KR20000060372A - 휘발성 유기용제의 회수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휘발성 유기용제를 취급하는 여러 공업분야에서 배출되는 유기용제 함유 폐가스로부터 용제를 회수하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 방법은 유동파라핀을 흡수제로 사용하여 흡수탑에 순환,분사하면서 휘발성 유기용제 함유 폐가스를 흡수탑으로 흡입하여 상기 흡수제에 흡수시키고, 용제가 흡수된 흡수제의 일부를 연속적으로 분류하여 가열증발기로 유도하여 용제를 증발시킨 후 냉각, 응축하여 회수하고, 용제의 증발후 재생된 흡수제는 다시 흡수탑으로 재공급하며, 상기 폐가스의 흡입과 흡수제의 순환, 분사와 용제의 흡수, 증발, 회수 및 재생 흡수제의 재공급이 연속식으로 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 흡수제로서 탄화수소계인 유동파라핀을 사용하므로써 악취 및 반복사용에 의한 열화의 문제점을 해소하고, 전체 공정이 회분식이 아닌 연속식으로 수행되는 효율적인 휘발성 유기용제의 회수방법이 제공된다.

Description

휘발성 유기용제의 회수방법{A PROCESS FOR RECOVERING VOLATILE ORGANIC SOLVENT}

본 발명은 휘발성 유기용제를 취급하는 여러 공업분야에서 배출되는 유기용제 함유 폐가스로부터 용제를 회수하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휘발성 유기용제와 상용성이 매우 크고, 비점이 높은 탄화수소계인 유동파라핀을 흡수제로 사용하고, 전체 공정을 폐쇄 회로로 구성하여 휘발성 유기용제 폐가스로부터 용제를 효율적으로 흡수, 재생하는 방법에 관한 것이다.

현대공업발전에 따라 공업의 각 분야, 예를 들어 유기반응공정, 추출공정, 정밀기기 세척공정, 도색공정 등에서 다량으로 사용되는 유기용제는 사용후 폐가스중에 함유되어 대기중으로 휘발 방출되는데, 이러한 폐가스는 유해성으로 인한 대기오염은 물론 휘발인화성으로 인하여 대단히 위험하여 많은 재원의 손실을 일으키게 되는 등 심각한 문제를 초래할 우려가 있다.

따라서 이와 같은 문제점을 해결하고자 휘발성 유기용제의 폐가스를 회수하는 여러 방법이 제안되고 있다. 가장 널리 사용되고 있는 방법으로는, 활성탄, 실리카겔, 활성제오라이트 등의 흡착제를 사용하여 유기용제 함유 폐가스를 흡착시킨 후, 폐가스로 포화된 흡착제를 가열하여 유기용제를 증발, 분리, 회수하는 흡착방법(대한민국 특허공개 제97-20140호, 제91-15373호)이 있으나, 이러한 방법에서 사용되는 무기흡착제는 그 흡착률이 대단히 낮아서(약 10%정도) 회수장치의 시설비용이 많이 들고, 흡착제로부터 용제를 가열, 증발시켜 분리, 재생하는 방법도 어려워서 실용상 많은 문제점을 나타내고 있다.

상기한 흡착방법과는 달리, 열매체유를 흡수제로 사용하여 유기용제 폐가스를 흡수시켜 혼합액을 만들고, 이 혼합액을 흡수탑으로부터 빼내어 가열증발시켜, 증발되는 용제를 냉각응축하여 회수하는 흡수방법(일본 특개소 58-30665, 대한민국 특허공고 제95-13533호, 제96-13209호)이 제안되고 있다. 이러한 방법은 흡착방법에 비하여 회수효율은 우수하나, 흡수제로 사용되는 열매체유 자체의 특이한 냄새(악취)가 대기중으로 발산되어 이로 인한 새로운 공해문제가 야기될 뿐 아니라 증발재생의 반복에 따른 열매체유의 열화(劣化)로 인하여 색상이 검어지고 장기간 사용할 수 없는 결점이 있다.

또한 상기한 흡착방법에서는 흡착제가 폐가스로 포화되면 일단 가동을 중단하고 흡착제를 가열시켜 용제를 증발, 분리해야 하고, 상기한 종래의 흡수방법 역시 일정량의 혼합액이 만들어지면 가동을 중단하고 이를 분리해내어야 하므로, 상기 종래의 방법들에서 제시된 공정은 모두 회분식(뱃취식)으로만 실시가 가능하여 공정의 효율이 떨어지는 단점이 있다. 또 상기 종래의 방법들에서는 용제회수탱크의 배기공(VENT)이 개방되어 있어서, 냉각응축되어 최종적으로 회수된 유기용제의 일부가 강한 휘발성으로 인해 용제회수탱크로부터 대기중으로 방출되는 문제점도 가지고 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 흡수방법에서 사용된 열매체유와 같은 흡수제의 결점을 가지지 않는 흡수제를 선택, 사용하므로써 대기중으로 냄새가 전혀 방출되지 않고, 재생증발을 반복하여도 흡수제가 전혀 열화되지 않도록 흡수제를 개선하고, 또한 연속적으로 회수재생이 가능하며, 회수된 유기용제 증기가 대기중으로 전혀 방출되지 않는 개선된 유기용제 회수방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 휘발성 유기용제 폐가스를 회수하기 위한 시스템의 개략적인 공정도이다.

