KR101562511B1 - Purification system for purify waste toluene in coating process of dyeing fibers - Google Patents

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KR101562511B1
KR101562511B1 KR1020140138561A KR20140138561A KR101562511B1 KR 101562511 B1 KR101562511 B1 KR 101562511B1 KR 1020140138561 A KR1020140138561 A KR 1020140138561A KR 20140138561 A KR20140138561 A KR 20140138561A KR 101562511 B1 KR101562511 B1 KR 101562511B1
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coating process
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조영호
강민석
이상헌
박준형
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주식회사 씨티에이
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Abstract

The present invention relates to a waste toluene refining system used in a textile dye coating process. The system includes: a refining reaction tank for evaporating the waste toluene in an organic solvent remaining after the coating process of the textile dye coating process; a refining filter for separating the modified silicone oil contained in the organic solvent used in the coating process; an oil-water separator which is arranged on the front end of the refining filter to separate the moisture in the organic solvent; a condenser for condensing toluene evaporated in the refining reaction tank to recover the toluene; and a cooling device for cooling the heat in the condenser. According to the present invention, the waste toluene refining system used in a textile dye coating process refines and reuses waste toluene recovered in a coating process during textile dye processes or sells the waste toluene to the outside, thereby reducing costs, solving air pollution problem caused by emission of the waste toluene recovered in the coating process to the outside, reducing 156 ton of toluene consumed yearly when refining 0.5 ton of toluene per day, and being applied to other organic solvents besides toluene used in the coating process.

Description

섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템{PURIFICATION SYSTEM FOR PURIFY WASTE TOLUENE IN COATING PROCESS OF DYEING FIBERS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a pulverized toluene refining system for a textile dye coating process,

본 발명은 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬유염색 공정 중 코팅공정에서 회수된 폐톨루엔을 정제한 후 재사용하거나 외부로 판매하여 비용을 절감할 수 있는 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a waste toluene refining system for a textile dye coating process, and more particularly, to a system for refining waste toluene recovered in a coating process during a fiber dyeing process and reusing the waste toluene, Lt; RTI ID = 0.0 > refinery < / RTI >

섬유염색 제조공정이란 소비자의 기호에 맞게 섬유소재인 사 또는 직물에 물리적·화학적 처리로 색상, 촉감, 디자인 및 성질변화 등의 기능을 부여하는 산업이다. Textile dyeing is an industry that imparts functions such as color, texture, design, and property change to fiber or yarn by physically and chemically treating it in accordance with consumer's preference.

일반적으로 지칭되는 섬유염색 제조공정은 섬유소재를 상품으로 만들기 위해서 자재를 염료를 이용하여 염색시켜 제품의 품질을 향상시키고 소비자를 만족시키기 위한 공정이라고 할 수 있다.Generally, the fiber dyeing process is a process for improving the quality of products and satisfying the consumers by dyeing materials with dyes in order to make textile materials into commodities.

한편, 최근에는 건강에 대한 관심이 높아지면서 기능성을 강화한 의류들이 개발되고 있다. 그 중 일부에서 의류에 은나노, 항균, 항취, 허브, 감온 등의 기능을 함유한 각종 마이크로캡슐을 염색하여 기능성을 부여하는 방법이 시도되고 있다. 또한, 최근 의류의 제조 시 자연 또는 화학 염료를 이용하여 특정한 색을 갖도록 의류를 염색하는 방법이 널리 사용되고 있다.Meanwhile, recently, as interest in health has increased, apparel having enhanced functionality has been developed. In some of these methods, various microcapsules containing functions such as silver nano, antibacterial, antifouling, herb, and warmth are dyed to impart functionality to clothes. In recent years, there has been widely used a method of dyeing clothing so as to have a specific color by using natural or chemical dyes in the manufacture of clothes.

이러한 의류의 염색방법은 안료에 바인더와 침투제를 선택적으로 혼합하여 만든 염료를 사용하여 의류에 문양을 염색한 후 건조 및 열 고착시킨 후, 각종 수지, 실리콘과 촉매를 용해시킨 수용액으로 코팅하는 공정을 포함한다.The method of dyeing these clothes is a process of dyeing a pattern on clothing using a dye prepared by selectively mixing a binder and a penetrating agent in a pigment, drying and thermally fixing it, and then coating the film with an aqueous solution in which various resins, silicon and a catalyst are dissolved .

