KR20050012920A - 흡착기 방식의 공기분리장치용 에너지 절감 운전방법 - Google Patents

흡착기 방식의 공기분리장치용 에너지 절감 운전방법

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KR20050012920A
KR20050012920A KR1020030051618A KR20030051618A KR20050012920A KR 20050012920 A KR20050012920 A KR 20050012920A KR 1020030051618 A KR1020030051618 A KR 1020030051618A KR 20030051618 A KR20030051618 A KR 20030051618A KR 20050012920 A KR20050012920 A KR 20050012920A
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heat
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김재덕
정태인
우홍현
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 대기중의 공기를 흡입, 압축시켰다가 다시 팽창시키면서 온도를 떨어뜨려 비점차에 의하여 공기중에 포함된 산소와 질소, 알곤을 분리하는 흡착기 타입(TYPE)의 공기분리장치를 운전하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 열교환장치를 상기 공기 압축기와 수세 냉각탑을 연결하는 배관에 설치하고, 상기 열교환 장치를 통하여 불순질소를 흡착기용 전기 히터로 유도시켜 흡착기를 가열시키는 제 1단계; 그리고, 열교환 장치를 상기 수세 냉각탑으로 부터 냉각탑으로 연결되는 배관에 장착하고, 상기 열교환 장치를 통하여 불순질소를 흡착기용 전기 히터로 유도시켜 흡착기를 가열시키는 제 2단계;를 포함하여 상기 전기 히터로 흐르는 불순질소의 온도를 상승시켜 공급함으로써 전기 히터의 전력 소모량을 절감시키는 흡착기 방식의 공기분리장치용 에너지 절감 운전방법을 제공한다.
본 발명은 공기를 분리하는 과정에 발생하는 열에너지를 효과적으로 이용함으로써 공기분리과정에 소요되는 에너지의 양을 크게 절감하여 성에너지(Energy Save) 조업에 활용될 수 있도록 한 효과가 얻어지는 것이다.

Description

흡착기 방식의 공기분리장치용 에너지 절감 운전방법{AN OPERATION METHOD FOR SAVING ENERGY OF AIR SEPARATION SYSTEM OF AIR PURIFICATION TYPE}
본 발명은 대기중의 공기를 흡입, 압축시켰다가 다시 팽창시키면서 온도를 떨어뜨려 비점차에 의하여 공기중에 포함된 산소와 질소, 알곤을 분리하는 흡착기 타입(TYPE)의 공기분리장치를 운전하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 공기를 분리하는 과정에 발생하는 열에너지를 효과적으로 이용함으로써 공기분리과정에 소요되는 에너지의 양을 크게 절감하여 성에너지(Energy Save) 조업에 활용될 수 있도록 한 흡착기 방식의 공기분리장치용 에너지 절감 운전방법에 관한 것이다.
도 1에는 종래의 기술에 따른 공기분리장치의 운전 다이아그램이 도시되어 있다.
종래의 흡착식 공기분리장치는 일측에 마련된 공기필터(301)를 통해서 흡입된 대기중의 원료공기가 원심식 공기압축기(302)에 흡입되어 6 KG/CM²로 압축되고, 온도 90℃의 상태로 수세 냉각탑 입구 밸브(317)를 거쳐 수세 냉각탑(304)에 인입되어진다.
그리고, 수 펌프(305)와 냉수펌프(306)로 부터 상기 수세 냉각탑(304)으로 공급되는 냉각수의 분사에 의하여 상온 20℃로 냉각됨과 동시에, 공기속의 수용성 먼지를 제거하고 불순물 흡착 설비인 흡착기(309A)(309B)로 들어가서 공기 중에 포함된 수분 및 이산화탄소(CO2)를 제거시키게 된다.
그 후, 주열교환장치(310)를 통과하게 되며, 이 과정에서 복식정유탑(312)에서 발생되는 불순질소(Crude N2), 그리고 산소가스(318)와 질소가스(319)와 열교환하면서 원료공기는 -173℃의 온도로 하락되어 복식정유탑(312)의 하부에 공급된다.
