KR101624804B1 - Thermal swing adsorption type vapor oil recycling apparatus using heat pump - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히트펌프를 이용한 유증기 회수장치에 관한 것으로서, 오일을 공급받아 저장하며 휘발성 유증기가 발생되는 저장탱크와; 상기 저장탱크에서 발생되는 유증기를 냉각하여 액화시키기 위한 냉각챔버와; 상기 냉각챔버로부터 이송되는 유증기를 흡착 및 탈착시키는 재생흡착기와; 상기 냉각챔버와 재생흡착기에 연결되어 유증기를 냉각 또는 가열하는 히트펌프를 포함하되, 상기 냉각챔버에서 냉각 응축된 유증기는 상기 저장탱크로 회수되고, 상기 재생흡착기로 유입된 유증기는 상기 히트펌프에 의해 반복적으로 냉각되거나 가열되면서 흡착제의 흡착, 탈착 및 재생 공정을 거쳐 상기 냉각챔버로 순환하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a vapor recovery apparatus using a heat pump, and more particularly, to a vapor recovery apparatus using a heat pump, comprising: a storage tank for receiving and storing oil and generating volatile vapor; A cooling chamber for cooling and liquefying the vapor generated in the storage tank; A regeneration adsorber for adsorbing and desorbing the vapor transferred from the cooling chamber; And a heat pump connected to the cooling chamber and the regeneration adsorber for cooling or heating the vapor, wherein the vapor condensed in the cooling chamber is recovered to the storage tank, and the vapor introduced into the regeneration adsorber is recovered by the heat pump And is circulated to the cooling chamber through the adsorption, desorption, and regeneration processes of the adsorbent while being repeatedly cooled or heated.

Description

히트펌프를 이용한 재생흡착식 유증기 회수장치{THERMAL SWING ADSORPTION TYPE VAPOR OIL RECYCLING APPARATUS USING HEAT PUMP}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a regeneration adsorption type vapor recovery apparatus using a heat pump,

본 발명은 유증기 회수장치에 관한 것으로서, 냉각 및 가열 과정이 반복되는 히트펌프를 통해 가스 혼합물이 다량 함유된 유증기를 재생 흡착 방식을 이용하여 정제된 상태로 회수할 수 있도록 한 히트펌프를 이용한 재생흡착식 유증기 회수장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vapor recovery apparatus and a regeneration absorption system using a heat pump capable of recovering a vapor containing a large amount of a gas mixture through a heat pump, To a vapor recovery apparatus.

일반적으로 휘발성유기화합물(VOCs, Volatile Organic Componds)(이하, '유증기')은 증기압이 높아 대기중에 쉽게 증발되는 액체 또는 기체상의 유기화합물을 통칭하는 것으로 벤젠이나 포름알데히드, 톨루엔, 자일렌, 에틸렌, 스틸렌, 아세트알데히드 등이 이에 속한다.In general, volatile organic compounds (VOCs) (hereinafter referred to as "vapor") are collectively referred to as liquid or gaseous organic compounds that are easily vaporized in the atmosphere due to their high vapor pressure, and include benzene, formaldehyde, toluene, xylene, Styrene, and acetaldehyde.

상기와 같은 유증기는 호흡기 흡입을 통해 신경계에 장해를 일으키는 발암물질로 백혈병, 중추신경 장애, 염색체 이상 등을 유발시키는가 하면, 장기간 노출시 오존층 파괴와, 지구온난화, 그리고 유증기의 연쇄반응에 의하여 광화학 산화물이 생성되어 광화학 스모그 등을 일으켜 눈의 자극, 가시거리 저하, 동식물 및 농작물에 피해를 줄뿐만 아니라 대기중의 SO₂를 산화시켜 산성비의 원인이 되는 황산의 생성을 촉진하게 된다.The above-mentioned vapor is a carcinogen that causes obstacles to the nervous system through inhalation of the respiratory tract. It causes leukemia, central nervous system disorder, chromosomal abnormality and the like. It is also caused by ozone layer destruction, global warming, Is generated to cause photochemical smog and the like, thereby stimulating the eyes, lowering the visibility, damaging plants, animals and crops, and oxidizing the atmospheric SO 2, thereby promoting the production of sulfuric acid, which causes acid rain.

또한, 유증기 중 많은 물질이 낮은 농도에서도 냄새가 감지되며 거의 대부분 자극적이고 불쾌한 냄새를 함유하고 있어 생활환경에 막대한 영향을 미치게 된다.In addition, many of the substances in the oil vapor are detected at low concentration and almost exclusively irritating and contain an unpleasant odor, which greatly affects the living environment.

