KR20180110895A - 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템 - Google Patents

다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템 Download PDF

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Abstract

다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템이 개시된다. 본 발명의 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템는, 공급되는 압축 공기로부터 특정 기체를 분리하여 압축 공기 특정 기체를 제외한 농축 기체를 배출시키며 병렬로 연결되는 적어도 한 쌍의 흡착탑이 구비된 흡착탑부; 적어도 한 쌍의 흡착탑의 농축 기체를 순환시키는 농축 기체 순환부; 및 흡착탑부에서 배출되는 농축 기체가 저장되는 저장 탱크부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템{INDIVIDUAL NITROGEN, OXYGEN GENERATING SYSTEM OF MANY ABSORBERS}
본 발명은, 질소, 산소 발생시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다수의 흡착탑을 병렬로 연결하여 농축 기체를 서로 순환시킴으로써 사용자의 수요에 탄력적으로 대응함과 아울러 공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 생산 비용을 절감할 수 있는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템에 관한 것이다.
오늘날 농축기체 발생장치는 여러 곳에서 다양한 용도로 사용되고 있다. 가장 흔하게는, 사무실이나 일반 가정의 밀폐된 공간에 산소를 공급함으로써 현대인의 일상생활에서 쌓인 피로의 회복 및 세포의 활성화를 돕기 위한 것이 있고, 병원의 수술실이나 구급차 등에서는 환자에게 산소를 공급하기 위한 의료용 농축기체 발생장치가 사용되고 있다.
또한 밀폐된 자동차 내에 산소를 공급하기 위한 자동차용, 잠수부의 공기탱크충전용, 및 폐수처리장이나 양식장 등에서 사용하기 위한 여러 종류의 농축기체 발생장치가 사용되고 있다.
나아가 질소를 이용하여 식품의 저장 및 포장으로 장기간 보관하며, 열처리 산화방지용 및 위험가스제거용으로 사용된다.
이들 소규모로 사용되는 농축기체 발생장치는, 공기로부터 질소와 산소를 분리하는 Z.M.S 및 C.M.S 흡착베드를 포함하는 흡착탑, 공기압축 및 저장, 유출에 관련하는 작동부와, 밸브를 개폐하기 위한 제어부 및 이들을 결합하기 위한 배관부로 구성되어 있다.
이러한 농축기체 발생장치는 Z.M.S(질소흡착제) 및 C.M.S(산소흡착제) 흡착 베드를 포함하는 흡착탑 내로 공급된 압축 공기로부터, 흡착력의 차이로 인하여 상대적으로 우세한 질소나 산소가 상기 흡착베드 내에 흡착됨으로써 농축된 질소 및 산소를 발생시킨다.
이 같은 방식으로 농축된 기체는 농축기체 저장탱크를 경유하여 필요한 곳으로 공급되며, 흡착탑 내에 흡착된 기체는 흡착탑에 가해진 공기압을 해제시키는 경우, 대기압 상태로 되면서 흡착탑으로부터 분리된다.
이와 같이 흡착탑 내로 압축 공기를 공급하고 흡착탑 내에 흡착된 기체를 대기압 상태에서 탈착시키는 방식에 의해 농축 기체를 발생시키는 방법을 압축순환흡착(PSA: Pressure Swing Adsorption) 방식이라 한다.
이 PSA 방식은 대기 중의 질소와 산소 중 선택적으로 분리하여 농축하는 기술로 고순도의 산소 및 질소의 생산이 가능하고 에너지 효율이 높은 장점이 있다.
PSA 방식 농축기체 발생기에서 질소 및 산소를 생산하기 위해서는 흡착탑, 솔레노이드 밸브, 농축기체 저장탱크, 공기압축기 등 많은 부품이 사용되고, 부품 간 연결을 위하여 배관 및 접관 등도 사용된다.