현재 국내는 아웃도어 열풍으로 인하여 기능성 코팅 섬유 제품들이 활황을 이루고 있는데, 이러한 기능성 코팅공정에는 코팅물질 희석제로 톨루엔이 사용되고 있다. 이러한 가능성 코팅 제품의 활황으로 인하여 톨루엔 사용량은 점점 더 증가하고 있으며, 이에 수반되어 섬유염색의 코팅공정에서 발생되는 폐톨루엔은 점점 더 증가되고 있다.At present, functional coating textile products are booming due to outdoor hot wind in Korea, and toluene is used as a coating material diluent in such a functional coating process. Due to the boom of these potential coatings, the use of toluene is increasing and the amount of waste toluene that is generated in the coating process of fiber dyeing is increasing.

따라서, 코팅가공 업체들에 있어서 톨루엔은 필수 코팅용제이며 사용을 중단할 수 없는 제품인데, 폐톨루엔을 재회수하여 사용하는 것이 환경문제를 해결하면서 비용절감을 동시에 할 수 있는 대안으로 부각되고 있다.Therefore, toluene is an essential coating solvent and can not be discontinued in coating processing companies. Reuse of waste toluene is considered as an alternative to cost reduction while solving environmental problems.

그러나, 종래의 섬유염색 코팅공정은 유기용제에 염료와 수지를 혼합 용해아형 직물 표면에 코팅한 후 열풍기에서 건조를 하는데, 이러한 공정에서는 다량의 휘발성 유기용제가 대기중으로 증발하여 대기오염 문제를 야기시킨다.However, in the conventional fiber dye coating process, a dye and a resin are coated on a surface of a sub-type fabric by dissolving a dye and a resin in an organic solvent, followed by drying in hot air. In such a process, a large amount of volatile organic solvent evaporates into the air, .

현재 코팅공정에서 사용되는 유기용제는 건식 또는 습식방식에서 사용되며, 톨루엔의 경우는 건식시설에서 사용되어 휘발된다. 이렇게 휘발된 톨루엔은 대기방지시설을 통해 제거되어 대기로 방출되는데, 이러한 톨루엔은 대기방지시설에서 제거되는 경우가 대부분이나, 비용적인 측면에서 대기방지시설이 고가에 달하므로 대기업이나 대규모 시설의 업체들만 톨루엔 회수시설을 설치하여 휘발된 폐톨루엔을 회수할 수 있다.The organic solvents used in the current coating process are used in dry or wet processes, and toluene is used in dry processes and volatilized. The volatile toluene is removed through the air pollution control facility and released to the atmosphere. Most of the toluene is removed from the air pollution control facility. However, since the air pollution control facility is expensive in terms of cost, The toluene recovery facility can be installed to recover the volatilized waste toluene.

그러나, 이러한 폐톨루엔을 회수하기 위하여 대기방지시설을 설치해 100% 가까이 톨루엔을 회수하며 톨루엔의 외부 대기 방출을 최소화하는 한편 회수된 톨루엔을 판매해 비용절감을 꾀하고 있는데, 대부분의 중소 코팅가공 업체들은 초기 설치투자 비용이 수억원 대에 달해 설치를 부담스러워하고 있다.However, in order to recover such waste toluene, an atmospheric prevention facility is installed to recover almost 100% of toluene, minimizing external air emission of toluene, and selling the recovered toluene to reduce costs. Most small-sized coating processors Initial installation costs are in the hundreds of millions of won, making installation burdensome.

따라서, 톨루엔의 외부 대기 방출로 인한 공해문제를 해결하면서 비용절감을 꾀할 수 있는 폐톨루엔 정제시스템의 개발이 절실히 필요한 시점이다.
Therefore, it is urgently necessary to develop a waste toluene purification system that can solve the pollution problem caused by the external air release of toluene while reducing the cost.

: 국내공개특허 제10-2013-0143146호(2013년 12월 31일 공개): Korean Patent Publication No. 10-2013-0143146 (published on December 31, 2013) : 국내공개특허 제10-2014-0001083호(2014년 01월 06일 공개): Korean Patent Publication No. 10-2014-0001083 (published Jan. 06, 2014) : 국내등록특허 제10-0383217호(2003년 04월 24일 등록): Domestic registered patent No. 10-0383217 (registered on Apr. 24, 2003)

본 발명은 섬유염색 공정 중 코팅공정에서 회수된 폐톨루엔을 정제한 후 재사용하거나 외부로 판매하여 비용을 절감할 수 있는 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템을 제공하는데 있다.The present invention provides a waste toluene purification system for a fiber dye coating process which can reduce costs by purifying waste toluene recovered in a coating process during fiber dyeing process and then reusing or selling it to the outside.

