KR20190122391A - System for processing volatile organic compounds in painting shop - Google Patents

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KR20190122391A
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Abstract

Provided is a system for processing volatile organic compounds in a painting factory to process the volatile organic compounds generated while performing painting work on a target in the painting factory. The system for processing the volatile organic compounds in a painting factory includes: a painting chamber (10) which provides a space for performing painting work; a thermal oxidation device (30) which can oxidize and process the volatile organic compounds generated in the painting chamber at a high temperature; and a waste heat recovery device (40) which recovers waste heat from exhaust gas discharged from the thermal oxidation device. It is possible to save energy and minimize the generation of pollutants.

Description

도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템 {SYSTEM FOR PROCESSING VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS IN PAINTING SHOP}Volatile Organic Compound Treatment System in Coating Plant {SYSTEM FOR PROCESSING VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS IN PAINTING SHOP}

본 발명은 휘발성 유기화합물을 처리할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 도장작업을 실시할 때 휘발성 유기화합물이 발생하는 도장공장에 있어서, 발생한 휘발성 유기화합물을 축열식 열 산화장치에서 처리하고, 폐열회수를 통해 에너지를 절약할 수 있는 동시에 오염물질 발생을 최소화할 수 있는 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus capable of treating volatile organic compounds, and more particularly, in a coating factory in which volatile organic compounds are generated when a coating operation is performed, the generated volatile organic compounds are treated in a regenerative thermal oxidation apparatus. The present invention relates to a volatile organic compound treatment system of a paint shop that can save energy through waste heat recovery and minimize the generation of pollutants.

일반적으로, 자동차나 선박, 또는 그 부속품 등을 도장하는 도장공장에서는, 도장작업시 페인트 미스트가 비산되면서 휘발성 유기화합물(VOCs: Volatile Organic Compounds, 이하 'VOC'라고도 함)이 발생할 뿐만 아니라, 도장된 물품의 건조과정에서 페인트의 용제가 증발되어 톨루엔과 같은 각종 휘발성 유기화합물이 발생하게 된다. 그에 따라 도장실의 내부공기 중에 휘발성 유기화합물이 다량으로 함유된다.In general, in a paint shop that paints a car, a ship, or its accessories, the paint mist is scattered during the painting operation, so that volatile organic compounds (VOCs) are generated, as well as painted During the drying of the article, the solvent of the paint is evaporated to generate various volatile organic compounds such as toluene. As a result, a large amount of volatile organic compounds is contained in the air inside the coating chamber.

VOC를 그대로 대기중으로 방출시키게 되면, VOC가 빛과 반응하여 오존이나 알데히드 또는 스모그 중의 질소화합물과 같은 광화학 산화물을 생성하게 됨으로서 대도시의 광화학 스모그와 지구온난화와 같은 환경오염을 유발시키게 될 뿐만 아니라, 휘발성 유기화합물을 이루는 대부분의 물질들이 낮은 농도에서도 자극적이고 불쾌한 냄새를 발생시키며, 인체와의 피부 접촉이나 호흡기로 유입될 경우 신경계 등의 장애를 일으키는 발암물질로서 최근에 들어서는 그 배출시설에 대한 법적배출규제가 마련되고 있다.When released into the atmosphere, VOCs react with light to produce photochemical oxides such as ozone, aldehydes, or nitrogen compounds in smog, leading to environmental pollution such as photochemical smog and global warming in large cities. Most substances that make up organic compounds produce irritating and unpleasant odors even at low concentrations and cause carcinogens such as the nervous system when they come into contact with the skin or enter the respiratory system. Is being prepared.

따라서, 도장공장 내에서 VOC가 발생하는 것을 저감시키고, 발생한 VOC의 대기 배출을 억제할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to reduce generation | occurrence | production of VOC in a painting plant, and to suppress the air | atmosphere discharge of the generated VOC.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도장작업을 실시할 때 휘발성 유기화합물이 발생하는 도장공장에 있어서, 발생한 휘발성 유기화합물을 축열식 열 산화장치에서 처리하고, 폐열회수를 통해 에너지를 절약할 수 있는 동시에 오염물질 발생을 최소화할 수 있는 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템을 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, in the paint shop in which the volatile organic compounds are generated when the coating operation, the volatile organic compounds generated in the heat storage thermal oxidation apparatus, and through the waste heat recovery The aim is to provide a paint factory's volatile organic compound treatment system that can save energy and minimize the generation of pollutants.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도장공장에서 피도장물에 대해 도장작업을 실시하면서 발생하는 휘발성 유기화합물을 처리하는 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템으로서, 도장작업을 실시하기 위한 공간을 제공하는 도장 챔버와; 상기 도장 챔버에서 발생한 휘발성 유기화합물을 고온산화시켜 처리할 수 있는 열 산화장치와; 상기 열 산화장치로부터 배출되는 배출가스로부터 폐열을 회수할 수 있는 폐열 회수장치; 를 포함하는, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템이 제공될 수 있다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above object, as a volatile organic compound treatment system of a painting factory for processing a volatile organic compound generated while performing a painting operation on the object to be painted in the painting factory, the painting operation is performed A painting chamber providing a space for; A thermal oxidizer which can oxidize and process a volatile organic compound generated in the painting chamber at high temperature; A waste heat recovery apparatus capable of recovering waste heat from exhaust gas discharged from the thermal oxidizer; It may include, a volatile organic compound treatment system of the paint shop.

