KR102251117B1 - Apparatus for collecting solvent contained in exhaust gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 섬유의 염색 가공 제조 과정에서 발생되는 배출가스에 포함된 톨루엔과 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide, 이하, 'DMF' 라고 함)를 회수하는 용제의 회수장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solvent recovery device for recovering toluene and dimethylformamide (hereinafter referred to as'DMF') contained in exhaust gases generated during the dyeing process of textiles.
일반적으로 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)은 대기 중으로 쉽게 휘발되는 탄화수소화합물질이다. 휘발성 유기화합물의 주요 배출원은 유기용제 사용시설에서 전체 배출량의 60% 이상을 차지한다. 사업장에서 대표적으로 사용되는 유기용제는 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등이 있다.In general, volatile organic compounds (VOCs) are hydrocarbon compounds that are easily volatilized into the atmosphere. The main emission source of volatile organic compounds accounts for more than 60% of the total emission from facilities using organic solvents. Organic solvents typically used in the workplace include benzene, toluene, and xylene.
이러한 휘발성 유기화합물은 대기 중으로 쉽게 증발되어 질소산화물과 함께 광화학 반응을 일으키고 오존 등의 광화학 산화성물질을 생성시켜 광화학 스모그를 유발한다. 그리고 휘발성 유기화합물은 대류권 오존오염, 성층권 오존층 파괴원인 및 지구 온난화 등으로 기후 환경과 인체의 건강에 좋지 않은 영향을 미치므로, 배출에 대한 규제가 강화되고 있다. 일반적으로 휘발성 유기화합물을 제어하는 기술로 흡착법과 소각법이 있다. These volatile organic compounds are easily evaporated into the atmosphere, causing a photochemical reaction with nitrogen oxides, and generating photochemical oxidizing substances such as ozone, causing photochemical smog. In addition, since volatile organic compounds adversely affect the climate environment and human health due to tropospheric ozone pollution, the cause of the stratospheric ozone layer destruction, and global warming, regulations on emission are being strengthened. In general, there are adsorption method and incineration method as technologies for controlling volatile organic compounds.
흡착법은 적용의 범위가 넓고 비용이 저렴하며 운전관리가 용이하여 널리 이용되고 있다. 그러나 이러한 흡착법은 흡착된 휘발성 유기화합물을 바로 에너지화하기 어려운 문제점이 있다. 소각법은 현장에서 바로 처리하여 에너지화 할 수 있는 장점이 있지만, 보조연료를 필수적으로 이용해야 하는 단점이 있다.Adsorption method is widely used because of its wide application range, low cost, and easy operation management. However, this adsorption method has a problem in that it is difficult to immediately convert the adsorbed volatile organic compounds into energy. The incineration method has the advantage of being able to convert it into energy by processing it on the spot, but it has a disadvantage that an auxiliary fuel must be used.
기존의 유기화합물 분리 및 회수장치는 섬유의 염색 가공 제조 과정에서 발생되는 배출가스에 포함된 용제인 톨루엔과 DMF를 충분하게 회수하여 재사용하거나 환경오염을 방지할 필요가 있으나, 효율이 떨어져 충분하게 대응하지 못하는 문제점이 있다.Existing organic compound separation and recovery devices need to sufficiently recover and reuse toluene and DMF, solvents contained in the exhaust gases generated during the dyeing process of textiles, and to prevent environmental pollution. There is a problem that cannot be done.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 섬유 염색 가공 제조 과정에서 발생되는 배출가스에 포함된 톨루엔과 DMF를 회수하여 재사용할 수 있는 용제의 회수장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a solvent recovery device capable of recovering and reusing toluene and DMF contained in exhaust gases generated during the fabric dyeing process. It is in providing.
본 발명의 다른 목적은 섬유 염색 가공 제조 과정에서 발생되는 배출가스에 포함된 톨루엔과 DMF 용액을 분리하여 인체에 무해한 가스 만을 외부로 배출시켜 환경규제를 만족시키며 대기 오염을 방지하는 배출가스에 포함된 용제의 회수장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to separate the toluene and DMF solution contained in the exhaust gas generated during the manufacturing process of textile dyeing, and discharge only the gas harmless to the human body to the outside, satisfying environmental regulations, and contained in the exhaust gas to prevent air pollution. It is to provide a solvent recovery device.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배출가스를 냉각시켜 상기 배출가스에 포함된 톨루엔과 DMF를 액상화시키는 냉각부, 상기 냉각부에서 액상화된 톨루엔과 DMF가 포함된 배출가스를 공급받아 혼합된 상태에서 액상화된 DMF를 미스트화시켜 물에 용해시키는 혼합용해부, 상기 혼합용해부를 통과한 배출가스를 공급받아 기체와 액체로 분리하는 기액분리부, 상기 혼합용해부 및 상기 기액분리부에서 액상화된 톨루엔과 수용액을 공급받아 비중에 의해 상기 수용액과 액상화된 톨루엔을 분리하는 유수분리부, 그리고 상기 유수분리부에서 상기 수용액을 공급받아 상기 혼합용해부로 순환시키는 용액순환부를 포함하는 배출가스에 포함된 용제의 회수장치를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention provides a cooling unit for liquefying toluene and DMF contained in the exhaust gas by cooling the exhaust gas, and an exhaust gas containing toluene and DMF liquefied in the cooling unit. A mixing and dissolving unit that mistizes and dissolves DMF in water while being supplied and mixed, a gas-liquid separation unit that receives the exhaust gas passing through the mixing and dissolving unit and separates it into a gas and a liquid, and the mixed and dissolving unit and the gas-liquid separation Exhaust gas including an oil-water separation unit receiving liquefied toluene and an aqueous solution from the unit and separating the aqueous solution and liquefied toluene by specific gravity, and a solution circulation unit receiving the aqueous solution from the oil-water separation unit and circulating it to the mixed and dissolving unit It provides a recovery device for the solvent contained in the.
