KR20180092403A - 휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 회수 방법 - Google Patents

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Abstract

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.
본 발명에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템은, 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 기액분리기; 상기 기액분리기와 연결되며 상기 분리된 미응축 VOC로부터 질소(N2, Nitrogen) 성분을 분리하는 질소 분리기; 상기 질소 분리기에서 질소 성분이 분리된 미응축 VOC를 냉각시키는 이코노마이저; 및 상기 이코노마이저에서 냉각된 VOC로부터 응축된 VOC를 분리하는 VOC 회수장치;를 포함하고, 상기 BOC 회수장치에서 분리된 기체 상태의 미응축 VOC를 단열팽창시키는 제1 팽창밸브;를 더 포함하여, 상기 제1 팽창팰브를 통과한 미응축 VOC는 상기 이코노마이저의 냉매로 공급하고, 상기 VOC 회수장치에서 분리된 응축 VOC는 액체 상태로 LVOC 수요처로 회수하는 것을 특징으로 한다.

Description

휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 회수 방법 {VOC Recovery System and Method}
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.
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.
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.
따라서, 휘발성 유기 화합물의 대기 방출을 지양하고 휘발성 유기 화합물의 배출 농도를 저감시키려는 노력이 지속적으로 행해지고 있다.
그 일례로, 국내 특허문헌 10-1444296호에는 액체 화물을 로딩하는 수직 배관에 수직 배관보다 직경이 작은 내부관 다발 등 압력을 강하시키는 수단을 마련하여 압력 강하 수단 전단 위치에서의 압력이 액체 화물의 증기압 이상으로 유지될 수 있도록 하는 휘발성 유기 화합물의 발생을 저감시키는 장치에 대하여 개시하고 있다.
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 노력도 요구된다.
따라서, 본 발명은, 발생한 휘발성 유기 화합물(VOC)을 대기로 방출시키지 않고 액화시켜 회수할 수 있으며, 액화 공정을 간단하게 구성할 수 있는 휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 회수 방법을 제공하고자 하는 것을 그 목적으로 한다
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 기액분리기; 상기 기액분리기와 연결되며 상기 분리된 미응축 VOC로부터 질소(N2, Nitrogen) 성분을 분리하는 질소 분리기; 상기 질소 분리기에서 질소 성분이 분리된 미응축 VOC를 냉각시키는 이코노마이저; 및 상기 이코노마이저에서 냉각된 VOC로부터 응축된 VOC를 분리하는 VOC 회수장치;를 포함하고, 상기 VOC 회수장치에서 분리된 기체 상태의 미응축 VOC를 단열팽창시키는 제1 팽창밸브;를 더 포함하여, 상기 제1 팽창팰브를 통과한 미응축 VOC는 상기 이코노마이저의 냉매로 공급하고, 상기 VOC 회수장치에서 분리된 응축 VOC는 액체 상태로 LVOC 수요처로 회수하는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 VOC 회수장치에서 분리된 응축 VOC를 단열팽창시키는 제2 팽창밸브;를 더 포함하여, 상기 제2 팽창밸브를 통과한 응축 VOC가 액체 상태로 회수될 수 있다.
바람직하게는, 상기 이코노마이저를 통과한 미응축 VOC는 기체 상태로 SVOC 수요처로 회수할 수 있다.
바람직하게는, 상기 LVOC 수요처는, 상기 응축 VOC를 저장하는 데크 탱크;를 포함하고, 상기 기액분리기 및 VOC 회수장치로부터 배출되는 응축 VOC는 상기 데크 탱크로 회수될 수 있다.
바람직하게는, 상기 질소 분리기는, 멤브레인 또는 PSA(Pressure Swing Adsorption) 시스템 중 어느 하나 이상일 수 있다.
