KR101484647B1 - 폐유기용액 재생장치 - Google Patents

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주식회사 창원이앤이
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
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    • B01D61/58—Multistep processes

Abstract

본 발명은 폐유기용액 재생장치에 관한 것으로, 공급되는 폐유기용액을 정제된 유기용액과 불순물로 분리하는 제 1막분리기, 및 이 제 1막분리기에서 분리된 불순물로부터 폐유기용액을 정제하여 분리하는 제 2막분리기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 막 분리 방식에 의해 폐유기용액으로부터 유기용매를 분리하여 재생함으로써 에너지 절약, 가열공정에 의한 유기용제의 생산과정에 발생되는 유증기의 유출 등 폭발의 위험성을 사전에 예방할 수 있고, 현장에서 바로 정제하여 처리함으로써 환경보호와 자원의 절약을 기대할 수 있다.

Description

폐유기용액 재생장치{RECYCLING SYSTEM FOR WASTE SOLUTION}
본 발명은 폐유기용액 재생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 막 분리 방식에 의해 폐유기용액으로부터 유기용매를 분리하여 재생함으로써 에너지 절약, 가열공정에 의한 유기용제의 생산과정에 발생되는 유증기의 유출 등 폭발의 위험성을 사전에 예방할 수 있고, 현장에서 바로 정제하여 처리함으로써 환경보호와 자원의 절약을 기대할 수 있는 폐유기용액 재생장치에 관한 것이다.
불순물로 오염된 유기용제는 소각 처리되는 경우도 있지만, 소각과정에서 유해화학물질이 생성될 뿐만 아니라 유기용제 자체의 이용가치가 떨어지게 되므로, 최근에는 사용한 유기용제가 디스플레이 제조공정 등에 재사용될 수 있도록 고순도의 유기용제로 재생 처리하는 공정이 수행되고 있다.
이러한 유기용제의 재생은 통상적으로 일반적인 유기용제의 정제방법과 유사하게 성분별 비점의 차이를 이용한 분별증류를 이용하여 분리하고 있다.
성분별 비점의 차이를 이용한 분별증류법은 유기용제에 포함된 기타 유기용제 불순물 중에 회수하려고 하는 유기용제와 유사한 비점을 갖는 것들이 많이 있는데, 이러한 유사한 비점의 불순물들은 회수하고자 하는 유기용제 성분과 증류에 의한 분리가 용이하지 않아 매우 높은 단수의 증류탑을 필요로 하며 생산성이 낮고 회수하고자 하는 유기용제의 손실이 크며 고순도화가 어려운 문제점이 있다.
아울러, 성분별 비점의 차이를 이용한 분별증류법은 에너지 소비가 많이 들고, 증류탑 등 일정 규모의 설비가 필요한 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 특허공개공보 제10-2013-0101280호(2013. 09. 13. 공개, 발명의 명칭: 폴리아미드 역삼투 분리막을 이용한 산업폐수 내 유기용매의 농축 회수분리방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 막 분리 방식에 의해 폐유기용액으로부터 물, 불순물 및 침전물 등을 분리함으로써 정제된 유기용매를 재생함에 따라 에너지 절약, 가열공정에 의한 유기용제의 생산과정에 발생되는 유증기의 유출 등 폭발의 위험성을 사전에 예방할 수 있고, 현장에서 바로 정제하여 처리함으로써 환경보호와 자원의 절약을 기대할 수 있는 폐유기용액 재생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 폐유기용액 재생장치는: 공급되는 폐유기용액을 정제된 유기용액과 불순물로 분리하는 제 1막분리기; 및 상기 제 1막분리기에서 분리된 상기 불순물로부터 폐유기용액을 정제하여 분리하는 제 2막분리기를 포함한다.
상기 폐유기용액은 유기용매를 포함하고; 상기 유기용매는 노말핵산, 디클로로에틸렌, 디클로로에탄올, 메탄올, 사염화탄소, 아세톤, 오르토-디클로로벤젠, 이산화탄소, 초산메틸, 크실렌, 클로로벤젠, 클로로포름, 테트라클로로에탄, 테트라클로로에틸렌, 톨루엔, 트리클로로에틸렌 중 하나 이상을 포함한다.
