KR101933542B1 - 라이닝 스틸탱크의 부식방지 및 운전효율 향상 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내벽에 부식방지용 라이닝막이 코팅되어 있는 스틸탱크(steel tank)의 부식방지 및 운전효율 향상 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게 설명하자면, 상기 스틸탱크에다 양측으로 질소공급장치와 질소배출장치를 설치하여 스틸탱크의 내벽과 라이닝막 사이로 질소(N₂) 가스를 통과시킴으로서, 상기 라이닝막 속으로 침투한 이물질 등을 깨끗하게 제거함으로써 스틸 탱크의 부식을 억제하고, 동시에 상기 라이닝막을 스틸탱크의 내벽에 진공밀착 시켜서 상기 라이닝 스틸탱크의 운전효율을 향상 시킬 수 있는 새로운 시스템에 관한 것이다.

Description

라이닝 스틸탱크의 부식방지 및 운전효율 향상 시스템{System for preventing corrosion and improving running efficiency of lining steel tank}

본 발명은 내벽에 부식방지용 라이닝막이 코팅되어 있는 스틸탱크(lining steel tank)의 부식방지 및 운전효율 향상 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게 설명하자면, 상기 스틸탱크에다 양측으로 질소공급장치와 질소배출장치를 설치하여 스틸탱크의 내벽과 라이닝막 사이로 질소(N₂) 가스를 통과시킴으로서, 상기 라이닝막 속으로 침투한 이물질 등을 깨끗하게 제거하여 스틸탱크의 부식을 억제하고, 동시에 상기 라이닝막을 스틸탱크의 내벽에 진공밀착 시켜서 라이닝 스틸탱크의 수명을 연장시키고 운전효율을 향상 시킬 수 있는 새로운 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 부식성이 강한 산이나 알칼리 또는 염류 등의 화공약품을 저장하는 저장탱크나 이들의 서로 반응시키는 반응탱크 등은 탄소강이나 스테인리스강과 같은 강판(steel plate)로 제작된 스틸탱크(steel tank)를 사용한다. 그리고, 상기 스틸탱크에는 화공약품과의 접촉으로 인한 부식을 방지하기 위해 내벽에 폴리염화비닐이나 고무 또는 불소계 수지 등과 같은 내약품성 재료를 도포하는 라이닝(lining)을 실시한다.

이러한 라이닝 공법은 첨부 도 1에서 보는 바와 같이, 스틸탱크(1)에 다수개의 배기공(2)과 진공펌프(P)를 설치하고, 접착제(3)를 사용하여 상기 원통형 구조물(1)의 내벽에 라이닝 시트(4)를 부착한 후, 상기 진공펌프(P)를 작동하여 강제 배기를 실시함으로써, 상기 라이닝 시트(4)를 상기 탱크(1) 내벽에 밀착시키는 방법이 사용되고 있다. 그러나, 상기 도 1의 라이닝 공법은 상기 배기공(2) 주변에만 상기 진공펌프(P)의 작동으로 인한 진공 압력이 미치기 때문에 상기 라이닝 시트(4)가 원통형 구조물의 내벽에 균일하게 밀착되지 못하는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 특허 제10-0655496호(2006년 12월 01일)에서는, 배기공(11)이 관통되어 있는 탱크(10) 내벽에 흡착공(21)이 형성된 금속박판(20)을 용접하고, 상기 금속박판(20) 위에 접착제(40)를 이용하여 라이닝 시트(50)를 접착한 다음, 상기 배기공(11)에 진공펌프(60)를 설치하여 강제배기를 실시함으로써, 상기 라이닝 시트(50)를 금속박판(20)의 표면에 골고루 접착시키는 라이닝 공법이 소개되어 있다.

이러한 라이닝 공법은 상기 진공펌프(60)의 작동으로 인한 진공력이 상기 금속박판(20)을 통해서 넓게 전달되기 때문에 상기 라이닝 시트(50)를 금속박판(20) 표면에 보다 균일하게 접착시킬 수 있는 장점이 있다.

그러나 상기 라이닝 시트(50)도 각종 화공약품에 대하여 완벽한 내약품성을 갖지 못하기 때문에 어느 정도 시간이 경과하면, 상기 라이닝 시트(50) 속으로 서서히 부식성 가스가 침투(penetration)하여 탱크(10) 내벽 및 금속박판(20)에서 미세한 부식이 일어나게 된다. 그리고, 일단 부식이 시작되면 부식으로 인한 이물질이 발생하여 라이닝 시트(50)가 박리 되면서 추가적인 부식을 더욱 가속시킨다.