상기 냉각부는 배출가스가 통과하는 냉각케이스, 그리고 상기 냉각케이스의 내부에 수용되어 상기 냉각케이스를 통과하는 배출가스에 포함된 톨루엔과 DMF를 냉각시키는 열교환기를 포함한다.The cooling unit includes a cooling case through which the exhaust gas passes, and a heat exchanger that is accommodated in the cooling case and cools toluene and DMF contained in the exhaust gas passing through the cooling case.
상기 혼합용해부는 용해케이스, 상기 용해케이스의 내부에 배치되며 상기 용액순환부에서 물 또는 수용액을 공급받아 분사하는 수용액 분사부, 상기 용해케이스의 내부에 설치되어 상기 수용액 분사부에서 분사되는 물 또는 수용액을 미스트화시키는 벤츄리부, 그리고 상기 용해케이스의 내부에 설치되어 상기 벤츄리부를 통과한 미스트가 부딪혀 기체와 액체를 분리하는 액체분리판을 포함한다.The mixed and dissolving part is a dissolution case, an aqueous solution spraying part disposed inside the dissolution case and receiving and spraying water or an aqueous solution from the solution circulation part, and water or aqueous solution sprayed from the aqueous solution spraying part installed inside the dissolution case A venturi part for misting, and a liquid separation plate installed in the melting case to separate gas and liquid by colliding with the mist passing through the venturi part.
상기 용해케이스는 그의 내부에 설치되어 상기 용해케이스를 제1 챔버와 제2 챔버로 구획하는 격벽을 포함하고, 상기 제1 챔버에 상기 수용액 분사부, 상기 벤츄리부, 그리고 상기 액체분리판이 설치될 수 있다. The dissolution case is installed inside the dissolution case and includes a partition wall that divides the dissolution case into a first chamber and a second chamber, and the aqueous solution injection unit, the venturi unit, and the liquid separation plate may be installed in the first chamber. have.
상기 기액분리부는 기액분리케이스, 상기 기액분리케이스에 설치되며 상기 혼합용해부에서 공급된 가스를 통과시켜 잔여 톨루엔과 잔여 DMF 미스트를 기체로부터 분리시키는 미스트 세퍼레이터, 그리고 상기 기액분리케이스에 설치되며 상기 미스트 세퍼레이터를 통과한 잔여 톨루엔과 DMF 미스트를 흡착시키는 흡착부를 포함한다.The gas-liquid separation unit is installed in the gas-liquid separation case, the gas-liquid separation case, and a mist separator for separating residual toluene and residual DMF mist from the gas by passing the gas supplied from the mixing and dissolving unit, and the gas-liquid separation case is installed in the mist. It includes an adsorption unit for adsorbing residual toluene and DMF mist that has passed through the separator.
상기 유수분리부는 유수분리케이스, 상기 유수분리케이스의 내부에 설치되어 수용액을 상기 용액순환부로 배출시키면서 일정한 수면을 유지하는 수면유지부, 상기 수면유지부의 상부측에 설치되어 비중의 차이에 의해 분리된 톨루엔을 회수하는 톨루엔 회수부를 포함한다.The oil-water separation unit is installed inside the oil-water separation case and the oil-water separation case to maintain a constant water surface while discharging the aqueous solution to the solution circulation unit, and is installed on the upper side of the water surface holding unit to be separated by a difference in specific gravity. And a toluene recovery unit for recovering toluene.
본 발명은 섬유 염색 가공 제조 과정에서 발생되는 배출가스를 냉각부, 혼합용해부, 기액분리부, 그리고 유수분리부를 통과시키면서 톨루엔을 회수하여 재사용하여 섬유 염색 가공의 제조 비용을 줄이고, 청정한 기체만을 외부로 배출하여 대기 오염을 방지하는 효과가 있다.The present invention collects and reuses toluene while passing the exhaust gas generated during the fabric dyeing process manufacturing process through the cooling unit, the mixing and dissolving unit, the gas-liquid separation unit, and the oil-water separation unit to reduce the manufacturing cost of the fiber dyeing process, It has the effect of preventing air pollution by discharging it.
또한, DMF 용액을 반복적으로 재사용하여 충분한 DMF 농도를 가진 상태의 수용액이 되면 별도의 DMF 분리 장치를 이용하여 DMF를 회수하므로 섬유 염색 가공 과정에서 발생하는 비용을 줄일 수 있다.In addition, if the DMF solution is repeatedly reused to obtain an aqueous solution having a sufficient DMF concentration, the DMF is recovered using a separate DMF separation device, thereby reducing the cost incurred in the fiber dyeing process.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 배출가스에 포함된 용제의 회수장치의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 냉각부의 주요부를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A부를 잘라서 본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 흡수부의 주요구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 기액분리부의 주요구성을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 주요부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 유수분리부의 주요구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 배출가스에 포함된 용제의 회수장치에 적용되는 센서와 제어밸브의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 배출가스에 포함된 용제를 회수하는 과정을 도시한 순서도이다.1 is a view showing the overall configuration of a solvent recovery device contained in exhaust gas to explain an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a main part of a cooling unit for explaining an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along AA of FIG. 2.
4 is a view showing the main configuration of the absorber to explain the embodiment of the present invention.
5 is a view showing the main configuration of a gas-liquid separation unit to describe an embodiment of the present invention.
6 is an enlarged view illustrating a main part of FIG. 5.
