KR101921674B1 - Gas dehydration process using pervaporation separation membrane for reducing btex emission - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액상 건조제 중에서 특히 글리콜계 화합물을 이용한 가스 내 수분 제거 공정에 포함되어 있는 재생방법을 개선하여 저온에서 액상 건조제의 재생 순도를 99.99wt% 높임으로써 에너지 효율성을 높이고, 저온 재생으로 액상 건조제의 손실을 최소화하고, 열분해 산물인 유기산 형성을 예방하기 위한 것으로, 물이 포함된 습 액상 건조제에서 상기 물과 1차 재생 액상 건조제를 분리하는 투과 증발 장치(200); 및 상기 1차 재생 액상 건조제로부터 스트리핑 가스(stripping gas)를 이용하여 수분을 탈거(stripping)시켜 2차 재생 액상 건조제를 배출하는 스트리핑 컬럼(stripping column)(300);을 포함하고, 상기 투과 증발 장치(200)를 통해 수분 및 BTEX와, 1차 재생 액상 건조제를 투과 증발 분리막(210)을 통해 분리하고, 이러한 투과 증발 분리막을 통과한 물 및 BTEX를 BTEX 분리막(230)을 통해 분리하는 BTEX 분리 장치(220)를 더 포함하며, 액상 건조제 저온 혼성 재생장치는 물 및 BTEX를 분리하여, BTEX를 분리함으로써 오염물질의 배출을 줄일 수 있고, 기존 공비 증류 공정 또는 리보일러 재생 공정과 비교하여 단순하고, 수분 제거 장치와 액상 건조제의 재생 설비를 통합적으로 구성할 수 있으며, 액상 건조제의 열분해를 방지하여 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention improves the regeneration method included in the gas-phase moisture removal step using a glycol compound in the liquid-phase drying agent, thereby increasing the purity of regeneration of the liquid-phase drying agent at low temperature by 99.99 wt% A permeation evaporator 200 for separating the water and the first regenerated liquid desiccant from a wet liquid desiccant containing water to minimize loss and prevent the formation of organic acid which is a thermal decomposition product; And a stripping column (300) stripping moisture from the primary regenerated liquid desiccant using stripping gas to discharge a secondary regenerated liquid desiccant, wherein the stripping column The BTEX separator 230 separates water and BTEX and the first regenerated liquid desiccant through the pervaporation separator 210 and separates the BTEX and the BTEX through the BTEX separator 230 (220). The liquid desiccant low temperature hybrid regenerator can reduce the discharge of pollutants by separating water and BTEX and separating BTEX, and is simple compared with existing azeotropic distillation process or reboiler regeneration process, It is possible to integrally constitute the regeneration facility of the water removing apparatus and the liquid desiccant, and it is possible to prevent the thermal decomposition of the liquid desiccant and to reduce the loss.
Description
본 발명은 가스 내 수분 제거 공정(gas dehydration process) 중 액상 건조제, 일반적으로 글리콜(glycol) 계열의 혼성 재생 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 가스 내 수분을 흡수한 액상 건조제를 혼성 재생법인 투과 증발법(pervapration method)과 스트리핑 방법(stripping method)을 이용하여 액상 건조제로부터 물 및 BTEX(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌)를 효과적으로 분리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 액상 건조제의 재생 순도를 약 99.99 wt% 이상으로 높일 수 있는 고효율의 친환경 재생 장치 및 방법에 관한 발명이다.The present invention relates to a liquid regeneration apparatus, a glycol regeneration regeneration apparatus and a regeneration regime, more particularly, to a liquid regeneration regenerator and a regeneration regeneration regime, The present invention relates to an apparatus and a method for effectively separating water and BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) from a liquid desiccant using a pervaporation method and a stripping method, Can be increased to about 99.99 wt% or more.
BTEX로 이루어지고 있고 관리소홀로 지하수 혹은 토양에 누출되거나 유류저장고, 석유관로의 유출과, 차량에서의 배출뿐만 아니라 산업체에서도 많이 발생하는 휘발성 유기화합물(VOCs)의 대표적인 물질이기도 하다. 배출된 BTEX는 주위의 생태환경을 파괴하고 직접 혹은 간접적으로 호흡기를 통해 인체에 장기간 흡수되어 백혈병, 임파암, 혈액암, 병변, 세포종양 등을 유발할 가능성을 가지고 있다.BTEX, and is a representative material of volatile organic compounds (VOCs), which is generated not only by leaks in groundwater or soil alone, but also by oil storages, outflow of oil pipelines, and vehicle emissions. Exhausted BTEX destroys the surrounding ecological environment and is directly or indirectly absorbed by the human body through the respiratory system for a long period of time and has the potential to cause leukemia, lymphoma, blood cancer, lesion, and cell tumor.
BTEX로 인한 토양 및 지하수 오염은 유류 비축 기지, 정유 공장 내의 원유 저장 시설과 제품 저장 시설, 전국에 산재하는 제품 저장 시설인 저유소, 주유소, 송유관 시설 등의 유류 저장 시설에서 저장 탱크의 부식과 외부 부하, 틈새 발생, 탱크 설치 및 건설에 있어서의 실수 등의 원인에 의하여 유류가 누출되는 경우에 발생하게 되는데, 유류 중 BTEX 농도가 높은 휘발유 유출이 주원인이다. BTEX는 평균적으로 약 60%가 휘발되어 토양 공기 중 에 함유되고 약 10%는 토양 입자에 혼수되며 나머지 30%는 지하수에 용해되어 분포된다 예로서 톨루엔은 전체 중 75%가 휘발되어 토양 공기 중에 함유되어 있으며 그 중 5%는 토양 입자에 흡수되고 20%는 지하수에 용해되어 분포된다.Soil and groundwater pollution caused by BTEX is caused by corrosion of storage tanks and external loads such as oil storage facilities and product storage facilities in petroleum stockpiling bases and oil refineries, and oil storage facilities such as petroleum refineries, petrol stations, , The generation of crevices, the tank installation, and the mistakes in the construction. The main reason is oil spill with high concentration of BTEX in the oil. On average, about 60% of BTEX is volatilized and contained in soil air, about 10% is com- pounded in soil particles, and the remaining 30% is dissolved and distributed in ground water. For example, toluene is volatilized in 75% Of which 5% is absorbed in soil particles and 20% is dissolved in groundwater.
