KR102235719B1 - 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치 - Google Patents
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Abstract
오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치가 개시된다. 실시예에 따르면, 이송펌프에 통하도록 연결되며, 임시저장 탱크의 처리수를 저장하는 처리수 저장탱크; 처리수 저장탱크에 연결되며, 처리수가 배출되는 배출관에 연결되어 처리수를 냉각시켜 상온이 되도록 하는 냉각부; 냉각된 처리수가 유입되어 통과하는 동안 처리수에 혼합된 유해성분 및 미세입자를 여과하는 여과부; 여과부에서 여과된 처리수가 이송되어 저장되고, 청정한 원수가 외부로부터 유입되어 혼합되도록 하는 처리수 혼합부;를 포함한다.
이에 따르면, 오일샌드 플랜트에서 사용후 회수된 폐수를 여과하고, 이를 수증기로 재공급하도록 함으로써 물 사용량을 최소화할 수 있고, 환경 오염의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
이에 따르면, 오일샌드 플랜트에서 사용후 회수된 폐수를 여과하고, 이를 수증기로 재공급하도록 함으로써 물 사용량을 최소화할 수 있고, 환경 오염의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
Description
개시되는 내용은 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 처리수를 재활용할 수 있도록 재생시키는 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
생산수는 오일 생산 과정에서 발생하는 폐기물 중에서 가장 큰 비중을 차지하는 오일폐수로서, 본질적으로 오일 생산 중에 지표면으로 방출되는 지하수에 갇힌 물이다. 1배럴의 오일을 생산하는데 발생하는 생산수는 약 7~10배럴 정도이다.
이러한 생산수는 독성이 매우 강하고, 보통 오일, 유지 및 다른 탄화수소를 포함하고 있을 뿐만 아니라, 다량의 염, 금속 및 미량원소도 포함한다. 따라서 생산수를 관리하지 않는 경우 환경 오염과 같은 환경적 영향을 미칠 수 있으나, 생산수 관리에는 많은 비용이 투입된다.
한편, 오일샌드에서 추출되는 석유성분은 비투멘이라는 무겁고, 점성도가 높은 검은색 기름으로, 오일샌드의 약 10~12%를 차지한다. 통상적인 원유는 물보다 가볍지만, 비투멘은 물과 비슷한 비중을 가지므로 자연 상태에서는 시추공 또는 송유관 내에서 흐르지 않기 때문에, 스팀을 가하거나 유동화제를 혼합해 비중과 점성도를 낮춘 후 송유관으로 수송하여 얻어진다.
스팀을 가한 경우 비투멘에 다량의 물이 함유되어 있으므로 오일성분을 회수하기 위해서는 유수분리 과정을 거쳐야하며, 오일성분 회수 후 발생하는 생산수 속에는 여전히 다량의 유분 및 금속 성분 등을 포함하고 있어, 이를 방출하거나 재활용하기 위해서는 5ppm이하의 유분을 포함하도록 생산수 처리 공정을 거쳐야 한다. 특히, 오일샌드가 다량 매장된 캐나다의 경우, 충분한 용량의 지하수가 오일샌드 부근에 존재하지 않고, 엄격한 환경기준 때문에 이용가능한 취수량이 제한되므로, 사용한 물의 재활용은 필수적이다.
그런데 종래의 생산수 처리 공정은 생산된 처리수를 재활용하는 과정에서 저장된 처리수에 이물질이나 대기에 함유된 원소 성분이 유입됨으로써 배관의 사용 수명이 단축되고 생산성이 저하되는 문제가 있다.