바람직하게는, 상기 질소 분리기와 연결되며 상기 질소 성분이 분리 제거된 미응축 VOC를 압축하는 제2 압축기; 및 상기 제2 압축기와 연결되어 상기 압축 VOC를 냉각시키는 제2 응축기;를 더 포함하여, 상기 제2 응축기에서 냉각된 VOC가 상기 이코노마이저로 공급될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 응축기 및 제2 응축기의 냉매는 해수 또는 청수일 수 있다.
바람직하게는, 상기 이코노마이저는, 상기 제1 팽창밸브를 통과한 미응축 VOC를 냉매로하여 상기 질소 분리기로부터 공급되는 VOC를 냉각시키는 제1 이코노마이저; 및 상기 제2 팽창밸브를 통과한 응축 VOC를 냉매로하여 상기 질소 분리기로부터 공급되는 VOC를 냉각시키는 제2 이코노마이저;를 포함하여, 상기 질소 분리기에서 질소 성분이 분리 제거된 VOC는 상기 제1 이코노마이저 및 제2 이코노마이저로 분기되어 공급될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 이코노마이저에서 냉각된 VOC를 추가 냉각시키는 VOC 냉각기; 및 상기 VOC 냉각기로 냉매를 순환 공급하는 냉매 사이클 시스템;을 더 포함하여, 상기 제1 및 제2 이코노마이저에서 냉각된 VOC는 상기 VOC 냉각기에서 추가 냉각된 후 상기 VOC 회수장치로 공급될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 저장탱크에서 발생하는 VOC를 압축하는 단계; 상기 압축 VOC를 냉각시키는 단계; 상기 압축 및 냉각에 의해 응축된 응축 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC를 기액분리하는 단계; 상기 미응축 VOC에 포함된 질소 성분을 분리하는 단계; 상기 질소 성분이 분리 제거된 VOC를 이코노마이저에서 냉각시키는 단계; 및 상기 이코노마이저에서 냉각시킨 VOC를 VOC 회수장치로 공급하여 응축 VOC와 미응축 VOC를 기액분리하고, 기체 상태의 SVOC와 액체 상태의 LVOC로 분리 회수하는 단계;를 포함하되, 상기 VOC 회수장치에서 분리된 미응축 VOC를 팽창 냉각시키는 단계;를 더 포함하여, 상기 팽창 냉각된 미응축 VOC를 상기 이코노마이저의 냉매로 공급하는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 VOC 회수장치에서 분리된 응축 VOC를 팽창 냉각시키는 단계;를 더 포함하여, 상기 팽창 냉각된 응축 VOC를 액체 상태의 LVOC로 회수하여 LVOC 수요처로 공급하고, 상기 이코노마이저에서 냉매로 사용된 후 배출된 미응축 VOC를 기체 상태의 SVOC로 회수하여 SVOC 수요처로 공급할 수 있다.
바람직하게는, 상기 질소 성분이 분리된 VOC를 압축시키는 단계; 상기 질소 성분이 분리된 압축 VOC를 냉각시키는 단계;를 더 포함하여, 상기 질소 성분 분리된 VOC를 압축 및 냉각시킨 후 상기 이코노마이저로 공급할 수 있다.
바람직하게는, 상기 질소 성분이 분리 제거된 VOC를 이코노마이저에서 냉각시키는 단계는, 질소 성분이 분리된 VOC의 적어도 일부는 상기 팽창 냉각된 미응축 VOC를 냉매로 하여 냉각시키고, 상기 질소 성분이 분리된 VOC의 나머지 일부는 상기 팽창 냉각된 응축 VOC를 냉매로 하여 냉각시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 이코노마이저에서 냉각된 VOC를 냉매 사이클을 순환하는 탄화수소 냉매를 이용하여 추가 냉각시키는 단계;를 더 포함하여, 상기 추가 냉각된 VOC를 상기 VOC 회수장치로 공급할 수 있다.
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.
또한, 본 발명에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 회수 방법은, 압축 VOC로부터 질소 성분을 분리 제거한 후 냉각시키므로 냉매 사이클을 사용하지 않거나 또는 냉매 사이클의 규모를 상당히 줄일 수 있어 경제적이고 간단(Compact)한 시스템을 구성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 회수 방법은 휘발성 유기 화합물을 팽창에 의해 냉각시킴으로써 액화 효율을 향상시킬 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
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.
