KR101662174B1 - Meg 회수 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 MEG 회수 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수 장치는, 내부에 격벽이 설치되어 제1 저장조와 제2 저장조로 분할되며 격벽 상부로 제1 저장조와 제2 저장조가 서로 연통된 처리탱크와, 제1 저장조에 연결되며 제1 저장조에 저용해도염을 포함하는 제1 MEG 혼합유체를 주입하는 주입관과, 제1 저장조에 연결되며 제1 저장조에 고온의 기체를 주입하는 기체주입부와, 제1 저장조에 연결되며 석출된 저용해도염과 제1 MEG 혼합유체를 유출하는 제1 유출관, 및 제2 저장조에 연결되며 격벽을 넘어 제2 저장조에 수용된 저용해도염이 적어도 일부 제거된 제2 MEG 혼합유체를 유출하는 제2 유출관을 포함할 수 있다.

Description

MEG 회수 장치{Apparatus for recovering MEG}
본 발명은 MEG 회수 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 MEG 혼합유체에 포함된 저용해도염을 효과적으로 제거할 수 있는 구조의 MEG 회수 장치에 관한 것이다.
심해에서 천연가스의 생산 시, 저온 고압의 조건으로 인해 천연가스에 포함된 물은 하이드레이트(hydrate)로 존재한다. 이로 인해, 파이프라인을 통하여 천연가스를 공급하는 경우, 하이드레이트가 파이프라인의 내측을 타격하여 손상을 주거나 부식시킬 수 있으며, 심한 경우 파이프라인이나 가스전이 막히는 사고가 발생할 수 있다. 따라서, 하이드레이트의 생성을 억제하기 위하여 MEG(Mono Ethylene Glycol; 모노에틸렌글리콜)를 주입한다. MEG는 습기를 흡수하는 강력한 친수성을 갖고 있으며, 투입된 양의 90% 이상이 해양 생산 탑 상부에서 회수될 수 있어 경제적으로 사용 가능한 장점이 있다. 생산 탑 상부에서 회수된 MEG 용액은 물, 고용해도염, 저용해도염 등의 불순물을 포함하고 있으므로, MEG 재생 공정을 통해 물과 염을 제거하여 고농도의 MEG를 추출한다.
MEG 재생 공정은 MEG 용액을 한 번에 기화하여 염을 제거하는 전체 처리 방식(FULL STREAM CONCEPT)과, 전처리 과정을 통해 저용해도염을 먼저 제거한 후 용액을 증발시키고 흐름 중 일부를 빼내어 고용해도염을 제거하는 일부 처리 방식(SLIP STREAM CONCEPT)이 있다. 전체 처리 방식은 많은 양의 에너지가 소모되는 단점이 있어, 일부 처리 방식이 대두되고 있다.
한편, 일부 처리 방식은 전체 처리 방식에 비해 에너지 효율은 높지만, 저용해도염이 효과적으로 제거되지 않으면 장치 내부에 이물질 등이 쌓이는 문제가 발생할 수 있다. 장치 내부에 이물질 등이 쌓이는 경우, 장치 효율이 감소할 뿐만 아니라 이물질 청소를 위한 유지 보수 작업이 잦아지게 되어 작업 효율이 저하된다.
한국 공개특허 특2000-0022026호 2000. 04. 25
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, MEG 혼합유체에 포함된 저용해도염을 효과적으로 제거할 수 있는 구조의 MEG 회수 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 MEG 회수 장치는, 내부에 격벽이 설치되어 제1 저장조와 제2 저장조로 분할되며 상기 격벽 상부로 상기 제1 저장조와 상기 제2 저장조가 서로 연통된 처리탱크와, 상기 제1 저장조에 연결되며 상기 제1 저장조에 저용해도염을 포함하는 제1 MEG 혼합유체를 주입하는 주입관과, 상기 제1 저장조에 연결되며 상기 제1 저장조에 고온의 기체를 주입하는 기체주입부와, 상기 제1 저장조에 연결되며 석출된 저용해도염과 상기 제1 MEG 혼합유체를 유출하는 제1 유출관, 및 상기 제2 저장조에 연결되며 상기 격벽을 넘어 상기 제2 저장조에 수용된 상기 저용해도염이 적어도 일부 제거된 제2 MEG 혼합유체를 유출하는 제2 유출관을 포함한다.
