KR102054006B1 - 배가스 응축 및 다단 열회수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응축기에 대한 것으로서, 특히, 유입된 건조 배가스와 순환수의 열교환에 의해 건조 배가스 내의 수분을 응축시켜 생산된 응축수로부터 열을 회수하되 순환수 저장영역을 다수개 구획하거나 응축기를 다단 연결하는 방식의 응축기에 관한 것이다. 본 발명에 다른 응축기는 격벽을 다수개 설치하거나 응축기를 다단연결함으로써 고온의 건조 배가스로부터 열회수 효율을 극대화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 응축기는 배가스 가이드를 구비하여 몸체 내에 유입된 고온의 건조 배가스를 고르게 몸체 상부로 이동시킴으로써 열회수 효율을 증가시킬 수 있다. 본 발명에 따른 응축기는 배가스 가이드를 구비하여 몸체 내에 유입된 고온의 건조 배가스에 의해 배가스 가이드도 가열되도록 함으로써 응축수의 온도를 증가시킬 수 있다. 본 발명에 따른 응축기는 열교환기를 순환하는 냉각수를 일정시간 저장하는 균 사멸용 저류 탱크를 구비하여 살균제 등을 이용하지 않고 냉각수의 레지오넬라균을 사멸할 수 있다.

Description

배가스 응축 및 다단 열회수 장치{system for exhaust flue gas condensation and multi-stage heat recovery}

본 발명은 배가스 응축 및 다단 열회수 장치에 대한 것으로서, 특히, 유입된 배가스와 순환수의 열교환에 의해 배가스 내의 수분을 응축시켜 생산된 응축수로부터 열을 회수하되 순환수 저장영역을 다수개 구획하거나 응축기를 다단 연결하는 방식의 배가스 응축 및 다단 열회수 장치에 관한 것이다.

응축기는 증기를 냉각하여 열을 회수함으로써 응축 변화시키는 장치를 의미한다. 이러한 응축기는 다양한 영역에 사용되고 있으나, 악취처리시설의 전단에 구비되어 배가스의 높은 수분 성분이 악취처리시설에 직접 유입되지 않도록 한다.

도 7은 종래기술에 따른 배가스의 폐열회수 및 탈습겸용 장치의 계통도이고, 도 8은 종래기술에 따른 배가스 폐열회수 및 탈습겸용 장치에서 직접접촉식 응축기를 보인 사시도이다.

도 7을 참조하면, 종래기술에 따른 배가스 폐열회수 및 탈습겸용 장치는 사이클론 포집기(2)를 통과한 배가스가 배가스공급관(3)을 통해 직접접촉식 응축기(10)로 유입되는 구조이다. 또한, 열회수용 열교환기(8)는 직접접촉식 응축기(10)의 외부에 구비되며, 응축수는 펌프(70)에 의해 기체(11) 하부에 연결된 응축수배출관(6)을 타고 열회수용 열교환기(8)로 이송된다. 또한, 열회수용 열교환기(8)의 후단에는 탈습용 열교환기(9)를 설치하여 1차적으로 폐열이 회수된 응축수를 유입시켜 재냉각시킨다.

이와 같은 구조의 종래기술에 따른 배가스 폐열회수 및 탈습겸용 장치는 열회수용 열교환기(8)와 탈습용 열교환기(9)가 직접접촉식 응축기(10)의 외부에 구비되어 별도의 설치 공간이 필요한 문제가 있다. 열회수용 열교환기(8)와 탈습용 열교환기(9)는 내부에 다수개의 전열판을 구성한 판형 열교환기로서, 전열판을 사이에 두고 기체보다 비열이 높은 액체와 액체가 접촉되어 열을 회수한다. 따라서, 미세입자에 의해 판형 열교환기의 폐색이 발생할 수 있다.