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.
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.
하기 실시예에서 각 유로를 흐르는 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 기체상태, 기액혼합상태, 액체상태, 또는 초임계 유체 상태일 수 있다.
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 저장하는 저장탱크가 마련되는 모든 선박 또는 해양 구조물은 물론 육상 설비에도 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템을 간략하게 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템 및 방법을 설명하기로 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 휘발성 유기 화합물 회수 시스템은, 액체 화물, 본 실시예에서 원유를 화물로써 저장하는 원유 저장탱크(10), 원유 저장탱크(10)에서 발생하는 휘발성 유기 화합물(이하, 'VOC(Volatile Organic Compound)'라 함.)을 압축하는 제1 압축기(Compressor)(21), 제1 압축기(21)와 연결되며 제1 압축기(21)에서 압축된 압축 VOC를 냉각시키는 제1 응축기(Condenser)(31), 제1 응축기(31)와 연결되며 제1 응축기(31)에서 응축된 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC를 기액분리하는 기액분리기(Separator)(41) 및 응축 VOC(이하, 'LVOC'라 함.)를 저장하는 데크 탱크(Deck Tank)(80)를 포함한다.
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.
또한, 본 실시예에 따르면, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 압축기(21)로 공급되는 VOC 중에 포함된 수분이나 Soot 등의 이물질을 분리 제거하는 녹아웃 드럼(Knock Out Drum)(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.
도 1에는 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.
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(Sea Water) 또는 청수(Fresh Water)일 수 있다.
제1 응축기(31)에서 냉각된 압축 VOC는 기액분리기(41)로 공급되며, 기액분리기(41)로부터 제1 응축기(31)에서 냉각되면서 응축된 VOC와 응축되지 않은 VOC가 기액분리되어 각각 배출된다.
기액분리기(41)에서 분리된 응축 VOC(이하, '제1 LVOC(Liquefied VOC)'라 함.)는 기액분리기(41)의 하부로부터 연장된 응축라인을 따라 배출될 수 있으며, 응축라인의 일단은 기액분리기(41) 하단과 연결되고, 타단은 데크 탱크(80)로 연결될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 응축라인은 상술한 원유 저장탱크(10) 또는 후술할 LVOC 수요처로 직접 연결될 수도 있다.
즉, 본 실시예에서 기액분리기(41)에서 응축라인을 따라 분리배출된 제1 LVOC는 데크 탱크(80) 또는 원유 저장탱크(10)를 포함하여 LVOC 수요처로 직접 공급될 수도 있다.
본 실시예에 따른 VOC 회수 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이, 기액분리기(41)에서 분리 배출된 미응축 VOC로부터 질소 성분(N2, Nitrogen)을 분리하는 질소 분리기(90)를 더 포함하며, 질소 분리기(90)는 미응축 VOC에 포함되어 있는 질소 성분의 적어도 일부를 분리하여 배출시킬 수 있다.
원유 저장탱크(10)로부터 발생한 VOC는 혼합 기체로써, 메탄(CH4, Methane), 에탄(C2H6, Ethane) 등의 탄화수소 성분과 산소(O2, Oxygen), 질소(N2, Nitrogen), 이산화탄소(CO2, Carbon Dioxide), 황화수소(H2S, Hydrogen Sulfide) 등의 기타 성분을 포함하고 있으며, 약 60 ~ 70%의 질소 성분을 포함할 수 있다.
즉, 발생한 VOC의 대부분은 질소 성분이므로, 본 발명에 따르면, VOC로부터 질소 성분을 분리 제거한 후 액화시켜 유효 성분, 즉 탄화수소 성분을 액체 상태로 회수할 수 있으므로 액화 효율을 향상시키고, VOC를 액화 회수하기 위한 동력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 장치의 용량 및 크기 또한 줄일 수 있다.