기존 기술은 흡착탑 2개를 교차 운영하여 질소를 발생시켰으며, 이에 따라, 질소 발생량을 증가시키거나 질소의 순도를 더욱 좋게 하려면 반드시 2개 이상의 흡착탑이 2의 배수로써만 추가되었다.
그리고 2개의 흡착탑 당 1개의 질소 저장 탱크가 추가되어야 함으로써 질소발생기 1대 추가 시 결과적으로 2개의 흡착탑과 1개의 질소저장탱크가 필요하므로 총 3개의 압력용기가 추가되어야 한다. 흡착탑과 질소저장탱크를 압력용기의 용도별 이름으로 하는 경우 30루베 질소발생기에는 압력용기 총 6개가 소용된다. 구체적으로 15루베 질소발생기 당 압력 용기 3개가 소요되어 총 6개의 압력 용기가 소요된다.
이 경우 고순도 가스 생산량을 가변적으로 조절할 수 없어 사용자의 수요에 탄력적으로 대응할 수 없고 공간을 많이 차지하므로 이에 대한 개선책이 요구된다.
전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.
한국등록특허공보 제10-1120992호(스미토모 세이카) 2012. 02. 21.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 다수의 흡착탑을 병렬로 연결하여 농축 기체를 서로 순환시킴으로써 사용자의 수요에 탄력적으로 대응함과 아울러 공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 생산 비용을 절감할 수 있는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 공급되는 압축 공기로부터 특정 기체를 분리하여 상기 압축 공기 중 상기 특정 기체를 제외한 농축 기체를 배출시키며 병렬로 연결되는 적어도 한 쌍의 흡착탑이 구비된 흡착탑부; 상기 적어도 한 쌍의 흡착탑의 농축 기체를 순환시키는 농축 기체 순환부; 및 상기 흡착탑부에서 배출되는 농축 기체가 저장되는 저장 탱크부를 포함하는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템이 제공될 수 있다.
상기 흡착탑부는, 서로 병렬로 연결되는 제1 흡착탑 내지 제5 흡착탑; 상기 제1 흡착탑 내지 상기 제5 흡착탑으로 압축 공기를 각각 유입시키는 유입 밸브부; 및 상기 제1 흡착탑 내지 상기 제5 흡착탑에서 배출되는 농축 기체를 상기 저장 탱크부로 각각 공급시키는 배출 밸브부를 포함할 수 있다.
상기 유입 밸브부는, 유입되는 압축 공기를 상기 제1 흡착탑으로 공급시키는 제1 에어공급밸브; 유입되는 압축 공기를 제2 흡착탑으로 공급시키는 제2 에어공급밸브; 유입되는 압축 공기를 제3 흡착탑으로 공급시키는 제3 에어공급밸브; 유입되는 압축 공기를 제4 흡착탑으로 공급시키는 제4 에어공급밸브; 및 유입되는 압축 공기를 상기 제5 흡착탑으로 공급시키는 제5 에어공급밸브를 포함할 수 있다.
상기 배출 밸브부는, 상기 제1 흡착탑에서 정제된 질소를 상기 저장 탱크부로 배출시키는 제1 질소배출부; 제2 흡착탑에서 정제된 질소를 상기 저장 탱크부로 배출시키는 제2 질소배출부; 제3 흡착탑에서 정제된 질소를 상기 저장 탱크부로 배출시키는 제3 질소배출부; 제4 흡착탑에서 정제된 질소를 상기 저장 탱크부로 배출시키는 제4 질소배출부; 및 상기 제5 흡착탑에서 정제된 질소를 상기 저장 탱크부로 배출시키는 제5 질소배출부를 포함할 수 있다.
상기 농축 기체 순환부는, 상기 제1 흡착탑 내지 상기 제5 흡착탑과 연결되는 순환 바디; 상기 순환 바디와 상기 제1 흡착탑을 연결하는 제1 순환부; 상기 순환 바디와 상기 제2 흡착탑을 연결하는 제2 순환부; 상기 순환 바디와 상기 제3 흡착탑을 연결하는 제3 순환부; 상기 순환 바디와 상기 제4 흡착탑을 연결하는 제4 순환부; 및 상기 순환 바디와 상기 제5 흡착탑을 연결하는 제5 순환부를 포함할 수 있다.