또한, 배로 운송되는 천연가스는 운송과 저장을 용이하게 하기 위하여 천연가스 중의 불순물들을 제거하고 냉각하여 -162 ℃의 액화천연가스(LNG)로 전환된다. 이 과정에서 천연가스 내에 포함되어 있는 수분은 얼음으로 변화하여 파이프 또는 밸브 등의 막힘을 초래할 수 있으므로 천연가스가 냉각되기 전에 제거하여야 한다. 또한, 천연가스를 액화하지 않고 가스 상태로 배관을 통해 수송하는 경우에도 천연가스 내의 수분은 이산화탄소 또는 각종 탄화수소류와의 결합을 통해 가스 하이드레이트(gas hydrate)를 형성하여 관을 막을 수 있다. In addition, natural gas transported by ship is converted to liquefied natural gas (LNG) at -162 ° C by removing impurities from natural gas and cooling it to facilitate transport and storage. In this process, the water contained in the natural gas may change into ice, which may lead to clogging of pipes or valves. Therefore, the natural gas should be removed before it is cooled. Further, even when natural gas is transported through piping in a gaseous state without liquefaction, moisture in the natural gas forms a gas hydrate through the bonding with carbon dioxide or various hydrocarbons, thereby blocking the pipe.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 반드시 천연가스 내의 수분의 농도를 허용 농도 이하로 제거되어야 하는데, 천연가스의 경우, 파이프 라인 이송을 위한 가스 내 수분 허용농도(pipeline gas quality)는 약 2 ~ 7 1b H2O/MMSCF (42 ~ 147 ppmw H2O) 정도이다. 또한 바이오 가스 또는 매립지 가스의 경우, 포함된 수분을 제거함으로써 가스의 발열량을 높일 수 있어, 가스 내 수분 제거 공정(gas dehydration process)의 중요성이 높아지고 있다.In order to solve these problems, the concentration of water in the natural gas must be lower than the allowable concentration. In the case of natural gas, the pipeline gas quality for the pipeline transportation is about 2 to 7 1 b H 2 O / MMSCF (42 ~ 147 ppmw H 2 O). In addition, in the case of biogas or landfill gas, the amount of generated gas can be increased by removing the contained moisture, and the importance of the gas dehydration process is increasing.
일반적으로 대표적인 가스 내에 포함된 수분을 제거하는 방법으로는 흡습성이 있는 액체물질을 이용하거나, 탈수성이 있는 고체 물질을 사용하여 수증기를 흡착하는 방법과 압축 또는 냉각으로 수증기를 응축시키는 방법이 있다. 이 중 가장 널리 사용되는 가스 내 수분 제거 방법은 글리콜계의 흡습성이 있는 액상 건조제를 이용하여 가스 속에 포함되어 있는 수분을 흡수하는 방법이다.Generally, as a method for removing moisture contained in a representative gas, there is a method of using a hygroscopic liquid material, a method of adsorbing vapor using a dewatering solid material, and a method of condensing water vapor by compression or cooling. The most widely used method for removing water in the gas is a method of absorbing moisture contained in the gas by using a glycol-based hygroscopic liquid desiccant.
이러한 액상 건조제를 사용하여 가스 내의 수분을 제거하는 방법에서, 수분이 흡수된 액상 건조제(이하, '습 액상 건조제'라 한다.)를 재생하여 다시 사용하기 위해서는 상기 액상 건조제에서 수분을 제거하여 재생하여야 하는데, 도 1에 제시된 것처럼, 리보일러(reboiler)(350)를 이용하여 상압 고온 상태에서 재생하게 된다(미국 특허공보 제3,105,748호).In the method of removing moisture in the gas by using such a liquid desiccant, in order to regenerate the liquid desiccant (hereinafter, referred to as "wet-liquid desiccant") in which moisture has been absorbed, , And is regenerated at a high-pressure and high-temperature state using a
이렇게 리보일러(350)를 사용하여 액상 건조제를 재생하는 방법은, 상기 리보일러(350)에서 액상 건조제 재생온도가 열분해 온도와 같거나 높을 때에 열분해 산물인 유기산이 형성되어 장치의 부식을 야기하기 때문에 높은 순도의 액상 건조제를 얻기 힘들다. 또한, 상기 리보일러(350)를 통한 액상 건조제 재생시 액상 건조제의 손실이 발생하여 주기적으로 보충을 해주어야 하며, 액상 건조제의 운전 과정 중에서 지속적인 액상 건조제의 산도 측정이 필요하고, 또한, 글리콜 순도를 높이기 위하여 BTEX(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌)와 같은 방향족 탄화수소를 첨가제로 사용하는 경우에, 발암물질로 분류되는 BTEX의 배출로 인한 환경오염을 방지하기 위한, 배출 규제에 대응하기 위한 정화 설비 등이 추가로 필요하다.The method of regenerating the liquid desiccant using the
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위하여 고온으로 가열하는 리보일러 없이, BTEX를 분리할 수 있는, 저온에서 99.99 wt% 이상의 고순도의 글리콜을 재생할 수 있으면 BTEX를 분리할 수 있는 방법과 장치의 개발이 필요하다.Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, it is necessary to develop a method and apparatus capable of separating BTEX without a reboiler heated at a high temperature, and capable of regenerating glycol having a purity of 99.99 wt% or more at a low temperature .
본 발명은, 앞서 배경기술에서 언급하였던 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 액상 건조제 중에서 특히 글리콜계 화합물을 이용한 가스 내 수분 제거 공정에 포함되어 있는 재생방법을 개선하여 액상 건조제의 재생 순도를 99.99 wt% 이상으로 높임으로써 에너지 효율성을 높이고, 저온 재생으로 액상 건조제의 손실을 최소화하고, 열분해 산물인 유기산 형성을 예방하고, BTEX를 분리하는 것을 목적으로 한다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art mentioned in the Background of the Invention, and it is an object of the present invention to improve the regeneration method included in the gas water removal process using a glycol compound, wt% or more, thereby improving the energy efficiency, minimizing the loss of the liquid desiccant by low-temperature regeneration, preventing formation of organic acid as a pyrolysis product, and separating BTEX.
또한 본 발명의 다른 목적은, 가스에 포함된 수분을 제거하기 위한 액상 건조제(liquid desiccant)를 110 ℃ 이하의 저온에서 고순도로 재생하고, BTEX를 분리하는 것을 포함하며, 기존 공비 증류 공정에 비교하여 단순하고, 수분 제거 장치와 액상 건조제의 재생 설비를 통합적으로 구성하는 모듈화와 육상 플랜트뿐만 아니라 해양 플랜트 적용하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a process for recovering a liquid desiccant for removing water contained in a gas by regenerating a liquid desiccant at a low temperature of 110 DEG C or less at a high purity and separating BTEX, It is a simple, modularization that integrates the regeneration facilities of the water removal device and the liquid desiccant, as well as the offshore plant as well as the offshore plant application.