상기 폐유기용액은 유기용매를 포함하고; 상기 유기용매는 분자량이 20 내지 200g/mol인 것으로 할 수 있다.
상기 폐유기용액은 상기 제 1막분리기에 공급되기 전(前)에 프리필터를 통과하며 침전물을 분리할 수 있다.
상기 침전물을 분리한 상기 폐유기용액은 일부가 제 1바이패스관을 통해 폐유기용액저장통으로 이송될 수 있다.
상기 폐유기용액은 제 1압력조절밸브에 의해 상기 프리필터로 공급되는 양이 조절될 수 있다.
상기 제 1막분리기로 공급되는 상기 폐유기용액은 제 2압력조절밸브에 의해 이송 양이 조절될 수 있다.
상기 제 1바이패스관은 이송되는 상기 폐유기용액의 양을 조절하기 위해 제 3압력조절밸브를 구비할 수 있다.
상기 제 1막분리기에 의해 정제된 유기용액은 제 2바이패스관을 통해 폐유기용액저장통으로 이송될 수 있다.
상기 제 2바이패스관은 정제된 유기용액의 이송 양을 조절하기 위해 제 4압력조절밸브를 구비할 수 있다.
상기 제 2바이패스관은 정제된 유기용액을 상기 폐유기용액저장통으로 이송되는 유기용매와 배출 처리되는 물로 분리하는 막모듈분리기를 구비할 수 있다.
상기 폐유기용액은 유기용매, 물 및 상기 불순물을 포함하고; 상기 제 2막분리기는 상기 물과 상기 불순물을 상기 유기용매로부터 분리 배출하며; 기 유기용매는 제 3바이패스관을 통해 상기 제 1막분리기로 공급되기 전(前)의 상기 폐유기용액에 혼합될 수 있다.
상기 제 3바이패스관은 이송되는 상기 유기용매의 양을 조절하기 위해 제 5압력조절밸브를 구비할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 폐유기용액 재생장치는 종래 기술과 달리 막 분리 방식에 의해 폐유기용액으로부터 물, 불순물 및 침전물 등을 분리함으로써 정제된 유기용매를 재생함에 따라 에너지 절약, 가열공정에 의한 유기용제의 생산과정에 발생되는 유증기의 유출 등 폭발의 위험성을 사전에 예방할 수 있고, 현장에서 바로 정제하여 처리함으로써 환경보호와 자원의 절약을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐유기용액 재생장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐유기용액 재생장치의 막분리기 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 폐유기용액 재생장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 작업자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐유기용액 재생장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐유기용액 재생장치의 막분리기 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐유기용액 재생장치는 제 1막분리기(30) 및 제 2막분리기(40)를 포함한다.
제 1막분리기(30)는 공급되는 폐유기용액을 정제된 유기용액과 불순물로 분리하는 역할을 하고, 제 2막분리기(40)는 제 1막분리기(30)에서 분리된 불순물로부터 폐유기용액을 한번 더 정제하여 분리하는 역할을 한다.
여기서, 제 1막분리기(30)와 제 2막분리기(40)는 막 여과식(membrane filtration type) 또는 막 분리식을 이용한다.
막 여과식은 막(Membrane)을 여재로 하여 용매를 통과시켜, 용매 내에 존재하는 오염 물질이나 불순물을 여과하는 기술이다.
막 여과식은 용매의 이동에 의해 제거하고 싶은 물질(용질 또는 고형물)을 압력 차를 이용하여 여과하는 기술로 한정해서 사용되고 있다. 정밀 여과(Micro-filtration), 한외 여과(Ultra-filtration), 역삼투(Reverse osmosis) 등이 포함된다.