상기 농축 기체 순환부는 상기 순환 바디에 마련되는 농축 기체 압력센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 흡착탑 내지 제4 흡착탑에 연결되는 퍼지부를 더 포함할 수 있다.
상기 퍼지부는, 제1 흡착탑 내지 제4 흡착탑에 각각 연결되는 소음기; 상기 제1 흡착탑과 상기 소음기를 연결하는 제1 산소배출밸브; 제2 흡착탑과 상기 소음기를 연결하는 제2 산소배출밸브; 제3 흡착탑과 상기 소음기를 연결하는 제3 산소배출밸브; 및 제4 흡착탑과 상기 소음기를 연결하는 제4 산소배출밸브를 포함할 수 있다.
상기 제5 흡착탑에 연결되며 상기 퍼지부와 별개로 작동되는 단독 퍼지부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 흡착탑 및 제2 흡착탑과, 제3 흡착탑 및 제4 흡착탑은 한 쌍을 이루어 작동되고, 상기 제5 흡착탑은 상기 제1 흡착탑 내지 상기 제4 흡착탑과 단독으로 작동될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 적어도 한 쌍의 흡착탑을 병렬로 연결하고 적어도 한 쌍의 흡착탑의 농축 기체를 순환시킴으로써 사용자의 수요에 탄력적으로 대응함과 아울러 공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 생산 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 구성도이다.
도 3은 본 실시 예로 질소를 생산한 경우 본 실시 예와 종래 기술을 비교한 실험 결과이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 실시 예는 고농도의 산소 또는 질소를 생산하는 데 적용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 고농도의 질소를 생산하는 것을 기초로 설명하고, 농축 기초는 질소로 특정 기체는 산소로 간주될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1의 구성도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템(1)은, 공급되는 압축 공기로부터 특정 기체를 분리하여 압축 공기 중 특정 기체를 제외한 농축 기체를 배출시키며 병렬로 연결되는 적어도 한 쌍의 흡착탑이 구비된 흡착탑부(100)와, 적어도 한 쌍의 흡착탑의 농축 기체를 순환시키는 농축 기체 순환부(200)와, 흡착탑부(100)에서 배출되는 농축 기체가 저장되는 저장 탱크부(300)와, 흡착탑부(100)의 제1 흡착탑 내지 제4 흡착탑(110,120,130,140)에 연결되는 퍼지부(400)와, 흡착탑부(100)의 제5 흡착탑(150)에 연결되며 퍼지부(400)와 별개로 작동되는 단독 퍼지부(500)를 구비한다.
흡착탑부(100)는, 공급되는 압축 공기에 함유된 산소를 흡착하여 생산 대상인 질소를 저장 탱크부(300)로 공급하는 역할을 한다.
본 실시 예에서 흡착탑부(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 병렬로 연결되는 제1 흡착탑 내지 제5 흡착탑(110,120,130,140,150)과, 제1 흡착탑 내지 제5 흡착탑(110,120,130,140,150)으로 압축 공기를 각각 유입시키는 유입 밸브부(160)와, 제1 흡착탑 내지 제5 흡착탑(110,120,130,140,150)에서 배출되는 농축 기체를 저장 탱크부(300)로 각각 공급시키는 배출 밸브부(170)를 포함한다.
흡착탑부(100)의 제1 흡착탑(110)과 제2 흡착탑(120), 제3 흡착탑(130)과 제4 흡착탑(140)은 각각 쌍을 이루어 작동될 수 있고, 제5 흡착탑(150)은 단독으로 작동될 수 있다. 이는 질소 발생량을 증가시키거나 질소의 순도를 더욱 좋게 하기 위한 만큼의 흡착탑 수만 증가시키는 방법으로, 병렬적으로 확장 가능한 질소발생기를 제공할 수 있다.