상기 유증기는 대부분 인간의 산업 활동에 의해 인위적으로 많이 발생되고, 주로 석유화학 및 정유공장, 자동차 배기가스, 페인트나 접착제 등의 건축자재, 주유소의 저장탱크, 세탁소 등 그 발생원도 다양하다.Most of the above-mentioned vapor is artificially generated by human industrial activities, and there are various sources such as petrochemical and refinery, automobile exhaust gas, building materials such as paint and adhesive, storage tank of gas station, and laundry.

이에 따른 대책으로 1999년 10월 개정된 대기환경보전법시행령에 근거하여 대기환경규제지역을 확대하고 대기환경 규제지역으로 지정된 지역 안의 석유정제 및 석유화학제품 정제 시설이나 저장 및 출하시설, 주유소, 세탁시설 등은 배출억제 및 방지시설을 반드시 설치해야 한다고 규정하고 있다.As a countermeasure to this problem, we have expanded the air quality control area based on the Enforcement Decree of the Air Quality Conservation Act revised in October, 1999, and have been working on refining and petrochemical refining facilities, storage and shipment facilities, gas stations, Etc. require the installation of emission suppression and prevention facilities.

이러한 유해요소는 대기로 배출되기 이전에 제어되어야 하는데, 현재까지의 처리기술은 크게 파괴기술과 회수기술로 분류되며, 이 중 회수기술을 이용한 회수장치가 개발되어 있다.These harmful elements must be controlled before they are discharged to the atmosphere. Up to now, the treatment techniques are classified into destruction technology and recovery technology, and a recovery device using the recovery technology has been developed.

그런데, 종래의 회수장치들은 성능 및 회수 효율이 낮아(85% 이하) 산업 현장에서 적용을 기피하는 실정이다.However, the conventional collecting devices are low in performance and recovery efficiency (less than 85%) and are inevitable to be applied in an industrial field.

따라서, 대부분의 용제 취급의 작업장에서는 유증기를 대량으로 배출되고 있어 회수하여 재이용하기보다는 환경규제 이하로 처리하여 배출하는 문제점이 있었다. Therefore, in most of the solvent-handling workplaces, there is a problem that the vapor is discharged in a large amount and is recovered and treated to be under the environmental regulation rather than reused.

특히, 종래의 회수장치 중 유증기를 압축하여 액화하는 방식의 장치가 있었으나, 이러한 압축 액화 방식은 유류저장탱크로 유류 공급시에 유증기를 액화시키기 어려운 문제점이 있었다.
Particularly, there has been a device for compressing and liquefying a vapor in a conventional recovery device. However, such a compression liquefaction process has a problem in that it is difficult to liquefy vaporized oil when the oil is supplied to the oil storage tank.

대한민국 등록특허공보 제1324095호(2013.10.25)Korean Patent Registration No. 1324095 (Oct. 25, 2013)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 냉각 및 가열 과정이 반복되는 히트펌프를 통해 가스 혼합물이 다량 함유된 유증기를 재생 흡착 방식을 이용하여 정제된 상태로 저장탱크로 회수할 수 있는 히트펌프를 이용한 재생흡착식 유증기 회수장치를 제공하는 데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of regenerating a vaporized vapor containing a large amount of a gas mixture through a heat pump, The present invention provides a regeneration adsorption-type vapor recovery apparatus using a heat pump capable of recovering the vapor to a storage tank in a state where the adsorption-

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 재생흡착식 유증기 회수장치는, 오일을 공급받아 저장하며 휘발성 유증기가 발생되는 저장탱크와; 상기 저장탱크에서 발생되는 유증기를 냉각하여 액화시키기 위한 냉각챔버와; 상기 냉각챔버로부터 이송되는 유증기를 흡착 및 탈착시키는 재생흡착기와; 상기 냉각챔버와 재생흡착기에 연결되어 유증기를 냉각 또는 가열하는 히트펌프를 포함하되, 상기 냉각챔버에서 냉각 응축된 유증기는 상기 저장탱크로 회수되고, 상기 재생흡착기로 유입된 유증기는 상기 히트펌프에 의해 반복적으로 냉각되거나 가열되면서 흡착제의 흡착, 탈착 및 재생 공정을 거쳐 상기 냉각챔버로 순환하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a regeneration absorption type vapor recovery apparatus using a heat pump, including: a storage tank for receiving and storing oil and generating volatile vapor; A cooling chamber for cooling and liquefying the vapor generated in the storage tank; A regeneration adsorber for adsorbing and desorbing the vapor transferred from the cooling chamber; And a heat pump connected to the cooling chamber and the regeneration adsorber for cooling or heating the vapor, wherein the vapor condensed in the cooling chamber is recovered to the storage tank, and the vapor introduced into the regeneration adsorber is recovered by the heat pump And is circulated to the cooling chamber through the adsorption, desorption, and regeneration processes of the adsorbent while being repeatedly cooled or heated.