본 발명의 일 실시형태에 따른 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템은, 상기 도장 챔버로부터 배출되어 상기 열 산화장치 측으로 이송되는 휘발성 유기화합물 가스의 휘발성 유기화합물 성분을 농축시키기 위한 회전 농축기를 더 포함할 수 있다.The volatile organic compound processing system of the paint shop according to an embodiment of the present invention may further include a rotary concentrator for concentrating the volatile organic compound component of the volatile organic compound gas discharged from the paint chamber and transferred to the thermal oxidizer side. Can be.

상기 회전 농축기는, 흡착제에 의해 휘발성 유기화합물 성분을 흡착하여 휘발성 유기화합물 가스를 정화시키는 흡착부와, 상기 흡착제에 흡착된 휘발성 유기화합물 성분을 탈리시키는 재생부를 포함할 수 있다.The rotary concentrator may include an adsorption unit for adsorbing a volatile organic compound component by an adsorbent to purify the volatile organic compound gas, and a regeneration unit for desorbing the volatile organic compound component adsorbed on the adsorbent.

본 발명의 일 실시형태에 따른 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템은, 상기 열 산화장치에 공급되는 휘발성 유기화합물 가스가 상기 회전 농축기를 우회할 수 있도록 설치되는 우회라인을 더 포함할 수 있다.The volatile organic compound processing system of the paint shop according to an embodiment of the present invention may further include a bypass line installed to allow the volatile organic compound gas supplied to the thermal oxidizer to bypass the rotary concentrator.

본 발명의 일 실시형태에 따른 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템은, 상기 열 산화장치에 공급되는 휘발성 유기화합물 가스의 휘발성 유기화합물 농도를 검출하기 위한 휘발성 유기화합물 농도 검출기와; 상기 휘발성 유기화합물 농도 검출기에서 검출된 값에 따라, 상기 회전 농축기에 공급되는 휘발성 유기화합물 가스의 유량 및 상기 우회라인을 통해 상기 회전 농축기를 우회하는 휘발성 유기화합물 가스의 유량을 조절하기 위한 밸브; 를 더 포함할 수 있다.A volatile organic compound processing system of a paint shop according to an embodiment of the present invention, the volatile organic compound concentration detector for detecting the volatile organic compound concentration of the volatile organic compound gas supplied to the thermal oxidation device; A valve for adjusting the flow rate of the volatile organic compound gas supplied to the rotary concentrator and the flow rate of the volatile organic compound gas bypassing the rotary concentrator through the bypass line according to the value detected by the volatile organic compound concentration detector; It may further include.

상기 열 산화장치는, 세라믹 내에서 휘발성 유기화합물 성분을 섭씨 750 내지 850도의 고온에서 산화시킬 수 있도록 구성된 재생식 열 산화기(Regenerative Thermal Oxidizer, RTO)일 수 있다.The thermal oxidizer may be a regenerative thermal oxidizer (RTO) configured to oxidize a volatile organic compound component at a high temperature of 750 to 850 degrees Celsius in a ceramic.

상기 열 산화장치의 연소실 내에는 가스버너가 설치될 수 있다.A gas burner may be installed in the combustion chamber of the thermal oxidizer.

상기 폐열 회수장치는, 상기 열 산화장치로부터 배출되는 배출가스에 의해 물을 가열하여 스팀을 생성시키도록 구성된 스팀 발생기(Heat Recovery Steam Generator, HRSG)일 수 있다.The waste heat recovery apparatus may be a heat recovery steam generator (HRSG) configured to generate steam by heating water by exhaust gas discharged from the thermal oxidizer.

상기 폐열 회수장치에서 가열되어 생성된 스팀은 스팀터빈에 공급될 수 있다.Steam generated by heating in the waste heat recovery device may be supplied to the steam turbine.

상기 스팀터빈으로부터 배출된 스팀은, 상기 도장 챔버 내에 공급되는 건조용 열풍을 생성하기 위한 가스히터에 공급되어, 공기를 가열하기 위한 열원으로서 사용될 수 있다.The steam discharged from the steam turbine is supplied to a gas heater for generating a drying hot air supplied into the painting chamber, and may be used as a heat source for heating air.

상기 폐열 회수장치에 공급되는 물은 기액분리기를 통과하여 상기 폐열 회수장치에 공급될 수 있다.Water supplied to the waste heat recovery device may be supplied to the waste heat recovery device through a gas-liquid separator.

상기 도장 챔버의 외부로 배출된 휘발성 유기화합물 가스는 이송수단에 의해 상기 열 산화장치 측으로 이송될 수 있다. 상기 이송수단은 병렬로 배치되는 메인 팬 및 보조 팬을 포함할 수 있다.The volatile organic compound gas discharged to the outside of the painting chamber may be transferred to the thermal oxidizer side by a transfer means. The conveying means may include a main fan and an auxiliary fan arranged in parallel.