상술한 바와 같이 종래의 기술의 문제점을 해결하고, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 가스 내 수분 제거 장치에 사용되는 액상 건조제(liquid desiccant)의 혼성 재생 장치는, 물 및 BTEX가 포함된 습 액상 건조제에서 상기 물 및 BTEX와 1 차 재생 액상 건조제를 분리하는 투과 증발 장치(200); 및 상기 1차 재생 액상 건조제로부터 스트리핑 가스(stripping gas)를 이용하여 수분을 탈거(stripping)시켜 2차 재생 액상 건조제를 배출하는 스트리핑 컬럼(stripping column)(300);을 포함하며, 상기 액상 건조제는 글리콜계 화합물인 것을 특징으로 한다.As described above, in order to solve the problems of the conventional art and to achieve the object of the present invention, a mixed liquid desiccant regeneration apparatus for use in a gas-containing water desorber comprises a water-
본 발명의 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 장치는, 수분이 포함된 가스를 상기 액상 건조제와 향류(counter current flow) 접촉시켜 가스 내 수분을 상기 액상 건조제로 흡수시키는 흡수탑(100)과, 상기 습 액상 건조제를 감압시켜 상기 흡수탑(100)에서 물리적으로 흡수된 플래쉬 가스를 분리하는 플래쉬 드럼(Flash drum)(110)을 더 포함할 수 있다.The apparatus for regenerating a liquid desiccant for removing moisture in a gas according to the present invention comprises an absorption tower (100) for absorbing moisture in a gas by the liquid desiccant by bringing a gas containing moisture into contact with the liquid desiccant in counter current flow And a
또한, 상기 습 액상 건조제가 투과 증발 장치(200)에 투입되기 전에, 스트리핑 컬럼(300)을 거쳐 배출되는 2차 재생 액상건조제 흐름에 의해 예열될 수 있도록 열교환기(150)를 더 포함할 수 있고, 상기 습 액상 건조제 흐름에 포함된 고체 불순물 입자 제거를 위해, 상기 투과 증발 장치(200)의 전단계에 설치되는 필터(170)를 추가로 더 포함할 수 있으며, 상기 스트리핑 컬럼(300)을 거쳐 배출되는 상기 2차 재생 액상 건조제를 저장하고 상기 흡수탑(100)으로 되돌아가는 상기 2차 재생 액상 건조제의 유량을 일정하게 유지하는 서지드럼(Surge drum)(400)를 더 포함할 수 있다.It is further contemplated that the wet liquor desiccant may further include a
또한, 상기 습 액상 건조제가 투과 증발 장치(200)에 투입된 후에, 투과 증발 분리막(210)을 통해 물 및 BTEX와, 1차 재생 액상 건조제를 분리하고, BTEX 분리 장치(220)의 BTEX 분리막(230)을 통해 물 및 BTEX를 분리하는 것을 더 포함할 수 있다.After the wet desiccant is introduced into the
본 발명에서 사용되는 상기 투과 증발 장치(200)에서 투과 증발 분리막(210)은 고분자 재질의 중공사막(hollow fiber) 또는 나권형(spiral wound)의 모듈이 바람직하고, 이때 사용될 수 있는 분리막의 고분자 재질은, 폴리아크릴산(Polyacrylic acid, PAA), 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile, PAN), 나일론-6(Nylon 6), 알긴산나트륨(Sodium alginate), 키토산(Chitosan), 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine, PEI), 셀룰로스 설페이트(Cellulose sulfate, CS) 및 내피온(Nafion)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상일 수 있으며, 상기 고분자 물질은 가교제를 통해 가교된 고분자(Cross-linked polymer) 형태로 분리막 표면이 개질되는 것도 가능하다.In the
본 발명에서 사용되는 액상 건조제인 글리콜계 화합물은, 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol: EG), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol: DEG), 트리에틸렌 글리콜(Triethylene glycol: TEG) 및 테트라에틸렌 글리콜(Tetraethylene glycol: TTEG)로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 트리에틸렌 글리콜(Triethylene glycol: TEG)이 사용되는 것이 바람직하다.The glycol based compound which is a liquid desiccant used in the present invention is preferably selected from the group consisting of ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), triethylene glycol (TEG) and tetraethylene glycol ), More preferably at least one selected from the group consisting of triethylene glycol (TEG) is preferably used.
본 발명에서 사용되는 투과 증발 투과 증발 분리막(210)은 진공 펌프를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시 형태로는 가스 내 수분제거용 액상 건조제(liquid desiccant)의 혼성 재생 방법을 들 수 있으며, 수분이 함유된 가스를 액상 건조제와 향류(counter current flow) 접촉시켜 상기 수분이 흡착된 습 액상 건조제를 배출하는 흡수단계(S10); 상기 습 액상 건조제가 투과 증발 분리기(200)를 통해 물과 1차 재생 액상 건조제를 분리하는 투과 증발 단계(S50); 상기 투과 증발 분리기(200)에서 분리된 1차 재생 액상 건조제를 스트리핑 컬럼(300)에 도입하여, 수분탈거(stripping)를 수행하는 스트리핑 단계(S60); 및 상기 스트리핑 컬럼(300)에서 분리된 2차 재생 액상 건조제를 상기 흡수계(S10)로 순환시키는 순환 단계(S70);를 포함한다.Another embodiment of the present invention is a mixed regeneration method of a liquid desiccant for removing moisture in a gas, wherein the water containing gas is adsorbed in a counter current flow contact with a liquid desiccant, An absorption step (S10) of discharging the wet liquid-like desiccant; A pervaporation step (S50) of separating water and the first regenerated liquid desiccant through the pervaporation separator (200); A stripping step (S60) of introducing the primary regenerated liquid desiccant separated in the pervaporation separator (200) into the stripping column (300) to perform water stripping; And a circulation step (S70) of circulating the secondary regenerated liquid desiccant separated in the stripping column (300) to the absorption system (S10).
