KR102150215B1 - System for removing vaporized material discharged from outdoor container of chemical - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화학물질 옥외 저장고의 벤트 라인에서 배출되는 기화물을 제거하기 위한 시스템으로, 더욱 상세하게는 벤트 라인에서 배출되는 기화물의 농도를 센싱하여 고농도에 해당시 기화물을 냉각기를 이용하여 냉각시켜 응축물을 다시 옥외 저장고를 인입하고 냉각기를 통과한 기화물을 흡착제로 흡착하여 에너지 사용량, 필요 흡착제의 양을 줄이면서 효과적으로 화학물질의 기화물을 제거할 수 있는 화학물질 옥외 저장고의 배출 기화물 제거시스템에 대한 것이다.The present invention is a system for removing vapors discharged from a vent line of an outdoor storage of chemicals, and more specifically, by sensing the concentration of vapors discharged from the vent line, and cooling the vapors using a cooler when the concentration is high. Evaporation of chemical substances that can effectively remove vapors of chemical substances while reducing energy consumption and required amount of adsorbent by adsorbing the vaporized material that has passed through the cooler with the adsorbent. It's about the removal system.
산업현장에서 사용되는 복합 유기화합물, 산성 물질 등의 다양한 화학물질은 사용 전에 임시로 옥외 저장고에 저장되게 된다. 상기 옥외 저장고는 저장되는 화학물질의 안정성을 유지할 수 있으면서, 화학물질의 인입 및 인출이 용이하고 저장 시 화학물질을 외부에 유출되지 않도록 하는 기능을 갖추어야 한다. 따라서, 하기의 특허문헌에 기재된 바와 같이, 상기 기능을 갖춘 옥외 저장고가 개발되고 있다.Various chemicals such as complex organic compounds and acidic substances used in industrial sites are temporarily stored in outdoor storage before use. The outdoor storage must have a function to maintain the stability of the stored chemical substances, facilitate the introduction and withdrawal of chemical substances, and prevent the chemical substances from leaking to the outside during storage. Therefore, as described in the following patent documents, outdoor storages having the above functions are being developed.
<특허문헌><Patent Literature>
실용신안공보 제20-0143431호(1999. 01. 23. 등록) "화학물질 저장장치"Utility Model Publication No. 20-0143431 (1999. 01. 23. Registration) "Chemical substance storage device"
하지만, 종래 옥외 저장고의 벤트 라인(Vent line)을 통해, 저장된 화학 물질의 기화물이 배출되어 주변 환경을 오염시키는 문제가 있다. 특히, 옥외 저장고에 화학물질을 인입 시 벤트 라인을 통해 많은 기화물이 배출되게 된다.However, there is a problem of polluting the surrounding environment by discharging the vaporized material of the stored chemical substance through the vent line of the conventional outdoor storage. In particular, when chemical substances are introduced into an outdoor storage room, a lot of vapor is discharged through the vent line.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,The present invention was devised to solve the above problems,
본 발명은 옥외 저장고의 벤트 라인을 통해 배출되는 저장 화학물질의 기화물을 제거하기 위한 화학물질 옥외 저장고의 배출 기화물 제거시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a system for removing vaporization of chemicals outdoor storage for removing vaporization of stored chemicals discharged through a vent line of an outdoor storage storage.
또한, 본 발명은 벤트 라인에서 배출되는 기화물의 농도를 센싱하여 고농도에 해당시 기화물을 냉각기를 이용하여 냉각시켜 응축물을 다시 옥외 저장고를 인입하고 냉각기를 통과한 기화물을 흡착제로 흡착하여, 에너지 사용량 및 필요 흡착제의 양을 줄이면서 효과적으로 화학물질의 기화물을 제거할 수 있는 화학물질 옥외 저장고의 배출 기화물 제거시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention senses the concentration of the vaporized material discharged from the vent line and cools the vaporized material using a cooler when the concentration corresponds to a high concentration. It is an object of the present invention to provide an exhaust vaporization system for an outdoor storage of chemicals that can effectively remove vaporization of chemicals while reducing energy consumption and the amount of adsorbent required.
또한, 본 발명은 옥외 저장고에 저장되는 화학 물질이 산성 물질인 경우, 산성 기화물의 제거에 최적화된 흡착제를 사용하여 산성 기화물의 효율적 제거가 가능한 화학물질 옥외 저장고의 배출 기화물 제거시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides a system for removing gaseous material discharged from outdoor storage of chemicals capable of efficiently removing acidic vapors by using an adsorbent optimized for removal of acidic vapors when the chemicals stored in the outdoor storage are acidic. It has its purpose.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.The present invention is implemented by an embodiment having the following configuration in order to achieve the above object.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 기화물 제거시스템은 화학물질을 저장하는 저장고의 벤트라인에서 유출되는 기화물을 냉각시켜 처리하는 냉각기와, 상기 냉각기에서 처리되지 못한 기화물을 흡착하여 처리하는 흡착기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the vaporization removal system according to the present invention includes a cooler that cools and treats vapors flowing out of a vent line of a storage storage for chemicals, and absorbs vapors that have not been processed in the cooler. It characterized in that it comprises an adsorber for processing.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 기화물 제거시스템에 있어서 상기 냉각기에서 기화물이 응축되어 형성된 응축물은 상기 저장고에 공급되고, 상기 냉각기에서 처리되지 못한 기화물은 출력단에서 배출되어 상기 흡착기에 유입되어 처리되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the vaporization removal system according to the present invention, the condensate formed by condensing vaporized material in the cooler is supplied to the storage, and the vaporized material not processed in the cooler is discharged from the output terminal. It is characterized in that it is introduced into the adsorber and processed.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 기화물 제거시스템에 있어서 화학물질 저장고의 벤트라인에서 유출되는 기화물을 냉각시켜 처리하는 냉각기와, 상기 냉각기에서 처리되지 못한 기화물 또는 상기 벤트라인에서 배출되는 기화물을 흡착하여 처리하는 흡착기와, 상기 저장고의 벤트라인과 냉각기의 입력단을 연결하는 유입관과, 상기 냉각기의 출력단과 상기 흡착기의 입력단을 연결하는 연결관과, 상기 유입관의 일측에 위치하여 상기 벤트라인에서 배출되는 기화물의 농도를 센싱하는 센서와, 일단은 상기 센서의 후단 상기 유입관에 연통되고 타단은 연결관에 연통되는 우회관과, 상기 우회관의 일측에 연결되어 상기 우회관의 개방을 조절하는 밸브와, 상기 저장고와 냉각기를 연결하여 냉각기에서 기화물이 응축되어 형성된 응축물을 저장고를 배출하는 공급관과, 상기 냉각기, 센서, 밸브의 작동을 제어하여 기화물 제거를 조절하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the vaporization removal system according to the present invention, a cooler that cools and treats vapors flowing out of the vent line of a chemical storage, and the vapors or the vents that have not been processed in the cooler An adsorber for adsorbing and treating vapors discharged from the line, an inlet pipe connecting the vent line of the storage and an input end of the cooler, a connection pipe connecting the output end of the cooler and the input end of the adsorber, and the inlet pipe A sensor located on one side to sense the concentration of vapors discharged from the vent line, one end communicates with the inlet pipe at the rear end of the sensor, and the other end connects to one side of the bypass pipe A valve for controlling the opening of the bypass pipe, a supply pipe for discharging the condensate formed by condensing vaporized material in the cooler by connecting the reservoir and the cooler, and controlling the operation of the cooler, sensor, and valve to vaporize It characterized in that it comprises a controller for controlling the removal.