또한, 도 8을 참조하면, 종래기술에 따른 직접접촉식 응축기(10)는 배가스공급관(3)을 통해 직사격형 통체 형상의 기체(11) 내부로 유입된 배가스의 높은 열과 미세먼지를 다중 적층된 엘리미네이터스택(12)을 거치면서 기액접촉을 이루어 배가스의 미세먼지와 폐열을 수집함과 동시에 배가스의 탈습도 동시에 수행한다. 기체(11) 상부에는 둘 이상의 급수관(15)이 나란히 형성되고, 급수관 하부에는 일정간격으로 노즐(16)이 구비되어 냉각 순환되는 응축수를 하방으로 미립 분무시킨다. 급수관(15) 상부에는 엘리미네이터스택(12)이 내입되는 상수납실(13-1)과 상수납실(13-1) 전면을 개폐시키는 상커버(14-1)가 형성되고, 급수관(15) 하부에는 엘리미네이터스택(12)을 다단으로 적층할 수 있는 공간을 갖는 하수납실(13-2) 및 그 전면을 개폐시키는 하커버(14-2)가 형성된다.

이러한 종래기술에 따른 직접접촉식 응축기(10)는 배가스공급관(3)을 통해 기체(11) 내부로 유입되는 배가스를 제어하는 별도의 구조가 없기 때문에 배가스 유입 시 편류가 발생한다. 배가스 유입 시 편류가 발생하면 엘리미네이터스택(12)에서 기액접촉 시 편중되는 문제가 생긴다.

일반적으로, 종래기술에 따른 직접접촉식 응축기는 응축수의 열을 공정용수를 이용하여 1차 회수한 후 냉각수를 이용하여 잔여열을 냉각시킴으로써 냉각수의 수온을 섭씨 45도 내외의 낮은 수온으로 유지시킨다. 하지만, 이로 인해 레지오넬라균 증식에 유리한 조건이 형성되어 레지오넬라균이 증식하는 문제가 발생할 수 있다.

한국 등록특허공보 10-1695473호(2017.01.05. 등록) 한국 공개특허공보 10-2018-0132194호(2018.12.12. 공개)

본 발명의 목적은 유입되는 배가스의 편류를 방지하여 열교환 효율을 극대화할 수 있는 응축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 살균제 등을 이용하지 않고 냉각수의 레지오넬라균을 사멸할 수 있는 응축기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 열회수된 냉각수의 온도, 배출되는 응축수 온도 및 배가스 온도를 목적 및 상황에 따라 다양하게 조절할 수 있는 응축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 응축기는, 유입된 배가스와 순환수의 열교환에 의해 상기 배가스 내의 수분을 응축시켜 생산된 응축수로부터 열을 회수하는 응축기로서, 배가스가 유입되는 중공의 몸체와, 몸체의 내부를 상부와 하부로 구획하며 상기 배가스 내의 수분과 상기 순환수의 접촉 면적을 증가시키는 충전여재층, 몸체의 하부를 적어도 하나 이상의 순환수 저장영역으로 구획하는 격벽, 충전여재층과 격벽 사이에 구비된 응축수 가이드, 격벽이 구비된 몸체의 하부에 저장된 순환수로부터 열을 회수하는 열교환기, 및 몸체의 하부에 저장된 순환수를 충전여재층 상부로 이송시켜 분사하는 순환수순환수 분사 노즐을 포함한다.

응축기는 다수개의 응축기를 포함하고, 다수개의 응축기는, 일 응축기에 유입되어 상부로 상승한 배가스가 타 응축기로 이송되도록 연결된다.

응축수 가이드는 충전여재층에서 분산된 응축수를 다수개의 순환수 저장영역 중 일 순환수 저장영역으로 이송시킨다.

충전여재층과 응축수 가이드 사이에 구비되며, 링 형태 플레이트와, 링 형태 플레이트의 내측 가장자리에서 하향 연장된 가이드판을 포함하는 배가스 가이드를 더 포함할 수 있다. 또한, 가이드판은 나사선 형태로 주름질 수 있다.