이처럼 종래의 라이닝 공법으로는 스틸탱크에 부식이 발생하는 것을 완벽하게 차단할 수 없고, 이러한 부식현상은 스틸탱크 자체의 수명을 단축시킬 뿐 아니라, 상기 스틸탱크를 보온 또는 냉각하기 위하여 설치한 보조설비인 소위 자켓(jacket)의 작용을 방해하는 원인이 된다.

특허 제10-0655496호(2006년 12월 01일)

이와 같이, 종래의 라이닝 공법은 라이닝막을 시공하는 과정에서 적용되는 기술로서, 라이닝막 시공 완료 후 질소(N₂)의 공급이나 배기가 불가하여 라이닝막과 스틸탱크의 사이에 화공약품의 투과로 발생된 이물질의 처리가 불가하고, 따라서 이로 인한 부식 예방을 할 수 없으며, 이미 라이닝막이 도포되어 있는 스틸탱크, 특히 부분적인 부식이 진행되고 있는 라이닝 스틸탱크에는 적용할 수 없는 한계가 있었다. 따라서, 이미 라이닝막이 도포되어 있는 스틸탱크, 특히 부분적인 부식이 진행되고 있는 라이닝 스틸탱크에 대하여 더 이상 부식이 급속하게 진행되지 않도록 상기 라이닝 스틸탱크를 유지 및 보수할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.

이에 본 발명의 목적은 내벽에 라이닝막이 코팅되어 있는 스틸탱크에 대하여 라이닝막 속으로 침투한 이물질 등을 깨끗하게 제거하여 스틸탱크의 부식을 억제하고, 동시에 상기 라이닝막을 스틸탱크의 내벽에 진공밀착 시켜서 운전효율을 향상 시킬수 있는 새로운 스틸탱크 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 라이닝 스틸탱크의 부식방지 및 운전효율 향상 시스템은, 화공약품을 저장하거나 반응시키는 용도로 사용되며, 양측으로 급기공과 배기공이 관통되어 있는 스틸탱크와; 상기 스틸탱크의 내벽에 비접착 상태로 밀착되어 있는 불소수지 재질의 라이닝막과; 상기 스틸탱크의 내벽과 상기 라이닝막 사이로 질소(N₂) 가스를 공급하는 것으로, 상기 급기공에 연결되는 질소주입관을 갖는 질소공급장치와; 상기 스틸탱크의 내벽과 상기 라이닝막사이의 질소(N₂) 가스를 배출시키는 것으로, 상기 배기공에 연결되는 질소배출관과, 상기 질소배출관에 설치된 배기펌프를 갖는 질소배출장치; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 질소배출관에는 상기 질소(N₂) 가스와 함께 배출되는 부식성 가스를 포함한 이물질 등을 포집(捕集)하는 스크러버(scrubber))가 설치되어 있고, 상기 스크러버는, 하단에는 상기 질소배출관이 접속되고, 상단에는 배기관이 설치되어 있는 포집챔버와; 상기 포집챔버의 내부 상단에 설치되어 포집액을 분사하는 분무노즐과; 상기 포집챔버의 하단에서 상기 분무노즐로 연결되는 포집액 순환관과; 상기 포집액 순환관 상에 설치되어 상기 포집액을 강제순환 시켜주는 순환펌프; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 라이닝 스틸탱크의 부식방지 및 운전효율 향상 시스템을 활용하면, 상기 스틸탱크의 내벽과 라이닝막 사이에서 부식으로 인해 발생하는 이물질을 수시로 깨끗하게 제거함으로써 부식성 가스에 의한 추가적인 부식의 진행을 억제할 수 있고, 평상시에는 상기 라이닝막을 상기 스틸탱크의 내벽에 진공상태로 밀착시킬 수 있어서, 상기 스틸탱크의 수명을 크게 연장할 수 있으며, 나아가 상기 스틸탱크를 보온 또는 냉각하기 위한 보조설비인 자켓(jacket)을 보다 효율적으로 운용하여 운전효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 종래 라이닝 공법에 대한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 라이닝 스틸탱크의 부식방지 및 운전효율 향상 시스템에 대한 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 이용하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 이들 도면은 본 발명을 보다 용이하게 설명하기 위한 실시예에 불과하므로, 이들 실시예에 의해서 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.

또한 본 발명을 실시하는데 꼭 필요한 구성이라 하더라도 공지기술에 속하거나, 통상의 기술자가 공지기술로 부터 용이하게 실시할 수 있는 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다. 그리고, 본 발명을 설명하는 도 3에서는 종래기술을 설명하는 도 1 및 도 2와 상관없이 독자적인 도면부호를 부여한다.