본 발명에 따르면, 도장작업을 실시할 때 휘발성 유기화합물이 발생하는 도장공장에 있어서, 발생한 휘발성 유기화합물을 축열식 열 산화장치에서 처리할 수 있는 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템이 제공될 수 있다.According to the present invention, in a paint shop in which a volatile organic compound is generated when a paint work is performed, a volatile organic compound treatment system of a paint shop in which a generated volatile organic compound can be treated by a heat storage thermal oxidation device can be provided.

본 발명에 따른 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템에 의하면, 축열식 열 산화장치를 이용하여 휘발성 유기화합물을 처리함으로써 대기오염을 방지하고 각종 오염물질 발생을 최소화할 수 있게 된다.According to the volatile organic compound treatment system of the paint shop according to the present invention, by treating the volatile organic compound using a heat storage thermal oxidation device it is possible to prevent air pollution and minimize the generation of various pollutants.

또한, 본 발명에 따른 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템에 의하면, 축열식 열 산화장치를 이용하여 휘발성 유기화합물을 처리하면서, 이 축열식 열 산화장치로부터의 폐열을 회수하도록 구성함으로써 에너지를 절감할 수 있게 된다.In addition, according to the volatile organic compound processing system of the paint shop according to the present invention, by treating the volatile organic compounds using a heat storage thermal oxidation apparatus, it is configured to recover the waste heat from the heat storage thermal oxidation apparatus to save energy do.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a schematic view showing a volatile organic compound treatment system of a paint shop according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시형태에 따른 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템을, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1에는 본 발명의 실시형태에 따른 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템을 개략적으로 도시한 구성도가 도시되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the volatile organic compound processing system of the coating shop which concerns on embodiment of this invention is demonstrated in detail with reference to drawings. 1 is a block diagram schematically illustrating a volatile organic compound treatment system of a paint shop according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은, 자동차나 선박, 또는 그 부속품 등에 대해 도장작업을 실시하기 위한 공간을 제공하는 도장 챔버(10)와, 이 도장 챔버(10)에서 발생한 휘발성 유기화합물, 즉 VOC를 고온산화시켜 처리할 수 있는 열 산화장치(30)와, 이 열 산화장치(30)로부터 배출되는 배출가스로부터 폐열을 회수할 수 있는 폐열 회수장치(40)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, a volatile organic compound processing system according to an embodiment of the present invention includes a coating chamber 10 that provides a space for painting a vehicle, a ship, or an accessory thereof, and the like. Recovery of waste heat capable of recovering waste heat from the heat oxidizing apparatus 30 capable of treating the volatile organic compounds, ie, VOCs, generated in the painting chamber 10 by high temperature oxidation, and the exhaust gas discharged from the heat oxidizing apparatus 30. Device 40 may be included.

도장 챔버(10) 내에서는, 도장작업시 페인트 미스트가 비산되면서 VOC가 발생할 뿐만 아니라, 도장된 물품의 건조과정에서 페인트의 용제가 증발되면서 VOC가 발생하기도 한다.In the painting chamber 10, not only VOC is generated as the paint mist is scattered during painting, but also VOC is generated as the solvent of the paint evaporates during the drying process of the painted article.

도장공장의 도장 챔버(10) 내에서 도장을 실시할 피도장물에 대해 도장작업을 실시하는 도중, 또한 도장작업을 실시한 후, 가스히터(11)에 의해 도장 챔버(10) 내에 건조용 열풍을 공급한다. 도 1에는 도장 챔버(10)의 내부공간에 가스히터(11)가 배치되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 이는 예시이며, 가스히터(11)는 도장 챔버(10)의 외부에 설치될 수 있다. 또한, 도 1에는 하나의 도장 챔버(10)에 대해 하나의 가스히터(11)가 배치되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 이는 예시이며, 하나의 가스히터(11)에 의해 복수의 도장 챔버(10)로 건조용 열풍을 공급하도록 시스템이 구성될 수도 있다.During the painting work on the object to be painted in the painting chamber 10 of the painting factory, and after the painting work, hot gas for drying is applied to the painting chamber 10 by the gas heater 11. Supply. Although FIG. 1 shows that the gas heater 11 is disposed in the interior space of the painting chamber 10, this is an example, and the gas heater 11 may be installed outside the painting chamber 10. In addition, although one gas heater 11 is shown with respect to one painting chamber 10 in FIG. 1, this is an illustration and the several painting chamber 10 by one gas heater 11 is shown. The system may be configured to supply hot air for drying furnaces.

가스히터(11)에서 만들어진 건조용 열풍은 급기 덕트(12a)에 의해 도장 챔버(10)의 내부로 공급될 수 있다. 도장 챔버(10)의 내부에서 발생한 VOC 성분은 건조용 열풍과 함께 혼합되고, 배기 덕트(12b)를 통하여 도장 챔버(10)의 외부로 배출된다. 이하, 배기 덕트(12b)를 통하여 도장 챔버(10)의 외부로 배출된, VOC 성분을 함유한 기체를 'VOC 가스'라고 한다.The drying hot air made by the gas heater 11 may be supplied into the painting chamber 10 by the air supply duct 12a. The VOC component generated inside the painting chamber 10 is mixed with the drying hot air and discharged to the outside of the painting chamber 10 through the exhaust duct 12b. Hereinafter, the gas containing VOC component discharged | emitted to the exterior of the painting chamber 10 through the exhaust duct 12b is called "VOC gas."

