KR101470311B1 - 공업용 암모니아 정제장치 - Google Patents

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김종산
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코아텍주식회사
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Abstract

본 발명은 건조한 무수암모니아를 제조하기 위하여 비등점 차이를 이용하여 정제하는 증류탑을 설치하고, 원료공급라인 상에 원료공급펌프와 기화기를 순차적으로 연결하며, 가압 공급되는 원료인 액상의 암모니아를 기화기에서 가열 기화시키며, 이때 생성된 습한 암모니아가스를 증류탑의 하부에 설치된 암모니아가스 주입구로 투입시켜 증류탑 중앙부에 설치된 넓은 표면적을 가진 충진제가 충진된 트레이를 통과하여 증류탑 상부로 이동하게 되며, 이때 증류탑 상부에 설치된 응축기에 의해 냉각 응축되어 생성된 액상의 암모니아수가 증류탑 하부로 하강 이동하면서 상기 습한 암모니아가스의 상승흐름과 기액접촉(기액평형)을 이루면서 액상에는 고농도의 수분이 생성되고 기상에는 무수 암모니아가 생성되도록 구성된 공업용 암모니아 정제장치에 관한 것이다.

Description

공업용 암모니아 정제장치{SYSTEM FOR PURIFYING INDUSTRIAL AMMONIA}
본 발명은 수분, 오일 등의 불순물이 포함된 공업용 암모니아 원료에서 수분, 오일 등을 제거하는 드라이어 공정을 적용하여 건조한 무수암모니아를 제조하고 공급할 수 있는 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 건조한 무수암모니아를 제조하기 위하여 비등점 차이를 이용하여 정제하는 증류탑을 설치하고, 원료공급라인 상에 원료공급펌프와 기화기를 순차적으로 연결하며, 가압 공급되는 원료인 액상의 암모니아를 기화기에서 가열 기화시키며, 이때 생성된 습한 암모니아가스를 증류탑의 하부에 설치된 암모니아가스 주입구로 투입시켜 증류탑 중앙부에 설치된 넓은 표면적을 가진 충진제가 충진된 트레이를 통과하여 증류탑 상부로 이동하게 되며, 이때 증류탑 상부에 설치된 응축기에 의해 냉각 응축되어 생성된 액상의 암모니아수가 증류탑 하부로 하강 이동하면서 상기 습한 암모니아가스의 상승흐름과 기액접촉(기액평형)을 이루면서 액상에는 고농도의 수분이 생성되고 기상에는 무수 암모니아가 생성되도록 구성된 공업용 암모니아 정제장치에 관한 것이다.
기체상의 수분을 제거하기 위한 방법은 널리 잘 알려져 있는 에어드라이어 또는 가스드라이어 공정으로 활성알루미나 등을 사용하여 수분의 흡착, 탈착 재생을 이용하는 흡착법과 습한 기체의 온도를 이슬점온도 이하로 냉각하는 냉각법 등이 잘 알려져 있으며, 드물게는 드라이어 효율을 높이기 위해 이슬점 온도 이하로 내리는 냉각과 동시에 이슬점 압력이상으로 가압하여 수분을 응축시키는 가압식 등이 있다.
암모니아 정제공정의 종래 기술로 본 발명 출원인이 출원하여 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-1125770호에서 구체적으로 기술적 구성이 개시되어 있다.
상기 등록특허공보에 개시된 내용에 의하면, 증류공정에 의한 고순도 암모니아 정제생산에 대한 기술적 구성이 개시되어 있고, 제안된 증류탑은 냉각기, 칼럼, 리보일러 등으로 구성되며, 냉각기에서 응축된 암모니아 일부를 환류시키는 공정을 가지고 있다.
상기 등록특허에 의하면 저순도 암모니아 원료에서 암모니아성분과 대비되는 비점차이를 이용하여 고순도 암모니아를 제조하기 위하여 3단계의 증류탑이 적용되어 연속적으로 대량생산이 가능한 제조방법이 기재되어 있다.
본 발명에서 원료로 사용되는 공업용 암모니아는 약 99.5 % 의 순도를 가지며, 수분 및 미량의 오일 등이 불순물로 존재한다.
