system, and a concentrated water treatment method,

본 발명은 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템 및 그 시스템을 이용한 담수화방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 증발법의 해수 담수화 시설의 가온 시스템 및 농축수 처리시스템에 관한 것이며, 특히 초기에 발생되는 증기를 고효율 증기압축을 통해 고온의 증기로 재생산하여 사용하고, 이러한 일련의 증발응축공정 중 발생되는 농축수(폐수)를 폐수증발농축장치를 이용하여 증발 처리함으로써 폐수배출이 없도록 하는 무방류시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a desalination-free high-efficiency seawater desalination system and a desalination method using the system. More particularly, the present invention relates to a heating system and a concentrated water treatment system of a seawater desalination plant of an evaporation method, and more particularly, to an apparatus and a method for recovering steam from an initial stage of steam condensation by a high- (Wastewater) generated in the wastewater is evaporated by using a wastewater evaporation concentrator to prevent waste water from being discharged.

지구 온난화에 따른 기후 변화, 산업화에 따른 공업용수 증가, 인구증가에 따른 물 수요의 증가 등으로 인해 물 부족 문제가 심각해지고 있다. 물 부족을 해결할 수 있는 방법은 지구 상에 존재하는 물의 약 97%를 차지하고 있는 바닷물로부터 염을 제거하는 기술, 즉 해수 담수화 기술을 이용하는 것이다.Climate change due to global warming, increase in industrial use due to industrialization, increase in water demand due to population increase, and water shortage problem are becoming serious. A way to solve the water shortage is to use saltwater desalination technology, a technique that removes salts from seawater, which accounts for about 97% of the water present on Earth.

해수 담수화 기술은 크게 증발법과 역삼투법으로 구분된다. 증발법을 이용한 해수 담수화 기술은 물 부족 현상이 심각한 중동 지역을 중심으로 활발하게 보급되었지만, 에너지 비용의 상승에 대한 우려가 증가함에 따라Seawater desalination technology is largely divided into evaporation method and reverse osmosis method. Desalination technology has been actively promoted in the Middle East, where water shortages are serious, but as concerns over rising energy costs increase

미래의 해수 담수화 기술로서의 매력은 점점 떨어지고 있다. 이러한 이유로, 역삼투 방식의 해수 담수화 기술의 채택이 증가하고 있다.The attractiveness of future seawater desalination technology is declining. For this reason, adoption of reverse osmosis seawater desalination technology is increasing.

그러나, 역삼투 방식에서도 해수에 기계적인 높은 압력을 가할 고압 펌프의 사용이 요구되기 때문에 소정 량의 생산수를 얻기 위해 필요한 에너지, 즉 에너지 소비율이 4~7kWh/m3으로 여전히 높다. 또한 사용되는 반투막은 높은 내압성을 가질 것이 요구되기 때문에 반투막의 수투과도가 상대적으로 낮게 되고, 결과적으로 회수율도 40~60%로서 매우 낮다.However, since the reverse osmosis system also requires the use of a high-pressure pump for applying mechanical high pressure to seawater, the energy required to obtain a predetermined amount of production, that is, the energy consumption rate is still high, 4 to 7 kWh / m 3 . Also, since the semipermeable membrane to be used is required to have a high pressure resistance, the water permeability of the semipermeable membrane is relatively low, resulting in a very low recovery rate of 40 to 60%.

증발법 해수 담수화 시설은 해수를 가온하여 발생되는 수증기를 다시 응축시켜 담수를 생산하는 장치에 해당한다. 도 1은 종래 증발법에 의한 해수 담수화시스템(1)의 구성도를 도시한 것이다. Evaporation method The seawater desalination facility corresponds to a device that produces fresh water by condensing the water vapor generated by warming seawater. FIG. 1 shows the construction of a seawater desalination system 1 by a conventional evaporation method.

이러한 종래 증발법은 도 1에 도시된 바와 같이 증발탱크(2) 내에 구비된 가온설비(5)에 의해 발생되는 증기를 냉각장치(3)를 통해 응축하여 담수를 생산하게 된다.In this conventional evaporation method, as shown in FIG. 1, the steam generated by the heating equipment 5 provided in the evaporation tank 2 is condensed through the cooling device 3 to produce fresh water.

대한민국 공개특허 제2012-0095198호Korean Patent Publication No. 2012-0095198 대한민국 공개특허 제2013-0131641호Korean Patent Publication No. 2013-0131641

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 담수화 시설을 통해 식수 및 생활용수를 공급하여야 하는 지역이 에너지 수급과 폐수처리시설 운영이 어렵다는 점에 착안하여, 증발법의 에너지 소비효율을 보완하고, 공정 중 발생되는 폐수처리에 있어 무방류가 가능한 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템을 제공하게 된다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a desalination plant and a desalination plant, It is possible to complement the energy consumption efficiency of the evaporation method and to provide a high efficiency seawater desalination system which is free from waste water and can be discharged in the process of wastewater generated during the process.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 적은 전기에너지를 이용하여 생산되는 과열증기를 통해 큰 에너지를 필요로 하는 원수 가온 및 증발에 필요한 열원을 공급하고, 공정 중 발생되는 농축수 또한 증발농축장치를 통해 방류 없이 처리하는데 그 목적이 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, it is possible to supply raw water required for heating raw water and a heat source required for evaporation through superheated steam produced using a small amount of electric energy, To be processed without discharge.

그리고, 증발법 해수 담수화 시설의 가장 큰 문제점인 높은 에너지 소비를 해결하기 위해 에너지 회수율을 증대하고, 발생되는 폐수 또한 증발농축하여 소량의 잔류물외에 폐수 발생이 없도록 하기 위한 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템을 제공하게 된다. In order to solve the problem of high energy consumption, which is the biggest problem of the desalination desalination plant, it is necessary to increase the energy recovery rate, to concentrate the generated wastewater by evaporation and to prevent the generation of wastewater outside the small amount of residual water. .

본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 제1목적은, 해수 담수화 시스템에 있어서, 내부로 원수가 유입되며 가열수단에 의해 상기 원수를 증발시키고, 농축시키는 응축증발탱크; 상기 응축증발탱크에서 발생된 증기가 유입되어, 상기 증기를 압축, 재가온하여 고온증기로 토출시키는 터보형 증기 압축기; 상기 응축증발탱크 내부에 구비되어 상기 터보형 증기 압축기에서 토출된 고온 증기의 열을 상기 응축증발탱크 내부에 저장된 원수로 방출시켜, 상기 원수를 가열시키고, 상기 고온 증기는 응축되는 응축수 라인; 상기 응축수 라인과 연결되어 상기 응축수 라인에서 응축된 응축수를 처리수로서 저장하는 처리수 저장조; 및 상기 응축증발탱크에서 농축된 농축수가 유입되어 상기 농축수를 증발처리하는 증발농축장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템으로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention is to provide a seawater desalination system comprising: a condensation evaporation tank for introducing raw water into an interior of the seawater desalination system, and evaporating and concentrating the raw water by a heating means; A turbo type steam compressor in which the steam generated in the condensation evaporation tank is introduced and the steam is compressed and reheated to be discharged as high temperature steam; A condensed water line provided in the condensation evaporation tank to heat the high temperature steam discharged from the turbo type steam compressor into raw water stored in the condensation evaporation tank to heat the raw water; A process water reservoir connected to the condensate line for storing condensed water condensed in the condensate line as process water; And an evaporation concentrator for concentrating the concentrated water in the condensation evaporation tank to evaporate the concentrated water.

