KR200284130Y1 - Adsorption Tower with Multi Gradual Supply & Hot Air Jet in Activated Carbon Bed Type Desorber - Google Patents
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Abstract
본 고안은 열풍으로 탈착하는 장치를 가진 여러개의 활성탄층 구조로 된 흡착탑에 적용하기 위해 고안된 것으로 각 활성탄층에 순차적인 탈착열풍 공급과 활성탄층 내부에 열풍공급 파이프를 넣어 활성탄안에서 직접 분사시켜 탈착효과를 극대화 한 방식이다.The present invention is designed to be applied to an adsorption tower having a structure of several activated carbon layers having a device for desorption by hot air. The desorption effect is directly injected into activated carbon by inserting a sequential desorption hot air supply into each activated carbon layer and a hot air supply pipe inside the activated carbon layer. Is the way to maximize it.
제 4도는 본 고안 방식을 적용한 예로 자동차도장부스와 같이 도장과 건조가 한부스에서 교대로 작업하는 시설의 경우 휘발성 유기화합물가스(VOC)를 제거하는 시설로 여러개의 활성탄(501)층으로 구분된 흡착탑(5)을 설치하고 탈착장치로 건조시 버너(301) 연소가스 폐열을 열풍개폐밸브(13A/B/C/D) 조작으로 각 활성탄층에 순차적으로 활성탄안에 들어가 있는 열풍파이프(14)를 통해 열풍을 직접 분사하여 탈착하고 탈착된 VOC는 버너연소실(302)로 넣어 연소 제거하는 방식이다.FIG. 4 is an example of applying the present invention, and in the case of painting and drying work alternately in one booth, such as an automobile coating booth, volatile organic compound gas (VOC) is removed and is divided into several layers of activated carbon (501). The adsorption tower (5) is installed and the burner (301) combustion gas waste heat is heated by a desorption device (13A / B / C / D) to operate the hot air pipes (14) that are sequentially contained in the activated carbon in each activated carbon layer. Detachable by direct injection of hot air through the desorbed VOC is put into the burner combustion chamber 302 to remove the combustion.
좀 더 구체적으로 설명하면 자동차 도장부스의 경우 기존에는 제1도와 같이 단순히 흡착탑(5)만 설치하여 VOC를 제거하였는데 이는 지속적인 VOC 흡착으로 활성탄이 포화되어 주기적으로 교체해 주므로써 과대한 활성탄 교체비가 소요되는 문제점이 있어 왔고 또 이러한 문제점을 개선한 것이 탈착 재생 장치를 설치하여 활성탄 교체비를 절감할 수 있도록 개발한 것으로 제 2도에 나타내었다. 그러나 이방식은 건조시 폐열을 흡착탑에 넣어 탈착하고 탈착된 VOC는 버너연소실(302)로 넣어 연소 제거하여 어느정도 효과를 보았으나 짧은 건조시간 동안 공급되는 탈착열량이 부족하여 탈착율이 저하되는 문제점이 있어 왔다.In more detail, in the case of automobile coating booth, the VOC was removed by simply installing the adsorption tower 5 as shown in FIG. 1, which is required to replace the activated carbon by saturating the activated carbon periodically with continuous VOC adsorption. There is a problem, and the improvement of this problem is shown in FIG. 2 to install a desorption and regeneration device to reduce the replacement cost of activated carbon. However, in this method, the waste heat is desorbed in the adsorption tower during drying, and the desorbed VOC is put into the burner combustion chamber 302 to remove the combustion. However, the amount of desorption heat supplied for a short drying time is insufficient. come.
이에 제 3도에 나타낸 바와 같이 열풍개폐밸브(13A/B/C/D)를 순서대로 열어 각 활성탄층별로 순차적인 탈착과 활성탄안으로 탈착 열풍 파이프(14)를 통해 직접 분사 하므로써 종래의 탈착열량의 1/4정도의 열량으로 가능하여 상기 문제점을 해결하였다.Thus, as shown in FIG. 3, the conventional hot air shutoff valves 13A / B / C / D are opened in sequence to sequentially remove and heat the desorption heat through the desorption hot air pipe 14 into the activated carbon. Solving the above problems was possible with about 1/4 of the heat.
본 고안은 이처럼 종래 방식의 탈착열량보다 훨씬 적은 열량으로 탈착이 가능하도록 하므로써 자동차도장부스뿐만 아니라 열풍으로 탈착방식을 채택한 모든 흡착탑에 적용하므로써 적은 열량의 경제적인 탈착과 소요되는 열량보다 많은 열량의 고급이 가능하여 높은 탈착율을 유지할 수 있도록 한 방식이다.The present design enables desorption with much less heat than the conventional method of desorption heat, so that it can be applied to all adsorption towers that adopt the desorption method as well as automobile booths. This is possible to maintain a high desorption rate.