개시되는 내용은 오일샌드 플랜트에서 사용후 회수된 폐수를 여과하고, 이를 수증기로 재공급하도록 함으로써 물 사용량을 최소화할 수 있고, 환경 오염의 문제를 해결할 수 있도록 하는 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
실시예의 목적은, 채굴파이프의 일단과 연통하도록 설치되며, 상기 채굴파이프를 통해 공급되는 비투멘 함유 생산수로부터 비투멘을 분리해내는 오일세퍼레이터와 연통하도록 설치되며, 비투멘이 분리된 생산수를 열교환에 의해 냉각시켜 생산된 처리수를 저장하는 임시저장 탱크; 임시저장 탱크에 연결된 이송펌프에 통하도록 연결되며, 임시저장 탱크의 처리수를 저장하는 처리수 저장탱크; 처리수 저장탱크에 연결되며, 처리수가 배출되는 배출관에 연결되어 처리수를 냉각시켜 상온이 되도록 하는 냉각부; 냉각된 처리수가 유입되어 통과하는 동안 처리수에 혼합된 유해성분 및 미세입자를 여과하는 여과부; 여과부에서 여과된 처리수가 이송되어 저장되고, 청정한 원수가 외부로부터 유입되어 혼합되도록 하는 처리수 혼합부;를 포함하는 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에 의해 달성될 수 있다.
실시예에 따르면, 처리수 혼합부는, 내부에 저장 공간을 갖는 중공형상이며 처리수 혼합부에 연결된 처리수 유입관과, 외부의 원수가 공급되는 원수 공급관이 연결된 탱크; 탱크의 내부에 회전가능하게 결합되는 회전축과, 상기 회전축에 다수로 형성되어 회전되며 탱크 내의 유체가 혼합되도록 교반시키는 블레이드로 구성된 교반기; 교반기를 회전시키도록 탱크의 외부에 장착된 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따르면, 회전축의 내부에 형성되며 에어가 공급 이송되는 에어통로와, 상기 블레이드에 천공 형성되며 상기 에어통로와 통하는 다수의 노즐통로가 형성되고, 각 노즐통로에 통하도록 장착되는 노즐을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
실시예에 따르면, 다수의 노즐은 블레이드의 외주면에 방사상으로 형성되며, 다수의 노즐 각각은 상이한 각도를 갖도록 배열되는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따르면, 여과부는 처리수가 유입되는 인입구가 일측에 형성되고, 내부에 공간이 형성되며, 여과된 여과수가 배출되는 인출구가 타측에 형성되고, 상부에는 약품이 주입되는 약품주입부가 형성된 탱크; 탱크의 내부에 수직하게 설치되며, 인입구에서 인입된 처리수가 통과하되 미세입자가 걸러지도록 하는 다수의 필터부; 탱크의 내측 하부에 형성되어 공간을 분할하고, 다수의 통공이 형성되어 걸러진 미세입자가 수집되는 침전부가 형성되도록 하는 격판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따르면, 탱크의 하부에는 침전부와 통하도록 형성되어 침전물을 배출하는 배출관이 형성된 것을 특징으로 한다.
개시된 실시예에 따르면, 오일샌드 플랜트에서 사용후 회수된 폐수를 여과하고, 이를 수증기로 재공급하도록 함으로써 물 사용량을 최소화할 수 있고, 환경 오염의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 따른 오일샌드 플랜트에 대한 구성도,
도 2는 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치의 공정 흐름도,
도 3은 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에서 '처리수 혼합부'를 나타낸 단면도,
도 4는 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에서 '블레이드'를 나타낸 사시도,
도 5는 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에서 '블레이드'를 나타낸 단면도,
도 6은 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에서 '여과부'를 나타낸 단면도.
도 2는 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치의 공정 흐름도,
도 3은 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에서 '처리수 혼합부'를 나타낸 단면도,
도 4는 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에서 '블레이드'를 나타낸 사시도,
도 5는 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에서 '블레이드'를 나타낸 단면도,
도 6은 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에서 '여과부'를 나타낸 단면도.