질소 분리기(90)는 투과 속도 차에 의해 질소 성분을 분리하는 멤브레인(Membrane) 또는 압력 변동을 이용하여 흡착 속도 차에 의해 질소 성분을 분리하는 PSA(Pressure Swing Adsorption) 시스템 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 질소 분리기(90)는 멤브레인 또는 PSA 흡착탑 중 어느 하나의 분리 장치일 수도 있고 또는 멤브레인과 PSA 흡착탑이 직렬로 연결된 것일 수도 있다.
질소 분리기(90)에서 분리된 질소는 대기로 방출될 수 있고 또는 선박 내 불활성 가스 수요처로 공급하여 활용할 수도 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 질소 분리기(90)에서 적어도 일부의 질소 성분이 분리 제거된 VOC를 2차 압축하는 제2 압축기(22), 제2 압축기(22)에서 압축된 압축 VOC를 냉각시키는 제2 응축기(32) 및 제2 응축기(32)와 연결되며 제2 응축기(32)에서 냉각된 냉각 VOC를 추가 냉각시키는 이코노마이저(Economizer)(51)를 더 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 VOC 회수 시스템은, 상술한 압축기(21, 22) 및 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.
본 실시예의 제2 압축기(22)는 제1 압축기(21)에서 압축되고 제1 응축기(31)에서 응축된 후 질소 분리기(90)에서 적어도 일부의 질소 성분이 분리 제거된 기체 상태의 VOC를 추가로 압축시킨다. 바람직하게는, 제2 압축기(22)에서 압축된 VOC는 후단의 제2 응축기(32) 또는 이코노마이저(51) 등 냉각 공정에 의해 과냉각될 수 있어야 한다.
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.
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.
본 실시예에서, 제2 응축기(32)에서 냉각된 VOC는 이코노마이저(51)에서 추가로 냉각시킬 수 있다. 이코노마이저(51)를 통과한 과냉각 VOC는 VOC 회수장치(61)로 공급되며 VOC 회수장치(61)는 액체 상태의 VOC 즉, LVOC와 미응축된 VOC를 기액분리하여 분리배출시킨다.
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 이코노마이저(51)와 연결되며 VOC 회수장치(61)에서 분리된 미응축 VOC가 이코노마이저(51)로 공급되도록 경로를 제공하는 SVOC 회수라인이 연결된다.
즉, VOC 회수장치(61)에서 분리된 응축 VOC는 데크 탱크(80)로 회수되어 저장되고, VOC 회수장치(61)에서 분리된 미응축 VOC는 이코노마이저(51)로 공급되어 열교환된다.
또한, 본 실시예에 따르면, VOC 회수장치(61)에서 분리된 미응축 VOC가 이코노마이저(51)로 공급되도록 경로를 제공하는 SVOC 회수라인에는, 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.
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 이코노마이저(51)로 공급되는 미응축 VOC는 제1 팽창밸브(71)에 의해 팽창되고 팽창에 의해 온도가 냉각된 채로 제1 이코노마이저(51)로 공급되어 이코노마이저(51)에서 열교환한다.
본 실시예에서, 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.
제2 응축기(32)로부터 이코노마이저(51)로 공급된 과냉각 VOC는 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.
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(Power Generation System), 연료를 연소시켜 연소열에 의해 스팀(Steam)을 생산하는 폐열 회수 시스템(Heat Recovery Solution) 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(Inert Gas Generation System) 등 SVOC 수요처의 연료로 공급할 수 있다.
또한, 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.
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, 회수된 LVOC를 데크 탱크(80) 또는 원유 저장탱크(10)에 저장하지 않고 상술한 LVOC 수요처와 배관 라인을 연결하여 직접 공급할 수도 있을 것이다.
도 1 및 도 2에는 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.
또한, 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.
이하, 도 1을 참조하여 본 실시예의 VOC 회수 시스템에 의한 VOC의 흐름을 간략하게 설명하기로 한다.
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.