또한, 본 발명은 섬유염색 공정 중 코팅공정에서 사용하고 남은 톨루엔의 외부 대기 방출로 인한 공해문제를 해결하면서 비용절감을 꾀할 수 있는 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a waste toluene purification system for a fiber dye coating process which can reduce cost while solving the problem of pollution due to external air release of toluene remaining in a coating process during fiber dyeing process.

본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The various problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명에 따른 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템은, 섬유염색 공정 중 코팅공정에서 사용하고 남은 유기용제 중 폐톨루엔을 증발시키기 위한 정제반응조; 코팅공정에서 사용되는 유기용제에 포함되어 있는 변성실리콘 오일을 분리하기 위한 정제필터; 정제필터 전단에 위치하고 유기용제 중에서 수분을 분리하기 위한 유수분리기; 정제반응조에서 증발된 톨루엔을 응축하여 회수하기 위한 응축기; 및 응축기 내부의 열을 냉각시키기 위하여 구비되는 냉각기를 포함한다.The waste toluene purification system of the fiber dye coating process according to the present invention comprises a purification reaction tank for evaporating waste toluene in the organic solvent remaining in the coating process during the fiber dyeing process; A refining filter for separating denatured silicone oil contained in the organic solvent used in the coating process; An oil-water separator located at the front end of the purifying filter and separating moisture from the organic solvent; A condenser for condensing and recovering the toluene vaporized in the purification tank; And a cooler provided to cool the heat inside the condenser.

정제반응조는 회분식(batch type)으로 구성되고, 150 내지 160L의 부피로 형성될 수 있다.The purification reaction tank is composed of a batch type and may be formed in a volume of 150 to 160 L.

정제반응조는, 내부 온도를 상승시키는데 필요한 열량을 공급하기 위하여 구비되는 스팀기; 및 내부를 감압하기 위하여 구비되는 진공펌프를 포함할 수 있다.The refining reaction tank is provided with a steam generator installed to supply the heat required for raising the internal temperature; And a vacuum pump provided to decompress the interior.

정제필터는 흡착제로 헥사데실트리메틸암모늄(hexadecyltrimethylammonium; HDTMA)-제올라이트가 사용되며, 필터의 용량은 35 내지 45L로 구성될 수 있다.The refining filter uses hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) - zeolite as the adsorbent, and the capacity of the filter can be comprised between 35 and 45L.

헥사데실트리메틸암모늄(hexadecyltrimethylammonium; HDTMA)-제올라이트의 밀도는 2.5kg/L로 형성될 수 있다.The density of hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) - zeolite can be formed to 2.5 kg / L.

응축기는 수냉식으로 구성될 수 있다.The condenser can be water cooled.

유수분리기는 100L로 형성될 수 있다.The oil-water separator may be formed at 100L.

응축기는 2.24m2의 면적을 가지도록 형성될 수 있다.The condenser may be formed to have an area of 2.24 m 2 .

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따른 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템은 섬유염색 공정 중 코팅공정에서 회수된 폐톨루엔을 정제한 후 재사용하거나 외부로 판매하여 비용을 절감할 수 있다.The waste toluene purification system of the fiber dye coating process according to the present invention can reduce the cost by purifying waste toluene recovered in the coating process during fiber dyeing process, reusing it, or selling it to the outside.

또한, 본 발명에 따른 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템은 섬유염색 공정 중 코팅공정에서 사용하고 남은 톨루엔의 외부 대기 방출로 인한 공해문제를 해결하면서 비용절감을 꾀할 수 있다.In addition, the waste toluene purification system of the fiber dye coating process according to the present invention can reduce the cost while solving the problem of pollution due to the external atmosphere release of toluene remaining in the coating process during the fiber dyeing process.

또한, 본 발명에 따른 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템은 하루 0.5톤(ton)의 폐톨루엔을 정제할 경우 연간 소비되는 톨루엔 156톤(ton)을 절감할 수 있고, 코팅공정에서 사용되는 톨루엔 이외에 다른 유기용제에도 적용할 수 있다.Further, the waste toluene refining system of the fiber dye coating process according to the present invention can reduce 156 tons of toluene consumed per year when purifying 0.5 ton of waste toluene per day, and can reduce the amount of toluene It can be applied to other organic solvents.

본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
It will be appreciated that embodiments of the technical idea of the present invention can provide various effects not specifically mentioned.

도 1은 본 발명에 따른 섬유염색 코팅공정에서 회수된 폐톨루엔을 정제하는 정제시스템의 개략적인 도면이다.1 is a schematic illustration of a purification system for purifying recovered waste toluene in a fiber dye coating process according to the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity.