본 발명에 따르면, 상기 저장탱크, 냉각챔버, 재생흡착기 사이의 경로상에는 상기 저장탱크에서 발생하는 유증기를 이송하는 유증기 이송관이 연결되고, 상기 재생흡착기에는 상기 저장탱크 및 냉각챔버 사이의 경로상에 위치한 유증기 이송관으로 유증기를 순환시키는 유증기 회수관이 연결되며, 상기 냉각챔버에는 액상으로 변화된 유증기를 저장탱크로 안내하는 액상유로가 연결된다.
According to the present invention, a vapor transfer tube for transferring the vapor generated in the storage tank is connected to the path between the storage tank, the cooling chamber, and the regeneration adsorber, and the regeneration adsorber is connected to the regeneration adsorber A vapor recovery pipe for circulating the vapor is connected to the vapor transfer pipe located at the bottom of the storage tank, and a liquid flow path for guiding the vaporized vapor to the storage tank is connected to the cooling chamber.

본 발명에 따르면, 상기 재생흡착기는, 유입된 유증기를 흡착제의 미세 기공으로 유입하여 흡착하고, 포화상태로 흡착된 유증기를 가열하는 동시에 강제 분리시켜 유증기 회수관을 통해 냉각챔버로 회수하게 된다.
According to the present invention, the regenerator adsorbs the introduced vapor into the micropores of the adsorbent, heats the vapor adsorbed in the saturated state, forcibly separates the vapor, and collects the recovered vapor into the cooling chamber through the vapor recovery pipe.

본 발명에 따르면, 상기 히트펌프에는 상기 냉각챔버에 연결되어 냉각챔버 내의 유증기를 냉각하여 액화시키는 증발기가 구비된다.
According to the present invention, the heat pump is provided with an evaporator connected to the cooling chamber to cool and liquefy the vapor in the cooling chamber.

본 발명에 따르면, 상기 히트펌프에는 상기 재생흡착기에 연결되며, 재생 흡착기 내의 유증기를 가열하기 위한 응축기가 구비된다.
According to the present invention, the heat pump is provided with a condenser connected to the regeneration adsorber for heating the vapor in the regeneration adsorber.

본 발명에 따르면, 상기 히트펌프에는 증발기 및 압축기와 연결되며, 상기 압축기에 의해 온도가 상승한 고온의 유증기를 냉각시키는 열교환기가 구비된다.
According to the present invention, the heat pump is provided with a heat exchanger connected to an evaporator and a compressor, which cools the high-temperature vapor of which the temperature is raised by the compressor.

본 발명에 따르면, 상기 재생흡착기에는 상기 유증기 회수관으로 회수되는 가열된 유증기를 냉각시키는 내부 열교환라인을 더 포함한다.
According to the present invention, the regeneration adsorber further includes an internal heat exchange line for cooling the heated vapor recovered in the vapor recovery pipe.

본 발명에 따르면, 상기 냉각챔버와 재생흡착기 사이의 유증기 이송관에는, 재생 공정 중, 냉각챔버의 유증기가 재생흡착기로 이송되지 않도록 유증기 유량을 조절하는 유량조절밸브가 설치된다.
According to the present invention, a flow control valve is provided in the vapor transfer pipe between the cooling chamber and the regeneration adsorber to regulate the flow rate of the vapor so that the vapor of the cooling chamber is not transferred to the regeneration adsorber during the regeneration process.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 재생흡착식 유증기 회수장치에 의하면, 휘발성 유증기가 대기로 배출되지 않도록 냉각 및 가열 과정이 반복되는 히트펌프를 통해 가스 혼합물이 다량 함유된 유증기를 재생 흡착 방식을 이용하여 정제된 상태로 저장탱크로 회수함으로써, 성능 및 회수 효율을 향상시킬 수 있으며, 나아가 환경오염 및 인체에 미치는 부정적인 영향을 줄여주는 효과를 제공하게 된다.
According to the regenerative adsorption-type vapor recovery apparatus using the heat pump according to the present invention, the vapor mixture containing a large amount of gas mixture is regenerated through the heat pump, which is repeatedly cooled and heated so as not to discharge the volatile vapor to the atmosphere By recovering the purified water to the storage tank using the adsorption method, the performance and the recovery efficiency can be improved, and further, the effect of reducing the environmental pollution and the negative influence on the human body is provided.