순환수 분사 노즐은 하나 이상의 순환수 저장영역 중 어느 하나에 저장된 순환수를 충전여재층 상부로 이송시켜 분사할 수 있다.

열교환기는 하나 이상의 순환수 저장영역에 각각 구비되는 다수개의 열교환기를 포함하고, 다수개의 열교환기 사이 중 적어도 어느 하나 이상에는 냉각수를 바이패스하는 바이패스 설비가 구비되어 응축수 및 냉각수의 수온을 조절할 수도 있다.

본 발명에 따른 응축기는 격벽을 다수개 설치하거나 응축기를 다단연결함으로써 고온의 건조 배가스로부터 열회수 효율을 극대화할 수 있다.

본 발명에 따른 응축기는 배가스 가이드를 구비하여 몸체 내에 유입된 고온의 건조 배가스를 고르게 몸체 상부로 이동시킴으로써 열회수 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 응축기는 배가스 가이드를 구비하여 몸체 내에 유입된 고온의 건조 배가스에 의해 배가스 가이드도 가열되도록 함으로써 응축수의 온도를 증가시킬 수 있다.

본 발명에 따른 응축기는 열교환기를 순환하는 냉각수를 일정시간 저장하는 균 사멸용 저류 탱크를 구비하여 살균제 등을 이용하지 않고 냉각수의 레지오넬라균을 사멸할 수 있다.

응축기에서 발생되는 응축수에는 건조과정에서 발생되는 입자성 오염물질을 다량 함유하고 있어, 판형 열교환기 등을 이용하여 열을 회수하는 경우 좁은 유입구, 유출구 및 통로 등에서 잦은 폐색이 발생하는 어려움이 발생한다.

따라서, 본 발명을 통해 격벽으로 분리된 여러 개의 순환수 저장영역 내부에 열교환기를 설치함으로써 다수의 열교환기를 집약적으로 배치할 수 있도록 하였고, 최종 회수되는 냉각수의 수온을 최대한 상승시킬 수 있도록 하였다. 그리고, 응축수는 넓은 수로 형태의 순환수 저장영역을 통과하도록 하여 기존 열교환기의 협소한 유입구, 유출구, 통로 등에서 발생하는 입자성 오염물질 막힘 현상을 원천적으로 방지할 수 있도록 하였으며, 응축수가 저장영역 내부를 자연유하 방식으로 통과하며 열교환이 일어나므로 기존 열교환 기술 대비 응축기 순환펌프 소요동력을 최소화할 수 있도록 하였다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 응축기의 개념도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 응축기의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 응축기에서 배가스 가이드의 개략 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 응축기의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 응축기의 개념도이다.
도 7은 종래기술에 따른 배가스의 폐열회수 및 탈습겸용 장치의 계통도이다.
도 8은 종래기술에 따른 배가스 폐열회수 및 탈습겸용 장치에서 직접접촉식 응축기를 보인 사시도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 응축기의 개념도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 응축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 타워 형태이며 중공인 몸체(100)와, 몸체(100)의 내부를 상부와 하부로 구획하는 충전여재층(200), 몸체(100)의 하부를 일측과 타측으로 구획하는 격벽(300), 충전여재층(200)과 격벽(300) 사이에 구비된 응축수 가이드(400), 격벽(300)이 구비된 몸체(100)의 하부에 저장된 순환수로부터 열을 회수하는 열교환기(500), 몸체(100)의 하부에 저장된 순환수를 충전여재층(200) 상부로 분사하는 순환수 분사 노즐(600)을 포함한다.