7 is a view showing the main configuration of the oil-water separation unit to explain an embodiment of the present invention.
8 is a configuration diagram of a sensor and a control valve applied to an apparatus for recovering a solvent contained in exhaust gas to illustrate an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a process of recovering a solvent contained in exhaust gas to illustrate an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면으로, 배출가스에 포함된 용제의 회수장치를 도시하고 있다. 1 is a view for explaining an embodiment of the present invention, showing an apparatus for recovering a solvent contained in exhaust gas.
본 발명의 배출가스에 포함된 용제의 회수장치는 냉각부(100), 혼합용해부(200), 기액분리부(300), 유수분리부(400), 그리고 용액순환부(500)를 포함한다.The solvent recovery device included in the exhaust gas of the present invention includes a
냉각부(100)는 배출가스가 통과하는 냉각케이스(101), 열교환기(103), 그리고 냉각기(105)를 포함한다. 배출가스는 섬유 염색 가공 제조 과정에서 용제로 사용된 톨루엔과 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide, 이하, 'DMF' 라고 함)를 포함한다. 이러한 배출가스는 대략 섭씨 90~110도의 온도로 배출된다. 배출가스에 포함된 톨루엔의 농도는 700~1500ppm 정도이다. 그리고 배출가스에 포함된 DMF의 농도는 200~300ppm 정도이다. 그리고 배출가스에 혼합된 톨루엔은 물에 녹지 않으며, DMF는 물에 녹아 수용액이 될 수 있다.The
냉각케이스(101)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 그의 내부에 열교환기(103)가 배치된다. 열교환기(103)는 냉각케이스(101)의 외부에 배치된 냉각기(105, 도 1 참조)와 연결되어 냉각케이스(101)의 내부의 온도를 낮추는 역할을 한다. 이러한 열교환기(103)와 냉각기(105)는 냉매를 이용하여 냉각케이스(101)의 내부의 온도를 낮추는 냉동싸이클을 이용한 장치가 사용될 수 있다. 냉각기(105)는 냉각탑과 같이 냉각케이스(101)와 떨어진 위치에 설치되어 냉각케이스(101)의 내부 온도를 효율적으로 낮출 수 있다.As shown in FIG. 2, the
열교환기(103)는 냉매가 지나는 다수의 냉매관로(107)를 구비한다. 그리고 냉매관로(107)의 외부에는 냉매의 흡열 기능을 향상시키기 위해 다수의 냉각핀(109)이 연결된다. 그리고 냉매관로(107)는 냉각케이스(101)의 저면 측으로 냉매가 공급되어 냉각케이스(103)의 상부 측으로 빠져나가면서 냉각기(105)를 순환한다(도 2 및 도3에서 실선화살표로 표시함). 이와 같이 냉매가 냉매관로(107)를 순환하면서 냉각케이스(101)의 내부의 열을 빼앗아 냉각케이스(101)의 내부의 온도를 급격하게 낮출 수 있다.The
이러한 구조는 다수의 냉매관로(107)에 항상 냉매가 채워진 상태를 유지하면서 순환하므로 냉각케이스(101)의 내부의 온도를 낮추는데 유리하다.This structure is advantageous in lowering the temperature inside the
냉각부(100)는 상술한 배출가스가 냉각케이스(101)의 내부를 통과하면서 열교환기(103)의 냉매관로(107)와 냉각핀(109)에 접촉되면서 배출가스의 온도를 급격하게 낮출 수 있다(도 2 및 도 3에서 점선화살표로 표시함). 배출가스의 온도가 낮아지면 배출가스에 포함된 톨루엔과 DMF가 입자 상태의 액상으로 변화될 수 있다. 이와 같이 DMF는 입자 상태의 액상으로 변화되면 물과 접촉하면서 쉽게 용해될 수 있다. 또한, 톨루엔은 온도가 낮아지면 액상 상태로 변화되면서 회수가 용이한 상태가 된다.The
혼합용해부(200)는 냉각부(100)에서 배출가스가 냉각되어 입자 형태로 액상화된 톨루엔과 액상화된 DMF 입자들이 포함된 가스를 통과시키면서 물 또는 수용액에 DMF를 용해시킨다. 이때 액상화된 톨루엔은 물 또는 수용액에 섞여 혼합된 상태로 있다.The mixing and dissolving
혼합용해부(200)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 용해케이스(201), 수용액 분사부(203), 벤츄리부(205), 액체분리판(207), 그리고 격벽(209)을 포함한다.The mixing and dissolving
용해케이스(201)는 냉각부(100)의 냉각케이스(101)와 관로(P1)로 연결되어 냉각케이스(101)를 통과한 배출가스가 공급된다.The
용해케이스(201)는 하부에 DMF 수용액과 액상의 톨루엔이 모일 수 있도록 깔때기 모양 또는 홈 형태로 이루어지는 제1 고임부(211)가 형성된다. 용해케이스(201)는 세로 방향(도 4 기준)으로 가운데 부분이 격벽(209)에 의해 구획된다. 이러한 격벽(209)은 용해케이스(201)를 제1 챔버(213)와 제2 챔버(215)로 구획한다. 제1 챔버(213)와 제2 챔버(215)는 도 4를 기준으로 하단부 측이 서로 연통되어 이를 통해 배출가스가 자유롭게 통과할 수 있다. 즉, 격벽(209)은 제1 고임부(211) 측의 위쪽 부분까지만 용해케이스(201)를 2개의 공간으로 분리한다.The