이때, 흡착기(309A)(309B)중의 어느 하나를 통과한 일부의 공기는 팽창터빈(314)으로 공급되어 공기분리장치에 필요한 한냉을 발생시켜 복식정유탑(312)의 상탑 및 열교환장치 한냉 공급밸브(315)를 통하여 주열교환장치(310)에 공급된다.
그리고, 상기 복식정유탑(312)의 하탑에 송입된 원료공기는 복식정유탑(312)에 내장된 정류판(TRAY)(미도시)에 의해 액질과 불순액질 그리고 액체공기로 제1차 분리가 이루어진 후, 상탑으로 들어가서 액체공기는 산소, 질소, 불순질소가스 및 액체 산소와 질소로 제2차 정류가 이루어지고, 조정단계를 거쳐 고순도의 산소, 질소로 제품가스가 생산되며, 이때 원료 공기량 대비 60%의 불순질소(-193℃)가 상탑 중상부에서 발생된다.
상기 불순질소는 첫번째로 주열교환장치(310)에서 상온의 원료공기와 열교환하여 원료공기를 냉각시키고 자신은 상온의 온도로 회복된 후, 일부 불순질소는 냉수탑(307)에 들어가 냉각탑(316)에서 오는 냉각수를 열교환시켜 온도를 하락시킨후 대기로 방산되고, 또 다른 일부의 불순질소(308)는 전기 히터(311)를 통하여 원료공기 불순물 제거 장치인 흡착기(309A)(309B)에 공급되어 흡착제(ALUMINA, MOLECULAR SIEVE)에 포함된 수분 및 이산화탄소를 제거시키는 재생가스로 사용된 후 대기로 방산된다.
이와 같이 운전되어지는 종래의 흡착식 공기분리장치는 상기와 같은 전체적인 공기분리 과정중에서 공기 압축기(302)에서 토출 되는 원료공기는 온도가 90℃ 이므로 흡착기(309A)(309B)와 주 열교환장치(310)등 공기분리 장치에 적합한 운전온도(상온 20℃)로 만들기 위하여 수세 냉각탑(304)에 인입 시킨 후, 냉각수의 살수에 의하여 온도를 낮추어 준다.
이때, 원료 공기를 냉각시킨 냉각수는 원료 공기 중에 포함되어 있던 열에너지를 빼앗게 됨으로서 온도가 90℃로 상승하게 되므로, 이 승온된 냉각수를 상온의 20℃의 공급온도로 만들기 위해 냉각탑(316)으로 복귀되어진 후, 냉각탑(316)의 냉각팬(COOLING FAN)에 의해서 식혀지게 되므로, 냉각팬의 가동에 많은 전력이 소모된다.
한편, 상기 수세 냉각탑(304)을 통과한 원료 공기는 공기 중에 포함되어 있는 수분과 이산화탄소를 제거하기 위해 흡착기(309A)(309B)를 거치게 되는데 이 흡착기(309A)(309B)는 두 개의 흡착용기로 구성되어 있으며, 하나의 흡착기(309A)(309B)가 원료 공기 중에 포함된 불순물을 흡착제거 시킬 때, 다른 하나의 흡착기(309A)(309B)는 흡착제가 흡입한 수분과 이산화탄소를 제거하는 재생과정을 거치게 된다. 즉, 이들은 서로 교대로 반복하여 작동하는 것이다.
상기 재생과정에는 도 3a)에 도시된 바와 같이, 복식정유탑(312)의 상탑에서 공급되는 불순질소를 전기히터(311)에서 150℃의 고온으로 가열하여 흡착기(309A)(309B)중의 어느 하나의 내부를 퍼지(PURGE)시켜야 하므로 15℃로 유지되는 불순질소의 온도를 높이기 위해서 전기히터(311)에 많은 전력이 소모되는 문제점이 있는데 이러한 현상은 여름철 대기에 온도와 습도가 높을 때 더욱 심하게 나타나는 문제점이 있었다.
