KR20210092174A - Hybrid water treatment apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드 수처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 염수에 의한 파울링(fouling) 및 스케일링(scaling) 문제가 해결되도록 증발 모듈 및 흡탈착 모듈이 결합된 하이브리드 수처리 장치 및 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a hybrid water treatment apparatus and method, and more particularly, to a hybrid water treatment apparatus and method in which an evaporation module and an adsorption/desorption module are combined to solve the problem of fouling and scaling by salt water .
전세계적으로 인구의 증가가 계속되고 지구상의 담수 자원은 한정되어 있기 때문에 인류가 사용하기 위한 담수를 효율적으로 확보하기 위한 노력이 계속해서 진행되고 있다. 지구상의 물 중 97% 이상은 해수의 형태로 존재 하기 때문에 물 부족 현상을 해결하기 위한 근본적인 방법으로, 해수에 녹아있는 용질을 분리하는 해수담수화 기술이 연구되고 있다.As the global population continues to increase and freshwater resources on the earth are limited, efforts to efficiently secure freshwater for human use are continuing. Since more than 97% of the earth's water exists in the form of seawater, a seawater desalination technology that separates the solute dissolved in seawater is being studied as a fundamental method to solve the water shortage.
해수로부터 담수를 획득하기 위해서는 해수에 용존되어 있거나 부유하는 성분들을 용수 및 음용수 기준에 적합 하도록 제거해야 한다. 해수를 담수화하기 위한 일반적인 공정으로는 증발법, 막분리법, 전기 투석법, 냉동법 등이 알려져 있으며 가장 널리 적용되고 있는 기술은 증발법과 막 분리법이다.In order to obtain fresh water from seawater, components dissolved or suspended in seawater must be removed to meet the standards for drinking water and drinking water. As a general process for desalination of seawater, an evaporation method, a membrane separation method, an electrodialysis method, a freezing method, etc. are known, and the most widely applied technologies are an evaporation method and a membrane separation method.
증발법에는 다단 플래쉬법(multiple stage flash, MSF), 다단 효용 증발법(multiple effect distillation, MED) 등이 주로 사용된다. 상술된 공정들은 비교적 일찍부터 널리 사용되고 있는 공정으로서, 에너지 소모량이 많은 점, 고온 운전에 의한 부식이 크고 생산설비 면적이 넓은 점, 초기 투자비가 많이 들어가는 점 등의 단점들이 있다. 이에 따라, 에너지가 풍부한 중동지역에서 대규모 해수담수화 설비에 주로 사용된다. For the evaporation method, multiple stage flash (MSF), multiple effect distillation (MED), etc. are mainly used. The above-described processes have been widely used since relatively early, and have disadvantages such as a large amount of energy consumption, a large amount of corrosion due to high-temperature operation, a large production facility area, and a large initial investment cost. Accordingly, it is mainly used for large-scale desalination facilities in the energy-rich Middle East.
막분리법의 대표적인 방법인 역삼투법은 해수에 함유되어 있는 성분을 역삼투막을 이용해 이온성 물질과 순수한 물을 분리시키는 방법이며, 이와 같이 해수로부터 이온성 물질과 순수한 물을 분리시키기 위해서는 삼투압 이상의 높은 압력을 필요로 하는 데 이때의 압력을 역삼투압이라 한다. 일반적으로 고압펌프를 사용하기 때문에 해수의 담수화에 상당한 에너지가 소모되는 단점이 있으며, 대규모 담수화 처리 방법인 경우 초기 투자비가 많이 소요되고, 유기 또는 무기물에 의한 파울링(fouling) 방지를 위해 전처리에 상당한 주의가 필요한 문제가 있다.Reverse osmosis, a representative method of membrane separation, is a method of separating ionic substances and pure water by using a reverse osmosis membrane for components contained in seawater. This pressure is called reverse osmosis pressure. In general, since a high-pressure pump is used, considerable energy is consumed for desalination of seawater, and in the case of a large-scale desalination treatment method, the initial investment cost is high, and a considerable amount of pretreatment is required to prevent fouling by organic or inorganic substances. There are issues that need attention.
