KR102434645B1 - RTO 공유형 VOCs 저감 시스템 - Google Patents

RTO 공유형 VOCs 저감 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102434645B1
KR102434645B1 KR1020170155980A KR20170155980A KR102434645B1 KR 102434645 B1 KR102434645 B1 KR 102434645B1 KR 1020170155980 A KR1020170155980 A KR 1020170155980A KR 20170155980 A KR20170155980 A KR 20170155980A KR 102434645 B1 KR102434645 B1 KR 102434645B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotor
vocs
rto
concentration
enrichment
Prior art date
Application number
KR1020170155980A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190058203A (ko
Inventor
김승범
이돈진
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020170155980A priority Critical patent/KR102434645B1/ko
Publication of KR20190058203A publication Critical patent/KR20190058203A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102434645B1 publication Critical patent/KR102434645B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/005—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/30—Controlling by gas-analysis apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40088—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Abstract

본 발명은 다수의 작업영역에 설치되는 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템에 있어서: 각 작업영역(10)의 굴뚝(15) 상으로 설치되고, 흡착부(22)와 탈착부(26)을 지닌 농축로터(20); 상기 농축로터(20)의 탈착부(26)에 연결되어 분리된 VOCs를 소각하는 축열식소각기(30); 및 상기 농축로터(20)와 축열식소각기(30)를 제어기(42)에 연결하여 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 공유되는 RTO를 기반으로 하는 대풍량 저농도의 VOCs 농축로터/RTO 시스템에서, 로터의 VOCs 농축 농도를 측정하여 RTO의 탈착 시점을 결정하므로 RTO의 개수를 농축로터의 개수보다 적게 가져가는 장점에 기인하여 설치면적과 제작비용을 줄이는 효과가 있다.