상기 기체주입부는 상기 제1 저장조의 내부에 수용된 복수 개의 분사노즐을 포함할 수 있다.
상기 제1 유출관에 연결되어 상기 저용해도염을 제거하는 필터부를 더 포함하고, 상기 제1 유출관은 상기 필터부를 지나 상기 제2 유출관에 연결될 수 있다.
일단부가 상기 제2 유출관에 연결되고 타단부는 상기 제1 저장조에 연결되어 상기 제2 유출관으로 유출되는 상기 제2 MEG 혼합유체 중 일부를 상기 제1 저장조로 순환시키는 순환관을 더 포함할 수 있다.
상기 처리탱크로부터 기체를 회수하여 상기 기체주입부로 순환시키는 기체 순환관을 더 포함할 수 있다.
상기 주입관에 연결되어 상기 저용해도염의 석출반응을 촉진하는 촉매제를 주입하는 약품주입부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 유출관에 연결되어 상기 제2 MEG 혼합유체를 가열하여 수분을 증발시키는 수분 증발기와, 상기 수분 증발기를 통과하여 상기 수분이 증발된 상기 제2 MEG 혼합유체 중 적어도 일부를 유입하여 MEG를 증발시키는 MEG 증발기와, 상기 MEG 증발기를 통하여 분리된 MEG 기체를 냉각 또는 가압하여 상기 MEG를 액화하는 액화기를 더 포함하며, 상기 액화기를 통과하여 액화된 상기 MEG는 상기 제2 MEG 혼합유체에 혼합하여 저장장치로 공급될 수 있다.
본 발명에 따르면, MEG 혼합유체에 고온의 기체를 주입하여 저용해도염을 석출하고, 석출된 저용해도염을 효과적으로 제거하여 저용해도염이 장치 내부에 순환되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 저용해도염이 장치에 스케일 형태로 부착되는 것을 방지할 수 있으며, 스케일로 인한 고장, 유지보수 등의 문제를 예방할 수 있다. 또한, 장치의 운전 지속 시간을 증가시킬 수 있어 장치 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수 장치의 모습을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 MEG 회수 장치의 전처리 장치의 모습을 확대하여 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 처리탱크에서 저용해도염이 제거되는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 전처리 장치의 동작과정을 설명하기 위한 작동도이다.
도 5는 후처리 장치의 동작과정을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수 장치에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수 장치의 모습을 개략적으로 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수 장치(1)는 심해에서 천연가스의 생산 시 하이드레이트(hydrate)의 생성을 방지하기 위해 주입되는 MEG(Mono Ethylene Glycol; 모노에틸렌글리콜)를 회수하기 위한 장치로서, MEG 재생 공정 중 일부 처리 방식(slip stream concept)에 적용될 수 있다.
일부 처리 방식은 도 1에 도시된 바와 같이, 전처리 장치(100)와 수분 증발기(200) 및 후처리 장치(300)를 순차적으로 거쳐 MEG 재생 공정이 이루어진다.
저용해도염이 용해되어 있는 제1 MEG 혼합유체는 전처리 장치(100)를 거쳐 저용해도염이 제거되며, 전처리 과정을 통해 저용해도염이 제거된 제2 MEG 혼합유체는 수분 증발기(200)로 유입되어 수분이 증발된다. 수분이 증발된 제2 MEG 혼합유체는 후처리 장치(300)로 유입되어 일부는 고농도의 MEG로 재생되고, 일부는 증발, 냉각 등의 과정을 거쳐 MEG로 액화된다. 이 때, 제2 MEG 혼합유체가 증발되는 과정에서 고용해도염은 제거된다. 수분이 증발된 제2 MEG 혼합유체의 일부를 빼내어 고용해도염을 제거함으로써, 고용해도염으로 인한 스케일의 발생을 방지할 수 있다. 후처리 과정을 통해 재생된 고농도의 MEG와 고용해도염이 제거된 MEG는 혼합되어 재사용된다.