막 분리식은 용매와 용질간의 물성차에 의한 분리ㅇ농축하는 것이다. 농도 차를 이용한 확산 투석(dialysis)과 전장을 이용한 전기 투석(electro-dialysis)등, 막을 통해 용질의 이동에 의한 분리ㅇ농축 기술, 용매(물)를 통과하지 않지만 기체는 통과하는 막에 의한 기체 분리, 또는 액체의 혼합물(예를 들면, 물과 알코올)을 막의 한쪽 측에서 계속 침투시켜 막의 반대 측을 흡인하여 기화시켜 막 중에서 확산 속도의 차이나 증발 속도의 차이를 이용하여 한쪽의 액체(예를 들면, 알코올)를 분리하는 PervaPoration 등이 포함된다.
막 여과식은 압력 차를 구동력으로 하는 막 분리이며, 대별하면 정밀 여과(micro-filtration, MF), 한외 여과(ultra-filtration, UF), 역삼투압(reverse osmosis, RO)으로 나누어진다. 여과라고 하는 점을 강조하여 역삼투를 초 여과(hyperfiltration, HF)라고 말하기도 한다. 이들은 제거 가능한 대상 물질의 차이에 의해 분류한다.
정밀 여과로는 micron 단위의 혼탁 물질과 세균과 같은 미립자를, 한외여과로는 sub-micron 단위의 분자량으로 표현되어 있는 콜로이드나 고분자 물질을, 각각 주된 여과 대상물질로서 제거한다. 즉 입자 계의 여과가 정밀 여과이며, 용존 고분자 계의 여과가 한외 여과로 분류할 수 있다. 따라서, 정밀 여과 막은 공경의 크기(μm로 표시)를 사용하여 막의 분리 성능이 표시된다. 한외 여과 막의 경우는 이전부터, 단백질 등의 고분자 물질의 저지 성능을 조사하여, 저지율 90% 되는 고분자 물질의 분자량을 분획 분자량으로서 표시한다.
제 1막분리기(30) 및 제 2막분리기(40)는 폐유기용액을 현장에서 바로 재생하여 재사용함으로써, 유기용제 사용량을 줄일 수 있고, 폐기물 발생을 근본적으로 줄일 수 있다.
특히, 폐유기용액은 (폐)유기용매, 물, 불순물 및 침전물로 이루어진다.
즉, 본 발명에 따른 폐유기용액 재생장치는 폐유기용액으로부터 (폐)유기용매를 정제하여 재생시키는 설비이다. 이하, 유기용매는 폐유기용액으로부터 정제된 액을 말한다.
특히, 불순물은 분진류, 박테리아, 금속찌꺼기 등 분자량이 수천 내지 수만 분자량(g/mol)에서부터 유류분, 색소 등 비교적 작은 분자량을 가진 약 100 내지 300g/mol 정도에 이르는 등 다양한 물질이 혼합된다. 아울러, 침전물은 불순물들이 응집되어 슬러지 형태인 농축액을 의미한다.
또한, 유기용매는 노말핵산, 디클로로에틸렌, 디클로로에탄올, 메탄올, 사염화탄소, 아세톤, 오르토-디클로로벤젠, 이산화탄소, 초산메틸, 크실렌, 클로로벤젠, 클로로포름, 테트라클로로에탄, 테트라클로로에틸렌, 톨루엔, 트리클로로에틸렌 중 하나 이상을 포함한다.
즉, 유기용매는 분자량이 20 내지 200g/mol인 것으로 한다.
이때, 유기용매의 분자량이 20g/mol 미만에서는, 유기용매의 분자량이 폐유기용액 중에 포함된 물 분자량(18g/mol)과 큰 차이가 없기 때문에 유기용매가 물과 제대로 분리되지 않음으로써 여과효율이 저하된다.
반대로, 유기용매의 분자량이 200g/mol을 초과하면, 유기용매는 분자량이 커서 제 1막분리기(30)의 멤브레인(6)이나 제 2막분리기(40)의 멤브레인(6)을 손상시킬 수 있다. 이로 인해, 제 1막분리기(30)나 제 2막분리기(40)의 여과 효율이 저하된다.
유기용매와 불순물의 분자량의 차이는 그 분자의 입경 크기와 비례하므로 막여과의 기본 분리 기능 즉, 크기에 의한 여과 작용을 가능하게 하므로 소기의 목적을 달성 할 수 있다.