이하 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 실시예에 따른 오일샌드 플랜트에 대한 구성도, 도 2는 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치의 공정 흐름도, 도 3은 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에서 '처리수 혼합부'를 나타낸 단면도, 도 4는 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에서 '블레이드'를 나타낸 사시도, 도 5는 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에서 '블레이드'를 나타낸 단면도, 도 6은 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치에서 '여과부'를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 오일샌드 플랜트(100)는,
지하에 매설되며, 보일러에 의해 공급되는 용융열을 오일샌드 내부로 방출하는 열공급파이프(210);
열공급파이프(210)의 일측에 설치되며, 상기 열공급파이프(210)에서 방출되는 열에 의해 점성이 낮아진 비투멘을 채굴하는 채굴파이프(220);
채굴파이프(220)의 일단과 연통하도록 설치되며, 상기 채굴파이프(220)를 통해 공급되는 비투멘 함유 생산수로부터 비투멘을 분리해내는 오일세퍼레이터(300);
오일세퍼레이터(300)의 일측에 상기 오일세퍼레이터(300)와 연통하도록 설치되며, 비투멘이 분리된 생산수를 열교환에 의해 냉각시키는 열교환기(400);
열교환기(400)의 일측에 상기 열교환기(400)와 연통하도록 설치되며, 상기 생산수로부터 막증류에 의해 수증기를 생산하는 막증류장치(500);
막증류장치(500)의 일측에 상기 막증류장치(500)와 연통하도록 설치되며, 상기 막증류장치(500)에서 생산된 수증기를 응축시켜 처리수를 생산하는 응축기(600);
응축기(600)의 일측에 상기 응축기(600)와 연통하도록 설치되고, 상기 응축기(600)에서 생산된 처리수를 대기와 밀폐된 내부공간에 저장하며, 상기 처리수를 외부로 배출하는 배출라인(750)이 일측에 구비되는 임시저장 탱크(700);
임시저장 탱크(700)의 배출라인에 설치되는 이송펌프(751);를 포함한다.
오일샌드 플랜트(100)는 지중의 오일샌드로부터 비투멘을 생산하며, 이때 오일샌드로부터 비투멘을 추출하기 위해 사용한 물을 회수하여 재활용하게 된다.
이를 위해, 지중의 오일샌드층(10)에 열공급파이프(210)와 채굴파이프(220)가 매설된다.
열공급파이프(210)는 오일샌드층(10) 내부로 용융열을 방출하며, 열에 의해 점성이 낮아진 비투멘은 채굴파이프(220)에 의해 채굴된다.
여기서, 열공급파이프(210)는 오일샌드층(10)에 스팀(steam)을 주입함으로써 점성이 높은 비투멘의 유동성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 채굴파이프(220)는 열공급파이프(210)의 하부에 설치되며, 비투멘이 함유된 생산수를 회수하는 역할을 한다. 이때, 생산수에는 스팀의 냉각에 따른 온수와 함께, 중금속이나 모래 등이 포함되어 있다.
지중으로부터 지표면으로 연장되는 채굴파이프(220)의 일단에 채굴파이프(220)와 연통하도록 오일세퍼레이터(300)가 설치된다. 이에 따라, 비투멘 함유 생산수가 채굴파이프(220)를 통해 오일세퍼레이터(300)로 유입된다.
오일세퍼레이터(300)는 증기와 비투멘 및 생산수의 3상으로 분리하는 3상 분리 세퍼레이터로 이루어질수 있다.
오일세퍼레이터(300)에서 분리된 비투멘은 별도로 이송되어 저장될 수 있으며, 증기에는 탄화수소와 수분 및 약간의 황화수소가 함유되어 있다.
오일세퍼레이터(300)의 일측에 열교환기(400)가 설치되며, 오일세퍼레이터(300)와 열교환기(400)는 제1 연결라인(350)에 의해 서로 연통하도록 연결된다.
제1 연결라인(350)은 유체 이송이 가능하도록 내부에 중공이 형성된 파이프 형태이며, 오일세퍼레이터(300)에서 비투멘이 분리된 생산수가 제1 연결라인(350)을 통해 열교환기(400)로 유입된다.
처리수 탱크(800)에 저장된 처리수가 제1,제2 공급라인(860,660)을 통해 열교환기(400)로 유입되며, 열교환기(400)로 유입된 생산수는 처리수와의 열교환에 의해 온도가 100℃ 미만, 예컨대 40℃ ~ 90℃의 온도로 냉각된다.
열교환기(400)를 통과한 생산수에는 오일세퍼레이터(300)에서 미처 분리되지 못한 약간의 오일 성분(예컨대, 1000 ~ 3000mg/ℓ)이 함유되어 있다.
열교환기(400)의 일측에 막증류장치(500)가 설치되며, 열교환기(400)와 막증류장치(500)는 제2 연결라인(450)에 의해 서로 연통하도록 연결된다.