또한, 상기 응축증발탱크로 유입될 원수가 저장되는 원수저장조; 상기 원수저장조와 상기 응축증발탱크를 연결하는 원수라인; 및 상기 원수라인 내의 원수와 상기 응축수 라인 내의 응축수가 서로 열교환되는 제1열교환기;를 더 포함하여, 상기 제1열교환기에서 원수는 상기 응축수의 열에 의해 가열되는 것을 특징으로 할 수 있다. A raw water storage tank for storing raw water to be introduced into the condensation evaporation tank; A raw water line connecting the raw water storage tank and the condensation evaporation tank; And a first heat exchanger in which the raw water in the raw water line and the condensed water in the condensed water line are heat-exchanged with each other, wherein the raw water in the first heat exchanger is heated by the heat of the condensed water.

그리고, 상기 응축증발탱크 일측와 상기 원수라인 일측 사이를 연결하는 순환수라인; 및 상기 응축증발탱크 내의 원수 일부를 상기 순환수라인으로 유입시켜, 상기 원수를 순환시키는 순환펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. A circulation water line connecting one side of the condensation evaporation tank and one side of the raw water line; And a circulation pump for circulating a part of raw water in the condensation evaporation tank to the circulating water line to circulate the raw water.

또한, 상기 원수라인 내의 원수와 상기 농축수 라인 내의 농축수가 서로 열교환되는 제2열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The apparatus may further include a second heat exchanger in which the raw water in the raw water line and the concentrated water in the concentrated water line are heat-exchanged with each other.

그리고, 상기 증발농축장치는, 농축수를 증발처리하여 폐수없이 부산물을 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다. The evaporation and concentration apparatus may be characterized in that the concentrated water is evaporated to produce by-products without wastewater.

또한, 상기 응축수 라인 일측에 구비되어, 응축수를 처리수 저장조로 유입시키기 위한 동력을 제공하는 응축수 이송펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The condensed water pump may further include a condensate transfer pump provided at one side of the condensed water line to provide power for introducing the condensed water into the process water storage tank.

그리고, 상기 원수라인 일측에 구비되어 상기 원수저장조에서 상기 응축증발탱크로 유입되는 원수의 유동 동력을 제공하는 원수이송펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a raw water transfer pump provided at one side of the raw water line to provide the flow power of the raw water flowing into the condensation evaporation tank from the raw water storage tank.

또한, 상기 농축수라인 일측에 구비되어 상기 응축증발탱크에서 상기 증발농축장치로 유입되는 농축수의 유동 동력을 제공하는 농축수이송펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The apparatus may further include a concentrated water transfer pump provided at one side of the concentrated water line to provide flow power of the concentrated water flowing into the evaporation and concentration apparatus in the condensation evaporation tank.

그리고, 상기 가열수단, 상기 터보형 증기압축기, 상기 증발농축장치, 순환펌프, 응축수 이송펌프, 원수이송펌프 및 농축수 이송펌프 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The controller may further include a controller for controlling at least one of the heating unit, the turbo-type steam compressor, the evaporation concentrator, the circulation pump, the condensate transfer pump, the raw water transfer pump, and the concentrated water transfer pump.

또한, 상기 응축증발탱크에서 토출되는 증기는 100℃의 증기이고, 상기 터보형 증기 압축기에서 토출되는 고온증기는 107℃의 증기인 것을 특징으로 할 수 있다. Also, the steam discharged from the condensation evaporation tank is steam at 100 ° C, and the high-temperature steam discharged from the turbo-type steam compressor is steam at 107 ° C.

본 발명의 제2목적은, 담수화방법에 있어서, 원수 저장조에 저장된 원수가 응축수 원수이송펌프의 가동에 의해 원수라인을 통해 응축증발탱크 내로 유입되는 단계; 가열수단에 의해 상기 응축증발탱크 내의 원수가 가열되는 단계; 상기 응축증발탱크 내에서 발생된 증기가 증기라인을 통해, 터보형 증기압축기로 유입되는 단계; 상기 터보형 증기압축기에 의해 재가온되어 고온 증기가 생성되는 단계; 응축수 이송펌프의 가동에 의해, 상기 고온증기가 응축수 라인으로 유입되고, 응축증발탱크 내를 통과하는 응축수 라인을 통해 상기 응축증발탱크 내의 상기 원수가 가열되고, 상기 고온증기가 응축되는 단계; 및 응축수 이송펌프의 가동에 의해, 응축된 응축수가 처리수로서 처리수저장조에 저장되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템을 이용한 담수화 방법으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is to provide a desalination method comprising the steps of introducing raw water stored in a raw water storage tank into a condensation evaporation tank through a raw water line by operating a condensate raw water transfer pump; Heating the raw water in the condensation evaporation tank by a heating means; Introducing the steam generated in the condensation evaporation tank into the turbo type steam compressor through the steam line; A step of reheating by the turbo type steam compressor to generate high temperature steam; The operation of the condensate transfer pump causes the hot steam to flow into the condensate water line and the raw water in the condensation evaporation tank is heated through a condensate line passing through the condensation evaporation tank and the hot steam is condensed; And the condensed water is stored in the process water storage tank as the process water by the operation of the condensate water transfer pump and the operation of the condensate water transfer pump.

그리고, 순환펌프의 가동에 의해 상기 응축증발탱크 내의 원수 일부가 순환수라인으로 유입되고, 상기 순환수라인으로 유입된 원수가 다시 원수라인으로 유입되어 상기 응축증발탱크로 순환되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The operation of the circulation pump further includes the step of introducing part of the raw water in the condensation evaporation tank into the circulating water line and returning the raw water flowing into the circulating water line to the raw water line and circulating to the condensation evaporation tank . ≪ / RTI >

또한, 상기 응축수 라인을 통해 응축된 응축수가 제1열교환기를 통과하며, 원수라인을 통해 유입된 원수를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The condensed water condensed through the condensed water line passes through the first heat exchanger, and the raw water flowing through the raw water line is heated.

그리고, 상기 응축증발탱크에서 토출되는 증기는 100℃의 증기이고, 상기 터보형 증기 압축기에서 토출되는 고온증기는 107℃의 증기인 것을 특징으로 할 수 있다. The steam discharged from the condensation evaporation tank is steam at 100 ° C, and the high-temperature steam discharged from the turbo-type steam compressor is steam at 107 ° C.