본 발명에 따른 라이닝 스틸탱크의 부식방지 및 운전효율 향상 시스템은 첨부 도 3에서 보는 바와 같이, 스틸탱크(10)와 라이닝막(20), 질소공급장치(30) 및 질소배출장치(40)로 구성되며, 추가적으로 스크러버(50)를 포함할 수도 있다.

먼저 상기 스틸탱크(10)는, 통상적인 화공약품을 저장하거나 반응시키는 용도로 사용되는 것으로, 일측에는 급기공(11)이 관통되어 있고, 타측에는 배기공(12)이 관통되어 있는 구조로 이루어진다. 상기 급기공(11)과 상기 배기공(12)의 개수는 상기 스틸탱크(10)의 크기와 용도에 의존한다. 그리고 상기 스틸탱크(10)라는 용어는 본 발명을 효과적으로 설명하기 위하여 부여된 명칭으로서, 상기 스틸탱크(10)의 재질이나 용도가 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.

다음으로 상기 라이닝막(20)은 상기 스틸탱크(10)가 화공약품에 의해서 부식되는 것을 방지하기 위하기 그 내벽에 코팅되는 것으로, 폴리염화비닐이나 고무 또는 불소계 수지 등과 같은 내약품성 재료로 이루어지며, 테프론(teflon) 수지인 것이 바람직하다. 상기 라이닝막(20)은 두께가 2~10 mm이고, 상기 스틸탱크(10)의 내벽에 비접착 상태로 밀착되어 있다.

상기 질소공급장치(30)는 상기 스틸탱크(10)의 내벽과 상기 라이닝막(20) 사이로 질소(N₂) 가스를 공급하는 기능을 하는 것으로, 상기 급기공(11)에 연결되는 질소주입관(31)과, 상기 질소주입관(31)의 타 단부에 설치되는 질소발생기(32)를 포함한다. 상기 질소발생기(32)는 질소저장탱크일 수도 있다.

상기 질소배출장치(40)는 상기 스틸탱크(10)의 내벽과 상기 라이닝막(20) 사이의 질소(N₂) 가스를 배출시키는 것으로, 상기 배기공(12)에 연결되는 질소배출관(41)과 여기에 설치된 배기펌프(42)를 포함한다. 그래서 상기 질소주입관(31)으로 주입되는 질소(N₂) 가스는 상기 스틸탱크(10)의 내벽과 상기 라이닝막(20) 사이를 통과한 다음, 이물질들과 함께 상기 질소배출관(41)으로 배출된다. 상기 배기펌프(42)로는 통상적인 배기펌프를 사용할 수도 있고, 보다 강력한 진공 압력이 필요할 경우에는 진공 이젝터(vacuum ejector)를 사용할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 질소주입관(31)에는 압력제어밸브(33)가 설치되어 있고, 상기 질소배출관(41)에는 압력센서(43)가 설치되어 있으며, 상기 압력센서(43)는 상기 압력제어밸브(33) 및 상기 배기펌프(42)와 각각 전기적으로 연결되어 있다. 그래서 상기 압력제어밸브(33)와 상기 배기펌프(42)는 미리 입력되어 있는 프로그램에 근거하여 상기 압력센서(43)에서 측정되는 질소(N₂) 가스의 압력에 따라 제어된다.

한편, 상기 스크러버(50)는 상기 질소배출관(41) 상에 설치되어 있고, 상기 질소(N₂) 가스에 포함되어 있는 액체 또는 기체 상태의 이물질을 포집(捕集)하는 기능을 한다. 상기 스크러버(50)의 구조는 특별한 제한은 없으나, 포집챔버(51)와 분무노즐(52), 포집액 순환관(53) 및 순환펌프(54)로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 포집챔버(51)의 하단에는 상기 질소배출관(41)이 접속되고, 그 상단에는 배기관(51a)이 설치되어 있다. 그리고, 상기 포집챔버(51)의 내부 상단에는 포집액을 분사하는 분무노즐(52)이 설치되어 있고, 상기 포집챔버(51)의 하단과 상기 분무노즐(52) 사이에는 포집액 순환관(53)이 설치되어 있다.

상기 순환펌프(54)는 상기 포집액 순환관(53) 상에 설치되어 상기 포집액을 강제순환 시켜주는 기능을 한다. 미설명 부호 55는 상기 순환펌프(54)를 구동하는 모터이다. 이때 상기 포집액으로는 일반적으로 가성소다를 포함하는 중화제를 사용할 수 있으나, 보다 구체적으로는 상기 스틸탱크(10)에 저장되는 화공약품의 종류에 따라 달라질 수 있다.