몸체(100)는 내부에 충전여재층(200)과 격벽(300), 응축수 가이드(400), 열교환기(500) 및 순환수 분사 노즐(600)을 구비하여, 내부로 유입된 건조 배가스에서 응축을 통해 생산된 응축수의 열을 열교환기(500)를 통해 회수하도록 한다. 본 실시예는 중공의 원기둥 형상인 몸체(100)를 예시한다. 또한, 몸체(100)의 하부에는 순환수 저장영역이 형성된다. 본 실시예는 몸체(100) 하부에 두 개의 순환수 저장영역, 즉, 제1 순환수 저장영역과 제2 순환수 저장영역이 형성된 것을 예시한다. 몸체(100)에는 건조 배가스가 유입되는 배가스 유입로(110)와 순환수를 순환수 분사 노즐(600)로 이송하는 응축수 순환로와, 응축수를 외부로 배출하거나 다단 응축기로 구현될 경우 다음 응축기로 유입시켜주는 응축수 배출로(120)가 형성된다. 본 실시예는 배가스 유입로(110)는 충전여재층(200)과 격벽(300) 사이의 몸체(100) 일 측면에 형성되고, 순환수 순환로와 응축수 배출로(120)는 몸체(100)의 타 측면에 형성되되 순환수 저장영역에 형성되는 것을 예시한다. 또한, 순환수 순환로는 후술될 순환수 분사 노즐(600)과 연결된다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 배가스 유입로(110)와 응축수 배출로(120)의 위치는 필요에 따라 달라질 수 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 응축기의 개념도이다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 순환수 저장영역으로부터 순환수를 순환수 분사 노즐(600)로 이송시켜 충전여재층(200) 상에 분사시킬 수 있다. 또한, 순환수 저장영역 사이에서 열교환기(500)의 냉각수를 분기(바이패스 설비로 분기)하여 열을 회수할 수도 있다. 즉, 본 발명의 다단 열교환 장치가 내장된 직접접촉 열교환 응축기 후단에 설치된 악취처리설비의 종류(특성)에 따라 고온의 배가스 유출이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다단 열교환 장치가 내장된 직접접촉 열교환 응축기에서 발생한 응축수의 처리를 위한 폐수처리시설의 종류(특성)에 따라, 응축수 가이드(400)에 의해 고온의 응축수가 처음 유입되는 순환수 저장영역에서 고온의 응축수가 포함된 고온의 순환수를 유출시킬 수도 있다. 충전여재층(200)은 몸체(100)의 상부에서 순환수 분사 노즐(600)을 통해 분사되는 순환수와, 배가스 유입로(110)로 유입되는 건조 배가스 내의 수분의 접촉 면적을 증가시킨다. 이를 위해서, 충전여재층(200)은 순환수 저장영역 위에서, 몸체(100)를 가로로 막는 형상으로 구비된다. 이러한 충전여재층(200)은 일반적인 여재로 구현될 수 있다. 하지만, 본 발명의 충전여재층(200)은 접촉 면적을 증가시킬 수 있는 구조라면 어떠한 형태라도 무방하다.

격벽(300)은 몸체(100)의 하부 바닥에서 상부로 연장되되 몸체(100)의 측벽 일부 높이까지 막도록 형성됨으로써 몸체(100)의 하부를 분할한다. 또한, 이에 따라 몸체(100)의 하부에 정의된 순환수 저장영역이 분할된다. 본 실시예는 하나의 격벽(300)이 형성된 것을 예시하며, 이에 따라 순환수 저장영역은 제1 순환수 저장영역과 제2 순환수 저장영역으로 구획된다. 또한, 유입된 건조 배가스 내에 포함된 수분에 의해 충전여재층(200)에서 생성되어 낙하하는 응축수는 제1 순환수 저장영역(S1)에 저류된 후 격벽(300)을 통해 제2 순환수 저장영역(S2)으로 월류될 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 격벽(300)에 통로를 형성함으로써, 총전여재층(200)에서 생성되어 낙하하는 응축수는 제1 순환수 저장영역(S1)에 저류된 후 격벽(300)의 통로를 통해 이송될 수도 있다.