이에 따라, 종래의 해수-담수화 기술들의 문제점을 해결하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국 특허 등록 번호 10-1446205(출원번호: 10-2012-0123219, 출원인: 도레이케미칼 주식회사)에는, 스케일 문제를 사전에 예방할 수 있는 전처리를 도입함으로써 기존 해수담수방법에 비하여 저압으로 공정 운전이 가능한, 해수 담수화 방법 및 장치가 개시되어 있다. 또한, 시스템 전체의 담수 회수율을 증가시키고, 나아가 공정 중 사용되는 분리막의 수명을 향상시킬 수 있는 해수 담수화 방법 및 장치가 개시되어 있다. 또한, 시스템 운전비용을 절감시키고, 에너지 효율 및 생산 효율을 높인 해수 담수화 방법 및 장치가 개시되어 있다. Accordingly, various technologies have been developed to solve the problems of conventional seawater-desalination technologies. For example, in Korea Patent Registration No. 10-1446205 (Application No.: 10-2012-0123219, Applicant: Toray Chemical Co., Ltd.), a pretreatment that can prevent scale problems in advance is introduced, so that the process is performed at a lower pressure than the existing seawater desalination method. An operable method and apparatus for desalination of seawater are disclosed. In addition, there is disclosed a seawater desalination method and apparatus capable of increasing the desalination rate of the entire system and further improving the lifespan of a separation membrane used during the process. In addition, a method and apparatus for desalination of seawater that reduce system operating cost and increase energy efficiency and production efficiency are disclosed.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 에너지 소비량이 감소된 하이브리드 수처리 장치 및 방법을 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present invention is to provide a hybrid water treatment apparatus and method with reduced energy consumption.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 담수 생산량이 향상된 하이브리드 수처리 장치 및 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a hybrid water treatment apparatus and method with improved freshwater production.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 고순도 담수를 생산할 수 있는 하이브리드 수처리 장치 및 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a hybrid water treatment apparatus and method capable of producing high-purity fresh water.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 해수-담수화 장치를 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present invention provides a seawater - desalination device.
일 실시 예에 따르면, 상기 해수-담수화 장치는 해수(seawater)를 증발시켜 해수로부터 제1 증기를 생성하는 제1 증기 생성기, 및 상기 제1 증기 생성기로부터 상기 제1 증기를 제공받아, 상기 제1 증기를 열원으로 사용하여 해수를 증발시켜 제2 증기를 생성하는 제2 증기 생성기를 포함하는 증발 모듈, 및 상기 제2 증기 생성기로부터 상기 제2 증기를 제공받아, 상기 제2 증기를 흡착 또는 탈착시키는 흡탈착기, 및 상기 흡탈착기에서 탈착된 상기 제2 증기를 응축시켜 담수(fresh water)를 생성하는 응축기를 포함하는 흡탈착 모듈을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the seawater-desalination device receives the first steam from a first steam generator for evaporating seawater to generate a first steam from seawater, and the first steam generator, the first An evaporation module including a second steam generator for generating second steam by evaporating seawater using steam as a heat source, and receiving the second steam from the second steam generator to adsorb or desorb the second steam It may include an adsorption/desorption module comprising a condenser for generating fresh water (fresh water) by condensing the adsorption and desorption unit, and the second vapor desorbed from the adsorption/desorption unit.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 증기 생성기는, 외부로부터 제공된 열원이 이동되는 제1 열원 유로, 상기 제1 열원 유로를 향하여 해수를 분사하는 제1 해수 분사 유로, 및 상기 제1 해수 분사 유로에서 분사된 해수와 상기 제1 열원 유로 사이의 온도 차이에 의하여 해수가 증발된 상기 제1 증기를 수집하고, 수집된 상기 제1 증기를 상기 제2 증기 생성기로 제공하는 제1 증기 수집 유로를 포함하고, 상기 제2 증기 생성기는, 상기 제1 증기 생성기로부터 제공받은 상기 제1 증기가 이동되는 제2 열원 유로, 상기 제2 열원 유로를 향하여 해수를 분사하는 제2 해수 분사 유로, 및 상기 제2 해수 분사 유로에서 분사된 해수와 상기 제2 열원 유로 사이의 온도 차이에 의하여 해수가 증발된 상기 제2 증기를 수집하고, 수집된 상기 제2 증기를 상기 흡탈착기로 제공하는 제2 증기 수집 유로를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first steam generator includes a first heat source flow path through which a heat source provided from the outside is moved, a first seawater injection flow path for spraying seawater toward the first heat source flow path, and in the first seawater injection flow path. and a first vapor collection passage for collecting the first vapor from which seawater is evaporated by the temperature difference between the injected seawater and the first heat source passage, and providing the collected first vapor to the second steam generator, , The second steam generator includes a second heat source flow path through which the first steam provided from the first steam generator moves, a second seawater injection flow path for spraying seawater toward the second heat source flow path, and the second seawater A second vapor collection passage for collecting the second vapor from which seawater is evaporated by the temperature difference between the seawater sprayed from the injection passage and the second heat source passage, and providing the collected second vapor to the adsorption/desorption unit can do.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 증기 생성기는, 상기 열원이 해수와의 열교환을 통하여 응축된 제1 담수를 저장하는 제1 담수 저장탱크, 및 상기 제1 해수 분사 유로로부터 분사된 해수가 증발되고 남은 해수를 수집하는 제1 해수 수집 유로를 더 포함하고, 상기 제2 증기 생성기는, 상기 제1 증기가 해수와의 열교환을 통하여 응축된 제2 담수를 저장하는 제2 담수 저장탱크, 및 상기 제2 해수 분사 유로로부터 분사된 해수가 증발되고 남은 해수를 수집하는 제2 해수 수집 유로를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first steam generator includes a first fresh water storage tank for storing the first fresh water condensed through heat exchange with seawater, and the seawater sprayed from the first seawater injection passage is evaporated Further comprising a first seawater collection flow path for collecting the remaining seawater, the second steam generator, a second freshwater storage tank for storing the second freshwater condensed through heat exchange with the first steam with seawater, and the second steam generator 2 It may further include a second seawater collection passage for collecting the remaining seawater after the seawater sprayed from the seawater injection passage is evaporated.