[도면부호의 설명]

1. 블로워(blower), 2. 흡수탑,

3. 분사펌프, 4. 가열증발기,

5. 냉각콘덴서, 6. 용제회수탱크,

7. 수송펌프, 8. 냉각콘덴서,

a, b, c. 밸브, d, e. 자동조절밸브,

f. 시험공, g. 배기공,

h. 흡수제, i. 용제회수탱크 배기공,

LS. 레벨센서, LIC. 액면조절계,

TG. 온도센서, TIC. 온도조절계.

본 발명에 따른 휘발성 유기용제 회수방법은 종래의 흡수제로 인한 악취문제 및 열화문제를 해결하기 위하여, 흡수제로서 탄화수소계인 유동파라핀을 사용하고, 연속적으로 회수재생이 가능하도록 유기용제 폐가스를 흡수재생하는 전체 공정을 폐쇄회로로 구성하고, 용제회수탱크의 공기배출공(VENT)을 폐가스 흡수 블로워로 유도하므로써 회수탱크로부터 증발되는 유기용제의 일부를 다시 흡수탑으로 재순환시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 흡수제로서 사용되는 유동파라핀은 무미, 무취, 무색 액체로서 산, 열, 빛 등에 매우 안전하고, 중성으로 그 순도가 높아 화학반응을 잘 일으키지 않으며, 벤젠, 톨루엔, 자이렌 등의 유기용제를 잘 흡수, 혼화한다. 또한 비점과 인화점이 높아서 용제의 증발, 분리재생이 아주 쉬울 뿐 아니라 반복사용하여도 전혀 열화되지 않는 장점이 있다.

본 발명의 유기용제 회수방법은 하기에서 상세하게 설명되는 바와 같이 편의상 다음의 단계들로 구분될 수 있다:

제1단계: 폐가스 흡입, 흡수공정,

제2단계: 용제의 증발, 냉각, 회수공정,

제3단계: 흡수제의 냉각, 재공급공정,

제4단계: 용제증기의 재순환공정.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 용제 회수방법에 있어서, 각 단위공정을 도시한 공정도이다.

제1단계: 폐가스 흡입, 흡수 공정

유기용제 폐가스 발생장소로부터 배관으로 폐가스를 유도하여 블로워(1)로 흡입하여 흡수탑(2)에 불어 넣는다. 흡수탑(2)의 구조는 특별히 제한되지는 않고, 당분야에서 통상적으로 사용되는 라시링 등을 충진한 흡수탑을 사용할 수 있으며, 본 발명에서의 흡수제인 유동파라핀(h)은 흡수탑의 하부에 존재한다.

폐가스를 흡입하면서, 흡수탑(2) 하부에 저장된 흡수제인 유동파라핀(h)을 밸브(a)를 열고, 분사펌프(3)을 이용하여 흡수탑의 상부로 이송하여 분사한다. 블로워(1)에 의해 흡수탑(2) 내로 흡인된 폐가스는 흡수탑 하부에서 상부로 확산되면서 흡수탑 상부로부터 분사되는 흡수제와 접촉하게 된다.

도1에 예시적으로 도시된 공정도에서의 흡수탑(2)은 2단의 라시링이 저장되어 있어서, 분사되어 흐르는 흡수제는 이 라시링의 표면을 타고 흘러내리며 블로워(1)에서 불어 넣은 폐가스는 위로 통과하면서 흡수제와 넓은 표면적으로 접촉하여, 폐가스중의 용제는 흡수제에 흡수되고 폐가스중의 공기는 흡수탑 위의 배기공(g)로 방출된다.

용제가 흡수된 흡수제는 흡수탑(2) 하부의 흡수제 저장부로 흘러내려 모이게 되며, 계속하여 연속적으로 분사펌프(3)에 의해 흡수탑내 상부로 다시 순환, 분사된다.

용제의 종류에 따라서는 충분한 흡수를 위하여, 이 흡수탑을 2대로 하여 이차 흡수시킬 수도 있다.