또한, 제어부가 원수이송펌프를 제어하여, 응축증발탱크로 유입되는 원수의 유량을 조절하는 단계; 제어부가 응축수 이송펌프를 제어하여, 처리수 저장조로 유입되는 응축수의 유량을 조절하는 단계; 및 제어부가 순환펌프를 제어하여, 응축증발탱크에서 순환수라인으로 유입되는 원수의 유량을 조절하는 단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The control unit controls the raw water transfer pump to adjust the flow rate of the raw water flowing into the condensation evaporation tank. The control unit controls the condensate transfer pump to adjust the flow rate of the condensed water flowing into the process water storage tank; And a control unit controlling the circulation pump to adjust the flow rate of the raw water flowing into the circulation water line in the condensation evaporation tank; And at least one of the following:

본 발명의 제3목적은, 농축수 처리방법에 있어서, 원수 저장조에 저장된 원수가 응축수 원수이송펌프의 가동에 의해 원수라인을 통해 응축증발탱크 내로 유입되는 단계; 가열수단에 의해 상기 응축증발탱크 내의 원수가 가열되는 단계; 상기 응축증발탱크에서 생성된 농축수가 농축수 이송펌프의 가동에 의해 농축수 라인을 통해 증발농축장치로 유입되는 단계; 및 상기 증발농축장치로 유입된 농축수가 증발처리되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템을 이용한 농축수 처리 방법으로서 달성될 수 있다. A third object of the present invention is to provide a method for treating concentrated water, comprising the steps of: introducing raw water stored in a raw water storage tank into a condensation evaporation tank through a raw water line by operating a condensate raw water transfer pump; Heating the raw water in the condensation evaporation tank by a heating means; Introducing the concentrated water produced in the condensation evaporation tank into the evaporation and concentration apparatus through the concentrated water line by operating the concentrated water transfer pump; And a step of evaporating the concentrated water flowing into the evaporation concentrating device. The concentrated water treatment method using the high efficiency seawater desalination system of the present invention can be accomplished.

또한, 상기 농축수 라인 일측에 구비된 제2열교환기에서, 상기 제2열교환기를 통과하는 농축수가 원수라인을 통해 통과하는 원수를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, in the second heat exchanger provided at one side of the concentrated water line, the step of heating raw water passing through the raw water line through the concentrated water passing through the second heat exchanger may further comprise the step of heating the raw water passing through the raw water line.

그리고, 상기 증발농축장치는 상기 농축수가 증발처리되어 폐수없이 부산물이 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다. The evaporating and concentrating apparatus may be characterized in that the concentrated water is evaporated to produce by-products without wastewater.

또한, 제어부가 상기 농축수 이송펌프를 제어하여 증발농축장치로 유입되는 농축수의 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The control unit may further include a step of controlling the flow rate of the concentrated water flowing into the evaporation concentration apparatus by controlling the concentrated water transfer pump.

본 발명의 일실시예에 따르면, 에너지 소비효율을 증가시킴과 동시에 별도의 폐수처리시설이 필요치 않은 시스템으로 구성되어, 도서지역과 같이 담수화시설을 필요하지만 에너지 수급이 어렵고 별도의 관리 인력이 없는 지역에서도 적은 에너지로 높은 생산효율을 가짐과 동시에 폐수처리 인력 및 비용이 없어 원활하게 적용 가능하다는 장점을 갖는다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a system for increasing the energy consumption efficiency and not requiring a separate wastewater treatment facility, such that a desalination facility such as a book area is required but the energy supply and demand is difficult, It is advantageous in that it has high production efficiency with low energy and smoothly applicable because it does not have a manpower and cost for wastewater treatment.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that various other modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, All fall within the scope of the appended claims.

도 1은 종래 증발법에 의한 해수 담수화시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 폐수 무방류 해수 담수화 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 폐수 무방류 해수 담수화 시스템을 이용한 담수화 방법의 흐름도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 폐수 무방류 해수 담수화 시스템을 이용한 농축수 처리방법의 흐름도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 수수경로를 나타낸 블록도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 1 is a schematic view of a seawater desalination system by a conventional evaporation method,
FIG. 2 is a configuration diagram of a high-efficiency wastewater-free water desalination system according to an embodiment of the present invention;
3 is a flowchart of a desalination method using a high-efficiency wastewater-free water desalination system according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart of a concentrated water treatment method using a high-efficiency wastewater-free water desalination system according to an embodiment of the present invention,
5 is a block diagram illustrating an energy-transmitting path according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram illustrating a signal flow of a control unit according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is connected to another part, it includes not only a case where it is directly connected but also a case where the other part is indirectly connected with another part in between. In addition, the inclusion of an element does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 폐수 무방류 해수 담수화 시스템(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 폐수 무방류 해수 담수화 시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 이러한 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 폐수 무방류 해수 담수화 시스템(100)의 기술적 특징은, 응축증발탱크(20)로 유입된 원수가 가온을 통해 100℃의 증기로 발생되고, 발생된 증기는 터보형 증기압축기(30)를 통해 107℃의 고온증기로 재가온 되어지게 된다.Hereinafter, the configuration and function of the high-efficiency wastewater-free water desalination system 100 according to an embodiment of the present invention will be described. 2 is a block diagram of a high-efficiency wastewater-free water desalination system 100 according to an embodiment of the present invention. The technical feature of the high-efficiency wastewater-free water desalination desalination system 100 according to an embodiment of the present invention is that the raw water introduced into the condensation evaporation tank 20 is generated through steam at a temperature of 100 ° C., Temperature steam of 107 DEG C through the steam compressor (30).

그리고, 107℃의 증기는 응축증발탱크(20) 내를 통과하는 응축수 라인(32)을 통해 응축증발탱크(20) 내의 원수를 가온하며, 이때 생성되는 107℃의 응축수는 제1열교환기(13)를 통해 유입되는 20℃의 원수를 가온한 후 처리수 저장조(50)에 저장되게 된다.The 107 ° C steam warms the raw water in the condensation evaporation tank 20 through the condensate line 32 passing through the condensation evaporation tank 20. The generated condensate at 107 ° C is condensed in the first heat exchanger 13 And then stored in the treated water storage tank 50.

이와 같은 일련의 과정을 통해 에너지 수수경로가 완성되어 후에 설명되는 바와 같이, 원수 1 리터를 기준으로 20kcal에 해당되는 전기에너지를 통해 20℃의 원수가 100℃의 원수가 되기 위한 에너지와 100℃의 원수가 100℃의 증기가 되기 위한 에너지를 공급하게 되어 에너지 효율을 증가시킬 수 있게 된다. 또한, 발생되는 농축수(폐수)는 증발농축장치(60)를 이용하여 증발처리하여 폐수 배출없이 소량의 부산물만이 발생되어 지도록 할 수 있다.
As a result of this series of processes, energy is supplied through the electric energy equivalent to 20 kcal based on 1 liter of raw water, and the energy required for the raw water at 20 ° C to become raw water at 100 ° C and the energy for the raw water at 100 ° C It is possible to increase the energy efficiency by supplying energy for the raw water to become vapor at 100 ° C. In addition, the concentrated water (wastewater) generated can be evaporated by using the evaporation concentrator 60 so that only a small amount of by-products can be generated without waste water discharge.

보다 구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 응축증발탱크(20), 터보형 증기압축기(30), 응축기 라인, 처리수저장조(50), 증발농축장치(60) 등을 포함하여 구성될 수 있다. More specifically, a wastewater-free high-efficiency seawater desalination system 100 according to an embodiment of the present invention includes a condensation evaporation tank 20, a turbo-type steam compressor 30, a condenser line, (50), an evaporation concentrator (60), and the like.