여기서 고려할 점은 제거하고자 하는 불순물의 크기가 분자량 크기가 100g/mol 정도라면 입경은 대략 10 내지 100nm 정도이므로, 이러한 크기의 여과 작용은 단순히 여과 작용과 분리 등 복합적인 작용에 의해 진행됨으로써 막에 걸리는 압력, 온도, 등 복합적인 요인에 의해 추진 메커니즘이 이루어진다.
정밀 여과 막은, 예를 들면 공경 0.1㎛의 막으로 표시되는 것처럼, 세공의 존재에 의문의 여지는 없다. 한외 여과 막의 경우도 막 표면의 세공의 존재가 명확하게 되어 있다. 역삼투 막의 경우는 막 표면 세공의 존재 유무를 포함해 구체적인 분리 기구는 명확하지 않지만, 세공이라는 개념을 사용한 막 투과 모델도 몇 가지 제시되고 있다.
고 탈염율의 역삼투 막에서는 세공이 완전히 존재하지 않는 고분자 균질 막에, 용질 및 물과 함께 용해하여 확산에 이해 이동함으로써 취급하는 막 투과 모델도 이용되고 있다. 세공이라는 개념을 이용하면, 세공의 크기에 의해 큰 입자를 저지하고 작은 입자만 통과하게 된다. 이것을 스크린 효과라고 하며, 막 여과에 있어 분리의 근본 원리가 된다.
세공이 작아지게 되면, 세공 내벽과 통과하려고 하는 입자의 거리가 근접하여, 이들 상호 작용이 분리의 정도를 결정하는 지배 기구가 된다. 이처럼 막과의 상호 작용이 분리의 원리가 된다. 정밀 여과막과 한외 여과 막에서는 스크린 효과가 지배인자가 되며, 역삼투 막에서는 막과 용질ㅇ용매의 상호작용이 지배인자가 된다. 한외 여과 막에서도 막 표면에 술폰산기와 아민기 등이 수식된 전하를 가진 하전 막에서는, 막과 용질 분자의 전기 화학적 상호작용이 지배적이 된다.
이러한 이유로 막 분리의 기본 원리는 MF(Microfiltration)막, UF(Ultrafiltration)막과 같이 막 공경의 크기에 따라 물질을 분리하는 것과, NF(Nanofiltration)막, RO(Reverse Osmosis membrane)막과 같이 단순한 막 공경의 크기에 따른 분리 외에 용해-확산 현상 등을 이용한 분리가 있다.
MF막은 공경이 큰 것도 0.4㎛ 정도이므로 현탁물질(SS)이나, 대장균군수 등은 거의 완전히 제거할 수 있다. 또한 UF막은 SS나 세균 등의 입자상 물질뿐만 아니라 일부의 용해성 고분자 물질도 제거할 수 있다. NF막과 RO막은 이온이나 용해성 유기물 등의 저분자 물질을 제거할 수 있지만, 이론적으로는 막 공경의 크기에 따라 SS도 제거할 수 있다. 각각의 막의 분리기능을 활용하기 위해서는 유기용제의 물성과 제거물의 상호 물성의 차이를 파악하여 적용하여야 한다.
한편, 제 1막분리기(30)와 제 2막분리기(40)는 나노필트레이션(Nanofiltration; NF)막 등이 사용된다.
NF막은 폴리설폰(PS) 및 폴리아크릴로니트릴(PAN)을 기재로 한 복합막이며, pH 전역(pH=0 내지 14)에서 사용 가능하다. 이 때문에, 강알칼리성의 폐유기용액을 중화하지 않고 직접 제 1막분리기(30)와 제 2막분리기(40)에 구비할 수 있다. 아울러, NF막의 형상은 튜브형이나 나선형 등 다양하게 적용할 수 있다. 물론, 제 1막분리기(30)와 제 2막분리기(40)는 외형을 다양하게 형성할 수 있다.
도 2에서처럼, 제 1막분리기(30)와 제 2막분리기(40)는 분리관(4) 및 멤브레인(6)으로 구성될 수 있다.