이러한 공업용 암모니아가스를 사용하는 공정을 살펴보면, 우선 공업용 암모니아 액을 기화기에 통과시켜서 기화시킨 후 생성된 습한 암모니아 가스를 흡착제 가스드라이어에 통과시켜 무수 암모니아가스를 얻고자 하는 시도를 하였으나, 흡착제 가스드라이어를 이용하여 제거할 경우에 수분의 제거효율 및 제거용량이 충분하지 못한 이유로 부득이 습한 암모니아 가스를 사용하고 있는 실정이다.
또한, 경제적인 이유로 공업용 암모니아를 사용하게 되면서 공업용 암모니아에 포함된 불순물질로부터 초래되는 여러 문제점들이 제기되어 왔으며, 이러한 현상들로는 배관 부속류의 부식, 유량 컨트롤 기기류에서 암모니아수의 응축수에 인한 유량오차발생, 암모니아 응축수로 인한 유량측정센서의 파손으로 유량측정센서 교체비용 발생, 암모니아 응축수 드레인 작업 발생으로 인하여 암모니아 가스의 작업장노출, 영하의 주위온도에서 암모니아수 응축액의 응결로 인한 배관 막힘 등의 영향으로 관리비용의 증가하는 문제점이 발생되고 있다.
이에 대한 대비책으로 수분을 흡착할 수 있는 소재인 활성알루미나, 몰라큘라시브등이 미량의 수분흡착을 목적으로 사용되고 있지만, 이러한 흡착제 역시 대량의 수분을 제거하기 위한 암모니아 가스드라이어로 사용하기에는 성능상의 한계점이 존재하며 그 내용으로는 흡착공정에서 건조한 흡착제는 드라이어에 투입되는 초기에는 충분한 수분제거능력이 발휘되지만 사용시간이 증가됨에 따라 흡착제가 수분으로 포화되면서 흡착제는 수분흡착 능력이 감소하게 되며 그 시점에서 또는 그 이전 시점에서 흡착제의 주기적인 재생 또는 교체사유가 발생되는 문제점이 있다.
또한, 흡착제의 수분제거 효율에서도 한계가 존재하며 예를 들면 허용되는 수분농도 10ppm 이하 또는 10ppb 이하의 순도를 장기간 연속적으로 만족시키기 어려우므로 수분제거 공정에서 흡착제를 사용하는데에는 한계가 있다.
이러한 이유로 공업용 암모니아를 사용하는 업체에서는 지속적으로 고순도의 암모니아를 사용하는 필요성이 제기되어 왔으나, 고순도 암모니아 사용에 따른 생산비용증가로 인한 경제적인 이유로 연구목적으로 소량만 사용되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 드라이어 증류탑 공정을 이용하여 종래의 암모니아 수분을 제거하기 위해 알려져 있는 흡착식 공정보다 수분의 제거효율 및 제거용량을 크게 증가시킬 수 있는 효율적인 방법을 제공하여 무수암모니아로 정제함으로써 수분의 제거를 근본적으로 해결할 수 있는 공업용 암모니아 정제장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하려는 과제는 저순도 공업용 암모니아를 원료로 적용함으로써 고순도암모니아 대비 저비용을 소요되며, 암모니아가스를 사용하는 장비에서 생산되는 제품 품질향상 및 수분에 의한 웅축수 생성방지로 배관의 부식방지, 설비보호 및 유량 컨트롤 센서파손방지 등이 가능한 공업용 암모니아 정제장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 이동식 공업용 암모니아 원료 탱크, 기화기, 이동식 암모니아수 회수탱크, 증류탑, 버퍼탱크를 구비한 이동형 암모니아 정제 키트로 설계 제작하여 무수 암모니아를 필요로 하는 공정에 직접 공급할 수 있도록 구성된 이동 가능한 공업용 암모니아 정제장치를 제공하는데 있다.