상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다. 예를 들어, 편의상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우, 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다.Terms such as top, bottom, top, bottom, or top, bottom, etc. are used to distinguish relative positions in components. For example, in the case of naming the upper part of the drawing as upper part and the lower part as lower part in the drawings for convenience, the upper part may be named lower part and the lower part may be named upper part without departing from the scope of right of the present invention .

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, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be construed as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a waste toluene purification system for a fiber dye coating process according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 섬유염색 코팅공정에서 회수된 폐톨루엔을 정제하는 정제시스템의 개략적인 도면이다.
1 is a schematic illustration of a purification system for purifying recovered waste toluene in a fiber dye coating process according to the present invention.

본 발명에 따른 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템은 섬유염색 공정 중 코팅공정에서 회수된 폐톨루엔을 정제한 후 재사용하거나 외부로 판매하여 비용을 절감할 수 있다.The waste toluene purification system of the fiber dye coating process according to the present invention can reduce the cost by purifying waste toluene recovered in the coating process during fiber dyeing process, reusing it, or selling it to the outside.

일반적으로 유기용제는 솔벤트(Solvent)라고 정의하며, 비수용성의 물질(수지, 밀랍, 지방, 고무)을 잘 녹이는 액체로, 상온 상압하에서 휘발성 물질이 다량존재 한다. 또한 가장 중요한 특징으로서 용액으로부터 용제를 제거하면 용해되어 있던 물질을 원래 성질 그대로 회수할 수 있다. 즉, 용해하는 물질과는 반응하지 않으므로 회수할 경우 유용한 자원으로 재활용할 수 있다. Generally, an organic solvent is defined as a solvent. It is a liquid that dissolves insoluble materials (resin, beeswax, fat, and rubber) and contains a large amount of volatile substances under ordinary temperature and pressure. The most important feature is that when the solvent is removed from the solution, the dissolved substance can be recovered in its original state. In other words, it does not react with the substance to be dissolved, so it can be recycled as a useful resource when recovered.

유기용제 회수법에는 여과정제법, 증류정제법, 열분해 회수법, 정류탑식 재생법 등이 있고, 일반적으로 가장 많이 활용되고 있는 유기용제의 회수법에는 흡착용 활성탄을 활용하여 유기용제를 회수하는 방법이 있다. The organic solvent recovery method includes a solvent preparation method, a distillation purification method, a thermal decomposition recovery method, a rectification method, and the like. Generally, the most widely used organic solvent recovery method is a method of recovering an organic solvent using activated carbon for adsorption .

활성탄 흡착법을 이용하여 유기용제를 회수할 경우, 고정층방식, 필터방식, 유동층방식이 있으며, 고정층방식이 가장 많이 활용되고 있다. 그러나 이러한 방법을 활용하여 유기용제를 회수할 경우 유기용제에 수분이 다량 함유될 수 있으며, 수분과 활성탄으로부터 오염물질이 유기용제에 녹아 정제시 복잡한 공정이 요구될 수 있다. When organic solvent is recovered by activated carbon adsorption method, there are fixed bed method, filter method and fluidized bed method, and fixed bed method is most widely used. However, when the organic solvent is recovered using such a method, a large amount of moisture may be contained in the organic solvent, and contamination from the water and the activated carbon may be dissolved in the organic solvent, thereby complicating the purification process.

또한, 코팅시설에서 발생되는 폐톨루엔은 고온의 배출가스에 포함되어 발생되고 있으며, 공정중에서 먼지와 같은 입자상 물질이 거의 포함되지 않는다. 따라서 입자상 물질을 제거하기 위한 공정없이 응축시설만으로도 높은 효율로 톨루엔을 회수할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 코팅공정에서 발생되는 배출가스만을 포집한 후 톨루엔을 추출, 회수함으로써, 폐톨루엔의 재활용과 제품 생산단가를 절감할 수 있다.
Also, the waste toluene generated in the coating facility is included in the high temperature exhaust gas, and almost no particulate matter such as dust is contained in the process. Therefore, it is possible to recover toluene with high efficiency even only by the condensation facility without a process for removing particulate matter. Accordingly, in the present invention, it is possible to reduce waste toluene recycle and product production cost by extracting and recovering toluene after capturing only the exhaust gas generated in the coating process.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템은 1일 동안 0.5톤(ton)의 폐톨루엔을 정제하기 위한 설비로, 정제반응조(10), 정제필터(20), 유수분리기(30), 응축기(40) 및 냉각기(50)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the waste toluene refining system of the fiber dye coating process according to the present invention is a facility for purifying 0.5 ton of waste toluene for one day, and comprises a refining reactor 10, a refining filter 20, An oil water separator 30, a condenser 40, and a cooler 50.