제2 연결라인(450)은 유체 이송이 가능하도록 내부에 중공이 형성된 파이프 형태이며, 열교환기(400)를 거쳐 냉각된 생산수가 제2 연결라인(450)을 통해 막증류장치(500)로 유입된다.
막증류장치(500)는 생산수를 막증류함으로써 생산수에 함유된 오일 성분을 제거하는 역할을 하며, 여기서 막증류라 함은 다공질막을 통해 유체를 증발시킴으로써 성분을 분리시키는 것을 말한다.
예컨대, 다공질막의 투과측을 감압상태로 유지함으로써 다공질막을 통해 유체를 증발시킬 수 있다.
열교환기(400)를 거친 생산수는 막증류 하우징(510)의 유입구(511)를 통해 막증류장치(500)의 내부로 유입된다. 이후, 생산수 유로(530)를 따라 유동하는 과정에서 수증기가 막증류부재(520)를 통과하여 증기 유로(540)로 유입되며, 증기 유로(540)의 일측에는 이렇게 생산된 수증기를 막증류장치(500)의 외부로 배출하기 위한 제3 연결라인(550)이 구비된다.
막증류장치(500)의 일측에 응축기(600)가 설치되며, 막증류장치(500)와 응축기(600)는 제3 연결라인(550)에 의해 서로 연통하도록 연결된다.
제3 연결라인(550)은 유체 이송이 가능하도록 내부에 중공이 형성된 파이프 형태이며, 막증류장치(500)에서 막증류에 의해 생산된 수증기가 제3 연결라인(550)을 통해 응축기(600)로 유입된다.
응축기(600)는 막증류에 의해 생산된 수증기를 응축시켜 처리수를 생산한다
제1 공급라인(860)을 따라 냉각라인(620)으로 공급된 처리수는 응축기 하우징(610)의 내부로 유입된 수증기와 열교환하여 데워지며, 제2 펌프(661)의 작동에 의해 냉각라인(620)의 타단과 연통하는 제2 공급라인(660)을 따라 유동하여 열교환기(400)로 유입된다.
열교환기(400)를 거치면서 생산수와의 열교환에 의해 데워진 처리수는 제3 펌프(461)의 작동에 의해 제3 공급라인(460)을 따라 보일러(230)로 유입되어 스팀 상태로 가열되며, 이 스팀은 열공급파이프(210)의 일측에 설치되는 제4 펌프(211)의 작동에 의해, 열공급파이프(210)를 따라 유동하여 오일샌드층으로 방출된다.
응축기(600)의 일측에 임시저장 탱크(700)가 설치되며, 응축기(600)와 임시저장 탱크(700)는 제4 연결라인(650)에 의해 서로 연통하도록 연결된다.
임시저장 탱크(700)의 일측에 처리수 탱크(800)가 설치되며, 임시저장 탱크(700)와 처리수 탱크(800)는 배출라인(750)에 의해 서로 연통하도록 연결된다.
한편 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치는,
이송펌프에 통하도록 연결되며, 임시저장 탱크(700)의 처리수를 저장하는 처리수 저장탱크(2);
처리수 저장탱크(2)에 연결되며, 처리수가 배출되는 배출관에 연결되어 처리수를 냉각시켜 상온이 되도록 하는 냉각부(3);
냉각된 처리수가 유입되어 통과하는 동안 처리수에 혼합된 유해성분 및 미세입자를 여과하는 여과부(4);
여과부(4)에서 여과된 처리수가 이송되어 저장되고, 청정한 원수가 외부로부터 유입되어 적정한 비율로 혼합되도록 하는 처리수 혼합부(6);를 포함하여 구성된다.
처리수 저장탱크(2)는 임시저장 탱크(700)에서 이송된 처리수를 저장하여 침전시켜 슬러지와 처리수가 층분리되도록 한 후 상부 처리수만 여과부로 이송시킨다.
이때 처리수는 여전히 온도가 높은 상태이므로 냉각부를 통과하는 동안 냉각되도록 하여 50℃~60℃의 온도로 낮춰 이송시킨다.