본 발명 과제의 해결 수단은 건조한 무수암모니아를 제조하기 위하여 비등점 차이를 이용하여 정제하는 증류탑을 설치하고, 건조한 무수암모니아를 제조하기 위하여 상기 증류탑으로 공급되는 원료공급라인 상에 원료공급펌프와 기화기를 순차적으로 연결하며, 원료공급라인상의 공급펌프에서 원료를 가압시키고, 가압 주입 공급되는 원료인 액상의 암모니아수를 30℃ ~ 80℃로 기화기에서 가열 기화시키며, 이때 생성된 습한 암모니아가스를 증류탑의 하부에 설치된 암모니아가스 주입구로 투입시키고, 투입된 습한 암모니아가스는 증류탑 중앙부에 설치된 넓은 표면적을 가진 충진제가 충진된 트레이를 통과하여 증류탑 상부로 이동하게 되며, 이때 증류탑 상부에 설치된 응축기에 의해 -10℃ ~ -35℃로 냉각되고, 이때 생성된 액상의 암모니아수는 증류탑 하부로 하강 이동하면서 암모니아가스의 상승흐름과 충분히 기액접촉(기액평형)을 이루면서 액상에는 고농도의 수분이 생성되고 기상에는 무수 암모니아가 생성되도록 구성된 공업용 암모니아 정제장치를 구현하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 증류탑의 리보일러 히터 온도를 -10℃내지 40℃사이에서 설정된 온도로 유지하고, 증류탑의 운전압력은 5 ~ 15 기압(bar)로 유지하며, 증류탑 하부로 이동하여 모인 액상의 암모니아수의 수분 함량이 3 ~ 35% 이고, 증류탑 하부에 모인 암모니아수는 회수펌프로 이송시켜 회수탱크에 저장되도록 구성된 공업용 암모니아 정제장치를 구현하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 증류탑에 충진된 넓은 표면적을 가진 충진제가 충진된 트레이를 통과한 암모니아가스가 응축기를 통과할 경우에 증류탑 상부의 기체에는 수분, 오일 등의 불순물이 제거된 건조한 기상의 무수암모니아가 조성되며, 무수암모니아에 포함된 수분의 조성은 10ppm 이하 바람직하게는 10ppb 이하로 제조되어 버퍼탱크로 공급하여 사용하거나 직접 건조한 무수 암모니아를 제조 공정에 공급할 수 있도록 구성된 공업용 암모니아 정제장치를 구현하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 이동식 공업용 암모니아 원료 탱크, 기화기, 이동식 암모니아수 회수탱크, 증류탑, 버퍼탱크를 구비한 이동형 암모니아 정제 키트로 설계 제작하여 무수 암모니아를 필요한 하는 공정에 직접 공급할 수 있도록 구성된 이동 가능한 공업용 암모니아 정제장치를 구현하는데 있다.
본 발명은 드라이어 증류탑 공정을 이용하여 종래의 암모니아 수분을 제거하기 위해 알려져 있는 흡착식 공정보다 수분의 제거효율 및 제거용량을 크게 증가시킬 수 있는 효율적인 방법을 제공하여 무수암모니아로 정제함으로써 수분의 제거를 근본적으로 해결할 수 있는 유리한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 저순도 공업용 암모니아를 원료로 적용함으로써 고순도암모니아 대비 저비용으로 무수암모니아 제조를 가능하게 하여 암모니아가스를 사용하여 생상하는 제품의 품질향상 및 수분의 웅축수 생성방지로 배관의 부식방지, 설비보호 및 유량 컨트롤 센서파손방지 등의 상승된 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 이동식 공업용 암모니아 원료 탱크, 기화기, 이동식 암모니아수 회수탱크, 증류탑, 버퍼탱크를 구비한 이동형 암모니아 정제 키트로 구성하여 무수 암모니아를 필요로 하는 공정에 직접 공급할 수 있도록 이동 가능하도록 하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공업용 암모니아 정제장치의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 충진제의 하나인 폴링의 형상을 도시한 것이다.
본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다.