분리관(4)은 제 1막분리기(30)와 제 2막분리기(40)의 외형을 형성할 수도 있고, 제 1막분리기(30)와 제 2막분리기(40)의 본체 내부에 설치될 수도 있다. 편의상, 분리관(4)은 제 1막분리기(30)와 제 2막분리기(40)의 외형을 형성하는 것으로 한다.
아울러, 분리관(4)은 방청성을 갖는 재질로 이루어진다. 예로서, 분리관(4)은 스테인레스강 재질로 이루어질 수 있다. 물론, 분리관(4)의 길이, 직경 및 개수는 한정되지 않는다.
그리고, 멤브레인(6)은 분리관(4)에 내접하게 설치된다. 그래서, 멤브레인(6)은 튜브형으로 설치될 수 있다. 이때, 멤브레인(6)은 분리관(4)으로부터 분리 가능하게 설치될 수 있다.
특히, 분리관(4)은 축 방향을 따라 일측에서 타측 방향으로 폐유기용액을 유동 안내하는데, 물이나 불순물 등은 유기용매로부터 분리된다. 그래서, 분리관(4)은 둘레면에 투과홀(5)을 복수 개 형성한다. 즉, 분리관(4)으로 유입된 폐유기용액 중 물이나 불순물은 분리관(4)을 그냥 통과하게 되고, 유기용매는 멤브레인(6)을 투과하며 투과홀(5)을 통과하게 된다. 따라서, 폐유기용액으로부터 유기용매가 분리된다.
물론, 투과홀(5)의 직경과 개수는 한정하지 않는다.
한편, 폐유기용액은 폐유기용액저장통(10)에 모이게 된다. 폐유기용액저장통(10)은 다양한 재질 및 다양한 형상으로 변형 가능하다.
그리고, 폐유기용액저장통(10)에는 이송파이프(60)가 연결된다. 이송파이프(60)에는 제 1막분리기(30)와 제 2막분리기(40)가 구비된다. 그래서, 폐유기용액저장통(10)에 저장된 폐유기용액은 이송파이프(60)를 따라 제 1막분리기(30)로 이송된다.
이때, 폐유기용액저장통(10)에서 제 1막분리기(30)로 이송되는 폐유기용액에는 농축액인 침전물이 포함되어 있다. 침전물이 제 1막분리기(30)로 유입되어 멤브레인(6)의 내측면에 흡착시, 여과 효율이 현저히 저하된다.
그래서, 제 1막분리기(30)로 이송되는 폐유기용액으로부터 침전물이 분리될 수 있다.
즉, 폐유기용액은 제 1막분리기(30)에 공급되기 전(前)에 프리필터(20)를 통과하며 침전물을 분리한다. 프리필터(20)는 침전물을 걸러내고, 폐유기용액을 통과시키는 기능을 한다. 프리필터(20)에 의해 분리된 침전물은 설정된 곳으로 배출된다.
특히, 이송파이프(60)는 제 1가압펌프(110)를 구비하여 폐유기용액저장통(10)에서 공급되는 폐유기용액을 강제 이송시킬 수 있다. 제 1가압펌프(110)는 일정량의 폐유기용액이 안정적으로 이송되도록 하는 역할을 한다.
폐유기용액은 제 1압력조절밸브(130)에 의해 프리필터(20)로 공급되는 양이 조절될 수 있다. 즉, 프리필터(20)가 고장이나 과부하시, 제 1압력조절밸브(130)는 프리필터(20)의 운전 상태를 실시간으로 감지하며 프리필터(20)로 공급되는 폐유기용액의 양을 조절할 수 있다. 그래서, 제 1압력조절밸브(130)는 폐유기용액저장통(10)과 프리필터(20)를 연결하는 이송파이프(60)에 구비된다.
프리필터(20)를 통과하면서 침전물이 분리된 폐유기용액은 제 1막분리기(30)로 유입된다. 제 1막분리기(30)는 침전물이 분리된 폐유기용액을 정제된 유기용액과 불순물로 분리한다.