상기 액상 건조제로는 글리콜계 화합물이 사용될 수 있으며, 에틸렌 글리콜(EG), 디에틸렌 글리콜(DEG), 트리에틸렌 글리콜(TEG) 및 테트라에틸렌 글리콜(TTEG)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 트리에틸렌 글리콜(TEG)이 사용될 수 있다.As the liquid phase drying agent, a glycol compound may be used, and at least one selected from the group consisting of ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), triethylene glycol (TEG) and tetraethylene glycol (TTEG) And more preferably, triethylene glycol (TEG) can be used.
또한, 본 발명의 가스 내 수분제거용 액상 건조제(liquid desiccant)의 혼성 재생 방법에는, 흡수단계(S10)에서 배출된 습 액상 건조제를 감압시켜, 흡수탑(100)에서 물리적으로 흡수된 플래쉬 가스를 분리하는 감압 단계(S20); 상기 흡수단계(S10)에서 배출된 습 액상 건조제를, 상기 스트리핑 단계(S60)를 거쳐 배출되는 상기 2차 재생 액상 건조제를 사용하여 예열하는 열교환 단계(S30); 및 흡수단계(S10)에서 배출된 습 액상 건조제에 포함된 고체 불순물 입자를 제거하기 위해, 투과 증발 단계(S50) 전에 필터(Filter)단계(S40)가 더 포함될 수 있다.In the mixed regeneration method of the liquid desiccant for removing moisture in the gas of the present invention, the wet desiccant discharged in the absorption step (S10) is depressurized, and the flash gas physically absorbed in the absorption tower (100) A decompression step (S20) for separating; A heat exchange step (S30) of preheating the wet liquid desiccant discharged in the absorption step (S10) by using the secondary regenerated liquid desiccant discharged through the stripping step (S60); And a filter step S40 may be further included before the pervaporation step S50 to remove the solid impurity particles contained in the wet liquid desiccant discharged in the absorption step S10.
또한, 상기 투과 증발 단계(S50)는, 투과 증발 장치(200)에서의 투과 증발 분리막(210)을 통해 물 및 BTEX와, 1차 재생 액산 건조제를 분리한 다음에, 상기 물 및 BTEX를 분리하는 BTEX 분리 장치(220) 내 BTEX 분리막(230)을 통해 물 및 BTEX를 분리하는 단계(S51)를 더 포함될 수 있다.In addition, the pervaporation step (S50) may be performed by separating water, BTEX and a primary regenerated liquid desiccant through a pervaporation separation membrane (210) in a pervaporation apparatus (200), separating the water and BTEX And separating water and BTEX through the BTEX
투과 증발 단계(S50)와 스트리핑 단계(S60)는, 종래의 기술에 비해 낮은 온도 범위인 60 ~ 110 ℃에서 수행되는 것이 바람직하며, 상기 스트리핑 단계(S60)에서 사용되는 스트리핑 가스는, 흡수단계(S10)를 통해 수분이 제거된 가스를 사용하는 것도 가능하다.It is preferable that the pervaporation step (S50) and the stripping step (S60) are performed at a temperature range from 60 to 110 deg. C which is lower than the conventional technique, and the stripping gas used in the stripping step (S60) It is also possible to use a gas from which moisture has been removed through the step S10.
본 발명에서 사용되는 투과 증발 투과 증발 분리막(210)은 진공 펌프를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 가스 내 수분 제거(gas dehydration)용 액상 건조제의 저온 혼성 재생 장치로 액상 건조제인 글리콜을 99.99wt% 이상의 순도로 재생할 수 있다. 그리고 액상 건조제 저온 혼성 재생장치는 저온(60 ~ 110 ℃)에서 운전되므로 기존의 리보일러를 사용하는 장치에 비해 에너지 효율성을 높일 수 있다. 또한, 액상 건조제 저온 혼성 재생장치는 물 및 BTEX를 분리하여, BTEX를 분리함으로써 오염물질의 배출을 줄일 수 있다. The present invention can regenerate glycol as a liquid desiccant at a purity of 99.99 wt% or more with a low-temperature hybrid regenerator of a liquid desiccant for gas dehydration. And since the liquid desiccant low temperature hybrid regenerator operates at low temperature (60 ~ 110 ℃), energy efficiency can be improved compared to the existing reboiler. In addition, the liquid desiccant low temperature hybrid regenerator can reduce the emission of pollutants by separating water and BTEX and separating BTEX.
또한, 이 과정은 투과 증발 장치를 통하여 저온(60 ~ 110 ℃)에서 재생방법이 진행되기 때문에 액상 건조제의 열분해를 방지하여 손실을 줄일 수 있다.In addition, since the regeneration process is performed at a low temperature (60 to 110 ° C) through the pervaporation device, the process can prevent the pyrolysis of the liquid desiccant and reduce the loss.
도 1은 종래의 기술인 리보일러를 사용한 수분 제거 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생방법의 순서도를 나타낸 것이다.Fig. 1 schematically shows a conventional water purifier using a reboiler.
Fig. 2 schematically shows a mixed regeneration apparatus for a liquid desiccant for removing moisture in a gas according to the present invention.
Fig. 3 shows a flow chart of the hybrid regeneration method of the liquid desiccant for removing moisture in the gas of the present invention.
이하에서는 본 발명의 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 장치와 이를 사용한 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 방법에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, a hybrid regeneration apparatus for a liquid desiccant for removing moisture in a gas and a method for regenerating a liquid desiccant for removing water in a gas using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to the description, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and should be construed in accordance with the technical concept of the present invention.
앞서 살펴본 종래의 기술에서는 액상 건조제를 재생할 때 리보일러(350)를 사용하여왔지만, 본 발명에서는 투과 증발 장치(200)를 통하여 최대 110 ℃이하의 저온에서 액상 건조제를 물과 분리하는 재생하는 단계를 거친다.Although the
먼저 수분이 함유된 천연가스를 흡수탑에 도입하여, 액상 건조제와 향류로 접촉시킴으로써, 천연가스 내의 수분을 제거한다. 이렇게 천연 가스와 같은 가스 내의 수분을 흡수한 액상 건조제, 좀 더 구체적으로 2 ~ 5 wt%의 물을 포함하는 글리콜계 화합물(습 액상 건조제, 이때 순도는 98 ~ 95 wt%의 범위이다)을 먼저 투과 증발 장치에 도입하여 물을 분리함으로써 98.7 wt% 이상의 농도로 액상 건조제의 순도를 높인다.First, the natural gas containing moisture is introduced into the absorption tower and brought into contact with the liquid desiccant in countercurrent to remove moisture in the natural gas. More specifically, a glycol-based compound (wet liquid desiccant having a purity of 98 to 95 wt%) containing 2 to 5 wt% of water is firstly introduced into the gas- The purity of the liquid desiccant is increased to a concentration of 98.7 wt% or more by introducing it into the pervaporation apparatus and separating the water.