제1 압축기(21)에서 압축된 압축 VOC는 제1 응축기(31)로 공급되어 해수 또는 청수에 의해 냉각된 후 약 13.6bar의 압력으로 제1 기액분리기(41)에 공급될 수 있고, 기액분리기(41)에서는 제1 압축기(21) 및 제1 응축기(31)를 통과하면서 응축된 LVOC와 미응축된 VOC가 각각 분리배출된다.
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.
기액분리기(41)로부터 분리배출된 기체 상태의 미응축 VOC는 질소 분리기(80)를 통과하여 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.
제2 압축기(22)에서 약 30bar의 고압으로 압축된 VOC는 제2 응축기(32) 및 이코노마이저(51)를 통과하면서 과냉각되고, VOC 회수장치(61)로 공급되어 기액분리된다.
VOC 회수장치(61)에서 분리 배출되는 미응축 VOC는 제1 팽창밸브(71)에 의해 약 9 내지 10bar로 팽창될 수 있고, 팽창에 의해 냉각되어 이코노마이저(51)의 냉매로써 공급되며, 제1 이코노마이저(51)에서 열교환 후, 약 10bar의 기체 상태의 SVOC가 회수될 수 있다.
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, 액체 상태의 LVOC가 데크 탱크(80)로 회수될 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 VOC 회수 시스템 및 방법을 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 VOC 회수 시스템 및 방법은, 상술한 제1 실시예의 변형예로써, 제1 실시예와 비교하여, 질소 분리기(90) 후단에서 질소가 분리 제거된 VOC를 냉각 및 액화시키는 방식에서 차이가 있고, 따라서, 도 1에 도시된 부재번호와 동일한 부재번호에 해당하는 구성, 특히, 질소 분리기(90) 전단의 원유 저장탱크(10), 녹아웃 드럼(15), 제1 압축기(21), 제1 응축기(31), 기액분리기(41) 및 질소 분리기(90) 등은 서로 동일하거나 또는 유사하게 작동 및 작용하므로 동일 부재에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
본 실시예에 따르면, 도 2에 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 기액분리기(41), 기액분리기(41)에서 분리된 미응축 VOC로부터 적어도 일부의 질소 성분을 분리 제거하는 질소 분리기(90) 및 액화 분리 회수되는 액체 상태의 응축 VOC를 저장하는 데크 탱크(80)를 포함한다.
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.
본 실시예에서, 기액분리기(41)에서 분리된 응축 VOC는, 즉 제1 LVOC는 액체 상태로 데크 탱크(80)에 저장되거나 LVOC 수요처로 공급되고, 기액분리기(41)에서 분리된 미응축 VOC는 질소 분리기(90)로 공급된다. 본 실시예의 질소 분리기(90)는 상술한 제1 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따르면, 질소 분리기(90)에서 적어도 일부의 질소 성분이 분리 제거된 VOC를 냉각시키는 제1 이코노마이저(51a) 및 제2 이코노마이저(52a)를 더 포함하고, 제1 및 제2 이코노마이저(51a, 52a)와 연결되며, 제1 및 제2 이코노마이저(51a, 52a)에서 냉각된 VOC를 추가 냉각시키는 VOC 냉각기(53), 제1 및 제2 이코노마이저(51a, 52a)와 VOC 냉각기(53)를 통과하면서 응축된 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC를 분리 배출하는 VOC 회수장치(61)를 더 포함한다.
본 실시예에서, 질소 분리기(90)를 통과하면서 적어도 일부의 질소 성분이 분리 제거된 VOC는 제1 이코노마이저(51a) 및 제2 이코노마이저(52a)로 공급되어 냉각된다. 바람직하게는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 이코노마이저(51a) 및 제2 이코노마이저(52a)는 병렬 연결되어 각각 질소 분리기(90) 및 VOC 회수장치(61)와 연결될 수 있고, 질소 분리기(90)를 통과한 VOC가 제1 이코노마이저(51a) 및 제2 이코노마이저(52a)로 각각 분기되어 공급될 수 있으며, 질소 분리기(90)를 통과한 VOC는 제1 이코노마이저(51a) 및 제2 이코노마이저(52a)로 분기 공급되어 냉각된 후 VOC 냉각기(53)로 공급될 수 있다.