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 기화물 제거시스템에 있어서 상기 컨트롤러는 센서가 상기 저장고의 벤트라인에서 배출되는 기화물의 농도를 측정하여 전송한 정보를 확인하여 기화물의 농도가 설정된 기준 이상의 농도를 가지는 경우, 밸브를 제어하여 우회관이 폐쇄되도록 하고 상기 냉각기를 작동시켜, 상기 벤트라인에서 배출된 기화물이 냉각기를 통과하여 냉각기에서 응축되도록 하여 상기 응축물은 상기 공급관을 통해 다시 저장고에 공급되게 되며, 상기 냉각기에서 처리되지 못한 기화물은 출력단에서 배출되어 연결관을 통해 상기 흡착기에 유입되어 처리되도록 하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the vaporization removal system according to the present invention, the controller measures the concentration of vaporized vapor discharged from the vent line of the storage and checks the transmitted information to determine the concentration of vaporization. When the concentration exceeds the set standard, the valve is controlled to close the bypass pipe and the cooler is operated, so that the vaporized material discharged from the vent line passes through the cooler and condenses in the cooler, so that the condensate flows through the supply pipe. It is again supplied to the storage through the cooler, characterized in that the vaporized material that has not been treated in the cooler is discharged from the output terminal and introduced into the adsorber through a connection pipe to be treated.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 기화물 제거시스템에 있어서 상기 컨트롤러는 센서가 상기 저장고의 벤트라인에서 배출되는 기화물의 농도를 측정하여 전송한 정보를 확인하여 기화물의 농도가 설정된 기준 미만의 농도를 가지는 경우, 밸브를 제어하여 우회관이 개방되도록 하여, 상기 벤트라인에서 배출된 기화물이 우회관 및 연결관을 차례로 통과하여 상기 흡착기에 유입되어 처리되도록 하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the vaporization removal system according to the present invention, the controller measures the concentration of vaporized vapor discharged from the vent line of the storage and checks the transmitted information to determine the concentration of vaporization. When the concentration is less than the set standard, the valve is controlled to open the bypass pipe, so that the vaporized material discharged from the vent line sequentially passes through the bypass pipe and the connecting pipe to flow into the adsorber to be treated. do.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 기화물 제거시스템에 있어서 상기 흡착기는 내부에 흡착제가 담지되며, 상기 저장고에 저장되는 화학물질이 산성물질인 경우 상기 흡착제는 산성 가스 제거용 흡착제가 사용되고, 상기 산성 가스 제거용 흡착제는 염기성금속 염화물 및 담체를 혼합하여 담체 혼합물을 형성하는 담체혼합물형성단계와, 상기 담체 혼합물을 알칼리 수용액에 혼합하여 담체 용액을 형성하는 담체용액형성단계와, 상기 담체 용액을 계면활성제 용액에 투입하고 반응시켜 혼합용액을 형성하는 혼합용액형성단계와, 상기 혼합용액에 초산 용액을 투입하여 pH를 9 내지 10으로 조절하고 80 내지 120℃의 온도에서 2 내지 4시간 동안 반응시켜 걸쭉한 상태의 겔화된 건조물을 얻는 pH조절단계와, 상기 건조물에 산화아연 및 탄산칼슘 수용액을 혼합하여 반죽을 형성하는 반죽형성단계를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the vaporization removal system according to the present invention, the adsorbent is supported in the adsorbent, and when the chemical substance stored in the storage is an acidic substance, the adsorbent is an adsorbent for removing acidic gas. Is used, and the acidic gas removal adsorbent includes a carrier solution forming step of forming a carrier mixture by mixing a basic metal chloride and a carrier, and a carrier solution forming step of mixing the carrier mixture with an aqueous alkali solution to form a carrier solution, and the A mixed solution forming step in which a carrier solution is added to a surfactant solution and reacted to form a mixed solution, and an acetic acid solution is added to the mixed solution to adjust the pH to 9 to 10, and at a temperature of 80 to 120°C for 2 to 4 hours It is characterized in that it is produced through a pH adjustment step of reacting during the reaction to obtain a thick gelled dried product, and a dough forming step of forming a dough by mixing an aqueous zinc oxide and calcium carbonate solution with the dried product.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 기화물 제거시스템에 있어서 상기 담체는 활성탄 및 천연 제올라이트가 사용되며, 상기 활성탄은 상기 염기성금속 염화물 100중량부당 80 내지 120중량부가 사용되며, 상기 천연 제올라이트는 상기 염기성금속 염화물 100중량부당 80 내지 120중량부가 사용되고, 상기 염기성금속 염화물은 염화마그네슘 1g당 염화아연 8 내지 10g이 혼합된 혼합물이 사용되며, 상기 담체용액형성단계에서는 산화철이 추가로 혼합된 알카리 수용액이 사용되고, 상기 산화철은 상기 염기성금속 염화물 100중량부 15 내지 25중량부가 사용되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the vaporization removal system according to the present invention, activated carbon and natural zeolite are used as the carrier, and 80 to 120 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride are used as the carrier. Natural zeolite is used in an amount of 80 to 120 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride, and a mixture of 8 to 10 g of zinc chloride per 1 g of magnesium chloride is used as the basic metal chloride, and iron oxide is additionally mixed in the carrier solution forming step. The alkali aqueous solution is used, and the iron oxide is characterized in that 100 parts by weight of the basic metal chloride and 15 to 25 parts by weight are used.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 기화물 제거시스템에 있어서 상기 혼합용액형성단계는 상기 담체 용액을 계면활성제 용액에 투입하고 80 내지 120℃의 온도에서 2 내지 4시간 동안 반응시켜 혼합용액을 형성하고, 상기 계면활성제 용액은, 염기성금속 염화물 100중량부당 1800 내지 2500중량부가 사용되며, 증류수 1L당 계면활성제 80 내지 120g이 혼합되어 형성되며, 상기 혼합용액형성단계에서는 담체 용액을 한 방울씩 계면활성제 용액에 투입하고, 상기 산화아연은 상기 염기성 금속 염화물 100중량부당 80 내지 120중량부가 사용되며, 상기 탄산칼슘 수용액은, 상기 염기성 금속 염화물 100중량부당 50 내지 200중량부가 사용되며, 2 내지 3 몰농도를 가지고, 상기 반죽형성단계에서, 산화아연과 함께 탄산수소아연이 추가로 혼합되며,상기 탄산수소아연은 염기성 금속 염화물 100중량부당 30 내지 50중량부가 사용되며, 상기 반죽형성단계에서, 상기 탄산칼슘 수용액에 나노 다이아몬드가 추가로 혼합되며, 상기 나노 다이아몬드는 염기성 금속 염화물 100중량부에 대해여 1 내지 3중량부가 사용되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the step of forming the mixed solution in the vaporization removal system according to the present invention, the carrier solution is added to a surfactant solution and reacted at a temperature of 80 to 120°C for 2 to 4 hours. A mixed solution is formed, and the surfactant solution is formed by mixing 1800 to 2500 parts by weight per 100 parts by weight of basic metal chloride, and 80 to 120 g of surfactant per 1 liter of distilled water. Drop by drop, the zinc oxide is used in an amount of 80 to 120 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride, and the calcium carbonate aqueous solution is used in an amount of 50 to 200 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride, 2 To 3 molar concentration, in the dough forming step, zinc hydrogen carbonate is additionally mixed with zinc oxide, the zinc hydrogen carbonate is used in 30 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of basic metal chloride, in the dough forming step, Nanodiamonds are additionally mixed with the calcium carbonate aqueous solution, and the nanodiamonds are characterized in that 1 to 3 parts by weight is used based on 100 parts by weight of the basic metal chloride.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The present invention can obtain the following effects by the configuration, combination, and use relationship that will be described below with the present embodiment.
본 발명은 옥외 저장고의 벤트 라인을 통해 배출되는 저장 화학물질의 기화물을 제거할 수 있는 효과가 있다.The present invention has an effect of removing vapors of stored chemical substances discharged through a vent line of an outdoor storage room.
또한, 본 발명은 벤트 라인에서 배출되는 기화물의 농도를 센싱하여 고농도에 해당시 기화물을 냉각기를 이용하여 냉각시켜 응축물을 다시 옥외 저장고를 인입하고 냉각기를 통과한 기화물을 흡착제로 흡착하여, 에너지 사용량 및 필요 흡착제의 양을 줄이면서 효과적으로 화학물질의 기화물을 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention senses the concentration of the vaporized material discharged from the vent line and cools the vaporized material using a cooler when the concentration corresponds to a high concentration. , There is an effect of effectively removing vaporized chemical substances while reducing the amount of energy consumption and required adsorbent.