이렇게 투과 증발 장치를 통해 1차 재생된 액상 건조제 흐름을 스트리핑 컬럼(300)에 도입하여 2차로 추가적인 재생 단계를 거치도록 함으로써, 글리콜계 화합물과 같은 액상 건조제의 순도를 99.99 wt% 이상의 범위로 높일 수 있는 혼성 재생 장치와 방법을 제시한다. 이때 상기 스트리핑 컬럼(300)에 사용되는 스트리핑 가스는, 상기 흡수탑에서 건조된 가스의 일부를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 추가적으로 상기 투과 증발 장치(200)에서 투과 증발 분리막(210)을 통해 물 및 BTEX와, 1차 재생 액상 건조제를 분리하고, 이러한 투과 증발 분리막을 통과한 물 및 BTEX를 BTEX 분리막(230)을 통해 분리하는 BTEX 분리 장치(220)를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 투과 증발 분리막(210)은, 물 및 BTEX와, 1차 재생 액상 건조제의 분리 효율을 더 높이기 위해, 진공 펌프를 더 포함할 수도 있다. 도 2에는 본 발명의 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 장치를 도식적으로 나타낸 그림이 제시되어 있다. 상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 장치는, 흡수탑(100), 플래쉬 드럼(Flash drum)(110), 열교환기(150), 필터(170), 투과 증발 장치(200), 투과 증발 분리막(210), BTEX 분리 장치(220), BTEX 분리막(230), 스트리핑 컬럼(stripping column)(300), 서지드럼(Surge drum)(400)을 포함한다.The purity of the liquid desiccant such as the glycol compound can be increased to the range of 99.99 wt% or more by introducing the first regenerated liquid desiccant stream through the pervaporation device into the
이러한 본 발명의 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 장치를 통해 수분이 제거될 수 있는 가스로는 고압의 천연가스, 매립지 가스, 바이오가스 등을 들 수 있다.Examples of the gas from which water can be removed through the hybrid regenerator of the liquid desiccant for removing moisture in the gas of the present invention include high-pressure natural gas, landfill gas, and biogas.
또한, 도 3에는 본 발명의 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 방법이 순서도의 형식으로 제시되어 있다.3 shows a mixed regeneration method of the liquid desiccant for removing moisture in the gas of the present invention in the form of a flowchart.
상기 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하면, 먼저 흡수단계(S10)에서는 흡수탑(100)을 통해 수분이 포함된 가스와 액상 건조제(liquid dessicant)가 향류(counter current flow) 접촉되어, 상기 가스 내에 포함된 수분이 상기 액상 건조제로 이동하여 흡수된다.2 and 3, in the absorption step (S10), a gas containing water and a liquid dessicant flow counter current through the
이때 상기 액상 건조제로는 글리콜계 화합물이 사용될 수 있는데, 상기 글리콜계 화합물은 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol: EG), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol: DEG), 트리에틸렌 글리콜(Triethylene glycol: TEG) 및 테트라에틸렌 글리콜(Tetraethylene glycol: TTEG)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택되는 것이 바람직하다. 특히, 트리에틸렌 글리콜은 에틸렌 글리콜이나 디에틸렌 글리콜에 비해 증기압이 낮아 손실이 적고, 테트라에틸렌 글리콜에 비해 가격이 저렴하므로, 본 발명의 실시 예에서는 트리에틸렌 글리콜을 액상 건조제로 사용하였다.The glycol-based compound may be selected from the group consisting of ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), triethylene glycol (TEG), and tetraethylene Glycol and tetraethylene glycol (TTEG). Particularly, triethylene glycol has lower vapor pressure than ethylene glycol or diethylene glycol and has less loss and is cheaper than tetraethylene glycol. Therefore, triethylene glycol is used as a liquid desiccant in the examples of the present invention.
상기 흡수단계(S10)를 거치면서 수분을 흡수한 액상 건조제(습 액상 건조제)는 플래쉬 드럼(110)으로 도입되어 감압된다. 이러한 감압단계(S20)는, 앞선 흡수탑에서의 흡수과정 중에서 물리적으로 습 액상 건조제에 흡수된 플래쉬 가스를 효과적으로 제거할 수 있다.The liquid desiccant (wet liquid desiccant) that absorbs moisture through the absorption step (S10) is introduced into the
다만, 천연가스, 셰일가스, 타이트가스, 석탄층가스, 매립지 가스 등의 고압 가스(예를 들면, 2 ~ 5 bar 이상)의 경우에는 이러한 플래쉬 드럼을 통한 감압 단계가 필수적이나, 저압 가스(예를 들면, 2 ~ 5 bar 이하)의 경우에는 물리적으로 흡수되는 플래쉬 가스의 양이 적기 때문에 생략하는 것도 가능하다.However, in the case of high pressure gas (for example, 2 to 5 bar or more) such as natural gas, shale gas, tight gas, coal bed gas and landfill gas, it is necessary to depressurize through the flash drum, 2 to 5 bar or less), the amount of physically absorbed flash gas is small, so that it is possible to omit it.