본 발명에 따른 MEG 회수 장치(1)는 제1 MEG 혼합유체에 고온의 기체를 주입하여 저용해도염을 석출하고, 석출된 저용해도염을 효과적으로 제거하여 저용해도염이 전처리 장치(100) 내부에 순환되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 저용해도염이 전처리 장치(100)에 스케일 형태로 부착되는 것을 방지할 수 있으며, 스케일로 인한 고장, 유지보수 등의 문제를 예방할 수 있다. 또한, 전처리 장치(100)의 운전 지속 시간을 증가시킬 수 있어 장치 효율이 향상될 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 MEG 회수 장치(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 MEG 회수 장치의 전처리 장치의 모습을 확대하여 도시한 블록도이고, 도 3은 도 2의 처리탱크에서 저용해도염이 제거되는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 MEG 회수 장치(1)는 처리탱크(10), 주입관(20), 기체주입부(30), 제1 유출관(40) 및 제2 유출관(50)을 포함한다.
처리탱크(10)는 내부 압력이 외부 압력보다 높게 유지되는 탱크로, 내부에 격벽(11)이 설치된다. 격벽(11)은 도 2에 도시된 바와 같이, 처리탱크(10)에 수직 방향으로 설치되어 처리탱크(10) 내부를 제1 저장조(10a)와 제2 저장조(10b)로 분할한다. 이 때, 제1 저장조(10a)와 제2 저장조(10b)는 격벽(11) 상부를 통해 서로 연통될 수 있다. 제1 저장조(10a)에는 주입관(20)과, 기체주입부(30) 및 제1 유출관(40)이 각각 연결된다.
주입관(20)은 제1 저장조(10a)에 저용해도염을 포함하는 제1 MEG 혼합유체를 주입하는 관으로, 처리탱크(10)를 관통하여 단부가 제1 저장조(10a)에 위치한다. 저용해도염은 온도가 높아짐에 따라 용해도가 감소하여 석출이 일어나는 염으로서, 예를 들어, 주기율표 2족에 속하는 Ca2+, Mg2+, Ba2+ 등이 있다. 제1 MEG 혼합유체에는 저용해도염 뿐만 아니라 고용해도염, MEG 등이 용해되어 있다. 고용해도염은 온도가 높아짐에 따라 용해도가 증가하는 염으로, 예를 들어, 주기율표 1족에 속하는 Na+, K+ 등이 있다. 주입관(20)은 처리탱크(10)에 설치된 격벽(11)의 상면과 제1 MEG 혼합유체의 수면이 동일 면상에 위치할 때까지 제1 MEG 혼합유체를 주입한다. 이 때, 제1 저장조(10a) 내부에는 레벨 컨트롤러(12)가 구비되어 격벽(11)의 상면과 제1 MEG 혼합유체의 수면을 용이하게 일치시킬 수 있다.
기체주입부(30)는 제1 저장조(10a)에 고온의 기체를 주입하며, 제1 저장조(10a)의 내부에 수용된 복수 개의 분사노즐(31)을 포함한다. 즉, 기체주입부(30)는 외부로부터 공급된 고온의 기체를 분사노즐(31)을 통해 제1 저장조(10a)에 분사시키며, 복수 개의 분사노즐(31)은 제1 저장조(10a) 내부에 분산 배치되어 전 영역에 걸쳐 균일하게 기체를 분사시킬 수 있다. 기체주입부(30)가 고온의 기체를 주입함으로써, 제1 저장조(10a)에 수용된 제1 MEG 혼합유체의 온도가 점차 증가하게 되어 저용해도염이 석출될 수 있다. 이 때, 기체주입부(30)를 통해 주입되는 고온의 기체는 불활성 기체로, 예를 들어, 헬륨, 아르곤 등일 수 있다. 기체주입부(30)를 통해 불활성 기체가 주입됨으로써, 전술한 바와 같이, 처리탱크(10)의 내부 압력이 외부 압력보다 높게 유지될 수 있다. 그러나, 기체주입부(30)에 의해 처리탱크(10)의 압력이 높게 유지되는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 압력 유지를 위한 별도의 장치가 구비될 수도 있다.