용해케이스(201)는 냉각케이스(101)를 통과한 배출가스가 유입되고 배출되는 부분이 제1 고임부(211)의 상부 측에 배치되는 것이 바람직하다. 용해케이스(201)는 냉각케이스(101)를 통과한 배출가스가 유입되는 유입구와 배출구가 가장 상단에 배치되며, 유입구는 제1 챔버(213)에 배치되고, 배출구는 제2 챔버(215)에 배치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the
제1 챔버(213)의 상단에는 수용액 분사부(203)가 설치된다. 수용액 분사부(203)는 제1 챔버(213)의 상단에 설치되는 것이 바람직하다. 수용액 분사부(203)는 용액순환부(500)에서 공급되는 물 또는 수용액을 분사하거나 분무할 수 있다. 수용액 분사부(203)에서 분사되는 물 또는 수용액은 배출가스에 포함된 DMF를 용해시킬 수 있다. An aqueous
그리고 수용액 분사부(203)의 하단부인 제1 챔버(213)의 중간부에는 벤츄리부(205)가 설치된다. 벤츄리부(205)는 사각파이프와 같은 다수의 부재를 모서리 부분이 서로 인접하도록 배치하고 수평으로 임의의 간격을 두어 구성할 수 있다. 벤츄리부(205)는 수용액 분사부(203)에서 분사되는 물 또는 수용액이 통과하면서 유속을 빠르게 하여 액적을 미세화시킬 수 있다. 벤츄리부(205)를 통과하여 미세화된 물 또는 수용액이 미세화되면 배출가스에 포함되어 있던 DMF와 물 또는 수용액의 접촉 면적을 넓혀 DMF의 용해도를 향상시킬 수 있다.In addition, a
용해케이스(201)의 제1 챔버(213)에는 액체분리판(207a, 207b)이 설치된다. 액체분리판(207a, 207b)은 용해케이스(201)와 격벽(209)에 각각 하향 경사진 모양으로 설치될 수 있다. 액체분리판(207a, 207b)은 용해케이스(201)와 격벽(209)에 각각 설치되며, 서로 다른 높이로 배치되는 것이 바람직하다. 복수의 액체분리판(207a, 207b)의 높이를 다르게 설치하는 것은 물 또는 수용액, 그리고 톨루엔이 액체분리판(207a, 207b)에 순차적으로 부딪히면서 기체와 액체의 분리를 극대화시키기 위한 것이다.
따라서 벤츄리부(205)를 통과한 물 또는 수용액, 그리고 액적 상태로 있는 톨루엔이 액체분리판(207)에 순차적으로 부딪히면서 유체는 제1 고임부(211)로 모이고, 기체는 제2 챔버(215)로 이동한다. 제2 챔버(215)로 이동한 기체는 상부측에 배치된 출구부를 통해 기액분리부(300)로 전달된다.Therefore, water or aqueous solution that has passed through the
기액분리부(300)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 기액분리케이스(301), 미스트 세퍼레이터(303), 그리고 흡착부(305)를 포함한다. 기액분리부(300)는 혼합용해부(200)를 통과한 배출가스를 공급받아 배출가스에 남아있을 수 있는 잔여 톨루엔과 잔여 DMF 수용액을 재차 분리하는 역할을 한다.The gas-
기액분리케이스(301)는 용해케이스(201)와 관로(P2)로 연결되어 용해케이스(201)에서 처리된 배출가스를 공급받는다. 기액분리케이스(301)는 그의 내부에 미스트 세퍼레이터(303)와 흡착부(305)를 구비한다. 기액분리케이스(301)는 하부측에 오목한 형태의 제2 고임부(307)를 마련하여 배출가스에서 분리된 잔여 톨루엔 및 잔여 DMF 수용액이 모이는 구조를 가진다. 미스트 세퍼레이터(303)와 흡착부(305)는 제2 고임부(307)를 기준으로 양측에 임의의 거리를 두고 배치되는 것이 바람직하다.The gas-
미스트 세퍼레이터(303)는 제1 분리부(309), 제2 분리부(311), 그리고 제3 분리부(313)를 포함한다. 미스트 세퍼레이터(303)는 본 발명의 실시예에서는 편의상 3개로 이루어지는 분리부를 도시하여 설명하고 있으나, 1개 또는 3개 이상의 분리부로 이루어지는 것도 가능하다.The
제1 분리부(309), 제2 분리부(311) 그리고 제3 분리부(313)는 각각 다수의 기체분리판(315)이 각각 결합되어 있다. 기체분리판(315)은 동일한 구조를 가지지만, 제1 분리부(309), 제2 분리부(311) 그리고 제3 분리부(313)에 각각 경사 방향을 다르게 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 분리부(309)는 기체분리판(315)을 하향 경사지게 연속적으로 배치된 구조이고, 제2 분리부(311)는 제1 분리부(309)와 반대 방향으로 기체분리판(315)을 상향 경사지게 배치한 구조이며, 제3 분리부(313)는 제2 분리부(311)와 반대 방향으로 다시 하향 경사지게 기체분리판(315)을 배치할 수 있다. 기체분리판(315)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 경사면부(315a)와 이 경사면부(315a)에서 밴딩되어 연장된 제1 연장부(315b), 제1 연장부(315b)에서 밴딩되어 연장된 제2 연장부(315c), 제2 연장부(315c)에서 밴딩되어 연장된 제3 연장부(315d)를 포함한다. 제1 연장부(315b), 제2 연장부(315c), 그리고 제3 연장부(315d)는 3면을 이루어 오목한 모양으로 이루어진다. The
그리고 경사면부(315a)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 분리부(309), 제2 분리부(311), 그리고 제3 분리부(313)에 각각 다른 방향으로 배치된다.In addition, the
따라서 기액분리케이스(301) 내부로 유입된 배출가스는 경사면부(315a)에 1차로 부딪히고, 제1 연장부(315b), 제2 연장부(315c) 그리고 제3 연장부(315d)가 이루는 오목한 부분으로 유입되어 부딪히면서 기체와 액체가 분리가 되어 액체가 중력에 의해 제2 고임부(307)로 모인다. 그리고 기체는 흡착부(305)를 통과한다. 이 과정에서 배출가스의 포함된 잔여 톨루엔과 잔여 DMF 수용액이 기체와 충분하게 분리된다. Therefore, the exhaust gas flowing into the gas-