응축증발탱크(20)는 내부로 원수가 유입되며 가열수단(22)에 의해 상기 원수를 증발시키고, 농축시키게 된다. 또한, 터보형 증기압축기(30)는 응축증발탱크(20)에서 발생된 증기가 유입되어, 상기 증기를 압축, 재가온하여 고온증기로 토출시키게 된다. In the condensation evaporation tank 20, raw water flows into the inside thereof, and the raw water is evaporated and concentrated by the heating means 22. In addition, the steam generated in the condensation evaporation tank 20 flows into the turbo-type steam compressor 30, and the steam is compressed, re-heated, and discharged as high-temperature steam.

그리고, 응축수 라인(32)에서는, 상기 응축증발탱크(20) 내부에 구비되어 상기 터보형 증기 압축기(30)에서 토출된 고온 증기의 열을 상기 응축증발탱크(20) 내부에 저장된 원수로 방출시켜, 상기 원수를 가열시키고, 상기 고온 증기는 응축되게 된다. In the condensate line 32, the heat of the high-temperature steam, which is provided in the condensation evaporation tank 20 and discharged from the turbo-type steam compressor 30, is discharged as raw water stored in the condensation evaporation tank 20, The raw water is heated, and the high temperature vapor is condensed.

또한, 처리수 저장조(50)는, 상기 응축수 라인(32)과 연결되어 상기 응축수 라인(32)에서 응축된 응축수를 처리수로서 저장하게 된다. 그리고, 증발농축장치(60)는, 응축증발탱크(20)에서 농축된 농축수가 유입되어 상기 농축수를 증발처리하게 된다. In addition, the process water reservoir 50 is connected to the condensate line 32 to store the condensed water condensed in the condensate line 32 as process water. In the evaporation concentrating apparatus 60, the concentrated water concentrated in the condensation evaporation tank 20 flows in and evaporates the concentrated water.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 원수저장조(10), 원수라인(12), 제1열교환기(13)를 포함하고 있음을 알 수 있다. 원수저장조(10)에서, 응축증발탱크(20)로 유입될 원수가 저장되게되고, 원수라인(12)은 원수저장조(10)와 응축증발탱크(20)를 연결하게 된다. 2, the system 10 includes a raw water reservoir 10, a raw water line 12, and a first heat exchanger 13, as shown in FIG. 2, and a high-efficiency seawater desalination system 100 according to an embodiment of the present invention. . In the raw water storage tank 10, the raw water to be introduced into the condensation evaporation tank 20 is stored and the raw water line 12 connects the raw water storage tank 10 and the condensation evaporation tank 20.

또한, 제1열교환기(13)는 원수라인(12) 내의 원수와 상기 응축수 라인(32) 내의 응축수가 서로 열교환되게 된다. 따라서, 후에 설명되는 바와 같이, 제1열교환기(13)에서 원수는 응축수의 열에 의해 가열되게 된다. 즉, 응축증발탱크(20) 내로 투입되는 응축수 라인(32)을 거치면서, 터보형 증기압축기(30)의 고온증기라인(31)으로 토출된 고온증기가 응축증발탱크(20)를 거치며 원수에 열을 방출하여, 원수를 가열함과 동시에 응축되고, 응축된 응축수가 응축수 저장조(40)에서 저장된 후, 제1열교환기(13)를 거치면서, 별도의 원수라인(12)을 통해 제1열교환기(13)로 유입된 원수에 열을 방출하게 된다. In addition, the first heat exchanger 13 is caused to heat-exchange the raw water in the raw water line 12 and the condensed water in the condensed water line 32 with each other. Therefore, as will be described later, the raw water in the first heat exchanger 13 is heated by the heat of the condensed water. That is, the high-temperature steam discharged into the high-temperature steam line 31 of the turbo-type steam compressor 30 flows through the condensation evaporation tank 20 into the raw water through the condensed water line 32, And the condensed condensed water is stored in the condensed water storage tank 40 and then flows through the first heat exchanger 13 to the first heat exchanger 12 via the separate raw water line 12, The heat is discharged to the raw water flowing into the heat exchanger 13.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 순환수라인(71), 순환펌프(70)를 포함하고 있음을 알 수 있다. 순환수라인(71)은, 응축증발탱크(20) 일측와 상기 원수라인(12) 일측 사이를 연결하는 관에 해당한다. 그리고, 순환펌프(70)는, 응축증발탱크(20) 내의 원수 일부를 상기 순환수라인(71)으로 유입시켜, 상기 원수를 순환시키게 된다. 2, the circulation water line 71 and the circulation pump 70 are included in the desalination-free high-efficiency seawater desalination system 100 according to an embodiment of the present invention. The circulation water line 71 corresponds to a pipe connecting one side of the condensation evaporation tank 20 and one side of the raw water line 12. The circulation pump 70 introduces part of the raw water in the condensation evaporation tank 20 into the circulation water line 71 to circulate the raw water.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2교환기를 포함하고 있음을 알 수 있다. 제2열교환기(62)에서는 원수라인(12) 내의 원수와 농축수라인(61) 내의 농축수가 서로 열교환되게 된다. In addition, it can be seen that the wastewater-free, high-efficiency seawater desalination system 100 according to an embodiment of the present invention includes a second exchanger as shown in FIG. In the second heat exchanger (62), the raw water in the raw water line (12) and the concentrated water in the concentrated water line (61) are heat exchanged with each other.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 증발농축장치(60)는 농축수를 증발처리하여 폐수없이 부산물을 생성하게 된다. The evaporation concentrator 60 according to an embodiment of the present invention evaporates the concentrated water to produce by-products without wastewater.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 응축수 이송펌프(41), 원수이송펌프(11), 농축수이송펌프(63)를 포함하고 있음을 알 수 있다. 2, the system 100 includes a condensate transfer pump 41, a raw water transfer pump 11, a concentrated water transfer pump 63, . ≪ / RTI >

응축수 이송펌프(41)는, 응축수 라인(32) 일측에 구비되어, 응축수를 처리수 저장조(50)로 유입시키기 위한 동력을 제공하게 된다. 또한, 원수이송펌프(11)는 원수라인(12) 일측에 구비되어 상기 원수저장조(10)에서 상기 응축증발탱크(20)로 유입되는 원수의 유동 동력을 제공하게 된다. 그리고, 농축수이송펌프(63)는 농축수라인(61) 일측에 구비되어 상기 응축증발탱크(20)에서 상기 증발농축장치(60)로 유입되는 농축수의 유동 동력을 제공하게 된다. A condensate transfer pump 41 is provided at one side of the condensate line 32 to provide power for introducing the condensate to the process water reservoir 50. The raw water transfer pump 11 is provided at one side of the raw water line 12 to provide the flow power of the raw water flowing into the condensation evaporation tank 20 from the raw water storage tank 10. The concentrated water transfer pump 63 is provided at one side of the concentrated water line 61 to provide the flow power of the concentrated water flowing into the evaporation and concentration apparatus 60 from the condensation evaporation tank 20.

또한, 후에 설명되는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(80)는 가열수단(22), 상기 터보형 증기압축기(30), 상기 증발농축장치(60), 순환펌프(70), 응축수 이송펌프, (41) 원수이송펌프(11) 및 농축수 이송펌프(63) 등을 제어하게 된다. The control unit 80 according to an embodiment of the present invention includes the heating unit 22, the turbo-type steam compressor 30, the evaporation concentrator 60, the circulation pump 70, (41) the raw water transfer pump 11, the concentrated water transfer pump 63, and the like.