Description

RTO 공유형 VOCs 저감 시스템 {VOCs reduction system with shared RTO}
본 발명은 VOCs 저감 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 덕트마다 제올라이트 농축로터를 설치하되 VOCs 농축농도를 측정하여 공유된 RTO에서 선택적으로 VOCs를 제거하는 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템에 관한 것이다.
조선소 도장공장의 VOCs 배출 특성은 대풍량 저농도이다. 또한 24시간 연속이 아닌 4~6시간 정도의 비연속 작업으로 이루어진다. 이런 배출 특성에 맞는 VOCs 저감장치 중에 제올라이트 로터로 VOCs를 농축하여 탈착 한 후, RTO로 태우는 방식이 적합할 수 있다.
흡착영역은 저농도 VOCs 및 악취가스를 농축기롤 통과하여 청정가스의 상태로 꿀뚝을 통해 배출된다. 가스의 일부는 냉각가스로 사용되며 흡착가스의 10~15%정도이다. 냉각존은 재생 과정에서 고온으로 축열된 로터를 냉각시킨다. 탈착가스는 산화열량과 외부공기를 혼합한 것으로 200℃ 전후의 온도상태로 흡착층을 통과한다. 이때 흡착된 가스는 탈착되어 고농도 소풍량의 상태로 전환되어 축열연소설비(RTO)로 보내진다.
종래의 RTO 연동 VOCs 농축설비는 덕트마다 설치된 제올라이트 농축로터 수(N)만큼 축열식 연소 설비(RTO)가 짝을 이루어 설치된다. 그러나 이와 같은 방식대로 장치를 설치할 경우, 현실적으로 조선소 도장공장의 설치면적이 넉넉하지 않아 설치가 어렵고 제작비용도 많이 든다.
이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제1579206호, 한국 공개특허공보 제2016-0024436호 등이 알려져 있으나, 전자는 폐열 활용에 의한 에너지 절감을 요지로 하는 참고자료이고 후자는 대풍량의 시스템에 적용하기 위해 개선의 여지를 보이고 있다.
한국 등록특허공보 제1579206호 "휘발성 유기 화합물 제거 가능한 제습 시스템" (공개일자 : 2015.12.23.) 한국 공개특허공보 제2016-0024436호 "대형 도장공장의 VOCs 제거시스템" (공개일자 : 2016.03.07.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 대풍량 저농도의 VOCs 배출 특성에 적합한 농축로터/RTO 시스템에서, 일정 단위로 공유되는 RTO를 기반으로 VOCs 농축 농도를 측정하여 파과점 근처에 먼저 도달한 로터부터 탈착을 처리하는 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 작업영역에 설치되는 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템에 있어서: 각 작업영역의 굴뚝 상으로 설치되고, 흡착부와 탈착부를 지닌 농축로터; 상기 농축로터의 탈착부에 연결되어 분리된 VOCs를 소각하는 축열식소각기; 및 상기 농축로터와 축열식소각기를 제어기에 연결하여 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 작업영역은 인접한 2개를 묶어 도장과 관련된 일련의 작업을 교번적으로 수행하도록 할당되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 축열식소각기의 전체 수량은 농축로터의 전체 수량보다 작게 유지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 축열식소각기는 모든 농축로터의 VOCs 탈착이 가능하도록 다기관을 개재하여 연결되고, 다기관의 하류측에 유로를 단속하기 위한 댐퍼구동기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단의 제어기는 각 농축로터의 농도검출기에서 입력된 신호 및 각 축열식소각기의 누적가동시간 신호를 활용하여 제어하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 공유되는 RTO를 기반으로 하는 대풍량 저농도의 VOCs 농축로터/RTO 시스템에서, 로터의 VOCs 농축 농도를 측정하여 RTO의 탈착 시점을 결정하므로 RTO의 개수를 농축로터의 개수보다 적게 가져가는 장점에 기인하여 설치면적과 제작비용을 줄이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템이 적용된 상태를 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 주요부를 나타내는 배관 블록도
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 제어 플로우를 나타내는 차트
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 다수의 작업영역에 설치되는 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템에 관하여 제안한다. 도 1에서 셀터(Shelter) B1 내지 B5가 단위의 작업영역(10)으로서 인접하게 배치된 상태를 예시한다. 작업영역(10)은 소정의 공정 플로우를 수행하는 공장을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