제1 이코노마이저(51a) 및 제2 이코노마이저(52a)로 분기 공급되는 VOC의 양은 각각 50%씩 동일한 유량이 공급될 수도 있고, 제1 이코노마이저(51a)에서 냉각된 후 배출되는 VOC의 온도와 제2 이코노마이저(52a)에서 냉각된 후 배출되는 VOC의 온도를 고려하여 그 분기되는 유량 비율이 정해질 수도 있다.
단, 제1 이코노마이저(51a)에서 냉각된 VOC와 제2 이코노마이저(52a)에서 냉각된 VOC는 모두 VOC 회수장치(61)로 공급되어 기액분리될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 이코노마이저(51a, 52a)에서 냉각된 냉각 VOC는 VOC 냉각기(53)에서 추가로 냉각될 수 있으며, 본 실시예에 따르면, VOC 냉각기(53)에서 VOC를 추가로 냉각시키기 위한 냉열을 제공하는 탄화수소 냉매를 순환시키는 냉매 사이클 시스템(56)을 더 포함할 수 있다.
냉매 사이클 시스템(56)을 순환하면서 VOC 냉각기(53)에서 VOC로 냉열을 제공해주는 냉매는 탄화수소 냉매, 예를 들어 프로필렌(C3H6, Propylene)일 수 있으며, 냉매 사이클 시스템(56)은 프로필렌 냉매가 VOC 냉각기(53)에서 VOC를 냉각, 바람직하게는 과냉각시킬 수 있도록 열교환기(미도시), 압축기(미도시), 팽창수단(미도시)등을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 압축기(21)에서 압축되고, 제1 응축기(31)에서 냉각되고 기액분리기(41)에서 분리된 미응축 VOC는 질소 분리기(90)에서 적어도 일부의 질소가 분리 제거되면서, VOC 냉각기(53)에서 냉각시킬 냉각 용량이 감소하므로, 냉매 사이클 시스템(56)의 모듈 크기, 장치 용량 및 동력 등을 절감시킬 수 있어 효율적이고 비용 또한 절감시킬 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 압축기(21)에서 압축된 VOC는, 제1 응축기(31), 제1 이코노마이저(51a) 또는 제2 이코노마이저(52a)와 VOC 냉각기(53)에서 냉각되면서 과냉각될 수 있고, 과냉각 포화상태로 VOC 회수장치(61)로 공급될 수 있다.
본 실시예에서 VOC 회수장치(61)에는, VOC 회수장치(61)의 상부로부터 제1 이코노마이저(51a)와 연결되며 VOC 회수장치(61)에서 분리된 기체 상태의 미응축 VOC가 제1 이코노마이저(51a)로 공급되도록 경로를 제공하는 SVOC 회수라인과 VOC 회수장치(61)의 하부로부터 제2 이코노마이저(52a)와 연결되며 VOC 회수장치(61)에서 분리된 액체 상태의 응축 VOC가 제2 이코노마이저(52a)로 공급되도록 경로를 제공하는 LVOC 회수라인이 연결된다.
즉, VOC 회수장치(61)에서 분리된 미응축 VOC는 제1 이코노마이저(51a)로 공급되어 열교환되고, VOC 회수장치(61)에서 분리된 응축 VOC는 제2 이코노마이저(52a)로 공급되어 열교환된다.
또한, 본 실시예에 따르면, SVOC 회수라인에는 제1 이코노마이저(51a)로 공급되는 미응축 VOC를 단열팽창시키는 제1 팽창밸브(71)가 마련되고, LVOC 회수라인에는 제2 이코노마이저(52a)로 공급되는 응축 VOC를 단열팽창시키는 제2 팽창밸브(72)가 마련된다.