즉, 제어부(80)는 가열수단(22)을 제어하여 응축증발탱크(20)의 내부온도, 저장된 원수로 투입되는 열에너지를 조절할 수 있고, 순환펌프(70)를 제어하여, 순환수라인(71)을 유동하는 원수의 유량을 조절할 수 있다. 또한, 응축수 이송펌프(41)를 제어하여, 응축수 라인(32)을 유동하는 응축수의 유량과, 응축수저장조(40)에서 제1열교환기(13)로 투입되는 응축수의 유량을 조절하게 된다. That is, the control unit 80 controls the heating means 22 to adjust the internal temperature of the condensation evaporation tank 20, the heat energy to be supplied to the stored raw water, and controls the circulation pump 70 to circulate the circulation water line 71 The flow rate of the raw water flowing through the pipe can be adjusted. In addition, the condensate transfer pump 41 is controlled to control the flow rate of the condensed water flowing through the condensed water line 32 and the flow rate of the condensed water supplied to the first heat exchanger 13 from the condensed water storage tank 40.

그리고, 제어부(80)는 원수이송펌프(11)를 제어하여, 원수저장조(10)에서 응축수 증발탱크(20)로 유입되는 원수의 유량을 조절할 수 있고, 농축수 이송펌프(63)를 제어하여, 응축증발탱크(20)에서 토출되어 증발농축장치(60)로 유입되는 농축수의 유량을 조절할 수 있게 된다.
The control unit 80 controls the raw water transfer pump 11 to control the flow rate of the raw water flowing into the condensed water evaporation tank 20 in the raw water storage tank 10 and controls the concentrated water transfer pump 63 , And the flow rate of the concentrated water discharged from the condensation evaporation tank (20) and flowing into the evaporation concentrator (60) can be adjusted.

이하에서는 앞서 언급한 고효율 폐수 무방류 해수 담수화 시스템(100)을 이용한 해수 담수화 방법에 대해 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 폐수 무방류 해수 담수화 시스템(100)을 이용한 담수화 방법의 흐름도를 도시한 것이다. Hereinafter, a method for desalination of seawater using the above-mentioned high-efficiency wastewater-free water desalination system 100 will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating a desalination method using a high-efficiency wastewater-free water desalination system 100 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 원수 저장조(10)에 저장된 원수가 응축수 원수이송펌프(11)의 가동에 의해 원수라인(12)을 통해 응축증발탱크(20) 내로 유입되게 된다(S1). 그리고, 응축증발탱크(20) 내로 유입된 원수는 가열수단(22)에 의해 가열되게 된다(S2). 다음으로, 응축증발탱크(20) 내에서 발생된 증기는 증기라인(21)을 통해, 터보형 증기압축기(30)로 유입되게 된다(S3). 이때 본 발명의 일실시예에 따라 응축증발탱크(20)에서 발생되어 증기라인(21)으로 유입되는 증기는 100℃의 증기에 해당한다. First, the raw water stored in the raw water storage tank 10 is introduced into the condensation evaporation tank 20 through the raw water line 12 by the operation of the condensate water feed pump 11 (S1). The raw water flowing into the condensation evaporation tank 20 is heated by the heating means 22 (S2). Next, the steam generated in the condensation evaporation tank 20 is introduced into the turbo-type steam compressor 30 through the steam line 21 (S3). At this time, the steam generated in the condensation evaporation tank 20 and flowing into the steam line 21 according to an embodiment of the present invention corresponds to steam at 100 ° C.

또한, 터보형 증기압축기(30)로 유입되는 100℃의 증기는 상기 터보형 증기압축기(30)에 의해 재가온되어 고온 증기가 생성되게 된다. 이러한 고온증기는 본 발명의 실시예에서 약 107℃의 증기에 해당한다(S4). The steam at 100 ° C. flowing into the turbo-type steam compressor 30 is re-heated by the turbo-type steam compressor 30 to generate high-temperature steam. These high temperature vapors correspond to steam at about 107 DEG C in the embodiment of the present invention (S4).

그리고, 응축수 이송펌프(41)의 가동에 의해, 터보형 증기압축기(30)에서 생성된 107℃ 증기는 터보형 증기 압축기(30) 일측에 구비된 고온증기라인(31)을 통해 토출되며, 고온증기라인(31)과 연결되고, 응축증발탱크(20) 내를 통과하는 응축수 라인(32)으로 유입되게 된다. The 107 占 폚 steam generated in the turbo-type steam compressor 30 is discharged through the high-temperature steam line 31 provided at one side of the turbo-type steam compressor 30 by the operation of the condensate transfer pump 41, (31) and flows into the condensate line (32) passing through the condensation evaporation tank (20).

응축수 라인(32)은 응축증발탱크(20) 내를 통과하게 되고, 이러한 107℃ 증기가 응축증발탱크(20) 내를 통과하게 되면서, 응축되고, 동시에 응축증발탱크(20) 내의 원수를 가열하게 된다(S5).The condensate line 32 passes through the condensation evaporation tank 20 and is condensed as the 107 캜 steam passes through the condensation evaporation tank 20 and at the same time heats the raw water in the condensation evaporation tank 20 (S5).

그리고, 응축수 라인(32)을 통해 응축된 응축수는 응축수 저장조(40)에 저장되고, 응축수 저장조(40)에 저장된 응축수는 제1열교환기(13)를 통과하게 된다(S6). The condensed water condensed through the condensate line 32 is stored in the condensed water storage tank 40, and the condensed water stored in the condensed water storage tank 40 passes through the first heat exchanger 13 (S6).

이러한 제1열교환기(13)에서는, 응축수 라인(32)을 통해 유입되는 응축수와, 원수라인(12)을 통해 유입된 원수가 열교환되게 된다. 즉, 응축수는 냉각되게 되고, 원수저장조(10)에서 투입된 약 20℃의 원수는 가열되게 된다. In this first heat exchanger (13), the condensed water flowing through the condensed water line (32) and the raw water flowing through the raw water line (12) are heat exchanged. That is, the condensed water is cooled, and the raw water of about 20 캜 introduced from the raw water storage tank 10 is heated.

마지막으로, 응축수 이송펌프(41)의 가동에 의해, 응축된 응축수가 처리수로서 처리수저장조(50)에 저장되게 된다. Finally, by the operation of the condensate transfer pump 41, the condensed condensed water is stored in the process water storage tank 50 as process water.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 폐수 무방류 해수 담수화 시스템(100)을 이용한 담수화 방법은, 순환펌프(70)의 가동에 의해 상기 응축증발탱크(20) 내의 원수 일부가 순환수라인(71)으로 유입되고, 상기 순환수라인(71)으로 유입된 원수가 다시 원수라인(12)으로 유입되어 상기 응축증발탱크(20)로 순환되는 단계를 더 포함하여 구성될 수 있다. In the desalination method using the high efficiency wastewater desalination water desalination system 100 according to the embodiment of the present invention, part of the raw water in the condensation evaporation tank 20 is circulated through the circulation water line 71 And the raw water flowing into the circulating water line 71 flows into the raw water line 12 and is circulated to the condensation evaporation tank 20.