응축수 가이드(400)는 충전여재층(200)에서 낙하하는 응축수를 원하는 순환수 저장영역으로 이동시킨다. 여기서, 순환수 저장영역에는 충전여재층(200)에서 생성된 응축수와, 충전여재층(200) 상에 분사되는 순환수, 및 순환수 저장영역에 저장되어 있는 순환수를 포함한다. 또한, 응축수의 이동을 위해서 응축수 가이드(400)는 충전여재층(200)과 제2 순환수 저장영역(S2) 사이에 형성된 평평한 평판부와, 평판부에서 하향 절곡되되 제2 순환수 저장영역(S2)에서 제1 순환수 저장영역(S1) 사이에 위치된 절곡부로 정의될 수 있다. 이러한 형상에 의해서, 응축수 가이드(400)는 충전여재층(200)에서 분산된 응축수가 제2 순환수 저장영역(S2)으로 유입되지 않고 제1 순환수 저장영역(S1)으로만 유입되도록 할 수 있다. 즉, 제1 순환수 저장영역(S1) 위에서 낙하하는 응축수는 제1 순환수 저장영역(S1)으로 그대로 유입된다.

열교환기(500)는 순환수 저장영역에 유입된 응축수(충전여재층(200)에서 열교환을 통해 생성된 응축수 및 충전여재층(200) 상에 분사된 순환수)로부터 열을 흡수한다. 열교환기(500)는 내부에 유체가 흐르도록 하고, 해당 유체가 응축수의 열을 흡수하도록 한다. 물론 열교환기(500)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태의 열교환기(500)를 이용할 수 있다. 본 실시예는 순환수 저장영역이 제1 순환수 저장영역(S1)과 제2 순환수 저장영역(S2)으로 구획되어 있으므로, 열교환기(500) 역시 제1 순환수 저장영역(S1)에 구비된 제1 열교환기(510)와 제2 순환수 저장영역(S2)에 구비된 제2 열교환기(520)를 예시한다. 즉, 본 발명에서 열교환기(500)는 응축기 내에 설치되어 배치된다.

한편, 본 발명은 열교환기(500)에 균을 사멸하기 위한 균 사멸용 저류 탱크(800)를 더 구비할 수 있다.

균 사멸용 저류 탱크(800)는 열교환기(500)를 순환하는 유체, 즉, 냉각수를 일정시간 저류하면서 냉각수 중에 존재하는 균의 사멸을 유도한다. 여기서, 냉각수 중에 존재하는 균은 레지오넬라균의 사멸을 유도한다. 감염성 질환인 레지오넬라증은 물만 있으면 어떤 곳이라도 존재할 수 있는데, 주로 에어컨이나 냉각탑수, 샤워기 및 분수대 등의 오염된 물속에 있다가 작은 물방울 형태로 공기 중에 퍼져 사람의 몸에 들어가 질병을 유발시킨다. 이러한 레지오넬라균은 섭씨 35도 내외에서 활발히 증식하며, 섭씨 60도 이상에서 사멸율이 급격하게 증가하고 섭씨 70도 내외의 고온에서는 즉시 사멸한다. 이를 이용하여, 본 발명은 균 사멸용 저류 탱크(800)를 열교환기(500)에 연결하여 열교환기(500) 내부를 순환하는 냉각수에 포함된 레지오넬라균을 사멸한다. 또한, 이와 같이, 레지오넬라균이 사멸된 냉각수로 운전이 지속됨에 따라 냉각탑에서의 레지오넬라균 증식을 억제할 수 있다.

순환수 분사 노즐(600)은 충전여재층(200) 상에 구비되어 순환수 저장영역에 저장된 순환수를 충전여재층(200) 위에 분사한다. 순환수 분사 노즐(600)의 형태는 한정되지 않지만, 스프레이 형태의 분사 노즐이나, 몸체(100) 상부에 동심원(몸체(100)가 원기둥 형태일 경우)이나 동심다각형 형태(몸체(100)가 다각기둥 형태일 경우)의 관에 다수개의 노즐이 소정간격으로 이격되어 형성된 형태 등으로 구현될 수 있다.