본 발명은 건조한 무수암모니아를 제조하기 위하여 비등점 차이를 이용하여 정제하는 증류탑을 도입하되, 약 99.5 % 의 순도를 가지며 수분 및 미량의 오일 등이 불순물로 존재하는 공업용 암모니아 원료 탱크에서 원료를 공급받아서 공급펌프를 이용하여 기화기로 이송하여 습한 암모니아가스로 만들고, 이를 증류탑 하부에 설치된 암모니아가스 주입구로 습한 암모니아가스를 주입한다.
드라이어 증류탑은 본 발명 출원인이 특허 출원하여 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-1125770호에서 개시된 증류탑 구성의 일부를 적용한다.
드라이어 증류탑의 하부로 주입된 기상의 공업용 암모니아는 증류탑 상부로 이동되는 상승흐름이 형성되고 상승된 기상의 암모니아 일부는 응축기에서 액화되고, 액화된 암모니아는 증류탑 하부로 이동되는 하강흐름을 가지게 되며, 이 과정에서 증류탑 중앙부에 설치된 트레이에 충진된 넓은 표면적 가지는 충진제의 기액접촉면에서 기액평형에 의한 물질이동이 발생되어 결과적으로 증류탑 상부에서는 기상의 무수암모니아가 제조되어 증류탑 상부와 연결된 버퍼탱크에 저장되고, 이와 동시에 증류탑 하부에서는 액상의 암모니아수가 조성되어 회수펌프를 통해 회수탱크에 저장된다.
이 때 액상의 암모니아의 수분 함량은 3 ~ 35%이고, 기상의 무수암모니아가스의 수분은 10ppm 이하이며, 바람직한 농도인 10ppb 이하의 무수암모니아로 제조된다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.
<실시 예>
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 도 1은 본 발명에 따른 공업용 암모니아 정제장치의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
본 발명은 공업용 암모니아 정제장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 수분이 약 0.23중량%가 포함되어 있는 약 99.5 정도의 공업용 암모니아에 포함된 수분과 약간의 오일을 정제하여 무수암모니아 가스로 만들어 공정에 공급하기 위한 장치이다.
또한, 본 발명은 원료인 순도가 약 99.5% 공업용 암모니아를 정제하여 무수암모니아 가스로 공급하는 장치를 이동형으로 설계 제작하여 무수 암모니아의 공급을 필요로 하는 현장에 직접 공급할 수 있도록 하는데 있다.
종래 기술로, 흡착제를 이용한 수분제거는 수분제거 효율에서 한계가 존재하며, 예를 들면 허용되는 수분농도 10ppm 이하 또는 10ppb 이하의 순도를 장기간 연속적으로 만족시키도록 구성하는 것이 어려운 문제점이 있다.
도 1에 따라 본 발명의 기술적 구성을 살펴본다.
본 발명에 따른 드라이어 증류탑의 기술적 구성은 중요하며, 도 1에 도시되어 바와같다.
본 발명 명세서에서 '드라이어 증류탑'과 이를 줄여서 사용한 '증류탑'은 동일한 의미이며, 혼용한다.
도 1에서, 증류탑의 하부에는 리보일러 히터(15)가 설치되며, 리보일러 히터(15)의 온도는 -10℃내지 40℃사이에서 설정된 온도를 유지하도록 구성되고, 증류탑의 내부 압력은 5~15 기압(bar)사이에서 설정된 압력을 유지하도록 구성되어 있다.
증류탑 상부 온도는 -15℃ 내지 35℃사이에서 설정된 온도로 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명은 순도가 약 99.5% 공업용 암모니아를 무수암모니아가스로 정제하는데 있어서 증류탑 내부에서 수행행함으로써 비등점 차이를 이용하여 물과 오일을 제거하는 공정이 자연스럽게 이루어져 생성되는 무수암모니아가스의 순도를 높일 수 있도록 구성되어 있다.
증류탑(144)의 하부에는 액상의 암모니아(암모니아 수)가 모이며, 모인 암모니아의 레벨을 측정하기 위한 레벨센서(17)가 설치되어 설정된 레벨이 되면 회수된 액상의 암모니아를 회수펌프(22)로 이송하여 회수탱크(23)에 저장되도록 구성되어 있다.