한편, 주입관(20)의 일 측에는 약품주입부(21)가 연결될 수 있다. 약품주입부(21)는 저용해도염의 석출반응을 촉진하는 탄화수소(hydrocarbon)와 같은 촉매제를 주입하는 것으로, 별도의 탱크에 저장된 촉매제를 공급받아 주입관(20)을 유동하는 제1 MEG 혼합유체에 주입한다. 촉매제가 주입된 상태로 제1 MEG 혼합유체와 고온의 기체가 접촉함으로써, 저용해도염의 석출이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 저장조(10a)에 격벽(11)의 상면과 제1 MEG 혼합유체의 수면이 동일 면상에 위치하도록 제1 MEG 혼합유체를 주입함과 동시에 고온의 기체를 주입하면, 저용해도염이 석출된다. 이 때, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 저용해도염이 석출된 제1 MEG 혼합유체를 일정 시간 체류시키면, 밀도 차에 의해 저용해도염은 제1 저장조(10a)에 침전되고, 저용해도염이 일부 제거된 제2 MEG 혼합유체는 제1 저장조(10a) 상부에 위치하게 된다. 다시 말해, 석출된 저용해도염을 포함하는 제1 MEG 혼합유체와 저용해도염이 일부 제거된 제2 MEG 혼합유체로 분리된다. 이 때, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 주입관(20)을 통해 제1 저장조(10a)에 제1 MEG 혼합유체를 주입시키면, 제2 MEG 혼합유체는 격벽(11)을 넘어 제2 저장조(10b)에 수용된다. 즉, 제1 저장조(10a)에는 석출된 저용해도염을 포함하는 제1 MEG 혼합유체가 수용되고, 제2 저장조(10b)에는 저용해도염이 일부 제거된 제2 MEG 혼합유체가 수용된다.
제1 저장조(10a)와 제2 저장조(10b)에는 각각 제1 유출관(40)과 제2 유출관(50)이 연결된다.
제1 유출관(40)은 석출된 저용해도염과 제1 MEG 혼합유체를 유출하는 관으로, 단부가 제1 저장조(10a)의 바닥 상에 위치하여 저용해도염과 제1 MEG 혼합유체를 용이하게 유출시킬 수 있다. 제1 유출관(40)에는 필터부(41)가 연결된다.
필터부(41)는 제1 유출관(40)을 유동하는 제1 MEG 혼합유체로부터 저용해도염을 제거하는 것으로, 제1 유출관(40) 상에는 복수 개의 필터부(41)가 배치될 수 있다. 이 때, 제1 유출관(40)은 분지되어 병렬로 배치되며, 필터부(41)는 병렬로 배치된 제1 유출관(40)에 각각 설치될 수 있다. 필터부(41)가 병렬로 배치된 제1 유출관(40)에 각각 설치됨으로써, 제1 유출관(40)을 유동하는 제1 MEG 혼합유체로부터 저용해도염을 신속하게 제거할 수 있으며, 필터부(41)의 유지 보수 시 교대로 사용이 가능하여 저용해도염의 제거가 지속적으로 이루어질 수 있다. 이러한 필터부(41)의 전방에는 각각 밸브가 설치되어 필터부(41)로 유입되는 제1 MEG 혼합유체의 유동을 제어할 수 있다. 필터부(41)는 예를 들어, 여과장치, 사이클론 방식의 고체 분리장치로 형성될 수 있으며, 분지된 제1 유출관(40)은 필터부(41)를 지나 하나로 합류되어 제2 유출관(50)에 연결된다.