또한, 본 발명은 옥외 저장고에 저장되는 화학 물질이 산성 물질인 경우, 산성 물질의 제거에 최적화된 흡착제를 사용하여 산성 기화물의 효율적 제거가 가능한 효과가 있다.In addition, according to the present invention, when the chemical substance stored in the outdoor storage is an acid substance, it is possible to efficiently remove acidic vapors by using an adsorbent optimized for removing the acidic substance.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기화물 제거시스템을 설치되는 옥외 저장고를 설명하기 위한 참고도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기화물 제거시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기화물 제거시스템의 효율을 설명하기 위한 참고 사진.
도 4는 도 2의 흡착기에 사용되는 흡착제의 SEM이미지.1 is a reference diagram for explaining an outdoor storage room in which a vaporization removal system according to an embodiment of the present invention is installed.
2 is a block diagram of a vaporization removal system according to an embodiment of the present invention.
3 is a reference photograph for explaining the efficiency of the vaporization removal system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a SEM image of the adsorbent used in the adsorber of Figure 2;
이하에서는 본 발명에 따른 화학물질 옥외 저장고의 배출 기화물 제거시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a system for removing vapors from an outdoor storage of chemical substances according to the present invention will be described in detail. Unless otherwise defined, all terms in this specification are the same as the general meaning of the terms understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, and in case of conflict with the meaning of terms used herein, In accordance with the definitions used in the specification. In addition, detailed descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 옥외 저장고의 배출 기화물 제거시스템을 도 1 및 2를 참조하여 설명하면, 상기 기화물 제거시스템은 저장고(100)의 벤트라인(110)에서 유출되는 기화물을 냉각시켜 처리하는 냉각기(1)와, 상기 냉각기(1)에서 처리되지 못한 기화물 또는 상기 벤트라인(110)에서 배출되는 기화물을 흡착하여 처리하는 흡착기(2)와, 상기 저장고(100)의 벤트라인(110)과 냉각기(1)의 입력단을 연결하는 유입관(3)과, 상기 냉각기(1)의 출력단과 상기 흡착기(2)의 입력단을 연결하는 연결관(4)과, 상기 유입관(3)의 일측에 위치하여 상기 벤트라인(110)에서 배출되는 기화물의 농도를 센싱하는 센서(5)와, 일단은 상기 센서(5)의 후단 상기 유입관(3)에 연통되고 타단은 연결관(4)에 연통되는 우회관(6)과, 상기 우회관(6)의 일측에 연결되어 상기 우회관(6)의 개방을 조절하는 밸브(7)와, 상기 저장고(100)와 냉각기(1)를 연결하여 냉각기(1)에서 기화물이 응축되어 형성된 응축물을 저장고(100)를 배출하는 공급관(8)과, 상기 냉각기(1), 센서(2), 밸브(7)의 작동을 제어하여 기화물 제거를 조절하는 컨트롤러(미도시) 등을 포함한다. 상기 기화물 제거시스템은 저장고(100)의 벤트라인(110)에서 배출되는 기화물을 제거하는 것을 목적으로 하므로 상기 저장고(100)를 먼저 설명하면, 상기 저장고(100)는 산업현장에서 사용되는 다양한 화학물질을 임시로 저장하는 구성으로, 내부 압력을 유지하기 위한 벤트라인(110)을 가지고 있으며, 벤트라인(110)은 저장고(100) 내부와 외부를 연통시켜 저장고(100)를 개방하므로, 저장고(100) 내부에 저장된 화학물질이 자연 기화에 의해 상기 벤트라인(110)으로 배출될 수 있으며, 특히 상기 저장고(100)에 화학물질의 인입시 고농도의 기화물이 상기 벤트라인(110)을 통해 배출될 수 있다.Referring to Figs. 1 and 2, the vaporization removal system of the outdoor storage of chemical substances according to an embodiment of the present invention is described, wherein the vaporization removal system is a vaporization discharged from the
상기 냉각기(1)는 저장고(100)의 벤트라인(110)에서 유출되는 기화물을 냉각시켜 처리하는 구성으로, 산업적으로 사용되는 종래의 냉각기 사용될 수 있다. 상기 냉각기(1)는 유입관(3)을 통해 상기 저장고(100)의 벤트라인(110)과 연결되어, 상기 벤트라인(110)에서 배출되는 기화물을 냉각하게 된다. 상기 냉각기(1)에서 기화물이 응축되어 형성된 응축물은 상기 공급관(8)을 통해 다시 저장고(100)에 공급되게 되며, 상기 냉각기(1)에서 처리되지 못한 기화물은 출력단에서 배출되어 연결관(4)을 통해 상기 흡착기(2)에 유입되어 처리되게 된다.The
상기 흡착기(2)는 상기 냉각기(1)에서 처리되지 못한 기화물 또는 벤트라인(110)에서 배출된 기화물을 흡착하여 처리하는 구성으로, 내부에 흡착제를 가지는 산업적으로 사용되는 종래의 흡착기가 사용될 수 있다. 상기 흡착기(2)는 상기 연결관(4)을 통해 상기 냉각기(1)와 연결되고, 상기 연결관(4)의 일측에는 우회관(6)이 연결되어, 상기 냉각기(1) 또는 벤트라인(110)에서 배출되는 기화물을 흡착하여 제거하게 된다. 상기 흡착기(2)에서 처리되는 기화물은 냉각기(1)를 통과하거나 벤트라인(110)에서 직접 배출되는 기화물로, 벤트라인(110)에서 배출되는 기화물의 농도에 따라 상기 흡착기(2)에서 처리되는 기화물이 달라지는데 이에 대해서는 하기에서 자세히 설명하기로 한다.The
상기 유입관(3)은 상기 저장고(100)의 벤트라인(110)과 냉각기(1)의 입력단을 연결한다.The
상기 연결관(4)은 상기 냉각기(1)의 출력단과 상기 흡착기(2)의 입력단을 연결한다.The
상기 센서(5)는 상기 유입관(3)의 일측에 위치하여 상기 벤트라인(110)에서 배출되는 기화물의 농도를 센싱하여 정보를 컨트롤러에 전송한다. The
상기 우회관(6)은 일단은 상기 센서(4)의 후단 상기 유입관(3)에 연통되고 타단은 연결관(4)에 연통된다. One end of the
상기 밸브(7)는 상기 우회관(6)의 일측에 연결되어 상기 우회관(6)의 개방을 조절한다. The
상기 공급관(8)은 상기 저장고(100)와 냉각기(1)를 연결하여 냉각기(1)에서 기화물이 응축되어 형성된 응축물을 저장고(100)를 배출한다.The
상기 컨트롤러는 상기 냉각기(1), 센서(2), 밸브(7)의 작동을 제어하여 기화물 제거를 조절하는 구성이다. 상기 컨트롤러는 센서(5)가 상기 저장고(100)의 벤트라인(110)에서 배출되는 기화물의 농도를 측정하여 전송한 정보를 확인하여 기화물의 농도가 설정된 기준 이상의 농도를 가지는 경우, 밸브(7)를 제어하여 우회관(6)이 폐쇄되도록 하고 상기 냉각기(1)를 작동시켜, 상기 벤트라인(110)에서 배출된 기화물이 냉각기(1)를 통과하여 냉각기(1)에서 응축되도록 하여 상기 응축물은 상기 공급관(8)을 통해 다시 저장고(100)에 공급되게 되며, 상기 냉각기(1)에서 처리되지 못한 기화물은 출력단에서 배출되어 연결관(4)을 통해 상기 흡착기(2)에 유입되어 처리되게 된다. 또한, 상기 기화물의 농도가 설정된 기준 미만의 농도를 가지는 경우, 상기 컨트롤러는 밸브(7)를 제어하여 우회관(6)이 개방되도록 하여, 상기 벤트라인(110)에서 배출된 기화물이 우회관(6) 및 연결관(4)을 차례로 통과하여 상기 흡착기(2)에 유입되어 처리되도록 한다. 도 3은 고농도(설정 기준 이상)의 기화물(복합 유기물(JD-305)에 대한 기화물임)을, 냉각기 처리없이 흡착기를 이용하여 처리한 후(상측 사진) 및 냉각기 처리 후 흡착기를 이용하여 처리한 후(하측 사진) 후의 흡착제(a), 흡착기 내부(b), 물에 담겨진 흡착제(c) 사진인데, 고농도의 기화물을 냉각 처리 없이 흡착 제거하는 경우 냄새가 심하고, 흡착기 내부에 흡착제가 침적되고, 물에 담겨진 흡착제가 끈적끈적함을 알 수 있어, 고농도의 기화물을 냉각 처리 없이 흡착 제거하는 경우 효과적으로 기화물을 처리할 수 없으며 필요 흡착제의 양이 많아져 경제성이 떨어짐을 알 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 베트라인에서 배출되는 기화물의 농도가 고농도인 경우 냉각처리 후 흡착처리하여 흡착 효율과 필요 흡착제의 양을 줄이며, 상기 벤트라인에서 배출되는 기화물의 농도가 흡착기가 처리할 수 있는 저농도인 경우 냉각기의 작동없이 상기 벤트라인에서 배출되는 기화물을 직접 흡착제가 처리하도록 하여 냉각기 작동에 필요한 에너지를 절약할 수 있게 된다.The controller controls the operation of the
상기 흡착기에 담지되어 기화물을 흡착하는 흡착제는 저장되는 화학물질에 따라 다양한 종류의 흡착제가 이용될 수 있는데, 예컨대 상기 화학물질이 산성물질인 경우, 하기의 산성 가스 제거용 흡착제가 사용되게 된다.The adsorbent supported on the adsorber to adsorb vapors may be various types of adsorbents depending on the stored chemical material. For example, when the chemical material is an acidic material, the following adsorbent for removing acidic gas is used.
