KR20060025814A - Solvent recovery apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에너지 절약형 용제 재생 장치에 관한 것으로, 폐유기 용제의 재생에 필수적인 가열장치와 냉각장치를 하나의 냉동 시스템에 직접 접목시켜 냉동 시스템의 압축기에서 나오는 고온의 냉매를 폐유기 용제를 가열하여 증발시키는데 사용하고 저온의 응축된 냉매를 단열 팽창에 의해 냉각시키는 것에 의해 증발된 재생 유기 용제를 응축시켜 재생 유기 용제를 추출하도록 구현하여, 종래의 용제 재생 장치에서 가열장치와 냉각장치를 별도 제작, 설치, 유지하는 비용을 효율적으로 절감시키고 각 장치의 이중 구동에 따르는 에너지 사용을 획기적으로 절감시킬 수 있는 등의 효과를 제공한다. 나아가, 본 발명에 따른 용제 재생 장치를 사용하면 적은 에너지의 사용과 적은 비용으로 설비를 제작/유지 관리할 수 있어 각종 용제의 증류 장치에 적용할 수 있으며 환경오염물질인 폐유기용제(염소계, 탄화수소계), 프레온계, 알코올계, 페인트류, 잉크류, 수용성 세척제, 크롬도금수세액 등의 여러 종류의 유기 용제의 증류 재생이 가능하여 이 용제 재생 장치를 환경오염업체에서 사용하여 친환경적인 시스템을 구축하는 경우 환경관계 개선에 보다 많은 기여를 할 수 있는 등의 잇점이 있다.The present invention relates to an energy-saving solvent regeneration device, in which a heating device and a cooling device essential for the regeneration of waste organic solvent are directly connected to a single refrigeration system, and the high temperature refrigerant from the compressor of the refrigerating system is heated to evaporate the waste organic solvent. In order to extract the regenerated organic solvent by condensing the regenerated organic solvent evaporated by cooling the low temperature condensed refrigerant by adiabatic expansion, the heater and the cooling apparatus are separately manufactured and installed in the conventional solvent regeneration apparatus. In addition, it can effectively reduce the cost of maintenance and significantly reduce the energy use of the dual operation of each device. Furthermore, if the solvent regeneration device according to the present invention is used, the equipment can be manufactured / maintained and managed with low energy use and low cost, so that it can be applied to distillation apparatuses of various solvents and waste organic solvents (chlorine-based, hydrocarbon). Distillation and regeneration of various types of organic solvents such as freon, alcohol, paints, inks, water-soluble cleaners, and chromium-plated washing liquids. In the case of building, it can contribute more to improving environmental relations.
Description
도 1 은 종래 기술에 따른 용제 재생 장치를 개략적으로 도시하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 schematically shows a solvent regeneration device according to the prior art.
도 2 는 본 발명에 적용된 냉동 사이클을 개략적으로 도시하는 도면.2 is a diagram schematically showing a refrigeration cycle applied to the present invention.
도 3 은 본 발명에 따른 용제 재생 장치의 제 1 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.3 schematically shows a first embodiment of a solvent regeneration apparatus according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 진공 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 도면.4 schematically shows the internal structure of a vacuum apparatus according to the invention;
도 5a 는 본 발명에 따른 용제 재생 장치의 제 2 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.Fig. 5A schematically shows a second embodiment of the solvent regeneration apparatus according to the present invention.
도 5b 는 본 발명에 따른 용제 재생 장치의 제 3 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.Fig. 5B schematically shows a third embodiment of the solvent regeneration device according to the present invention.
도 5c 는 본 발명에 따른 용제 재생 장치의 제 4 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.Fig. 5C schematically shows a fourth embodiment of the solvent regeneration device according to the present invention.
도 5d 는 본 발명에 따른 용제 재생 장치의 제 5 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.Fig. 5D schematically shows a fifth embodiment of the solvent regeneration apparatus according to the present invention.
도 5e 는 본 발명에 따른 용제 재생 장치의 제 6 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.Fig. 5E schematically shows a sixth embodiment of the solvent regeneration apparatus according to the present invention.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10, 100, 200, 300, 400, 500, 600 : 용제 재생 장치10, 100, 200, 300, 400, 500, 600: solvent regeneration device
3 : 용제 증발기 7,21 : 순환 펌프3: solvent evaporator 7,21: circulation pump
11 : 용제 응축기 16 : 이젝터11: solvent condenser 16: ejector
13 : 진공 장치 15 : 재생유기용제 저장조13
18 : 용제 순환 펌프 19 : 용제 분무 노즐18: solvent circulation pump 19: solvent spray nozzle
30 : 냉매 압축기 32 : 발열부30: refrigerant compressor 32: heat generating unit
33,33' : 제 1, 제 2 발열코일 34,34' : 제 1, 제 2 냉매 응축기33,33 ': 1st,
35 : 냉각 팬 36, 38 : 제 1, 제 2 냉각부35
37,37' : 제 1 냉각코일 39,39' : 제 2 냉각코일 37,37 ':
본 발명은 용제 재생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐유기 용제를 효율적으로 정제하여 재활용할 수 있는 용제 재생 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a solvent regeneration apparatus, and more particularly, to a solvent regeneration apparatus that can efficiently recycle and recycle waste organic solvents.