Description
페인트 도장 부스 및 건조로 시설 등 여러 시설에서 배기되는 배기가스 중에는 톨루엔, 자일렌 등과 같은 휘발성 유기화합물가스(Volertile Organic Compound: 이하 VOC로 명명)가 함유된 채로 대기 중에 배출되므로써 대기오염을 야기하고 있다.Exhaust gases emitted from various facilities, such as paint booths and drying furnace facilities, contain volatile organic compounds (VOCs) such as toluene and xylene, which are emitted into the atmosphere, causing air pollution. .
이러한 VOC로 인한 대기오염 방지를 위해 여러 방식의 정화시설이 사용되고 있으나 대부분 가장 경제성이 있고 효율이 우수한 활성탄 흡착방식을 사용하고 있다.In order to prevent air pollution due to such VOCs, various types of purification facilities are used, but most of them use the most economical and efficient activated carbon adsorption method.
그런데 활성탄은 VOC를 일정량 흡착하게 되면 포화상태가 되어 더 이상 흡착할 수 없는 특성 때문에 일정 기간마다 교체해주거나 최근에는 활성탄 교체에 따른 과대한 운전비를 방지하기 위해 열풍을 이용하여 탈착 재생 후 다시 흡착 사용하는방식을 채택하고 있다.However, activated charcoal is saturated when VOC is adsorbed to a certain amount, so it can not be adsorbed anymore. The system is adopted.
예를들면 도장과 건조가 한 부스에서 이루어지는 자동차 도장 부스의 경우 제 2도에 나타낸 바와같이 건조열 공급용 버너 배기가스의 폐열을 이용하여 탈착하고 탈착시 발생되는 VOC는 버너 연소실로 직접 넣어 VOC가 버너 화염 주위의 고온가스에 의해 연소분해 제거하는 방식을 개발하였다.(제 2도 방식은 본 고안자가 실용신안을 등록한 방식임: 제0252561호)For example, in the case of an automobile paint booth where painting and drying are performed in one booth, as shown in FIG. 2, the desorption is carried out by using the waste heat of the burner exhaust gas for drying heat supply, and the VOC generated during desorption is directly put into the burner combustion chamber, A method of combustion decomposition by hot gas around a burner flame was developed. (The second method is a method in which the inventors have registered a utility model: No.0252561.)
그러나 이 방식은 폐열을 이용하여 활성탄을 탈착 재생하기 때문에 경제적으로 매우 우수하나 건조열 공급용 버너가 가열 동안에 탈착해야 하기 때문에 탈착열량 공급이 제한되어 있다는 문제점이 있다.However, this method is economically very good because it desorbs and regenerates the activated carbon using waste heat, but there is a problem in that the heat supply of the desorption is limited because the burner for dry heat supply has to be desorbed during heating.
그러므로 제한된 열량으로 높은 탈착율을 유지하기 위해서는 탈착구조가 일반적인 방식으로는 어렵다.Therefore, in order to maintain a high desorption rate with limited calories, the desorption structure is difficult in a general manner.
이처럼 본 고안은 탈착구조를 개선하여 제한된 탈착열량으로 탈착할 경우에도 충분한 탈착이 이루어질 수 있도록 하거나 일반 흡착탑의 경우에도 여러층으로 설치된 활성탄을 적은 탈착열량으로 탈착할 수 있도록 고안되었다.As such, the present invention is designed to improve the desorption structure so that sufficient desorption can be achieved even when desorption with limited desorption heat amount, or in the case of a general adsorption tower, to desorb activated carbon installed in multiple layers with low desorption heat amount.
본 고안의 시스템을 설명하기 위해 사전 지식으로 활성탄 흡착방식과 자동차 도장부스 운전 방식에 대해 설명한다면 다음과 같다.In order to explain the system of the present invention, the activated carbon adsorption method and the car painting booth driving method are explained as follows.
(1) 활성탄 흡착(1) activated carbon adsorption
활성탄은 많은 미세공과 넓은 표면적을 가지고 있어 벤젠, 톨루엔, 자일렌가스와 같이 분자량이 큰 VOC가 활성탄층을 통과하게 되면 미세공으로 유기가스분자가 반데르발스힘에 의해 유입되며 이 부위에서 포화 증기압이상의 고농도가 유지되므로써 응축된 상태로 흡착된다. 이러한 흡착특성은 VOC가 계속 흡착되어 포화상태가 되면 더 이상 흡착할 수 없는 제한적인 특성을 가지게 됨을 의미하며 이는 흡착탑내 투입된 활성탄이 모두 포화상태가 되면 더 이상 VOC를 제거해 줄 수 없기 때문에 새로운 활성탄으로 교체해주거나 탈착하여 재사용하여야 함을 의미한다.Activated carbon has many fine pores and a large surface area. When VOCs with high molecular weight such as benzene, toluene, and xylene gas pass through the activated carbon layer, organic gas molecules are introduced into the micropores by van der Waals forces. It is adsorbed in a condensed state by maintaining a high concentration. This adsorption characteristic means that the VOC is continuously adsorbed and has a limited characteristic that can not be adsorbed anymore. This means that the activated carbon introduced into the adsorption column is no longer able to remove the VOC when the activated carbon is saturated. It must be replaced or removed and reused.