그리고, 도 3b)에 도시된 바와 같이, 흡착기(309A)(309B)의 냉각모드에서는 흡착기의 내부를 냉각시켜 원료 공기중에 포함된 불순물을 흡착 제거시키게 된다. 이때에는 대략 15℃로 유지되는 불순질소가 대략 15℃ ~ 130℃로 유지되는 전기 히터(311)를 통과하여 흡착기(309A)(309B)중의 어느 하나의 내부로 공급되므로, 흡착기(309A)(309B)를 냉각시키는 불순질소량이 다량 필요한 것이고, 그 냉각시간이 길게 소요되어 장치의 사용대기 시간등이 길게 소요되는 것이었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 공기 압축기에서 토출되는 원료공기에 포함된 열에너지와, 수세 냉각탑에서 복귀되어 지는 냉각수에 함유된 열에너지를 이용하여 흡착기의 재생시 사용되는 불순질소에 공급함으로써 냉각탑에 구비된 냉각 팬 가동에 필요한 전력에 소모를 줄이고, 또한 흡착기의 재생을 위해서 불순질소의 온도를 높이는 운전과정에서 불순질소에 흐름을 이원화함으로써 흡착기의 가열 재생시에 소모되는 전기 히터의 열에너지를 축척하여 재 사용할 수 있도록 함으로써 전체적으로 성에너지를 이룰 수 있는 흡착기방식의 공기분리장치용 에너지 절감 운전방법을 제공하는데 있다.
제 1도는 종래의 기술에 따른 흡착기 방식의 공기분리장치용 운전방법을 설명하기 위한 다이어 그램;
제 2도는 종래의 기술에 따른 흡착기 방식의 공기분리장치에서 흡착기의 운전방법을 설명하기 위한 다이어 그램;
제 3도는 종래의 기술에 따라서 흡착기를 동작시키는 방법을 설명하기 위한 설명도로서, a)도는 흡착기를 가열시키는 가열모드의 설명도,
b)도는 흡착기를 냉각시키는 냉각모드의 설명도;
제 4도는 본 발명에 따른 흡착기 방식의 공기분리장치에서 흡착기의 에너지 절감 운전방법을 설명하기 위한 다이어 그램;
제 5도는 본 발명에 따라서 흡착기를 동작시키는 방법을 설명하기 위한 설명도로서, a)도는 흡착기를 가열시키는 가열모드의 설명도,
b)도는 흡착기를 냉각시키는 냉각모드의 설명도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101.... 입구라인 102.... 입구밸브
103.... 불순질소 라인 104.... 출구밸브
200.... 열교환 장치 300.... 열교환장치
301... 공기필터 302.... 공기압축기
304.... 수세 냉각탑 305.... 수 펌프
306.... 냉수펌프 309A,309B... 흡착기
310.... 주열교환장치 312.... 복식정유탑
316.... 냉각탑
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공기중에 포함된 산소와 질소, 알곤을 분리하는 흡착기 타입(TYPE)의 공기분리장치를 운전하는 방법에 있어서,
공기 압축기로 부터 토출되는 원료공기의 열에너지를 치환할 수 있는 원료공기 열교환장치를 상기 공기 압축기와 수세 냉각탑을 연결하는 배관에 설치하고, 상기 열교환 장치를 통하여 불순질소를 흡착기용 전기 히터로 유도시켜 흡착기를 가열시키는 제 1단계; 그리고,
수세 냉각탑에서 원료공기와 열교환 후, 냉각탑으로 복귀되는 냉각수의 열에너지를 치환하는 열교환 장치를 상기 수세 냉각탑으로 부터 냉각탑으로 연결되는 배관에 장착하고, 상기 열교환 장치를 통하여 불순질소를 흡착기용 전기 히터로 유도시켜 흡착기를 가열시키는 제 2단계;를 포함하여 상기 전기 히터로 흐르는 불순질소의 온도를 상승시켜 공급함으로써 전기 히터의 전력 소모량을 절감시키는 것을 특징으로 하는 흡착기 방식의 공기분리장치용 에너지 절감 운전방법을 제공함에 의한다.