본 발명에 따른 시스템의 작동방법을 설명하면, 상기 질소공급장치(30)를 이용하여 질소주입관(31)으로 질소(N₂) 가스를 주입하면서 동시에 상기 질소배출장치(40)를 이용하여 질소배출관(41)으로 질소(N₂) 가스를 배출시킨다. 이렇게 하면, 상기 질소(N₂) 가스가 스틸탱크(10)의 내벽과 라이닝막(20) 사이를 통과하면서 그 사이에 존재하는 액체 또는 기체 상태의 이물질들을 깨끗하게 제거한다. 그리고, 상기 질소(N₂) 가스와 함께 배출된 이물질들은 상기 스크러버(50)에 의해서 모두 포집(捕集) 되고, 깨끗한 질소(N₂) 가스는 배기관(51a)을 통해서 외부로 배출된다.

이렇게 하여 상기 스틸탱크(10)의 내벽과 라이닝막(20) 사이의 이물질을 모두 제거한 다음, 상기 질소주입관(31)의 압력제어밸브(33)를 차단한 상태에서 질소배출관(41)의 배기펌프(42)를 가동하여 상기 라이닝막(20)을 스틸탱크(10)의 내벽에 다시 진공밀착 시킨다.

또한, 필요에 따라서는 평소에도 수시로 상기 압력제어밸브(33)를 차단한 상태에서 배기펌프(42)만 가동하여 상기 라이닝막(20)을 스틸탱크(10)의 내벽에 밀착시킨다. 이때 상기 압력제어밸브(33)와 배기펌프(42)는 미리 입력된 프로그램에 근거하여 상기 압력센서(43)에 의해서 측정되는 질소(N₂) 가스의 압력에 따라 자동으로 제어된다.

따라서 본 발명의 시스템을 활용하면, 상기 스틸탱크(10)의 부식을 효과적으로 억제할 수 있고, 나아가 상기 스틸탱크(10)의 운전효율을 향상시킬 수 있다.

10; 스틸탱크(steel tank) 11; 급기공
12; 배기공 20; 라이닝막
30; 질소공급장치 31; 질소주입관
32; 질소발생기 33; 압력제어밸브
40; 질소배출장치 41; 질소배출관
42; 배기펌프 43; 압력센서
50; 스크러버(scrubber) 51; 포집챔버
52; 분무노즐 53; 포집액 순환관
54; 순환펌프 55; 모터

Claims (5)

1. 화공약품을 저장하거나 반응시키는 용도로 사용되며, 양측으로 급기공(11)과 배기공(12)이 관통되어 있는 스틸탱크(10)와;
   상기 스틸탱크(10) 내벽에 비접착 상태로 밀착되어 있는 불소수지 재질의 라이닝막(20)과;
   상기 스틸탱크(10)의 내벽과 상기 라이닝막(20) 사이로 질소(N₂) 가스를 공급하는 것으로, 상기 급기공(11)에 연결되는 질소주입관(31)을 갖는 질소공급장치(30)와;
   상기 스틸탱크(10)의 내벽과 상기 라이닝막(20) 사이의 질소(N₂) 가스를 배출시키는 것으로, 상기 배기공(12)에 연결되는 질소배출관(41)과, 상기 질소배출관(41)에 설치된 배기펌프(42)를 갖는 질소배출장치(40)와;
   상기 질소배출관(41)을 통해서 상기 질소(N₂) 가스와 함께 배출되는 고체 또는 액체 입자를 포집(捕集)하는 스크러버(50);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 라이닝 스틸탱크의 부식방지 및 운전효율 향상 시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 질소주입관(31)에는 압력제어밸브(33)가 설치되어 있고, 상기 질소배출관(41)에는 압력센서(43)가 설치되어 있으며, 상기 압력제어밸브(33)와 상기 배기펌프(42)는 상기 압력센서(43)에서 측정되는 질소(N₂) 가스의 압력에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 라이닝 스틸탱크의 부식방지 및 운전효율 향상 시스템.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배기펌프(42)는 진공 이젝터(vacuum ejector) 인 것을 특징으로 하는 라이닝 스틸탱크의 부식방지 및 운전효율 향상 시스템.
   
4. 삭제
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스크러버(50)는,
   하단에는 상기 질소배출관(41)이 접속되고, 상단에는 배기관(51a)이 설치되어 있는 포집챔버(51)와;
   상기 포집챔버(51)의 내부 상단에 설치되어 포집액을 분사하는 분무노즐(52)과;
   상기 포집챔버(51)의 하단에서 상기 분무노즐(52)로 연결되는 포집액 순환관(53)과;
   상기 포집액 순환관(53) 상에 설치되어 상기 포집액을 강제순환 시켜주는 순환펌프(54);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 라이닝 스틸탱크의 부식방지 및 운전효율 향상 시스템.

Images