활성탄의 탈착 재사용을 위한 탈착공정은 100 ℃이상의 열풍이나 스팀을 가하면 되는데 그 이유는 액상으로 활성탄 표면에 흡착되어있는 VOC가 비점 이상의 열풍이 가해져 증발 탈착되므로써 활성탄 미세공이 원래 상태로 복구되기 때문이다.The desorption process for desorption and reuse of activated carbon is performed by applying hot air or steam of 100 ° C. or higher because the activated carbon micropores are restored to their original state by the evaporation and desorption of the VOC adsorbed on the surface of the activated carbon in the liquid phase.
(2) 종전 VOC 처리방식별 개요(2) Overview of previous VOC treatment methods
본 VOC 배출시설의 처리에 있어서 종전 기술로 처리가능한 방식을 설명하기 위해 자동차 도장부스를 예를 들어 나타내었다.An automobile paint booth is shown as an example to explain how the conventional technology can handle the treatment of the VOC discharge facility.
(가) 비탈착식 흡착방식(제 1도 방식)(A) Non-removable adsorption method (figure 1)
제 1도에 나타난 바와 같이 가장 간단한 방식으로 단순한 용기에 활성탄을 충전한 후 이곳으로 VOC를 통과시켜 흡착 제거하는 방식으로 구조가 간단하고 일반적으로 설비비가 저렴하여 가장 많이 사용되는 방식이다.As shown in FIG. 1, the activated carbon is charged in a simple container in the simplest manner, and then the adsorption is removed by passing the VOC there.
그러나 이 방식은 탈착 재생장치가 없는 단순한 장치여서 VOC의 계속적인 흡착으로 포화상태가 되면 활성탄을 교체해 줘야하기 때문에 활성탄 교체비용이 과다한 문제점이 있다.However, since this method is a simple device without a desorption regeneration device, the activated carbon replacement cost is excessive because the activated carbon needs to be replaced when saturated by continuous adsorption of VOC.
1년에 약 5000ℓ의 페인트가 사용될 경우 용제증발량은 2500 ∼ 3000kg이므로 이 때 소요되는 활성탄양은 8500 ∼ 10000kg이고 이로인한 교체 비용은8,500,000 ∼ 10,000,000원 정도 소요된다.If 5000 liters of paint is used per year, the evaporation amount of solvent is 2500-3000kg, so the amount of activated carbon is 8500-10000kg and the replacement cost is 8,500,000-10,000,000 won.
(나) 버너 화염에 의한 고온 분해형 VOC 제거장치(제 2도 방식)(B) High temperature decomposition type VOC removal device by burner flame (figure 2)
본 방식은 자동차 도장부스와 같이 건조도 같이하는 시설에 적용되는 것으로 이러한 시설에는 건조열을 공급하는 버너(301)시설이 갖추어져 있다.The present method is applied to a facility that also performs drying, such as an automobile paint booth, such a facility is equipped with a burner (301) for supplying dry heat.
이 방식의 탈착은 버너(301) 연소 가스 배출구(304)에서 고온의 연소배기가스를 빼내어 여기에 함유된 열로 흡착탑(5)안에 충전된 활성탄(501)으로 넣어 탈착시킨 후 탈착시 발생된 VOC를 함유한 열풍가스를 버너연소실(302)로 주입시켜 버너 화염 주위의 고온가스에 의해 연소분해 처리하도록 구성되어 있어 별도의 탈착 장치 및 탈착 VOC 제거 장치 없이 활성탄을 탈착하고 탈착 VOC를 제거가 가능하도록 하였다.This type of desorption removes the high temperature combustion exhaust gas from the burner 301 combustion gas outlet 304 and inserts the activated carbon 501 packed in the adsorption tower 5 with the heat contained therein to desorb and then contains the VOC generated during the desorption. One hot air gas was injected into the burner combustion chamber 302 to be subjected to the combustion decomposition treatment by the hot gas around the burner flame so that the activated carbon can be desorbed and the desorbed VOC can be removed without a separate desorption device and a desorption VOC removal device.