VOC 가스는 배기 덕트(12b)에 흡입되기 전이나 흡입된 후 필터(도시생략)를 통과하도록 구성될 수 있다. 이 필터는 예를 들어 활성탄 필터일 수 있으며, 페인트 미스트 등과 같이 입자의 크기가 비교적 큰 VOC 성분들과 분진 등을 흡착하여 VOC 가스로부터 제거할 수 있다.The VOC gas may be configured to pass through a filter (not shown) before or after being sucked into the exhaust duct 12b. The filter may be, for example, an activated carbon filter, and may adsorb and remove VOC components and dust having a relatively large particle size, such as paint mist, to remove from the VOC gas.

도장 챔버(10)로부터 배출된 VOC 가스는 이송수단에 의해 열 산화장치(30) 측으로 이송될 수 있다. 이송수단으로서는 예를 들어 팬(Fan)을 사용할 수 있으며, 본 실시형태에 있어서 이송수단은 메인 팬(14)과 보조 팬(16)을 포함한다. 메인 팬(14)은 시스템의 정상 구동시 VOC 가스를 열 산화장치(30) 측으로 공급하기 위해 사용될 수 있으며, 예를 들어 RPM을 조절하여 VOC 가스의 이송량을 변경할 수 있는 RPM 가변식 팬일 수 있다. 또한, 보조 팬(16)은 메인 팬(14)보다 이송용량이 작은 팬일 수 있으며, 시스템의 정상 구동시에 비해 이송할 VOC 가스의 부하가 작은 경우 사용될 수 있다. 위에서는 이송용량이 서로 상이한 메인 팬(14)과 보조 팬(16)을 병렬로 배치하여 사용하는 경우를 예시하였지만, 본 실시형태는 이것만으로 한정되는 것은 아니며, 용량이 동일한 2개의 팬을 병렬로 배치하여 사용할 수도 있다.The VOC gas discharged from the painting chamber 10 may be transferred to the thermal oxidizer 30 side by a transfer means. As the conveying means, for example, a fan can be used. In the present embodiment, the conveying means includes a main fan 14 and an auxiliary fan 16. The main fan 14 may be used to supply the VOC gas to the thermal oxidizer 30 side during normal operation of the system, and may be, for example, an RPM variable fan capable of changing the transport amount of the VOC gas by adjusting the RPM. In addition, the auxiliary fan 16 may be a fan having a smaller transfer capacity than the main fan 14, and may be used when the load of the VOC gas to be transferred is smaller than that in the normal driving of the system. In the above, the case where the main fan 14 and the auxiliary fan 16 having different transfer capacities are arranged in parallel is used. However, the present embodiment is not limited thereto, and two fans having the same capacity in parallel are used. It can also be used.

이송수단에 의해 열 산화장치(30)에 이송되는 VOC 가스는, 열 산화장치(30)의 상류측에 배치된 회전 농축기(20)에 의해 처리될 수 있다. 회전 농축기(20)는 흡착부(20a), 재생부(20b) 및 냉각부(20c)를 포함할 수 있다. 회전 농축기(20)는, 흡착제를 포함하는 로터(도시생략)가 흡착부(20a), 재생부(20b) 및 냉각부(20c)를 순차적으로 통과하도록 회전 가능하게 구성되어 있다. 흡착제로서는 예를 들어 제올라이트를 사용할 수 있다.The VOC gas transferred to the thermal oxidizer 30 by the transfer means may be processed by the rotary concentrator 20 disposed upstream of the thermal oxidizer 30. The rotary concentrator 20 may include an adsorption unit 20a, a regeneration unit 20b, and a cooling unit 20c. The rotary concentrator 20 is configured to be rotatable so that a rotor (not shown) containing an adsorbent passes sequentially through the adsorption unit 20a, the regeneration unit 20b, and the cooling unit 20c. As the adsorbent, for example, zeolite can be used.

회전 농축기(20)의 흡착부(20a)에 공급되는 VOC 가스는, 흡착제에 의해 VOC 성분이 흡착되어 정화될 수 있으며, 흡착부(20a)를 통과하면서 정화된 정화가스는 대기중으로 배출될 수 있다. 회전 농축기(20)의 VOC 성분을 흡착한 로터 부분은, 재생부(20b) 측으로 회전이동한 후, 재생부(20b)에서 재생된다. 재생부(20b)에서는 흡착제에 흡착된 VOC 성분을 열풍(즉, 고온의 VOC 가스)에 의해 탈리시키고, VOC 성분을 농축시킨 후, 열 산화장치(30) 측으로 공급한다. VOC 성분이 탈리된 로터 부분은, 계속해서 냉각부(20c) 측으로 회전이동한 후, 이송수단에 의해 이송되어 온 VOC 가스에 의해 냉각될 수 있다.The VOC gas supplied to the adsorption unit 20a of the rotary concentrator 20 may be purified by adsorbing VOC components by the adsorbent, and the purified gas may be discharged to the atmosphere while passing through the adsorption unit 20a. . The rotor part which adsorb | sucked the VOC component of the rotary concentrator 20 is rotated to the regeneration part 20b side, and is regenerated by the regeneration part 20b. In the regeneration unit 20b, the VOC component adsorbed on the adsorbent is desorbed by hot air (that is, a hot VOC gas), the VOC component is concentrated, and then supplied to the thermal oxidation apparatus 30 side. The rotor portion from which the VOC component is removed can be cooled by the VOC gas transferred by the conveying means after continuously rotating to the cooling section 20c.

