KR20020090478A - 휘발성 용제의 회수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휘발성 용제의 회수방법에 관한 것으로서, 활성탄소섬유 필터를 사용하여 공기중에 함유된 휘발성 용제를 분리, 회수하는 방법에 있어서, 2개의 활성탄소섬유(1,2) 필터를 동시에 사용하여 용제 함유 공기로부터 용제를 회수하는 공정과, 증기를 사용하여 활성탄소섬유 필터에 부착된 용제를 탈착하는 공정을 각각의 활성탄소섬유 필터에서 교호로 반복하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 2개의 활성탄소섬유 필터에서 용제 회수 공정과 용제 탈착 공정을 교대로 반복실시하기 때문에 용제 회수율, 청정율 및 공정효율성이 매우 우수하다.

Description

휘발성 용제의 회수방법 {A method of recovering volatile solvent}

본 발명은 공기중에 함유된 휘발성 용제를 효율적으로 분리, 회수하는 방법에 관한 것이다.

최근 산업이 급속하게 발달됨에 따라 용제를 함유하는 공기(가스)가 전자산업, 자동차산업, 인쇄산업, 도장산업, 석유화학산업 등의 다양한 산업분야에서 불가피하게 대량 발생 되고 있다.

이들을 그대로 대기중으로 방출시에는 대기가 오염되거나 인체에 심각한 악영향을 미치기 때문에 상기 가스로부터 휘발성 용제를 분리, 회수하는 공정이 국제환경협약에 따라 필수적으로 요구된다. 휘발성 용제들을 공기(가스)로 부터 분리, 회수하는 공정에서는 활성탄소섬유 필터가 주로 사용되고 있다.

한국 실용신안등록 제205816호에서는 바이오필터와 활성탄소섬유 필터를 동시에 사용하여 공기내 용제들을 회수하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 상기 방법은 고가의 바이오필터 사용으로 비경제적이고, 활성탄소섬유 필터의 교체 또는 재생을 위해 회수설비 운전을 정지해야 하므로 공정효율이 저하되는 문제가 있었다.

한편, 한국 실용신안등록 제213651호에서는 활성탄소섬유 필터를 사용하여 폐수처리장 악취물질을 제거하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 상기 방법 역시 활성탄소섬유 필터의 교체 또는 재생을 위해 회수설비 운전을 중지해야 하므로 공정효율이 저하되는 문제가 있었다.

한편, 한국 실용신안등록 제197549호에서는 유기용제를 화학적으로 흡수하는 악취물질흡수 용액과 활성탄소섬유 필터를 사용하여 습식세정 방식으로 공기내 휘발성 용제들을 분리, 회수하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 상기 방법은 용제 등을 흡수하는 용액을 별도로 사용하기 때문에 공정이 번거롭고, 활성탄소섬유 필터의 교체 또는 재생을 위해 회수설비 운전을 정지해야 하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하므로서 용제 회수율이 높고, 설비의 운전중지 없이도 필터를 교체 및 재생 할 수 있어서 공정효율이 매우 우수한 휘발성 용제의 회수방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 2개의 활성탄소섬유 필터를 동시에 사용하여 용제를 회수하는 공정과 필터를 재생(탈착)하는 공정을 각각의 활성탄소섬유 필터에서 교대로 반복하므로서, 필터의 교체나 재생을 위해 회수설비를 정지할 필요가 없는, 다시말해 공정효율이 양호한 휘발성 용제의 회수방법을 제공하고자 한다. 또한 저농도의 용제 함유 공기인 경우에는 이를 먼저 벌집구조의 농축로터에서 농축시켜 고농도 가스로 변환시킨 후 이를 활성탄소섬유 필터로 공급하는 방법을 제공하고자 한다.

도 1은 본 발명의 용제 회수 공정 개략도

도 2는 저농도의 용제 함유 공기를 농축시키는 공정 개략도

※ 도면중 주요부분에 대한 부호설명

1 : 용제 흡착 중인 활성탄소섬유 필터

2 : 용제 탈착 중인 활성탄소섬유 필터

3 : 콘덴서 4 : 유수분리조 5 : 에어필터

6 : 송풍기 7 : 농축로터 8 : 히터

이와 같은 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 휘발성 용제의 회수방법은 활성탄소섬유 필터를 사용하여 공기중에 함유된 휘발성 용제를 분리, 회수하는 방법에 있어서, 2개의 활성탄소섬유(1,2) 필터를 동시에 사용하여 용제 함유 공기로부터 용제를 회수하는 공정과, 증기를 사용하여 활성탄소섬유 필터에 부착된 용제를 탈착하는 공정을 각각의 활성탄소섬유 필터에서 교호로 반복하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 공기내에 함유되어 있는 휘발성 용제들을 분리, 회수 할 때 2개의활성탄소섬유 필터(1,2)들을 동시에 사용한다. 상기 활성탄소섬유 필터들 중 한개가 용제 함유 공기로 부터 용제를 회수하는 동안 나머지 한개의 활성탄소섬유 필터는 증기에 의해 재생(필터에 부착된 용제들을 탈착) 처리 된다. 이와 같은 회수공정과 재생공정은 서로 교호로 반복 실시 된다.