도 1은 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 재생흡착식 유증기 회수장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 재생흡착식 유증기 회수장치의 유증기 흡착 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 재생흡착식 유증기 회수장치의 유증기 재생 과정을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a regeneration absorption type vapor recovery apparatus using a heat pump according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a process of adsorbing a vapor of a regenerative adsorption-type vapor recovery apparatus using a heat pump according to the present invention.
3 is a view showing a process of regenerating the vapor of the regenerative adsorption-type vapor recovery apparatus using the heat pump according to the present invention.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 유증기 회수장치는 오일을 공급받아 저장하며 휘발성 유증기가 발생되는 저장탱크(100)와, 상기 저장탱크(100)에서 발생되는 유증기를 냉각하여 액화시키기 위한 냉각챔버(200)와, 상기 냉각챔버(200)로부터 이송되는 유증기를 흡착, 탈착 및 재생시키는 재생흡착기(300)와, 상기 냉각챔버(200)와 재생흡착기(300)에 연결되어 유증기를 냉각 또는 가열하는 히트펌프(400)를 포함하게 된다. As shown in FIG. 1, a vapor recovery apparatus using a heat pump according to the present invention includes a storage tank 100 for receiving and storing oil and generating volatile vapor, A regeneration adsorber 300 for adsorbing, desorbing and regenerating the vapor transferred from the cooling chamber 200 and a regeneration adsorber 300 connected to the regeneration adsorber 300 and the cooling chamber 200, And a heat pump 400 for cooling or heating the vapor.

또한, 상기 저장탱크(100), 냉각챔버(200), 재생흡착기(300) 사이의 경로상에는 상기 저장탱크(100)에서 발생하는 유증기를 상기 재생흡착기(300)로 이송하기 위한 유증기 이송관(510)이 연결되어 있다.A vapor transfer pipe (510) for transferring the vapor generated in the storage tank (100) to the regeneration adsorber (300) is provided on the path between the storage tank (100), the cooling chamber ).

그리고, 상기 재생흡착기(300)에는 상기 저장탱크(100) 및 냉각챔버(200) 사이의 경로 상에 위치한 유증기 이송관(510)으로 유증기를 순환하기 위한 유증기 회수관(520)이 연결되어 있다. 즉, 상기 유증기 이송관(510)을 순환하는 유증기는 상기 히트펌프(400)에 의해 반복적으로 냉각되거나 가열되면서 흡착제의 흡착, 탈착 및 재생 공정을 거치게 되고, 유증기 회수관(520)에 의해 냉각챔버(200)로 순환하는 순환과정을 거치게 된다. The regeneration adsorber 300 is connected to a vapor recovery pipe 520 for circulating the vapor to the vapor transfer pipe 510 located on the path between the storage tank 100 and the cooling chamber 200. That is, the vapor flowing through the vapor transfer pipe 510 is repeatedly cooled or heated by the heat pump 400, and is subjected to adsorption, desorption, and regeneration processes of the adsorbent. The vapor is collected by the vapor recovery pipe 520, (200).

상기 히트펌프(400)는 유증기에 포함된 열에너지와 외부 냉매 구동에너지에 의해 구동되는 냉매 사이에 열교환하는 열교환 사이클을 수행하는 장치로, 공급되는 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(410)와, 상기 압축기(410)의 고온 고압의 냉매를 액상으로 응축시키는 응축기(430)와, 상기 응축기(430)에서 응축된 저온 저압의 냉매로부터 열을 흡수하는 증발기(420)와, 상기 압축기(410)에서 압축된 고온 고압의 냉매로부터 열을 흡수하여 증발기(420)로 보내는 열교환기(440)가 하나의 열교환 사이클을 이루어 구성된다.The heat pump 400 performs a heat exchange cycle for heat exchange between the heat energy included in the vapor and the refrigerant driven by the external refrigerant driving energy. The heat pump 400 includes a compressor 410 for compressing the supplied refrigerant to high temperature and high pressure, A condenser 430 for condensing the high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 410 into a liquid phase; an evaporator 420 for absorbing heat from the low temperature and low pressure refrigerant condensed in the condenser 430; The heat exchanger 440 absorbs heat from the high temperature and high pressure refrigerant and sends the heat to the evaporator 420.

즉, 히트펌프(400)에 따르면, 상기 응축기(430), 증발기(420)와 열교환기(440)는 냉매를 이용하여 유증기와 열을 교환하는 방식으로, 상기 응축기(430)는 압축된 냉매를 순환시켜 유증기에 열을 가하게 되고, 상기 증발기(420)는 냉매를 기화시켜 유증기를 냉각시키게 되며, 상기 열교환기(440)는 고온의 냉매를 다시 응축시켜 유증기를 냉각시킨다.That is, according to the heat pump 400, the condenser 430, the evaporator 420 and the heat exchanger 440 exchange the vapor and heat using the refrigerant, The evaporator 420 vaporizes the refrigerant to cool the vapor, and the heat exchanger 440 condenses the high-temperature refrigerant again to cool the vapor.

여기서, 상기 열교환기(440)는 증발기(420)와 압축기(410)를 거쳐 오는 온도가 높아진 냉매로부터 열을 회수하여 온도를 떨어뜨리는 기능의 실외기이다. Here, the heat exchanger 440 is an outdoor unit having a function of recovering heat from the refrigerant whose temperature has been increased through the evaporator 420 and the compressor 410 to lower the temperature.