플래쉬 드럼(110)을 통과한 습 액상 건조제는 열교환기(150)를 통과하면서, 스트리핑 컬럼(300)에서 나온 2차 재생 액상 건조제와의 열교환 단계(S30)를 수행하고 예열된다.The wet desiccant that has passed through the
가스에 포함되어 있던 미세 고체 불순물 입자들이 흡수탑을 거치면서 습 액상 건조제에도 흡수되어 투과 증발 분리막(210)의 막힘 현상을 일으키거나, 스트리핑 컬럼(300)에서 거품(foaming)을 형성할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 투과 증발 장치(200)의 앞에 필터(170)를 설치함으로써, 필터단계(S40)를 통해 습 액상 건조제 내에 존재하는 상기 미세 고체 불순물 입자들을 제거한다.The fine solid impurity particles included in the gas may be absorbed into the wet liquid desiccant through the absorption tower to cause clogging of the
이렇게 플래시 드럼과 필터링 및 예열 단계를 거쳐 전처리된 습 액상 건조제는 재생(물의 제거)을 위해, 먼저 투과 증발 장치(200)의 모듈 내부로 도입되어 투과 증발 단계(S50)를 거치면서, 물 및 BTEX와 1차 재생 액상 건조제로 분리되고, BTEX 분리 장치(220) 내 BTEX 분리막(230)을 통해 물 및 BTEX를 분리하는 단계(S51)를 거치면서 물 및 BTEX가 분리되어 배출된다.The wet-drying desiccant that has been pretreated through the flash drum and the preheating step is first introduced into the module of the
상기 투과 증발 장치 내 투과 증발 분리막(210) 모듈은, 중공사막(hollow fiber) 또는 나권형(spiral wound)이거나 이들이 조합된 형태를 포함한다. 이러한 투과 증발 장치(200)를 통해 물은 투과부(permeate)로 배출되고, 99 wt%이상의 고순도 1차 재생 액상 건조제는 잔류부(retentate)로 배출된다. 습 액상 건조제의 공급 온도가 충분치 않을 시에는 공급관의 가열이나 분리막 모듈의 가열을 통해 110 ℃ 이하의 적정 운전 온도로 만들어 주는 것도 가능하다.The
또한, 투과 증발 공정의 공급과 투과층과의 압력 차를 유지하도록 하기 위해, 앞선 플래시 드럼에서 감압을 적게하여 2 ~ 5 bar의 습 액상 건조제를 공급할 수도 있으며, 투과 층에 세정 가스를 사용하거나 투과되어 나오는 수증기를 응축시켜 진공을 만들거나 진공 펌프를 사용하여 투과 증발 장치의 분리 효율을 높이는 것도 가능하다.In order to maintain the pressure differential between the feed and the permeable layer in the pervaporation process, a wet-liquid desiccant of 2 to 5 bar may be supplied with a reduced pressure in the flash drum prior to use, It is also possible to enhance the separation efficiency of the pervaporation apparatus by using a vacuum pump.
상기 투과 증발 분리 공정에 사용되는 투과 증발 분리막은, 폴리아크릴산(Polyacrylic acid, PAA), 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile, PAN), 나일론-6(Nylon 6), 알긴산나트륨(Sodium alginate), 키토산(Chitosan), 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine, PEI), 셀룰로스 설페이트(Cellulose sulfate, CS) 또는 내피온(Nafion) 등을 통해 제작될 수 있으나, 특별히 이들로만 한정되는 것은 아니다.The pervaporation separation membrane used in the pervaporation separation process may be selected from the group consisting of polyacrylic acid (PAA), polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylonitrile (PAN), nylon 6 But are not limited to, sodium alginate, chitosan, polyethyleneimine (PEI), cellulose sulfate (CS) or Nafion, and the like. .
또한, 이러한 고분자 재질 뿐만 아니라, 친수성이 높은 고분자에 가교제를 사용하여 개질 과정을 거친 가교 고분자(Cross-linking polymer)를 분리막으로 사용함으로써, 물에 대한 선택성 및 분리 효율 증가를 시도할 수 있다.Further, by using a cross-linking polymer that has undergone a modification process by using a crosslinking agent in a polymer having high hydrophilicity as well as the polymer material, it is possible to attempt to increase water selectivity and separation efficiency.
상기 BTEX 분리 장치(220)에서의 BTEX 분리막(230)은 BTEX 제거용 흡착제를 포함할 수도 있고, BTEX 제거용 흡착제는, BTEX 제거하기 위한 흡착물질이라면 어느 것을 사용하여도 무방하나, 바람직하게는 다공산 알긴산 겔 및 상기 다공성 알긴산 겔 기공의 내부에 담지되어 있는 활성탄을 포함하는 복합체, 또는 금속과산화물을 포함하는 산소발생-알지네이트 비드를 포함할 수도 있다. 이러한 투과 증발 장치에서 습 액상 건조제의 유량은, 가스에 함유되어 흡수탑에서 제거되어야 하는 수분의 양에 비례하는데, 단위 수분 당 일반적으로 약 3 US gal/lb H2O (= 8.34 liter/kg H2O)의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.The
투과 증발 장치를 통과한 1차 재생 액상 건조제는, 스트리핑 컬럼(300)을 통한 스트리핑 단계(S60)를 통해 추가적으로 수분이 제거되고, 액상 건조제의 순도는 더욱 향상될 수 있다. 이러한 스트리핑 단계에서 사용되는 스트리핑 가스는, 흡수탑(100)을 통과하여 수분이 제거된 가스의 일부를 사용할 수 있다. 상기 스트리핑 컬럼(300)을 통해 2차 재생 액상 건조제는 최소 99.99 wt% 이상의 순도로 유지될 수 있다.The first regenerated liquid desiccant that has passed through the pervaporation device is further stripped of moisture through the stripping step (S60) through the stripping
이렇게 스트리핑 컬럼을 거쳐 배출된 2차 재생 액상 건조제는, 앞서 언급하였듯이, 열교환기(150)으로 보내져 습 액상 건조제를 예열시킨 후, 서지드럼(surge drum)(400)에 저장되었다가 다시 흡수탑(100)으로 보내지는 순환 단계(S70)을 거치게 된다. 이때, 서지드럼(400)은 순환되는 액상 건조제의 유량을 일정하게 하는 버퍼 역할과 재생되는 액상 건조제의 저장탱크의 역할을 하게 된다.As described above, the second regenerated liquid desiccant discharged through the stripping column is sent to the
[실시 예][Example]
본 발명의 액상 건조제의 재생 효율을 각 재생 단계의 건조제 순도를 측정하여 기존 공정과 비교하였다.The regeneration efficiency of the liquid desiccant of the present invention was compared with the existing process by measuring the desiccant purity of each regeneration step.
여기서는 수분이 포함된 가스로 45 lb H2O/MMSCF의 천연가스를 사용하였고, 액상 건조제로 트리에틸렌 글리콜(Triethylene glycol, TEG)을 사용하였으며, 액상 건조제의 유량은 흡수되는 수분의 단위량을 기준으로 3 US gal/lb H2O (= 8.34 liter/kg H2O)으로 사용하였다.In this case, 45 lb H 2 O / MMSCF natural gas was used as a gas containing water and triethylene glycol (TEG) was used as a liquid desiccant. The flow rate of the liquid desiccant was measured based on the amount of water Was used as 3 US gal / lb H 2 O (= 8.34 liter / kg H 2 O).