다음은 본 발명의 제1 실시예에 따른 응축기의 동작에 대해 설명한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 응축기는, 우선, 배가스 유입로(110)로 유입된 고온의 건조 배가스는 충전여재층(200)을 통과하여 몸체(100)의 상부로 상승한다. 순환수 저장영역순환수 저장영역에는 일정량의 순환수가 저류되어 있으며, 제2 순환수 저장영역(S2)의 순환수는 순환수 순환로를 통해 충전여재층(200) 상부의 순환수 분사 노즐(600)로 이송된다. 이후, 순환수 분사 노즐(600)에서 충전여재층(200)으로 분사된 순환수는 몸체(100)의 상부로 상승한 고온의 건조 배가스와 충전여재층(200)에서 접촉되어 온도가 상승한다. 충전여재층(200)에서 온도가 상승한 순환수와 충전여재층(200)에서 생성된 응축수는 직접 또는 응축수 가이드(400)를 통해 제1 순환수 저장영역(S1)에 유입된다. 제1 순환수 저장영역(S1)에 유입된 고온의 응축수는 제1 순환수 저장영역(S1)에 저장된 순환수와 혼합되며 제1 열교환기(510)에 의해 일부 열이 회수된다. 또한, 지속적인 응축수 유입에 의해 제1 순환수 저장영역(S1)의 순환수는 격벽(300)을 통해 제2 순환수 저장영역(S2)으로 이송된다. 이송된 순환수는 제1 열교환기(510)에 의해 제1 순환수 저장영역(S1)의 순환수보다 온도가 낮다. 이후, 제2 열교환기(520)에 의해 제2 순환수 저장영역(S2)으로 이송된 순환수의 열도 회수된다. 여기서, 제1 열교환기(510)와 제2 열교환기(520)를 순환하는 냉각수는 균 사멸용 저류 탱크(800)에 일정시간 저류되어 균의 사멸을 유도한다. 또한, 제2 열교환기(520)에 의해 제2 순환수 저장영역(S2)으로 이송된 순환수의 열이 회수되어 온도가 낮아진 순환수는 순환수 순환로를 통해 충전여재층(200) 상부의 순환수 분사 노즐(600)로 이송되며 전술된 단계가 반복된다. 또한, 이와 같이 순환수 저장영역을 다수개 형성함에 따라 본 실시예는 고온의 응축수로부터 열을 흡수할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 응축기는 몸체(100) 내로 유입된 건조 배가스가 고른 분포로 몸체(100) 상부로 상승하도록 하는 배가스 가이드(700)를 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 응축기에서 배가스 가이드의 개략 평면도이다.

배가스 가이드(700)는 응축수 가이드(400)와 충전여재층(200) 사이에 구비되어 배가스 유입로(110)로 유입된 고온의 건조 배가스가 응축기의 일부구간으로 편중되어 상승하는 것을 방지한다. 즉, 배가스 가이드(700)에 의해 유입된 건조 배가스가 응축기 내부 가장자리를 선회한 후 하부로 유입되어 충전여재층(200)이 구비된 영역으로 고루 분배될 수 있다. 이를 위해서, 배가스 가이드(700)는 도 4에 도시된 바와 같이, 링 형태 플레이트와, 링 형태 플레이트의 내부 가장자리를 따라 하향 절곡된 가이드판(W)을 포함한다.

링 형태 플레이트는 소정 두께 및 소정 면적을 갖는 플레이트가 링 형태로 형성된다. 본 실시예는 이와 같은 형태의 플레이트를 구비함으로써 몸체(100)의 일측으로 유입된 고온의 건조 배가스가 링 형태 플레이트의 중심의 개구된 영역을 통해 고르게 몸체(100) 상부로 상승하도록 할 수 있다.