냉각부(20c)에서 회전 농축기(20)의 로터 부분을 냉각시키기 위해 사용된 VOC 가스는, 혼합탱크(22)에 공급되며, 혼합탱크(22) 내에서 열 산화장치(30)로부터 배출된 배출가스와 혼합된다. 열 산화장치(30)에서 배출된 배출가스는 고온이므로, 혼합탱크(22) 내에서 배출가스와 혼합된 VOC 가스는 도장 챔버(10)에서 배출된 직후의 VOC 가스에 비해 고온이다. 이 고온의 VOC 가스는, 혼합탱크(22)로부터 배출된 후 회전 농축기(20)의 재생부(20b) 측으로 공급되며, 재생부(20b)에서 흡착제로부터 VOC 성분을 탈리시키기 위한 열풍으로서 사용된다.The VOC gas used to cool the rotor portion of the rotary concentrator 20 in the cooling section 20c is supplied to the mixing tank 22 and discharged from the thermal oxidizer 30 in the mixing tank 22. Mixed with gas. Since the exhaust gas discharged from the thermal oxidizer 30 is a high temperature, the VOC gas mixed with the exhaust gas in the mixing tank 22 is higher than the VOC gas immediately after being discharged from the painting chamber 10. The high temperature VOC gas is discharged from the mixing tank 22 and then supplied to the regeneration unit 20b side of the rotary concentrator 20 and used as hot air for removing the VOC component from the adsorbent in the regeneration unit 20b.

전술한 바와 같이, 재생부(20b)를 통과하면서 VOC 성분이 농축된 VOC 가스는, 열 산화장치(30) 측으로 공급된다. 열 산화장치(30)에 공급되는 VOC 가스는 VOC 성분의 농도를 LEL (Lower Explosion Level) 25% 이하로 유지하는 조건을 만족해야 한다. 이를 위해, VOC 가스를 이송하는 이송라인에는, VOC 가스가 회전 농축기(20)를 우회할 수 있도록 하기 위한 우회라인이 설치된다.As described above, the VOC gas in which the VOC component is concentrated while passing through the regeneration unit 20b is supplied to the thermal oxidation apparatus 30 side. The VOC gas supplied to the thermal oxidizer 30 must satisfy the condition of maintaining the concentration of the VOC component at a lower explosion level (LEL) of 25% or less. For this purpose, a bypass line is installed in the transfer line for transferring the VOC gas to allow the VOC gas to bypass the rotary concentrator 20.

VOC 가스 이송라인으로부터 우회라인이 분기되는 위치에는 예를 들어 3방 밸브(18)가 설치될 수 있다. 3방 밸브(18)는, VOC 가스 이송라인에 있어서, 이송수단과 회전 농축기(20) 사이에 배치될 수 있다. 본 실시형태의 변형예에 따르면, 3방 밸브를 대신하여, VOC 가스 이송라인 및 우회라인에 각각 밸브가 설치될 수 있다. 이때, 밸브는 개방정도를 조절할 수 있는 유량조절밸브 혹은 단순한 개폐밸브일 수 있다.For example, a three-way valve 18 may be installed at a position where the bypass line branches from the VOC gas transfer line. The three-way valve 18 may be disposed between the transfer means and the rotary concentrator 20 in the VOC gas transfer line. According to a modification of the present embodiment, in place of the three-way valve, a valve may be installed in the VOC gas transfer line and the bypass line, respectively. At this time, the valve may be a flow control valve or a simple on-off valve that can adjust the opening degree.

한편, 우회라인이 VOC 가스 이송라인과 합류하는 위치 혹은 그 하류측에는 믹서(24)가 설치될 수 있다. 믹서(24)는, VOC 가스 이송라인에 있어서, 회전 농축기(20)와 열 산화장치(30) 사이에 배치될 수 있다.On the other hand, the mixer 24 may be installed at the position where the bypass line joins the VOC gas transfer line or downstream thereof. The mixer 24 may be disposed between the rotary concentrator 20 and the thermal oxidizer 30 in the VOC gas transfer line.

또한, 열 산화장치(30)에 공급되는 VOC 가스의 VOC 농도를 검출하기 위해서, 믹서(24)와 열 산화장치(30) 사이를 연결하는 VOC 가스 이송라인에는 VOC 농도 검출기(26)가 배치될 수 있다. 3방 밸브(18)는, VOC 농도 검출기(26)에서 검출되는 VOC 농도에 따라, 회전 농축기(20)를 우회하는 VOC 가스의 유량을 조절하도록 제어될 수 있다.In addition, in order to detect the VOC concentration of the VOC gas supplied to the thermal oxidizer 30, a VOC concentration detector 26 is disposed in the VOC gas transfer line connecting the mixer 24 and the thermal oxidizer 30. Can be. The three-way valve 18 may be controlled to adjust the flow rate of the VOC gas bypassing the rotary concentrator 20, depending on the VOC concentration detected by the VOC concentration detector 26.