즉, VOC 회수장치(61)로부터 제1 이코노마이저(51a)로 공급되는 미응축 VOC는 제1 팽창밸브(71)에 의해 팽창되며, 팽창에 의해 냉각된 채로 제1 이코노마이저(51a)의 냉매로써 공급되어, 질소 분리기(90)로부터 제1 이코노마이저(51a)로 공급되는 VOC를 냉각시키고, VOC 회수장치(61)로부터 제2 이코노마이저(52a)로 공급되는 응축 VOC는 제2 팽창밸브(72)에 의해 팽창되며, 팽창에 의해 냉각된 채로 제2 이코노마이저(52a)의 냉매로써 공급되어, 질소 분리기(90)로부터 제2 이코노마이저(52a)로 공급되는 VOC를 냉각시킨다.
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.
제1 이코노마이저(51a)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.
제2 이코노마이저(52a)에서 냉매로써 열교환한 후 배출되는 팽창된 응축 VOC는, 바람직하게는 제2 팽창밸브(72)를 통과하면서 전량이 액체 상태의 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(52a)로부터 배출되는 LVOC는 상술한 LVOC 수요처로 직접 공급될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 액체 화물로부터 발생하는 휘발성 유기 화합물(VOC)을 회수하고, 압축 VOC로부터 질소 성분을 분리 제거한 후 VOC를 추가 냉각시킴으로써, 프로필렌 냉매 사이클 등 설치 면적을 많이 차지하며 많은 전력이 소요되는 별도의 냉각 사이클을 사용하지 않거나 그 용량을 대폭 감소시킬 수 있으며, 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.
예를 들어, 130,000TDW 규모의 원유 운반선을 기준으로, VOC를 회수하지 않고 방출시키는 경우, 약 100~200ton의 VOC, 즉 약 5~20ton의 메탄(CH4)이 대기로 방출되는데, 본 발명에 따르면, 이를 다시 회수할 수 있는 것이다.
특히, 회수한 VOC는 액체 화물 탱크로 다시 회수하거나 스팀, 전력, 불활성 가스 등의 생산을 위한 연료로 활용할 수 있으므로 친환경적이고 경제적이다.
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.
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.
10 : 원유 저장탱크
15 : 녹아웃 드럼
21, 22 : 압축기
31, 32 : 응축기
41 : 기액분리기
51, 51a, 52a : 이코노마이저
71, 72 : 팽창밸브
61 : VOC 회수장치
80 : 데크 탱크
90 : 질소 분리기

Claims (14)

  1. 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 기액분리기;
    상기 기액분리기와 연결되며 상기 분리된 미응축 VOC로부터 질소(N2, Nitrogen) 성분을 분리하는 질소 분리기;
    상기 질소 분리기에서 질소 성분이 분리된 미응축 VOC를 냉각시키는 이코노마이저; 및
    상기 이코노마이저에서 냉각된 VOC로부터 응축된 VOC를 분리하는 VOC 회수장치;를 포함하고,
    상기 VOC 회수장치에서 분리된 기체 상태의 미응축 VOC를 단열팽창시키는 제1 팽창밸브;를 더 포함하여,
    상기 제1 팽창팰브를 통과한 미응축 VOC는 상기 이코노마이저의 냉매로 공급하고,
    상기 VOC 회수장치에서 분리된 응축 VOC는 액체 상태로 LVOC 수요처로 회수하는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템.
  2. 청구항 1에 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.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 이코노마이저를 통과한 미응축 VOC는 기체 상태로 SVOC 수요처로 회수하는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 LVOC 수요처는,
    상기 응축 VOC를 저장하는 데크 탱크;를 포함하고,
    상기 기액분리기 및 VOC 회수장치로부터 배출되는 응축 VOC는 상기 데크 탱크로 회수되는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 질소 분리기는,
    멤브레인 또는 PSA(Pressure Swing Adsorption) 시스템 중 어느 하나 이상인, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 질소 분리기와 연결되며 상기 질소 성분이 분리 제거된 미응축 VOC를 압축하는 제2 압축기; 및
    상기 제2 압축기와 연결되어 상기 압축 VOC를 냉각시키는 제2 응축기;를 더 포함하여,
    상기 제2 응축기에서 냉각된 VOC가 상기 이코노마이저로 공급되는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 응축기 및 제2 응축기의 냉매는 해수 또는 청수인, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템.