이 방식의 장점을 나타내면Showing the advantages of this approach
첫째, 제 1도에 나타낸 단순흡착탑의 경우에는 활성탄 교체에 따른 과대한 운전비를 절감키 위해 별도의 탈착장치 없이 탈착을 가능케 하므로써 설비비를 획기적으로 절감 할 수 있다.First, in the case of the simple adsorption tower shown in FIG. 1, the installation cost can be drastically reduced by enabling the detachment without a separate detachment device in order to reduce the excessive operating cost due to the replacement of activated carbon.
둘째, 연소 배가스의 폐열로 탈착하고 탈착시 발생한 VOC를 버너 연소열로 제거하므로써 탈착과정에서 별도의 운전비가 불필요하여 운전비를 획기적으로 절감할 수 있다.Second, by desorbing the waste heat of the combustion flue gas and by removing the VOC generated during the desorption by the burner combustion heat, it is possible to drastically reduce the operating cost because no separate operating cost is required in the desorption process.
셋째, 탈착시 발생하는 VOC가 연소공기로 유입되어 화염의 고온 또는 화염주위의 고온가스에 의해 연소되기 때문에 거의 완벽하게 CO2와 H2O로 분해되어고효율(99%이상) 제거가 가능하다.Third, since VOC generated during desorption flows into combustion air and is burned by high temperature gas of flame or surrounding gas, it is almost completely decomposed into CO 2 and H 2 O, and high efficiency (more than 99%) can be removed.
그러나 이러한 여러 가지 장점에도 불구하고 다음과 같은 문제점이 있어 왔다.However, despite these various advantages, there have been the following problems.
상술한 바와 같이 본 방식은 건조 작업시 버너 가동에 의해 탈착이 이루어지기 때문에 버너 가동 시간에 직접적인 영향을 받는데 버너 가동 시간이 짧으면 상대적으로 공급되는 탈착열량이 적어져 탈착율이 떨어지는 문제점을 가지고 있다.As described above, since the desorption is performed by the burner operation during the drying operation, it is directly affected by the burner operation time. However, when the burner operation time is short, the amount of desorption heat to be supplied decreases, so that the desorption rate decreases.
본 고안은 여러층의 활성탄층으로 구성된 흡착탑을 종전 열풍 탈착방식보다 훨씬 적은 탈착열량으로 충분한 탈착이 가능하도록 개선하여 제 2도 방식의 자동차 도장부스와 같이 제한된 탈착 공급열로 충분한 활성탄 탈착을 달성하거나 적은 탈착열량으로 높은 탈착율을 달성하고자 하는 흡착시설에 적용코져 고안되었다.The present invention improves the adsorption tower composed of multiple layers of activated carbon so that sufficient desorption is possible with much lower desorption heat amount than the conventional hot air desorption method, so that sufficient activated carbon desorption is achieved with limited desorption supply heat, such as a car booth of FIG. It is designed to be applied to adsorption facilities to achieve high desorption rate with low desorption heat.
이러한 목적을 달성하기 위해 다음과 같은 기술적 과제를 적용하였다.In order to achieve this purpose, the following technical tasks were applied.
1) 시스템 변경으로 1회 탈착에 필요한 열량을 줄여 제한된 열량으로도 충분한 탈착이 이루어지도록 개선하고1) By modifying the system, the amount of heat required for one-time desorption is reduced so that sufficient desorption is possible even with limited heat.
2) 활성탄 가열방식을 변경하여 열손실을 최소화하고 공급되는 탈착열을 활성탄 안에서 직접 접촉시켜 100% 가깝게 탈착열로 사용하므로써 제한된 열량으로 최대의 탈착 효과가 이루어지도록 한다.2) Minimize heat loss by changing activated carbon heating method and use desorption heat close to 100% by directly contacting desorption heat supplied in activated carbon to achieve maximum desorption effect with limited heat quantity.
이를 달성하기 위해 다음과 같이 적용한다.To achieve this, apply as follows:
제 1도는 자동차도장부스의 비탈착식 흡착 방식의 흐름도1 is a flow chart of the non-removable adsorption method of automotive coating booth
제 2도는 자동차 도장부스의 연소가스 폐열을 이용한 탈착 및 탈착 VOC의 버너연소실로 주입 제거하는 탈착장치가 부착된 흡착 방식의 흐름도2 is a flow chart of an adsorption method equipped with a desorption device for injecting and removing a desorption and desorption VOC burner combustion chamber using waste heat from combustion gas of an automobile paint booth.
제 3도는 멀티 순차공급 및 활성탄층 내부 열풍분사형 탈착장치를 적용한 흡착탑 상세도3 is a detailed view of the adsorption tower to which the multi-sequential supply and the hot air spray type desorption device in the activated carbon layer are applied.