1차로 액상 건조제가 재생되는 투과 증발막과 2차로 재생되는 스트리핑 컬럼은 모두 110 ℃에서 운전되었고, 스트리핑 가스의 유량은 단위 액상 건조제 부피(L)당 0.05 m3의 유량으로 제어되었으며, 각각의 재생 단계에서 수분의 농도를 측정함으로써, 액상 건조제의 순도 변화를 관찰하였다.Both the pervaporation membrane in which the liquid desiccant was regenerated first and the stripping column in the second regeneration were both operated at 110 ° C and the flow rate of the stripping gas was controlled to a flow rate of 0.05 m 3 per unit volume of the liquid desiccant (L) , The change of purity of the liquid desiccant was observed by measuring the concentration of water.
비교를 위해, 동일한 천연 가스로부터 수분을 흡수한 트리에틸렌 글리콜(Triethylene glycol, TEG) 액상 건조제를 기존의 리보일러-스트리핑 컬럼 조합의 재생 장치로 재생하였으며, 각 재생 단계에서의 액상 건조제의 순도를 측정하였으며, 그 결과는 다음의 표와 같다.For comparison, a triethylene glycol (TEG) liquid desiccant that absorbed moisture from the same natural gas was regenerated with a regenerator of a conventional reboiler-stripping column combination, and the purity of the liquid desiccant at each regeneration stage was measured The results are shown in the following table.
단, 기존의 리보일러를 사용한 재생 공정의 경우, 204 ℃의 온도에서 리보일러와 스트리핑 공정이 수행되었으며, 스트리핑 컬럼에서 사용된 스트리핑 가스의 유량은 단위 액상 건조제 부피(L)당 0.07 m3의 유량을 적용하였다.However, in the case of a regeneration process using a conventional reboiler, a reboiler and a stripping process were performed at a temperature of 204 ° C, and the flow rate of the stripping gas used in the stripping column was 0.07 m 3 per unit volume of the liquid desiccant (L) Respectively.
상기 표 1의 비교 실험 결과에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 투과증발막과 스트리핑 컬럼을 사용한 액상 건조제의 재생 방법 및 장치는 기존의 리보일러 재생 공정에 비해 낮은 온도에서도 높은 순도로 액상 건조제를 재생할 수 있음을 알 수 있다.As can be seen from the comparative test results in Table 1, the method and apparatus for regenerating the liquid desiccant using the pervaporation membrane and the stripping column of the present invention can regenerate the liquid desiccant at a high purity even at a low temperature .
1 : 수분이 포함된 가스 3 : BTEX
4 : 수분 및 스트리핑 가스 5 : 수분(물)
10 : 습 액상 건조제 50 : 1차 재생 액상 건조제
60 : 스트리핑 가스 70 : 2차 재생 액상 건조제
75 : 재생된 액상 건조제 90 : 건조된 가스(Dry Gas)
100 : 흡수탑 110 : 플래쉬드럼(Flash drum)
120 : 펌프 150 : 열교환기
170 : 필터(Filter) 200 : 투과 증발 장치
210 : 투과 증발 분리막 220 : BTEX 분리 장치
230 : BTEX 분리막 300 : 스트리핑 컬럼
350 : 리보일러(reboiler) 370 : 수퍼 건조기(super dryer)
400 : 서지드럼(Surge drum) 450 : 어큐뮬레이터(accumulator)1: Gas containing water 3: BTEX
4: water and stripping gas 5: water (water)
10: wet liquid desiccant 50: primary recycled liquid desiccant
60: Stripping gas 70: Secondary regenerating liquid desiccant
75: regenerated liquid desiccant 90: dry gas (dry gas)
100: absorber 110: flash drum
120: pump 150: heat exchanger
170: Filter 200: Pervaporation device
210: Pervaporation separator 220: BTEX separator
230: BTEX membrane 300: stripping column
350: reboiler 370: super dryer
400: Surge drum 450: Accumulator
Claims (8)
물 및 BTEX(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌)가 포함된 습 액상 건조제에서 상기 물 및 BTEX와 1차 재생 액상 건조제를 분리하는 투과 증발 장치(200); 및
상기 1차 재생 액상 건조제로부터 스트리핑 가스(stripping gas)를 이용하여 수분을 탈거(stripping)시켜 2차 재생 액상 건조제를 배출하는 스트리핑 컬럼(stripping column)(300);을 포함하고,
상기 습 액상 건조제가 투과 증발 장치(200)로 도입되기 전단에, 물리적으로 흡수된 플래쉬 가스를 분리하는 플래쉬 드럼(Flash drum)(110)과 상기 스트리핑 컬럼(300)을 거쳐 배출되는 2차 재생 액상건조제 흐름에 의해 예열되는 열교환기(150) 및 고체 불순물 입자를 제거하는 필터(170)가 차례로 위치하고,
상기 스트리핑 컬럼(300)을 거쳐 배출되는 상기 2차 재생 액상 건조제를 저장하고 흡수탑(100)으로 되돌아가는 상기 2차 재생 액상 건조제의 유량을 일정하게 유지하는 서지드럼(Surge drum)(400)를 더 포함하고,
상기 투과 증발 장치(200)에서 투과 증발 분리막(210)을 통해 물 및 BTEX와, 1차 재생 액상 건조제를 분리하고, 이러한 투과 증발 분리막을 통과한 물 및 BTEX를 BTEX 분리막(230)을 통해 분리하는 BTEX 분리 장치(220)를 더 포함하며,
상기 액상 건조제는 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol: EG), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol: DEG), 트리에틸렌 글리콜(Triethylene glycol: TEG) 및 테트라에틸렌 글리콜(Tetraethylene glycol: TTEG)로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 것이고,
상기 BTEX 분리막(230)은, 금속과산화물을 포함하는 산소발생-알지네이트 비드를 포함하고,
상기 투과 증발 장치(200)는 100 ℃ 내지 110 ℃에서 운전되는 것을 특징으로 하는, 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 장치.
A liquid desiccant hybrid regeneration apparatus for use in a gas-containing water removing apparatus,
A pervaporation apparatus 200 for separating the water and the BTEX and the first regenerated liquid desiccant in a wet liquid desiccant containing water and BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene); And
And a stripping column 300 for stripping water from the primary regenerated liquid desiccant using stripping gas to discharge the secondary regenerated liquid desiccant,
A flash drum 110 for separating the physically absorbed flash gas and a second regenerant liquid discharging through the stripping column 300 before the wet liquid desiccant is introduced into the pervaporation device 200. [ A heat exchanger 150 preheated by the desiccant flow, and a filter 170 for removing solid impurity particles,
A surge drum 400 for storing the secondary regenerated liquid desiccant discharged through the stripping column 300 and keeping the flow rate of the secondary regenerated liquid desiccant returning to the absorber 100 constant, Further included,
In the pervaporation apparatus 200, water, BTEX and a primary recycled liquid desiccant are separated through a pervaporation separation membrane 210, and water and BTEX passed through the pervaporation separation membrane are separated through a BTEX separation membrane 230 Further comprising a BTEX separator (220)
The liquid desiccant may be at least one selected from the group consisting of ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), triethylene glycol (TEG) and tetraethylene glycol (TTEG) However,
The BTEX separation membrane 230 includes an oxygen generation-alginate bead containing a metal peroxide,
The apparatus for regenerating a liquid desiccant for removing moisture in a gas according to claim 1, wherein the pervaporation device (200) is operated at 100 ° C to 110 ° C.