흡착부(305)는 활성탄으로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서 배출가스에 포함된 미량의 톨루엔과 미량의 DMF 수용액은 흡착부(305)를 통과한다. 이 과정에서 톨루엔과 DMF 수용액은 활성탄에 흡착되고 오염원이 제거된 청정한 가스만 외부로 배출된다. It is preferable that the
유수분리부(400)는 혼합용해부(200) 및 기액분리부(300)에서 액상화된 톨루엔과 DMF 수용액을 공급받아 비중에 의해 DMF 수용액과 액상화된 톨루엔을 분리한다.The oil-
유수분리부(400)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 유수분리케이스(401), 수면유지부(403), 그리고 톨루엔 회수부(405)를 포함한다.The oil-
유수분리케이스(401)는 관로(P3)로 용해케이스(201)의 제1 고임부(211)에 연결되어 제1 고임부(211)에 모인 톨루엔과 DMF 수용액을 공급받는다. 유수분리케이스(401)와 용해케이스(201)를 연결하는 관로(P3)에는 제1 제어밸브(v1)가 설치될 수 있다. 그리고 제1 고임부(211)에는 제1 센서(S1, 도 8 참조)가 설치될 수 있다. 제1 센서(S1)는 제1 고임부(211)에 일정한 양의 톨루엔과 DMF 수용액이 모이면 이를 감지하여 컨트롤러(C)에 전송한다. 그러면 즉, 컨트롤러(C)는 제1 제어밸브(v1)를 오픈시키는 제어를 하여 톨루엔과 DMF 수용액을 유수분리케이스(401)로 이송시킬 수 있다.The oil-
또한, 유수분리케이스(401)는 또 다른 관로(P4)로 기액분리케이스(301)의 제2 고임부(307)에 연결되어 제2 고임부(307)에 모인 톨루엔과 DMF 수용액을 공급받는다. 유수분리케이스(401)와 기액분리케이스(301)의 제2 고임부(307)를 연결하는 관로(P4)에는 제2 제어밸브(v2)가 설치된다. 그리고 제2 고임부(307)에는 제2 센서(S2, 도 8 참조)가 설치될 수 있다. 제2 센서(S2)는 제2 고임부(307)에 일정한 양의 톨루엔과 DMF 수용액이 모이면 이를 감지하여 컨트롤러(C)에 전송한다. 그러면 즉, 컨트롤러(C)는 제2 제어밸브(v2)를 오픈시키는 제어를 하여 톨루엔과 DMF 수용액을 유수분리케이스(401)로 이송시킬 수 있다.In addition, the oil-
수면유지부(403)는 유수분리케이스(401)의 중간 부분에 설치될 수 있다. 수 수면유지부(403)는 DMF 수용액의 수면의 높이를 일정하게 유지하고 정해진 높이를 넘으면 용액순환부(500)로 DMF 수용액을 이송시킨다. 수면유지부(403)는 DMF 수용액을 용액순환부(500)로 이동시킬 수 있는 관로(P5)를 포함하며, 이 관로(p5)에는 제어밸브(v3)가 설치될 수 있다. 그리고 유수분리케이스(401)에는 DMF 수용액의 높이를 감지할 수 있는 제3 센서(S3)를 구비할 수 있다. 그리고 제3 센서(S3)의 센싱값은 컨트롤러(C)에 전송될 수 있다. 컨트롤러(C)는 제3 센서(S3)의 센싱값에 대응하여 제3 제어밸브(v3)를 제어하여 항상 DMF 수용액의 높이를 일정하게 유지할 수 있다.The water
한편, 수면유지부(403)에 사용되는 관로(P5)는 단지 DMF 수용액이 일정한 양 이상이면 용액순환부(500)로 이동시키는 오버라인 형태의 배관으로 이루어질 수도 있다.On the other hand, the pipe (P5) used for the water
톨루엔 회수부(405)는 수면유지부(403)에 의해 유지되는 DMF 수용액층(H, 도 7 참조)의 수면 높이 보다 위쪽에 설치된다. 즉, 톨루엔 회수부(405)는 톨루엔 층에 설치된다. 톨루엔 회수부(405)는 유수분리케이스(401)의 톨루엔층(T, 도 7 참조)에 톨루엔을 뽑아 낼 수 있도록 회수용 관로(P6)로 이루어질 수 있다. 톨루엔의 비중은 약 0.87이고, DMF 는 물에 용해되어 DMF 수용액의 비중은 1보다 높다. 그러므로 비중의 차이에 의해 물에 녹은 DMF 수용액으로터 톨루엔을 쉽게 회수할 수 있다. 이렇게 회수된 톨루엔은 재사용이 가능하여 섬유의 염색 가공 공정에의 비용을 줄일 수 있다.The
용액순환부(500)는 용액순환케이스(501)를 포함한다. 용액순환케이스(501)는 유수분리케이스(401)에서 관로(P5)를 통해 DMF 수용액을 공급받아 상술한 혼합용해부(200)의 용해케이스(201)에 설치된 수용액 분사부(203)에 DMF 수용액을 또 다른 관로(P7)를 통해 공급한다. The
즉, 용액순환부(500)는 유수분리케이스(401)에서 DMF 수용액을 공급받아 수용액 분사부(203)로 공급한다. 용액순환부(500)의 용액순환케이스(501)에 수용된 수용액은 DMF가 용해된 용액으로 사용 횟수에 따라 DMF의 농도가 증가된다. 따라서 DMF 수용액의 DMF의 농도가 12% 이상이면 DMF 수용액을 별도의 관로로 회수하여 외부의 정제 업체에 위탁하여 정제된 DMF를 재생원료로 사용할 수 있다.That is, the
용액순환케이스(501)에 DMF 농도 검출센서(S4, 도 8 참조))를 설치한다. 그리고 DMF 농도 검출센서(S4)는 센싱한 값을 컨트롤러(C)에 전송할 수 있다. 그러면 컨트롤러(C)는 DMF 농도 검출센서(S4)에 의해 센싱된 값과 DMF 농도의 기준값(예를 들면 12%)을 비교하여 조건을 만족하면 디스플레이(도시생략)에 표시하거나 또는 부저(도시생략)를 울릴 수 있다. A DMF concentration detection sensor (S4, see FIG. 8) is installed in the
이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예의 배출가스에 포함된 용제의 회수장치를 이용하여 배출가스에 포함된 톨루엔과 DMF를 회수하는 과정을 설명하면 다음과 같다.A process of recovering toluene and DMF contained in the exhaust gas by using the solvent recovery device of the exhaust gas according to the embodiment of the present invention will be described as follows.