제 4도는 자동차 도장부스의 연소가스 폐열을 이용한 탈착방식을 멀티 순차공급에 의한 활성탄층 내부 열풍분사형 탈착 및 탈착 VOC의 버너연소실로 주입 제거하는 탈착장치가 부착된 흡착 방식의 흐름도4 is a flow chart of an adsorption method equipped with a desorption device for injecting and removing a desorption method using combustion gas waste heat of an automobile paint booth into a burner combustion chamber of a hot air spray type desorption and desorption VOC in a multi-sequential supply.
*도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1...도장부스 2...급기팬1 ... painting booth 2 ... air supply fan
201...급기 입구 개폐 댐퍼 3...건조열 공급장치 세트201 ... Air supply inlet opening and closing damper 3 ... Dry heat supply set
301...건조열 공급용 경유 버너 302...버너 연소실301 ... Light oil burner for dry heat supply ... 302 Burner combustion chamber
303...건조열 공급 열교환기 304...연소가스 연돌303 ... Dry heat supply heat exchanger 304 ... Combustion flue
4...배기팬 5...흡착탑4 ... exhaust fan 5 ... adsorption tower
501...활성탄 502...흡착탑 입구 개폐 댐퍼501 ... activated carbon 502 ... adsorption tower entrance opening and closing damper
503...흡착탑 출구 개폐 댐퍼 6...배기 연돌503.Adsorption tower exit opening and closing damper 6 ... Exhaust stack
7... 배기 닥트 8...건조열풍 순환닥트7 ... exhaust duct 8 ... dry hot air circulation duct
801...건조열풍 순환닥트 개폐 댐퍼 9...건조열풍 공급닥트801 ... drying hot air circulation duct opening and shutting damper 9 ... dry hot air supply doctor
10...탈착열풍팬 11...탈착 열풍 유입관10 ... removable hot air fan 11 ... removable hot air inlet pipe
12...탈착 열풍 토출관 13A/B/C/D...탈착열풍 개폐밸브12.Removable hot air discharge valve 13A / B / C / D ... removable hot air open / close valve
14...활성탄내 탈착열풍 분사관14.Desorption hot air injection pipe in activated carbon
본 고안은 제 2도 방식의 자동차도장부스 VOC 제거장치로 여러층의 활성탄층구조로된 흡착탑을 설치하고 폐열을 이용한 탈착방식의 적용으로 제한된 탈착열량으로 충분한 탈착율을 달성하거나 적은 탈착열량으로 높은 탈착율을 달성하여 경제적인 탈착장치를 원할 때 적용코져 고안되었다.The present invention is to install the adsorption tower of the activated carbon layer structure of several layers as the VOC removing device of the automobile coating booth of the second method and to achieve a sufficient desorption rate with limited desorption heat amount by applying the desorption method using waste heat or high desorption heat amount. It is designed to be applied when an economical desorption device is desired by achieving desorption rate.
이하, 제 3도와 제 4도 도면을 참조하여 본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the drawings 3 and 4 will be described in detail the technical configuration for achieving the object of the present invention in detail.
제 4도 방식의 전체적인 운전방식은 제 2도 방식과 대동소이하다.The overall driving method of FIG. 4 is similar to that of FIG.
다만 다른 것은 제 3도와 같이 탈착 열풍 배관을 각 활성탄층안으로 상세도 "A","B"에 보듯이 여러개의 작은 구멍이 있는 열풍배관을 넣고 각 열풍 배관마다 탈착열풍개폐밸브(13A/B/C/D)를 달아 처음에는 탈착열풍개폐밸브 13"A"를 열고 나머지 개폐밸브는 닫혀 있어 탈착열풍이 첫 번째 활성탄층안에서 직접 분사하여 탈착 시키고 다음번 건조때는 개폐밸브 13"B"를 열어 두 번째 활성탄층안에서 직접 분사하여 탈착시키는 이른바 순차적으로 탈착하여 처리하는 것이 다르다.However, as shown in Fig. 3, a hot air pipe having a plurality of small holes is inserted into each hot carbon pipe as shown in detail "A" and "B" in each of the activated carbon layers, and a hot air shutoff valve for each hot air pipe (13A / B / C / D) to open the first desorption hot air shutoff valve 13 "A" and the remaining on / off valve is closed so that the desorption hot air is sprayed directly in the first activated carbon layer for desorption. The so-called sequential desorption and treatment which is directly sprayed and desorbed in the activated carbon layer is different.
이해를 돕기 위해 일 예로 자동차도장부스에서 본 고안 방식을 적용한 제 4도 방식에 대해 운전 방식을 설명하면 다음과 같다.As an example, the driving method of the fourth degree method in which the present invention is applied in the automotive coating booth will be described as follows.