제2단계: 용제의 증발, 냉각, 회수 공정

용제가 흡수된 흡수제를 계속 순환, 분사하면서, 분사펌프(3)으로부터 흡수탑(2) 상부로 연결된 공급관의 중간에 설치된 밸브 (b)와 (c)를 조절하여 용제가 흡수된 흡수제의 일부를 연속적으로 가열증발기(4)로 보낸다. 이때, 가열증발기(4)는 온도센서(TG)의 감지를 받아 온도조절계(TIC)의 설정온도 즉, 용제의 증발비점온도에 맞추어 자동조절밸브(e)를 조절하여 가열증기의 유입을 조절하므로써 일정한 설정온도를 유지한다.

가열증발기(4)에서 증발된 용제는 냉각콘덴서(5)에서 응축되어 용제로 회수되어 용제회수탱크(6)으로 보내진다.

제3단계: 흡수제의 냉각, 재공급 공정

가열증발기(4)에서 용제가 증발, 제거된 흡수제는 연속적으로 그 일부가 밸브(d)에서 배출되어 수송펌프(7)에 의해서 냉각콘덴서(8)을 거쳐 냉각된 후 다시 흡수탑(2)로 재공급된다. 이때, 레벨센서(LS)의 감지를 받아 액면조절계(LIC)의 설정액면에 맞추어 자동조절밸브(d)를 조절하므로써 가열증발기(4)내의 액면을 설정액면으로 일정하게 유지한다. 이와 같이, 사용된 흡수제를 재순환 사용하므로써, 새로운 흡수제의 투입없이도 시스템의 가동이 가능하다.

제4단계: 용제증기의 재순환 공정

용제회수탱크(6)으로 최종 회수된 용제중의 일부가 휘발되어 용제증기가 발산될 수 있는데, 이와 같이 발산하는 용제증기는 용제회수탱크의 배기공(i)를 통해 배기공 폐쇄회로관을 거쳐 폐가스 흡입 블로워(1)로 흡입시켜 흡수탑(2)내로 다시 불어 넣어주므로써 대기중으로 용제가 발산되지 않도록 한다.

상기와 같은 본 발명의 방법에서, 흡수제의 분사, 순환량과 가열증발기(4)로 보내지는 흡수제량 및 재생된 흡수제의 재공급량은 분사펌프(3)으로부터 흡수탑(2) 상부로 연결된 공급관 중의 밸브(b)와 (c)를 조절하고, 가열증발기(4)의 레벨센서(LS) 및 액면조절계(LIC)에 의해 가열증발기(4) 내의 액면이 설정액면으로 항상 유지되도록 하므로써 조절된다.

상기에서 본 발명의 휘발성 용제회수방법을 편의상 4단계로 구분하여 설명하였으나, 본 발명의 방법은 폐쇄회로로 구성되어 흡수제가 연속적으로 순환, 분사되면서, 재생된 흡수제가 연속적으로 재순환 사용되고, 최종 회수된 용제로부터 발산되는 용제증기도 재순환 공급되므로, 상기 4단계의 공정들은 단계별로 순차적으로 진행되는 것이 아니라 각 단계들이 동시에 연속적으로 진행된다.

본 발명에 의하면, 흡수제로서 탄화수소계인 유동파라핀을 사용하므로써 악취 및 반복사용에 의한 열화의 문제점을 해소하고, 또 연속적으로 흡수제를 순환, 분사하면서 휘발성 유기용제 함유 폐가스를 흡수시키고, 흡수제를 일정량씩 연속적으로 분류시켜 가열증발하여 용제를 증발, 회수하면서 사용된 흡수제를 연속적으로 재생, 재공급하고, 또한 회수된 용제로부터의 용제증기를 재순환, 공급하므로써 전체 공정이 회분식이 아닌 연속식으로 수행되는 효율적인 휘발성 유기용제의 회수방법이 제공된다.

Claims (2)

1. 유동파라핀을 흡수제로 사용하여 흡수탑에 순환,분사하면서 휘발성 유기용제 함유 폐가스를 흡수탑으로 흡입하여 상기 흡수제에 흡수시키고, 용제가 흡수된 흡수제의 일부를 연속적으로 분류하여 가열증발기로 유도하여 용제를 증발시킨 후 냉각, 응축하여 회수하고, 용제의 증발후 재생된 흡수제는 다시 흡수탑으로 재공급하며, 상기 폐가스의 흡입과 흡수제의 순환, 분사와 용제의 흡수, 증발, 회수 및 재생 흡수제의 재공급이 연속식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기용제의 회수방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 회수된 용제는 용제회수탱크로 보내지며, 용제회수탱크의 배기공으로부터 휘발하여 발산되는 용제증기를 흡수탑에 흡입되는 폐가스관으로 연속적으로 재순환시키는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기용제의 회수방법.