제2 유출관(50)은 격벽(11)을 넘어 제2 저장조(10b)에 수용된 저용해도염이 적어도 일부 제거된 제2 MEG 혼합유체를 유출하는 관으로, 일단부가 제2 저장조(10b)의 바닥 상에 위치하고 타단부는 후술할 입자제거기(80)에 연결된다. 전술한 바와 같이, 제1 유출관(40)은 필터부(41)를 지나 제2 유출관(50)에 연결되므로, 필터부(41)를 통과하여 저용해도염이 제거된 제1 MEG 혼합유체와, 저용해도염이 적어도 일부 제거된 제2 MEG 혼합유체는 다시 혼합된다. 혼합된 제1 MEG 혼합유체와 제2 MEG 혼합유체는 펌프유닛(51)을 통해 입자제거기(80)로 이송된다. 이 때, 제2 유출관(50) 상에는 밸브가 설치되어 제2 MEG 혼합유체의 유동을 제어하고, 필터부(41)를 통과하며 압력이 감소된 제1 MEG 혼합유체의 압력을 제어할 수 있다. 다시 말해, 제2 유출관(50) 상에 설치된 펌프유닛(51)과 밸브에 의해 입자제거기(80)에서 요구하는 압력으로 제1 MEG 혼합유체와 제2 MEG 혼합유체를 이송할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 혼합된 제1 MEG 혼합유체와 제2 MEG 혼합유체를 제2 MEG 혼합유체로 통칭한다.
한편, 제2 유출관(50)에는 순환관(60)이 연결된다. 순환관(60)은 제2 유출관(50)으로 유출되는 제2 MEG 혼합유체 중 일부를 제1 저장조(10a)로 순환시키는 관으로, 일단부가 제2 유출관(50)에 연결되고 타단부는 제1 저장조(10a)에 연결된다. 순환관(60)은 펌프유닛(51)의 후단에서 제2 유출관(50)에 연결되어 제2 MEG 혼합유체 중 일부를 제1 저장조(10a)로 순환시킬 수 있다. 제2 혼합유체는 고온의 기체에 의해 온도가 상승된 상태이므로, 순환관(60)을 통해 일부를 제1 저장조(10a)로 순환시킴으로써, 기체주입부(30)를 통해 주입되는 기체의 양을 감소시킬 수 있다. 도면 상에는 순환관(60)의 단부가 제1 저장조(10a)에 연결된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 순환관(60)의 단부는 주입관(20)의 일 측에 연결될 수도 있다. 또한, 순환관(60)이 펌프유닛(51)의 후단에서 제2 유출관(50)에 연결되는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 순환관(60)은 펌프유닛(51)의 전단에서 제2 유출관(50)에 연결될 수도 있다.
처리탱크(10)의 일 측에는 기체 순환관(70)이 설치된다. 기체 순환관(70)은 처리탱크(10)로부터 기체를 회수하여 기체주입부(30)로 순환시키는 것으로, 단부가 처리탱크(10)의 상부에 위치할 수 있다. 기체주입부(30)를 통해 주입된 고온의 기체는 제1 MEG 혼합유체와 접촉하여 점차 온도가 감소하게 된다. 기체의 온도가 감소할 경우, 저용해도염의 석출속도가 저하되므로, 기체 순환관(70)은 온도가 감소된 기체를 회수하여 기체주입부(30)로 순환시킨다. 이 때, 기체 순환관(70) 상에는 밸브가 설치되어 기체의 유동을 제어할 수 있으며, 가열기(71) 또한 설치되어 있어 기체를 가열한 상태로 순환시킬 수 있다.