도장 작업시에는 순환닥트가 차단 된 상태에서 급기팬(2)과 배기팬(4)을 가동하면 급기팬(2)의 흡인에 의해 외기가 유입되어 도장부스 상부로 불어주고 배기팬(4)의 흡인에 의해 하단 피트를 통해 배출되므로써 실내를 환기 시킨후 흡착탑(5)을 거쳐 연돌(6)로 배기된다.During painting, if the air supply fan 2 and the exhaust fan 4 are operated while the circulating duct is blocked, outside air flows in by the suction of the air supply fan 2 and blows to the upper part of the coating booth, It is discharged through the lower pit by suction to ventilate the room, and is then exhausted to the stack 6 through the adsorption tower 5.
이 때 도장시 비산되는 미스트는 부스하단 필터와 배기팬 전에 설치된 필터에서 제거되며 도장시 발생하는 VOC는 흡착탑(5)에서 제거된다.At this time, the mist scattered during the coating is removed from the filter installed at the bottom of the booth and the exhaust fan, and the VOC generated during the coating is removed from the adsorption tower 5.
건조작업시에는 배기팬(4)이 멈춘 상태에서 건조시 순환닥트를 열고 급기팬 입구를 닫은 상태에서 급기팬(2) 버너(301)를 가동시키면 건조열이 함유된 다량의 열풍은 부스상부로 유입되어 하단으로 배기되며 이후 건조시 순환닥트(8), 급기팬(2) 연소열교환기(303) 외부에서 가열되어 다시 부스로 유입이 이루어져 계속 순환하면서 건조된다.In the drying operation, if the exhaust fan (4) is stopped and the circulation duct is opened during drying, and the air supply fan (2) burner (301) is operated while the air supply fan inlet is closed, a large amount of hot air containing drying heat is transferred to the upper part of the booth. After being introduced and exhausted to the bottom, the drying is heated in the circulating duct 8, the air supply fan 2, the combustion heat exchanger 303 outside, and then flows back into the booth and continues to dry.
이때 흡착탑 입구댐퍼(502)와 출구댐퍼(503)를 닫고 탈착열풍팬(10)을 가동하면 연소가스 배출구(304)로 배출되는 300℃의 고온가스가 탈착열풍 흡인관(11)을 통해 순차적으로 탈착열풍개폐별브(13A/B/C/D)를 통해 흡착탑(5)의 활성탄층(501)안에 들어가 있는 파이프(14)로 직접 분사 가열 탈착한 후 탈착열풍 토출관(12)으로 탈착시 발생한 VOC를 버너연소실(302)로 유입시켜 화염주위의 고온가스에 의해 연소시킨 후 연소가스와 함께 배기가스 연돌(304)로 배기되는 순환 구조로 이루어져 있다.At this time, when the adsorption tower inlet damper 502 and the outlet damper 503 are closed and the desorption hot air fan 10 is operated, hot gas of 300 ° C. discharged to the combustion gas outlet 304 is sequentially desorbed through the desorption hot air suction pipe 11. VOCs generated by direct desorption by heating and desorption to the pipe 14 in the activated carbon layer 501 of the adsorption tower 5 through the hot air opening and closing star 13A / B / C / D and then desorption to the desorption hot air discharge pipe 12. To the burner combustion chamber 302 to be burned by the hot gas around the flame, and then exhausted to the exhaust gas stack 304 along with the combustion gas.
이로써 고안이 이루고자 하는 기술적 과제를 구체적으로 설명하기 위해 수치적으로 설명하면 다음과 같다.In order to explain the technical problem to be achieved by the invention in detail as follows.
활성탄 탈착에 소요되는 탈착열량은 크게 미세공에 응축 흡착되어 있는 VOC를 탈착시키기 위해 VOC를 증발시키는데 소요되는 열량과 탈착열량의 가열시 활성탄으로 빼앗기는 열량 즉 활성탄 가열에 소요되는 열량 및 케이싱등으로 빠져나가는 열손실로 나눌 수 있는데 첫번째 것은 대략 전체 탈착열량의 10∼20% 정도이고 두 번째가 약 60%, 세 번째가 20∼30%정도 소요된다.The heat of desorption required for desorption of activated carbon is largely dissipated by the amount of heat consumed by evaporation of VOC to desorb VOC condensed and adsorbed in micropores and the heat deprived of activated carbon when heating desorption heat, that is, the amount of heat and casing required for heating activated carbon. It can be divided into outgoing heat loss, the first being about 10-20% of the total desorption heat, the second about 60%, and the third 20-30%.