이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 흡착기 방식의 공기분리장치용 에너지 절감 운전방법은 제 4도에 도시된 바와 같이, 복수의 흡착기(309A)(309B)중에서 하나의 흡착기(309A)(309B)가 원료 공기 중에 포함된 불순물을 흡착제거시키기 위하여 냉각되어야 하는 냉각모드와, 다른 하나의 흡착기(309A)(309B)의 흡착제가 이미 흡입한 수분과 이산화탄소를 제거하는 재생 가열모드에 걸쳐서 동작되어 진다.
이와 같은 과정에서, 본 발명은 재생 가열모드인 경우, 공기 압축기(302)로 부터 토출되는 원료공기의 열에너지를 치환할 수 있는 원료공기 열교환장치(200)를 상기 공기 압축기(302)와 수세 냉각탑(304)을 연결하는 배관(302a)에 설치하고, 상기 열교환 장치(200)를 통하여 불순질소를 흡착기(309A)(309B)용 전기 히터(311)로 유도시켜 흡착기(309A)(309B)중의 어느 하나를 가열시키는 제 1단계가 이루어진다.
이 제 1단계는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공기 압축기(302)로 부터 토출되는 대략 90℃의 원료공기의 열에너지를 치환할 수 있는 원료공기 열교환장치(200)를 상기 공기 압축기(302)와 수세 냉각탑(304)을 연결하는 배관(302a)에 설치하고, 상기 열교환 장치(200)에는 공기분리 장치에서 발생되는 불순질소를 공급하는 불순질소 입구라인(201)과 입구밸브(202)를 연결한다.
상기에서 열교환 장치(200)는 상기 공기 압축기(302)와 수세 냉각탑(304)을 연결하는 배관(302a)을 감싸는 튜브형의 구조를 가질 수 있고, 당업계에서 통상적으로 사용되어지는 구조일 수 있다.
그리고, 상기 불순질소의 가열시 전기 히터(311)에서 발생했던 열을 다시 흡착기(309A)(309B)의 가열개시 전까지 열을 축척할 수 있는 축열재(100)를 전기 히터의 외측에 시공한다.
또한, 본 발명은 상기 수세 냉각탑(304)에서 원료공기와 열교환한 후, 냉각탑(316)으로 복귀되는 대략 90℃의 냉각수의 열에너지를 치환하는 열교환 장치(300)를 상기 수세 냉각탑(304)으로 부터 냉각탑(316)으로 연결되는 배관(304a)에 장착하고, 상기 열교환 장치(300)를 통하여 불순질소를 흡착기(309A)(309B)용 전기 히터(311)로 유도시켜 흡착기(309A)(309B)를 가열시키는 제 2단계를 포함한다.
이는 상기 수세 냉각탑(304)에서 원료공기와 열교환 후, 냉각탑(316)으로 복귀되는 대략 90℃의 냉각수의 열에너지를 치환하는 수세 냉각탑 냉각수 열교환 장치(300)를 상기 수세 냉각탑(304)으로 부터 냉각탑(316)으로 연결되는 배관(304a)에 장착하고, 상기 열교환 장치(300)에는 불순질소라인(201)로 부터 불순 질소를 공급하는 입구라인(101)과 입구밸브(102)를 연결한다.
또한, 상기 열교환 장치(300)로 부터 흡착기(309A)(309B)에 공급하는 불순질소 라인(103)과 출구밸브(104)를 인출하고, 이를 불순질소 출구라인(203)을 통하여 전기히터(311)의 전단에 연결한다. 또한 상기 불순질소 출구라인(203)에는 열교환 장치(200)로 부터 출구밸브(204)를 통하여 연결한다.
따라서, 상기 제 2단계는 상기 수세 냉각탑(304)에서 원료공기와 열교환 후, 냉각탑(316)으로 복귀되는 대략 90℃의 냉각수의 열에너지를 이용하여 전기 히터(311)로 공급되는 불순 질소의 온도를 상승시키게 되는 것이다.