  8. 청구항 2 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이코노마이저는
    상기 제1 팽창밸브를 통과한 미응축 VOC를 냉매로하여 상기 질소 분리기로부터 공급되는 VOC를 냉각시키는 제1 이코노마이저; 및
    상기 제2 팽창밸브를 통과한 응축 VOC를 냉매로하여 상기 질소 분리기로부터 공급되는 VOC를 냉각시키는 제2 이코노마이저;를 포함하여,
    상기 질소 분리기에서 질소 성분이 분리 제거된 VOC는 상기 제1 이코노마이저 및 제2 이코노마이저로 분기되어 공급되는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 및 제2 이코노마이저에서 냉각된 VOC를 추가 냉각시키는 VOC 냉각기; 및
    상기 VOC 냉각기로 냉매를 순환 공급하는 냉매 사이클 시스템;을 더 포함하여,
    상기 제1 및 제2 이코노마이저에서 냉각된 VOC는 상기 VOC 냉각기에서 추가 냉각된 후 상기 VOC 회수장치로 공급되는, 휘발성 유기 화합물 회수 시스템.
  10. 저장탱크에서 발생하는 VOC를 압축하는 단계;
    상기 압축 VOC를 냉각시키는 단계;
    상기 압축 및 냉각에 의해 응축된 응축 VOC와 응축되지 않은 미응축 VOC를 기액분리하는 단계;
    상기 미응축 VOC에 포함된 질소 성분을 분리하는 단계;
    상기 질소 성분이 분리 제거된 VOC를 이코노마이저에서 냉각시키는 단계; 및
    상기 이코노마이저에서 냉각시킨 VOC를 VOC 회수장치로 공급하여 응축 VOC와 미응축 VOC를 기액분리하고, 기체 상태의 SVOC와 액체 상태의 LVOC로 분리 회수하는 단계;를 포함하되,
    상기 VOC 회수장치에서 분리된 미응축 VOC를 팽창 냉각시키는 단계;를 더 포함하여,
    상기 팽창 냉각된 미응축 VOC를 상기 이코노마이저의 냉매로 공급하는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 VOC 회수장치에서 분리된 응축 VOC를 팽창시키는 단계;를 더 포함하여,
    상기 팽창에 의해 냉각된 응축 VOC를 액체 상태의 LVOC로 회수하여 LVOC 수요처로 공급하고,
    상기 이코노마이저에서 냉매로 사용된 후 배출된 미응축 VOC를 기체 상태의 SVOC로 회수하여 SVOC 수요처로 공급하는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법.
  12. 청구항 10 또는 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 질소 성분이 분리된 VOC를 압축시키는 단계;
    상기 질소 성분이 분리된 압축 VOC를 냉각시키는 단계;를 더 포함하여,
    상기 질소 성분 분리된 VOC를 압축 및 냉각시킨 후 상기 이코노마이저로 공급하는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 질소 성분이 분리 제거된 VOC를 이코노마이저에서 냉각시키는 단계는,
    질소 성분이 분리된 VOC의 적어도 일부는 상기 팽창에 의해 냉각된 미응축 VOC를 냉매로 하여 냉각시키고,
    상기 질소 성분이 분리된 VOC의 나머지 일부는 상기 팽창에 의해 냉각된 응축 VOC를 냉매로 하여 냉각시키는 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 이코노마이저에서 냉각된 VOC를 냉매 사이클을 순환하는 탄화수소 냉매를 이용하여 추가 냉각시키는 단계;를 더 포함하여,
    상기 추가 냉각된 VOC를 상기 VOC 회수장치로 공급하는, 휘발성 유기 화합물 회수 방법.
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