여과부(4)는, 도 6에 도시된 바와 같이,
처리수가 유입되는 인입구(421)가 일측에 형성되고, 내부에 공간이 형성되며, 여과된 여과수가 배출되는 인출구(422)가 타측에 형성되고, 상부에는 약품이 주입되는 약품주입부(423)가 형성된 탱크(42);
탱크(42)의 내부에 수직하게 설치되며, 인입구(421)에서 인입된 처리수가 통과하되 미세입자가 걸러지도록 하는 다수의 필터부(44a,44b,44c);
탱크(42)의 내측 하부에 형성되어 공간을 분할하고, 다수의 통공(462)이 형성되어 걸러진 미세입자가 수집되는 침전부가 형성되도록 하는 격판(46);을 포함하여 구성된다.
다수의 필터부(44a,44b,44c)는 적어도 2개 이상으로 병렬 배치되며, 각 필터부(44a,44b,44c)가 이격되거나 인접된 상태로 배치된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 좌측에서부터 1차 필터부(44a), 2차 필터부(44b), 3차 필터부(44c)로 구성될 수 있고, 각 필터부(44a,44b,44c) 사이가 소정 간격으로 이격되어 처리수가 정체될 수 있도록 하고, 상부로부터 유입되는 약품에 의해 중화될 수 있다.
탱크(42)의 내측 저부로부터 약 1/3 되는 위치에 격판(46)이 수평하게 장착되고, 격판(46)의 상부에 다수의 필터부(44a,44b,44c)가 안착된다.
이렇게 장착되는 격판(46)에 의해 탱크(42)의 하부에는 침전물이 수집될 수 있는 침전부(48)가 형성된다.
격판(46)에는 다수의 통공(462)이 형성되어 있으므로 침전물이 통공(462)을 통해 낙하하여 침전부(48)에 수집된 후 탱크(42)의 바닥에 형성된 배출관(429)을 통해 외부로 배출될 수 있게 된다.
따라서 공정을 마친 후 배출관의 밸브를 열어 침전물을 수거하여 별도의 처리공정으로 처리하도록 한다.
여과부(4)를 통과하면서 여과 처리된 후 처리수는 처리수 혼합부(6)에 공급된다.
처리수 혼합부(6)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이,
내부에 저장 공간을 갖는 중공형상이며 처리수 혼합부(6)에 연결된 처리수 유입관(621)과, 외부의 원수가 공급되는 원수 공급관(622) 및 혼합수 배수관(629)이 연결된 탱크(62);
탱크(62)의 내부에 회전가능하게 결합되는 회전축(642)과, 상기 회전축(642)에 다수로 형성되어 회전되며 탱크(62) 내의 유체가 혼합되도록 교반시키는 블레이드(644)로 구성된 교반기(64);
교반기(64)를 회전시키도록 탱크(62)의 외부에 장착된 구동부(66);를 포함하여 구성된다.
탱크(62)에 연결된 원수 공급관(622)은 외부의 저수탱크 또는 급수파이프와 같은 원수공급부(5)와 연결되어 청정한 원수를 공급하게 된다.
처리수 유입관(621), 원수 공급관(622)에는 각기 역류를 방지하기 위해 역류방지밸브(V1,V2)가 형성된다.
혼합수 배수관(629)에는 전자식 개폐밸브(V3)가 형성되어 제어부의 신호에 따라 특정한 조건에서 전자식 개폐밸브(V3)가 개방되어 내부의 혼합수가 배출되도록 한다.
교반기(64)는 회전축(642)에 부착되는 다수개의 블레이드(644)를 포함하고, 각 블레이드(644)는 원판형상으로 이루어지고, 회전축(642)의 내부에 형성되며 에어가 공급 이송되는 에어통로(643)와, 블레이드(644)에 천공 형성되며 에어통로(643)와 통하는 다수의 노즐통로(645)가 형성되고, 각 노즐통로(645)에 통하도록 장착되는 다수개의 노즐(65)을 포함하여 이루어진다.
회전축(642)은 중공관 형상으로 이루어져, 내부에 에어통로(643)가 형성되고, 에어통로(643)와 연결되는 에어호스(648)가 구비된다.
다수개의 노즐(65)은 블레이드(644)의 외주면에 원주방향으로 형성되고, 각 노즐(65)은 서로 상이한 분사 각도를 갖도록 배열된다. 이렇게 노즐(65)의 분사각도를 상이하게 설정함으로써 와류 형성에 보다 효과적이게 된다.