따라서 압력 용기의 수 감소로 인해 생산비용을 절감할 수 있고, 질소발생기 수요기업에서는 질소발생기의 크기가 작아지므로 공간활용도를 제고할 수 있다. 이 경우 배경이 되는 기술에서 설명한 것을 전제로 15루베 질소발생기에 압력용기 3개가 소요되고, 15루베 질소발생기 추가에 압력용기 2개가 소요되므로 총 30루베 질소발생기에 압력용기 총 5개가 소요된다. 그 결과 필요량 만큼만 흡착탑을 개별 가동시켜 사용할 수 있으므로, 구축/운영/유지관리 비용을 절감할 수 있다.
그리고 본 실시 예에서 제1 흡착탑 내지 제5 흡착탑(110,120,130,140,150)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 압력 센서 내지 제5 압력 센서(111,112,113,114,115)가 마련될 수 있다.
또한 본 실시 예에서 제1 흡착탑 내지 제5 흡착탑(110,120,130,140,150)에는 압축 공기에 포함된 산소를 흡착하기 위해 산소 흡착제(CMS)가 마련될 수 있다.
흡착탑부(100)의 유입 밸브부(160)는, 제1 흡착탑 내지 제5 흡착탑(110,120,130,140,150)으로 압축 공기를 선택적으로 유입시키는 역할을 한다.
본 실시 예에서 유입 밸브부(160)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 에어 공급 밸브(161)와, 에어 공급 밸브(161)의 전방에 마련되는 에어 유속 제어밸브(162)와, 에어 유속 제어밸브(162)의 전방에 마련되는 필터(163)와, 필터(163)에 마련되는 에어 압력 센서(164)와, 필터(163)를 통과한 압축 공기를 제1 흡착탑(110)으로 공급시키는 제1 에어공급밸브(165)와, 필터(163)를 통과한 압축 공기를 제2 흡착탑(120)으로 공급시키는 제2 에어공급밸브(166)와, 필터(163)를 통과한 압축 공기를 제3 흡착탑(130)으로 공급시키는 제3 에어공급밸브(167)와, 필터(163)를 통과한 압축 공기를 제4 흡착탑(140)으로 공급시키는 제4 에어공급밸브(138)와, 필터(163)를 통과한 압축 공기를 제5 흡착탑(150)으로 공급시키는 제5 에어공급밸브(169)를 포함한다.
본 실시 예에서 제1 에어공급밸브 내지 제5 에어공급밸브(165,166,167,168,169)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 합류되지 않고 독자적으로 제1 흡착탑 내지 제5 흡착탑(110,120,130,140,150)에 연결될 수 있다.
흡착탑부(100)의 배출 밸브부(170)는, 제1 흡착탑 내지 제5 흡착탑(150)에서 생산된 질소를 저장 탱크로 공급시키는 역할을 한다.
본 실시 예에서 배출 밸브부(170)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 흡착탑(110)과 저장 탱크를 연결하는 라인에 마련되는 제1 질소배출밸브(171a)와 제1 질소체크밸브(171b)가 구비된 제1 질소배출부(171)와, 제2 흡착탑(120)과 저장 탱크를 연결하는 라인에 마련되는 제2 질소배출밸브(172a)와 제2 질소체크밸브(172b)가 구비된 제2 질소배출부(172)와, 제3 흡착탑(130)과 저장 탱크를 연결하는 라인에 마련되는 제3 질소배출밸브(173a)와 제3 질소체크밸브(173b)가 구비된 제3 질소배출부(173)와, 제4 흡착탑(140)과 저장 탱크를 연결하는 라인에 마련되는 제4 질소배출밸브(174a)와 제4 질소체크밸브(174b)가 구비된 제4 질소배출부(174)와, 제5 흡착탑(150)과 저장 탱크를 연결하는 라인에 마련되는 제5 질소배출밸브(175a)와 제5 질소체크밸브(175b)가 구비된 제5 질소배출부(175)를 포함한다.