또한, 이러한 단계에서, 제어부(80)는 원수이송펌프(11)를 제어하여, 응축증발탱크(20)로 유입되는 원수의 유량을 조절할 수 있고, 응축수 이송펌프(41)를 제어하여, 처리수 저장조(50)로 유입되는 응축수의 유량을 조절할 수 있으며, 순환펌프(70)를 제어하여, 응축증발탱크(20)에서 순환수라인(71)으로 유입되는 원수의 유량을 조절할 수 있다. In this step, the control unit 80 controls the raw water transfer pump 11 to adjust the flow rate of the raw water flowing into the condensation evaporation tank 20, and controls the condensate transfer pump 41, The flow rate of the condensed water flowing into the storage tank 50 can be controlled and the flow rate of the raw water flowing into the circulation water line 71 from the condensation evaporation tank 20 can be controlled by controlling the circulation pump 70.

이하에서는 앞서 언급한 고효율 폐수 무방류 해수 담수화 시스템(100)을 이용한 농축수 처리방법에 대해 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 폐수 무방류 해수 담수화 시스템(100)을 이용한 농축수 처리방법의 흐름도를 도시한 것이다. Hereinafter, the concentrated water treatment method using the above-mentioned high-efficiency wastewater-free water desalination system 100 will be described. FIG. 4 is a flowchart of a concentrated water treatment method using a high-efficiency wastewater-free water desalination system 100 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 원수 저장조(10)에 저장된 원수가 응축수 원수이송펌프(11)의 가동에 의해 원수라인(12)을 통해 응축증발탱크(20) 내로 유입되게 된다(S10). 그리고, 가열수단(22)에 의해 상기 응축증발탱크(20) 내의 원수가 가열되게 되고, 응축증발탱크(20)에서 농축수가 생성되게 된다(S20). 그리고, 응축증발탱크(20)에서 생성된 농축수가 농축수 이송펌프(63)의 가동에 의해 농축수라인(61)으로 토출되게 된다. First, the raw water stored in the raw water storage tank 10 is introduced into the condensation evaporation tank 20 through the raw water line 12 by the operation of the raw water transfer pump 11 (S10). The raw water in the condensation evaporation tank 20 is heated by the heating means 22, and concentrated water is produced in the condensation evaporation tank 20 (S20). Then, the concentrated water produced in the condensation evaporation tank 20 is discharged to the concentrated water line 61 by the operation of the concentrated water transfer pump 63.

그리고, 농축수라인(61) 일측에 구비된 제2열교환기(62)에서, 제2열교환기(62)를 통과하는 농축수가 원수라인(12)을 통해 통과하는 원수를 가열하게 된다(S30). 즉, 제2열교환기(62)에서는 농축수라인(61)을 통해 유입되는 농축수와, 별도의 원수라인(12)을 통해 유입되는 원수가 서로 열교환하게 된다. 따라서 농축수에 의해 원수가 가열되게 된다. In the second heat exchanger 62 provided at one side of the concentrated water line 61, the concentrated water passing through the second heat exchanger 62 heats the raw water passing through the raw water line 12 (S30) . That is, in the second heat exchanger (62), the concentrated water flowing through the concentrated water line (61) and the raw water flowing through the separate raw water line (12) exchange heat with each other. Therefore, the raw water is heated by the concentrated water.

다음으로, 제2열교환기(62)를 통과한 농축수는 증발농축장치(60)로 유입되어 증발처리되게 된다(S40). 즉, 증발농축장치(60)는 상기 농축수가 증발처리되어 폐수없이 부산물이 생성되게 된다. 또한, 이러한 단계에서, 제어부(80)는 농축수 이송펌프(63)를 제어하여 증발농축장치(60)로 유입되는 농축수의 유량을 조절하게 된다. Next, the concentrated water that has passed through the second heat exchanger (62) flows into the evaporation concentrator (60) and is evaporated (S40). That is, in the evaporation concentrator 60, the concentrated water is evaporated to produce by-products without waste water. At this stage, the control unit 80 controls the concentrated water transfer pump 63 to regulate the flow rate of the concentrated water flowing into the evaporation concentrator 60.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 수수경로를 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 원수 저장조(10)에 저장된 약 20℃의 원수는 응축증발탱크(20) 내로 투입되기 전에 제1열교환기(13), 제2열교환기(62)에서 열교환되어 가열되게 된다. 즉, 앞서 언급한 바와 같이, 제1열교환기(13)에서는 응축수 라인(32)과 원수라인(12)이 교차하게 되고, 응축수 라인(32)을 따라 유동하는 약 107 ℃의 응축수(처리수)에 의해 원수라인(12)을 따라 유동하는 원수가 가열되게 된다. 또한, 제2열교환기(62)에서는 농축수라인(61)과 원수라인(12)이 교차하게 되고, 농축수라인(61)을 따라 유동하는 농축수에 의해 원수라인(12)을 따라 유동하는 원수가 가열되게 된다. FIG. 5 is a block diagram illustrating an energy-transmitting path according to an embodiment of the present invention. 5, the raw water of about 20 캜 stored in the raw water storage tank 10 is heat-exchanged in the first heat exchanger 13 and the second heat exchanger 62 before being introduced into the condensation evaporation tank 20, . As described above, in the first heat exchanger 13, the condensed water line 32 and the raw water line 12 intersect, and the condensed water (treated water) flowing at about 107 ° C flowing along the condensed water line 32 flows, The raw water flowing along the raw water line 12 is heated. In the second heat exchanger 62, the concentrated water line 61 and the raw water line 12 intersect and flows along the raw water line 12 by the concentrated water flowing along the concentrated water line 61 The raw water is heated.

또한, 응축증발탱크(20)에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 응축증발탱크(20) 내에 구비되는 응축수 라인(32)을 통해 유입되는 107℃의 고온증기에 의해 응축증발탱크(20) 내의 원수가 가열되어 100℃의 증기를 생성하게 된다. 예를 들어, 107℃의 고온증기에 의해 응축증발탱크(20) 내의 원수가 약 540kcal정도의 열을 흡수하게 된다.5, in the condensation evaporation tank 20, the high-temperature steam of 107 ° C. flowing through the condensation water line 32 provided in the condensation evaporation tank 20, Is heated to produce steam at 100 ° C. For example, the raw water in the condensation evaporation tank 20 absorbs heat of about 540 kcal by high-temperature steam at 107 ° C.

100℃ 증기가 응축증발탱크(20)에서 토출되어 터보증기압축기(30)로 유입되어 약 20kcal의 열에너지를 받아 약 107℃의 고온증기로 토출되게 되고, 이러한 107℃의 증기는 앞서 언급한 바와 같이, 응축증발탱크(20)를 통과하며, 원수에 열을 방출하여 응축되게 된다. 응축된 107℃의 처리수(응축수)는 제1열교환기(13)를 통과하며, 원수에 열을 방출하여 냉각되어 처리수 저장조(50)에 저장되게 된다. 100 ° C steam is discharged from the condensation evaporation tank 20 and flows into the turbo steam compressor 30 and is discharged as high temperature steam of about 107 ° C under the heat energy of about 20 kcal. , Passes through the condensation evaporation tank (20), and releases heat to the raw water to be condensed. Condensed treated water (condensate) at 107 ° C passes through the first heat exchanger 13, releases heat to the raw water, is cooled, and is stored in the treated water storage tank 50.