입자제거기(80)는 제2 유출관(50)에 연결되며, 제2 MEG 혼합유체로부터 저용해도염을 분리한다. 다시 말해, 입자제거기(80)는 제2 MEG 혼합유체를 저용해도염과, 저용해도염이 제거된 제2 MEG 혼합유체로 분리한다. 입자제거기(80)는 예를 들어, 여과장치, 사이클론 방식의 고체 분리 장치로 형성될 수 있다. 입자제거기(80)가 제2 MEG 혼합유체로부터 저용해도염을 분리함으로써, 제2 MEG 혼합유체에는 고용해도염과 MEG만 잔존하게 된다.
이러한 처리탱크(10), 주입관(20), 기체주입부(30), 제1 유출관(40), 제2 유출관(50), 순환관(60), 기체 순환관(70) 및 입자제거기(80)는 전처리 장치(100)를 형성한다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 MEG 회수 장치(1)의 동작에 관해 좀 더 상세히 설명한다.
도 4는 전처리 장치의 동작과정을 설명하기 위한 작동도이고, 도 5는 후처리 장치의 동작과정을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수 장치(1)는 제1 MEG 혼합유체에 고온의 기체를 주입하여 저용해도염을 석출하고, 석출된 저용해도염을 효과적으로 제거하여 저용해도염이 전처리 장치(100) 내부에 순환되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 저용해도염이 전처리 장치(100)에 스케일 형태로 부착되는 것을 방지할 수 있으며, 스케일로 인한 고장, 유지보수 등의 문제를 예방할 수 있다. 또한, 전처리 장치(100)의 운전 지속 시간을 증가시킬 수 있어 장치 효율이 향상될 수 있다.
먼저, 도 4의 (a)를 참조하여 설명하면, 저용해도염, 고용해도염 및 MEG 등이 용해되어 있는 제1 MEG 혼합유체는 주입관(20)을 통해 처리탱크(10)로 주입된다. 처리탱크(10)는 내부에 격벽(11)이 설치되어 제1 저장조(10a)와 제2 저장조(10b)로 분할되며, 제1 MEG 혼합유체는 제1 저장조(10a)로 주입된다. 제1 MEG 혼합유체는 수면이 격벽(11)의 상면과 동일 면상에 위치할 때까지 주입되며, 제1 MEG 혼합유체의 주입과 동시에 약품주입부(21)로부터 촉매제가 주입될 수 있다. 또한, 제1 저장조(10a)에는 고온의 기체가 주입된다. 기체는 기체주입부(30)를 통해 주입되며, 복수 개의 분사노즐(31)에 의해 제1 저장조(10a) 전 영역에 걸쳐 분사된다.
제1 MEG 혼합유체에 고온의 기체가 분사됨으로써, 제1 MEG 혼합유체의 온도가 점차 증가하게 되어 저용해도염이 석출된다. 저용해도염이 석출된 제1 MEG 혼합유체를 일정 시간 체류시킬 경우, 밀도 차에 의해 저용해도염이 포함된 제1 MEG 혼합유체와 저용해도염이 일부 제거된 제2 MEG 혼합유체로 분리된다.
이 때, 제1 유출관(40), 제2 유출관(50), 기체 순환관(70) 상에 설치된 밸브는 각각 폐쇄된 상태로 유지된다.
이어서, 도 4의 (b)를 참조하면, 제1 MEG 혼합유체와 제2 MEG 혼합유체로 분리된 상태에서 주입관(20)을 통해 제1 MEG 혼합유체를 주입시킨다.
제1 MEG 혼합유체가 주입됨에 따라 제1 저장조(10a) 상부에 위치한 제2 MEG 혼합유체는 격벽(11)을 넘어 제2 저장조(10b)에 수용된다. 이 때, 제1 MEG 혼합유체의 주입과 동시에 고온의 기체도 주입되므로, 제1 저장조(10a) 내부에는 연속적으로 저용해도염의 석출이 이루어질 수 있다. 제2 저장조(10b)에 제2 MEG 혼합유체가 수용되면, 제1 유출관(40), 제2 유출관(50), 기체 순환관(70) 상에 설치된 밸브를 각각 개방한다.