한편, 상기 히트펌프(400)에는 팽창밸브, 리시버 탱크, 필터 드라이어, 어큐뮬레이터 등이 구비될 수 있으며, 이와 같은 구성은 일반적인 히트펌프(400)에 적용되는 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, the heat pump 400 may include an expansion valve, a receiver tank, a filter drier, an accumulator, and the like, and this configuration is a well known technology applied to a general heat pump 400, .

도 2에 도시한 바와 같이, 통상적인 유증기 회수 공정에 따르면, 상기 냉각챔버(200)에는 히트펌프(400)의 증발기(420)가 연결되는바, 상기 증발기(420)는 비중이 큰 유증기에 포함된 수분을 냉각 응축하여 액상으로 변화시키게 된다.2, an evaporator 420 of a heat pump 400 is connected to the cooling chamber 200 according to a conventional vapor recovery process, and the evaporator 420 is included in a vapor having a large specific gravity. Condensed and converted into a liquid phase.

따라서, 비중이 큰 유증기 성분은 저온 냉매에 의해 냉각 응축이 진행됨에 따라 유증기의 농도가 감소하게 되고, 액상으로 변화된 유증기(오일)는 상기 저장탱크(100)로 회수된다.Accordingly, as the refrigerant condensation proceeds by the low-temperature refrigerant, the concentration of the vapor decreases, and the vapor (oil) changed into the liquid phase is recovered to the storage tank 100.

이때, 상기 냉각챔버(200)에는 액상으로 변화된 유증기를 저장탱크(100)로 안내하여 회수할 수 있도록 액상유로(530)가 연결된다.At this time, the liquid-phase flow path 530 is connected to the cooling chamber 200 so that the liquid-phase changed vapor can be guided to the storage tank 100 and recovered.

이때, 상기 냉각챔버(200) 내의 증발기(420) 및 압축기(410)와 연결되는 열교환기(440)는 압축기(410)에 의해 온도가 상승한 고온의 유증기를 냉각시킴으로써, 상기 증발기(420)의 냉각 기능을 보조하게 된다. The evaporator 420 in the cooling chamber 200 and the heat exchanger 440 connected to the compressor 410 cool the high temperature vapor in which the temperature of the evaporator 420 is increased by the compressor 410, Function.

여기서, 상기 유증기 이송관(510), 유증기 회수관(520), 액상유로(530)는 유증기가 일련의 회수 과정을 거칠 수 있도록 사용자의 편의에 따라 적절하게 배관되며, 유증기가 공급되는 것을 감안하여 부식되지 않고 강도가 강한 재질을 사용하는 것이 바람직하다. Here, the vapor transfer pipe 510, the vapor recovery pipe 520, and the liquid flow path 530 are appropriately piped according to the convenience of the user so that the vapor can be recovered through a series of processes. Considering that the vapor is supplied It is preferable to use a material which is not corroded and has high strength.

한편, 상기 냉각챔버(200)에서 오일로 상변화되지 않고 잔존하는 유증기는 유증기 이송관(510)을 통해 재생흡착기(300)로 공급된다. 즉, 상기 재생흡착기(300)는 가스 혼합물이 다량 함유된 유증기로부터 수분, 오일 등의 물질을 낮은 온도에서 흡착하는 흡착 공정을 포함한다.On the other hand, the vapor remaining in the cooling chamber 200 without being phase-changed to oil is supplied to the regeneration adsorber 300 through the vapor transfer pipe 510. That is, the regeneration adsorber 300 includes an adsorption process for adsorbing substances such as moisture, oil and the like at a low temperature from a vapor containing a large amount of a gas mixture.

상기 재생흡착기(300) 내로 유입된 유증기는 흡착제의 미세 기공으로 유입되어 흡착되고, 정제된 공기가 배기구(540)를 통해 외부로 배출된다. The vapor introduced into the regenerator adsorbent 300 flows into the micropores of the adsorbent and is adsorbed, and the purified air is discharged to the outside through the exhaust port 540.

여기서, 상기 흡착제로는 여러 가지를 사용할 수 있으며, 그 일예로 활성탄과 소수성 제올라이트를 사용할 수 있다.Here, various types of adsorbents can be used. For example, activated carbon and hydrophobic zeolite can be used.

또한, 상기 재생흡착기(300)는 상기의 흡착 공정과 함께, 흡착제로부터 상기 물질을 높은 온도에서 분리하는 탈착 공정과, 응축기(430)의 가열 공정을 통해 흡착제를 재생하는 재생 공정을 번갈아 수행하게 된다.In addition, the regeneration adsorber 300 alternately performs a desorption process for separating the material from the adsorbent at a high temperature and a regeneration process for regenerating the adsorbent through the heating process of the condenser 430, in addition to the adsorption process .