정제반응조(10)는 섬유염색 공정 중 코팅공정에서 회수된 유기용제 중 폐톨루엔을 증발시키기 위한 설비로, 내부에 폐톨루엔이 수용될 수 있는 원통형의 통 형상으로 구성되고, 온도와 압력을 조절하여 폐톨루엔의 증발 속도를 조절할 수 있다. 본 발명에서 상기 정제반응조(10)는 회분식(batch type)으로 구성되고, 상기 정제반응기 내에 수용된 폐톨루엔이 모두 정제된 후에 새로운 폐톨루엔이 회수되어 정제될 수 있도로 구성될 수 있다.The purification tank 10 is a facility for evaporating waste toluene from the organic solvent recovered in the coating process during the fiber dyeing process. The purification tank 10 is composed of a cylindrical tubular shape in which waste toluene can be accommodated, The evaporation rate of waste toluene can be controlled. In the present invention, the purification tank 10 may be of a batch type, and may be configured such that new waste toluene can be recovered and purified after all of the waste toluene contained in the purification reactor has been purified.

본 발명에 따른 일 실시예에서 정제반응조(10) 내에서의 폐톨루엔의 최적의 정제 조건을 설계하기 위하여, 정제반응조(10)의 부피는 155L의 부피로 설계될 수 있다. In order to design the optimal purification conditions of the waste toluene in the purification tank 10 in one embodiment according to the present invention, the volume of the purification tank 10 may be designed to a volume of 155L.

즉, 온도에 따른 정제특성 연구를 통하여 반응기의 적정온도와 정제속도를 결정하였는데, 적정 반응온도는 안전 온도를 위하여 80℃로 선정하였으며, 이 때, 톨루엔의 유출속도는 약 333.33 ml/min으로 확인되었다. 따라서 100L의 톨루엔을 정제하는데 소요되는 시간은 약 300분 정도이며, 본 발명에서 폐톨루엔 500L을 처리하기 위하여 폐톨루엔에 함유된 수분 15%를 제외한 용량 425L를 정제하는데 소요되는 시간은 약 1,275분으로 21시간 정도로 나타나므로, 최적의 정제속도를 얻을 수 있다. 정제반응조(10)는 회분식(Batch type)으로 운전하는 조건으로 하루에 4회 운전시 목표로 하는 425L의 폐톨루엔을 정제하기 위해서는 125L/1회 정제 사이클을 운영하는 것이 경제적이다. 125L의 폐톨루엔을 정제 할 경우 회수율 90%를 목표로 약 110L의 폐톨루엔을 정제하여야 하는데, 안전을 고려하여 50%의 여유고를 두어 설계 기준을 설정할 때, 155L의 규격으로 형성될 수 있다.The optimum temperature and reflux rate of the reactor were determined through the study of refining characteristics according to temperature. The optimum reaction temperature was selected as 80 ℃ for the safety temperature, and the toluene outflow rate was about 333.33 ml / min. . Therefore, the time required for purifying 100 L of toluene is about 300 minutes. In order to treat 500 L of waste toluene in the present invention, the time required to purify 425 L of water excluding 15% moisture contained in the waste toluene is about 1,275 minutes 21 hours, so that an optimum purification rate can be obtained. It is economical to operate the purification tank (10) at a rate of 125 L / one-time purification cycle in order to purify the target 425 L of waste toluene at four times a day under the condition of operating as a batch type. When 125L of waste toluene is purified, about 110L of waste toluene should be purified with a target recovery rate of 90%. In consideration of safety, when the design standard is set with a margin of 50%, a standard of 155L can be formed.

정제반응조(10)는 스팀기(60) 및 진공펌프(70)를 더 포함할 수 있는데, 상기 스팀기(60)는 상기 정제반응조(10)의 내부 온도를 상승시키는데 필요한 열량을 공급하기 위하여 구비되며, 상기 진공펌프(70)는 상기 정제반응조(10) 내부를 감압하기 위하여 구비될 수 있다.The refining reaction tank 10 may further include a steam generator 60 and a vacuum pump 70. The steam generator 60 is provided to supply the heat required to raise the internal temperature of the purification tank 10, The vacuum pump 70 may be provided to decompress the inside of the purification tank 10.

정제필터(20)는 코팅공정에서 사용되는 유기용제에 포함되어 있는 변성실리콘 오일을 분리하기 위한 것으로, 흡착제로는 헥사데실트리메틸암모늄(hexadecyltrimethylammonium; HDTMA)-제올라이트를 사용하며, 필터의 용량은 40L로 설계될 수 있다. 헥사데실트리메틸암모늄(hexadecyltrimethylammonium; HDTMA)-제올라이트의 밀도는 2.5kg/L로 형성될 수 있다.The purification filter 20 is for separating the modified silicone oil contained in the organic solvent used in the coating process. Hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) -zearite is used as the adsorbent, and the capacity of the filter is 40 L Can be designed. The density of hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) - zeolite can be formed to 2.5 kg / L.