가이드판(W)은 링 형태 플레이트의 내측 가장자리에서 하향으로 연장되되 링 형태 플레이트의 면과 직각으로 연장되는 것을 예시한다. 더욱이, 가이드판(W)은 하부에서 상부 방향으로 나사선 형태로 주름지도록 형성될 수 있으며, 이 경우, 건조 배가스를 몸체(100) 상부로 고르게 이동시킬 수 있다. 고온의 건조 배가스와의 접촉 면적을 증가시켜 응축수의 온도 상승 효과를 기대할 수 있다.

다음은 응축기를 다단으로 연결한 본 발명의 제2 실시예에 따른 응축기에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 후술될 내용 중 전술된 본 발명의 제1 실시예에 따른 응축기의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 응축기의 개념도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 응축기는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 응축기(P1)와, 제1 응축기(P1)에서 배출된 건조 배가스로부터 열을 회수하는 제2 응축기(P2)를 포함한다. 여기서, 제1 응축기(P1)와 제2 응축기(P2)의 구체적인 구조는 전술된 본 발명의 제1 실시예에 따른 응축기와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

제1 응축기(P1)와 제2 응축기(P2)는 열교환기(500)가 연결되어 있으며, 제1 응축기(P1)의 상부와 제2 응축기(P2)의 배가스 유입로(110)가 연결되어 있다. 이에 따라, 제1 응축기(P1)의 상부로 상승한 건조 배가스는 제2 응축기(P2)의 배가스 유입로(110)로 유입된다. 이와 같은 구조에 의해서, 본 실시예는 응축기의 용량을 증가시킬 수 있으며, 응축기의 다단연결에 의해 건조 배가스로부터 열을 최대한 회수할 수 있다.

다음은 본 발명의 제2 실시예에 따른 응축기의 동작에 대해 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 응축기는, 우선, 전술된 본 발명의 제1 실시예에 따른 응축기의 동작과 동일하게 제1 응축기(P1)가 작동한다. 다만, 본 실시예는 제1 응축기(P1)의 몸체(100) 상부로 상승한 고온의 건조 배가스가 제2 응축기(P2)의 배가스 유입로(110)로 유입되는 것이 상이하다. 또한, 제1 응축기(P1)로부터 고온의 건조 배가스를 배가스 유입로(110)로 받은 제2 응축기(P2)는 제1 응축기(P1)와 동일하게 작동한다.

본 실시예는 제1 응축기(P1)에서 일부 열이 회수된 고온의 건조 배가스를 제2 응축기(P2)로 보내어 나머지 열을 회수하는 구조이다. 즉, 본 실시예는 응축기 두 개가 연결된 2단 구조의 응축기를 예시하였으나, 동일한 패턴으로 다수개의 응축기를 다단 연결할수록 열 회수 효율은 증가한다.

다음은 격벽이 다수개 설치된 본 발명의 제3 실시예에 따른 응축기에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 응축기의 개념도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 응축기는 도 6에 도시된 바와 같이, 타워 형태이며 중공인 몸체(100)와, 몸체(100)의 내부를 상부와 하부로 구획하는 충전여재층(200), 몸체(100)의 하부를 일측과 타측으로 구획하는 다수개의 격벽(300), 충전여재층(200)과 격벽(300) 사이에 구비된 응축수 가이드(400), 격벽(300)이 구비된 몸체(100)의 하부에 저장된 순환수로부터 열을 회수하는 열교환기(500), 몸체(100)의 하부에 저장된 순환수를 충전여재층(200) 상부로 분사하는 순환수 분사 노즐(600)을 포함한다. 또한, 고온의 건조 배가스가 응축기의 일부구간으로 편중되어 상승하는 것을 방지하는 배가스 가이드(700) 및, 열교환기(500)를 순환하는 냉각수에 포함된 균의 사멸을 유도하는 균 사멸용 저류 탱크(800)를 포함할 수 있다. 여기서, 몸체(100)와 충전여재층(200), 열교환기(500), 순환수 분사 노즐(600), 배가스 가이드(700), 및 균 사멸용 저류 탱크(800)에 대한 설명은 전술된 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 응축기와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

본 실시예에서 격벽(300)으로 제1 격벽(310)과 제2 격벽(320)을 예시한다. 또한, 제1 격벽(310)과 제2 격벽(320)이 설치됨에 따라 제1 순환수 저장영역(S1)과 제2 순환수 저장영역(S2) 및 제3 순환수 저장영역(S3)으로 구획된다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 격벽(300)은 3개 이상도 설치될 수 있다.