섬유 염색 가공 공정에서 배출되는 배출가스는 냉각부(100)의 냉각케이스(101)로 유입된다. 이때 배출가스는 냉매관로(107)와 냉각핀(109)에 부딪히면서 온도가 급격하게 낮아진다. 그러면 배출가스에 포함되어 있는 톨루엔과 DMF가 미스트와 같은 상태인 액상물질로 변화된다. DMF가 미스트화 되면 물 또는 수용액에 잘 용해되어 용해도를 높일 수 있다. 또한, 액상화된 톨루엔은 물 또는 수용액에서 비중 차이에 의해 회수하는 것이 유리하다. The exhaust gas discharged from the fiber dyeing process flows into the
냉각부(100)를 통과한 배출가스는 혼합용해부(200)의 용해케이스(201)의 제1 챔버(213)로 유입된다. 이때 수용액 분사부(203)에서 물 또는 수용액의 분사가 이루어지고, 물 또는 수용액은 벤츄리부(205)를 통과하면서 액적이 미세화된다. 이 과정에서 배출가스에 포함되어 있는 DMF는 물 또는 수용액에 용해된다. 벤츄리부(205)를 통과한 물 또는 수용액이 미세화되므로 배출가스에 포함되어 있던 DMF의 용해도는 극대화된다. 그리고 배출가스와 함께 미세화된 물 또는 수용액은 액체분리판(207a, 207b)에 순차적으로 부딪치면서 톨루엔과 DMF 수용액은 액적 상태가 되면서 제1 고임부(211)로 모인다. 그리고 기체 상태의 나머지 배출가스를 제2 챔버(215)를 통과하여 기액분리부(300)로 이동한다.The exhaust gas passing through the
기액분리부(300)의 기액분리케이스(301)로 이동한 배출가스는 미스트 세퍼레이터(303)의 제1 분리부(309), 제2 분리부(311), 그리고 제3 분리부(313)를 통과하면서 각각의 기체분리판(315)에 부딪힌다. 이러한 배출가스는 다수의 기체분리판(315)의 경사면부(315a)에 부딪히고, 제1 연장부(315b) 제2 연장부(315c) 제3 연장부(315d)가 이루는 홈에 부딪히면서 기체와 액체의 분리가 이루어진다. 기체에서 분리된 액체는 중력에 의해 제2 고임부(307)로 모인다. 배출가스가 경사면부(315a)의 방향이 바뀌는 제1 분리부(309) 제2 분리부(311) 제3 분리부(313)를 통과하면서 기체와 액체의 분리는 극대화된다. 배출가스에 포함된 잔여 톨루엔과 DMF 수용액은 제2 고임부(307)로 충분하게 모인다.The exhaust gas that has moved to the gas-
그리고 미스트 세퍼레이터(303)를 통과한 기체는 흡착부(305)를 통과하면서 잔여 톨루엔과 잔여 DMF가 활성탄에 의해 걸러지고 정화된 기체만이 외부로 배출된다. 따라서 배출가스를 완전하게 정화시켜 배출하여 환경 오염을 방지할 수 있다.In addition, the gas that has passed through the
용해케이스(201)의 제1 고임부(211)와 기액분리케이스(301)의 제2 고임부(307)에 모인 톨루엔과 DMF 수용액은 유수분리부(400)의 유수분리케이스(401)로 유입된다. 제1 고임부(211)와 제2 고임부(307)에 모인 톨루엔과 DMF 수용액은 모이는 즉시 유수분리케이스(400)로 공급될 수도 있으며, 일정한 양이 모이면 제1 센서(S1)와 제2 센서(S2)의 센싱값에 의해 컨트롤러(C)가 제1 제어밸브(v1)과 제2 제어밸브(v2)를 제어하여 유수분리케이스(401)로 공급할 수도 있다.The toluene and DMF aqueous solution collected in the
유수분리부(400)의 유수분리케이스(401)에 모인 톨루엔과 DMF 수용액은 비중 차이에 의해 서로 분리된 상태를 유지한다. DMF 수용액은 수면유지부(403)에 의해 일정한 DMF 수용액층(H)을 유지한다. 그리고 DMF 수용액층(H)의 상부에 톨루엔층(T)이 형성된다. DMF 수용액층(H)은 제3 센서(S3)에 의해 수면의 변화값을 센싱하고 이 값에 의해 컨트롤러(C)가 제3 제어밸브(v3)를 제어하여 일정한 수면을 유지한 상태로 DMF 수용액을 용액순환부(500)의 용액순환케이스(501)로 이송시킨다. 그리고 톨루엔 회수부(405)는 비중에 의해 DMF 수용액과 분리되어 있으므로 톨루엔을 회수할 수 있다. 따라서 배출가스에 포함되어 있는 톨루엔을 회수하여 재사용하므로 섬유 염색 가공 과정에서 비용을 줄일 수 있다.The toluene and DMF aqueous solution collected in the oil-
용액순환부(500)의 용액순환케이스(501)로 유입된 DMF 수용액은 펌프를 이용하여 혼합용해부(200)의 수용액분사부(203)로 공급한다. 이와 같이 DMF 수용액은 DMF 농도 검출센서(S4)에 의해 설정된 농도가 될 때까지 반복적으로 사용한다. 그리고 DMF 수용액에서 DMF의 농도가 12%가 넘어가면 외부로 배출하여 DMF를 회수하는 재처리 작업을 한다. The DMF aqueous solution introduced into the
따라서 본 발명은 일정한 농도 이상이 될 때까지 DMF 수용액을 반복적으로 재사용하면서 배출가스에 포함된 DMF를 충분하게 회수할 수 있다. Accordingly, the present invention can sufficiently recover the DMF contained in the exhaust gas while repeatedly reusing the DMF aqueous solution until it reaches a certain concentration or higher.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to implement various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. It is natural to fall within the range of.
100. 냉각부
101. 냉각케이스, 103. 열교환기,
105. 냉각기, 107. 냉매관로,
109. 냉각핀,
200. 혼합용해부,
201. 용해케이스, 203. 수용액 분사부,
205. 벤츄리부, 207a, 207b. 액체분리판,
209. 격벽, 211. 제1 고임부,
213. 제1 챔버, 215. 제2 챔버,
300. 기액분리부,
301. 기액분리케이스, 303. 미스트 세퍼레이터,
305. 흡착부, 307. 제2 고임부,
309. 제1 분리부, 311. 제2 분리부,
313. 제3 분리부, 315. 기체분리판,
315a. 경사면부, 315b. 제1 연장부,
315c. 제2 연장부, 315d. 제3 연장부,
400. 유수분리부,
401. 유수분리케이스, 403. 수면유지부,
405. 톨루엔 회수부,
500. 용액순환부,
501. 용액순환케이스,100. Cooling unit
101. Cooling case, 103. Heat exchanger,
105. Cooler, 107. Refrigerant pipe,
109. Cooling fins,
200. Mixed dissolution,