특히, 프리필터(20)를 통과하면서 침전물이 분리된 폐유기용액은 일부가 제 1바이패스관(70)을 통해 폐유기용액저장통(10)으로 이송되고, 나머지 폐유기용액은 제 1막분리기(30)로 이송된다. 프리필터(20)를 통과 후 침전물이 분리된 폐유기용액이 폐유기용액저장통(10)으로 바이패스됨에 따라, 폐유기용액저장통(10)에 저장된 폐유기용액은 농축액의 농도가 옅어질 수 있다. 그래서, 프리필터(20)의 가동 부하가 줄어들 수 있게 된다.
제 1막분리기(30)로 공급되는 폐유기용액은 제 2압력조절밸브(140)에 의해 이송 양이 조절될 수 있다. 더욱 상세히, 프리필터(20)를 통과한 폐유기용액은 제 2압력조절밸브(140)의 작동에 의해 제 1막분리기(30)로 이송되는 양이 조절될 수 있다. 이때, 제 2압력조절밸브(140)는 제 1바이패스관(70)으로 분기되는 시점과 제 1막분리기(30) 사이에 해당되는 이송파이프(60)에 구비될 수 있다. 이 경우, 제 2압력조절밸브(140)는 프리필터(20)를 통과한 폐유기용액이 제 1막분리기(30)로 공급되는 양과 제 1바이패스관(70)으로 분기 이송되는 양을 조절할 수 있다.
아울러, 제 1바이패스관(70)은 이송되는 폐유기용액의 양을 조절하기 위해 제 3압력조절밸브(150)를 구비할 수 있다. 결과적으로, 제 2압력조절밸브(140)는 프리필터(20)를 통과한 폐유기용액이 제 1막분리기(30)로 공급되는 양을 조절하고, 제 3압력조절밸브(150)는 프리필터(20)를 통과한 폐유기용액이 제 1바이패스관(70)으로 분기 이송되는 양을 조절한다. 이때, 제 2압력조절밸브(140)와 제 3압력조절밸브(150)는 유기적으로 연동되어 제어될 수 있고, 독립 제어될 수도 있다.
한편, 제 1막분리기(30)에 의해 정제된 유기용액은 제 2바이패스관(80)을 통해 폐유기용액저장통(10)으로 이송될 수 있다. 즉, 제 1막분리기(30)에서 불순물과 물을 분리하며 정제된 유기용액은 제 2바이패스관(80)을 통해 폐유기용액저장통(10)으로 공급된다. 제 1막분리기(30)에서 불순물과 물을 분리하며 정제된 유기용액이 폐유기용액저장통(10)으로 바이패스됨에 따라, 폐유기용액저장통(10)에 저장된 폐유기용액이 더욱 정화될 수 있다. 이로 인해, 프리필터(20)의 가동 부하가 줄어들 수 있고, 제 1막분리기(30)의 내구성이 향상될 수 있다.
이때, 제 2바이패스관(80)은 정제된 유기용액의 이송 양을 조절하기 위해 제 4압력조절밸브(160)를 구비할 수 있다. 제 4압력조절밸브(160)는 제 2압력조절밸브(140)에 연동되어 제어될 수도 있고, 제 2압력조절밸브(140)와 별도로 제어될 수도 있다.
또한, 제 2바이패스관(80)은 정제된 유기용액을 폐유기용액저장통(10)으로 이송되는 유기용매와 배출 처리되는 물로 분리하는 막모듈분리기(50)를 구비할 수 있다.
즉, 막모듈분리기(50)는 제 1막분리기(30)에서 폐유기용액으로부터 분리되어 정제된 유기용매를 공급받아, 유기용매로부터 물을 분리하는 역할을 한다. 물을 분리한 유기용매는 제 2바이패스관(80)을 따라 폐유기용액저장통(10)으로 이송된다. 특히, 제 1가압펌프(110)가 가동됨에 따라, 폐유기용액은 폐유기용액저장통(10), 프리필터(20), 제 1막분리기(30), 막모듈분리기(50) 및 폐유기용액저장통(10) 순서로 순환할 수 있다.