이와 같은 재생 공정에 따르면, 재생흡착기(300)의 흡착제에 흡착된 상태에서 유증기가 고온의 온도로 가열되면서 강제 분리(탈착 공정)되어 유증기 회수관(520)을 통해 냉각챔버(200)로 회수된다. According to the regeneration process, the vapor is heated to a high temperature while being adsorbed to the adsorbent of the regeneration adsorber 300, and is forcedly separated (desorbed) and recovered to the cooling chamber 200 through the vapor recovery pipe 520 .

이때, 상기 냉각챔버(200)와 재생흡착기(300) 사이의 유증기 이송관(510)에는, 상기 냉각챔버(200)의 유증기가 재생흡착기(300)로 이송되지 않도록 유증기 유량을 조절하는 유량조절밸브(512)가 설치되어 있다.The flow control valve 510 controls the flow rate of the vapor so that the vapor of the cooling chamber 200 is not transferred to the regeneration adsorber 300, (512) are provided.

상기 유량조절밸브(512)에 의해 상기 유증기 이송관(510)을 차단함에 따라 재생흡착기(300)의 흡착제에 흡착된 유증기만이 강제 분리되어 냉각챔버(200)로 회수되는 것이다. As the vapor conduction pipe 510 is shut off by the flow control valve 512, only the vapor adsorbed on the adsorbent of the regenerative adsorber 300 is forcibly separated and recovered to the cooling chamber 200.

또한, 상기 재생흡착기(300)에는 상기 유증기 회수관(520)으로 회수되는 가열된 고온의 유증기를 냉각시키는 내부 열교환라인(450)이 추가 설치되어 있다. The regeneration adsorber 300 is further provided with an internal heat exchange line 450 for cooling the heated high-temperature vapor recovered in the vapor recovery pipe 520.

이와 같이 상기 내부 열교환라인(450)이 상기 재생흡착기(300) 내에 설치되어 유증기의 온도를 낮춤으로써, 냉각챔버(200)의 과열로 인한 손상과 고장을 사전에 예방할 수 있게 된다. In this way, the internal heat exchange line 450 is installed in the regeneration adsorber 300 to lower the temperature of the vapor, so that damage and failure due to overheating of the cooling chamber 200 can be prevented in advance.

상기 재생흡착기(300)는 도면에서와 같이 1개가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 유증기 회수관(520)의 경로상에 병렬로 복수개 설치되고, 제어기가 상기 유증기 이송관(510)에 설치된 유량조절밸브(512)를 제어하여 유증기가 재생흡착기(300)에 교번식으로 공급되어 순차적으로 흡착 및 탈착되게 하는 것이 좋다. One of the regeneration adsorbers 300 may be used as shown in the drawing, but a plurality of regeneration adsorbers 300 are preferably installed in parallel on the path of the vapor recovery pipe 520, and the controller controls the flow rate regulating valve installed in the vapor transfer pipe 510 It is preferable that the steam is supplied to the regeneration adsorbent 300 in an alternating manner to sequentially adsorb and desorb the vapor.

상기 재생흡착기(300)에는 포화상태로 흡착된 유증기를 강제로 분리하여 저장탱크(100)와 냉각챔버(200) 사이의 유증기 이송관(510)까지 압송하는 진공펌프(521)가 포함되며, 이러한 진공펌프(521)는 공지된 기술을 이용하는 것이 당연하다.The regeneration adsorber 300 includes a vacuum pump 521 for forcibly separating the vapor adsorbed in the saturated state and feeding the vapor to the vapor transfer pipe 510 between the storage tank 100 and the cooling chamber 200, It is a matter of course that the vacuum pump 521 uses a known technique.

한편, 도면부호 511, 522, 541은 배관을 따라 유동하는 유증기의 흐름을 선택적으로 개방하거나 차단하는 유량조절밸브이다. Reference numerals 511, 522, and 541 denote flow control valves that selectively open or shut off the flow of the vapor flowing along the pipe.

이하, 본 발명에 따른 유증기 회수장치가 유증기를 회수하는 과정을 설명한다.Hereinafter, the process of recovering the vapor from the vapor recovery device according to the present invention will be described.

저장탱크(100)로 공급되어 저장되는 오일로부터 발생하는 유증기는 오일이 공급됨에 따라 발생된 압력에 의해 냉각챔버(200)로 이동하며, 다시 냉각챔버(200)를 거쳐 재생흡착기(300)로 이동하게 된다.The oil vapor generated from the oil supplied to and stored in the storage tank 100 moves to the cooling chamber 200 by the pressure generated as the oil is supplied and then flows to the regeneration adsorber 300 through the cooling chamber 200 .