상기에서 열교환 장치(300)는 상기 수세 냉각탑(304)에서 원료공기와 열교환 후, 냉각탑(316)으로 복귀되는 배관(304a)을 감싸는 튜브형의 구조를 가질 수 있고, 당업계에서 통상적으로 사용되어지는 구조일 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 흡착기 방식의 공기분리장치용 에너지 절감 운전방법은 상기 복수의 흡착기(309A)(309B)중에서 하나의 흡착기가 가열재생모드를 거치게 되면, 다른 하나는 원료 공기 중에 포함된 불순물을 흡착제거시키기 위하여 냉각되어야 하는 냉각모드를 거치게 되며, 이때 상기 전기 히터(311)의 내부 잠열을 최대한유지하게 되고, 흡착기(309A)(309B)의 냉각시간을 최대한 단축하게 된다.
이를 위하여 본 발명은 공기분리장치(312)에서 발생된 불순질소가 흡착기(309A)(309B)의 냉각단계에서 전기 히터(311)를 통과하지 않도록 하는 전기히터 입구 차단 밸브(403)와 이 차단된 불순질소를 우회시키는 바이패스(BY-PASS)라인(402)과 바이패스 밸브(401)를 구비한다.
따라서, 이 냉각 단계에서는 도 5b)에 도시된 바와 같이, 대략 15℃의 불순 질소가 전기 히터(311)를 통하지 않고, 직접 흡착기(309A)(309B)로 공급되어 냉각시킴으로서 전기 히터(311)의 내부 잠열을 냉각시키지 않고, 흡착기(309A)(309B)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 상기 구성에 의한 본 발명의 작용및 효과에 관하여 설명한다
본 발명은 흡착기의 운전 모드에 의하여 공기 압축기 라인(302a)의 원료공기 열교환장치(200)와 수세 냉각탑(304)의 냉각수 라인(304a)의 열교환장치(300)중 사용자가 선택한 모드(MODE)에 따라서 본 발명의 동작이 이루어진다.
즉, 운전자가 공기 압축기(302)로 부터 공급되는 원료공기의 온도에 비중을 두고 흡착기(309A)(309B) 가열모드를 선택하게 되게 되면, 밸브(202)(204)가 개방되고, 불순 질소는 대략 15℃의 온도를 가지고 입구라인(201)을 통하여 열교환장치(200)에 도달하여 공기 압축기(302)에서 90℃ 의 온도로 토출되는 원료공기(78000NM3/H)와 열교환한다.
상기 작용에 의하여 원료공기는 불순질소가 가지고 있는 열량(12000NM3/H, 15℃) 만큼 하락되어 수세 냉각탑(304)에 공급되고, 동시에 원료공기 열교환장치(200)에서 원료공기와 열교환한 불순질소는 90℃의 열에너지를 가지고 출구라인(203)을 통하여 전기 히터(311)에 공급된다.
그리고, 상기의 작용을 통하여 가열 제 1단계일 때에는, 도 5a)에 도시된 바와 같이, 전기히터(311)에 온도 90℃의 불순질소가 공급되므로 전기 히터(311)는 흡착기(309A)(309B)의 재생 온도인 150℃에서 90℃를 감한 △T 60℃ 만큼만 열에너지를 공급하면 된다. 따라서, 종래의 15℃의 온도를 가진 불순 질소가 유입되어 이를 가열시키는 것 보다, 현저하게 전기 히터(311)의 사용 전기량을 절감할 수 있는 것이다.
또한, 이전의 가열모드에서 전기 히터(311)의 축열제(100)에 의하여 전기히터(311) 내부에 축척된 잠열(130℃ 이하)을 불순질소가 전기 히터(311)를 통과할 때 그 잠열을 얻어서 흡착기(309A)(309B)에 공급된다. 이러한 과정을 통하여 전기 히터(311)의 사용 전기량은 최소화되는 것이다.