폐유기 용제 재생 장치는 여러 산업 분야 예를 들어 기계, 전자, 반도체 등의 산업 공정에서 사용된 폐유기 용제를 다시 정제하여 재활용하기 위한 장치이다. 이들 폐유기 용제는 그대로 폐기하는 경우 자원의 낭비를 초래하는 외에 폐기 후에 자칫 환경 오염을 유발할 수 있을 뿐만 아니라 이러한 오염을 방지하기 위해 정화 또는 예방하는데에도 적지 않은 비용이 소요되며 또 산업 공정에 필요한 새로운 유 기 용제를 구입하는데에도 상당한 자금이 지속적으로 소요된다. 나아가, 이 유기 용제는 대부분 원유에서 추출된 것이기 때문에 우리나라의 경우에 이 유기 용제의 낭비는 원유의 수입을 조장하고 이로 인해 외화의 낭비를 초래하는 것이다. The waste organic solvent regeneration device is a device for refining and recycling waste organic solvents used in various industrial fields, for example, industrial processes such as machinery, electronics, and semiconductors. These waste organic solvents not only waste resources but also cause environmental pollution after disposal, and are very costly to clean or prevent to prevent such pollution. Significant funding continues to be required to purchase organic solvents. Furthermore, since most of these organic solvents are extracted from crude oil, the waste of this organic solvent in the case of Korea encourages the import of crude oil, which causes waste of foreign currency.
그러므로, 여러 산업 공정에서 필요한 유기 용제를 사용한 후에도 그대로 폐기하지 않고 이를 재활용하는 것에 의해 환경 오염을 방지하는 외에 새로운 유기 용제의 구입 자금을 절감하며 나아가 외화 낭비를 줄이는 것이 필요하다. Therefore, it is necessary not only to prevent environmental pollution by recycling the organic solvents that are needed in various industrial processes but also to discard them as they are, and to reduce the purchase capital of new organic solvents and further reduce foreign currency waste.
도 1 은 종래 기술에 따른 용제 재생 장치(10)를 개략적으로 도시한다. 이 용제 재생 장치(10)는 여러 산업 공정에서 사용된 액체 상태의 폐유기 용제를 그 종류 별로 저장하는 폐유기 용제 저장조(1)와, 이 폐유기 용제 저장조로부터 들어오는 폐유기용제를 증발시키기 위한 용제 증발기(3)와, 이 용제 증발기(3)에서 증발된 유기 용제를 응축시키기 위한 용제 응축기(11)와, 응축된 유기 용제를 흡인하기 위한 진공장치(13)와, 이 진공장치로부터 유기 용제를 냉각 저장하는 재생유기 용제 저장조(15)를 구비한다. 1 schematically shows a
여기서 용제 증발기(3)는 용제를 증발시키기 위한 열을 제공하는 발열부(9)를 구비하며, 이 발열부(9)는 예를 들어 전기 히터와 같은 가열 장치(5)에 의해 가열되고 펌프(7)에 의해 순환되는, 예를 들어, 물, 증기, 기름, 또는 유기 매체와 같은 열매체(heating medium)가 제공하는 열에너지에 의해 폐유기 용제를 증발시킨다. 폐유기 용제에는 재생될 유기 용제 외에 여러 다른 용제들이 들어 있으며 재생될 유기 용제는 혼합된 다른 용제들과 그 비등점이 일반적으로 서로 다르기 때문에 증류 온도를 조절하는 것에 의해 분별 증류법으로 분리될 수 있다. 이 유기 용제를 비등점까지 가열하기 위해 열매 가열장치(5)가 사용된다. 이렇게 증발된 유기 용제는 이후 용제 응축기(11)에서 액체 상태로 응축된다. 이를 위해 용제 응축기(11)에는 냉각부(23)가 형성되어 있어, 이 냉각부(23)에 의해 냉매 냉각장치(17)에서 냉각된, 예를 들어, 냉각수와 같은 냉매를 펌프(21)로 순환시켜 열전도에 의해 용제 응축기(11) 내의 재생 유기 용제가 응축된다. 이렇게 응축된 재생유기용제는 용제를 흡인하는 진공 장치(13)를 거쳐 재생유기용제 저장조(15)에 저장된다. 이 재생유기용제 저장조(15)에는 냉각부(25)가 형성되어 있어, 진공 장치(13)로 부터 들어온 재생 유기 용제를 액체 상태로 냉각 저장한다. 재생유기용제 저장조(15)를 냉각하기 위해 냉매 냉각장치(17)에서 냉각된 냉매가 또한 사용된다. The
일반적으로, 용제 재생 장치(10)는 분별증류에 의해 폐유기 용제에서 재활용될 유기 용제를 추출한다. 이를 위해 용제 재생 장치는 분별증류를 위해 폐유기 용제를 가열하는 부분과 증발된 재생 유기 용제를 냉각하는 냉각 부분을 필수적으로 구비하여야 한다. 그리하여 종래 기술에 따른 용제 재생 장치(10)도 도 1에 잘 도시되어 있는 바와 같이 폐유기 용제를 가열하기 위한 가열 장치(5)와 이 가열에 의해 증발된 재생 유기 용제를 응축시키기 위한 냉각 장치(17)를 별도로 구비하고 있다. In general, the