이 과정에서 냉각챔버(200)로 이송된 유증기는 히트펌프(400)의 증발기(420)에 의해 냉각되어 액상(오일)으로 상변화되며 액상유로(530)를 통해 저장탱크(100)로 회수된다.In this process, the vapor transferred to the cooling chamber 200 is cooled by the evaporator 420 of the heat pump 400 and is phase-changed into a liquid phase (oil), and is recovered to the storage tank 100 through the liquid flow path 530 .

이때, 냉매는 증발기(420) 및 열교환기(440)를 순환하면서 온도가 하강하게 되며 유증기를 냉각시키게 된다. At this time, the refrigerant circulates in the evaporator 420 and the heat exchanger 440, and the temperature is lowered to cool the vapor.

상기 유증기 이송관(510)을 통해 냉각챔버(200)를 거쳐 재생흡착기(300)로 이송되는 유증기는 수분, 오일 등의 물질이 재생흡착기(300) 내부의 흡착제에 흡착되고, 정제된 공기가 외부로 배출된다.The vapor, which is transferred to the regeneration adsorber 300 through the vapor transfer pipe 510 through the cooling chamber 200, is adsorbed by the adsorbent in the regeneration adsorber 300, .

한편, 상기 흡착제의 흡착 공정이 종료 후 재생 공정이 개시되며, 상기 재생공정은 상기 흡착제에서 유증기의 흡착이 완료되면 유증기의 탈착이 이루어지는데, 상기 탈착은 순차적으로 진행되며, 상기 흡착제를 통해 포화상태로 흡착이 완료된 유증기는 응축기(430)에 의해 가열되어 흡착제로부터 탈착되고 저장탱크(100)와 냉각챔버(200) 사이의 유증기 이송관(510)까지 압송된다. On the other hand, the regeneration process is started after the adsorption process of the adsorbent is completed. In the regeneration process, when the adsorption of the vapor is completed in the adsorbent, the desorption of the vapor is performed, and the desorption proceeds sequentially, The vaporized vapor is heated by the condenser 430 and is desorbed from the adsorbent and is transported to the vapor transfer pipe 510 between the storage tank 100 and the cooling chamber 200.

이와 같은 방법으로 흡착과 탈착이 반복되는 유증기는 진공펌프(521)의 압송력에 의해 유증기 회수관(520)을 거쳐 저장탱크(100)와 냉각챔버(200) 사이의 유증기 이송관(510)으로 회수되고, 응축기(430)의 가열에 의해 재생된 흡착제는 다시 재생흡착기(300)로 공급된다. The vapor in which the adsorption and desorption are repetitively carried out in this way is supplied to the vapor transfer pipe 510 between the storage tank 100 and the cooling chamber 200 through the vapor recovery pipe 520 by the pressure force of the vacuum pump 521 And the adsorbent regenerated by the heating of the condenser 430 is again supplied to the regeneration adsorber 300. [

이러한 일련의 유증기 회수과정은 제어기의 제어에 의해 이루어지는데, 상기 제어기는 유증기 압력을 측정하고, 설정압에 도달할 때 유증기 이송관(510), 유증기 회수관(520), 액상유로(530) 상에 설치된 각종 밸브, 펌프 등을 적절하게 제어하여 유증기를 회수하게 된다. Such a series of recovery of the vapor is performed under the control of the controller. The controller measures the vapor pressure, and when the set pressure is reached, the vapor passing through the vapor transfer pipe 510, the vapor recovery pipe 520, Various valves, pumps, and the like installed in the pump are appropriately controlled to recover the vapor.

따라서, 본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 유증기 회수장치는, 휘발성 유증기가 대기로 배출되지 않도록 냉각 및 액화시키는 동시에 흡착 및 재생시켜 재사용하도록 저장탱크(100)로 회수함으로써, 성능 및 회수 효율을 향상시킬 수 있으며, 나아가 환경오염 및 인체에 미치는 부정적인 영향을 줄여주는 효과를 제공하게 된다.
Accordingly, the vapor recovery apparatus using the heat pump according to the present invention can improve the performance and recovery efficiency by cooling and liquefying the vaporized vapor so as not to discharge the vapor to the atmosphere, and recovering the vaporized vapor to the storage tank 100 for adsorption, And further reduce the environmental pollution and the negative effects on the human body.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 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 should be understood that various modifications made by the person skilled in the art are also within the scope of protection of the present invention.