201. Dissolution case, 203. Aqueous solution spray part,
205. Venturibu, 207a, 207b. Liquid separator,
209. Bulkhead, 211. No. 1 pool,
213. first chamber, 215. second chamber,
300. Gas-liquid separation unit,
301. Gas-liquid separation case, 303. Mist separator,
305. Adsorption section, 307. Second reservoir section,
309. first separation, 311. second separation,
313. The third separation unit, 315. Gas separation plate,
315a. Inclined section, 315b. First extension,
315c. Second extension, 315d. 3rd extension,
400. Oil-water separation unit,
401. Oil-water separation case, 403. Sleep maintenance part,
405. Toluene recovery unit,
500. Solution circulation unit,
501. Solution circulation case,
Claims (6)
상기 냉각부에서 액상화된 톨루엔과 DMF가 포함된 배출가스를 공급받아 혼합된 상태에서 액상화된 DMF를 미스트화시켜 물에 용해시키는 혼합용해부,
상기 혼합용해부를 통과한 배출가스를 공급받아 기체와 액체로 분리하는 기액분리부,
상기 혼합용해부 및 상기 기액분리부에서 액상화된 톨루엔과 DMF 수용액을 공급받아 비중에 의해 상기 DMF 수용액과 액상화된 톨루엔을 분리하는 유수분리부, 그리고
상기 유수분리부에서 상기 DMF 수용액을 공급받아 상기 혼합용해부로 순환시키는 용액순환부
를 포함하며,
상기 혼합용해부는
용해케이스,
상기 용해케이스의 내부에 배치되며 상기 용액순환부에서 물 또는 DMF 수용액을 공급받아 분사하는 수용액 분사부,
상기 용해케이스의 내부에 설치되어 상기 수용액 분사부에서 분사되는 물 또는 DMF 수용액을 미스트화시키는 벤츄리부, 그리고
상기 용해케이스의 내부에 설치되어 상기 벤츄리부를 통과한 미스트가 부딪혀 기체와 액체를 분리하는 액체분리판
을 포함하며,
상기 용해케이스는
그의 내부에 설치되어 상기 용해케이스를 제1 챔버와 제2 챔버로 구획하는 격벽을 포함하고,
상기 제1 챔버에 상기 수용액 분사부, 상기 벤츄리부, 그리고 상기 액체분리판이 설치되고,
상기 유수분리부는
유수분리케이스,
상기 유수분리케이스의 내부에 설치되어 DMF 수용액을 상기 용액순환부로 배출시키면서 일정한 수면을 유지하는 수면유지부, 그리고
상기 수면유지부의 상부측에 설치되어 비중의 차이에 의해 분리된 톨루엔을 회수하는 톨루엔 회수부
를 포함하며,
상기 용액순환부는
상기 유수분리부에서 공급받은 DMF 수용액을 상기 수용액 분사부로 연속하여 공급하되, 순환되는 DMF 수용액의 DMF 농도를 검출하여 검출된 DMF 농도가 설정된 농축 기준값이 될 때까지 반복하여 순환시키며,
상기 수면유지부는
DMF 수용액을 상기 용액순환부로 이동시키는 관로를 포함하고, 상기 관로에는 제어밸브가 설치되며, 상기 유수분리케이스에는 DMF 수용액의 높이를 감지하여 센싱값을 컨트롤러에 전송하는 센서가 설치되고,
상기 컨트롤러는
상기 센서의 센싱값에 대응하도록 상기 제어밸브를 제어하여 DMF 수용액의 높이를 일정하게 유지시키는 배출가스에 포함된 용제의 회수장치.A cooling unit that cools the exhaust gas to liquefy toluene and DMF contained in the exhaust gas,
A mixing and dissolving unit that receives the exhaust gas containing liquefied toluene and DMF from the cooling unit and dissolves the liquefied DMF in water by misting it in a mixed state,
A gas-liquid separation unit that receives the exhaust gas passing through the mixing and dissolving unit and separates it into a gas and a liquid,
An oil-water separation unit receiving liquefied toluene and DMF aqueous solution from the mixing and dissolving unit and the gas-liquid separation unit and separating the DMF aqueous solution and liquefied toluene by specific gravity, and
A solution circulation unit that receives the DMF aqueous solution from the oil-water separation unit and circulates it to the mixing and dissolving unit
Including,
The mixing and melting part
Melting case,
An aqueous solution spraying unit disposed inside the dissolution case and receiving and spraying water or an aqueous DMF solution from the solution circulation unit,
A venturi part installed inside the dissolution case to mist the water or DMF aqueous solution sprayed from the aqueous solution spraying part, and
A liquid separating plate installed inside the melting case and separating gas and liquid by colliding with the mist passing through the venturi part
Including,
The melting case is
It is installed inside and includes a partition wall partitioning the melting case into a first chamber and a second chamber,
The aqueous solution spraying part, the venturi part, and the liquid separating plate are installed in the first chamber,
The oil-water separation unit
Oil-water separation case,