증류탑(14)의 중앙부에는 넓은 표면적으로 가진 충진제가 충진된 트레이가 설치되어 있다. 충진제는 폴링(pall ring), 래싱 링(rasching ring), 인터록스 새들(intalox saddle) 중 하나 이상을 선택하여 충진제로 사용할 수 있다.
충진제는 가로 x 세로 x 높이의 크기가 7 ㎜ 내지 30 ㎜ 사이의 크기를 가지는 것이 바람직하며, 재질은 녹슬지 않는 금속, 플라스틱 및 세라믹 재질 중 하나를 선택하여 제조할 수 있다.
상기 수치를 벗어난 형상으로 제조할 수도 있다.
도 2는 폴링(pall ring)의 하나의 예이며, 다양한 크기와 현상으로 변형할 수 있으며, 본 발명에서는 액상의 암모니아수와 습한 암모니아가스의 접촉면적을 넓힐 수 있도록 표면적을 넓게 형성할 수 있는 형상과 크기로 설계 제작하면 족하다.
다양한 형상과 크기로 제작된 충진제는 기체 또는 액상의 암모니아가 자유로이 이동할 수 있도록 제작된 그물 형상(메쉬 형태)의 트레이(상자) 속에 충진시켜 도 1에서와 같이 증류탑의 중앙부에 고정 설치한다.
증류탑(14)의 중앙부에 위치한 충진제가 내장된 트레이(18) 상부에는 충진제를 통과하여 이동한 습한 암모니아가스에 포함된 물과 오일을 냉각시켜 제거하기 위한 응축기(19)가 설치되어 있고, 응축기(19)의 온도는 -10℃ ~ -35℃사이에서 설정된 온도로 냉각 유지되도록 구성되어 있다.
증류탑에서 무수암모니아가 생성되는 원리를 구체적으로 살펴본다.
증류탑(14) 하부로 주입된 습한 암모니아가스는 넓은 표면적을 가진 충진제를 통과하여 증류탑 상부로 이동하며, 상부로 이동한 습한 암모니아가스는 증류탑 상부에 설치된 응축기(19)에 의해 냉각되어 일부 액상의 암모니아수가 되고, 이때 생성된 액상의 암모니아는 증류탑 하부로 다시 하강 이동하면서 상부로 이동하는 습한 암모니아가스의 상승흐름과 충진제사이에서 접촉 이동하면서 충분히 기액 접촉을 이루면서 액상에는 고농도의 수분이 생성되고 기상에는 무수 암모니아가 생성된다.
생성된 무수 암모니아는 다시 한번 응축기를 통과하면서 수분이 제거된 후 무수 암모니아를 필요로하는 제조공정으로 공급되거나 버퍼탱크(20)에 저장하도록 구성되어 있다.
본 발명은 상기 버퍼탱크(20) 내부의 무수암모니아를 제조 공정에 사용시 일정한 유량으로 제공하기 위하여 유량변화에 따른 버퍼탱크(20)의 압력의 변화율에 따라 공업용 암모니아 원료를 공급하는 공급펌프(12)에서 공급액의 유량을 조절하도록 구성되어 있다.
즉, 버퍼탱크(20)는 도 1에서와 같이, 증류탑(14) 상부 일측에서 배관으로 연결되어 무수암모니아 공급라인(21)을 통해서 제조공정에서 소모되는 무수암모니아의 유량변화에 따른 압력변화를 흡수할 수 있는 완충역활과 증류탑 운전부하를 흡수할 수 있는 완충역활을 하도록 구성되어 있다.
보다 구체적으로, 공업용 암모니아 원료의 공급유량의 증감에 따라 증류탑(14)의 리보일러 히터(15)의 히팅량 및 응축기 열교환기의 냉각매체유량을 비례적으로 증감시킴으로써 제조공정에서 필요로 하는 설정된 유량으로 제어하는 부하운전을 자동으로 수행하도록 구성되어 있다.
다음은 증류탑(14)의 전단의 구성을 살펴본다. 무수 암모니아를 제조하기 위한 원료인 공업용 암모니아는 약 99.5 % 의 순도를 가지며 수분 및 미량의 오일 등이 불순물을 포함하고 있다. 이러한 공업용 암모니아 원료는 공업용 암모니아 원료 탱크(11)에 저장되어 공급된다.