이와 같은 일련의 과정을 통해 도 5에 도시된 바와 같은 에너지 수수경로가 완성되어 원수 1liter를 기준으로 20kcal에 해당되는 전기에너지를 통해 약 20℃ 의 원수가 100℃ 원수가 되기 위한 에너지와 100℃ 원수가 100℃ 증기가 되기 위한 에너지를 공급하게 되며, 발생되는 농축수는 증발농축장치(60)를 이용하여 증발처리하여 폐수배출없이 소량의 부산물만이 발생되어 지는 고효율 폐수무방류 담수화 시스템(100)을 제공하게 된다. Through this series of processes, the energy-passing path as shown in FIG. 5 is completed, and the energy for the raw water of about 20 ° C. to be the raw water of 100 ° C. through the electric energy corresponding to 20 kcal based on the raw water of 1 liter is mixed with the energy for the raw water of 100 ° C. And the concentrated water generated is evaporated by using the evaporation concentrator 60 to generate a small amount of by-product without discharging the wastewater. The high-efficiency wastewater desulfurization desalination system 100 .

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(80)의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(80)는 가열수단(22)을 제어하여 응축증발탱크(20) 내로 투입되는 열에너지를 조절하고, 터보형 증기 압축기(30)를 제어하여 유입되는 100℃ 증기가 고온증기가 되기 위한 에너지를 조절하게 된다. 6 is a block diagram showing a signal flow of the control unit 80 according to an embodiment of the present invention. 6, the controller 80 controls the heating means 22 to regulate the thermal energy supplied into the condensation evaporation tank 20, and the turbo-type steam compressor 30 The controlled 100 < 0 > C steam controls the energy for the high temperature steam.

또한, 제어부(80)는 순환펌프(70)를 제어하여 순환수라인(71)으로 유입되는 원수의 유량을 조절하며, 응축수 이송펌프(41)를 제어하여 응축수 라인(32)을 통해 유동되는 응축수의 유량을 조절하게 된다. 그리고, 제어부(80)는 농축수 이송펌프(63)를 제어하여, 농축수라인(61)을 통해 유동되는 농축수의 유량을 조절하며, 원수 이송펌프(11)를 제어하여 원수라인(12)을 통해 응축증발탱크(20)로 유입되는 원수의 유량을 조절하게 된다.
The control unit 80 controls the circulation pump 70 to adjust the flow rate of the raw water flowing into the circulation water line 71 and controls the condensate transfer pump 41 to control the flow rate of the condensed water Thereby controlling the flow rate of the fluid. The control unit 80 controls the concentrated water transfer pump 63 to adjust the flow rate of the concentrated water flowing through the concentrated water line 61 and controls the raw water transfer pump 11 to control the raw water line 12, Thereby controlling the flow rate of the raw water flowing into the condensation and evaporation tank 20. [

이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. It is to be understood that such modified embodiments are within the scope of protection of the present invention as defined by the appended claims.

1:종래 증발법 해수 담수화 시스템
2:증발탱크
3:냉각탱크
4:응축수저장조
5:가온설비
10:원수저장조
11:원수이송펌프
12:원수라인
13:제1열교환기
20:응축증발탱크
21:증기라인
22:가열수단
30:터보형 증기압축기
31:고온증기라인
32:응축수라인
40:응축수저장조
41:응축수 이송펌프
50:처리수저장조
60:증발농축장치
61:농축수라인
62:제2열교환기
63:농축수이송펌프
70:순환펌프
71:순환수라인
80:제어부
100:폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템1: conventional evaporation method seawater desalination system
2: evaporation tank
3: Cooling tank
4: Condensate storage tank
5: Heating equipment
10: raw water reservoir
11: Feed pump
12: the enemy line
13: first heat exchanger
20: condensation evaporation tank
21: Steam line
22: Heating means
30: Turbo type steam compressor
31: High temperature steam line
32: Condensate line
40: Condensate storage tank
41: Condensate transfer pump
50: treated water storage tank
60: Evaporation concentrator
61: concentrated water line
62: second heat exchanger
63: concentrated water transfer pump
70: circulation pump
71: circulating water line
80:
100: Wastewater-Free, High Efficiency Seawater Desalination System

Claims (19)