상기 산성 가스 제거용 흡착제는 염기성 금속염화물 및 담체를 혼합하여 담체 혼합물을 형성하는 담체혼합물형성단계와, 상기 담체 혼합물을 알칼리 수용액을 혼합하여 담체 용액을 형성하는 담체용액형성단계와, 상기 담체 용액을 계면활성제 용액에 투입하고 반응시켜 혼합용액을 형성하는 혼합용액형성단계와, 상기 혼합용액에 초산 용액을 투입하여 pH를 9 내지 10으로 조절하고 건조하여 건조물을 얻는 pH조절단계와, 상기 건조물에 산화아연 및 탄산칼슘 수용액을 혼합하여 반죽을 형성하는 반죽형성단계와, 상기 반죽을 성형한 후 건조하여 흡착제를 형성하는 건조단계를 거쳐 제조되게 되며, 상기 흡착제는 산성 가스를 제거하게 되는데, 상기 산성 가스에는 활로겐화 수소(HF, HCl, HBr 등), 활로겐 가스(Cl2, F2, ClF3 등) 등의 다양한 산성 가스를 포함한다.The acidic gas removal adsorbent includes a carrier mixture forming step of forming a carrier mixture by mixing a basic metal chloride and a carrier, a carrier solution forming step of mixing the carrier mixture with an aqueous alkali solution to form a carrier solution, and the carrier solution A mixed solution forming step of adding and reacting to a surfactant solution to form a mixed solution; adjusting the pH to 9 to 10 by adding an acetic acid solution to the mixed solution and drying to obtain a dried product; and oxidation to the dried product. It is manufactured through a dough-forming step of mixing zinc and calcium carbonate aqueous solution to form a dough, and a drying step of forming the dough and then drying to form an adsorbent, and the adsorbent removes acidic gas. Includes various acidic gases such as hydrogen glide (HF, HCl, HBr, etc.) and glide gas (Cl 2 , F 2 , ClF 3, etc.).
상기 담체혼합물형성단계는 염기성 금속염화물 및 담체를 혼합하여 담체 혼합물을 형성하는 단계이다. 상기 염기성 금속염화물은 분말의 형태로 사용될 수 있으며, 평균직경이 0.5 내지 200㎛를 가지는 것이 바람직하다. 상기 염기성 금속염화물은 염화아연, 염화마그네슘 및 염화칼슘으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되는 것이 바람직하며, 염화마그네슘 1g당 염화아연 8 내지 10g이 혼합 사용되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 담체는 분말의 형태로 사용될 수 있으며, 석탄계 활성탄 및 제올라이트가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 석탄계 활성탄은 상기 염기성 금속염화물 100중량부당 80 내지 120중량부가 사용되며, 0.1 ~ 0.4cm3/g의 총기공부피를 가지고, 2 ~ 10nm의 평균기공크기를 가지며, 100 ~ 400m2/g의 비표면적을 가지는 것이 바람직하다. 상기 제올라이트는 천연 제올라이트가 사용될 수 있으며, 상기 염기성 금속염화물 100중량부당 80 내지 120중량부가 사용되고, 0.1 ~ 0.5cm3/g의 총기공부피를 가지며, 2~20nm의 평균기공크기를 가지고, 100 ~ 150m2/g의 비표면적을 가지는 것이 바람직하다.The step of forming a carrier mixture is a step of forming a carrier mixture by mixing a basic metal chloride and a carrier. The basic metal chloride may be used in the form of a powder, and preferably has an average diameter of 0.5 to 200 μm. The basic metal chloride is preferably at least one selected from the group consisting of zinc chloride, magnesium chloride, and calcium chloride, and more preferably, 8 to 10 g of zinc chloride per 1 g of magnesium chloride are used in combination. The carrier may be used in the form of a powder, and coal-based activated carbon and zeolite are preferably used. The coal-based activated carbon is used in an amount of 80 to 120 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride, has a total pore volume of 0.1 to 0.4 cm 3 /g, has an average pore size of 2 to 10 nm, and has an average pore size of 100 to 400 m 2 /g. It is desirable to have a specific surface area. The zeolite may be a natural zeolite, 80 to 120 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride is used, has a total pore volume of 0.1 to 0.5 cm 3 /g, has an average pore size of 2 to 20 nm, and 100 to It is preferred to have a specific surface area of 150 m 2 /g.
상기 담체용액형성단계는 상기 담체 혼합물을 알칼리 수용액을 혼합하여 담체 용액을 형성하는 단계로, 상기 알칼리 수용액은 염기성 금속염화물 100중량부당 2000 내지 3000중량부가 사용되며, 증류수 1L당 수산화나트륨 200 내지 600g이 혼합되어 형성되는 것이 바람직하다.The carrier solution forming step is a step of forming a carrier solution by mixing the carrier mixture with an aqueous alkali solution, and the alkali aqueous solution is used in an amount of 2000 to 3000 parts by weight per 100 parts by weight of a basic metal chloride, and 200 to 600 g sodium hydroxide per 1 liter of distilled water. It is preferably formed by mixing.