공업용 암모니아 원료 탱크(11)은 배관을 통해서 기화기(13)로 연결되며, 공업용 암모니아 원료 탱크(11)와 기화기(13)사이에는 원료의 공급을 제어할 수 있는 밸브와 가압시켜 공급하기 위한 공급펌프(12)가 설치되어 있다.
기화기(13)을 통해서 나온 습한 암모니아가스는 앞서 설명한 증류탑(14)의 하부에 설치된 암모니아가스 주입구를 통해서 증류탑 내부로 투입된다.
또한 본 발명은 앞서 설명한 공업용 암모니아 원료 탱크(11), 공급펌프(12), 기화기(13), 암모니아수 회수탱크(23), 증류탑(14), 버퍼탱크(20)를 구비한 이동형 암모니아 정제 키트로 구성하여 무수 암모니아를 필요로 하는 제조공정에 직접 무수 암모니아를 공급할 수 있도록 이동형으로 설계 제작할 수 있다.
도 1에서와 같이, 공업용 암모니아 원료 탱크(11)와 회수탱크(23) 하부에는 무게를 측정하는 저울이 설치되어 있으며, 저울(10)을 이용하여 공업용 암모니아 원료 탱크(11)에 남은 암모니아 원료를 확인하고 교체시기를 표시하거나 알려줄 수 있도록 구성되어 있다.
회수 탱크 역시 하부에 설치된 저울(24)에서 암모니아수 량을 측정하고, 측정된 암모니아수 량을 바탕을 회수탱크의 교체시기를 표시하거나 운전자의 스마트폰 등으로 알려줄 수 있도록 구성할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 공업용 암모니아 정제장치는 레벨센서, 압력센서, 온도 센서, 저울, 공급펌프, 회수펌프, 밸브 들이 서로 연동하여 제어하는 구성된 제어부를 포함할 수 있으며, 제어부에는 제어프로그램을 메모리에 탑재하고 제어프로그램을 실행하는 마이크로프로세서로 구성할 수 있다.
상기 제어부는 장치의 상태를 표시하거나, 각각의 센서 또는 다수의 센서에서 측정된 값들을 표시할 수 있는 표시패널을 구비할 수 있다.
상기 제어부에서 자동 제어를 수행하기 위하여서는 회수탱크의 내부와 증류탑 내부에는 압력센서가 설치되고, 리보일러 히터의 온도를 측정하기 위한 온도센서와, 증류탑 내부의 하부 및 상부의 온도를 측정하기 위한 온도센서와, 응축기를 설정된 온도로 유지하기 위하여 응측기에 설치되는 온도센서와, 증류탑 하부에 모인 회수된 암모니아수의 레벨을 측정하기 위한 레벨센서 등이 설치될 수 있다.
또한 배관 상에는 벨브를 설치하여 개폐하여 액상의 암모니아 또는 기상의 암모니아가스의 공급을 제어할 수 있도록 구성할 수 있다.
본 발명은 건조한 무수암모니아를 제조하기 위하여 비등점 차이를 이용하여 정제하는 증류탑을 설치하고, 원료공급라인 상에 원료공급펌프와 기화기를 순차적으로 연결하며, 가압 공급되는 원료인 액상의 암모니아를 기화기에서 가열 기화시키며, 이때 생성된 습한 암모니아가스를 증류탑의 하부에 설치된 암모니아가스 주입구로 투입시켜 증류탑 중앙부에 설치된 넓은 표면적을 가진 충진제가 충진된 트레이를 통과하여 증류탑 상부로 이동하게 되며, 이때 증류탑 상부에 설치된 응축기에 의해 냉각 응축되어 생성된 액상의 암모니아수가 증류탑 하부로 하강 이동하면서 상기 습한 암모니아가스의 상승흐름과 기액접촉(기액평형)을 이루면서 액상에는 고농도의 수분이 생성되고 기상에는 무수 암모니아가 생성되도록 구성된 공업용 암모니아 정제장치를 제공하여 무수암모니아를 제공할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.