블레이드(644)는 표면에 방사상으로 돌출되어 단턱(67)이 다수개 형성될 수 있다. 이렇게 단턱(67)이 다수개 형성됨으로써 와류를 형성할 수 있어 교반능력이 향상될 수 있다.
바람직하게는 다수의 노즐(65)은 블레이드(644)의 외주면에 방사상으로 형성되며, 다수의 노즐(65) 각각은 상이한 각도를 갖도록 배열되도록 하여 보다 넓은각도로 에어를 분사시켜 탱크(42) 내부의 와류 형성을 촉진시켜 처리수와 원수의 혼합이 원활해질 수 있게 된다.
원수는 청정한 물이고, 처리수는 여과처리를 하여도 불순물이 잔존하므로 탁도가 기준치 이하를 유지하도록 원수와 혼합시켜 보일러(230)로 공급되도록 한다.
탱크(62)의 내부에 설치되어 물의 탁도를 감지하는 탁도 센서(63)가 구비된다.
탁도 센서(63)는 원수 공급관(622)에 장착된 원수공급밸브(V2)와 전기적으로 연결되어 통신을 송신할 수 있고, 원수공급밸브(V2)는 전자밸브를 채용함으로써 탁도 센서(63)의 감지신호에 따라 원수공급밸브(V2)의 온-오프 및 개도율의 조절이 자동으로 제어되도록 한다.
따라서 처리수 혼합부(6)의 내부 탁도가 적정 수준 이하로 낮게 유지되도록 함으로써 처리수에 포함된 부유물질 등의 불순물의 함량이 최소화되도록 하여 비교적 기준치 이상의 깨끗한 재활용수가 보일러(230)에 공급될 수 있도록 한다.
이렇게 깨끗한 재활용수가 공급됨으로써 배관 내의 스케일 형성을 방지하여 관 수명을 보장하게 되고, 보일러(230)의 고장을 방지해주어 수명 연장을 꾀할 수 있어 양질의 수증기를 채굴공정에 공급할 수 있게 되어 전체적으로 장비 성능이 최상으로 유지될 수 있다.
바람직하게는 처리수 혼합부(6)와 보일러(230)를 연결하는 배관에 예열기(7)가 구비될 수 있다.
보일러(230)로 유입되기 전에 예열기(7)에서 예열하도록 하여 스케일 형성을 방지하고, 보일러(230)의 효율이 증대될 수 있으며, 연료 소모를 절감시킬 수 있게 된다.
예열기(7)에는 온도계(72)가 구비되어 설정온도로 예열시킬 수 있도록 감시하고, 설정된 온도 범위 내에서 가열작동이 온-오프 되도록 온도유지장치(74)가 구비된다.
온도유지장치(74)는 바이메탈 등이 적용될 수 있을 것이다.
이와 같이 구성된 오일샌드 플랜트의 폐수 재생공정에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
임시저장 탱크(700)에서 이송된 처리수가 처리수 저장탱크(2)에 공급되어 저장된다.
처리수 저장탱크(2)에서 침전 과정을 거친 후 상부의 처리수가 배출된다(S1).
배출된 처리수는 냉각부(3)를 통과하는 동안 냉각되어 50℃ 이하가 된다(S2).
이후 냉각된 처리수가 여과부(4)에 공급된 후 다수의 필터부(44a,44b,44c)를 통과하면서 미세입자 및 중금속을 여과시킨다(S3).
여과된 미세입자 및 중금속 등의 입자는 여과부(4)의 탱크 하부로 배출된다.
여과된 처리수는 외부로 배출되고 처리수 혼합부(6)에 공급된다(S4).
처리수 혼합부(6)에서 외부의 청정한 원수와 적정한 비율로 혼합된 후 오일샌드 플랜트의 생산수로 공급된다.