도 1은 본 발명의 용제 회수 공정 개략도 이다. 휘발성 용제를 함유하는 공기는 송풍기(6)에 의해 에어필터(5)를 거쳐 용제 흡착중인, 다시말해 용제를 분리중인 활성탄소섬유 필터(1)로 공급된다. 이때 용제 함유 공기는 활성탄소섬유 필터(1)의 표면에서 내부로 이동하면서 공기내 유기용제는 필터(1)에 흡착되고 청정공기는 활성탄소섬유 필터(1)의 내부통로를 따라 배출구를 통해 밖으로 배출된다.

한편, 용제 탈착 중인 활성탄소섬유 필터(2) 내부 통로로는 증기가 공급되어 필터 표면쪽으로 흐르면서 필터(2) 표면에 부착되어 있는 용제들을 탈착 시킨다. 상기 필터(2)의 표면에서 탈착된 용제액(물+용제)은 냉각수가 공급되는 콘덴서(3)에서 응축처리되고, 계속해서 유수분리조(4)에서 물과 용제를 분리 시킨다. 분리된 용제는 회수하고 나머지 물을 회수설비 밖으로 배출 시킨다.

한편, 상기 필터(2)의 표면에서 탈착된 용제액(물+용제)을 촉매 연소장치 내에서 소각 처리 할 수도 있다.

용제 흡착 중인 활성탄소섬유(1)의 분리기능이 일정수준으로 저하되면, 용제 탈착이 완료된 활성탄소섬유 필터(2)에서 용제를 흡착함과 동시에 용제 흡착을 중단한 활성탄소섬유 필터(1)에는 증기를 공급하여 용제 탈착 처리 한다. 다시말해, 활성탄소섬유 필터 (1)과 (2)는 서로 용제 흡착과 탈착을 교호로 반복한다. 그 결과 필터교체나 재생을 위해 용제 회수 공정을 중단해야 하는 번거러움을 개선 할 수 있다.

용제 흡착 공정과 용제 탈착 공정을 교체 하는 시기는 용제 흡착 중인 활성탄소섬유 필터의 압력을 센서로 측정하여 판단하며, 상기 센서와 자동밸브를 연결하여 용제 함유 공기의 유입방향을 용제 탈착이 완료된 다른 활성탄소섬유 필터 쪽으로 전환시킬 수 있다.

본 발명의 휘발성 용제는 휘발성을 갖는 용제를 의미한다. 구체적으로 트리클로로에틸렌, 염화메틸렌, 테트라클로로에틸렌, 사염화탄소, 클로로포움, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메탄올, 에탄올, 이소프탈산, 아세톤 또는 메틸에틸케톤 등이다.

본 발명의 활성탄소섬유 필터(1,2)들은 활성탄소섬유를 펠트 가공한 시이트를 원통상으로 적층하여 제조 할 수 있다.

한편, 공기(가스) 내에 함유된 용제의 농도가 낮은 경우에는 먼저 도 2와 같이 농축로터(7)에서 처리하여 농축시킨 다음, 이를 활성탄소섬유 필터(1,2)로 공급하는 것이 바람직 하다. 상기 농축로터(7)는 벌집구조를 갖는 제오라이트가 상하 2단으로 배열되어 있으며, 자체회전에 의해 상단이 하단 위치로, 하단이 상단 위치로 변경 될 수 있다. 상단의 농축로터에서는 용제의 탈착작용이 일어나고 하단의 농축로터에서는 용제의 흡착작용이 일어난다.

구체적으로 저농도 용제 함유 공기는 에어필터(5)를 거쳐 하단의 농축로터로 공급되어 이를 통과하면서 공기중 용제 일부는 농축로터 표면에 흡착되고 청정공기는 배출구를 통해 밖으로 배출된다. 하단의 농축로터의 용제 흡착 기능이 일정수준으로 저하되면 농축로터(7)는 반회전하여 상단에 위치하던 농축로터가 하단에 위치하여 계속해서 용제 흡착 기능을 수행하게 된다.

한편, 지금까지 용제 흡착 기능을 수행하던 하단의 농축로터는 상단으로 위치를 변경하게 되고, 여기에 증기를 공급하면 흡착된 유기용제들이 탈착되면서 농축공기가 생성된다. 이와 같이 농축처리된 공기를 앞에서 설명한 바와 같이 활성탄소섬유 필터로 공급하여 휘발성 용제를 회수한다.

한편, 용제의 회수율 및 청정율을 보다 더 향상시키기 위해서는 용제함유 공기를 먼저 활성탄소섬유 필터(1,2)로 처리한 다음, 계속해서 상기의 농축필터(7)로 처리 할 수도 있다. 이 경우 청정효과는 99.8% 수준으로 향상된다.