10: 저울 11: 공업용암모니아 원료탱크
12: 공급펌프 13: 기화기
14: 증류탑 15: 리보일러 히터
16: 암모니아수 17: 레벨센서
18: 트레이 19: 응축기
20. 버퍼탱크 21: 무수암모니아 공급라인
22: 회수펌프 23: 회수탱크
24: 저울

Claims (8)

  1. 공업용 암모니아 정제장치에 있어서,
    수분 및 오일을 포함하는 불순물이 포함된 습한 암모니아가스를 공급하는 공업용 암모니아 원료 탱크;
    공업용 암모니아 원료 탱크로부터 배관을 통해서 나온 습한 암모니아가스를 공급받아서 일부는 액상의 암모니아수로 생성되고, 일부는 무수암모니아로 생성하는 증류탑; 및
    상부 일측에서 배관으로 연결되어 무수암모니아 공급라인을 통해서 제조공정에서 소모되는 무수암모니아의 유량변화에 따른 압력변화를 흡수할 수 있는 완충역활 및 증류탑 운전부하를 흡수할 수 있는 버퍼탱크로 구성하되,
    증류탑 내부에는 습한 암모니아가스를 냉각시켜 액화하기 위한 응축기가 설치됨을 특징으로 하는 공업용 암모니아 정제장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공업용 암모니아 원료 탱크와 배관으로 연결되어 공업용 암모니아 원료 탱크로부터 나온 공업용 암모니아를 기체로 만들기 위한 기화기;
    상기 기화기로부터 나온 습한 암모니아가스는 증류탑 하부에 설치된 습한 암모니아가스 주입구로 투입되고,
    상기 암모니아가스 주입구 상부인 증류탑 중앙부에 설치되며, 응축기에서 냉각되어 증류탑 하부로 흐르는 암모니아수와 암모니아가스 주입구로 주입되어 상승하는 습한 암모니아가스가 충분히 기액접촉을 가져 액체 암모니아수와 무수암모니아가 생성되도록 넓은 표면적을 가진 충진제가 충진된 트레이로 구성된 공업용 암모니아 정제장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 증류탑 하부 일측에 설치되어 증류탑 하부에 모인 액상의 암모니아수 레벨을 측정하기 위한 레벨센서;
    증류탑 하부에 모인 액상의 암모니아수가 설정된 레벨에 도달하면 회수탱크와 연결된 배관 일측에 설치되어 액상의 암모니아수를 회수탱크로 이송하기 위한 회수펌프; 및
    상기 회수펌프에 의하여 이송되는 액상의 암모니아수를 저장하기 위한 회수탱크를 더 구비한 공업용 암모니아 정제장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 트레이에 충진된 충진제는 녹슬지 않는 금속, 플라스틱 및 세라믹 재질 중 하나 이상을 선택 사용하여 제조하되,
    폴링, 래싱 링 및 인터록스 새들 중 하나 이상을 선택하여 충진제로 사용함을 특징으로 하는 공업용 암모니아 정제장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 공업용 암모니아 정제장치는 공업용 암모니아 원료 탱크와 회수탱크 하부에는 무게를 측정하는 저울이 설치되며,
    공업용 암모니아 원료 탱크 하부에 설치된 저울을 이용하여 공업용 암모니아 원료 탱크에 남은 암모니아 원료의 양을 확인하고 교체시기를 표시하거나 알려주고,
    회수 탱크 하부에 설치된 저울을 이용하여 회수 탱크에 회수된 암모니아수의 량을 확인하고 교체시기를 표시하거나 알려주도록 구성된 공업용 암모니아 정제장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 공업용 암모니아 정제장치는 증류탑 내부에 설치된 레벨센서, 압력센서 및 온도센서와, 공업용 암모니아 원료 탱크 및 회수탱크 하부에 설치된 저울과, 공업용 암모니아 원료 공급펌프와, 회수펌프와, 배관에 설치된 밸브들이 서로 연동하여 무수암모니아를 제조하도록 구성된 제어부를 더 포함하는 공업용 암모니아 정제장치.
  8. 삭제
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