농축 기체 순환부(200)는, 제1 흡착탑 내지 제5 흡착탑(110,120,130,140,150)의 농축 기체인 질소를 서로 순환시키는 역할을 한다. 본 실시 예는 제1 흡착탑(110)과 제2 흡착탑(120)이 한 쌍을 이루고, 제3 흡착탑(130)과 제4 흡착탑(140)이 한 쌍을 이루고, 제5 흡착탑(150)이 단독으로 마련될 수 있고, 이 경우 쌍을 이루는 흡착탑 간의 농축 기체의 순환은 물론 쌍을 이루는 흡착탑과 단독으로 마련되는 흡착탑 간 또는 쌍을 이루는 흡착탑 상호 간에도 농축 기체는 순환될 수 있다.
본 실시 예에서 농축 기체 순환부(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 순환 바디(210)와, 순환 바디(210)와 제1 흡착탑(110)을 연결하며 제1 배출제어밸브(221)와 제1 유입제어밸브(222)와 제1 체크밸브(223)가 구비된 제1 순환부(220)와, 순환 바디(210)와 제2 흡착탑(120)을 연결하며 제2 배출제어밸브(231)와 제2 유입제어밸브(232)와 제2 체크밸브(233)가 구비된 제2 순환부(230)와, 순환 바디(210)와 제3 흡착탑(130)을 연결하며 제3 배출제어밸브(241)와 제3 유입제어밸브(242)와 제3 체크밸브(243)가 구비된 제3 순환부(240)와, 순환 바디(210)와 제4 흡착탑(140)을 연결하며 제4 배출제어밸브(251)와 제4 유입제어밸브(252)와 제4 체크밸브(253)가 구비된 제4 순환부(250)와, 순환 바디(210)와 제5 흡착탑(150)을 연결하며 제5 배출제어밸브(261)와 제5 유입제어밸브(262)와 제5 체크밸브(263)가 구비된 제5 순환부(260)와, 순환 바디(210)에 마련되는 농축 기체 압력센서(270)를 포함한다.
농축 기체 순환부(200)의 순환 바디(210)는 각각의 흡착탑으로 농축 기체가 순환되도록 공지된 순환 구조물이 그대로 채용될 수 있다.
본 실시 예는 흡착탑의 수가 많이 소요되어 필요 질소량이 많아진다면 질소저장탱크를 좀 더 큰 것으로 적용하는 식으로 기존보다 적은 수량의 압력용기 사용 장점을 유지할 수 있으며, 흡착탑의 병렬 연결이 많으면 많을수록 이 이득은 점점 더 커질 수 있다.
저장 탱크부(300)는, 각각의 흡착탑에서 배출되는 고순도의 질소를 저장하는 역할을 한다.
본 실시 예에서 저장 탱크부(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 흡착탑에 연결되며 고순도의 질소가 저장되는 저장 탱크와, 저장 탱크에 마련되는 제어 밸브(320)와, 저장 탱크에 마련되는 압력 센서(330)를 포함하고, 제어 밸브(320)가 개방되면 저장 탱크에 저장된 고순도의 질소는 농축 기체 배출부를 통해 사용처로 공급될 수 있다.
퍼지부(400)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 흡착탑 내지 제4 흡착탑(110,120,130,141)에 연결되어 각각의 흡착탑에 있는 잔류 산소를 배출시키는 역할을 한다.