도장공장에서 발생되는 VOC의 입력농도는, 예를 들면, 많게는 800ppm 이상인 경우도 있고 적게는 100ppm 이하인 경우도 있어 그 편차가 크고, VOC 성분의 종류도 다양하므로, 여러 가지 경우에 대해 다양한 처리방안이 연구되어야 한다. 또한, VOC의 고농축 조건의 입력농도에도 시스템 운전이 가능하도록, 회전 농축기 및 열 산화장치를 설계하고 작동시켜야 하기 때문에, 고농축 조건이 아닌 지속운전 조건에서는 평균 입력농도 대비 장비 설계용량이 클 수밖에 없다는 문제가 있다.The input concentration of VOC generated in the paint shop is, for example, more than 800ppm and less than 100ppm, so that the variation is large and the types of VOC components are varied. Should be studied. In addition, since the rotary concentrator and the thermal oxidizer have to be designed and operated so that the system can operate even at the high concentration of VOC input, the design capacity of the equipment must be large compared to the average input concentration in the continuous operation conditions, not the high concentration. There is.

이러한 문제를 해소하기 위해 본 실시형태에 따르면, 열 산화장치(30)에 공급되는 VOC 가스가 VOC 성분의 농도를 LEL (Lower Explosion Level) 25% 이하로 유지하는 조건을 만족할 수 있도록, 전술한 VOC 농도 검출기(26), 믹서(24), 3방 밸브(18), 우회라인 등을 설치하여, 회전 농축기(20) 및 열 산화장치(30)에 공급되는 VOC 가스의 유량 및 VOC 성분의 농도를 조절한다. 그에 따라 시스템에 포함되는 각종 장비, 즉 회전 농축기(20) 및 열 산화장치(30) 등의 설계용량을 최적화할 수 있게 된다.In order to solve this problem, according to the present embodiment, the VOC gas supplied to the thermal oxidizer 30 satisfies the condition of maintaining the concentration of the VOC component at a lower explosion level (LEL) of 25% or less. The concentration detector 26, the mixer 24, the three-way valve 18, the bypass line, etc. are provided to determine the flow rate of the VOC gas and the concentration of the VOC component supplied to the rotary concentrator 20 and the thermal oxidizer 30. Adjust Accordingly, it is possible to optimize the design capacity of various equipment included in the system, that is, the rotary concentrator 20 and the thermal oxidizer 30.

열 산화장치(30)는 재생식 열 산화기(Regenerative Thermal Oxidizer, RTO)일 수 있다.The thermal oxidizer 30 may be a regenerative thermal oxidizer (RTO).

열 산화장치(30)는 넓은 표면적을 가지도록 제작된 세라믹 내에서 VOC 성분을 대략 섭씨 750 내지 850도의 고온에서 산화시킬 수 있도록 구성된다. 열 산화장치(30)의 연소실 내에는 가스버너가 설치될 수 있으며, 이 가스버너는 운전 초기의 세라믹 승온시 또는 VOC 농축비가 낮은 조건에서 세라믹 온도를 운전조건에 맞춰 유지시킴으로써 열 산화장치(30)의 안정적인 운전을 가능하게 한다.The thermal oxidizer 30 is configured to oxidize the VOC component at a high temperature of approximately 750 to 850 degrees Celsius in a ceramic fabricated to have a large surface area. A gas burner may be installed in the combustion chamber of the thermal oxidizer 30, and the gas oxidizer 30 maintains the ceramic temperature in accordance with the operating conditions at the time of heating up the ceramics at the initial stage of operation or at a low VOC concentration ratio. Enable stable operation of

열 산화장치(30) 내에서 VOC 가스에 포함된 탄소 및 수소는 산소와 반응하여 고온산화되고, 산화반응의 결과물인 이산화탄소와 물은 배출가스에 포함되어 열 산화장치(30)로부터 배출된다.Carbon and hydrogen contained in the VOC gas in the thermal oxidizer 30 are oxidized at high temperature by reacting with oxygen, and carbon dioxide and water, which are the result of the oxidation reaction, are included in the exhaust gas and are discharged from the thermal oxidizer 30.

열 산화장치(30)에서 배출되는 배출가스 중 일부는, 전술한 바와 같이, 혼합탱크(22)에 공급될 수 있고, 혼합탱크(22)에서 배출가스는 VOC 가스와 혼합된 후 회전 농축기(20)에 공급될 수 있다.Some of the exhaust gas discharged from the thermal oxidizer 30 may be supplied to the mixing tank 22 as described above, and the exhaust gas in the mixing tank 22 is mixed with the VOC gas and then the rotary concentrator 20 ) Can be supplied.

열 산화장치(30)에서 배출되는 배출가스 중 나머지, 즉 혼합탱크(22)에 공급되지 않은 나머지 배출가스는, 폐열 회수장치(40)에 공급되어 폐열을 회수한 후 대기중으로 배출될 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 폐열 회수장치(40)는 스팀 발생기(Heat Recovery Steam Generator, HRSG)일 수 있다.The remaining discharge gas discharged from the thermal oxidizer 30, that is, the remaining discharge gas not supplied to the mixing tank 22, may be supplied to the waste heat recovery device 40 to recover the waste heat and then discharged to the atmosphere. In the present embodiment, the waste heat recovery device 40 may be a heat recovery steam generator (HRSG).