상기 혼합용액형성단계는 상기 담체 용액을 계면활성제 용액에 투입하고 80 내지 120℃의 온도에서 2 내지 4시간 동안 반응시켜 혼합용액을 형성하는 단계로, 상기 계면활성제 용액은 염기성 금속염화물 100중량부당 1800 내지 2500중량부가 사용되며, 증류수 1L당 계면활성제 80 내지 120g이 혼합되어 형성되는 것이 바람직하며, 계면활성제는 TTAB(tetradecyl trimethyl ammonium bromide), DTAB(dodecyl trimethyl ammonium bromide), CTAB(cetyl trimethyl ammonium bromide), Tween-20(polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate), Tween-40(polyoxyethylene (40) sorbitan monopalmitate) 및 Tween-80(polyoxyethylene (80) sorbitan monooleate)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 이용될 수 있다. 상기 담체 용액과 계면활성제 용액을 한꺼번에 혼합하는 경우 담체의 골결구조가 망가져 균일하게 재배열이 이루어지 않아 염기성 금속들이 분산되지 않아 신터링 현상이 초래되어 흡착 성능을 저하시킬 수 있으므로, 상기 혼합용액형성단계에서는 담체 용액을 한 방울씩(drop by drop) 계면활성제 용액에 투입하게 된다. 상기 담체의 비표면적이 크면 클수록, 물리흡착의 효율이 증대되고, 염기성 금속의 적재량이 많아져 화학흡착 효율이 증대되어, 산성 가스가 더욱 효과적으로 제거되게 되는데, 상기 흡착제의 제조방법은 비표면적이 작아 가치가 떨어지는 천연 제올라이트를 알칼리 수용액에 녹인 상태에서 계면활성제를 넣어 강제적으로 기공이 생기도록 유도하고 활성탄 분말과 결합하도록 하여 마이크로 크기의 기공 결합구조에서 메조포러스한 기공을 가지는(즉, 발달된 기공을 가지는) 담체를 형성하여, 기공 및 비표면적을 크게 할 수 있다. 한편, 담체로 활성탄만을 이용하는 경우 제조된 흡착제의 강도가 떨어지게 되는데, 상기 흡착제의 제조방법은 천연 제올라이트를 알칼리 수용액에 녹인 상태에서 계면활성제를 넣어 강제적으로 기공이 생기도록 유도하고 활성탄 분말과 결합하도록 담체를 형성하므로, 제조된 흡착제의 비표면적을 크게 할뿐만 아니라 강도도 증가시킬 수 있게 된다. 상기 혼합용액형성단계에서 산화철이 추가로 혼합된 알카리 수용액을 사용하는 경우, 염기성 금속(아연, 마그네슘, 칼슘 등)의 담체 내에 분산성을 더욱 크게 하여 산성 가스 제거 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 산화철은 염기성 금속염화물 100중량부 15 내지 25중량부가 사용되는 것이 바람직하다.The mixed solution forming step is a step of forming a mixed solution by adding the carrier solution to a surfactant solution and reacting at a temperature of 80 to 120°C for 2 to 4 hours, and the surfactant solution is 1800 per 100 parts by weight of a basic metal chloride. To 2500 parts by weight, and preferably formed by mixing 80 to 120 g of surfactant per 1 L of distilled water, and the surfactant is TTAB (tetradecyl trimethyl ammonium bromide), DTAB (dodecyl trimethyl ammonium bromide), CTAB (cetyl trimethyl ammonium bromide) , Tween-20 (polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate), Tween-40 (polyoxyethylene (40) sorbitan monopalmitate), and Tween-80 (polyoxyethylene (80) sorbitan monooleate) Any one or more selected from the group consisting of may be used. When the carrier solution and the surfactant solution are mixed at the same time, the bone grain structure of the carrier is damaged and rearrangement is not performed uniformly, so that basic metals are not dispersed, resulting in a sintering phenomenon, which may degrade the adsorption performance, thus forming the mixed solution. In the step, the carrier solution is added drop by drop to the surfactant solution. The larger the specific surface area of the carrier, the higher the efficiency of physical adsorption, the greater the loading amount of the basic metal, thereby increasing the chemical adsorption efficiency, and thus the acidic gas is more effectively removed.The method of preparing the adsorbent has a smaller specific surface area. In a state of dissolving a low-value natural zeolite in an aqueous alkali solution, a surfactant is added to forcibly induce pores to be formed, and to bind with the activated carbon powder, thereby having mesoporous pores in a micro-sized pore-binding structure (i.e., developed pores). Eggplant) by forming a carrier, it is possible to increase the pores and specific surface area. On the other hand, when only activated carbon is used as a carrier, the strength of the prepared adsorbent decreases.In the method for preparing the adsorbent, a surfactant is added in a state in which natural zeolite is dissolved in an aqueous alkali solution to forcibly induce pores to be formed, and to bind with the activated carbon powder. As a result, it is possible to increase the strength as well as increase the specific surface area of the prepared adsorbent. In the case of using an aqueous alkali solution in which iron oxide is additionally mixed in the mixed solution forming step, the acidic gas removal efficiency can be further improved by further increasing the dispersibility in the carrier of the basic metal (zinc, magnesium, calcium, etc.). The iron oxide is preferably used in an amount of 15 to 25 parts by weight of 100 parts by weight of a basic metal chloride.
상기 pH조절단계는 상기 혼합용액에 초산 용액을 투입하여 pH를 9 내지 10으로 조절하고 80 내지 120℃의 온도에서 2 내지 4시간 동안 반응시켜 걸쭉한 상태의 겔화된 건조물을 얻는 단계이다. 상기 건조물의 pH가 9보다 작은 경우 산성 가스 제거 효율이 떨어지며 10보다 큰 경우 강알칼리에 의해 담체의 골격구조가 무너져 흡착제의 성능이 저하되게 된다.The pH adjusting step is a step of adding an acetic acid solution to the mixed solution to adjust the pH to 9 to 10 and reacting at a temperature of 80 to 120°C for 2 to 4 hours to obtain a thick gelled dried product. When the pH of the dried product is less than 9, the acidic gas removal efficiency decreases, and when the pH of the dried product is greater than 10, the skeleton structure of the carrier is collapsed by strong alkali, and the performance of the adsorbent decreases.
상기 반죽형성단계는 상기 건조물에 산화아연 및 탄산칼슘 수용액을 혼합하여 반죽을 형성하는 단계로, 상기 산화아연은 바인더의 역할을 수행하며, 상기 염기성 금속 염화물 100중량부당 80 내지 120중량부가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 탄산칼슘 수용액이 사용됨으로 인해 흡착제의 강도를 증가시켜, 상기 탄산칼슘 수용액은 상기 염기성 금속 염화물 100중량부당 50 내지 200중량부가 사용되며, 2 내지 3 몰농도를 가지는 것이 바람직하다. 상기 반죽형성단계에서, 탄산수소아연(Zn(HCO3)2)을 추가로 사용하는 경우 반응과정에서 생성된 수분에 의해 할로겐화수소 및 활로겐가스가 추가적인 이온화가 이루어지며, 탄산칼슘 수용액에 나노 다이아몬드가 추가로 혼합되는 경우 반응 과정에서 열을 효과적으로 분산시켜(흡착제는 고온의 산성 가스와 반응하고 흡착 과정을 발열 반응이므로, 흡착제에서 온도가 균일하지 않는 경우 흡착반응 효율이 떨어지고 흡착제가 손상될 수 있음), 산성가스 제거 효율을 향상시키게 된다. 상기 탄산수소아연은 염기성 금속 염화물 100중량부당 30 내지 50중량부가 사용되는 것이 바람직하며, 상기 나노다이아몬드는 흡착제의 열전도율을 높여 전체에 걸쳐 균일한 온도를 가지도록 하며, 염기성 금속 염화물 100중량부에 대해여 1 내지 3중량부가 사용되는 것이 바람직하다.The dough forming step is a step of forming a dough by mixing an aqueous zinc oxide and calcium carbonate solution with the dried product, wherein the zinc oxide serves as a binder, and 80 to 120 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride is used. desirable. Since the calcium carbonate aqueous solution is used, the strength of the adsorbent is increased, so that the calcium carbonate aqueous solution is used in an amount of 50 to 200 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride, and preferably has 2 to 3 molar concentration. In the dough forming step, when zinc hydrogen carbonate (Zn(HCO 3 ) 2 ) is additionally used, hydrogen halide and activator gas are additionally ionized by moisture generated in the reaction process, and nanodiamonds are added to the calcium carbonate aqueous solution. If is further mixed, heat is effectively dispersed during the reaction process ), improves acid gas removal efficiency. The zinc hydrogen carbonate is preferably used in an amount of 30 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride, and the nanodiamond increases the thermal conductivity of the adsorbent so that it has a uniform temperature throughout, and based on 100 parts by weight of the basic metal chloride. It is preferable to use 1 to 3 parts by weight.
상기 건조단계는 상기 반죽을 성형한 후 건조하여 흡착제를 형성하는 단계로, 예컨대 압출성형기를 이용하여 펠릿 형태로 흡착제를 제조할 수 있으며, 회전성형기를 이용하여 구형 형태로 흡착제를 제조할 수 있다.The drying step is a step of forming an adsorbent by molding and drying the dough to form an adsorbent. For example, an adsorbent may be prepared in a pellet form using an extrusion molding machine, and an adsorbent may be prepared in a spherical shape using a rotary molding machine.