본 발명에서는 HDTMA-제올라이트를 통한 흡착 실험을 통하여 변성실리콘 오일을 제거를 위한 최적인자 실험을 수행하였으며, 동력학적(Kinetic) 실험을 통한 최적의 반응시간은 10분으로 선정하였다. 따라서, 정제필터(20) 반응시간(Retention time)의 10분으로 선정하였으며, 반응시간을 고려하여 반응조의 용량이 결정되었다. 또한 등온(Isotherm) 실험을 통하여 변성실리콘 오일의 흡착용량이 300mg/g인 것으로 확인되었다. 이는 HDTMA-제올라이트 1g이 변성실리콘 오일 300mg을 흡착할 수 있다는 사실의 반증이며, 이를 통하여 흡착질(HDTMA-제올라이트)의 교체주기가 결정되었다. 하루에 사용되는 변성실리콘 오일의 양은 약 20kg이며, 제조사에서 제공하는 변성실리콘 오일의 휘발율은 약 2.3%로 하루 약 460g의 변성실리콘 오일이 휘발되는 것으로 확인되었다. 따라서 변성실리콘 오일을 제거하기 위하여 필요한 흡착질(HDTMA-제올라이트)은 약 2kg/day로 산정된다. In the present invention, the optimum factor for removal of denatured silicone oil was tested through adsorption experiments with HDTMA-zeolite, and the optimum reaction time was selected as 10 minutes by kinetic experiment. Therefore, 10 minutes of the retention time of the refining filter 20 was selected, and the capacity of the reactor was determined in consideration of the reaction time. Also, it was confirmed through the Isotherm experiment that the adsorption capacity of the modified silicone oil was 300 mg / g. This is the opposite of the fact that 1 g of HDTMA-zeolite can adsorb 300 mg of modified silicone oil, through which the replacement period of the adsorbate (HDTMA-zeolite) was determined. The amount of denatured silicone oil used per day was about 20 kg, and the volatility of the denatured silicone oil provided by the manufacturer was about 2.3%, indicating that about 460 g of denatured silicone oil was volatilized per day. Therefore, the adsorbate (HDTMA-zeolite) required to remove the modified silicone oil is estimated at about 2 kg / day.

본 발명에서는 사용의 편의성 및 경제성을 고려하여 교체주기를 2개월로 기준하고 설계할 경우 필요한 흡착질(HDTMA-제올라이트)의 양은 100kg으로 산정되었다. 흡착질(HDTMA-제올라이트, 밀도:2.5kg/L)의 밀도를 이용하여 부피로 환산할 경우 40L 용량의 반응조(설계기준 여유고 10%, 44L 설계)가 필요하게 되며, 반응시간을 고려하여 유량은 2.5L/분(최저 반응시간 10분, 설계기준 여유고 50%)으로 선정하였다. In the present invention, the amount of the adsorbent (HDTMA-zeolite) required when designing the replacement period based on 2 months was calculated to be 100 kg in consideration of convenience in use and economical efficiency. When the volume is converted to the volume using the density of the adsorbate (HDTMA-zeolite, density: 2.5 kg / L), a 40 L reaction tank (design basis clearance 10%, 44L design) is required. 2.5 L / min (minimum reaction time 10 min, design standard allowance 50%).

유수분리기(30)는 유기용제 중에서 물과 톨루엔을 분리하기 위한 것으로, 전처리 설비에 해당되며 필터 전단에 위치할 수 있다. 예를 들어, 유수분리기(30)는 다량의 유기용매 중에서 약 5 질량%의 수분을 분리하여 제거할 수 있다. 본 발명에서 상기 유수분리기(30)는 100L로 설계될 수 있다.The oil-water separator 30 is for separating water and toluene from organic solvents, which corresponds to a pretreatment facility and can be located at the front of the filter. For example, the water-oil separator 30 can separate and remove about 5 mass% of water in a large amount of organic solvent. In the present invention, the oil water separator 30 may be designed to have a volume of 100 L.

즉, 본 발명에서 유수분리 특성실험에서 유수분리 최적화 실험을 수행한 결과 유수분리의 적정 시간은 40분 정도가 소요되는 것으로 확인되었다. 최적화 실험결과 체류시간 40분에서 99.5%의 효율을 나타내었으며 0.5%의 수분은 반응에 영향을 끼치지 않는 것으로 판단되었다.That is, in the present invention, it has been confirmed that the optimum time for oil separation is about 40 minutes in the oil water separation characteristics test. As a result of the optimization experiment, the efficiency was 99.5% at 40 min of residence time, and 0.5% of water did not affect the reaction.