본 실시 예에서 퍼지부(400)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 흡착탑 내지 제4 흡착탑(110,120,130,140)에 각각 연결되는 소음기(410)와, 제1 흡착탑(110)과 소음기(410)를 연결하는 제1 산소배출밸브(420)와, 제2 흡착탑(120)과 소음기(410)를 연결하는 제2 산소배출밸브(430)와, 제3 흡착탑(130)과 소음기(410)를 연결하는 제3 산소배출밸브(440)와, 제4 흡착탑(140)과 소음기(410)를 연결하는 제4 산소배출밸브(450)와, 제1 산소배출밸브(420)와 소음기(410)를 연결하는 라인에 마련되어 산소를 대기로 방출시키는 제1 대기 방출 밸브(460)와, 제2 산소배출밸브(430)와 소음기(410)를 연결하는 라인에 마련되어 산소를 대기로 방출시키는 제2 대기 방출 밸브(470)와, 제3 산소배출밸브(440)와 소음기(410)를 연결하는 라인에 마련되어 산소를 대기로 방출시키는 제3 대기 방출 밸브(480)와, 제4 산소배출밸브(450)와 소음기(410)를 연결하는 라인에 마련되어 산소를 대기로 방출시키는 제4 대기 방출 밸브(490)와, 퍼지 압력 센서(491)를 포함한다.
본 실시 예에서 쌍으로 움직이는 흡착탑에 연결된 소음기(410)는, 1개의 흡착탑이 산소배출밸브를 열어 퍼지 시 이 압력을 확인하여 일정 압력 이하로 낮아질 시 해당 흡착탑의 대기방출밸브를 열게 된다.
그러므로 기존 방법인 2개의 흡착탑이 쌍으로 연결된 질소발생기에서는 1개의 흡착탑이 퍼지 시간 동안 혼자 사용하던 소음기(410)를, 본 실시예에서는 짧은 시간만 소음기(410)를 사용하고 나머지는 대기방출밸브를 이용하여 퍼지를 하므로, 소음기(410)에 연결해 사용할 수 있는 흡착탑의 숫자를 늘릴 수 있으며, 6 내지 8개의 흡착탑까지 연결할 수 있다.
단독 퍼지부(500)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 쌍을 이루지 않고 단독으로 마련되는 제5 흡착탑(150)에 마련되는 것으로, 복수의 소형 소음기(510)와 제5 대기방출밸브(520)를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서 제1, 제2 흡착탑(110,120)과 같이 쌍으로 연결된 흡착탑은 퍼지 직전, 현재 차 있는 압력의 반을 쌍으로 연결된 흡착탑에 이전시키고 남은 압력을 퍼지시키므로 소음이 적다.
그러나 제5 흡착탑(150)은 쌍으로 연결된 흡착탑이 없으므로 가득 차 있는 압력의 퍼지로 말미암은 소음이 크기 때문에 소형 소음기(510)에 조금씩 퍼지 시키고 나서 대기로 방출하여 소음을 낮게 유지할 수 있다.
본 실시 예는 제5 흡착탑(150)과 같이 단독으로 흡착탑이 운영되는 경우 소형 소음기(510)와 제5 대기방출밸브(520)가 산소를 배출하므로 별도의 산소 배출을 위한 밸브가 필요 없다.
도 3은 본 실시 예로 질소를 생산한 경우 본 실시 예와 종래 기술을 비교한 실험 결과이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 예와 종래 기술인 비교 예의 실험결과를 살펴보면 알 수 있듯이, 질소 순도 99.99%(100PPM, O2 Blow), 사용 압축공기양 250Nm3/hr인 농축기체를 제조할 시, 본 실시 예는 비교 예의 농축기체 발생장치의 생산 농축기체양을 약 30% 정도 늘릴 수 있어 본 발명에 따른 실시 예의 효율성이 향상된 것으로 평가된다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시예는 적어도 한 쌍의 흡착탑을 병렬로 연결하고 적어도 한 쌍의 흡착탑의 농축 기체를 순환시킴으로써 사용자의 수요에 탄력적으로 대응함과 아울러 공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 생산 비용을 절감할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템
100 : 흡착탑부
200 : 농축 기체 순환부
300 : 저장 탱크부
400 : 퍼지부
500 : 단독 퍼지부

Claims (10)

  1. 공급되는 압축 공기로부터 특정 기체를 분리하여 상기 압축 공기 중 상기 특정 기체를 제외한 농축 기체를 배출시키며 병렬로 연결되는 적어도 한 쌍의 흡착탑이 구비된 흡착탑부;