이하에서는 상기 흡착제를 사용하는 경우 산성 가스의 흡착 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 실시예를 통해 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, the effect of improving the adsorption efficiency of acidic gas when the adsorbent is used will be described in detail through examples.
<실시예 1> 흡착제의 제조<Example 1> Preparation of adsorbent
1. 실시예 11. Example 1
(1) 염기성 금속염화물(ZnCl2·6H2O 45g 및 MgCl2·6H2O 5g) 50g, 석탄계 활성탄 50g 및 천연 제올라이트 50g을 혼합하여 담체 혼합물을 준비하고, 수산화나트륨 400g을 증류수 1000ml에 녹여 알칼리 수용액을 준비하고, 상기 담체 혼합물과 알칼리 수용액을 혼합 후 1시간 동안 교반하여 담체 용액을 준비하였다.(1) A carrier mixture was prepared by mixing 50 g of basic metal chloride (45 g of ZnCl 2 ·6H 2 O and 5 g of MgCl 2 ·6H 2 O), 50 g of coal-based activated carbon and 50 g of natural zeolite, and 400 g of sodium hydroxide was dissolved in 1000 ml of distilled water and alkali. An aqueous solution was prepared, and the carrier mixture and an aqueous alkali solution were mixed and stirred for 1 hour to prepare a carrier solution.
(2) CTAB 100g을 증류수 1000ml에 혼합 교반하여 계면활성제 용액을 얻고, 상기 담체 용액을 한 방울씩(drop by drop) 계면활성제 용액에 투입한 후 1시간 동안 교반하고 100℃ 오븐에서 3시간 반응시키고, 초산 용액을 투입해 pH가 10이 되도록 한 후 100℃ 오븐에서 3시간 반응시켰다. 이후, 바인더로 산화아연 50g을 추가하고 2.5mol 농도의 탄산칼슘 수용액을 혼합하여 반죽을 형성하고, 상기 반죽을 회전성형기를 이용하여 구형 형태로 성형한 후 100℃에서 건조하여 흡착제를 형성하였다.(2) 100 g of CTAB was mixed and stirred in 1000 ml of distilled water to obtain a surfactant solution, and the carrier solution was added drop by drop to the surfactant solution, stirred for 1 hour, and reacted in an oven at 100° C. for 3 hours. After adding an acetic acid solution to a pH of 10, it was reacted in an oven at 100° C. for 3 hours. Thereafter, 50 g of zinc oxide was added as a binder, and an aqueous calcium carbonate solution having a concentration of 2.5 mol was mixed to form a dough, and the dough was molded into a spherical shape using a rotary molding machine, and dried at 100° C. to form an adsorbent.
2. 실시예 22. Example 2
CTAB 대신에 TTAB가 사용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 1과 동일하게 하여 흡착제를 형성하였다.An adsorbent was formed in the same manner as in Example 1 except that TTAB was used instead of CTAB.
3. 실시예 33. Example 3
계면활성제 용액 대신에 증류수 1100ml가 사용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 1과 동일하게 하여 흡착제를 형성하였다.An adsorbent was formed in the same manner as in Example 1 except that 1100 ml of distilled water was used instead of the surfactant solution.
4. 실시예 44. Example 4
알칼리 수용액 대신에 증류수 1400ml가 사용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 1과 동일하게 하여 흡착제를 형성하였다.An adsorbent was formed in the same manner as in Example 1 except that 1400 ml of distilled water was used instead of the aqueous alkali solution.
5. 실시예 55. Example 5
담체 용액을 한 방울씩 계면활성제 용액에 투입하지 않고, 담체 용액 전체를 한꺼번에 계면활성제 용액에 투입한 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 1과 동일하게 하여 흡착제를 형성하였다.The adsorbent was formed in the same manner as in Example 1 except that the carrier solution was not added dropwise to the surfactant solution and the entire carrier solution was added to the surfactant solution at once.
6. 실시예 66. Example 6
ZnCl2·6H2O 45g 및 MgCl2·6H2O 5g 대신에 ZnCl2·6H2O 50g이 사용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 1과 동일하게 하여 흡착제를 형성하였다. 2 · 6H 2 O 45g and ZnCl 2 · 6H 2 O 5g instead of MgCl 2 · 6H 2 O 50g The ZnCl were formed and the adsorbent in the same manner as one of Example 1, except that the other conditions used in the.
7. 실시예 77. Example 7
ZnCl2·6H2O 대신에 CaCl2·2H2O이 사용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 1과 동일하게 하여 흡착제를 형성하였다.Except that CaCl 2 ·2H 2 O was used instead of ZnCl 2 ·6H 2 O, an adsorbent was formed under the same conditions as in Example 1 1.
8. 실시예 88. Example 8
탄산칼슘 수용액 대신에 동일 양의 증류수가 사용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 1과 동일하게 하여 흡착제를 형성하였다.An adsorbent was formed in the same manner as in Example 1 except that the same amount of distilled water was used instead of the aqueous calcium carbonate solution.
9. 실시예 99. Example 9
알칼리 수용액에 10g의 산화철이 추가로 사용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 1과 동일하게 하여 흡착제를 형성하였다.An adsorbent was formed in the same manner as in Example 1 except that 10 g of iron oxide was additionally used in the aqueous alkali solution.
10. 실시예 1010. Example 10
산화아연 50g가 함께 탄산수소아연 20g이 추가로 사용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 9와 동일하게 하여 흡착제를 형성하였다.Except that 50 g of zinc oxide and 20 g of zinc hydrogen carbonate were additionally used, an adsorbent was formed in the same manner as 9 of Example 1.
11. 실시예 1111. Example 11
탄산칼슘 수용액에 나노 다이아몬드(PL-D-G01 사용) 1g이 추가로 사용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 10과 동일하게 하여 흡착제를 형성하였다.An adsorbent was formed in the same manner as in Example 1, except that 1 g of nano diamonds (using PL-D-G01) was additionally used in the calcium carbonate aqueous solution.
<실시예 2> 물리적 특성 확인<Example 2> Physical properties confirmation
1. 실시예 1의 1 내지 5 및 11에서 제조된 흡착체를 BET 장치(비표면적 분석장치)를 사용하여 비표면적(m2/g)을 측정하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 실시예의 1의 1 및 3에서 제조된 흡착체를 SEM으로 측정하여, 그 결과를 도 1에 나타내었다(도 1의 (a)는 실시예 1의 1에서 제조된 흡착제의 SEM 이미지이고, 도 1의 (b)는 실시예 1의 3에서 제조된 흡착제의 SEM 이미지임).1. The specific surface area (m 2 /g) of the adsorbents prepared in Example 1 1 to 5 and 11 was measured using a BET apparatus (specific surface area analyzer), and the results are shown in Table 1. In addition, the adsorbents prepared in Example 1 1 and 3 were measured by SEM, and the results are shown in Fig. 1 (Fig. 1A is an SEM image of the adsorbent prepared in Example 1, Figure 1 (b) is a SEM image of the adsorbent prepared in Example 1 3).