비록 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
2 : 처리수 저장탱크 3 : 냉각부
4 : 여과부 6 : 처리수 혼합부
10 : 오일샌드층 42,62 : 탱크
44 : 필터부 46 : 격판
48 : 침전부 64 : 교반기
63 : 구동부 65 : 노즐
67 : 단턱
100 : 오일샌드 플랜트 210 : 열공급파이프
220 : 채굴파이프 230 : 보일러
300 : 오일세퍼레이터 400 : 열교환기
500 : 막증류장치 510 : 막증류 하우징
520 : 막증류부재 530 : 생산수유로
540 : 증기 유로 560 : 순환라인
600 : 응축기 644 : 블레이드
700 : 임시저장 탱크
4 : 여과부 6 : 처리수 혼합부
10 : 오일샌드층 42,62 : 탱크
44 : 필터부 46 : 격판
48 : 침전부 64 : 교반기
63 : 구동부 65 : 노즐
67 : 단턱
100 : 오일샌드 플랜트 210 : 열공급파이프
220 : 채굴파이프 230 : 보일러
300 : 오일세퍼레이터 400 : 열교환기
500 : 막증류장치 510 : 막증류 하우징
520 : 막증류부재 530 : 생산수유로
540 : 증기 유로 560 : 순환라인
600 : 응축기 644 : 블레이드
700 : 임시저장 탱크
Claims (6)
- 채굴파이프의 일단과 연통하도록 설치되며, 상기 채굴파이프를 통해 공급되는 비투멘 함유 생산수로부터 비투멘을 분리해내는 오일세퍼레이터와 연통하도록 설치되며, 비투멘이 분리된 생산수를 열교환에 의해 냉각시켜 생산된 처리수를 저장하는 임시저장 탱크;
상기 임시저장 탱크에 연결된 이송펌프에 통하도록 연결되며, 임시저장 탱크의 처리수를 저장하는 처리수 저장탱크;
상기 처리수 저장탱크에 연결되며, 처리수가 배출되는 배출관에 연결되어 처리수를 냉각시켜 상온이 되도록 하는 냉각부;
상기 냉각된 처리수가 유입되어 통과하는 동안 처리수에 혼합된 유해성분 및 미세입자를 여과하는 여과부; 및
상기 여과부에서 여과된 처리수가 이송되어 저장되고, 청정한 원수가 외부로부터 유입되어 혼합되도록 하는 처리수 혼합부를 포함하고,
상기 여과부는
처리수가 유입되는 인입구가 일측에 형성되고, 내부에 공간이 형성되며, 여과된 여과수가 배출되는 인출구가 타측에 형성되고, 상부에는 약품이 주입되는 약품주입부가 형성된 탱크;
상기 탱크의 내부에 수직하게 설치되며, 인입구에서 인입된 처리수가 통과하되 미세입자가 걸러지도록 하는 다수의 필터부; 및
상기 탱크의 내측 하부에 형성되어 공간을 분할하고, 다수의 통공이 형성되어 걸러진 미세입자가 수집되는 침전부가 형성되도록 하는 격판을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치. - 제 1항에 있어서,
상기 처리수 혼합부는
내부에 저장 공간을 갖는 중공형상이며 처리수 혼합부에 연결된 처리수 유입관과, 외부의 원수가 공급되는 원수 공급관이 연결된 탱크;
상기 탱크의 내부에 회전가능하게 결합되는 회전축과, 상기 회전축에 다수로 형성되어 회전되며 탱크 내의 유체가 혼합되도록 교반시키는 블레이드로 구성된 교반기; 및
상기 교반기를 회전시키도록 탱크의 외부에 장착된 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치. - 제 2항에 있어서,
상기 회전축의 내부에 형성되며 에어가 공급 이송되는 에어통로와, 상기 블레이드에 천공 형성되며 상기 에어통로와 통하는 다수의 노즐통로가 형성되고, 각 노즐통로에 통하도록 장착되는 다수의 노즐을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치. - 제 3항에 있어서,
상기 다수의 노즐 각각은 블레이드의 외주면에 방사상으로 형성되며, 다수의 노즐 각각은 상이한 각도를 갖도록 배열되는 것을 특징으로 하는 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 탱크의 하부에는 침전부와 통하도록 형성되어 침전물을 배출하는 배출관이 형성된 것을 특징으로 하는 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020200116317A KR102235719B1 (ko) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치 |
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| KR1020200116317A KR102235719B1 (ko) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치 |
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| KR1020200116317A KR102235719B1 (ko) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 오일샌드 플랜트의 폐수 재생장치 |
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