A water surface maintenance unit installed inside the oil-water separation case to discharge a DMF aqueous solution to the solution circulation unit and maintain a constant water surface, and
A toluene recovery unit installed on the upper side of the sleep holding unit to recover toluene separated by a difference in specific gravity
Including,
The solution circulation part
The DMF aqueous solution supplied from the oil-water separation unit is continuously supplied to the aqueous solution spraying unit, and the DMF concentration of the circulating DMF aqueous solution is detected, and the detected DMF concentration is repeatedly circulated until the concentration reference value is set,
The sleep maintenance unit
It includes a pipe for moving the DMF aqueous solution to the solution circulation part, a control valve is installed in the pipe, and a sensor for sensing the height of the DMF aqueous solution and transmitting a sensing value to the controller is installed in the oil-water separation case,
The controller is
A device for recovering a solvent contained in exhaust gas for maintaining a constant height of the DMF aqueous solution by controlling the control valve to correspond to the sensing value of the sensor.
상기 냉각부는
배출가스가 통과하는 냉각케이스, 및
상기 냉각케이스의 내부에 수용되어 상기 냉각케이스를 통과하는 배출가스에 포함된 톨루엔과 DMF를 냉각시키는 열교환기
를 포함하는 배출가스에 포함된 용제의 회수장치.The method according to claim 1,
The cooling unit
A cooling case through which the exhaust gas passes, and
A heat exchanger that is accommodated in the cooling case and cools toluene and DMF contained in the exhaust gas passing through the cooling case
A device for recovering the solvent contained in the exhaust gas comprising a.
상기 기액분리부는
기액분리케이스,
상기 기액분리케이스에 설치되며 상기 혼합용해부에서 공급된 가스를 통과시켜 잔여 톨루엔과 잔여 DMF 미스트를 기체로부터 분리시키는 미스트 세퍼레이터, 그리고
상기 기액분리케이스에 설치되며 상기 미스트 세퍼레이터를 통과한 잔여 톨루엔과 DMF 미스트를 흡착시키는 흡착부
를 포함하는 배출가스에 포함된 용제의 회수장치.The method according to claim 1,
The gas-liquid separation unit
Gas-liquid separation case,
A mist separator installed in the gas-liquid separation case and for separating residual toluene and residual DMF mist from the gas by passing the gas supplied from the mixing and dissolving unit, and
Adsorption unit installed in the gas-liquid separation case and adsorbing residual toluene and DMF mist that has passed through the mist separator
A device for recovering the solvent contained in the exhaust gas comprising a.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200116049A KR102251117B1 (en) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | Apparatus for collecting solvent contained in exhaust gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200116049A KR102251117B1 (en) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | Apparatus for collecting solvent contained in exhaust gas |
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---|---|---|---|---|
JPH06301A (en) * | 1992-06-24 | 1994-01-11 | Ashizawa Supuree Plant Kk | Spray dryer for solvent recovery |
KR100387947B1 (en) * | 2003-02-13 | 2003-06-18 | Kyeong Soo Lee | Apparatus for recovering volatile organic compounds |
KR100666302B1 (en) * | 2005-12-15 | 2007-01-09 | 홍종두 | Volatile organic compounds removal method and apparatus using liquid nitrogen |
WO2018221132A1 (en) * | 2017-06-02 | 2018-12-06 | 新東工業株式会社 | Venturi scrubber device and operation method therefor |
-
2020
- 2020-09-10 KR KR1020200116049A patent/KR102251117B1/en active IP Right Grant
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