본 발명은 활성탄소섬유 필터의 재생(탈착)을 회수설비 가동 중에도 연속적으로 실시 할 수 있어서 회수효율 및 공정효율이 매우 우수하게 된다. 구체적으로 본 발명은 용제 회수율이 95% 이상이고, 공기 청정효과가 98% 이상이고, 시스템 가동율도 크게 향상된다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 살펴본다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

활성탄소섬유(1,2) 2개가 설치된 도 1의 회수설비에 1,1,1,트리클로로에탄 용제가 300ppm 함유된 공기를 150㎥/분의 풍량으로 공급하면서 공기내 상기 용제를 분리 하였다. 이때 활성탄소섬유 필터의 흡착시간은 7.25분, 탈착시간은 5.5분으로 설정하였고, 냉각수(25℃)는 시간당 13톤을 공급하였고, 증기(3kg/㎠G)는 시간당 120kg으로 공급하였다. 이와 같이 분리된 용제는 콘덴서(3) 및 유수분리조(4)에서 처리, 회수 하였다. 그 결과 용제 회수량은 49kg/시간(회수율 95%), 처리후 공기내 용제함량은 평균 14ppm 이였다.

실시예 2

트리클로로에틸렌 용제가 200ppm 함유된 공기를 3200㎥/분의 풍량으로 도 2의 농축로터(7)로 공급하여 농도 700ppm으로 농축시킨 다음, 이를 활성탄소 섬유 2개가 설치된 도 1의 회수설비에 200㎥/분의 풍량으로 공급하면서 공기내 상기 용제들을 분리 하였다. 이때 활성탄소섬유 필터의 흡착시간은 8분, 탈착시간은 6분으로 설정하였고, 냉각수(25℃)는 시간당 3톤을 공급하였고, 증기(4kg/㎠G)는 시간당 25kg으로 공급하였다. 이와 같이 분리된 용제는 콘덴서(3) 및 유수분리조 (4)에서 처리하여 회수 하였다. 그 결과 용제 포집율은 96.5%, 처리후 공기내 용제함량은 평균 10ppm 이하 이였다.

실시예 3

활성탄소섬유(1,2) 2개가 설치된 도 1의 회수설비에 염화메틸렌 용제가 300ppm 함유된 공기를 150㎥/분의 풍량으로 공급하면서 공기내 상기 용제를 분리 하였다. 이때 활성탄소섬유 필터의 흡착시간은 10분, 탈착시간은 5분으로 설정하였고, 냉각수(30℃)는 시간당 18톤을 공급하였고, 증기(3kg/㎠G)는 시간당 140kg으로 공급하였다. 상기 활성탄소섬유 필터를 통과한 용매 함유 공기(15ppm)를 계속해서 농축로터(7) 내로 15㎥/분의 풍속으로 공급하여 공기내 용매를 2차로 분리 하였다. 이와 같이 분리된 용제는 촉매 연소 장치에서 소각 처리 하였다. 그 결과 용제 회수율은 99.8%, 처리후 공기내 용제함량은 평균 2ppm 이였다.

본 발명의 용제 회수방법은 용제 회수율 및 청정효율이 높을 뿐만아니라 용제 회수 공정의 효율도 크게 향상 된다.

Claims (7)

1. 활성탄소섬유 필터를 사용하여 공기중에 함유된 휘발성 용제를 분리, 회수하는 방법에 있어서, 2개의 활성탄소섬유(1,2) 필터를 동시에 사용하여 용제 함유 공기로부터 용제를 회수하는 공정과, 증기를 사용하여 활성탄소섬유 필터에 부착된 용제를 탈착하는 공정을 각각의 활성탄소섬유 필터에서 교호로 반복하는 것을 특징으로 하는 휘발성 용제의 회수방법.
2. 1항에 있어서, 활성탄소섬유 필터를 통과한 용제 함유 공기를 다시 농축필터(7) 내로 공급하여 처리하는 것을 특징으로 하는 휘발성 용제의 회수방법.
3. 1항에 있어서, 저농도의 용제 함유 공기를 먼저 벌집 구조를 갖는 제오라이트 농축 로터(7)에서 농축시킨 후 이를 활성탄소섬유 필터(1,2)로 공급하는 것을 특징으로 하는 휘발성 용제의 회수방법.
4. 1항에 있어서, 활성탄소섬유 필터(2)로 부터 탈착되는 용제액을 콘덴서(3)에서 응축한 후 유수분리조(4)에서 처리하여 용제와 물을 분리하는 것을 특징으로 하는 휘발성 용제의 회수방법.
5. 1항에 있어서, 탈착된 용제액을 촉매 연소장치 내에서 소각처리하는 것을 특징으로 하는 휘발성 용제의 회수방법.
6. 1항에 있어서, 용제 함유 공기가 활성탄소섬유 필터(1)의 표면에서 내부로 통과하면서 용제를 회수하는 것을 특징으로 하는 휘발성 용제의 회수방법.
7. 1항에 있어서, 증기가 활성탄소섬유 필터(2)의 내부에서 표면으로 통과하면서 용제를 탈착하는 것을 특징으로 하는 휘발성 용제의 회수방법.