그러므로 제한된 탈착열량으로 충분한 탈착이 이루어지기 위해서는 첫 번째소요되는 탈착열량인 VOC 증발에 소요되는 열량은 줄일 수가 없으므로 두 번째인 활성탄 가열에 소요되는 열량과 세 번째인 열손실을 최소화할 필요가 있다.Therefore, in order to achieve sufficient desorption with limited heat of desorption, the heat required for evaporation of VOC, which is the first required heat of desorption, cannot be reduced. Therefore, it is necessary to minimize the heat required for heating the second activated carbon and the third heat loss.
두 번째 소요되는 탈착열량인 활성탄 가열에 소요되는 열량은 활성탄 양에 비례하는데 활성탄양은 VOC 흡착에 필요한 양과 요구되는 흡착효율을 유지하기 위한 흡착대형성에 필요한 양을 합친 양이다.The second amount of desorption heat required for heating activated carbon is proportional to the amount of activated carbon. The amount of activated carbon is the sum of the amount necessary for VOC adsorption and the amount required for formation of the adsorption band to maintain the required adsorption efficiency.
즉 자동차 도장부스에서 첫째 1회 도장시 사용 페인트량 3 kg, VOC 배출량 2 kg 일 때 VOC 흡착에 필요한 활성탄양은 10 kg , 둘째배기 풍량 400 ㎥/분, 활성탄층 통과유속 1 m/초 일 때 90% 효율 유지시 필요한 흡착대 두께 0.05 m 일 경우 활성탄양은 170 kg (0.34 ㎥)이다.In other words, when the paint volume is used at the first paint in the booth of the car, the amount of activated carbon required for VOC adsorption is 10 kg, the second exhaust air volume is 400 ㎥ / min, and the activated carbon layer flow rate is 1 m / sec. If the adsorption zone thickness required to maintain the% efficiency is 0.05 m, the activated carbon amount is 170 kg (0.34 m3).
여기에서 1회 도장후 탈착할 경우 활성탄양은 10 + 170 = 180 kgIn case of desorption after painting once, activated carbon is 10 + 170 = 180 kg
4회 도장후 탈착할 경우 활성탄양은 40 + 170 = 210 kgActivated carbon amount is 40 + 170 = 210 kg
40회 도장후 탈착할 경우 활성탄양은 400 + 170 = 570 kg 이 필요하다.When desorption after 40 coatings, activated carbon amount needs 400 + 170 = 570 kg.
현재 제 2도 방식에서 매번 건조시마다 탈착하므로 활성탄양은 180 kg이다.Currently, in the second degree, the desorption every time drying, the activated carbon amount is 180 kg.
이 경우 대략 소요되는 탈착열량은 VOC 증발열량 200 kcal + 활성탄 가열열량 2500 kcal + 열손실 열량 1300 kcal = 약 4000 kcal 인 데 반해 공급 가능한 탈착열량은 약 2000 kcal(건조시간 20분 기준시)로 부족함을 알 수 있다.In this case, the desorption calorie required is about 200 kcal of VOC heat + 2500 kcal of activated carbon heating + 1300 kcal of heat loss, and about 4000 kcal. It can be seen.
이러한 탈착열량의 부족 현상을 해결하기 위해 제 4도에 나타낸 흐름도처럼 활성탄층(501) 안으로 탈착열풍 배관을 넣어 분사시켜 열풍이 미세공내 VOC에 직접접촉하여 열손실을 거의 없애므로써 활성탄 가열에 소요되는 열량을 30%이상 줄일 수 있다.In order to solve the shortage of the desorption heat amount, the desorption hot air pipe is injected into the activated carbon layer 501 as shown in the flowchart of FIG. You can reduce your calories by more than 30%.
즉 상기 예시에서 [ VOC 증발열량 200 kcal + 활성탄 가열열량 2000 kcal(20% 절감시) + 열손실 열량 300 kcal(80% 절감시) = 약 2500 kcal ]로 종전 4000kcal를 2500 kcal까지 감소하였음을 알 수 있다.That is, in the above example, it can be seen that [200 kcal of VOC evaporation + 2000 kcal of activated carbon heating calorie (20% reduction) + 300 kcal of heat loss calorie (about 80% reduction) = about 2500 kcal] was reduced to 4000 kcal. Can be.
그러나 활성탄층 내부로 탈착열풍을 직접 분사하여 탈착열량을 어느 정도 줄일 수 있으나 이 역시 현재 공급 가능 열량인 2000 kcal 보다 다소 부족하여 완벽하다고 볼 수 없다.However, the amount of desorption heat can be reduced to some extent by directly injecting desorption hot air into the activated carbon layer.