폐열 회수장치(40)에 공급되는 물은 응축수 탱크(50)에 수용되어 있을 수 있다. 응축수 탱크(50)에 수용된 물은 공급펌프(52)에 의해 폐열 회수장치(40) 측으로 공급될 수 있다. 폐열 회수장치(40) 측으로 공급되는 물은 기액분리기(54)를 통과하여 폐열 회수장치(40)에 공급될 수 있다.The water supplied to the waste heat recovery device 40 may be accommodated in the condensate tank 50. The water contained in the condensate tank 50 may be supplied to the waste heat recovery device 40 by the supply pump 52. Water supplied to the waste heat recovery device 40 may be supplied to the waste heat recovery device 40 through the gas-liquid separator 54.

기액분리기(54)에 공급된 물은, 폐열 회수장치(40)의 저온부를 통과하면서 가열되어 적어도 부분적으로 기화된 스팀과 기액분리기(54) 내에서 혼합될 수 있다. 기액분리기(54)에서 분리된 기체 성분은 폐열 회수장치(40)의 고온부를 통과하면서 가열된 후 스팀터빈(58)에 공급될 수 있다. 또한, 기액분리기(54)에서 분리된 액체 성분은 펌프(56)에 의해 이송되어 폐열 회수장치(40)의 저온부를 통과하면서 가열된 후, 전술한 바와 같이 적어도 부분적으로 기화된 상태로 기액분리기(54)로 복귀될 수 있다.The water supplied to the gas-liquid separator 54 may be heated while passing through the low temperature portion of the waste heat recovery apparatus 40 to be mixed in the gas-liquid separator 54 with at least partially vaporized steam. The gas component separated by the gas-liquid separator 54 may be heated while passing through the high temperature portion of the waste heat recovery device 40 and then supplied to the steam turbine 58. In addition, the liquid component separated from the gas-liquid separator 54 is heated by the pump 56 and passed through the low temperature portion of the waste heat recovery device 40, and then the gas-liquid separator (at least partially vaporized) as described above. 54).

스팀터빈(58)은 발전용 스팀터빈으로서, 발전기(59)를 구동시켜 전기를 생산할 수 있도록 구성되어 있다.The steam turbine 58 is a steam turbine for power generation, and is configured to generate electricity by driving the generator 59.

스팀터빈을 구동시킨 후 배출된 스팀은, 가스히터(11)에 공급되어, 공기를 가열하기 위한 열원으로서 사용될 수 있다. 가열된 공기는 건조용 열풍으로서 급기 덕트(12a)를 통해 도장 챔버(10)의 내부로 공급될 수 있다.The steam discharged after driving the steam turbine may be supplied to the gas heater 11 and used as a heat source for heating air. The heated air may be supplied into the painting chamber 10 through the air supply duct 12a as a drying hot air.

가스히터(11)에서 공기를 가열한 후 배출된 스팀은 진공 응축기(62)에 공급되어 응축될 수 있으며, 진공 응축기(62)에서 응축된 응축수는 이송펌프(64)에 의해 응축수 탱크(50)로 이송되어 저장될 수 있다.The steam discharged after heating the air in the gas heater 11 may be supplied to the vacuum condenser 62 to condense, and the condensed water condensed in the vacuum condenser 62 may be transferred to the condensate tank 50 by the transfer pump 64. Can be transferred to and stored.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

10: 도장 챔버
11: 가스히터
14: 메인 팬
16: 보조 팬
20: 회전 농축기
30: 열 산화장치
40: 폐열 회수장치
58: 스팀터빈10: painting chamber
11: gas heater
14: main fan
16: auxiliary fan
20: rotary thickener
30: thermal oxidizer
40: waste heat recovery device
58: steam turbine

Claims (12)