유수분리기(30)를 설계하기 위해서는 체류시간뿐만 아니라 유입유량도 중요한 인자로 작용하는데, 유수분리기(30)의 유입유량이 정제필터(20)의 체류시간을 결정하기 때문에 유입유량을 결정하기 위해서 유수분리기(30)와 연결되어 잇는 정제필터(20)의 체류시간도 반드시 확인해야 한다. In order to design the oil water separator 30, not only the residence time but also the inflow flow rate is an important factor. Since the inflow flow rate of the oil water separator 30 determines the residence time of the refining filter 20, The retention time of the purifying filter 20 connected to the separator 30 must be confirmed.

본 발명에서는 경제성과 운전의 효율성을 고려하여 유수분리기(30)와 정제필터(20)를 연결하는 것으로 설계하였으므로 유수분리기(30)의 유입유량을 결정하는 펌프가 정제필터(20)의 체류시간을 결정하게 된다. 유수분리기(30)와 정제필터(20)를 연결한 가장 큰 이유는 유수분리기(30)의 체류시간이 길기 때문에 정제필터(20)의 체류시간에 만족할 수 있기 때문에 상술한 바와 같이 설계한 정제필터(20)의 유량은 2.5L/분로 체류시간 10분을 만족하며, 유수분리에 필요한 체류시간 40분을 만족하기 위해서 설계되어야할 유수분리반응조의 크기를 100L로 선정하였다. 여기에 여유고 10%를 고려하여 실제설계는 110L의 크기로 선정하였다.The present invention is designed to connect the oil water separator 30 and the refining filter 20 in consideration of economical efficiency and operation efficiency so that the pump for determining the inflow flow rate of the oil water separator 30 can control the retention time of the refining filter 20 . The reason why the oil separator 30 is connected to the purifier filter 20 is that the retention time of the purifier filter 20 can be satisfied because the retention time of the oil water separator 30 is long. The size of the water separation tank to be designed to satisfy the retention time of 40 minutes required for the water separation was selected as 100 L, and the flow rate of the water separation column (20) satisfies the retention time of 10 minutes at 2.5 L / min. The actual design was selected as 110L, considering the margin of 10%.

응축기(40)는 정제반응조(10)에서 증발된 톨루엔을 응축하여 회수하기 위한 것으로, 본 발명에서는 수냉식으로 구성될 수 있다. 본 발명에서 정제반응조(10)에서 증발된 톨루엔은 80℃의 온도가 되는데, 응축기(40)는 80℃의 톨루엔을 회수하여 10℃의 톨루엔으로 냉각시킬 수 있다. 상기의 온도로 냉각시키기 위하여 필요한 열량은 약 2100Kcal가 필요한데, 스테인리스(Sus304) 소재를 이용하여 응축기(40)를 구성하는 경우 2.24m2의 면적을 가지도록 형성될 수 있다.The condenser 40 condenses and recovers the evaporated toluene in the purification reaction tank 10, and may be configured to be water-cooled in the present invention. In the present invention, the toluene vaporized in the purification tank 10 is at a temperature of 80 ° C. The condenser 40 can recover toluene at 80 ° C and cool it to toluene at 10 ° C. The amount of heat required for cooling to the above temperature is required to be about 2100 Kcal. When the condenser 40 is made of stainless steel (Sus 304), it can be formed to have an area of 2.24 m 2 .

즉, 폐톨루엔의 응축특성을 확인한 결과 95% 이상의 회수율을 가지는 10를 설계온도로 설정하였다. 응축기(40)의 설계를 하기위해서는 응축기(40)의 전열 면적을 결정해야 한다. 응축기(40)의 전열 면적은 응축기(40)내에서 냉매가 방출하는 열량에 비례하므로 방출되는 열량을 구해야 한다. 앞에서 산정한 필요열량을 산정한 결과 2,089Kcal/hr로 계산되었다. 이를 통해 응축기(40)를 설계해야 한다. 전열 면적을 계산하기 위해서는 열통과율을 통해 계산해야 한다. SUS304의 열통과율은 14.4Kcal/m2 hr 이며 변경되는 온도가 70(80-10)이므로 필요한 전열 면적은 다음과 같이 계산한다.That is, as a result of checking the condensation characteristics of waste toluene, a design temperature of 10, which has a recovery rate of 95% or more, was set. In order to design the condenser 40, the heat transfer area of the condenser 40 must be determined. The heat transfer area of the condenser 40 is proportional to the amount of heat released by the refrigerant in the condenser 40, so the amount of heat to be discharged must be obtained. Calculation of the calorific value calculated above was calculated as 2,089 Kcal / hr. The condenser 40 must be designed. To calculate the heat transfer area, the heat transfer rate must be calculated. The heat transfer rate of SUS304 is 14.4 Kcal / m 2 hr and the temperature to be changed is 70 (80 - 10), so the required heat transfer area is calculated as follows.