그러나, 종래 기술에 따른 용제 재생 장치(10)는 가열을 위해 전기 히타와 열매체유, 순환용 펌프 등의 많은 부속 가열장비를 구비하는 외에 냉각장치를 별도로 설치하는 것에 의해 많은 배관자재 설비 공간과 비용을 요구하였다. 또한 도 1의 용제 재생 장치는 용제 가열 장치(5)와 용제 냉각 장치(17)를 별도의 설비로 구 동하는 것에 의해 낮은 에너지 효율을 나타내는 문제점이 있었다. However, the
따라서, 여러 산업 공정에서 사용된 폐유기 용제로부터 재활용될 유기용제를 효과적으로 재생하는데 많은 장비와 설비 공간 및 그에 따른 비용을 요구하지 않으면서 이중으로 낭비되는 에너지를 제거하여 높은 에너지 효율을 도모할 수 있는 용제 재생 장치를 제공하는 것이 요구되고 있다. 그리하여, 용제 재생 장치의 장비 제작비와 유지비를 낮출 뿐만 아니라 환경오염을 유발할 수 있는 폐기될 유기용제를 효과적으로 재활용가능하게 하여 폐기물의 양을 줄여 환경관계 개선에 기여할 수 있는 새로운 용제 재생 장치를 제공하는 것이 요구되고 있다.Therefore, it is possible to achieve high energy efficiency by eliminating double wasted energy without requiring much equipment and facility space and its cost to effectively recycle organic solvents to be recycled from waste organic solvents used in various industrial processes. It is desired to provide a solvent regeneration device. Therefore, it is possible to provide a new solvent regeneration device that can reduce the amount of waste by contributing to the improvement of the environmental relationship by reducing the amount of waste by effectively reducing the production cost and maintenance cost of the solvent regeneration device, as well as the recycling of organic solvents that can cause environmental pollution. It is required.
따라서, 본 발명의 목적은, 전술된 문제점을 해소하기 안출된 것으로 폐유기 용제를 효율적으로 재생할 수 있는 용제 재생 장치를 제공하는 것이다. It is therefore an object of the present invention to provide a solvent regeneration apparatus capable of efficiently regenerating waste organic solvents, which has been devised to solve the aforementioned problems.
본 발명의 다른 목적은, 폐유기 용제를 재생하는데 많은 장비와 설비 공간을 요구하지 않으면서 높은 에너지 효율을 도모할 수 있는 용제 재생 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a solvent regeneration apparatus capable of achieving high energy efficiency without requiring much equipment and facility space for regenerating waste organic solvent.
본 발명의 또 다른 목적은, 폐유기 용제를 재생하는데 요구되는 제작비와 유지비를 절감할 수 있는 용제 재생 장치를 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a solvent regeneration apparatus capable of reducing the production cost and maintenance cost required for regenerating waste organic solvent.
상기 목적은 본 발명의 특허청구범위의 독립 청구항에 한정된 구성에 의해 달성된다. 나아가, 보다 유리한 잇점은 그 종속 청구항에 한정된 구성에 의해 달성된다. This object is achieved by a configuration defined in the independent claims of the claims of the present invention. Furthermore, more advantageous advantages are achieved by the configuration defined in the dependent claims.
이하, 본 발명의 상기 목적과 잇점 및 다른 목적과 잇점은 아래 상술되는 상 세한 설명으로부터 명확해지고 분명해질 것이다. The above and other objects and advantages of the present invention will be apparent from and elucidated from the detailed description given below.
본 발명의 구성 및 작용을 설명하기에 앞서 본 발명에 적용된 냉동 사이클을 먼저 설명한다. Prior to explaining the configuration and operation of the present invention, a refrigeration cycle applied to the present invention will be described first.