본 발명에 따르면 흡착부(22)와 탈착부(26)를 지닌 농축로터(20)가 각 작업영역(10)의 굴뚝(15) 상으로 설치되는 구조이다. 농축로터(20)는 제올라이트 등을 흡착제로 수용하는 구조로서 흡착부(22)에서 VOCs를 흡착하고 탈착부(26)에서 흡착된 VOCs를 분리/이탈시킨다. 흡착부(22)와 탈착부(26) 사이에는 냉각부(24)가 설치되어 고온으로 축열된 농축로터(20)의 냉각을 수행한다. 각각의 작업영역(10)을 구분하는 경계에 덕트(12)와 굴뚝(15)이 설치되어 인접한 양측 작업영역(10)에서 VOCs를 흡인하여 배출한다. 농축로터(20)는 각각의 굴뚝(15)에 대응하도록 배치되며, 반드시 동일한 규격(용량)을 요구하는 것은 아니다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 작업영역(10)은 인접한 2개를 묶어 도장과 관련된 일련의 작업을 교번적으로 수행하도록 할당되는 것을 특징으로 한다. 선박 건조와 관련된 도장공장의 경우 전처리 검사, 1차 스프레이, 외판 스프레이, 블록입고 작업이 이틀 간격으로 반복된다. 가장 VOCs가 많이 배출되는 작업은 1차 스프레이이고, 그 다음이 외판 스프레이이다. 그러나 전처리 검사 중에도 분진이 많이 날려 환기팬을 가동하고, 블록입고 중에도 작업자의 작업환경을 위해 환기팬을 가동하는 경우가 있다. 도 1을 참조하면 셀터 B1 및 셀터 B2를 그룹으로 묶어서 교번적으로 운용하고, 셀터 B4 및 셀터 B5를 그룹으로 묶어서 교번적으로 운용한다. 이는 도장공장의 실제 운용방식이고 이를 바탕으로 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템이 구현된다.
또, 본 발명에 따르면 축열식소각기(30)가 상기 농축로터(20)의 탈착부(26)에 연결되어 분리된 VOCs를 소각하는 구조이다. 축열식소각기(30)는 세라믹을 열회수 매체로 사용하는 직접 연소식 소각로를 택할 수 있다. 탈착부(26)에서 분리된 VOCs가 축열식소각기(30)의 연소실에서 고온의 작용으로 분해되고 산화된다. 축열식소각기(30)는 작업영역(10)의 외부에 배치되고 굴뚝(15)과 연통하도록 연결되어 연소후 가스를 배출한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 축열식소각기(30)의 전체 수량(M)은 농축로터(20)의 전체 수량(N)보다 작게 유지되는 것을 특징으로 한다. 도 2에서 N개의 농축로터(20)와 M개의 축열식소각기(30)가 M<N 인 수량으로 설치된 상태를 예시한다. 즉, 농축로터(20)는 작업영역(10)의 덕트(12)마다 설치되지만 축열식소각기(30)는 덕트(12)와 무관하게 이보다 작은 수로 설치된다. 덕트(12)에서 나오는 공기의 VOCs 농도와 도장공장의 스프레이 작업특성을 고려하여 N개의 농축로터(20)에 의한 전체 흡착부(22)의 영역이 버틸 수 있는 시간을 예측하여 축열식소각기(30)의 개수 M개를 결정한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 축열식소각기(30)는 모든 농축로터(20)의 VOCs 탈착이 가능하도록 다기관(35)을 개재하여 연결되고, 다기관(35)의 하류측에 유로를 단속하기 위한 댐퍼구동기(46)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 2에서 N개의 농축로터(20)와 M개의 축열식소각기(30) 사이에 다기관(35)이 개재된 상태를 예시한다. 다기관(35)에서 각각의 축열식소각기(30)로 연결되는 부분에는 댐퍼구동기(46)가 설치된다. 댐퍼구동기(46)는 유로를 개폐하는 댐퍼와 전기적으로 구동력을 인가하는 엑츄에이터로 구성된다. 도 1에 의하면 특정 농축로터(20)가 특정 축열식소각기(30)에 선택적으로 연통되고, 도 2에 의하면 모든 농축로터(20)가 모든 축열식소각기(30)와 선택적으로 연통 가능하다.
또, 본 발명에 따르면 제어수단(40)이 상기 농축로터(20)와 축열식소각기(30)를 제어기(42)에 연결하여 설정된 알고리즘으로 제어하는 구조이다. 제어수단(40)는 마이크로프포세서, 메모리, 입출력인터페이스를 지닌 마이컴 회로로 구성된다. 메모리에 프로그램 형태로 저장되고 실행되는 알고리즘은 농축로터(20)의 제올라이트 파과점에 도달하는 것부터 순차적으로 탈착함을 기본으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(40)의 제어기(42)는 각 농축로터(20)의 농도검출기(44)에서 입력된 신호 및 각 축열식소각기(30)의 누적가동시간 신호를 활용하여 제어하는 것을 특징으로 한다. 농도검출기(44)는 각각의 농축로터(20)의 탈착부(26)에 인접하게 설치된다. 축열식소각기(30)의 누적가동시간은 댐퍼구동기(46)의 개폐작동과 연계하여 카운터/타이머로 연산된다. 도 2와 같이 다기관(35)이 구비되는 시스템에서 특정의 축열식소각기(30)만 부하가 집중되는 것을 방지하여 시스템 안정성을 향상할 수 있다.
작동의 일예로서, 결정된 축열식소각기(30)의 개수에 대응하여 어느 제올라이트 농축로터(20)의 탈착가스를 축열식소각기(30)로 보낼지 메모리에 프로그램 형태로 저장되고, 제어기(42)는 각각의 농축로터(20)에 장착된 농도검출기(44)의 신호를 주기적으로 입력하며, VOCs 농도 값에 따라 정해진 농도 이상으로 판단되면 농축로터(20)를 탈착하고 탈착가스를 축열식소각기(30)로 보내어 소각한다.
이때, 특정 농축로터(20)의 탈착을 위하여 가동 가능한 축열식소각기(30)가 복수라면 우선순위를 정하는 것이 바람직하다. 이 경우 축열식소각기(30)의 누적가동시간 신호를 활용하는 제어가 간편하고 신뢰성이 높으나 이에 한정되지 않고 다른 신호를 대체적/병용적으로 부가할 수 있다.
도 3의 플로우 차트를 참조하면 농축로터(20)의 탈착가스를 상기한 알고리즘에 의하여 할당된 축열식소각기(30)로 보내는 과정이 나타난다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 작업영역 12: 덕트
15: 굴뚝 20: 농축로터
22: 흡착부 24: 냉각부
26: 탈착부 30: 축열실소각기(RTO)
35: 다기관 40: 제어수단
42: 제어기 44: 농도검출기
46: 댐퍼구동기