Figure 112014097889145-pat00001
Figure 112014097889145-pat00001

(여기서, A는 전열면적, K는 열통과율, Δtm은 온도차이, Qc는 열량)(Where, A is the heat transfer area, K is the thermal tonggwayul, m Δt is the temperature difference, Qc is a heat quantity)

계산된 필요 전열 면적은 2.07m2로 응축기(40)를 설계해야 한다. 약 10%의 여유율을 산정하였으며, 전열면적을 확보하기 위해 지름 26mm x 길이 610mm의 스테인레스관 45개를 사용하여 2.24m2의 전열 면적으로 설계하였다.The condenser 40 must be designed to have a calculated heat transfer area of 2.07 m 2 . A margin of about 10% was estimated. To secure the heat transfer area, 45 pieces of stainless steel pipes having a diameter of 26 mm and a length of 610 mm were used to design the heat transfer area of 2.24 m 2 .

냉각기(50)는 상기 응축기(40) 내부의 열을 냉각시키기 위하여 구비될 수 있고, 냉각기(50)는 공지되어 상용화된 냉각기(50)를 선택하여 사용할 수 있다.
The cooler 50 may be provided to cool the heat inside the condenser 40 and the cooler 50 may be a well known and commercially available cooler 50.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be practiced. It is therefore to be understood that one embodiment described above is illustrative in all aspects and not restrictive.

10; 정제반응조 20; 정제필터
30; 유수분리기 40; 응축기
50; 냉각기 60; 스팀기
70; 진공펌프10; Purification tank 20; Refining filter
30; Oil water separator 40; Condenser
50; Cooler 60; Steamer
70; Vacuum pump

Claims (8)

섬유염색 공정 중 코팅공정에서 사용하고 남은 유기용제 중 폐톨루엔을 증발시키기 위한 정제반응조;
코팅공정에서 사용되는 유기용제에 포함되어 있는 변성실리콘 오일을 분리하기 위한 정제필터;
정제필터 전단에 위치하고 유기용제 중에서 수분을 분리하기 위한 유수분리기;
정제반응조에서 증발된 톨루엔을 응축하여 회수하기 위한 응축기; 및
응축기 내부의 열을 냉각시키기 위하여 구비되는 냉각기를 포함하며,
상기 정제반응조는 내부 온도를 상승시키는데 필요한 열량을 공급하기 위하여 구비되는 스팀기; 및
내부를 감압하기 위하여 구비되는 진공펌프를 포함하고,
상기 정제필터는 흡착제로 밀도가 2.5kg/L인 헥사데실트리메틸암모늄(hexadecyltrimethylammonium; HDTMA)-제올라이트가 사용되며, 필터의 용량은 35 내지 45L로 구성되는 것을 특징으로 하는 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템.
A refining tank for evaporating waste toluene in the organic solvent remaining in the coating process during the fiber dyeing process;
A refining filter for separating denatured silicone oil contained in the organic solvent used in the coating process;
An oil-water separator located at the front end of the purifying filter and separating moisture from the organic solvent;
A condenser for condensing and recovering the toluene vaporized in the purification tank; And
And a cooler provided to cool the heat inside the condenser,
Wherein the purification tank is provided with a steam supply unit for supplying a heat quantity required to raise the internal temperature; And
And a vacuum pump provided to decompress the interior,
Wherein the purification filter comprises hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) zeolite having a density of 2.5 kg / L as an adsorbent and a filter capacity of 35 to 45 L. The waste toluene purification system.
제 1항에 있어서,
정제반응조는 회분식(batch type)으로 구성되고, 155L의 부피로 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템.
The method according to claim 1,
Characterized in that the refining reactor is of batch type and is formed in a volume of 155 L. The waste toluene refining system of the fiber dye coating process.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
응축기는 수냉식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the condenser is water-cooled. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제 1항에 있어서,
유수분리기는 100L로 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the water-oil separator is formed at a volume of 100 liters.
제 1항에 있어서,
응축기는 2.24m2의 면적을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유염색 코팅공정의 폐톨루엔 정제시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the condenser is formed to have an area of 2.24 m < 2 & gt ;.
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