아울러, 막모듈분리기(50)에서 분리된 물은 설정된 위치로 배출된다. 이때, 막모듈분리기(50)에서 분리 배출되는 물은 제 6압력조절밸브(180)에 의해 배출량이 조절되며, 배출이 단속된다.
따라서, 폐유기용액은 프리필터(20)를 통과하며 침전물이 분리되고, 제 1막분리기(30)를 통과하며 불순물이 분리되며, 막모듈분리기(50)를 통과하며 물이 분리됨에 따라, 정제된 유기용매의 순도가 높아지게 된다.
한편, 제 1막분리기(30)에서 분리된 불순물은 이송파이프(60)를 따라 제 2막분리기(40)로 이송된다. 이때, 폐유기용액의 유기용매 일부와 불순물 및 물이 제 2막분리기(40)로 이송된다.
그래서, 제 2막분리기(40)는 물과 불순물을 유기용매로부터 재차 분리 배출하는 역할을 한다. 이를 통해, 제 1막분리기(30)에서 분리된 불순물에서 한번 더 유기용매가 정제됨으로써, 유기용매의 정제 효율이 향상된다.
제 2막분리기(40)에서 분리되는 물과 불순물은 설정된 위치로 배출된다. 이때, 제 2막분리기(40)는 물과 불순물을 각각 여과시킬 수 있도록 복수 개 구비될 수도 있고, 동시에 물과 불순물을 여과시킬 수도 있다. 편의상, 제 2막분리기(40)는 하나 구비되어 물과 불순물을 동시에 여과시키는 것으로 도시한다.
아울러, 제 1막분리기(30)와 제 2막분리기(40)를 연결하는 이송파이프(60)에는 제 2가압펌프(120)가 구비될 수 있다. 제 2가압펌프(120)는 제 1막분리기(30)에서 분리 배출되는 불순물로 인해 제 2막분리기(40)로의 유동성이 저하되는 유기용매의 유동성을 유지하거나 증가시키는 역할을 한다.
제 2막분리기(40)에서 분리된 물과 불순물은 제 7압력조절밸브(190)에 의해 배출량이 조절되며, 배출이 단속된다.
아울러, 제 2막분리기(40)에서 정제된 유기용매는 제 3바이패스관(90)을 통해 제 1막분리기(30)로 공급되기 전(前)의 폐유기용액에 혼합된다. 더욱 상세히, 제 2막분리기(40)에서 정제된 유기용매는 폐유기용액저장통(10)으로 바이패스(by-pass)되거나, 또는 프리필터(20)로 공급되기 전의 폐유기용액에 혼합된다. 편의상, 제 3바이패스관(90)을 따라 이송되는 유기용매는 프리필터(20)로 공급되기 전의 폐유기용액에 혼합되는 것으로 도시한다.
따라서, 제 2막분리기(40)를 통과하며 물과 불순물을 재차 분리한 유기용매는 순도를 향상시킨 채 프리필터(20)로 공급되는 폐유기용액에 혼합된다. 이에 따라, 프리필터(20)로 공급되는 폐유기용액은 희석되거나 농축액의 농도가 옅어지게 되고, 프리필터(20)의 가동 부하가 현저히 저하될 수 있다.
그리고, 폐유기용액저장통(10)의 폐유기용액은 물, 불순물 및 침전물이 분리 제거된 후 유기용매만 순환되어 유입됨으로써, 별도의 폐유기용액이 주기적 또는 간헐적으로 폐유기용액저장통(10)으로 공급될 수 있다.
제 3바이패스관(90)은 이송되는 유기용매의 양을 조절하기 위해 제 5압력조절밸브(170)를 구비할 수 있다. 제 5압력조절밸브(170)는 프리필터(20)에 가해지는 부하에 따라 유기용매의 이송량을 조절하는 역할을 한다. 따라서, 제 5압력조절밸브(170)는 제 1압력조절밸브(130)와 유기적으로 연동되게 작동할 수 있다.
아울러, 이송파이프(60), 제 1바이패스관(70), 제 2바이패스관(80) 및 제 3바이패스관(90)은 폐유기용액이나 유기용매의 역류를 방지하기 위해 체크밸브를 구비할 수 있다.