그래서 도입 된 것이 활성탄 전체를 한번에 탈착하지 않고 여러개의 활성탄층으로 되어 있는 것을 순차적으로 한 개의 활성탄층마다 탈착한다면 탈착열량이 몇 분의 일로 줄어 들 수 있다.Therefore, if the introduced ones are desorbed to each activated carbon layer sequentially, instead of desorbing the entire activated carbon at once, the amount of desorption heat can be reduced to a few minutes.
저 압력 손실을 위해 여러개의 활성탄층으로 구성된 흡착탑(5)이 많이 사용되는데 일 예로 4개의 활성탄층을 설치했을 경우 각 층을 탈착열풍 유입 밸브(13A∼D)의 개폐로 순차적으로 탈착을 실시할 경우 탈착열량을 산출하면Adsorption tower (5) composed of several activated carbon layers is used for low pressure loss. For example, if four activated carbon layers are installed, each layer may be sequentially desorbed by opening and closing the desorption hot air inlet valves 13A to D. If you calculate the desorption calories
각 활성탄층에서의 탈착은 4회 도장후 탈착이 이루어지므로 전체 활성탄량은 210 kg 각 활성탄층별 활성탄양은 52.5 kg으로 이때 탈착열량은 [ VOC 증발열량 210 kcal(210*4회/4개 활성탄층) + 활성탄 가열열량 625 kcal(활성탄량 52.5 kg) + 열손실 열량 300 kcal = 약 1000 kcal ]로써 탈착공급열량 2000 kcal 보다 훨씬 낮으므로 충분한 탈착이 가능하다.The desorption in each activated carbon layer is carried out after 4 coatings, so the total amount of activated carbon is 210 kg. The amount of activated carbon for each activated carbon layer is 52.5 kg. At this time, the amount of desorption calorie is 210 kcal (210 * 4 times / 4 activated carbon layers). + 625 kcal of activated carbon heating calorie (52.5 kg of activated carbon) + heat loss of 300 kcal = about 1000 kcal], which is much lower than 2000 kcal of desorption supply, so sufficient desorption is possible.
결과적으로 종래 방식에 의한 총 탈착열량이 4000 kcal를 1/4인 1000 kcal 까지 줄이는 효과가 있음을 알 수 있다.As a result, it can be seen that there is an effect of reducing the total amount of desorption heat according to the conventional method up to 1000 kcal, which is 1/4 of 4000 kcal.
지금까지 고안된 사항은 예를 들어 설명하기 위해 자동차도장부스에 대해 설명하였으나 본 고안의 적용은 모든 흡착탑에 적용가능하다.Until now, the matters designed so far have been described for the automotive coating booth for example, but the application of the present invention is applicable to all adsorption towers.
고안의 효과는 한마디로 여러층의 활성탄층 구조로된 흡착탑을 설치하고 폐열을 이용한 탈착방식을 적용한 흡착탑에서 여러개의 활성탄층을 나누어 순차적으로 탈착하고 탈착열 공급도 활성탄층 내부에서 직접 분사하므로써 종전의 열풍 탈착열량의 약 25%의 적은 열량으로 동일한 탈착효과를 얻을 수 있는 효과를 갖는다.In short, the effect of the present invention is that by installing an adsorption tower having several layers of activated carbon, and desorbing several activated carbon layers sequentially in an adsorption tower using waste heat, the desorption heat supply is also directly injected into the activated carbon layer. The same desorption effect can be obtained with a small amount of heat of about 25% of the amount of desorption heat of hot air.
이로써 일 예로 자동차 도장부스에서 건조시 버너 연소 폐열을 이용하여 탈착하는 방식의 문제점인 제한된 탈착열량으로 충분한 탈착이 이루어지도록 가능케 하였으며As a result, sufficient desorption was possible with limited desorption heat, which is a problem of desorption using burner combustion waste heat when drying in an automobile paint booth.
이외 모든 흡착탑에 본 고안을 적용하여 종전에 사용한 방식보다 훨씬 적은 탈착 열량으로 충분한 탈착을 하므로써 경제적인 탈착을 가능케하여 설비비 및 운전비 절감 효과를 볼 수 있다.By applying the present invention to all other adsorption towers, it is possible to economically desorption by reducing the amount of desorption heat much lower than the conventional method, so that the cost of equipment and operation can be reduced.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100830271B1 (en) | 2007-02-21 | 2008-05-16 | 대우조선해양 주식회사 | Volatile organic compounds treatment apparatus for painting equipment of a dockyard |
| CN109092013A (en) * | 2018-10-19 | 2018-12-28 | 扬州超峰汽车内饰件有限公司 | The adsorbent equipment and method of natural-fiber composite material VOC and smell |
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2002
- 2002-02-06 KR KR2020020003923U patent/KR200284130Y1/en not_active IP Right Cessation
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