도 2 는 본 발명에 적용된 냉동 사이클(20)을 개략적으로 도시하는 도면이다. 이 냉각 사이클은 냉장 또는 냉동을 위해 일반적으로 냉장고 등과 같은 가전 기기에서 사용되는 냉각 사이클과 동일한 것이다. 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 이 냉각 사이클을 작동시키면, 저온 저압의 기체에서 압축기(30)에 의해 고온 고압의 기체로 압축된 냉매는 응축기(34)에 의해 저온 고압의 액체로 응축된 후 증발기(36)에서 팽창 밸브를 통해 단열 팽창하는 것에 의해 주위에서 열을 빼앗아 다시 저온 저압의 기체로 되고, 이 저온 저압의 기체가 다시 압축기로 들어가 연속적으로 순환한다. 이 과정에서 증발기(36)는 냉매의 단열 팽창시에 주위로부터 열을 빼앗아 가기 때문에 주위의 온도를 냉장 온도 또는 냉동 온도로 저하시킬 수 있다. 종래에는 이와 같은 냉동 사이클은 지금까지 주위의 온도를 저하시켜 물체를 냉장 또는 냉동하는데만 적용되고 있었다. 2 is a view schematically showing a
더우기, 위 과정 중 압축기에서 냉매를 압축하는 단계의 경우 저온 저압의 기체 상태의 냉매가 압축기(30)에 의해 압축되면 고온 고압의 기체 상태로 되는데, 종래에는 이 고온 상태의 냉매를 팬(35) 등에 의해 응축시키면서 압축시 생성된 고온의 열에너지가 그대로 낭비되고 있었다. 이것은 냉매에 함유된 고온의 열에너지 뿐 아니라 고온의 냉매를 응축시키기 위해 팬(35)의 구동에 따른 전기 에너지의 낭 비를 초래하는 것이었다. Furthermore, in the step of compressing the refrigerant in the compressor during the above process, when the refrigerant of the low temperature low pressure gas state is compressed by the
이에 대해 본 발명자는 위 냉동 사이클을 용제 재생 장치(10)에 적절히 적용하면 여러가지 유리한 잇점을 효과적으로 제공할 수 있다는 것을 발견하였다. 다시 말해, 냉동 사이클 중 압축기(30)에서 나오는 고온 고압의 냉매를 도 1에 도시된 용제 증발기(3) 내의 용제를 증발시키는데 유리하게 사용(재활용)할 수 있다는 것을 알게 되었다. 이 뿐만 아니라, 증발기(36)에서 발생되는 냉동 효과를 도 1에 도시된 용제 응축기(11) 내의 용제를 응축시키는데 유리하게 사용(재활용)할 수 있다는 것을 또한 발견하였다. 사실, 도 1의 용제 재생 장치(10)는 폐유기 용제를 재생하는데 필수적인 가열장치와 냉각장치를 별도로 설치한 것이어서 각 장치를 위한 별도의 부속 장비와 그 설치 공간 및 이로 인한 많은 유지 비용의 발생 외에 별도로 각 장비를 구동하기 위해 그만큼 에너지의 낭비를 초래하였다. 그러나, 도 1의 용제 재생 장치(10)에 도 2의 냉동 사이클(20)을 적절히 배열하는 것에 의해 위 도 1에 내재하는 여러 문제점을 일거에 해소할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 효율 또한 상당히 높일 수 있었다. In contrast, the present inventors have found that the above application of the above-mentioned refrigeration cycle to the
이제 이하에서는 이와 같은 여러 잇점을 제공하는 본 발명에 따른 여러 실시예를 도면을 참조하며 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, various embodiments according to the present invention providing various advantages will be described with reference to the drawings.
도 3 은 본 발명에 따른 용제 재생 장치의 제 1 실시예(100)를 개략적으로 도시한다. 이 제 1 실시예에 따른 용제 재생 장치는 도 1 에 도시된 종래의 용제 재생 장치(10)에서 용제를 재생하는데 필수적인 용제의 가열과 냉각을 위해 별도의 가열 부분과 별도의 냉각 부분을 구비하는 대신에 도 2에서 설명된 하나의 냉동 사 이클(20)을 적용한 것이다. 3 schematically shows a
도 3에서, 폐유기용제 저장조(1)는 여러 산업 현장에서 각 유기 용제별로 수집된 폐유기 용제를 저장한다. 본 발명에 따라 재생될 수 있는 유기 용제로는 염소계 및 탄화 수소계 유기 용제, 프레온계, 알코올계 용제, 페인트(신나)류, 잉크류, 수용성 세척제, 크롬도금수세액 등이 있다. 이 폐유기 용제가 용제 증발기(3)로 유입된다. 이때 여러 곳에서 수집된 폐유기용제에는 여러 다른 유기 용제 뿐만 아니라 중금속 및 수분과 같은 이물질이 포함되어 있을 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 폐유기용제 저장조(1)에서부터 폐유기용제를 용제증발기(3)로 이송하기 전에, 재생 용제의 품질을 향상시키고 증발 효율을 높이기 위해 이 폐유기용제에 들어있는 중금속을 침전(응집제 사용)시키고 수분을 분리(원심분리기 사용)하도록 적절한 조치가 취해질 수 있다. In FIG. 3, the waste organic
용제 증발기(3)로 유입된 폐유기 용제는 하부에 형성된 발열부(32)에 의해 재생될 유기 용제의 비등점 이상으로 가열되어 증발된다. 이 발열부(32)는 냉매가 흐를 수 있게 형성된 발열코일(33)에 의해 가열된다. 발열코일(33)은 열전도율이 우수한 구리 도관이 바람직하다. The waste organic solvent introduced into the
본 발명에 따라, 용제 증발기(3) 내의 폐유기용제를 가열하기 위해, 냉매를 사용하여 주위를 냉동시키는 냉동 사이클이 본 발명의 용제 재생 장치(100)에 적용된다. 여기서 사용되는 냉매(refrigerant)로는 CFC-11, R-12, 또는 R-22 등이 사용될 수 있는 외에, 대체 냉매로서 R-134a 또는 HCFC-123 등이 사용될 수도 있다. According to the present invention, in order to heat the waste organic solvent in the
도 3에서 저온 저압의 기체 냉매는 압축기(30)에 의해 고온 고압의 기체 상 태로 변화된다. 여기서 사용되는 압축기에는 왕복동식 압축기, 회전식 압축기, 또는 스크롤식 압축기 등이 있다. 이러한 냉매 압축기(30)로 들어가는 저온 저압의 냉매의 온도는 섭씨8 내지 11도이고 냉매 압축기(30)에서 나오는 고온 고압의 냉매의 온도는 섭씨약 75 내지 95도이다. 본 발명에 따라 압축기(30)에서 나오는 냉매가 지니는 이러한 고온의 열 에너지는 폐유기 용제를 그 비등점 이상으로 가열하여 증류하는데 유리하게 이용된다. 또한 이때 후술되는 용제 응축기(11)가 용제 증발기(3)에서 증발된 기체를 신속히 응축시켜 주는 경우, 용제 증발기(3) 내의 압력이 대기압보다 훨씬 낮은 압력 또는 진공 상태로 되므로, 용제 증발기(3) 내의 유기 용제의 비등점이, 예를 들어 절반으로까지, 낮아지기 때문에, 섭씨 75 내지 95도로 가열된 냉매의 순환만으로도 용제 증발기(3) 내의 유기 용제를 대기압에서의 비등점보다 더 낮은 온도에서도 효과적으로 증발시킬 수 있다. In FIG. 3, the low temperature low pressure gas refrigerant is changed into a high temperature high pressure gas state by the
도 3에 잘 도시된 바와 같이, 냉매 압축기(30)에서 나오는 고온의 냉매는 용제 증발기(3)의 하부에 있는 발열부(32)에 형성된 발열코일(33)을 지나면서 열교환에 의해 용제 증발기(3)를 가열시키고 이 용제 증발기(3)는 폐유기 용제를 증발시킨다. 이때 발열코일(3)은 열전도율이 우수한 구리관이나 알루미늄코일과 같은 금속관 또는 코일을 사용하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이렇게 고온의 냉매의 가열에 의해 액체 상태의 폐유기 용제에서 재활용가능한 순수 유기 용재는 증발한 후 용제 응축기(11)로 들어간다. 한편, 고온의 냉매는 용제 증발기(3)와의 열교환에 의해 냉각된 후 냉매 응축기(34)로 들어가서 팬(35)의 구동이나 냉수의 유동과 같은 냉각 수단에 의해 냉매에 함유된 여분의 열 에너지를 소진하고 액체 상태로 변 화된다. 이 냉매 응축기(34)는 예를 들어 냉매가 흐르는 구리 파이프 표면에 열에너지의 발산을 용이하게 하기 위해 복수개의 냉각 핀을 구비한 것일 수 있다. 이 복수의 냉각 핀은 냉각 팬(35)을 구동하여 용이하게 냉각될 수 있다. 만약 압축기(30)에서 나오는 고온의 냉매를 바로 응축기(34)에서 응축시키는 경우에는 섭씨 75 내지 95도에 이르는 고온의 냉매의 열에너지를 냉매 응축기(32)에 의해 모두 소진시켜 액체로 만들어야 하기 때문에 냉매 응축기(32)에 걸리는 냉각 부하는 매우 커지게 되지만, 도 3에 도시된 바와 같이 압축기(30)에서 나오는 고온의 냉매를 먼저 용제를 가열시키는데 이용한 경우에는 고온의 냉매의 열에너지가 용제를 가열하는데 소비되어 냉매의 온도가 떨어져 있기 때문에 이후 냉매 응축기(34)에서 냉매를 응축하는데 걸리는 냉각 부하는 그만큼 줄어든다. As shown in FIG. 3, the high temperature refrigerant from the
한편 냉매 응축기(34)에서 응축된 액체 상태의 냉매는 용제 응축기(11)의 하부에 형성된 냉각부(36)를 통과하면서 단열 팽창에 의해 용제 응축기(11)에서 열을 빼앗아 기화하며 용제 응축기를 급격히 냉각시킨다. 이때 냉각부(36)에는 냉매의 단열 팽창을 위해 냉매의 분사를 위한 분무 노즐(또는 팽창 밸브)이 구비되어 있는 냉각코일(37)이 형성되어 있다. 이 분무 노즐의 구경은 예를 들어 1 내지 1.4㎜일 수 있다. 이 분무 노즐을 통한 냉매의 급속한 단열 냉각에 의해 용제 응축기(11)에 담긴 기체 상태의 재생 유기 용제가 신속히 액체 상태로 응축된다. 그러면, 용제 응축기(11) 내의 압력이 감압 상태 또는 진공 상태로 되고 이로 인해 용제 증발기(3) 내의 압력이 또한 감압 상태 또는 진공 상태로 되기 때문에, 용제 증발기(3) 내의 폐유기 용제가 대기압에서보다 더 낮은 온도에서 비등하여 증발될 수 있다. Meanwhile, the liquid refrigerant condensed in the
이후 용제 응축기(11)의 하부에 있는 냉각부(36)에 형성된 냉각 코일(37)에서 단열 팽창에 의해 주위에서 열을 빼앗아 저온의 기체 상태로 변한 냉매는 재생 유기 용제 저장조(15)의 하부에 있는 냉각부(38)에 형성된 냉각 코일(39)을 지나면서 재생유기용제 저장조(15) 내의 재생 유기 용제를 비등점 이하로 냉각시킨 후 다시 냉매 압축기(30)로 들어간다. 이 경우, 재생유기용제 저장조(15)의 하부에 형성된 냉각 코일(39)은 구리 또는 알루미늄 도관(또는 코일)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또 이 냉각 코일(39)은, 용제 응축기(11)로부터 들어오는 유기 용제를 냉각시키는 경우에는 저온의 냉매를 단순히 유동시키는 것에 의해 저장된 유기 용제를 냉각시키기 위한 도관이거나, 경우에 따라 후술되는 다른 실시예에서와 같이 냉매 응축기(34 또는 34')로부터 들어오는 유기 용제를 냉각시키는 경우에는 저온의 냉매를 단열 팽창시키는 것에 의해 유기 용제를 효과적으로 냉각시키도록 분무 노즐(팽창 밸브)을 구비한 도관일 수도 있다. 그러나, 도 3에서 상기 용제 응축기(11)에 형성된 냉각부(36)를 통과한 냉매가 저장조(15)에 형성된 다른 냉각부(38)로 들어가지 않고 바로 압축기(30)로 들어가도록 고안될 수 있다. 이렇게 하여도 용제를 재생하는데 필요한 가열과 냉각을 하나의 냉동 시스템으로 동일하게 수행할 수 있어 전술된 바와 같은 효과를 본 발명의 잇점을 여전히 제공할 수 있다. 이 경우 재생 유기 용제 저장조(15) 내의 유기 용제의 냉각은 그 냉각 부하가 크지 않으므로 별도의 냉각 라인을 형성한 후 냉각수와 같은 냉매를 냉각코일(39)에 흐르게 하여 냉각시킬 수 있다. Since the cooling
도 3을 참조하면, 용제 응축기(11)에서 액화된 재생 유기 용제는 액체 상태 에서 진공 장치(13)로 흡입된 후 재생 유기 용제 저장조(15)로 유입된다. 이 진공장치(13)의 내부 구조는 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. Referring to FIG. 3, the regenerated organic solvent liquefied in the
도 4를 참조하면, 진공장치(13)는 재생유기용제 저장조(15)에 저장된 액체 상태의 유기 용제를 순환시키는 용제 순환 펌프(18)와, 이 펌프(18)로부터 오는 유기 용제를 분무 노즐(19)을 통해 분무하는 것에 의해 용제 응축기(11)에서 응축된 액체 상태의 재생 유기 용제(24)를 흡인하는 이젝터(16)를 구비한다. 이 진공장치(13)는 용제 응축기(11)에서 응축된 액체 유기 용제를 이젝터(19)에 의해 (진공이 형성되어) 흡인한 후 재생유기용제 저장조(15)로 송출하는 기능을 한다. 이때 펌프(18)에 의해 순환되는 액체 유기 용제는 순환하면서 마찰 등에 의해 가열될 수 있으므로 냉각부(38)에 형성된 냉각코일(39)을 통해 냉각된다. 이렇게 하면 폐유기용제에서 재생 용제를 간단하고 효과적으로 재생유기용제 저장조(15)에 저장 냉각할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
이상과 같이, 종래의 용제 재생 장치에서는 유기용제의 재생에 필수적인 용제의 가열과 냉각을 하기 위해 가열장치와 냉각장치를 별도로 구비하여 이중으로 사용하는 것에 의해 이들 장치를 구동하기 위해 이중으로 에너지를 소비하였지만, 본 발명에 따르면 용제 재생 장치에 하나의 냉동 사이클을 적용하는 것만으로도 용제의 가열과 냉각을 모두 수행할 수 있어, 종래 이중 구동에 따르는 각 장치의 제작, 설치, 유지비용을 하나의 사이클로 절감시키는 외에 구동 에너지의 사용을 획기적으로 줄일 수 있는 등의 잇점이 있다. As described above, in the conventional solvent regeneration apparatus, energy is repeatedly consumed in order to drive these apparatuses by separately providing a heating device and a cooling device for the heating and cooling of the solvent essential for the regeneration of the organic solvent. However, according to the present invention, it is possible to perform both heating and cooling of the solvent only by applying one refrigeration cycle to the solvent regeneration device, thereby reducing the manufacturing, installation, and maintenance costs of each device according to the conventional dual drive in one cycle. In addition to savings, the use of driving energy can be dramatically reduced.
도 5a 는 본 발명에 따른 용제 재생 장치의 제 2 실시예(200)를 개략적으로 도시한다. 도 5a가 도 3과 다른 점은, 도 5a의 제 2 실시예에서는 냉매 응축기(34)에서 제 1 냉각부(36)와 제 2 냉각부(38)로 가는 배관이 2개로 분리된다는 것이다. 또, 용제 응축기(11)에 형성된 냉각부(36)가 냉매의 단열 팽창에 의해 냉각 효과를 달성하는 것과 같이, 재생유기용제 저장조(15)에 형성된 냉각부(38)도 냉매의 단열 팽창에 의해 냉각 효과를 달성한다는 점이다. 이렇게 하면 냉매의 단열 팽창에 의해 재생유기용제저장조(15)를 냉각하게 되므로, 이 저장조(15)에 저장된 재생 유기 용재를 냉각할 수 있는 냉각 도를 한층 더 높일 수 있다. 나아가, 용제 증발기(11)에 형성된 냉각부(36)의 냉각 부하를 덜 수 있는 등의 잇점이 있다. 5a schematically shows a
도 5b 는 본 발명에 따른 용제 재생 장치의 제 3 실시예(300)를 개략적으로 도시한다. 도 5b가 도 3과 다른 점은, 도 5b의 제 3 실시예가 2개의 응축기(34,34')를 구비하고 있다는 것과 각 응축기(34 또는 34')가 각 냉각부(37,39)와 유체 이동가능하게 연결된다는 점이다. 또, 용제 응축기(11)에 형성된 냉각부(36)가 냉매의 단열 팽창에 의해 냉각 효과를 달성하는 것과 같이, 재생유기용제 저장조(15)에 형성된 냉각부(38)도 냉매의 단열 팽창에 의해 냉각 효과를 달성한다는 점이다. 이렇게 하면 냉매의 단열 팽창에 의해 재생유기용제저장조(15)를 냉각하게 되므로, 이 저장조(15)에 저장된 재생 유기 용재를 냉각할 수 있는 냉각 도를 한층 더 높일 수 있다. 나아가, 용제 증발기(11)에 형성된 냉각부(36)의 냉각 부하를 덜 수 있는 잇점이 있을 뿐만 아니라, 2개의 응축기(34, 34')를 사용하므로, 응축기(34)에 걸리는 냉각 부하를 줄일 수 있는 등의 잇점이 있다. 5b schematically shows a
도 5c 는 본 발명에 따른 용제 재생 장치의 제 4 실시예(400)를 개략적으로 도시한다. 도 5c가 도 3과 다른 점은, 도 5c의 제 4 실시예가 2개의 발열코일(33,33')과 이와 각각 연관되는 2개의 응축기(34,34')를 구비하고 있다는 것과 각 응축기(34 또는 34')가 각 냉각부(37,39)와 유체 이동가능하게 연결된다는 점이다. 또, 용제 응축기(11)에 형성된 냉각부(36)가 냉매의 단열 팽창에 의해 냉각 효과를 달성하는 것과 같이, 재생유기용제 저장조(15)에 형성된 냉각부(38)도 냉매의 단열 팽창에 의해 냉각 효과를 달성한다는 점이다. 이렇게 하면 냉매의 단열 팽창에 의해 재생유기용제저장조(15)를 냉각하게 되므로, 이 저장조(15)에 저장된 재생 유기 용재를 냉각할 수 있는 냉각 도를 한층 더 높일 수 있다. 나아가, 용제 증발기(11)에 형성된 냉각부(36)의 냉각 부하를 덜 수 있는 잇점이 있을 뿐만 아니라, 2개의 응축기(34, 34')를 사용하므로, 응축기(34)에 걸리는 냉각 부하를 줄일 수 있는 외에 2조의 냉동 사이클(33,34,37; 33', 34',39)을 사용하는 것에 의해 하나의 냉동 사이클(33,34,37)에 냉매의 교환이나 정비 같은 유지보수가 있는 경우에도 다른 하나의 냉동 사이클(33',34',39)과 독립적으로 유지보수 할 수 있는 등의 잇점이 있다.5C schematically shows a
도 5d 는 본 발명에 따른 용제 재생 장치의 제 5 실시예(500)를 개략적으로 도시한다. 도 5d가 도 3과 다른 점은, 도 5d의 제 5 실시예가 2개의 발열코일(33,33')과 2개의 응축기(34,34')와 2개의 제1냉각코일(37,37')과 2개의 제2냉각코일(39,39')를 구비하고 있다는 점이다. 또, 용제 응축기(11)에 형성된 냉각부(36)가 냉매의 단열 팽창에 의해 냉각 효과를 달성하는 점에서 상이한 반면, 재생유기용제 저장조(15)에 형성된 냉각부(38)는 저온의 냉매와 열교환에 의해 냉각 효과를 달성한다는 점에서 동일하다. 이렇게 하면 도 3의 제 1 실시예의 냉동 사이클을 2개조 구비하는 것에 의해 재생유기용제를 재생하게 되므로, 하나의 냉동 사이클(33,37,39)에 냉매의 누수와 같은 이상이 있는 경우에도 다른 하나의 냉동 사이클(33',37',39')에 의해 유기 용제의 재생 동작을 계속 유지할 수 있는 잇점이 있다. 나아가, 동일하게 용제 증발기(11)에 형성된 냉각부(36)의 냉각 부하를 덜 수 있는 잇점이 있을 뿐만 아니라, 2개의 응축기(34, 34')를 사용하므로, 응축기(34)에 걸리는 냉각 부하를 줄일 수 있는 등의 잇점이 있다.5d schematically shows a
도 5e 는 본 발명에 따른 용제 재생 장치의 제 6 실시예(600)를 개략적으로 도시한다. 도 5e가 도 3과 다른 점은, 도 5e의 제 6 실시예가 폐유기용제 저장조(1)와 증발기(3) 사이에 폐유기용제를 예열하는 예열기(31) 및 증발기(3) 내의 폐유기용제를 증발시키는 가열 장치(5)를 더 구비한다는 점이다. 도 5e에 도시된 제 6 실시예는 압축기(30)에서 나오는 고온 고압의 기체 상태의 냉매가 발열부(32)의 발열코일(33)을 통과하며 액체 상태의 폐유기용제가 증발기(3)에서 증발되기 전에 예열기(31)에서 액체 상태에서 예열되게 하며 이후 이 액체 상태의 폐유기 용제가 증발기(3)로 들어가면 증발기(3)에서 가열장치(5)에 의해 가열되어 순환 펌프(7)에 의해 증발기(3) 하부의 발열부(8)의 발열코일(9)을 통해 순환되는 열매체에 의해 이 액체 상태의 예열된 폐유기 용제가 비등점 이상으로 가열되어 증발하게 하는 것이다. 이렇게 하면 도 3의 제 1 실시예에서 재생될 수 있는 폐유기용제보다 비점과 증발잠열이 더 높은 폐유기 용제도 에너지 효율을 극대화하면서 가열장치(5)에서 여분의 열에너지를 제공하는 것에 의해 용이하게 재생할 수 있는 잇점이 있다. 그 리하여 압축기로부터 나오는 고온 고압의 냉매의 열량이 증발기(3) 내의 폐유기 용제를 직접 증발시키기에 부족한 경우에도 도 5e의 제 6 실시예를 사용하면 에너지 효율의 우수성을 유지하며 유리하게 폐유기 용제를 효율적으로 재생할 수 있는 잇점이 있다. 5E schematically shows a
전술한 것은 본 발명의 일부 실시예에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 및 추가 실시예도 본 발명의 기본 범주를 벗어남이 없이 고안될 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명의 적절한 범주는 이하 나오는 청구항에 따라 결정되어야 할 것이다. While the foregoing is directed to some embodiments of the invention, other and further embodiments of the invention may be devised without departing from the basic scope thereof. Therefore, the proper scope of the invention should be determined according to the claims which follow.
전술된 바와 같이, 본 발명은 각종 용제의 재생 장치에 관한 것으로 재생 장치에는 가열 부분과 냉각 부분이 필수적이다. 본 발명은 용제 재생 장치에서 용제를 재생하는데 필수적인 별도의 가열과 냉각 부분을 하나의 냉동 시스템에 직접 접목시켜 구현하는 것에 의해 각 장치의 제작, 설치, 유지 비용을 절감시키고 이중 구동에 따르는 에너지 사용을 절감시킬 수 있는 것이다. 나아가, 용제 증발기에서 필요한 가열 장치의 열량을 냉동기의 냉매 압축기의 출구에서 나오는 고온 고압의 기체를 용제 증발기에 보내어 용제 증발기에서 필요한 열량을 공급해 주고 이에 따라 냉매의 온도가 떨어지므로 냉매 응축기의 부하를 줄여주고 그 효율은 높여주며 응축된 액화 상태의 냉매를 용제 재생 장치의 냉각 부분으로 보내어 냉각 효율을 높여주므로써 하나의 냉동 사이클만으로 용제의 가열과 냉각을 모두 수행할 수 있어 별도의 많은 용량의 가열장치와 냉동 장치 및 그 부속장치가 필요없어 많은 설비 부대 비용을 줄일 수 있는 등의 잇점이 있다. 본 발명에 따른 용제 재생 장치를 사용하면 적은 에너지의 사용과 적은 비용으로 설비를 제작/유지 관리할 수 있어 각종 용제의 증류 장치에 적용할 수 있으며 환경오염물질인 폐유기용제(염소계, 탄화수소계), 프레온계, 알코올계, 페인트류, 잉크류, 수용성 세척제, 크롬도금수세액 등의 여러 종류의 유기 용제의 증류 재생이 가능하여 이 용제 재생 장치를 환경오염업체에서 사용하여 친환경적인 시스템을 구축하는 경우 환경관계 개선에 보다 많은 기여를 할 수 있는 등의 잇점이 있다. As described above, the present invention relates to a regeneration device for various solvents, and a heating part and a cooling part are essential to the regeneration device. The present invention reduces the cost of fabrication, installation and maintenance of each device by implementing a separate heating and cooling part directly required to regenerate the solvent in the solvent regeneration device into a single refrigeration system, thereby reducing the energy use of the dual operation. It can be saved. Furthermore, the heat of the heating device required by the solvent evaporator sends the high temperature and high pressure gas from the outlet of the refrigerant compressor of the freezer to the solvent evaporator to supply the required amount of heat from the solvent evaporator, thereby reducing the load of the refrigerant condenser. It improves the efficiency and improves the cooling efficiency by sending the condensed liquefied refrigerant to the cooling part of the solvent regeneration device. Therefore, heating and cooling of the solvent can be performed by only one refrigeration cycle. And the need for a refrigeration unit and its accessories, thereby reducing the cost of many installations. By using the solvent regeneration device according to the present invention, it is possible to manufacture / maintain and manage the facility with less energy and use at a lower cost. It is possible to distill and regenerate various kinds of organic solvents, such as freon, alcohol, paints, inks, water-soluble cleaners, and chromium-plated washing liquids. In this case, they can contribute more to improving environmental relations.
Claims (9)
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