2. 표 1을 보면, 실시예 1의 1, 2 및 11에서 제조된 흡착제에 비해서 실시예 1의 3 내지 5에서 제조된 흡착제의 비표면적이 현저하게 작음을 확인할 수 있어, 계면활성제를 사용하지 않거나, 담체 용액 형성시 알칼리 수용액을 사용하지 않거나, 담체 용액과 계면활성제 용액을 한꺼번에 혼합하는 경우, 제조된 흡착제의 비표면적이 작음을 알 수 있고, 실시예 1의 1 및 2에서 제조된 흡착제에 비해서 실시예 1의 11에서 제조된 흡착제의 비표면적이 작으나 차이가 얼마 나지 않아, 메조포러스한 기공을 형성한 후 특정 기능을 부여하기 위해 첨가된 첨가물에 의해 미표적에 미치는 영향이 적음을 알 수 있다. 또한, 그림 1을 보면 실시예 1의 1에서 제조된 흡착제는 메조포러스한 기공(기공 직경 3.53nm임)을 가지는데 반해, 실시예 1의 3에서 제조된 흡착제는 표면적이 매끄러운 것을 확인할 수 있어, 실시예 1의 1에서 제조된 흡착제는 메조포러스한 기공 구조를 가져 비표면적이 증가되었음을 알 수 있다.2. Looking at Table 1, it can be seen that the specific surface area of the adsorbents prepared in Example 1 3 to 5 was significantly smaller than that of the adsorbents prepared in Example 1, 2 and 11, and no surfactant was used. Or, when the alkali aqueous solution is not used when the carrier solution is formed, or when the carrier solution and the surfactant solution are mixed together, it can be seen that the specific surface area of the prepared adsorbent is small, and in the adsorbents prepared in Example 1 1 and 2 In comparison, the specific surface area of the adsorbent prepared in Example 1 11 was small, but there was little difference, so it was found that the effect on the untargeted by the additive added to impart a specific function after the formation of mesoporous pores was small. have. In addition, looking at Figure 1, the adsorbent prepared in Example 1 1 has mesoporous pores (pore diameter of 3.53 nm), whereas the adsorbent prepared in Example 1 3 has a smooth surface area. It can be seen that the adsorbent prepared in Example 1 of 1 had a mesoporous pore structure and thus increased specific surface area.
<실시예 3> 산가스 처리 효율 평가<Example 3> Acid gas treatment efficiency evaluation
1. 흡착 제거 실험은 내경이 25mm이고 높이가 80mm인 유리 재질의 원통형 반응기에 실시예 1의 1 내지 11에서 준비된 흡착제 각각 20ml를 넣고 진행하였다. 염화수소(HCl) 표준가스(998umol/mol N2 Balance로 제조됨)를 유량 1LPM로 일정하게 유지하여 연속적으로 흘려 주었으며, 반응 후 흘러나온 가스는 FT-IR(MIDAC, 대한민국)을 통해 분석하였고, 가스의 농도가 10ppm에 이를 때 파괴시점으로 보고, 흡착제 1L당 제거된 HCl가스 양을 흡착성능으로 평가하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 또한, 염소(Cl2) 표준가스(1,012umol/mol N2 Balance로 제조됨)를 유량 5LPM로 일정하게 유지하여 연속적으로 흘려 주었으며, 반응 후 흘러나온 가스는 테들러백에 포집하여 검지관(가스텍, 일본)으로 측정하였고, 포집된 가스의 농도가 10ppm에 이를 때를 파괴시점으로 보고, 흡착제 1L당 제거된 Cl2 양을 흡착성능으로 평가하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.1. The adsorption removal experiment was carried out by putting 20 ml of each of the adsorbents prepared in Examples 1 to 11 in a cylindrical reactor made of glass having an inner diameter of 25 mm and a height of 80 mm. Hydrogen chloride (HCl) standard gas (manufactured with 998umol/mol N 2 Balance) was continuously flowed by maintaining a constant flow rate of 1LPM, and the gas flowing out after the reaction was analyzed through FT-IR (MIDAC, Korea). When the concentration of reached 10 ppm, it was reported as the time of destruction, and the amount of HCl gas removed per 1 L of adsorbent was evaluated as adsorption performance, and the results are shown in Table 2. In addition, chlorine (Cl 2 ) standard gas (manufactured with 1,012 umol/mol N 2 Balance) was kept constant at a flow rate of 5 LPM, and the gas flowed out after the reaction was collected in a Tedler bag and a detection tube (gas Tec, Japan), and when the concentration of the collected gas reaches 10 ppm, the time of destruction was reported, and the amount of Cl 2 removed per 1 L of adsorbent was evaluated as adsorption performance, and the results are shown in Table 2.
2. 표 2를 보면, 실시예 2에서 확인한 바와 같이 비표면적이 작은 실시예 1의 1의 3 내지 5에서 제조된 흡착제는 산성 가스 제거 효율이 떨어짐을 알 수 있고, 실시예 1의 1에서 제조된 흡착제는 실시예 1의 6 및 7에서 제조된 흡착제에 비해 산성 가스 제거 효율이 좋음을 확인할 수 있어 Ca보다 Zn이 산성가스 제거효율이 좋고 Zn 단독으로 사용된 경우보다 Mg이 첨가되는 경우 조촉매의 역활을 수행하여 산성가스 제거 효율을 향상시킴을 알 수 있다. 또한, 실시예 1의 9 내지 11에서 제조된 흡착제는 실시예 1의 1에서 제조된 흡착제 비해 산성 가스 제거 효율이 좋은데, 이는 산화철이 사용된 경우 알칼리 금속의 분산성을 향상시키고, 탄산수소아연이 사용된 경우 반응과정에서 생성된 수분에 의해 할로겐화수소 및 활로겐가스가 추가적인 이온화가 이루어지며, 나노다이아몬드가 사용된 경우 열을 효과적으로 분산시켜, 산성가스 제거 효율을 향상시키게 된다.2. Looking at Table 2, as confirmed in Example 2, it can be seen that the adsorbents prepared in 3 to 5 of 1 of Example 1 with a small specific surface area have low acid gas removal efficiency, and are prepared in Example 1 of 1 The resulting adsorbent can be confirmed to have better acid gas removal efficiency than the adsorbents prepared in Example 1 6 and 7, so that Zn has better acid gas removal efficiency than Ca, and when Mg is added than when Zn alone is used, the cocatalyst It can be seen that it improves the acid gas removal efficiency by performing the role of In addition, the adsorbents prepared in Example 1 9 to 11 have better acid gas removal efficiency than the adsorbent prepared in Example 1 1, which improves the dispersibility of alkali metals when iron oxide is used, and zinc hydrogen carbonate is used. In this case, the hydrogen halide and the lubricant gas are further ionized by the moisture generated in the reaction process, and when nanodiamonds are used, heat is effectively dispersed, thereby improving the acid gas removal efficiency.
<실시예 4> 압축강도의 평가<Example 4> Evaluation of compressive strength
1. 실시예 1의 1 및 8에서 제조된 흡착제에 대하여 압축강도(Kgf)를 측정하였다. 실시예 1의 1에서 제조된 흡착제의 압축강도는 6.4이고, 실시예 1의 1에서 제조된 흡착제의 압축강도는 2.7이었다.1. The compressive strength (Kgf) was measured for the adsorbents prepared in Example 1 1 and 8. The compressive strength of the adsorbent prepared in Example 1 1 was 6.4, and the compressive strength of the adsorbent prepared in Example 1 1 was 2.7.
2. 실시예 1의 1에서 제조된 흡착제는 실시예 1의 8에서 제조된 흡착제에 비해 압축강도가 큰 것을 확인할 수 있어, 탄산칼슘 수용액이 사용된 경우 충분한 바인더 작용이 일어나 흡착제의 강도를 향상시킴을 알 수 있다.2. It can be seen that the adsorbent prepared in Example 1 of 1 has a higher compressive strength than the adsorbent prepared in Example 1 of 8, so when a calcium carbonate aqueous solution is used, sufficient binder action occurs to improve the strength of the adsorbent. Can be seen.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the above, the applicant has described the preferred embodiments of the present invention, but such embodiments are only one embodiment embodying the technical idea of the present invention, and any change or modification of the present invention as long as the technical idea of the present invention is implemented. It should be construed as falling within the scope.