해수 담수화 시스템에 있어서,
내부로 원수가 유입되며 가열수단에 의해 상기 원수를 증발시키고, 농축시키는 응축증발탱크;
상기 응축증발탱크에서 발생된 증기가 유입되어, 상기 증기를 압축, 재가온하여 고온증기로 토출시키는 터보형 증기 압축기;
상기 응축증발탱크 내부에 구비되어 상기 터보형 증기 압축기에서 토출된 고온 증기의 열을 상기 응축증발탱크 내부에 저장된 원수로 방출시켜, 상기 원수를 가열시키고, 상기 고온 증기는 응축되는 응축수 라인;
상기 응축수 라인과 연결되어 상기 응축수 라인에서 응축된 응축수를 처리수로서 저장하는 처리수 저장조;
상기 응축증발탱크에서 농축된 농축수가 유입되어 상기 농축수를 증발처리하여 폐수없이 부산물을 생성시키는 증발농축장치;
상기 응축증발탱크로 유입될 원수가 저장되는 원수저장조;
상기 원수저장조와 상기 응축증발탱크를 연결하는 원수라인;
상기 원수라인 내의 원수와 상기 응축수 라인 내의 응축수가 서로 열교환되는 제1열교환기;
상기 응축증발탱크 일측와 상기 원수라인 일측 사이를 연결하는 순환수라인; 및
상기 응축증발탱크 내의 원수 일부를 상기 순환수라인으로 유입시켜, 상기 원수를 순환시키는 순환펌프;
상기 원수라인 내의 원수와 상기 농축수 라인 내의 농축수가 서로 열교환되는 제2열교환기;
상기 응축수 라인 일측에 구비되어, 응축수를 처리수 저장조로 유입시키기 위한 동력을 제공하는 응축수 이송펌프;
상기 원수라인 일측에 구비되어 상기 원수저장조에서 상기 응축증발탱크로 유입되는 원수의 유동 동력을 제공하는 원수이송펌프;
상기 농축수라인 일측에 구비되어 상기 응축증발탱크에서 상기 증발농축장치로 유입되는 농축수의 유동 동력을 제공하는 농축수이송펌프; 및
상기 가열수단, 상기 터보형 증기압축기, 상기 증발농축장치, 순환펌프, 응축수 이송펌프, 원수이송펌프 및 농축수 이송펌프를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템.
In a seawater desalination system,
A condensation evaporation tank into which the raw water flows into the evaporator, and evaporates and concentrates the raw water by a heating means;
A turbo type steam compressor for introducing the steam generated in the condensation evaporation tank and discharging the steam as high temperature steam by compressing and reheating the steam;
A condensed water line provided in the condensation evaporation tank to heat the high temperature steam discharged from the turbo type steam compressor into raw water stored in the condensation evaporation tank to heat the raw water;
A process water reservoir connected to the condensate line for storing condensed water condensed in the condensate line as process water;
An evaporation concentrator for concentrating the concentrated water in the condensation evaporation tank to evaporate the concentrated water to produce a byproduct without waste water;
A raw water storage tank for storing raw water to be introduced into the condensation evaporation tank;
A raw water line connecting the raw water storage tank and the condensation evaporation tank;
A first heat exchanger in which the raw water in the raw water line and the condensed water in the condensed water line are heat-exchanged with each other;
A circulation water line connecting one side of the condensation evaporation tank and one side of the raw water line; And
A circulation pump for circulating a part of raw water in the condensation evaporation tank into the circulating water line to circulate the raw water;
A second heat exchanger in which the raw water in the raw water line and the concentrated water in the concentrated water line are heat-exchanged with each other;
A condensate transfer pump provided at one side of the condensate line to provide power for introducing the condensed water into the process water reservoir;
A raw water transfer pump provided at one side of the raw water line to provide a flow power of raw water flowing into the condensation evaporation tank from the raw water storage tank;
A concentrated water transfer pump provided at one side of the concentrated water line to provide flow power of the concentrated water introduced into the evaporation and concentration apparatus in the condensation evaporation tank; And
And a controller for controlling the heating means, the turbo type steam compressor, the evaporation concentration apparatus, the circulation pump, the condensate transfer pump, the raw water transfer pump, and the concentrated water transfer pump.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 응축증발탱크에서 토출되는 증기는 100℃의 증기이고, 상기 터보형 증기 압축기에서 토출되는 고온증기는 107℃의 증기인 것을 특징으로 하는 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the steam discharged from the condensation evaporation tank is steam at 100 ° C, and the high-temperature steam discharged from the turbo-type steam compressor is steam at 107 ° C.
제 1항의 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템을 이용한 담수화방법에 있어서,
원수 저장조에 저장된 원수가 응축수 원수이송펌프의 가동에 의해 원수라인을 통해 응축증발탱크 내로 유입되는 단계;
가열수단에 의해 상기 응축증발탱크 내의 원수가 가열되는 단계;
상기 응축증발탱크 내에서 발생된 증기가 증기라인을 통해, 터보형 증기압축기로 유입되는 단계;
상기 터보형 증기압축기에 의해 재가온되어 고온 증기가 생성되는 단계;
응축수 이송펌프의 가동에 의해, 상기 고온증기가 응축수 라인으로 유입되고, 응축증발탱크 내를 통과하는 응축수 라인을 통해 상기 응축증발탱크 내의 상기 원수가 가열되고, 상기 고온증기가 응축되는 단계; 및
응축수 이송펌프의 가동에 의해, 응축된 응축수가 처리수로서 처리수저장조에 저장되는 단계를 포함하고,
순환펌프의 가동에 의해 상기 응축증발탱크 내의 원수 일부가 순환수라인으로 유입되고, 상기 순환수라인으로 유입된 원수가 다시 원수라인으로 유입되어 상기 응축증발탱크로 순환되는 단계와,
상기 응축수 라인을 통해 응축된 응축수가 제1열교환기를 통과하며, 원수라인을 통해 유입된 원수를 가열하는 단계와,
제어부가 원수이송펌프를 제어하여, 응축증발탱크로 유입되는 원수의 유량을 조절하는 단계와,
제어부가 응축수 이송펌프를 제어하여, 처리수 저장조로 유입되는 응축수의 유량을 조절하는 단계와 및
제어부가 순환펌프를 제어하여, 응축증발탱크에서 순환수라인으로 유입되는 원수의 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템을 이용한 담수화 방법.
A desalination method using the high-efficiency seawater desalination system of claim 1,
The raw water stored in the raw water storage tank flows into the condensation evaporation tank through the raw water line by the operation of the condensed water raw water transfer pump;
Heating the raw water in the condensation evaporation tank by a heating means;
Introducing the steam generated in the condensation evaporation tank into the turbo type steam compressor through the steam line;
A step of reheating by the turbo type steam compressor to generate high temperature steam;
The operation of the condensate transfer pump causes the hot steam to flow into the condensate water line and the raw water in the condensation evaporation tank is heated through a condensate line passing through the condensation evaporation tank and the hot steam is condensed; And
Wherein the condensed water is stored in the process water reservoir as process water by the operation of the condensate transfer pump,
Wherein a part of the raw water in the condensation evaporation tank flows into the circulating water line by the operation of the circulation pump and the raw water flowing into the circulating water line flows into the raw water line again to circulate to the condensation evaporation tank,
Condensing the condensed water through the condensed water line through the first heat exchanger and heating the raw water introduced through the raw water line,
Controlling the raw water transfer pump to adjust the flow rate of the raw water flowing into the condensation evaporation tank,
The control unit controls the condensate transfer pump to regulate the flow rate of the condensate flowing into the process water reservoir, and
Wherein the control unit controls the circulation pump to control the flow rate of the raw water flowing into the circulation water line in the condensation evaporation tank.
삭제delete 삭제delete 제 11항에 있어서,
상기 응축증발탱크에서 토출되는 증기는 100℃의 증기이고, 상기 터보형 증기 압축기에서 토출되는 고온증기는 107℃의 증기인 것을 특징으로 하는 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템을 이용한 담수화 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the steam discharged from the condensation evaporation tank is steam at 100 ° C. and the high-temperature steam discharged from the turbo-type steam compressor is steam at 107 ° C. 11. The desalination method as claimed in claim 1,
삭제delete 제 1항의 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템을 이용한 농축수 처리방법에 있어서,
원수 저장조에 저장된 원수가 응축수 원수이송펌프의 가동에 의해 원수라인을 통해 응축증발탱크 내로 유입되는 단계;
가열수단에 의해 상기 응축증발탱크 내의 원수가 가열되는 단계;
상기 응축증발탱크에서 생성된 농축수가 농축수 이송펌프의 가동에 의해 농축수 라인을 통해 증발농축장치로 유입되는 단계; 및
상기 증발농축장치로 유입된 농축수가 증발처리되는 단계를 포함하고,
상기 농축수 라인 일측에 구비된 제2열교환기에서, 상기 제2열교환기를 통과하는 농축수가 원수라인을 통해 통과하는 원수를 가열하는 단계와,
제어부가 상기 농축수 이송펌프를 제어하여 증발농축장치로 유입되는 농축수의 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템을 이용한 농축수 처리 방법.A concentrated water treatment method using the high effluent seawater desalination system of claim 1,
The raw water stored in the raw water storage tank flows into the condensation evaporation tank through the raw water line by the operation of the condensed water raw water transfer pump;
Heating the raw water in the condensation evaporation tank by a heating means;
Introducing the concentrated water produced in the condensation evaporation tank into the evaporation and concentration apparatus through the concentrated water line by operating the concentrated water transfer pump; And
And evaporating the concentrated water flowing into the evaporation concentrator,
Heating the raw water passing through the raw water line through the concentrated water passing through the second heat exchanger in the second heat exchanger provided at one side of the concentrated water line,
Wherein the control unit controls the concentrated water transfer pump to control the flow rate of the concentrated water flowing into the evaporation concentrator. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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