100 : 저장탱크 200 : 냉각챔버
300 : 재생흡착기 400 : 히트펌프
410 : 압축기 420 : 증발기
430 : 응축기 440 : 열교환기
450 : 내부 열교환라인 510 : 유증기 이송관
520 : 유증기 회수관 521 : 진공펌프
530 : 액상유로 540 : 배기구100: Storage tank 200: Cooling chamber
300: regenerative adsorber 400: heat pump
410: compressor 420: evaporator
430: condenser 440: heat exchanger
450: internal heat exchange line 510: vapor transfer pipe
520: Vapor recovery pipe 521: Vacuum pump
530: Liquid-phase flow path 540: Exhaust port

Claims (8)

오일이 저장된 저장탱크(100)에서 발생된 유증기가 유입되어 냉각 액화가 이루어지는 냉각챔버(200);
상기 냉각챔버(200)에서 액화되지 않은 잔존 유증기가 유입되어 흡착되는 흡착제를 구비하며, 상기 흡착제는 가열에 의해 흡착된 유증기가 탈착됨으로써 재생되는 것이 가능한 재생흡착기(300);
상기 냉각챔버(200)에 설치되어 상기 냉각챔버(200) 내의 유증기를 냉각시키는 증발기(420)와, 상기 재생흡착기(300)에 설치되어 상기 증발기(420)에서 냉매가 흡수한 열을 방출하여 상기 재생흡착기(300)의 흡착제를 가열하여 재생되도록 하는 응축기(430)와, 상기 증발기에서 냉매가 흡수한 열을 방출시키는 실외기인 열교환기(440)를 포함하여, 상기 증발기(420)와 상기 열교환기(440) 사이에서 냉매가 순환되면서 상기 재생흡착기(300)에서 유증기 흡착이 이루어지는 유증기 흡착 공정 또는 상기 증발기(420)와 상기 응축기(430) 사이에 냉매가 순환되면서 상기 재생흡착기(300)에서 유증기 탈착이 이루어지면서 흡착제가 재생되는 흡착제 재생 공정이 선택적으로 이루어지도록 제어되는 히트펌프(400);
상기 냉각챔버(200)에서 액상으로 변화된 유증기를 회수하는 액상유로(530);
상기 냉각챔버(200)와 상기 재생흡착기(300) 사이에 설치되어 잔존 유증기를 상기 재생흡착기(300)로 이송시키는 유증기 이송관(510);
상기 재생흡착기(300)의 흡착제 재생이 이루어질 때 상기 흡착제로 탈착되는 유증기를 상기 냉각챔버로 회수하는 유증기 회수관(520); 및
상기 유증기 이송관(510)에 설치되어 상기 재생흡착기(300)의 재생 공정 중에는 상기 냉각챔버로부터 상기 재생흡착기(300)로의 유증기 이송을 차단하는 유량조절밸브;를 포함하며,
상기 재생흡착기(300)의 내부에 내부 열교환라인이 설치되고, 상기 재생흡착기(300)에서 상기 흡착제로부터 탈착된 유증기가 외부로 안내된 후 상기 내부 열교환라인을 유입되어 상기 재생흡착기(300) 내부와 열교환을 하면서 냉각된 후, 상기 유증기 회수관(520)을 통해 상기 냉각챔버(200)로 유입되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 재생흡착식 유증기 회수장치.A cooling chamber 200 in which oil vapor generated in the storage tank 100 storing oil is introduced and cooled and liquefied;
The recovered adsorbent (300) is capable of being regenerated by desorbing the vapor adsorbed by heating, and the adsorbent is adsorbed by the adsorbent.
An evaporator 420 installed in the cooling chamber 200 to cool the vapor in the cooling chamber 200 and a heat exchanger installed in the regenerator 300 to discharge heat absorbed by the refrigerant in the evaporator 420, A condenser 430 for heating and regenerating the adsorbent of the regenerator adsorbent 300 and a heat exchanger 440 for discharging the heat absorbed by the refrigerant in the evaporator 420. The evaporator 420 and the heat exchanger The refrigerant circulates between the evaporator 420 and the condenser 430 while the refrigerant circulates between the evaporator 420 and the condenser 430 and the evaporator 420 and the condenser 430 are circulated in the vapor adsorption process in which the vapor is adsorbed in the regenerator A heat pump (400) controlled to selectively perform an adsorbent regeneration process in which an adsorbent is regenerated;
A liquid phase flow path 530 for recovering the vapor changed into a liquid phase in the cooling chamber 200;
A vapor transfer pipe (510) installed between the cooling chamber (200) and the regeneration adsorber (300) for transferring the residual vapor to the regeneration adsorber (300);
A vapor recovery pipe (520) for recovering the vapor, which is desorbed by the adsorbent when the adsorbent regeneration of the regeneration adsorber (300) is performed, to the cooling chamber; And
And a flow control valve installed in the vapor transfer pipe 510 to block the transfer of the vapor from the cooling chamber to the regeneration adsorber 300 during the regeneration process of the regeneration adsorber 300,
An internal heat exchange line is installed in the regeneration adsorber 300. The regeneration adsorber 300 guides the vapor removed from the adsorbent to the outside and then flows into the regeneration adsorber 300 Is cooled while exchanging heat, and then flows into the cooling chamber (200) through the vapor recovery pipe (520). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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