수분이 포함된 가스를 상기 액상 건조제와 향류(counter current flow) 접촉시켜 가스 내 수분을 상기 액상 건조제로 흡수시키는 흡수탑(100)을 더 포함하는, 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an absorber (100) for absorbing moisture in the gas by the liquid desiccant by bringing a gas containing water into counter current flow contact with the liquid desiccant.
상기 투과 증발 장치(200)에서 투과 증발 분리막(210)은 고분자 재질의 중공사막(hollow fiber) 또는 나권형(spiral wound)의 모듈인 것을 특징으로 하는, 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 장치.
The method according to claim 1,
Characterized in that the pervaporation separation membrane (210) in the pervaporation apparatus (200) is a polymer hollow fiber or spiral wound module. .
상기 액상 건조제는 트리에틸렌 글리콜(Triethylene glycol: TEG)인 것을 특징으로 하는, 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 장치.
The method according to claim 1,
Characterized in that the liquid desiccant is triethylene glycol (TEG).
상기 투과 증발 분리막(210)은 진공 펌프를 더 포함하는 것인, 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pervaporation separation membrane (210) further comprises a vacuum pump.
수분이 함유된 가스를 액상 건조제와 향류(counter current flow) 접촉시켜 상기 수분이 흡착된 습 액상 건조제를 배출하는 흡수단계(S10);
상기 흡수단계(S10)에서 배출된 습 액상 건조제를 감압시켜, 흡수탑(100)에서 물리적으로 흡수된 플래쉬 가스를 분리하는 감압 단계(S20);
상기 흡수단계(S10)에서 배출된 습 액상 건조제를, 스트리핑 단계(S60)를 거쳐 배출되는 2차 재생 액상 건조제를 사용하여 예열하는 열교환 단계(S30);
상기 흡수단계(S10)에서 배출된 습 액상 건조제에 포함된 고체 불순물 입자를 제거하기 위해, 투과 증발 단계(S50) 전에 필터(Filter)단계(S40);
상기 습 액상 건조제가 투과 증발 장치(200)를 통해 물 및 BTEX와 1차 재생 액상 건조제를 분리하는 투과 증발 단계(S50);
상기 투과 증발 분리기(200)에서 분리된 1차 재생 액상 건조제를 스트리핑 컬럼(300)에 도입하여, 탈거(stripping)를 수행하는 스트리핑 단계(S60); 및
상기 스트리핑 컬럼(300)에서 분리된 2차 재생 액상 건조제를 상기 흡수단계(S10)로 순환시키는 순환 단계(S70);를 포함하며,
상기 투과 증발 단계(S50)은, 투과 증발 장치(200)에서의 투과 증발 분리막(210)을 통해 물 및 BTEX와, 1차 재생 액상 건조제를 분리한 다음에, 상기 물 및 BTEX를 분리하는 BTEX 분리 장치(220) 내 BTEX 분리막(230)을 통해 물 및 BTEX를 분리하는 단계(S51)를 더 포함하고, 상기 스트리핑 단계(S60)에서 사용되는 스트리핑 가스는, 흡수 단계(S10)를 통해 수분이 제거된 가스를 사용하고,
상기 액상 건조제는 에틸렌 글리콜(EG), 디에틸렌 글리콜(DEG), 트리에틸렌 글리콜(TEG) 및 테트라에틸렌 글리콜(TTEG)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택되는 것이고,
상기 BTEX 분리막(230)은, 금속과산화물을 포함하는 산소발생-알지네이트 비드를 포함하고,
상기 투과 증발 장치(200)는 100 ℃ 내지 110 ℃에서 운전되는 것을 특징으로 하는, 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 방법.
A mixed regeneration method of a liquid desiccant for removing moisture in a gas,
An absorption step (S10) of bringing the moisture-absorbed wet desiccant into contact with a liquid desiccant by counter current flow contact with a water-containing gas;
A depressurization step (S20) of depressurizing the wet liquid desiccant discharged in the absorption step (S10) and separating the physically absorbed flash gas in the absorption tower (100);
A heat exchange step (S30) of preheating the wet liquid desiccant discharged in the absorption step (S10) by using a secondary regenerated liquid desiccant discharged through a stripping step (S60);
A filter step (S40) before the pervaporation step (S50) to remove the solid impurity particles contained in the wet liquid desiccant discharged in the absorption step (S10);
A pervaporation step (S50) of separating the water and the BTEX and the first regenerated liquid desiccant through the pervaporation device (200);
A stripping step (S60) of introducing the primary regenerated liquid desiccant separated in the pervaporation separator (200) into the stripping column (300) and performing stripping; And
Circulating a second regenerated liquid desiccant separated in the stripping column (300) to the absorption step (SlO) (S70)
The pervaporation step S50 is a step of separating water and BTEX and the first regenerated liquid desiccant through the pervaporation separation membrane 210 in the pervaporation apparatus 200 and then separating BTEX from the water and BTEX Further comprising a step (S51) of separating water and BTEX through the BTEX separator (230) in the apparatus (220), wherein the stripping gas used in the stripping step (S60) Gas is used,
The liquid desiccant is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), triethylene glycol (TEG) and tetraethylene glycol (TTEG)
The BTEX separation membrane 230 includes an oxygen generation-alginate bead containing a metal peroxide,
Wherein the pervaporation device (200) is operated at a temperature of 100 ° C to 110 ° C.
상기 액상 건조제는 트리에틸렌 글리콜(TEG)인 것을 특징으로 하는, 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the liquid desiccant is triethylene glycol (TEG).
상기 투과 증발 분리막(210)은 진공 펌프를 더 포함하는 것인, 가스 내 수분 제거용 액상 건조제의 혼성 재생 방법.The method according to claim 6,
Wherein the pervaporation separation membrane (210) further comprises a vacuum pump.
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