상기 작용으로 흡착기(309A)(309B)의 가열시에는 종래의 전기 히터(311)의 방출 잠열의 열에너지량를 제외시켜 가열하게 되며 결과적으로 전기 히터(311)에 의하여 150℃로 승온된 불순질소의 온도는 전기 히터(311)의 출측 배관에 장착된 불순질소 재생 온도계(320)에 의하여 그 가열시간이 조정되어 지고, 이와 같이 최소한의 전가량을 사용하여 적정온도로 가열된 불순질소는 흡착기(309B)의 밸브(V6)의 개방으로 흡착기(309B)에 공급되어 흡착제 내부에 부착되어 있는 수분과 이산화탄소를 흡착제로부터 증발 분리시키고 난 후, 흡착기(309B)의 가온 출구(V8)를 통하여 대기중으로 배출된다.
한편, 하절기에는 냉각탑(316)의 냉각 효율이 저하되므로 냉각수의 열교환에 비중을 두어 열교환장치(300)를 사용하는 가열작동 모드를 선택하게 되면, 밸브(102)(104)가 개방되고 불순질소는 15℃의 온도를 가지고 라인(101)을 통하여 열교환장치(300)로 보내져 수세 냉각탑(304)에서 90℃ 온도를 가지고, 냉각탑(316)으로 복귀되는 냉각수와 열교환하여 냉각수는 상온의 온도를 가지고 냉각탑(316)에 공급되고 상온의 불순질소는 냉각수의 열에너지를 흡수하여 90℃의 온도로 전기 히터(311)에 공급된다.
따라서, 상기 전기 히터(311)에서는 사용 전력량이 크게 감소될 뿐만 아니라, 냉각탑(316)에서는 수세 냉각탑(304)으로 부터 복귀되는 냉각수의 온도를 낮추기 위하여 냉각 팬(미도시)이 가동되어지는 작동시간이 현저하게 줄게 되고, 그에 따라서 냉각탑(316)의 사용 전기량이 현저하게 줄어들 수 있는 것이다.
한편, 상기 흡착기(309B)의 냉각 단계에서는 도 5b)에 도시된 바와 같이, 사용중 이던 열교환장치(200) 또는 열교환장치(300)의 사용이 중단되고, 밸브(403)가 닫친 상태에서 전기히터(311)의 바이패스 밸브(401)가 개방되어 불순질소는 전기 히터(311)를 거치지 않고, 곧 바로 흡착기(309B)의 재생 입,출구 밸브(V6,V8)를 통하여 흡착기(309B)에 공급된다.
상기의 작용에 의하여 흡착기(309B)의 사용준비 및 증발된 불순물을 퍼지시키기 위한 냉각시간 150분 간을 행하는 동안에 흡착기(309B)의 냉각용 불순질소는 전기 히터(311)를 통과하지 않게 되므로, 전기히터(311)의 내부에 남아 있는 130℃의 열에너지는 축열재(100)에 의하여 축척 된다.
따라서, 종래에는 대략 15℃의 온도를 가진 불순 질소가 전기 히터(311)를 통과하면서 15℃~130℃의 온도로 가온되어 흡착기(309B)를 냉각시켰지만, 본 발명에서는 전기 히터(311)를 통과하지 않은 15℃의 온도를 가진 불순 질소가 직접 흡착기(309B)를 냉각시킴으로서 전기 히터(311)에는 열을 축적할 수 있으며, 보다 신속하게 흡착기(309B)를 냉각시킬 수 있는 것이다.