응축수 가이드(400)는 충전여재층(200)과, 제2 순환수 저장영역(S2) 및 제3 순환수 저장영역 사이에 위치된 평판부와, 제1 순환수 저장영역(S1)과 제2 순환수 저장영역(S2) 사이에 위치된 절곡부를 포함한다. 즉, 응축수 가이드(400)는 충전여재층(200)에서 생성된 응축수가 제1 순환수 저장영역(S1)으로만 유입되도록 구비된다.

상술한 바와 같이, 본 실시예는 순환수 저장영역을 증가시키고 이에 따라 열교환기(500)도 증가시키므로 열교환 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

100: 몸체 101: 제1 측벽
102: 제2 측벽 110: 배가스 유입로
120: 응축수 배출로 200: 충전여재층
210: 제1 충전여재층 220: 제2 충전여재층
300: 격벽 310: 제1 격벽
320: 제2 격벽 400: 응축수 가이드
410: 제1 응축수 가이드 420: 제2 응축수 가이드
500: 열교환기 510: 제1 열교환기
520: 제2 열교환기 530: 제3 열교환기
540: 제4 열교환기 600: 순환수 분사 노즐
610: 제1 순환수 분사 노즐 620: 제2 순환수 분사 노즐
700: 배가스 가이드

Claims (7)

1. 유입된 건조 배가스와 순환수의 열교환에 의해 상기 건조 배가스 내의 수분을 응축시켜 생산된 응축수로부터 열을 회수하는 응축기로서,
   상기 건조 배가스가 유입되는 중공의 몸체와,
   상기 몸체의 내부를 상부와 하부로 구획하고, 상기 건조 배가스 내의 수분으로 응축수를 생성하는 충전여재층,
   상기 몸체의 하부를 적어도 하나 이상의 순환수 저장영역으로 구획하는 격벽,
   상기 충전여재층과 상기 격벽 사이에 구비된 응축수 가이드,
   상기 격벽이 구비된 몸체의 하부에 저장된 순환수로부터 열을 회수하는 열교환기, 및
   상기 몸체의 하부에 저장된 순환수를 상기 충전여재층 상부로 이송시켜 분사하는 순환수 분사 노즐을 포함하며,
   상기 열교환기는 상기 하나 이상의 순환수 저장영역에 각각 구비되는 다수개의 열교환기를 포함하고,
   상기 다수개의 열교환기 사이 중 적어도 어느 하나 이상에는 상기 다수개의 열교환기를 순환하는 냉각수를 바이패스하는 바이패스 설비가 구비되어 응축수 및 냉각수의 수온을 조절하는 응축기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 응축기는 다수개의 응축기를 포함하고,
   상기 다수개의 응축기는, 일 응축기에 유입되어 상부로 상승한 건조 배가스가 타 응축기로 이송되도록 연결된 응축기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 응축수 가이드는, 상기 충전여재층에서 생성된 응축수를, 상기 다수개의 순환수 저장영역 중 일 순환수 저장영역으로 이송시키는 응축기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 충전여재층과 상기 응축수 가이드 사이에 구비되며, 링 형태 플레이트와, 상기 링 형태 플레이트의 내측 가장자리에서 하향 연장된 가이드판을 포함하는 배가스 가이드를 더 포함하는 응축기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 가이드판은 나사선 형태로 주름진 응축기.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 순환수 분사 노즐은 상기 하나 이상의 순환수 저장영역 중 어느 하나에 저장된 순환수를 상기 충전여재층 상부로 이송시켜 분사하는 응축기.
   
7. 삭제

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