Claims (5)

  1. 다수의 작업영역에 설치되는 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템에 있어서:
    각 작업영역(10)의 굴뚝(15) 상으로 설치되고, 흡착부(22)와 탈착부(26)를 지닌 농축로터(20);
    상기 농축로터(20)의 탈착부(26)에 연결되어 분리된 VOCs를 소각하는 축열식소각기(30); 및
    상기 농축로터(20)와 축열식소각기(30)를 제어기(42)에 연결하여 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단(40);을 포함하되,
    상기 작업영역(10)은 인접한 2개를 묶어 도장과 관련된 일련의 작업을 교번적으로 수행하도록 할당되고,
    상기 축열식소각기(30)는 모든 농축로터(20)의 VOCs 탈착이 가능하도록 다기관(35)을 개재하여 연결되고, 다기관(35)의 하류측에 유로를 단속하기 위한 댐퍼구동기(46)를 구비하며,
    상기 제어수단(40)의 제어기(42)는 각 농축로터(20)의 농도검출기(44)에서 입력된 신호 및 각 축열식소각기(30)의 누적가동시간 신호를 활용하여 제어하는 것을 특징으로 하는 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 축열식소각기(30)의 전체 수량(M)은 농축로터(20)의 전체 수량(N)보다 작게 유지되는 것을 특징으로 하는 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020170155980A 2017-11-21 2017-11-21 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템 KR102434645B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170155980A KR102434645B1 (ko) 2017-11-21 2017-11-21 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170155980A KR102434645B1 (ko) 2017-11-21 2017-11-21 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190058203A KR20190058203A (ko) 2019-05-29
KR102434645B1 true KR102434645B1 (ko) 2022-08-19

Family

ID=66672587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170155980A KR102434645B1 (ko) 2017-11-21 2017-11-21 RTO 공유형 VOCs 저감 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102434645B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101645171B1 (ko) * 2015-04-02 2016-08-03 주식회사 이우이엔티 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100690441B1 (ko) * 2005-08-03 2007-03-09 포아센산업 주식회사 휘발성 유기화합물 농축 촉매 연소 시스템 및 이를 위한 농축 뱅크
KR101579206B1 (ko) 2014-08-18 2015-12-23 대우조선해양 주식회사 휘발성 유기 화합물 제거 가능한 제습 시스템
KR20160024436A (ko) 2014-08-25 2016-03-07 대우조선해양 주식회사 대형 도장공장의 VOCs 제거시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101645171B1 (ko) * 2015-04-02 2016-08-03 주식회사 이우이엔티 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190058203A (ko) 2019-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230191309A1 (en) Method and system for improved-efficiency air-conditioning
US8984905B2 (en) Desiccant air-conditioner
US11071940B2 (en) Flow balance control in volatile organic compound (VOC) abatement systems
JP4234496B2 (ja) 活性炭を再生する方法と装置及びそれを組み込んだ空気浄化システム
KR20160024436A (ko) 대형 도장공장의 VOCs 제거시스템
CN107774093A (zh) 包装印刷业VOCs工艺废气的处理设备
JP2006010307A (ja) 加湿装置および加湿方法
US6802767B2 (en) Local exhausting and ventilating methods, and local exhausting device and local ventilating system
KR20170049534A (ko) 공정 배기 공기로부터 불순물을 분리하기 위한 방법 및 재생성 분리 장치
KR102434645B1 (ko) RTO 공유형 VOCs 저감 시스템
KR102454089B1 (ko) 촉매 로터를 이용한 저농도 voc 오염 공기 정화 장치
KR101480215B1 (ko) 터널 대기 정화장치
KR20170063083A (ko) 반도체 생산현장에서 발생하는 유해가스 자동 제거장치
KR100778492B1 (ko) 기중기용 공기정화 시스템
KR102634533B1 (ko) VOCs 제거시스템
JP4881925B2 (ja) 排気リサイクルシステム
KR102436711B1 (ko) 퍼지 수단이 구비된 농축 2-베드 축열식 연소장치
JP6350709B1 (ja) 植物の栽培施設内の環境管理システム
JP3918243B2 (ja) 空気清浄機能付き空調機
JP2009285592A (ja) 脱硝装置
KR101324204B1 (ko) 보조 촉매를 구비한 고효율 촉매식 연소설비
KR102446958B1 (ko) 면상발열체를 지닌 로터형 VOCs 저감장치
JP2005525854A (ja) 空気清浄化方法および設備
JP3804193B2 (ja) 空気清浄機能付き空調機
KR20080000822U (ko) 균등 분할 에어덕트와 결합된 두 개의 직렬 배치된송풍기를 구비하는 ｖｏｃ 폐기물 가스 정화 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant