KR20180085518A - VOC Recovery System and Method - Google Patents

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KR20180085518A
KR20180085518A KR1020170009145A KR20170009145A KR20180085518A KR 20180085518 A KR20180085518 A KR 20180085518A KR 1020170009145 A KR1020170009145 A KR 1020170009145A KR 20170009145 A KR20170009145 A KR 20170009145A KR 20180085518 A KR20180085518 A KR 20180085518A
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이승철
김선진
김형우
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대우조선해양 주식회사
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    • F25J3/062—Refinery gas, cracking gas, coke oven gas, gaseous mixtures containing aliphatic unsaturated CnHm or gaseous mixtures of undefined nature

Abstract

The present invention relates to a volatile organic compound (VOC) recovery system and recovery method capable of recovering VOCs generated from liquid cargo such as crude oil without releasing the VOCs into atmosphere. The VOC recovery system according to the present invention comprises: a first compressor which compresses VOCs generated from a storage tank; a first condenser which is connected to the first compressor to cool the compressed VOCs; a first gas/liquid separator which is connected to the first condenser to separate the VOCs condensed in the first condenser and uncondensed VOCs into gas and liquid; a second compressor which is connected to the first gas/liquid separator to compress the separated uncondensed VOCs; a second condenser which is connected to the second compressor to cool the compressed VOCs; an economizer which additionally cools the VOCs cooled in the second condenser; and a VOC recovery device which is connected to the economizer to separate the condensed VOCs from the additionally cooled VOCs, wherein the VOCs supplied to the VOC recovery device are characterized by being in a supercooled state. The VOC recovery system further comprises a first expansion valve which adiabatically expands the uncondensed VOCs in a gaseous state separated from the VOC recovery device, wherein the uncondensed VOCs having passed through the first expansion valve are supplied as a coolant for the economizer, while the condensed VOCs separated in the VOC recovery device is recovered at an LVOC-needing site in a liquid state.

Description

휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 회수 방법 {VOC Recovery System and Method}[0001] VOC recovery system and method [0002]

본 발명은 원유 등의 액체 화물로부터 발생하는 휘발성 유기 화합물(VOC)을 대기중으로 방출하지 않고 회수할 수 있는 휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 회수 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a volatile organic compound recovery system and a recovery method capable of recovering volatile organic compounds (VOC) generated from a liquid such as crude oil without releasing the volatile organic compounds (VOC) into the atmosphere.

육상 또는 해상의 원유 생산 시설이나 원유 저장 시설과 원유 운반선 등에는 원유나 석유, 액화가스 등 비교적 증기압이 높은 액체 화물이 저장되는 저장탱크가 마련되고, 이 저장탱크에서는 액체 화물의 적재(Loading) 또는 저장 과정에서 상당량의 휘발성 유기 화합물(VOC; Volatile Organic Compound)이 발생하게 된다. A storage tank is provided for storing crude oil, petroleum, liquefied gas, and other relatively high vapor pressure liquids in a crude oil production facility, a crude oil storage facility, and a crude oil carrier in the land or sea, and in this storage tank, A considerable amount of volatile organic compounds (VOCs) are generated during the storage process.

휘발성 유기 화합물은 잠재적인 독성 및 발암성이 있어 인체에 유해하고, 산화질소 및 다른 화합물질과 광화학적으로 반응하여 오존을 형성하는 등 대기 오염을 유발하게 되므로, 발생한 휘발성 유기 화합물을 대기 중으로 방출(Venting)시키는 것은 환경오염의 문제가 있다.Since volatile organic compounds have potential toxicity and carcinogenicity, they are harmful to the human body, and photochemically react with nitrogen oxide and other chemical substances to form ozone, thereby causing air pollution. Therefore, the volatile organic compounds are released into the atmosphere Venting) is a problem of environmental pollution.

따라서, 휘발성 유기 화합물의 대기 방출을 지양하고 휘발성 유기 화합물의 배출 농도를 저감시키려는 노력이 지속적으로 행해지고 있다.Therefore, efforts are being made to reduce the emission concentration of volatile organic compounds and to reduce the emission concentration of volatile organic compounds.

그 일례로, 국내 특허문헌 10-1444296호에는 액체 화물을 로딩하는 수직 배관에 수직 배관보다 직경이 작은 내부관다발 등 압력을 강하시키는 수단을 마련하여 압력 강하 수단 전단 위치에서의 압력이 액체 화물의 증기압 이상으로 유지될 수 있도록 하는 휘발성 유기 화합물의 발생을 줄이고자 하는 장치에 대하여 개시하고 있다. For example, Japanese Patent Publication No. 10-1444296 discloses a means for lowering the pressure of a vertical pipe for loading a liquid cargo, such as an inner pipe with a diameter smaller than that of a vertical pipe, so that the pressure at the front end position of the pressure- Of the total amount of volatile organic compounds contained in the volatile organic compound.

또한, 휘발성 유기 화합물은 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8) 및 부탄(C4H10) 등 유용한 성분을 다량 포함하고 있으므로, 휘발성 유기 화합물을 배출시키는 것은 그만큼 액체 화물의 손실이며 따라서 이를 회수하려는 노력이 요구된다.Since the volatile organic compound contains a large amount of useful components such as methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ) and butane (C 4 H 10 ) This is the loss of liquid cargo and therefore efforts to recover it are required.

따라서, 본 발명은, 발생한 휘발성 유기 화합물(VOC)을 대기로 방출시키지 않고 액화시켜 회수하며, 액화 공정을 간단하게 구성할 수 있는 휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 회수 방법을 제공하고자 하는 것을 그 목적으로 한다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a volatile organic compound recovery system and a recovery method capable of easily forming a liquefaction process by recovering liquefied volatile organic compounds (VOCs) without releasing them to the atmosphere .

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 저장탱크로부터 발생한 VOC(휘발성 유기 화합물)를 압축하는 제1 압축기; 상기 제1 압축기와 연결되어 압축된 VOC를 냉각시키는 제1 응축기; 상기 제1 응축기와 연결되어 상기 제1 응축기에서 응축된 VOC와 응축되지 않은 VOC를 기액분리하는 제1 기액분리기; 상기 제1 기액분리기와 연결되며 상기 분리된 미응축 VOC를 압축하는 제2 압축기; 상기 제2 압축기와 연결되어 상기 압축 VOC를 냉각시키는 제2 응축기; 상기 제2 응축기에서 냉각된 VOC를 추가 냉각시키는 이코노마이저; 및 상기 이코노마이저와 연결되며 상기 추가 냉각된 VOC로부터 응축된 VOC를 분리하는 VOC 회수장치;를 포함하고, 상기 VOC 회수장치로 공급되는 VOC는 과냉각 상태인 것을 특징으로 하며, 상기 VOC 회수장치에서 분리된 기체 상태의 미응축 VOC를 단열팽창시키는 제1 팽창밸브;를 더 포함하여, 상기 제1 팽창밸브를 통과한 미응축 VOC는 상기 이코노마이저의 냉매로 공급하고, 상기 VOC 회수장치에서 분리된 응축 VOC는 액체 상태로 LVOC 수요처에 회수되는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템이 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a refrigerator comprising: a first compressor for compressing a volatile organic compound (VOC) generated from a storage tank; A first condenser connected to the first compressor to cool the compressed VOC; A first gas-liquid separator connected to the first condenser for separating the VOC condensed in the first condenser and the non-condensed VOC; A second compressor connected to the first gas-liquid separator and compressing the separated uncondensed VOC; A second condenser connected to the second compressor to cool the compressed VOC; An economizer for further cooling the cooled VOC in the second condenser; And a VOC recovery device connected to the economizer and separating the condensed VOC from the further cooled VOC, wherein the VOC supplied to the VOC recovery device is in a supercooled state, Further comprising a first expansion valve for monotonically expanding the gaseous unconcentrated VOC so that the uncondensed VOC passing through the first expansion valve is supplied to the refrigerant of the economizer and the condensed VOC separated from the VOC recovery device A volatile organic compound recovery system is provided that is recovered to a LVOC consumer in a liquid state.

바람직하게는, 상기 이코노마이저를 통과한 미응축 VOC는 기체 상태로 SVOC 수요처로 회수할 수 있다.Preferably, the uncondensed VOC that has passed through the economizer can be recovered to the SVOC consumer in a gaseous state.

바람직하게는, 상기 VOC 회수장치에서 분리된 응축 VOC를 단열팽창시키는 제2 팽창밸브;를 더 포함하여, 상기 제2 팽창밸브를 통과한 응축 VOC가 액체 상태로 회수될 수 있다. Preferably, the apparatus further includes a second expansion valve for monotonically expanding the condensed VOC separated from the VOC recovery device, so that the condensed VOC having passed through the second expansion valve can be recovered in a liquid state.

바람직하게는, 상기 제2 응축기와 연결되며 상기 제2 응축기에서 응축된 VOC와 응축되지 않은 VOC를 기액분리하는 제2 기액분리기; 상기 제2 기액분리기와 연결되며 상기 분리된 미응축 VOC를 압축하는 제3 압축기; 및 상기 제3 압축기와 연결되어 상기 압축 VOC를 냉각시키는 제3 응축기;를 더 포함하여, 상기 제3 응축기에서 냉각된 VOC가 상기 이코노마이저로 공급될 수 있다.Preferably, the second gas-liquid separator is connected to the second condenser and separates the condensed VOC from the non-condensed VOC in the second condenser. A third compressor connected to the second gas-liquid separator and compressing the separated uncondensed VOC; And a third condenser connected to the third compressor to cool the compressed VOC, so that the VOC cooled in the third condenser can be supplied to the economizer.

바람직하게는, 상기 이코노마이저는, 상기 제1 팽창밸브를 통과한 미응축 VOC를 냉매로하여 상기 제3 응축기로부터 공급되는 VOC를 추가 냉각시키는 제1 이코노마이저; 및 상기 제2 팽창밸브를 통과한 응축 VOC를 냉매로하여 상기 제3 응축기로부터 공급되는 VOC를 추가 냉각시키는 제2 이코노마이저;를 포함하여, 상기 제3 응축기에서 냉각된 VOC는 상기 제1 이코노마이저 및 제2 이코노마이저로 분기되어 공급될 수 있다.Preferably, the economizer further comprises: a first economizer for further cooling the VOC supplied from the third condenser, using the uncondensed VOC having passed through the first expansion valve as a refrigerant; And a second economizer for further cooling the VOC supplied from the third condenser by using the condensed VOC passed through the second expansion valve as a refrigerant, wherein the VOC cooled in the third condenser is supplied to the first economizer and the second economizer, 2 economizer.

바람직하게는, 상기 LVOC 수요처는, 상기 응축 VOC를 저장하는 데크 탱크;를 포함하고, 상기 제1 기액분리기, 제2 기액분리기 및 VOC 회수장치로부터 배출되는 응축 VOC는 상기 데크 탱크로 회수될 수 있다.Preferably, the LVOC consumer includes a deck tank for storing the condensed VOC, and the condensed VOC discharged from the first gas-liquid separator, the second gas-liquid separator, and the VOC recovery device may be recovered to the deck tank .

바람직하게는, 상기 제1 응축기, 제2 응축기 및 제3 응축기의 냉매는 해수 또는 청수일 수 있다. Preferably, the refrigerant in the first condenser, the second condenser and the third condenser may be seawater or fresh water.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 저장탱크에서 발생하는 VOC를 1차 압축하는 단계; 상기 1차 압축 VOC를 냉각시키는 단계; 상기 1차 압축 및 냉각에 의해 응축된 제1 응축 VOC와 응축되지 않은 제1 미응축 VOC를 기액분리하는 단계; 상기 제1 미응축 VOC를 2차 압축하는 단계; 상기 2차 압축 VOC를 냉각시키는 단계; 및 상기 2차 압축 및 냉각에 의해 응축된 응축 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC를 VOC 회수장치에서 기체 상태의 SVOC와 액체 상태의 LVOC로 분리 회수하는 단계;를 포함하되, 상기 VOC 회수장치에서 분리된 미응축 VOC를 팽창 냉각시키는 단계; 및 상기 팽창 냉각된 미응축 VOC를 냉매로 하여 상기 VOC 회수장치로 공급되는 압축 및 냉각된 VOC를 추가 냉각시키는 단계;를 더 포함하는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of compressing a VOC generated in a storage tank, Cooling the primary compressed VOC; Separating a first condensed VOC condensed by the first compression and cooling and a first uncondensed VOC that is not condensed by gas-liquid separation; Second compressing the first uncondensed VOC; Cooling the secondary compressed VOC; And separating and collecting the condensed VOC condensed by the secondary compression and cooling and the uncondensed VOC in the VOC recovery device into the gas-phase SVOC and the liquid-state LVOC, wherein the VOC recovery device Expanding the uncondensed VOC; And further cooling the compressed and cooled VOC supplied to the VOC recovery device using the expanded and uncondensed VOC as a refrigerant.

바람직하게는, 상기 VOC를 추가 냉각시킨 팽창 냉각된 미응축 VOC를 기체 상태로 회수하여 SVOC 수요처로 공급하는 단계;를 더 포함할 수 있다. Preferably, the method further includes the step of recovering the expanded and unconditioned VOC in which the VOC is further cooled, in the gaseous state, and supplying it to the SVOC customer.

바람직하게는, 상기 VOC 회수장치로는 상기 VOC를 과냉각시켜 공급하는 것을 특징으로 하고, 상기 VOC 회수장치에서 분리된 응축 VOC를 팽창 냉각시키는 단계; 및 상기 팽창 냉각된 응축 VOC를 액체 상태로 회수하여 LVOC 수요처로 공급하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Preferably, the VOC recovery device is provided by supercooling the VOC, wherein the VOC recovery device comprises: expansion cooling the condensed VOC separated from the VOC recovery device; And recovering the expanded and cooled condensed VOC in a liquid state and supplying it to an LVOC consumer.

바람직하게는, 상기 2차 압축 및 냉각에 의해 응축된 제2 응축 VOC와 응축되지 않은 제2 미응축 VOC를 기액분리하는 단계; 상기 제2 미응축 VOC를 3차 압축하는 단계; 및 상기 3차 압축 VOC를 냉각시키는 단계;를 더 포함하여, 상기 3차 압축 및 냉각된 VOC를 상기 VOC 회수장치로 공급할 수 있다.Separating the second condensed VOC condensed by the secondary compression and cooling and the second uncondensed VOC that is not condensed by gas-liquid separation; Thirdly compressing the second uncondensed VOC; And cooling the tertiary-compressed VOC, so that the tertiary-compressed and cooled VOC can be supplied to the VOC recovery device.

바람직하게는, 상기 3차 압축 및 냉각된 VOC의 적어도 일부는 상기 팽창 냉각된 미응축 VOC를 냉매로 하여 추가 냉각시키고, 상기 3차 압축 냉각된 VOC의 나머지 일부는 상기 팽창 냉각된 응축 VOC를 냉매로 하여 추가 냉각시키는 단계;를 더 포함하여, 상기 팽창 냉각된 미응축 VOC 및 상기 팽창 냉각된 응축 VOC에 의해 추가 냉각된 VOC를 상기 VOC 회수장치로 공급할 수 있다.Preferably, at least a portion of the tertiary-compressed and cooled VOC further cools the expanded-cooled uncondensed VOC as a refrigerant, and the remainder of the tertiary-compressed cooled VOC is used to cool the expanded- To further cool the VOC to the VOC recovery unit, wherein the VOC is further cooled by the expanded cooled uncondensed VOC and the expanded cooled condensed VOC.

바람직하게는, 상기 제1 응축 VOC, 상기 제2 응축 VOC 및 상기 팽창 냉각된 응축 VOC는 액체 상태로 데크 탱크에 저장될 수 있다.Advantageously, said first condensing VOC, said second condensing VOC and said expanded cooled condensing VOC may be stored in a deck tank in a liquid state.

본 발명에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 회수 방법은, 액체 화물로부터 발생하는 휘발성 유기 화합물을 대기로 방출시키지 않아 환경오염 문제를 저감시킬 수 있으며, 발생한 휘발성 유기 화합물을 액화시켜 회수할 수 있다. INDUSTRIAL APPLICABILITY The volatile organic compound recovery system and recovery method according to the present invention does not release volatile organic compounds generated from liquid cargo into the atmosphere, thereby reducing the environmental pollution problem and recovering the volatile organic compounds that have been generated by liquefaction.

또한, 본 발명에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 회수 방법은, 액체 화물로부터 발생하는 휘발성 유기 화합물을 별도의 냉매 사이클을 사용하지 않고 액화시켜 회수할 수 있으며, 따라서 시스템 모듈의 크기를 줄일 수 있어 간단(Compact)한 시스템을 구성할 수 있다. In addition, the volatile organic compound recovery system and the recovery method according to the present invention can recover the volatile organic compounds generated from the liquid cargo without using a separate refrigerant cycle, thereby reducing the size of the system module. A compact system can be constructed.

또한, 본 발명에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 회수 방법은 휘발성 유기 화합물을 팽창에 의해 냉각시킴으로써 액화 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, the volatile organic compound recovery system and the recovery method according to the present invention can improve the liquefaction efficiency by cooling the volatile organic compound by expansion.

또한, 본 발명에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 회수 방법은 액화시킨 휘발성 유기 화합물(LVOC; Liquefied VOC)을 압축 저장함으로써 LVOC로부터 발생되는 VOC의 양을 저감할 수 있다. In addition, the volatile organic compound recovery system and the recovery method according to the present invention can reduce the amount of VOC generated from the LVOC by compressing and storing the liquefied volatile organic compound (LVOC).

도 1은 냉매 사이클을 이용한 휘발성 유기 화합물 회수 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다. 1 is a schematic view showing a volatile organic compound recovery system using a refrigerant cycle.
2 is a schematic view illustrating a system for recovering a volatile organic compound according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view illustrating a system for recovering a volatile organic compound according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objects attained by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention, and to the contents of the accompanying drawings.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings.

하기 실시예에서는 원유(Crude Oil)의 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 다양한 액화가스, 액체 화물에 적용될 수 있으며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있고, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.In the following examples, crude oil (Crude Oil) is taken as an example. However, the present invention can be applied to various liquefied gases, liquid cargoes, and the following embodiments can be modified into various other forms, The present invention is not limited to the following examples.

하기 실시예에서 각 유로를 흐르는 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 기체상태, 기액혼합상태, 액체상태, 또는 초임계 유체 상태일 수 있다.In the following embodiments, the fluid flowing through each channel may be in a gas state, a gas-liquid mixed state, a liquid state, or a supercritical fluid state, depending on the operating conditions of the system.

또한, 하기 실시예에서 선박은 원유를 화물로써 운반하는 원유 운반선(Crude Oil Tanker)일 수 있고, 또는 원유를 저장하는 저장탱크를 갖춘 FSU(Floating Stroage Unit), Shuttle Tanker 등의 일반 상선 또는 해양 구조물일 수도 있으며, 따라서 본 실시예는 원유를 화물로써 공급받는 저장탱크가 마련되는 모든 선박 또는 해양 구조물은 물론 육상 설비에도 적용할 수 있다. In the following examples, the vessel may be a crude oil tanker for transporting crude oil as a cargo, or a floating tank unit (FSU) having a storage tank for storing crude oil, a general tanker or an offshore structure such as a shuttle tanker So that the present embodiment can be applied not only to all ships or offshore structures, but also to onshore facilities, in which a storage tank for receiving crude oil as a cargo is provided.

도 1은 냉매 사이클을 이용한 휘발성 유기 화합물 회수 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 원유 저장탱크(10)에서 발생하는 휘발성 유기 화합물(이하, 'VOC'라 함.)을 녹아웃 드럼(Knock Out Drum)(15)으로 공급하여 Soot이나 수분 등 이물질을 제거한 후, 압축기(20)에서 압축하고, 압축기(20)에서 압축된 압축 VOC는 응축기(30)에서 해수 또는 청수(Fresh Water)를 이용하여 냉각시킨다. 응축기(30)에서 냉각된 VOC는 기액분리기(40)로 공급하여 응축기(30)에서 응축된 VOC(이하, 'LVOC(Liquefied VOC)'라 함.)는 분리하여 회수하고, 응축되지 않은 기체 상태의 VOC는 건조기(45)로 공급하여 미응축 VOC에 포함되어 있는 수분을 제거한다. 1 is a schematic view showing a volatile organic compound recovery system using a refrigerant cycle. 1, a volatile organic compound (hereinafter referred to as VOC) generated in the crude oil storage tank 10 is supplied to a knock out drum 15 to remove foreign substances such as soot and water , And the compressed VOC compressed by the compressor 20 is cooled in the condenser 30 by using seawater or fresh water. The VOC cooled in the condenser 30 is supplied to the gas-liquid separator 40 to separate and recover the condensed VOC (hereinafter referred to as LVOC (Liquefied VOC)) in the condenser 30, Is supplied to the dryer (45) to remove moisture contained in the un-condensed VOC.

수분이 제거된 미응축 VOC는 2차 응축기(50)로 공급하여 VOC를 2차 응축시킬 수 있는데, 2차 응축기(50)에서 VOC는 프로필렌 냉각 사이클(55)을 이용하여 냉각시킨다. 즉, 2차 응축기(50)에서 VOC를 냉각시키는 냉매는 프로필렌 냉각 사이클(55)을 순환하는 프로필렌(Propylene)이며, 프로필렌 냉각 사이클(55)은 냉각 사이클(55)을 순환하는 프로필렌이 2차 응축기(50)에서 VOC로 냉열을 공급해줄 수 있도록 열교환기(미도시), 압축기(미도시), 팽창수단(미도시) 등을 포함할 수 있다. The de-condensed VOC can be fed to the secondary condenser 50 to secondary condense the VOC, which in the secondary condenser 50 is cooled using the propylene cooling cycle 55. That is, the refrigerant that cools the VOC in the secondary condenser 50 is propylene circulating in the propylene cooling cycle 55, and the propylene cooling cycle 55 is a cycle in which propylene circulating in the cooling cycle 55 flows into the secondary condenser 50. [ (Not shown), an expansion device (not shown), and the like so as to supply cold heat to the VOC from the heat exchanger 50.

2차 응축기(50)에서 프로필렌 냉매에 의해 적어도 일부의 VOC가 응축되며, 2차 응축기(50)에서 냉각된 VOC는 2차 기액분리기(60)로 공급되어, 2차 기액분리기(60)에서 응축된 VOC는 분리하여 회수하고, 응축되지 않은 기체 상태의 VOC는 선박 내 연료, 예를 들어 전력 생산 장치(Power Generator) 또는 연료를 연소시켜 스팀(Steam)을 생산하는 폐열 회수 장치(Heat Recovery Solution)를 동반하는 전력 생산 장치 등의 연료로써 공급할 수 있다. At least a part of the VOC is condensed by the propylene refrigerant in the secondary condenser 50. The VOC cooled in the secondary condenser 50 is supplied to the secondary gas-liquid separator 60 and is condensed in the secondary gas- The non-condensed gaseous VOC can be recovered by separating the recovered VOC from the waste heat recovery solution that produces the fuel in the vessel, for example, a power generator or the steam by burning the fuel. As a fuel for a power production device or the like.

도 1에 도시한 VOC 회수 시스템은, 원유 저장탱크(10)로부터 발생한 VOC가 약 30℃, 약 1.5bar로 도입된다고 할 때, 압축기(20)에서 약 14bar로 압축하고, 압축에 의해 온도가 상승한 압축 VOC는 응축기(30)에서 해수 또는 청수에 의해 약 32℃로 냉각시키며, 제2 응축기(50)에서 약 1.1bar, 약 -45.49℃의 프로필렌 냉매에 의해 냉각시켜 약 13bar, 약 15℃ 상태로 회수할 수 있다. 1, when the VOC generated from the crude oil storage tank 10 is introduced at about 30 DEG C and about 1.5 bar, the VOC recovery system shown in FIG. 1 compresses the refrigerant at about 14 bar in the compressor 20, The compressed VOC is cooled in the condenser 30 to about 32 DEG C by seawater or fresh water and cooled in the second condenser 50 by a propylene refrigerant of about 1.1 bar and about -45.49 DEG C to a temperature of about 15 DEG C Can be recovered.

이때, 실질적으로 응축기(30)에서 응축되는 양은 거의 없고, 대부분이 제2 응축기(50)에서 응축된 LVOC가 회수되는데, 그 양은 시스템으로 도입되는 VOC의 약 30~40%이고 나머지는 기체 상태의 잔여 가스(SVOC; Surplus VOC)로 배출되어 연료로 공급될 수 있다. At this time, there is substantially no condensation in the condenser 30, and most of the condensed LVOC in the second condenser 50 is recovered, the amount of which is about 30 to 40% of the VOC introduced into the system, It can be discharged as residual gas (SVOC; Surplus VOC) and supplied as fuel.

즉, 도 1에 도시한 바와 같이, VOC를 응축 또는 액화시켜 회수하기 위해 VOC에 냉열을 공급하는 프로필렌 냉매 사이클을 별도로 마련하게 되면, 시스템 구성이 복잡하고, VOC를 압축, 냉각시키기 위한 제어와 더불어 냉매 순환을 위한 제어가 병행되어야 하므로 운전 제어가 상대적으로 어려울 수 있으며, 냉매 사이클에 포함되는 냉매 저장탱크 등 각종 장비의 설치 공간이 추가로 필요하므로 VOC 회수 시스템 모듈의 크기가 커질 뿐만 아니라, 설치 및 운영 비용이 높다는 단점이 있다.That is, as shown in FIG. 1, if a propylene refrigerant cycle for supplying cold heat to the VOC for separately collecting or condensing the VOC is separately provided, the system configuration is complicated, and the control for compressing and cooling the VOC Since the control for the refrigerant circulation must be performed in parallel, the operation control may be relatively difficult. Further, since the installation space of various equipment such as the refrigerant storage tank included in the refrigerant cycle is further required, not only the size of the VOC recovery system module is increased, There is a drawback that the operating cost is high.

따라서, 이하 후술할 실시예에서 이러한 단점을 보완하기 위해 냉매 사이클을 추가하지 않으면서도 VOC를 회수하기 위한 액화 효율이 향상된 휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 방법을 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. Accordingly, in order to compensate for these drawbacks, a system and a method for recovering volatile organic compounds with improved liquefaction efficiency for recovering VOC without adding a refrigerant cycle will be described with reference to FIGS. 2 to 3 .

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매 사이클을 이용하지 않고 VOC를 액화시켜 회수할 수 있는 액화 효율이 향상된 휘발성 유기 화합물 회수 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.FIG. 2 and FIG. 3 are schematic views illustrating a system for recovering a volatile organic compound having improved liquefaction efficiency, which can be recovered by liquefying a VOC without using a refrigerant cycle according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 VOC 회수 시스템은, 액체 화물, 본 실시예에서 원유를 화물로써 저장하는 원유 저장탱크(10), 원유 저장탱크(10)에서 발생한 VOC를 압축하는 제1 압축기(1st Stage Compressor)(21), 제1 압축기(21)와 연결되며 제1 압축기(21)에서 압축된 압축 VOC를 냉각시키는 제1 응축기(1st Stage Condenser)(31), 제1 응축기(31)와 연결되며 제1 응축기(31)에서 응축된 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC를 기액분리하는 제1 기액분리기(1st Stage Separator)(41) 및 응축 VOC(이하, 'LVOC'라 함.)를 저장하는 데크 탱크(Deck Tank)(80)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the VOC recovery system according to an embodiment of the present invention includes a crude oil storage tank 10 for storing a liquid cargo, crude oil as a cargo in the present embodiment, a VOC A first stage condenser 31 connected to the first compressor 21 and cooling the compressed VOC compressed by the first compressor 21, a second condenser 31 connected to the first compressor 21 for cooling the compressed VOC, A first stage separator 41 connected to the first condenser 31 and separating the condensed VOC from the uncondensed VOC in the first condenser 31 and a condensed VOC (Hereinafter referred to as " deck tank ").

본 실시예의 VOC 회수 시스템은 원유 운반선에 적용될 수 있고, 원유 저장탱크(10)에 저장되는 원유는, 또 다른 선박 또는 해양 구조물로부터 공급(Offshore Loading)받을 수 있고, 또는 육상의 원유 공급 터미널로부터 공급(Oil Terminal Loading)받을 수도 있으며, 본 실시예의 VOC 회수 시스템으로 도입되는 VOC는 상기와 같은 원유의 공급(Loading) 과정에서 원유 저장탱크(10) 또는 원유 공급 배관 내에서 발생한 것일 수 있고, 원유 저장탱크(10)에 저장되어 있는 원유로부터 발생한 것일 수도 있다.The VOC recovery system of the present embodiment can be applied to a crude oil carrier and the crude oil stored in the crude oil storage tank 10 can be supplied offshore from another ship or an offshore structure, (Oil Terminal Loading), and the VOC introduced into the VOC recovery system of the present embodiment may be generated in the crude oil storage tank 10 or the crude oil supply pipe in the process of loading the crude oil, Or may be derived from the crude oil stored in the tank 10.

또한, 본 실시예에 따르면, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 압축기(21)로 공급되는 VOC 중에 포함된 수분이나 Soot 등의 이물질을 분리제거하는 녹아웃 드럼(15)을 더 포함할 수 있다. 즉, 녹아웃 드럼(15)에서 이물질이 분리된 VOC가 제1 압축기(21)로 공급될 수 있으며, 제1 압축기(21)로 수분 등 이물질이 함께 공급될 경우 압축기의 날개나 케이싱(Casing) 등이 훼손되는 것을 방지할 수 있다. As shown in FIG. 2, the present embodiment may further include a knock-out drum 15 for separating and removing foreign matter such as moisture and soot contained in the VOC supplied to the first compressor 21 . That is, the VOC separated from the knock-out drum 15 can be supplied to the first compressor 21. When foreign substances such as moisture are supplied to the first compressor 21, the vanes of the compressor, Can be prevented from being damaged.

도 2에는 제1 압축기(21)가 하나만 마련되고 하나의 제1 압축기(21)에서 VOC를 압축하도록 도시하고 있지만, 제1 압축기(21)는 하나 이상이 병렬로 마련될 수 있고, 즉 VOC는 원유 저장탱크(10)로부터 다수개의 제1 압축기(21)로 각각 분기되어 공급될 수 있다. 단, 다수개의 제1 압축기(21)에서 압축된 후 배출되는 압축 VOC의 압력은 모두 동일하며, 압축 후에는 하나의 흐름으로써 제1 응축기(31)로 도입될 수 있다.Although FIG. 2 shows only one first compressor 21 and one VOC is compressed in the first compressor 21, one or more of the first compressors 21 may be provided in parallel, And may be branched from the crude oil storage tank 10 to a plurality of first compressors 21, respectively. However, the pressures of the compressed VOC discharged after being compressed by the plurality of first compressors 21 are all the same, and can be introduced into the first condenser 31 as a single flow after compression.

본 실시예에서, 제1 압축기(21)에서 압축된 압축 VOC는 제1 응축기(31)로 공급되어 제1 응축기(31)에서 냉각되는데, 제1 응축기(31)로 공급되는 압축 VOC는 제1 압축기(21)에서 압축되면서 압축에 의해 온도가 상승한 상태로 공급될 수 있으며, 제1 응축기(31)에서 압축 VOC를 냉각시키는 냉열원은 해수 또는 청수일 수 있다. In this embodiment, the compressed VOC compressed in the first compressor 21 is supplied to the first condenser 31 and cooled in the first condenser 31. The compressed VOC supplied to the first condenser 31 is supplied to the first condenser 31, The refrigerant can be supplied in a state in which the temperature is increased by compression while being compressed in the compressor 21 and the cold source for cooling the compressed VOC in the first condenser 31 can be seawater or fresh water.

제1 응축기(31)에서 냉각된 압축 VOC는 제1 기액분리기(41)로 공급되며, 제1 기액분리기(41)로부터 제1 응축기(31)에서 냉각되면서 응축된 VOC와 응축되지 않은 VOC가 기액분리되어 각각 배출된다.The compressed VOC cooled in the first condenser 31 is supplied to the first gas-liquid separator 41. The condensed VOC and the non-condensed VOC are cooled by the first condenser 31 from the first gas-liquid separator 41, Respectively.

제1 기액분리기(41)에서 분리된 응축 VOC(이하, '제1 LVOC'라 함.)는 제1 기액분리기(41)의 하부로부터 연장된 제1 응축라인을 따라 배출될 수 있으며, 제1 응축라인의 일단은 제1 기액분리기(41) 하단과 연결되고, 타단은 데크 탱크(80)로 연결될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 제1 응축라인은 상술한 원유 저장탱크(10) 또는 후술할 LVOC 수요처로 직접 연결될 수도 있다. The condensed VOC (hereinafter, referred to as "first LVOC") separated in the first gas-liquid separator 41 may be discharged along a first condensation line extending from the lower portion of the first gas-liquid separator 41, One end of the condensing line may be connected to the lower end of the first gas-liquid separator 41, and the other end may be connected to the deck tank 80. Although not shown in the drawings, the first condensation line may be directly connected to the above-described crude oil storage tank 10 or an LVOC consumer site to be described later.

즉, 본 실시예에서 제1 기액분리기(41)에서 제1 응축라인을 따라 분리배출된 제1 LVOC는 데크 탱크(80) 또는 원유 저장탱크(10)를 포함하여 LVOC 수요처로 직접 공급될 수도 있다. That is, in the present embodiment, the first LVOC separately discharged along the first condensation line in the first gas-liquid separator 41 may be supplied directly to the LVOC customer including the deck tank 80 or the crude oil storage tank 10 .

본 실시예에 따른 VOC 회수 시스템은, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 기액분리기(41)에서 분리 배출된 미응축 VOC를 압축하는 제2 압축기(2nd Stage Compressor)(22), 제2 압축기(22)와 연결되며 제2 압축기(22)에서 압축된 압축 VOC를 냉각시키는 제2 응축기(2nd Stage Condenser)(32) 및 제2 응축기(32)와 연결되며 제2 응축기(32)에서 냉각된 냉각 VOC를 추가 냉각시키는 제1 이코노마이저(SVOC Economizer)(51)를 더 포함한다. 2, the VOC recovery system according to the present embodiment includes a second compressor (second stage compressor) 22 for compressing the uncondensed VOC separated and discharged by the first gas-liquid separator 41, A second stage condenser 32 connected to the first condenser 22 and cooling the compressed VOC compressed by the second compressor 22 and a second condenser 32 connected to the second condenser 32 and cooled by the second condenser 32, And a first economizer (SVOC Economizer) 51 for further cooling the cooled VOC.

또한, 본 실시예에 따른 VOC 회수 시스템은, 상술한 압축기(21, 22), 응축기(31, 32)를 통과하면서 압축 및 냉각에 의해 응축된 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC를 기액분리하여 응축된 VOC와 미응축 VOC를 분리하여 배출하는 VOC 회수장치(Final Separator)(61)를 더 포함한다. The VOC recovery system according to the present embodiment separates the VOC condensed by compression and cooling while passing through the compressors 21 and 22 and the condensers 31 and 32 and the uncondensed VOC that is not condensed by gas- And a VOC (Final Separator) 61 for separating and discharging the VOC and the non-condensed VOC.

본 실시예의 제2 압축기(22)는 제1 기액분리기(41)에서 배출된 기체 상태의 미응축 VOC를 고압으로 압축시킨다. 여기서 '고압'이라는 용어는 제1 압축기(21)에서 압축되는 VOC의 압력보다 더 높은 압력으로 압축된다는 것을 의미하는 상대적인 개념이고, 고압으로 압축된 VOC는 후단에서 연속되는 응축기 등 냉각 공정에 의해 과냉각될 수 있어야 한다. The second compressor 22 of this embodiment compresses the gaseous uncondensed VOC discharged from the first gas-liquid separator 41 to a high pressure. Here, the term 'high pressure' is a relative concept meaning that the pressure is compressed to a pressure higher than the pressure of the VOC compressed by the first compressor 21, and the VOC compressed at a high pressure is supercooled by a cooling process, Be able to.

본 실시예에서, 제2 압축기(22)에서 압축된 압축 VOC는 제2 응축기(32)로 공급되어 제2 응축기(32)에서 냉각되는데, 제2 응축기(32)로 공급되는 압축 VOC는 제2 압축기(22)에서 압축되면서 압축에 의해 온도가 상승한 상태로 공급될 수 있으며, 제2 응축기(32)에서 압축 VOC를 냉각시키는 냉열원은 해수 또는 청수일 수 있다.In this embodiment, the compressed VOC compressed in the second compressor 22 is supplied to the second condenser 32 and cooled in the second condenser 32. The compressed VOC supplied to the second condenser 32 is supplied to the second May be supplied in a state where the temperature is increased by compression while being compressed by the compressor (22), and the cold source of cooling the compressed VOC in the second condenser (32) may be seawater or fresh water.

제2 압축기(22)에서 고압으로 압축된 VOC는 제2 응축기(32)를 통과하면서 과냉각되고, 제2 응축기(32)로부터 냉각되어 배출되는 VOC의 적어도 일부는 과냉각된 포화 액체 상태일 수 있다. The VOC compressed at the high pressure in the second compressor 22 is supercooled while passing through the second condenser 32 and at least a part of the VOC cooled and discharged from the second condenser 32 can be in the state of the supercooled saturated liquid.

본 실시예에서, 제2 응축기(32)에서 냉각된 VOC는 제1 이코노마이저(51)에서 추가로 냉각시킬 수 있다. 제1 이코노마이저(51)를 통과한 과냉각 VOC는 VOC 회수장치(61)로 공급되며 VOC 회수장치(61)는 액체 상태의 VOC 즉, LVOC와 미응축된 VOC를 기액분리하여 분리배출시킨다.In this embodiment, the VOC cooled in the second condenser 32 can be further cooled in the first economizer 51. The supercooled VOC that has passed through the first economizer 51 is supplied to the VOC recovery device 61 and the VOC recovery device 61 separates and discharges the liquid VOC, that is, LVOC and the uncondensed VOC by gas-liquid separation.

VOC 회수장치(61)에는 VOC 회수장치(61)의 하부로부터 데크 탱크(80)와 연결되며 VOC 회수장치(61)에서 분리된 LVOC가 데크 탱크(80)로 공급되도록 경로를 제공하는 LVOC 회수라인과 VOC 회수장치(61)의 상부로부터 제1 이코노마이저(51)와 연결되며 VOC 회수장치(61)에서 분리된 미응축 VOC가 제1 이코노마이저(51)로 공급되도록 경로를 제공하는 SVOC 회수라인이 연결된다. The VOC recovery device 61 is provided with an LVOC recovery line 61 connected to the deck tank 80 from the lower part of the VOC recovery device 61 and providing a path for supplying the LVOC separated from the VOC recovery device 61 to the deck tank 80 And an SVOC recovery line connected to the first economizer 51 from the upper portion of the VOC recovery device 61 and providing a path for supplying the uncondensed VOC separated by the VOC recovery device 61 to the first economizer 51 is connected do.

즉, VOC 회수장치(61)에서 분리된 응축 VOC는 데크 탱크(80)로 회수되어 저장되고, VOC 회수장치(61)에서 분리된 미응축 VOC는 제1 이코노마이저(51)로 공급되어 열교환된다. That is, the condensed VOC separated by the VOC recovery device 61 is recovered and stored in the deck tank 80, and the uncondensed VOC separated by the VOC recovery device 61 is supplied to the first economizer 51 to be heat-exchanged.

또한, 본 실시예에 따르면, VOC 회수장치(61)에서 분리된 미응축 VOC가 제1 이코노마이저(51)로 공급되도록 경로를 제공하는 SVOC 회수라인에는, 제1 이코노마이저(51)로 공급되는 미응축 VOC를 단열팽창시키는 제1 팽창밸브(71)가 마련되고, VOC 회수장치(61)에서 분리된 응축 VOC가 데크 탱크(80) 또는 후술할 LVOC 수요처 등으로 회수될 수 있도록 경로를 제공하는 LVOC 회수라인에는, 회수되는 응축 VOC를 단열팽창시키는 제2 팽창밸브(72)가 마련된다.According to the present embodiment, the SVOC recovery line, which provides a path for the uncondensed VOC separated by the VOC recovery device 61 to be supplied to the first economizer 51, There is provided a first expansion valve 71 for monotonically expanding the VOC and an LVOC recovery circuit for providing a path so that the condensed VOC separated by the VOC recovery device 61 can be recovered to the deck tank 80, Line is provided with a second expansion valve 72 for thermally expanding the recovered condensed VOC.

즉, VOC 회수장치(61)로부터 데크 탱크(80)로 공급되는 응축 VOC는 제2 팽창밸브(72)에 의해 팽창되고 팽창에 의해 냉각된 채로, 바람직하게는 전량이 액체상태로 데크 탱크(80)로 공급되며, VOC 회수장치(61)로부터 제1 이코노마이저(51)로 공급되는 미응축 VOC는 제1 팽창밸브(71)에 의해 팽창되고 팽창에 의해 온도가 냉각된 채로 제1 이코노마이저(51)로 공급되어 제1 이코노마이저(51)에서 열교환한다. That is, the condensed VOC supplied from the VOC recovery device 61 to the deck tank 80 is expanded by the second expansion valve 72 and cooled by the expansion, preferably, the deodic tank 80 And the uncondensed VOC supplied from the VOC recovery device 61 to the first economizer 51 is supplied to the first economizer 51 while being expanded by the first expansion valve 71 and cooled by the expansion, So that heat is exchanged in the first economizer 51.

본 실시예에서, 제1 이코노마이저(51)에서는 제2 응축기(32)에서 냉각된 후 VOC 회수장치(61)로 공급되는 VOC와, VOC 회수장치(61)에서 SVOC 회수라인을 따라 분리 배출되고 제1 팽창밸브(71)에 의해 냉각된 미응축 VOC가 열교환되며, 제2 응축기(32)에서 냉각된 후 VOC 회수장치(61)로 공급되는 VOC가 제1 팽창밸브(71)를 통과하면서 냉각된 미응축 VOC에 의해 냉각된다. In the present embodiment, in the first economizer 51, the VOC supplied to the VOC recovery device 61 after being cooled in the second condenser 32 and the VOC supplied to the VOC recovery device 61 are separated and discharged along the SVOC recovery line Condensed VOC cooled by the first expansion valve 71 is subjected to heat exchange and the VOC supplied to the VOC recovery device 61 after being cooled by the second condenser 32 is cooled while passing through the first expansion valve 71 Cooled by the non-condensing VOC.

제2 응축기(32)로부터 제1 이코노마이저(51)로 공급된 과냉각 VOC는 제1 이코노마이저(51)에서 추가로 냉각된 후 VOC 회수장치(61)로 공급된다. 상술한 바와 같이 VOC 회수장치(61)로 공급되는 VOC는 과냉각된 상태일 수 있으며, VOC 회수장치(61)에서 기액분리된다. The supercooled VOC supplied from the second condenser 32 to the first economizer 51 is further cooled in the first economizer 51 and then supplied to the VOC recovery device 61. [ As described above, the VOC supplied to the VOC recovery device 61 may be in a supercooled state, and is separated from the VOC recovery device 61 by gas.

제1 이코노마이저(51)에서 냉매로 사용된 후 온도가 상승한 VOC는 기체 상태의 잔여 가스(이하 'SVOC(Surplus VOC)'라 함.)로 회수되고, 도면에는 도시하지 않았지만, SVOC는 선박 내 연료로써 공급할 수 있으며, 예를 들어, 연료를 연소시켜 전력을 생산하는 발전 시스템, 연료를 연소시켜 연소열에 의해 스팀을 생산하는 폐열 회수 시스템 또는 연료를 연소시켜 연소열에 의해 스팀을 생산하고 생산된 스팀을 이용하여 터빈을 구동시킴으로써 전력을 생산하는 폐열 발전 시스템, 연료를 연소시켜 불활성 가스를 생산하는 불활성 가스 생산 시스템 등 SVOC 수요처의 연료로 공급할 수 있다.The VOC having a temperature increased after being used as a refrigerant in the first economizer 51 is recovered as residual gas in a gaseous state (hereinafter referred to as SVOC (Surplus VOC)). Although not shown in the drawing, For example, a power generation system that generates electricity by burning fuel, a waste heat recovery system that produces steam by combustion heat by burning fuel, or steam that is produced by burning fuel to produce steam by combustion heat, The waste heat generation system that generates electricity by driving the turbine using the turbine, and the inert gas production system that produces the inert gas by burning the fuel.

VOC 회수장치(61)에서 분리 배출되는 응축 VOC는 상술한 바와 같이 과냉각 포화 상태일 수 있으며, 즉, 과냉각 포화 상태로 제2 팽창밸브(72)로 공급되고, 제2 팽창밸브(72)에서 팽창되면서 더 많은 양의 VOC가 액화된다. 제2 팽창밸브(72)를 통과하면서 액화된 VOC, 즉 LVOC는 액체 상태로 회수되며 데크 탱크(80)에 저장된다. The condensed VOC separated and discharged from the VOC recovery device 61 may be in the supercooled saturated state as described above, that is, supplied to the second expansion valve 72 in the supercooled saturated state, and expanded in the second expansion valve 72 So that a larger amount of VOC is liquefied. The liquefied VOC, that is, the LVOC, while passing through the second expansion valve 72, is recovered in the liquid state and stored in the deck tank 80.

데크 탱크(80)에 저장된 LVOC는 선박 내 연료로써 공급할 수 있으며, 예를 들어, 연료를 연소시켜 전력을 생산하는 발전 시스템, 연료를 연소시켜 연소열에 의해 스팀을 생산하는 폐열 회수 시스템 또는 연료를 연소시켜 연소열에 의해 스팀을 생산하고 생산된 스팀을 이용하여 터빈을 구동시킴으로써 전력을 생산하는 폐열 발전 시스템, 연료를 연소시켜 불활성 가스를 생산하는 불활성 가스 생산 시스템 등 LVOC 수요처의 연료로 공급할 수 있다.The LVOC stored in the deck tank 80 can be supplied as fuel in the ship, for example, a power generation system that generates power by burning fuel, a waste heat recovery system that burns fuel to produce steam by combustion heat, A waste heat generation system that produces electricity by producing steam by combustion heat, a turbine by using the produced steam, and an inert gas production system that produces inert gas by burning fuel.

또는, 회수된 LVOC를 데크 탱크(80) 또는 원유 저장탱크(10)에 저장하지 않고 상술한 LVOC 수요처와 배관 라인을 연결하여 직접 공급할 수도 있을 것이다. Alternatively, the recovered LVOC may be directly supplied to the LVOC customer and the piping line without connecting to the deck tank 80 or the crude oil storage tank 10.

도 2 및 도 3에는 LVOC가 데크 탱크(80)로 회수되는 라인만을 도시하였으나 이에 한정하지는 않고, 본 명세서에 서술되는 실시예에서는 회수된 LVOC가 데크 탱크(80)로 저장되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 2 and 3 show only the line in which the LVOC is recovered to the deck tank 80. However, the present invention is not limited thereto. In the embodiment described herein, the recovered LVOC is stored in the deck tank 80 .

데크 탱크(80)에는 데크 탱크(80)에 저장된 LVOC를 LVOC 수요처로 이송하는 이송 라인(미도시)이 연결될 수 있고, 이송 라인에는 LVOC를 LVOC 수요처로 공급하는 LVOC 펌프(미도시)가 마련될 수 있다.The deck tank 80 may be connected to a transfer line (not shown) for transferring the LVOC stored in the deck tank 80 to the LVOC customer, and a transfer LVOC pump (not shown) for supplying the LVOC to the LVOC customer .

이하, 도 2를 참조하여 본 실시예의 VOC 회수 시스템에 의한 VOC의 흐름을 간략하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the flow of the VOC by the VOC recovery system of the present embodiment will be briefly described with reference to FIG.

원유 저장탱크(10)에서 발생한 VOC는 녹아웃 드럼(15)을 거쳐 제1 압축기(21)로 약 1.5bar, 약 30℃의 기체 상태로 공급되고, 제1 압축기(21)에서 약 14bar로 압축될 수 있으며, 압축에 의해 온도가 상승한다. The VOC generated in the crude oil storage tank 10 is supplied to the first compressor 21 through the knock-out drum 15 in a gaseous state of about 1.5 bar and about 30 ° C and is compressed to about 14 bar in the first compressor 21 And the temperature rises by compression.

제1 압축기(21)에서 압축된 압축 VOC는 제1 응축기(31)로 공급되어 해수 또는 청수에 의해 약 30℃로 냉각된 후 약 13.6bar의 압력으로 제1 기액분리기(41)에 공급될 수 있고, 제1 기액분리기(41)에서는 제1 압축기(21) 및 제1 응축기(31)를 통과하면서 응축된 LVOC와 미응축된 VOC가 각각 분리배출된다.The compressed VOC compressed in the first compressor 21 is supplied to the first condenser 31, cooled to about 30 ° C by seawater or fresh water, and then supplied to the first gas-liquid separator 41 at a pressure of about 13.6 bar In the first gas-liquid separator 41, the condensed LVOC and the uncondensed VOC are separated and discharged while passing through the first compressor 21 and the first condenser 31, respectively.

응축된 LVOC는 데크 탱크(80)로 공급될 수 있는데, 실질적으로 제1 압축기(21)와 제1 응축기(31)를 통과하면서 응축되는 양은 거의 없을 수 있다.The condensed LVOC can be supplied to the deck tank 80, which may be substantially free of condensation as it passes through the first compressor 21 and the first condenser 31.

제1 기액분리기(41)로부터 분리배출된 기체 상태의 미응축 VOC는 약 13.6bar의 상태로 제2 압축기(22)로 공급될 수 있으며, 제2 압축기(22)는 VOC를 약 30bar로 압축시킬 수 있다. 제2 압축기(22)에서 VOC는 압축에 의해 온도 역시 상승한다. The gaseous uncondensed VOC separated and discharged from the first gas-liquid separator 41 may be supplied to the second compressor 22 in a state of about 13.6 bar and the second compressor 22 may compress the VOC to about 30 bar . In the second compressor 22, the temperature also rises due to the compression of the VOC.

제2 압축기(22)에서 약 30bar의 고압으로 압축된 VOC는 제2 응축기(32) 및 제1 이코노마이저(51)를 통과하면서 과냉각되고, VOC 회수장치(61)로 공급되어 기액분리된다. The VOC compressed at a high pressure of about 30 bar in the second compressor 22 is supercooled while passing through the second condenser 32 and the first economizer 51 and supplied to the VOC recovery device 61 to be gas-liquid separated.

VOC 회수장치(61)에서 분리 배출되는 미응축 VOC는 제1 팽창밸브(71)에 의해 약 9 내지 10bar로 팽창될 수 있고, 팽창에 의해 냉각되어 제1 이코노마이저(51)의 냉매로써 공급되며, 제1 이코노마이저(51)에서 열교환 후, 약 10bar, 28℃, 기체 상태의 SVOC가 회수될 수 있다.The uncondensed VOC separated and discharged from the VOC recovery device 61 can be expanded to about 9 to 10 bar by the first expansion valve 71, cooled by the expansion and supplied as the refrigerant of the first economizer 51, After heat exchange in the first economizer 51, SVOCs in the gaseous state at about 10 bar, 28 ° C can be recovered.

VOC 회수장치(61)에서 분리 배출되는 과냉각 포화 액체는 제2 팽창밸브(72)에 의해 약 13 내지 14bar로 팽창될 수 있고, 팽창에 의해 냉각되어, 약 13.5bar, 22℃, 액체 상태의 LVOC가 데크 탱크(80)로 회수될 수 있다. The supercooled saturated liquid separated and discharged from the VOC recovery device 61 can be expanded to about 13 to 14 bar by the second expansion valve 72 and cooled by the expansion to produce LVOC of about 13.5 bar, Can be recovered to the deck tank (80).

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 VOC 회수 시스템 및 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a VOC recovery system and method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

상술한 실시예와 비교하여 본 실시예에 따른 VOC 회수 시스템은 상술한 실시예의 변형예로써 제3 압축기(3rd Stage Compressor)(23) 및 제3 응축기(3rd Stage Condenser)(33), 제2 이코노마이저(LVOC Economizer)(52)가 더 마련되고 데크 탱크(80)로 회수되는 LVOC가 제2 이코노마이저(52)를 더 통과한다는 점에서 차이가 있으며, 도 2에 도시된 부재번호와 동일한 부재번호에 해당하는 구성은 서로 동일하거나 또는 유사하게 작동되고 동일하게 또는 유사하게 작용하므로 동일 부재에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.Compared with the above-described embodiment, the VOC recovery system according to the present embodiment is a modification of the above-described embodiment, and includes a third compressor (third stage compressor) 23, a third condenser (third stage condenser) 33, a second economizer (LVOC Economizer) 52 and the LVOC that is recovered to the deck tank 80 passes through the second economizer 52 and corresponds to the same member number as the member number shown in FIG. 2 Are the same or similar to each other and operate in the same or similar manner, so that detailed description of the same members will be omitted.

본 실시예에 따르면, 도 3에 도시한 바와 같이, 원유를 저장하는 원유 저장탱크(10), 원유 저장탱크(10)에서 발생한 VOC를 압축하는 제1 압축기(21), 제1 압축기(21)와 연결되며 제1 압축기(21)에서 압축된 압축 VOC를 냉각시키는 제1 응축기(31), 제1 응축기(31)와 연결되며 제1 응축기(31)에서 응축된 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC를 기액분리하는 제1 기액분리기(41) 및 분리된 응축 VOC를 저장하는 데크 탱크(80)를 포함한다. 3, a crude oil storage tank 10 for storing crude oil, a first compressor 21 for compressing VOC generated in the crude oil storage tank 10, a first compressor 21, A first condenser 31 connected to the first condenser 31 to cool the compressed VOC compressed by the first compressor 21 and a second condenser 31 connected to the first condenser 31 for condensing the condensed VOC and the uncondensed VOC A first gas-liquid separator 41 for gas-liquid separation, and a deck tank 80 for storing the separated condensed VOC.

또한, 제1 압축기(21)로 공급되는 VOC 중에 포함된 수분이나 Soot 등의 이물질을 제거하는 녹아웃 드럼(Knock Out Drum)(15)을 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a knock-out drum 15 for removing foreign substances such as moisture and soot contained in the VOC supplied to the first compressor 21. [

본 실시예에서, 제1 기액분리기(41)에서 분리된 응축 VOC는, 즉 제1 LVOC는 액체 상태로 데크 탱크(80)에 저장되거나 LVOC 수요처로 공급되고, 제1 기액분리기(41)에서 분리된 미응축 VOC는 제2 압축기(22)로 공급된다. In this embodiment, the condensed VOC separated in the first gas-liquid separator 41, that is, the first LVOC is stored in the liquid tank in the deck tank 80 or supplied to the LVOC consumer, The uncompacted VOC is supplied to the second compressor 22.

또한, 본 실시예에 따르면, 제1 기액분리기(41)와 연결되며, 제1 기액분리기(41)에서 분리된 미응축 VOC를 압축하는 제2 압축기(22), 제2 압축기(22)와 연결되며 제2 압축기(22)에서 압축된 압축 VOC를 냉각시키는 제2 응축기(32) 및 제2 응축기(32)와 연결되며 제2 응축기(32)를 통과하면서 응축된 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC를 기액분리하는 제2 기액분리기(42)를 더 포함한다. According to the present embodiment, the second compressor 22, which is connected to the first gas-liquid separator 41 and compresses the uncondensed VOC separated by the first gas-liquid separator 41, and the second compressor 22 Condensed VOCs that are connected to the second and third condensers 32 and 32 that cool the compressed VOCs compressed by the second compressor 22 and pass through the second condenser 32 to condense the condensed VOC and non- And a second gas-liquid separator (42) for gas-liquid separation.

본 실시예에서는, 도 2를 참조하는 상술한 실시예와는 달리, 제2 응축기(32)에서 냉각된 압축 VOC는 제2 기액분리기(42)로 공급되고, 제2 기액분리기(42)에서는 제2 압축기(22) 및 제2 응축기(32)를 통과하면서 응축된 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC가 각각 분리 배출된다. 2, the compressed VOC cooled in the second condenser 32 is supplied to the second gas-liquid separator 42, and in the second gas-liquid separator 42, 2 condenser 22 and the second condenser 32 to separate and discharge the condensed VOC and the uncondensed VOC.

제2 기액분리기(42)에서 분리된 응축 VOC(이하, '제2 LVOC'라 함.)는 제2 기액분리기(42)의 하부로부터 데크 탱크(80)로 연결된 제2 응축라인을 따라 배출될 수 있으며, 도면에는 도시하지 않았지만 제2 응축라인은 상술한 원유 저장탱크(10)로 연결될 수도 있다. 즉, 본 실시예에서 제2 기액분리기(42)에서 분리 배출된 제2 LVOC는 데크 탱크(80) 또는 원유 저장탱크(10)로 공급되어 저장될 수 있고, 또는 상술한 바와 같이 LVOC 수요처로 직접 공급될 수도 있다. The condensed VOC (hereinafter referred to as "second LVOC") separated in the second gas-liquid separator 42 is discharged along the second condensate line connected from the lower part of the second gas-liquid separator 42 to the deck tank 80 And the second condensation line may be connected to the above-described crude oil storage tank 10 although not shown in the drawings. That is, in this embodiment, the second LVOC separated and discharged by the second gas-liquid separator 42 may be supplied to and stored in the deck tank 80 or the crude oil storage tank 10, or may be directly supplied to the LVOC consumer, May be supplied.

제2 기액분리기(42)에서 분리된 미응축 VOC는 제2 기액분리기(42)의 상부로 배출되어 제2 기액분리기(42)의 상부로부터 후술할 제3 압축기(23)를 연결하는 라인을 통해 제3 압축기(23)로 공급될 수 있다.The uncondensed VOC separated by the second gas-liquid separator 42 is discharged to the upper portion of the second gas-liquid separator 42 and discharged from the upper portion of the second gas-liquid separator 42 through a line connecting a third compressor 23 to be described later Can be supplied to the third compressor (23).

또한, 본 실시예에 따르면, 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 기액분리기(42)와 연결되며 제2 기액분리기(42)에서 분리 배출된 미응축 VOC를 압축하는 제3 압축기(23), 제3 압축기(23)와 연결되며 제3 압축기(23)에서 압축된 압축 VOC를 냉각시키는 제3 응축기(33), 제3 응축기(33)를 통과하면서 냉각된 VOC를 추가 냉각시키는 제1 이코노마이저(51) 및 제2 이코노마이저(52)를 더 포함하고, 제1 및 제2 이코노마이저(51, 52)와 연결되며 제3 압축기(23), 제3 응축기(33), 제1 이코노마이저(51) 및 제2 이코노마이저(52)를 통과하면서 응축된 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC를 분리 배출하는 VOC 회수장치(61)를 포함한다.3, the third compressor 23 connected to the second gas-liquid separator 42 compresses the uncondensed VOC separated and discharged by the second gas-liquid separator 42, A third condenser 33 connected to the third compressor 23 for cooling the compressed VOC compressed by the third compressor 23 and a first economizer for further cooling the cooled VOC while passing through the third condenser 33 51 and 52 and connected to the first and second economizers 51 and 52 and connected to the third compressor 23, the third condenser 33, the first economizer 51 and the second economizer 51, And a VOC recovery device 61 for separating and discharging the condensed VOC and non-condensed unconcentrated VOC while passing through the second economizer 52.

본 실시예에서, 제3 압축기(23)에서 압축된 압축 VOC는 제3 응축기(33)로 공급되어 냉각되는데, 제3 응축기(33)로 공급되는 압축 VOC는 제3 압축기(23)에서 압축되면서 압축에 의해 온도가 상승한 상태로 공급될 수 있으며, 제3 응축기(33)에서 압축 VOC를 냉각시키는 냉열원은 해수 또는 청수일 수 있다.In the present embodiment, the compressed VOC compressed in the third compressor 23 is supplied to the third condenser 33 and cooled. The compressed VOC supplied to the third condenser 33 is compressed in the third compressor 23 And the cold source for cooling the compressed VOC in the third condenser 33 may be seawater or fresh water.

본 실시예의 제3 압축기(23)는 제2 기액분리기(42)에서 배출된 기체 상태의 미응축 VOC를 고압으로 압축시킨다. 고압이라는 의미는 제1 및 제2 압축기(21, 22)에서 압축되는 VOC의 압력보다 더 높은 압력으로 압축된다는 것을 의미하는 상대적인 개념이고, 제3 압축기(23)를 통과하면서 고압으로 압축된 압축 VOC는 후단에서 연속되는 응축기 등 냉각 공정에 의해 과냉각될 수 있어야 한다. The third compressor 23 of this embodiment compresses the gaseous uncondensed VOC discharged from the second gas-liquid separator 42 to a high pressure. The meaning of the high pressure means that the pressure is compressed to a pressure higher than the pressure of the VOC compressed by the first and second compressors 21 and 22 and the compressed VOC Should be able to be supercooled by a cooling process such as a continuous condenser at the subsequent stage.

즉, 제3 압축기(23)에서 압축된 압축 VOC는 제3 응축기(33)를 통과하면서 과냉각되고, 제3 응축기(33)로부터 냉각되어 배출되는 VOC의 적어도 일부는 과냉각된 포화 액체 상태일 수 있다. That is, the compressed VOC compressed in the third compressor 23 is supercooled while passing through the third condenser 33, and at least a part of the VOC cooled and discharged from the third condenser 33 may be in a state of a supercooled saturated liquid .

또한, 본 실시예에서, 제3 응축기(33)를 통과하면서 과냉각된 VOC는 제1 이코노마이저(51) 및 제2 이코노마이저(52)에서 추가로 냉각될 수 있다. 제1 및 제2 이코노마이저(51, 52)를 통과하면서 추가 냉각된 과냉각 VOC는 VOC 회수장치(61)로 공급되며, VOC 회수장치(61)는 응축된 액체 상태의 VOC와 미응축된 기체 상태의 VOC를 기액분리하여 분리 배출시킨다. Further, in this embodiment, the subcooled VOC passing through the third condenser 33 may be further cooled in the first economizer 51 and the second economizer 52. [ The additional cooled supercooled VOC passing through the first and second economizers 51 and 52 is supplied to the VOC recovery device 61 which recovers the condensed liquid VOC and the uncondensed gaseous VOC is separated and discharged by gas-liquid separation.

바람직하게는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 이코노마이저(51) 및 제2 이코노마이저(52)는 병렬 연결되어 각각 제3 응축기(33) 및 VOC 회수장치(61)와 연결될 수 있고, 제3 응축기(33)를 통과한 과냉각 VOC가 제1 이코노마이저(51) 및 제2 이코노마이저(52)로 각각 분기되어 공급될 수 있으며, 제3 응축기(33)를 통과한 과냉각 VOC는 제1 이코노마이저(51) 및 제2 이코노마이저(52)로 분기 공급되어 냉각된 후 VOC 회수장치(61)로 공급될 수 있다. 3, the first economizer 51 and the second economizer 52 may be connected in parallel and connected to the third condenser 33 and the VOC recovery device 61, respectively, and the third The supercooled VOC that has passed through the condenser 33 can be branched and supplied to the first economizer 51 and the second economizer 52 and the supercooled VOC having passed through the third condenser 33 can be supplied to the first economizer 51, And the second economizer 52 to be cooled and then supplied to the VOC recovery device 61.

제1 이코노마이저(51) 및 제2 이코노마이저(52)로 분기 공급되는 과냉각 VOC의 양은 각각 50%씩 동일한 유량이 공급될 수도 있고, 제1 이코노마이저(51)에서 냉각된 후 배출되는 과냉각 VOC의 온도와 제2 이코노마이저(52)에서 냉각된 후 배출되는 과냉각 VOC의 온도를 고려하여 그 분기되는 유량 비율이 각각 정해질 수도 있다. The amount of the supercooled VOC supplied to the first economizer 51 and the amount of the supercooled VOC branched to the second economizer 52 may be supplied by the same amount of 50% each. The temperature of the supercooled VOC after being cooled by the first economizer 51 The flow rate ratio of the branched refrigerant may be determined in consideration of the temperature of the supercooled VOC discharged after being cooled in the second economizer 52.

단, 제1 이코노마이저(51)에서 냉각된 과냉각 VOC와 제2 이코노마이저(52)에서 냉각된 과냉각 VOC는 모두 VOC 회수장치(61)로 공급되어 기액분리될 수 있다. However, both the supercooled VOC cooled in the first economizer 51 and the supercooled VOC cooled in the second economizer 52 can be supplied to the VOC recovery device 61 to be gas-liquid separated.

본 실시예에서 VOC 회수장치(61)에는, VOC 회수장치(61)의 상부로부터 제1 이코노마이저(51)와 연결되며 VOC 회수장치(61)에서 분리된 기체 상태의 미응축 VOC가 제1 이코노마이저(51)로 공급되도록 경로를 제공하는 SVOC 회수라인과 VOC 회수장치(61)의 하부로부터 제2 이코노마이저(52)와 연결되며 VOC 회수장치(61)에서 분리된 액체 상태의 응축 VOC가 제2 이코노마이저(52)로 공급되도록 경로를 제공하는 LVOC 회수라인이 연결된다. In this embodiment, the VOC recovery device 61 is connected to the first economizer 51 from the upper part of the VOC recovery device 61, and the gaseous uncondensed VOC separated from the VOC recovery device 61 is stored in the first economizer (51) and a second economizer (52) connected to the second economizer (52) from the lower portion of the VOC recovery device (61), the condensed VOC in the liquid state separated from the VOC recovery device (61) Lt; RTI ID = 0.0 > LVOC < / RTI >

즉, VOC 회수장치(61)에서 분리된 미응축 VOC는 제1 이코노마이저(51)로 공급되어 열교환되고, VOC 회수장치(61)에서 분리된 응축 VOC는 제2 이코노마이저(52)로 공급되어 열교환된다. That is, the uncondensed VOC separated from the VOC recovery device 61 is supplied to the first economizer 51 to be heat-exchanged, and the condensed VOC separated from the VOC recovery device 61 is supplied to the second economizer 52 for heat exchange .

또한, 본 실시예에 따르면, SVOC 회수라인에는 제1 이코노마이저(51)로 공급되는 미응축 VOC를 단열팽창시키는 제1 팽창밸브(71)가 마련되고, LVOC 회수라인에는 제2 이코노마이저(52)로 공급되는 응축 VOC를 단열팽창시키는 제2 팽창밸브(72)가 마련된다. According to the present embodiment, the SVOC recovery line is provided with a first expansion valve 71 for monotonically expanding the uncondensed VOC supplied to the first economizer 51, and the second economizer 52 A second expansion valve 72 for thermally expanding the supplied condensed VOC is provided.

즉, VOC 회수장치(61)로부터 제1 이코노마이저(51)로 공급되는 미응축 VOC는 제1 팽창밸브(71)에 의해 팽창되며, 팽창에 의해 냉각된 채로 제1 이코노마이저(51)의 냉매로써 공급되어, 제3 응축기(33)로부터 제1 이코노마이저(51)로 공급되는 과냉각 VOC를 냉각시키고, VOC 회수장치(61)로부터 제2 이코노마이저(52)로 공급되는 응축 VOC는 제2 팽창밸브(72)에 의해 팽창되며, 팽창에 의해 냉각된 채로 제2 이코노마이저(52)의 냉매로써 공급되어, 제3 응축기(33)로부터 제2 이코노마이저(52)로 공급되는 과냉각 VOC를 냉각시킨다. That is, the uncondensed VOC supplied from the VOC recovery device 61 to the first economizer 51 is expanded by the first expansion valve 71 and supplied as the refrigerant of the first economizer 51 while being cooled by expansion And the condensed VOC supplied from the VOC recovery device 61 to the second economizer 52 is cooled by the second expansion valve 72 so as to cool the supercooled VOC supplied from the third condenser 33 to the first economizer 51, And is cooled by the expansion and is supplied as the refrigerant of the second economizer 52 to cool the supercooled VOC supplied from the third condenser 33 to the second economizer 52.

VOC 회수장치(61)에서 분리 배출된 응축 VOC는 상술한 바와 같이 과냉각 포화 상태일 수 있으며, 즉, 과냉각 포화 상태로 제2 팽창밸브(72)에서 팽창에 의해 냉각되면서 더 많은 양의 VOC가 액화될 수 있다. The condensed VOC separated and discharged from the VOC recovery device 61 may be in the supercooled saturated state as described above, that is, in the supercooled saturated state, the second expansion valve 72 is cooled by expansion, .

제1 이코노마이저(51)에서 냉매로써 열교환한 후 배출되는 팽창된 미응축 VOC는 기체 상태의 잔여 가스(SVOC)로 회수되고, 도면에는 도시하지 않았지만, SVOC는 선박 내 연료로써 공급할 수 있으며, 예를 들어, 연료를 연소시켜 전력을 생산하는 발전 시스템, 연료를 연소시켜 연소열에 의해 스팀을 생산하는 폐열 회수 시스템 또는 연료를 연소시켜 연소열에 의해 스팀을 생산하고 생산된 스팀을 이용하여 터빈을 구동시킴으로써 전력을 생산하는 폐열 발전 시스템, 연료를 연소시켜 불활성 가스를 생산하는 불활성 가스 생산 시스템 등 SVOC 수요처의 연료로 공급할 수 있다.The expanded uncondensed VOC discharged after heat exchange with the refrigerant in the first economizer 51 is recovered as a residual gas (SVOC) in the gaseous state. Although not shown in the figure, the SVOC can be supplied as fuel in the ship, For example, a power generation system that generates electricity by burning fuel, a waste heat recovery system that generates steam by combustion heat by burning fuel, or a steam generator that generates steam by burning fuel and drives the turbine by using steam produced, , And an inert gas production system for producing inert gas by burning the fuel.

제2 이코노마이저(52)에서 냉매로써 열교환한 후 배출되는 팽창된 응축 VOC는, 바람직하게는 제2 팽창밸브(52)를 통과하면서 전량이 액체 상태로 LVOC로 데크 탱크(80)로 회수되며, 데크 탱크(80)에 저장된 LVOC는 선박 내 연료로써 공급할 수 있으며, 예를 들어, 연료를 연소시켜 전력을 생산하는 발전 시스템, 연료를 연소시켜 연소열에 의해 스팀을 생산하는 폐열 회수 시스템 또는 연료를 연소시켜 연소열에 의해 스팀을 생산하고 생산된 스팀을 이용하여 터빈을 구동시킴으로써 전력을 생산하는 폐열 발전 시스템, 연료를 연소시켜 불활성 가스를 생산하는 불활성 가스 생산 시스템 등 LVOC 수요처의 연료로 공급할 수 있다. 또는, 제2 이코노마이저(52)로부터 배출되는 LVOC는 상술한 LVOC 수요처로 직접 공급될 수도 있다. The expanded condensed VOC discharged from the second economizer 52 after the heat exchange with the refrigerant is preferably recovered to the deck tank 80 by the LVOC in a liquid state while passing through the second expansion valve 52, The LVOC stored in the tank 80 can be supplied as fuel in the ship, for example, a power generation system that generates electricity by burning fuel, a waste heat recovery system that burns fuel to produce steam by combustion heat, It can be supplied as a fuel for LVOC demand, such as a waste heat generation system that generates electricity by generating steam by combustion heat and a turbine by using steam produced, and an inert gas production system that produces inert gas by burning fuel. Alternatively, the LVOC discharged from the second economizer 52 may be supplied directly to the aforementioned LVOC customer.

이하, 도 3을 참조하여 본 실시예의 VOC 회수 시스템에 의한 VOC의 흐름을 간략하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the flow of the VOC by the VOC recovery system of the present embodiment will be briefly described with reference to FIG.

원유 저장탱크(10)에서 발생한 VOC는 녹아웃 드럼(15)을 거쳐 제1 압축기(21)로 약 1.5bar, 약 30℃의 기체 상태로 공급되고, 제1 압축기(21)에서 압축되고, 제1 압축기(21)에서 압축된 압축 VOC는 제1 응축기(31)로 공급되어 해수 또는 청수에 의해 냉각된 후 제1 기액분리기(41)로 공급된다.The VOC generated in the crude oil storage tank 10 is supplied to the first compressor 21 through the knock-out drum 15 in a gaseous state of about 1.5 bar and about 30 캜, compressed in the first compressor 21, The compressed VOC compressed by the compressor 21 is supplied to the first condenser 31, cooled by seawater or fresh water, and then supplied to the first gas-liquid separator 41.

제1 기액분리기(41)에서는 제1 압축기(21) 및 제1 응축기(31)를 통과하면서 응축된 VOC와 미응축 VOC가 각각 분리배출되며, 제1 기액분리기(41)에서 분리 배출된 응축 VOC는 제1 LVOC로 데크 탱크(80)로 회수된다. In the first gas-liquid separator 41, the condensed VOC and the uncondensed VOC are separated and discharged while passing through the first compressor 21 and the first condenser 31, and the condensed VOC Is recovered to the deck tank (80) by the first LVOC.

제1 기액분리기(41)에서 분리 배출된 미응축 VOC는 제2 압축기(22)로 공급되고, 제2 압축기(22)에서 압축된 후 제2 응축기(32)에서 해수 또는 청수에 의해 냉각된 후 제2 기액분리기(42)로 공급되며, 제2 기액분리기(42)에서는 제2 압축기(22) 및 제2 응축기(32)를 통과하면서 응축된 응축 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC를 분리 배출한다. 제2 기액분리기(42)에서 분리 배출된 응축 VOC는 제2 LVOC로 데크 탱크(80)로 회수된다. The uncondensed VOC separated and discharged by the first gas-liquid separator 41 is supplied to the second compressor 22, compressed by the second compressor 22 and then cooled by seawater or fresh water in the second condenser 32 Liquid separator 42 and the second gas-liquid separator 42 separates the condensed VOC and the uncondensed VOC while passing through the second compressor 22 and the second condenser 32 . The condensed VOC separated and discharged in the second gas-liquid separator 42 is recovered to the deck tank 80 by the second LVOC.

제2 기액분리기(42)에서 분리 배출된 미응축 VOC는 제3 압축기(23)로 공급되고, 제3 압축기(23)에서 압축된 후 제3 응축기(33)에서 해수 또는 청수에 의해 냉각된 후, 제1 이코노마이저(51) 및 제2 이코노마이저(52)로 분기되어 공급되어 추가 냉각된다. The uncondensed VOC separated and discharged by the second gas-liquid separator 42 is supplied to the third compressor 23, compressed by the third compressor 23 and then cooled by seawater or fresh water in the third condenser 33 The first economizer 51, and the second economizer 52 to be further cooled.

제1 이코노마이저(51) 및 제2 이코노마이저(52)에서 냉각된 VOC는 과냉각 상태로 VOC 회수장치(61)로 공급되며 VOC 회수장치(61)에서 기액분리되는데, 분리된 기체 상태의 미응축 VOC는 제1 팽창밸브(71)에 의해 단열팽창되어 제1 이코노마이저(51)의 냉매로 공급된 후 SVOC로 회수되고, 분리된 액체 상태의 응축 VOC는 제2 팽창밸브(72)에 의해 단열팽창되어 제2 이코노마이저(52)의 냉매로 공급된 후 LVOC로 회수된다. The VOC cooled in the first economizer 51 and the second economizer 52 is supplied to the VOC recovery device 61 in the supercooled state and is separated from the vapor in the VOC recovery device 61. The separated gaseous non- The refrigerant is mono-expanded by the first expansion valve 71 and supplied to the refrigerant of the first economizer 51 and then recovered as SVOC. The condensed VOC in the separated liquid state is thermally expanded by the second expansion valve 72, 2 economizer 52 and then recovered by the LVOC.

회수되는 SVOC는 약 12 내지 13bar, 약 30 내지 32℃의 기체 상태일 수 있고, 회수되는 LVOC는 약 12 내지 13bar, 약 19 내지 20℃의 액체 상태일 수 있다. The recovered SVOC may be in the gaseous state at about 12 to 13 bar, about 30 to 32 DEG C, and the recovered LVOC may be in the liquid state at about 12 to 13 bar, about 19 to 20 DEG C.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 액체 화물로부터 발생하는 휘발성 유기 화합물(VOC)을 회수하고, 특히, 프로필렌 냉매 사이클 등 설치 면적을 많이 차지하며 많은 전력이 소요되는 별도의 냉각 사이클을 사용하지 않고도, 해수 또는 청수를 냉열원으로 활용하거나, 회수할 VOC를 과냉각시키고 단열 팽창에 의한 자체 냉각 등으로 액화 회수함으로써 더 효율적으로 VOC, 더 구체적으로는 VOC에 포함된 유용한 탄화수소 성분을 액화시켜 회수할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to recover the volatile organic compounds (VOC) generated from the liquid material, and particularly, to use a propylene refrigerant cycle without using a separate cooling cycle , Seawater or fresh water as a heat source for cooling, or subcooling the VOC to be recovered and liquefying it by self-cooling by adiabatic expansion, thereby more efficiently recovering the VOC, more specifically, the useful hydrocarbon component contained in the VOC have.

130,000TDW 규모의 원유 운반선을 기준으로, VOC를 회수하지 않고 방출시키는 경우, 약 100~200ton의 VOC, 즉 약 5~20ton의 메탄(CH4)가 대기로 방출되는데, 이를 다시 회수할 수 있는 것이다. 130,000TDW based on the scale of the crude oil tanker, in the case of release, without recovery of VOC, is that there is the release to the atmosphere of methane (CH 4) of about 100 ~ 200ton of VOC, i.e., about 5 ~ 20ton, to collect it again .

특히, 회수한 VOC는 액체 화물 탱크로 다시 회수하거나 스팀, 전력, 불활성 가스 등의 생산을 위한 연료로 활용할 수 있으므로 친환경적이고 경제적이다.In particular, the recovered VOC can be recovered back to the liquid cargo tank or used as fuel for the production of steam, electric power, and inert gas, thereby being environmentally friendly and economical.

예를 들어, 회수한 VOC는 불활성 가스 생성의 연료로 사용할 수 있고, 회수한 VOC를 불활성 가스 생성 연료로 활용하면, 불활성 가스를 생성하기 위한 연료로써 기존에 사용되었던 HFO(Heavy Fuel Oil) 등의 오일 연료의 사용을 줄일 수 있다. 또한, 오일 연료를 사용하지 않으므로 연료 연소에 의한 SOx 등의 환경오염 물질이 대기 중으로 방출되는 것을 방지할 수 있으며, 불활성 가스 생성을 위한 스크러빙(Scrubbing)시 황(Sulfur) 성분이 해상으로 배출되는 것 역시 방지할 수 있다. For example, the recovered VOC can be used as a fuel for generating an inert gas, and if the recovered VOC is used as an inert gas generating fuel, it can be used as a fuel for generating an inert gas, such as HFO (Heavy Fuel Oil) The use of oil fuel can be reduced. In addition, since no oil fuel is used, SO x Can be prevented from being discharged into the atmosphere. Also, it is possible to prevent sulfur from being discharged to the sea during scrubbing for generating an inert gas.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is.

10 : 원유 저장탱크
15 : 녹아웃 드럼
21, 22, 23 : 압축기
31, 32, 33 : 응축기
41, 42 : 기액분리기
51, 52 : 이코노마이저
71, 72 : 팽창밸브
61 : VOC 회수장치
80 : 데크 탱크10: Crude oil storage tank
15: Knockout drum
21, 22, 23: compressor
31, 32, 33: condenser
41, 42: gas-liquid separator
51, 52: economizer
71, 72: expansion valve
61: VOC recovery device
80: Deck tank

Claims (13)

저장탱크로부터 발생한 VOC(휘발성 유기 화합물)를 압축하는 제1 압축기;
상기 제1 압축기와 연결되어 압축된 VOC를 냉각시키는 제1 응축기;
상기 제1 응축기와 연결되어 상기 제1 응축기에서 응축된 VOC와 응축되지 않은 VOC를 기액분리하는 제1 기액분리기;
상기 제1 기액분리기와 연결되며 상기 분리된 미응축 VOC를 압축하는 제2 압축기;
상기 제2 압축기와 연결되어 상기 압축 VOC를 냉각시키는 제2 응축기;
상기 제2 응축기에서 냉각된 VOC를 추가 냉각시키는 이코노마이저; 및
상기 이코노마이저와 연결되며 상기 추가 냉각된 VOC로부터 응축된 VOC를 분리하는 VOC 회수장치;를 포함하고,
상기 VOC 회수장치로 공급되는 VOC는 과냉각 상태인 것을 특징으로 하며,
상기 VOC 회수장치에서 분리된 기체 상태의 미응축 VOC를 단열팽창시키는 제1 팽창밸브;를 더 포함하여,
상기 제1 팽창밸브를 통과한 미응축 VOC는 상기 이코노마이저의 냉매로 공급하고,
상기 VOC 회수장치에서 분리된 응축 VOC는 액체 상태로 LVOC 수요처로 회수하는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템. A first compressor for compressing VOC (Volatile Organic Compound) generated from the storage tank;
A first condenser connected to the first compressor to cool the compressed VOC;
A first gas-liquid separator connected to the first condenser for separating the VOC condensed in the first condenser and the non-condensed VOC;
A second compressor connected to the first gas-liquid separator and compressing the separated uncondensed VOC;
A second condenser connected to the second compressor to cool the compressed VOC;
An economizer for further cooling the cooled VOC in the second condenser; And
A VOC recovery device coupled to the economizer and separating the condensed VOC from the further cooled VOC,
Wherein the VOC supplied to the VOC recovery device is in a supercooled state,
Further comprising a first expansion valve for thermally expanding the gaseous uncondensed VOC separated from the VOC recovery device,
The unconverted VOC having passed through the first expansion valve is supplied to the refrigerant of the economizer,
Wherein the condensed VOC separated from the VOC recovery device is returned to the LVOC consumer in a liquid state. 청구항 1에 있어서,
상기 이코노마이저를 통과한 미응축 VOC는 기체 상태로 SVOC 수요처로 회수하는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the uncondensed VOC passed through the economizer is recovered to the SVOC customer in a gaseous state. 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 VOC 회수장치에서 분리된 응축 VOC를 단열팽창시키는 제2 팽창밸브;를 더 포함하여,
상기 제2 팽창밸브를 통과한 응축 VOC가 액체 상태로 회수되는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a second expansion valve for thermally expanding the condensed VOC separated from the VOC recovery device,
And the condensed VOC passing through the second expansion valve is recovered in a liquid state. 청구항 3에 있어서,
상기 제2 응축기와 연결되며 상기 제2 응축기에서 응축된 VOC와 응축되지 않은 VOC를 기액분리하는 제2 기액분리기;
상기 제2 기액분리기와 연결되며 상기 분리된 미응축 VOC를 압축하는 제3 압축기; 및
상기 제3 압축기와 연결되어 상기 압축 VOC를 냉각시키는 제3 응축기;를 더 포함하여,
상기 제3 응축기에서 냉각된 VOC가 상기 이코노마이저로 공급되는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템. The method of claim 3,
A second gas-liquid separator connected to the second condenser and separating the condensed VOC from the non-condensed VOC in the second condenser;
A third compressor connected to the second gas-liquid separator and compressing the separated uncondensed VOC; And
And a third condenser connected to the third compressor to cool the compressed VOC,
And the VOC cooled in the third condenser is supplied to the economizer. 청구항 4에 있어서,
상기 이코노마이저는,
상기 제1 팽창밸브를 통과한 미응축 VOC를 냉매로하여 상기 제3 응축기로부터 공급되는 VOC를 추가 냉각시키는 제1 이코노마이저; 및
상기 제2 팽창밸브를 통과한 응축 VOC를 냉매로하여 상기 제3 응축기로부터 공급되는 VOC를 추가 냉각시키는 제2 이코노마이저;를 포함하여,
상기 제3 응축기에서 냉각된 VOC는 상기 제1 이코노마이저 및 제2 이코노마이저로 분기되어 공급되는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템. The method of claim 4,
In the economizer,
A first economizer for further cooling the VOC supplied from the third condenser by using the uncondensed VOC that has passed through the first expansion valve as a refrigerant; And
And a second economizer for further cooling the VOC supplied from the third condenser by using the condensed VOC that has passed through the second expansion valve as a refrigerant,
Wherein the VOC cooled in the third condenser is branched and supplied to the first economizer and the second economizer. 청구항 5에 있어서,
상기 LVOC 수요처는,
상기 응축 VOC를 저장하는 데크 탱크;를 포함하고,
상기 제1 기액분리기, 제2 기액분리기 및 VOC 회수장치로부터 배출되는 응축 VOC는 상기 데크 탱크로 회수되는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템. The method of claim 5,
The LVOC consumer may,
And a deck tank for storing the condensed VOC,
Wherein the condensed VOC discharged from the first gas-liquid separator, the second gas-liquid separator, and the VOC recovery device is recovered to the deck tank. 청구항 5에 있어서,
상기 제1 응축기, 제2 응축기 및 제3 응축기의 냉매는 해수 또는 청수인, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템. The method of claim 5,
Wherein the refrigerant in the first condenser, the second condenser, and the third condenser is seawater or fresh water. 저장탱크에서 발생하는 VOC를 1차 압축하는 단계;
상기 1차 압축 VOC를 냉각시키는 단계;
상기 1차 압축 및 냉각에 의해 응축된 제1 응축 VOC와 응축되지 않은 제1 미응축 VOC를 기액분리하는 단계;
상기 제1 미응축 VOC를 2차 압축하는 단계;
상기 2차 압축 VOC를 냉각시키는 단계; 및
상기 2차 압축 및 냉각에 의해 응축된 응축 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC를 VOC 회수장치에서 기체 상태의 SVOC와 액체 상태의 LVOC로 분리 회수하는 단계;를 포함하되,
상기 VOC 회수장치에서 분리된 미응축 VOC를 팽창 냉각시키는 단계; 및
상기 팽창 냉각된 미응축 VOC를 냉매로 하여 상기 VOC 회수장치로 공급되는 압축 및 냉각된 VOC를 추가 냉각시키는 단계;를 더 포함하는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법. First compressing the VOC generated in the storage tank;
Cooling the primary compressed VOC;
Separating a first condensed VOC condensed by the first compression and cooling and a first uncondensed VOC that is not condensed by gas-liquid separation;
Second compressing the first uncondensed VOC;
Cooling the secondary compressed VOC; And
Separating the condensed VOC condensed by the secondary compression and cooling and the uncondensed VOC into the SVOC in the gaseous state and the LVOC in the liquid state in the VOC recovery device,
Expanding and cooling the uncondensed VOC separated in the VOC recovery device; And
And further cooling the compressed and cooled VOC supplied to the VOC recovery device using the expanded and uncondensed VOC as a refrigerant. 청구항 8에 있어서,
상기 VOC를 추가 냉각시킨 팽창 냉각된 미응축 VOC를 기체 상태로 회수하여 SVOC 수요처로 공급하는 단계;를 더 포함하는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법. The method of claim 8,
Further comprising the step of recovering the expanded and uncondensed VOC in which the VOC is further cooled, in a gaseous state, and supplying it to the SVOC customer site. 청구항 8 또는 9에 있어서,
상기 VOC 회수장치로는 상기 VOC를 과냉각시켜 공급하는 것을 특징으로 하고,
상기 VOC 회수장치에서 분리된 응축 VOC를 팽창 냉각시키는 단계; 및
상기 팽창 냉각된 응축 VOC를 액체 상태로 회수하여 LVOC 수요처로 공급하는 단계;를 더 포함하는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법. The method according to claim 8 or 9,
The VOC recovery device is characterized in that the VOC is supplied by being supercooled,
Expanding and cooling the condensed VOC separated in the VOC recovery device; And
And recovering the expanded and cooled condensed VOC in a liquid state and supplying the condensed VOC to the LVOC consumer. 청구항 10에 있어서,
상기 2차 압축 및 냉각에 의해 응축된 제2 응축 VOC와 응축되지 않은 제2 미응축 VOC를 기액분리하는 단계;
상기 제2 미응축 VOC를 3차 압축하는 단계; 및
상기 3차 압축 VOC를 냉각시키는 단계;를 더 포함하여,
상기 3차 압축 및 냉각된 VOC를 상기 VOC 회수장치로 공급하는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법. The method of claim 10,
Separating a second condensed VOC condensed by the second compression and cooling and a second uncondensed VOC that is not condensed by gas-liquid separation;
Thirdly compressing the second uncondensed VOC; And
Further comprising cooling the tertiary compressed VOC,
And supplying the tertiary-compressed and cooled VOC to the VOC recovery device. 청구항 11에 있어서,
상기 3차 압축 및 냉각된 VOC의 적어도 일부는 상기 팽창 냉각된 미응축 VOC를 냉매로 하여 추가 냉각시키고, 상기 3차 압축 냉각된 VOC의 나머지 일부는 상기 팽창 냉각된 응축 VOC를 냉매로 하여 추가 냉각시키는 단계;를 더 포함하여,
상기 팽창 냉각된 미응축 VOC 및 상기 팽창 냉각된 응축 VOC에 의해 추가 냉각된 VOC를 상기 VOC 회수장치로 공급하는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법. The method of claim 11,
Wherein at least a portion of the tertiary compressed and cooled VOC further cools the expanded cooled uncondensed VOC as a refrigerant and the remaining portion of the tertiary compressed cooled VOC is further cooled Further comprising:
And supplying the VOC further cooled by the expanded cooled uncondensed VOC and the expanded cooled condensed VOC to the VOC recovery apparatus. 청구항 12에 있어서,
상기 제1 응축 VOC, 상기 제2 응축 VOC 및 상기 팽창 냉각된 응축 VOC는 액체 상태로 데크 탱크에 저장되는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법. The method of claim 12,
Wherein the first condensed VOC, the second condensed VOC, and the expanded cooled condensed VOC are stored in a liquid state in a deck tank.
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