저용해도염을 포함하는 제1 혼합유체는 제1 유출관(40)을 통해 유출되어 필터부(41)로 유입되며, 필터부(41)를 통과하여 저용해도염이 제거된다. 저용해도염이 제거된 제1 MEG 혼합유체는 제2 유출관(50)에 합류된다. 저용해도염이 일부 제거된 제2 혼합유체는 제2 유출관(50)을 통해 유출되며, 제1 MEG 혼합유체와 혼합되어 펌프유닛(51)에 의해 입자제거기(80)로 이송된다. 이 때, 입자제거기(80)로 이송되는 제2 혼합유체 중 일부는 순환관(60)을 통해 제1 저장조(10a)로 순환되며, 온도가 감소된 기체는 가열기(71)에 의해 가열되어 기체 순환관(70)을 통해 기체주입부(30)로 순환된다.
제2 MEG 혼합유체는 입자제거기(80)에 공급되어 저용해도염이 제거되고, 저용해도염이 제거된 제2 MEG 혼합유체는 다음 공정으로 이동한다.
이어서, 도 5를 참조하면, 전처리 장치(100)를 통해 저용해도염이 제거된 제2 MEG 혼합유체는 수분 증발기(200)로 공급된다.
수분 증발기(200)는 제2 유출관(50)에 연결되되 입자제거기(80)의 후단에 설치되며, 저용해도염이 제거된 제2 MEG 혼합유체를 가열하여 수분을 증발시킨다. 수분 증발기(200)는 증류탑으로 형성되어 분별증류 방식으로 수분을 증발시킬 수 있다. 제2 MEG 혼합유체에 포함된 수분의 끓는점은 대기압에서 100℃이고, MEG의 끓는점은 198℃ 정도이며, 고용해도염의 끓는 점은 MEG보다 훨씬 높다. 예를 들어, Na+의 끓는점은 883℃ 정도이고, K+의 끓는점은 757℃ 정도이다. 따라서, 수분 증발기(200)는 100℃로 제2 MEG 혼합유체를 가열하여 끓는점이 가장 낮은 수분을 증발시킬 수 있다. 이 때, 수분 증발기(200)는 다단 증류를 통해 반복적으로 수분을 증발시킬 수 있다. 수분 증발기(200)에서 수분이 증발된 제2 MEG 혼합유체 중 일부는 저장장치(400)로 유입되고, 일부는 후처리 장치(300)로 유입된다. 이 때, 저장장치(400)로 유입되는 제2 MEG 혼합유체는 고농도의 MEG와 고용해도염을 포함한다.
후처리 장치(300)는 MEG 증발기(310)와 액화기(320) 및 가압펌프(330)를 포함한다.
MEG 증발기(310)는 수분 증발기(200)를 통과하여 수분이 증발된 제2 MEG 혼합유체 중 적어도 일부를 유입한 후, 압력을 낮추어 제2 MEG 혼합유체에서 MEG를 증발시킨다. MEG의 끓는점은 1bar 상태에서 198℃이지만, 0.1bar 상태에서는 100℃로 저하된다. 따라서, MEG 증발기(310)는 100℃의 온도를 유지하되 진공 상태가 되도록 압력을 감소시킨다. MEG 증발기(310) 내부의 압력이 진공 상태가 되면, 제2 MEG 혼합유체에 포함된 MEG는 증발되어 기체 상태가 된다. 이 때, 고용해도염은 슬러지(sludge) 상태로 존재하며, 별도의 분리기(311)를 거쳐 제거될 수 있다. 기체 상태가 된 MEG는 액화기(320)로 공급된다.
액화기(320)는 MEG 증발기(310)를 통하여 분리된 MEG 기체를 냉각 또는 가압하여 액화한다. 액화기(320)를 통과하여 액화된 MEG는 가압펌프(330)에 의해 제2 MEG 혼합유체에 혼합되어 저장장치(400)로 공급된다.