    상기 적어도 한 쌍의 흡착탑의 농축 기체를 순환시키는 농축 기체 순환부; 및
    상기 흡착탑부에서 배출되는 농축 기체가 저장되는 저장 탱크부를 포함하는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡착탑부는,
    서로 병렬로 연결되는 제1 흡착탑 내지 제5 흡착탑;
    상기 제1 흡착탑 내지 상기 제5 흡착탑으로 압축 공기를 각각 유입시키는 유입 밸브부; 및
    상기 제1 흡착탑 내지 상기 제5 흡착탑에서 배출되는 농축 기체를 상기 저장 탱크부로 각각 공급시키는 배출 밸브부를 포함하는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 유입 밸브부는,
    유입되는 압축 공기를 상기 제1 흡착탑으로 공급시키는 제1 에어공급밸브;
    유입되는 압축 공기를 제2 흡착탑으로 공급시키는 제2 에어공급밸브;
    유입되는 압축 공기를 제3 흡착탑으로 공급시키는 제3 에어공급밸브;
    유입되는 압축 공기를 제4 흡착탑으로 공급시키는 제4 에어공급밸브; 및
    유입되는 압축 공기를 상기 제5 흡착탑으로 공급시키는 제5 에어공급밸브를 포함하는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 배출 밸브부는,
    상기 제1 흡착탑에서 정제된 질소를 상기 저장 탱크부로 배출시키는 제1 질소배출부;
    제2 흡착탑에서 정제된 질소를 상기 저장 탱크부로 배출시키는 제2 질소배출부;
    제3 흡착탑에서 정제된 질소를 상기 저장 탱크부로 배출시키는 제3 질소배출부;
    제4 흡착탑에서 정제된 질소를 상기 저장 탱크부로 배출시키는 제4 질소배출부; 및
    상기 제5 흡착탑에서 정제된 질소를 상기 저장 탱크부로 배출시키는 제5 질소배출부를 포함하는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 농축 기체 순환부는,
    상기 제1 흡착탑 내지 상기 제5 흡착탑과 연결되는 순환 바디;
    상기 순환 바디와 상기 제1 흡착탑을 연결하는 제1 순환부;
    상기 순환 바디와 상기 제2 흡착탑을 연결하는 제2 순환부;
    상기 순환 바디와 상기 제3 흡착탑을 연결하는 제3 순환부;
    상기 순환 바디와 상기 제4 흡착탑을 연결하는 제4 순환부; 및
    상기 순환 바디와 상기 제5 흡착탑을 연결하는 제5 순환부를 포함하는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 농축 기체 순환부는 상기 순환 바디에 마련되는 농축 기체 압력센서를 더 포함하는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 흡착탑 내지 제4 흡착탑에 연결되는 퍼지부를 더 포함하는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 퍼지부는,
    제1 흡착탑 내지 제4 흡착탑에 각각 연결되는 소음기;
    상기 제1 흡착탑과 상기 소음기를 연결하는 제1 산소배출밸브;
    제2 흡착탑과 상기 소음기를 연결하는 제2 산소배출밸브;
    제3 흡착탑과 상기 소음기를 연결하는 제3 산소배출밸브; 및
    제4 흡착탑과 상기 소음기를 연결하는 제4 산소배출밸브를 포함하는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제5 흡착탑에 연결되며 상기 퍼지부와 별개로 작동되는 단독 퍼지부를 더 포함하는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 흡착탑 및 제2 흡착탑과, 제3 흡착탑 및 제4 흡착탑은 한 쌍을 이루어 작동되고, 상기 제5 흡착탑은 상기 제1 흡착탑 내지 상기 제4 흡착탑과 단독으로 작동되는 것을 특징으로 하는 다수 흡착탑의 개별 제어형 고순도 질소, 산소 발생시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20210012612A (ko) * 2019-07-26 2021-02-03 주식회사 옥서스 산소 농축 장치

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