상기에서 이와 같은 일련의 작동은 흡착기(309B)에 관해서 설명되었지만, 이와 같은 작용효과는 상기 흡착기(309A)에 대해서도 동일하게 적용되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 공기 압축기(302)에서 토출 되는 원료공기에 포함되는 대략 온도 90℃의 열에너지와, 그리고 수세 냉각탑(304)에서 원료공기와 열교환 후 냉각탑(316)으로 복귀되는 90℃의 냉각수 열에너지를 회수하여 흡착기(309A)(309B)의 재생시 가열 열량으로 사용하고, 전기 히터(311)의 자체에 축열체를 장착하여 열에너지를 축척하여 흡착기(309A)(309B)의 재생시 가열 열량으로 환원 공급함으로써 전기 히터(311)에서 사용되는 전력에너지를 대폭 감소시킬 수 있다. 또한, 흡착기(309A)(309B)의 가열 재생(COOLING)시간이 짧아지게 되어 흡착기(309A)(309B)의 사용대기 시간에 여유를 가질 수 있다.
그리고, 상기 흡착기(309A)(309B)의 냉각 단계에서는 대략 15℃의 불순질소를 직접 전기히터(311)를 통과시키지 않고, 바이패스시켜 흡착기(309A)(309B)에 공급함으로써 흡착기(309A)(309B)의 냉각효율을 증대시키고, 전기 히터(311)내에 130℃의 열에너지를 축적할 수 있다.
그리고, 열교환장치(200)를 통하여 공기 압축기(302)로 부터 수세 냉각탑(304)으로 공급되는 원료 공기의 온도를 낮추어 공급하고, 수세 냉각탑(304)으로 부터 냉각탑(316)으로 복귀시키는 냉각수의 온도를 열교환장치(300)를 통하여 90℃이하로 낮추어 냉각탑(316)으로 복귀시킴으로써 냉각탑(316)의 냉각판에 필요한 가동전력을 크게 감소시키는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 공기중에 포함된 산소와 질소, 알곤을 분리하는 흡착기 타입(TYPE)의 공기분리장치를 운전하는 방법에 있어서,
    공기 압축기(302)로 부터 토출되는 원료공기의 열에너지를 치환할 수 있는 원료공기 열교환장치(200)를 상기 공기 압축기(302)와 수세 냉각탑(304)을 연결하는 배관(302a)에 설치하고, 상기 열교환 장치(300)를 통하여 불순질소를 흡착기(309A)(309B)용 전기 히터(311)로 유도시켜 흡착기(309A)(309B)를 가열시키는 제 1단계; 그리고,
    수세 냉각탑(304)에서 원료공기와 열교환 후, 냉각탑(316)으로 복귀되는 냉각수의 열에너지를 치환하는 열교환 장치(300)를 상기 수세 냉각탑(304)으로 부터 냉각탑(316)으로 연결되는 배관(304a)에 장착하고, 상기 열교환 장치(300)를 통하여 불순질소를 흡착기(309A)(309B)용 전기 히터(311)로 유도시켜 흡착기(309A)(309B)를 가열시키는 제 2단계;를 포함하여 상기 전기 히터(311)로 흐르는 불순질소의 온도를 상승시켜 공급함으로써 전기 히터의 전력 소모량을 절감시키는 것을 특징으로 하는 흡착기 방식의 공기분리장치용 에너지 절감 운전방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기 히터(311)를 통과하지 않도록 하는 전기히터 입구 차단 밸브(403)와 이 차단된 불순질소를 우회시키는 바이패스(BY-PASS)라인(402)과 바이패스 밸브(401)를 구비하여 불순 질소가 전기 히터(311)를 통하지 않고, 직접 흡착기(309A)(309B)로 공급되도록 함으로써 전기 히터(311)의 내부 잠열을 냉각시키지 않고, 흡착기(309A)(309B)의 냉각 효율을 향상시키는 냉각단계를 추가 포함함을 특징으로 하는 흡착기 방식의 공기분리장치용 에너지 절감 운전방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전기 히터(311)의 자체에는 축열체를 장착하여 열에너지를 축척하여 흡착기(309A)(309B)의 재생시 가열 열량으로 환원 공급함으로써 전기 히터(311)에서 사용되는 전력에너지를 감소시키는 것임을 특징으로 하는 흡착기 방식의 공기분리장치용 에너지 절감 운전방법.
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KR100733159B1 (ko) * 2006-12-07 2007-06-28 한국에어로(주) 공기압축장치 겸용 질소발생장치
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