1: 냉각기 2: 흡착기 3: 유입관
4: 연결관 5: 센서 6: 우회관
7: 밸브 8: 공급관 100: 저장고
110: 벤트라인1: cooler 2: adsorber 3: inlet pipe
4: connector 5: sensor 6: bypass tube
7: valve 8: supply pipe 100: storage
110: vent line
Claims (8)
상기 컨트롤러는 센서가 상기 저장고의 벤트라인에서 배출되는 기화물의 농도를 측정하여 전송한 정보를 확인하여 기화물의 농도가 설정된 기준 이상의 농도를 가지는 경우, 밸브를 제어하여 우회관이 폐쇄되도록 하고 상기 냉각기를 작동시켜, 상기 벤트라인에서 배출된 기화물이 냉각기를 통과하여 냉각기에서 응축되도록 하여 상기 응축물은 상기 공급관을 통해 다시 저장고에 공급되게 되며, 상기 냉각기에서 처리되지 못한 기화물은 출력단에서 배출되어 연결관을 통해 상기 흡착기에 유입되어 처리되도록 하고, 센서가 상기 저장고의 벤트라인에서 배출되는 기화물의 농도를 측정하여 전송한 정보를 확인하여 기화물의 농도가 설정된 기준 미만의 농도를 가지는 경우, 밸브를 제어하여 우회관이 개방되도록 하여, 상기 벤트라인에서 배출된 기화물이 우회관 및 연결관을 차례로 통과하여 상기 흡착기에 유입되어 처리되도록 하며,
상기 흡착기는 내부에 흡착제가 담지되며, 상기 저장고에 저장되는 화학물질이 산성물질인 경우 상기 흡착제는 산성 가스 제거용 흡착제가 사용되고,
상기 산성 가스 제거용 흡착제는 염기성금속 염화물 및 담체를 혼합하여 담체 혼합물을 형성하는 담체혼합물형성단계와, 상기 담체 혼합물을 알칼리 수용액에 혼합하여 담체 용액을 형성하는 담체용액형성단계와, 상기 담체 용액을 계면활성제 용액에 투입하고 반응시켜 혼합용액을 형성하는 혼합용액형성단계와, 상기 혼합용액에 초산 용액을 투입하여 pH를 9 내지 10으로 조절하고 80 내지 120℃의 온도에서 2 내지 4시간 동안 반응시켜 걸쭉한 상태의 겔화된 건조물을 얻는 pH조절단계와, 상기 건조물에 산화아연 및 탄산칼슘 수용액을 혼합하여 반죽을 형성하는 반죽형성단계를 거쳐 제조되며,
상기 담체는 활성탄 및 천연 제올라이트가 사용되며,
상기 활성탄은 상기 염기성금속 염화물 100중량부당 80 내지 120중량부가 사용되며, 상기 천연 제올라이트는 상기 염기성금속 염화물 100중량부당 80 내지 120중량부가 사용되고,
상기 염기성금속 염화물은 염화마그네슘 1g당 염화아연 8 내지 10g이 혼합된 혼합물이 사용되며,
상기 담체용액형성단계에서는 산화철이 추가로 혼합된 알카리 수용액이 사용되고, 상기 산화철은 상기 염기성금속 염화물 100중량부 15 내지 25중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 기화물 제거시스템.A cooler that cools and treats vapors flowing out of the vent line of a chemical substance storage; an adsorber that absorbs and treats vapors that have not been treated in the cooler or vapors discharged from the vent line; and a vent line of the storage; An inlet pipe connecting the input end of the cooler, a connecting pipe connecting the output end of the cooler and the input end of the adsorber, a sensor located at one side of the inlet pipe and sensing the concentration of vapors discharged from the vent line, One end is connected to the inlet pipe at the rear end of the sensor, and the other end is connected to a bypass pipe, a valve connected to one side of the bypass pipe to control the opening of the bypass pipe, and a cooler by connecting the reservoir and the cooler. A supply pipe for discharging the storage of the condensate formed by condensation of vaporized material, and a controller controlling the operation of the cooler, sensor, and valve to control vaporization removal,
The controller checks the transmitted information by measuring the concentration of vapors discharged from the vent line of the storage by the sensor, and controls the valve to close the bypass pipe when the concentration of vapors is higher than the set reference. By operating the cooler, the vaporized material discharged from the vent line passes through the cooler and condenses in the cooler, so that the condensate is supplied back to the storage through the supply pipe. Is introduced into the adsorber through a connection pipe to be processed, and the sensor measures the concentration of vapors discharged from the vent line of the storage and checks the transmitted information, and the concentration of vapors has a concentration less than the set standard , By controlling the valve so that the bypass pipe is opened, so that the vaporized material discharged from the vent line passes through the bypass pipe and the connecting pipe in order to flow into the adsorber to be treated,
The adsorbent is supported inside the adsorber, and when the chemical substance stored in the storage is an acidic material, the adsorbent is used as an adsorbent for removing acidic gas,
The acidic gas removal adsorbent includes a carrier mixture forming step of mixing a basic metal chloride and a carrier to form a carrier mixture, a carrier solution forming step of mixing the carrier mixture with an aqueous alkali solution to form a carrier solution, and the carrier solution A mixed solution forming step of adding and reacting to a surfactant solution to form a mixed solution, and by adding an acetic acid solution to the mixed solution to adjust the pH to 9 to 10 and react at a temperature of 80 to 120°C for 2 to 4 hours. It is prepared through a pH adjustment step of obtaining a thick gelled dried product, and a dough forming step of forming a dough by mixing an aqueous zinc oxide and calcium carbonate solution with the dried product,
Activated carbon and natural zeolite are used as the carrier,
The activated carbon is used in an amount of 80 to 120 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride, and the natural zeolite is used in an amount of 80 to 120 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride,
As the basic metal chloride, a mixture of 8 to 10 g of zinc chloride per 1 g of magnesium chloride is used,
In the step of forming the carrier solution, an aqueous alkali solution in which iron oxide is additionally mixed is used, and the iron oxide is 100 parts by weight of the basic metal chloride and 15 to 25 parts by weight of the basic metal chloride.
상기 혼합용액형성단계는 상기 담체 용액을 계면활성제 용액에 투입하고 80 내지 120℃의 온도에서 2 내지 4시간 동안 반응시켜 혼합용액을 형성하고,
상기 계면활성제 용액은, 염기성금속 염화물 100중량부당 1800 내지 2500중량부가 사용되며, 증류수 1L당 계면활성제 80 내지 120g이 혼합되어 형성되며,
상기 혼합용액형성단계에서는 담체 용액을 한 방울씩 계면활성제 용액에 투입하고,
상기 산화아연은 상기 염기성 금속 염화물 100중량부당 80 내지 120중량부가 사용되며,
상기 탄산칼슘 수용액은, 상기 염기성 금속 염화물 100중량부당 50 내지 200중량부가 사용되며, 2 내지 3 몰농도를 가지고,
상기 반죽형성단계에서, 산화아연과 함께 탄산수소아연이 추가로 혼합되며,상기 탄산수소아연은 염기성 금속 염화물 100중량부당 30 내지 50중량부가 사용되며,
상기 반죽형성단계에서, 상기 탄산칼슘 수용액에 나노 다이아몬드가 추가로 혼합되며, 상기 나노 다이아몬드는 염기성 금속 염화물 100중량부에 대해여 1 내지 3중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 기화물 제거시스템.The method of claim 3,
In the mixed solution forming step, the carrier solution is added to a surfactant solution and reacted at a temperature of 80 to 120° C. for 2 to 4 hours to form a mixed solution,
The surfactant solution is formed by mixing 1800 to 2500 parts by weight per 100 parts by weight of basic metal chloride, and 80 to 120 g of surfactant per 1 liter of distilled water,
In the mixed solution forming step, the carrier solution is added dropwise to the surfactant solution,
The zinc oxide is used in an amount of 80 to 120 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride,
The calcium carbonate aqueous solution is used in an amount of 50 to 200 parts by weight per 100 parts by weight of the basic metal chloride, and has a molar concentration of 2 to 3,
In the dough forming step, zinc hydrogen carbonate is additionally mixed with zinc oxide, and 30 to 50 parts by weight of the zinc hydrogen carbonate is used per 100 parts by weight of basic metal chloride,
In the dough forming step, nanodiamonds are additionally mixed with the calcium carbonate aqueous solution, and the nanodiamonds are used in an amount of 1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the basic metal chloride.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100228536B1 (en) * | 1997-12-30 | 1999-11-01 | 윤명조 | Volatile organic vapour recovery system |
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| KR20170133656A (en) * | 2016-05-26 | 2017-12-06 | 한소 주식회사 | Iron-zinc complex metal oxide coated activated carbon adsorbent for acidic gas removal and manufacturing method the same |
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2019
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