따라서, 세척 등 공정에서 다양하게 사용되는 유기용매가 제 1막분리기(30)와 제 2막분리기(40) 등에 의해 재생, 재활용됨으로써, 기존의 증류 정제법에서 비열 방식에서 가열공정에 의한 유기용제의 생산과정 중 발생되는 유증기의 유출 등 폭발의 위험성을 사전에 예방할 수 있고, 현장에서 바로 정제하여 처리함에 따라 환경보호와 자원의 절약을 기대할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
4: 분리관 5: 투과홀
6: 멤브레인 10: 폐유기용액저장통
20: 프리필터 30: 제 1막분리기
40: 제 2막분리기 50: 막모듈분리기
60: 이송파이프 70: 제 1바이패스관
80: 제 2바이패스관 90: 제 3바이패스관
110: 제 1가압펌프 120: 제 2가압펌프
130: 제 1압력조절밸브 140: 제 2압력조절밸브
150: 제 3압력조절밸브 160: 제 4압력조절밸브
170: 제 5압력조절밸브 180: 제 6압력조절밸브
190: 제 7압력조절밸브

Claims (10)

  1. 공급되는 폐유기용액을 정제된 유기용액과 불순물로 분리하는 제 1막분리기; 및 상기 제 1막분리기에서 분리된 상기 불순물로부터 폐유기용액을 정제하여 분리하는 제 2막분리기를 포함하고,
    상기 폐유기용액은 상기 제 1막분리기에 공급되기 전(前)에 프리필터에 의해 침전물이 분리되며, 상기 제 1막분리기에 의해 정제된 유기용액은 제 2바이패스관을 통해 폐유기용액저장통으로 이송되고, 상기 제 2바이패스관은 정제된 유기용액을 상기 폐유기용액저장통으로 이송되는 유기용매와 배출 처리되는 물로 분리하는 막모듈분리기를 구비하며,
    상기 폐유기용액저장통에 저장된 폐유기용액은 제 1가압펌프의 가동으로 인해 상기 프리필터 측으로의 유동성이 확보되고, 상기 제 1막분리기를 통해 분리된 불순물은 제 2가압펌프의 가동으로 인해 상기 제 2막분리기 측으로의 유동성이 확보되는 것을 특징으로 하는 폐유기용액 재생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폐유기용액은 유기용매를 포함하고;
    상기 유기용매는 노말핵산, 디클로로에틸렌, 디클로로에탄올, 메탄올, 사염화탄소, 아세톤, 오르토-디클로로벤젠, 이산화탄소, 초산메틸, 크실렌, 클로로벤젠, 클로로포름, 테트라클로로에탄, 테트라클로로에틸렌, 톨루엔, 트리클로로에틸렌 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐유기용액 재생장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 폐유기용액은 유기용매를 포함하고;
    상기 유기용매는 분자량이 20 내지 200g/mol인 것을 특징으로 하는 폐유기용액 재생장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 침전물을 분리한 상기 폐유기용액은 일부가 제 1바이패스관을 통해 폐유기용액저장통으로 이송되고;
    상기 제 1바이패스관은 이송되는 상기 폐유기용액의 양을 조절하기 위해 제 3압력조절밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐유기용액 재생장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 폐유기용액은 제 1압력조절밸브에 의해 상기 프리필터로 공급되는 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 폐유기용액 재생장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1막분리기로 공급되는 상기 폐유기용액은 제 2압력조절밸브에 의해 이송 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 폐유기용액 재생장치.
  8. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 제 2바이패스관은 정제된 유기용액의 이송 양을 조절하기 위해 제 4압력조절밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐유기용액 재생장치.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 폐유기용액은 유기용매, 물 및 상기 불순물을 포함하고;
    상기 제 2막분리기는 상기 물과 상기 불순물을 상기 유기용매로부터 분리 배출하며;
    상기 유기용매는 제 3바이패스관을 통해 상기 제 1막분리기로 공급되기 전(前)의 상기 폐유기용액에 혼합되는 것을 특징으로 하는 폐유기용액 재생장치.
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