도장공장에서 피도장물에 대해 도장작업을 실시하면서 발생하는 휘발성 유기화합물을 처리하는 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템으로서,
도장작업을 실시하기 위한 공간을 제공하는 도장 챔버와;
상기 도장 챔버에서 발생한 휘발성 유기화합물을 고온산화시켜 처리할 수 있는 열 산화장치와;
상기 열 산화장치로부터 배출되는 배출가스로부터 폐열을 회수할 수 있는 폐열 회수장치;
를 포함하는, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템.A volatile organic compound treatment system of a painting plant that processes volatile organic compounds generated while painting works on a painting in a painting plant,
A painting chamber providing a space for painting work;
A thermal oxidizer which can oxidize and process a volatile organic compound generated in the painting chamber at high temperature;
A waste heat recovery apparatus capable of recovering waste heat from exhaust gas discharged from the thermal oxidizer;
Containing, volatile organic compound treatment system of the paint shop. 청구항 1에 있어서,
상기 도장 챔버로부터 배출되어 상기 열 산화장치 측으로 이송되는 휘발성 유기화합물 가스의 휘발성 유기화합물 성분을 농축시키기 위한 회전 농축기를 더 포함하는, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템.The method according to claim 1,
And a rotary concentrator for concentrating the volatile organic compound component of the volatile organic compound gas discharged from the painting chamber and conveyed to the thermal oxidizer side. 청구항 2에 있어서,
상기 회전 농축기는, 흡착제에 의해 휘발성 유기화합물 성분을 흡착하여 휘발성 유기화합물 가스를 정화시키는 흡착부와, 상기 흡착제에 흡착된 휘발성 유기화합물 성분을 탈리시키는 재생부를 포함하는, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템.The method according to claim 2,
The rotary concentrator includes an adsorption unit for adsorbing a volatile organic compound component by an adsorbent to purify the volatile organic compound gas, and a regeneration unit for desorbing the volatile organic compound component adsorbed on the adsorbent. system. 청구항 2에 있어서,
상기 열 산화장치에 공급되는 휘발성 유기화합물 가스가 상기 회전 농축기를 우회할 수 있도록 설치되는 우회라인을 더 포함하는, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템.The method according to claim 2,
The volatile organic compound processing system of the paint shop, further comprising a bypass line installed to bypass the rotary concentrator gas supplied to the thermal oxidizer. 청구항 4에 있어서,
상기 열 산화장치에 공급되는 휘발성 유기화합물 가스의 휘발성 유기화합물 농도를 검출하기 위한 휘발성 유기화합물 농도 검출기와;
상기 휘발성 유기화합물 농도 검출기에서 검출된 값에 따라, 상기 회전 농축기에 공급되는 휘발성 유기화합물 가스의 유량 및 상기 우회라인을 통해 상기 회전 농축기를 우회하는 휘발성 유기화합물 가스의 유량을 조절하기 위한 밸브;
를 더 포함하는, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템.The method according to claim 4,
A volatile organic compound concentration detector for detecting a volatile organic compound concentration of the volatile organic compound gas supplied to the thermal oxidizer;
A valve for adjusting the flow rate of the volatile organic compound gas supplied to the rotary concentrator and the flow rate of the volatile organic compound gas bypassing the rotary concentrator through the bypass line according to the value detected by the volatile organic compound concentration detector;
Further comprising, the volatile organic compound treatment system of the paint shop. 청구항 1에 있어서,
상기 열 산화장치는, 세라믹 내에서 휘발성 유기화합물 성분을 섭씨 750 내지 850도의 고온에서 산화시킬 수 있도록 구성된 재생식 열 산화기(Regenerative Thermal Oxidizer, RTO)인, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템.The method according to claim 1,
The thermal oxidizer is a regenerative thermal oxidizer (RTO) configured to oxidize volatile organic compound components in a ceramic at a high temperature of 750 to 850 degrees Celsius, the volatile organic compound processing system of the paint shop. 청구항 1에 있어서,
상기 열 산화장치의 연소실 내에는 가스버너가 설치되는, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템.The method according to claim 1,
The gas burner is installed in the combustion chamber of the thermal oxidizer, the volatile organic compound treatment system of the paint shop. 청구항 1에 있어서,
상기 폐열 회수장치는, 상기 열 산화장치로부터 배출되는 배출가스에 의해 물을 가열하여 스팀을 생성시키도록 구성된 스팀 발생기(Heat Recovery Steam Generator, HRSG)인, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템.The method according to claim 1,
The waste heat recovery apparatus is a steam generator (Heat Recovery Steam Generator, HRSG) configured to heat the water by the exhaust gas discharged from the thermal oxidizer (Heat Recovery Steam Generator, HRV) of the paint shop. 청구항 8에 있어서,
상기 폐열 회수장치에서 가열되어 생성된 스팀은 스팀터빈에 공급되는, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템.The method according to claim 8,
Steam generated by heating in the waste heat recovery device is supplied to the steam turbine, the volatile organic compound treatment system of the paint shop. 청구항 9에 있어서,
상기 스팀터빈으로부터 배출된 스팀은, 상기 도장 챔버 내에 공급되는 건조용 열풍을 생성하기 위한 가스히터에 공급되어, 공기를 가열하기 위한 열원으로서 사용되는, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템.The method according to claim 9,
The steam discharged from the steam turbine is supplied to a gas heater for generating hot air for drying supplied into the painting chamber, and is used as a heat source for heating air. 청구항 8에 있어서,
상기 폐열 회수장치에 공급되는 물은 기액분리기를 통과하여 상기 폐열 회수장치에 공급되는, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템.The method according to claim 8,
The water supplied to the waste heat recovery device is supplied to the waste heat recovery device through a gas-liquid separator, the volatile organic compound treatment system of the paint shop. 청구항 1에 있어서,
상기 도장 챔버의 외부로 배출된 휘발성 유기화합물 가스는 이송수단에 의해 상기 열 산화장치 측으로 이송되며,
상기 이송수단은 병렬로 배치되는 메인 팬 및 보조 팬을 포함하는, 도장공장의 휘발성 유기화합물 처리 시스템.The method according to claim 1,
The volatile organic compound gas discharged to the outside of the painting chamber is transferred to the thermal oxidizer side by a transfer means,
The conveying means comprises a main fan and an auxiliary fan arranged in parallel, the volatile organic compound treatment system of the paint shop.
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KR102525754B1 (en) * 2022-04-29 2023-04-25 (주)듀어코리아 Voc concentrating system convertible of batch type

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