즉, 수분 증발기(200)로부터 저장장치(400)로 바로 유입된 제2 MEG 혼합유체는 MEG와 고용해도염을 포함하고, 후처리 장치(300)를 거쳐 액화된 MEG는 고용해도염을 포함하지 않는다. 이러한 제2 MEG 혼합유체와 MEG를 혼합하여 저장장치(400)로 공급함으로써, 제2 MEG 혼합유체에 포함된 고용해도염의 농도를 감소시킬 수 있으며, 이로 인해, 고용해도염으로 인한 스케일의 발생을 방지할 수 있다. 이 때, 후처리 장치(300)를 거치는 제2 MEG 혼합유체의 양을 증가시킬수록 고용해도염의 농도를 감소시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: MEG 회수 장치 10: 처리탱크
10a: 제1 저장조 10b: 제2 저장조
11: 격벽 12: 레벨 컨트롤러
20: 주입관 21: 약품주입부
30: 기체주입부 31: 분사노즐
40: 제1 유출관 41: 필터부
50: 제2 유출관 51: 펌프유닛
60: 순환관 70: 기체 순환관
71: 가열기 80: 입자제거기
100: 전처리 장치 200: 수분 증발기
300: 후처리 장치 310: MEG 증발기
311: 분리기 320: 액화기
330: 가압펌프 400: 저장장치

Claims (7)

  1. 내부에 격벽이 설치되어 제1 저장조와 제2 저장조로 분할되며, 상기 격벽 상부로 상기 제1 저장조와 상기 제2 저장조가 서로 연통된 처리탱크;
    상기 제1 저장조에 연결되며, 상기 제1 저장조에 저용해도염을 포함하는 제1 MEG 혼합유체를 주입하는 주입관;
    상기 제1 저장조에 연결되며, 상기 제1 저장조에 고온의 기체를 주입하여 상기 제1 MEG 혼합유체로부터 상기 저용해도염을 석출시키는 기체주입부;
    상기 제1 저장조에 연결되며, 석출된 상기 저용해도염과 상기 제1 MEG 혼합유체를 유출하는 제1 유출관; 및
    상기 제2 저장조에 연결되며, 상기 격벽을 넘어 상기 제2 저장조에 수용된 상기 저용해도염이 적어도 일부 제거된 제2 MEG 혼합유체를 유출하는 제2 유출관을 포함하는 MEG 회수 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 기체주입부는 상기 제1 저장조의 내부에 수용된 복수 개의 분사노즐을 포함하는 MEG 회수 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 유출관에 연결되어 상기 저용해도염을 제거하는 필터부를 더 포함하고,
    상기 제1 유출관은 상기 필터부를 지나 상기 제2 유출관에 연결되는 MEG 회수 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 일단부가 상기 제2 유출관에 연결되고 타단부는 상기 제1 저장조에 연결되어 상기 제2 유출관으로 유출되는 상기 제2 MEG 혼합유체 중 일부를 상기 제1 저장조로 순환시키는 순환관을 더 포함하는 MEG 회수 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 처리탱크로부터 기체를 회수하여 상기 기체주입부로 순환시키는 기체 순환관을 더 포함하는 MEG 회수 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 주입관에 연결되어 상기 저용해도염의 석출반응을 촉진하는 촉매제를 주입하는 약품주입부를 더 포함하는 MEG 회수 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제2 유출관에 연결되어 상기 제2 MEG 혼합유체를 가열하여 수분을 증발시키는 수분 증발기와,
    상기 수분 증발기를 통과하여 상기 수분이 증발된 상기 제2 MEG 혼합유체 중 적어도 일부를 유입하여 MEG를 증발시키는 MEG 증발기와,
    상기 MEG 증발기를 통하여 분리된 MEG 기체를 냉각 또는 가압하여 상기 MEG를 액화하는 액화기를 더 포함하며,
    상기 액화기를 통과하여 액화된 상기 MEG는 상기 제2 MEG 혼합유체에 혼합하여 저장장치로 공급되는 MEG 회수 장치.
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