일 실시 예에 따르면, 상기 하이브리드 해수-담수화 장치는, 상기 증발 모듈에서 해수가 증발된 후 잔존된 해수를 공급받고, 상기 흡탈착 모듈의 상기 흡·탈착기와 연결되어 상기 흡·탈착기의 흡착 동작에 의한 증기 흡착력으로 상기 잔존된 해수를 재증발시켜 농축 해수를 생산하는 농축 모듈을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the hybrid seawater-desalination device is supplied with the seawater remaining after the seawater is evaporated in the evaporation module, is connected to the adsorption/desorption unit of the adsorption/desorption module, and the adsorption operation of the adsorption/desorption unit It may further include a concentration module for producing concentrated seawater by re-evaporating the remaining seawater with vapor adsorption power by
일 실시 예에 따르면, 상기 농축 해수는, 상기 농축 모듈에 순환 공급되고, 순환 공급에 의해, 상기 농축 모듈에서 생성된 상기 농축 해수가 기준 농도 이상 증가하는 경우, 상기 농축 해수는 외부로 배출되는 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the concentrated seawater is circulated and supplied to the concentration module, and when the concentrated seawater generated in the concentration module increases by more than a reference concentration by circulation supply, the concentrated seawater is discharged to the outside may include
일 실시 예에 따르면, 상기 농축 모듈은, 외부로부터 제1 유체를 공급받고, 상기 잔존된 해수의 재증발에 따른 증발열을 이용하여 상기 제1 유체가 냉각된 제2 유체를 생산하는 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the concentration module may include receiving a first fluid from the outside, and producing a second fluid in which the first fluid is cooled by using evaporation heat according to re-evaporation of the remaining seawater. there is.
일 실시 예에 따르면, 상기 농축 모듈은, 상기 증발 모듈에서 생성된 상기 제2 증기를 전달받고, 상기 제2 증기를 이용하여 상기 잔존된 해수를 증발시켜 제3 증기를 생성하고, 상기 제3 증기는 상기 흡탈착 모듈의 상기 흡·탈착기로 전달될 수 있다.According to an embodiment, the concentration module receives the second vapor generated by the evaporation module, and generates a third vapor by evaporating the remaining seawater using the second vapor, and the third vapor may be transferred to the adsorption/desorption unit of the adsorption/desorption module.
일 실시 예에 따르면, 상기 흡·탈착기는 상기 제2 증기를 흡착제를 통하여 흡착시킨 후, 흡착제에 흡착된 상기 제2 증기를 탈착시키고, 상기 탈착된 제2 증기는 상기 응축기로 제공되고, 상기 흡·탈착기는 냉각수 또는 가열수가 이동하는 냉온 유로를 포함하되, 상기 제2 증기를 흡착하는 경우, 상기 냉온 유로를 통하여 냉각수가 이동되어 상기 흡착제의 온도를 감소시키고, 상기 제2 증기를 탈착하는 경우, 상기 냉온 유로를 통하여 가열수가 이동되어 상기 흡착제의 온도를 증가시킬 수 있다.According to an embodiment, the adsorption/desorption unit adsorbs the second vapor through the adsorbent, then desorbs the second vapor adsorbed to the adsorbent, and the desorbed second vapor is provided to the condenser, and the absorption The desorber includes a hot/cold flow path through which cooling water or heated water moves, and when adsorbing the second vapor, cooling water moves through the cold/hot flow path to decrease the temperature of the adsorbent, and when desorbing the second vapor, The heated water may be moved through the cold/hot flow path to increase the temperature of the adsorbent.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 해수-담수화 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present invention provides a seawater - desalination method.
일 실시 예에 따르면, 상기 해수-담수화 방법은 해수 및 열원 사이의 온도차이를 이용하여, 해수를 증발시켜 제1 증기를 생성하는 제1 증기 생성 단계, 상기 제1 증기를 제공받아, 상기 제1 증기 및 해수 사이의 온도차이를 이용하여, 해수를 증발시켜 제2 증기를 생성하는 제2 증기 생성 단계, 상기 제2 증기를 제공받아, 흡착제를 통하여 상기 제2 증기를 흡착시키는 증기 흡착 단계, 상기 제2 증기가 흡착된 상기 흡착제로부터, 상기 제2 증기를 탈착시키는 증기 탈착 단계, 및 탈착된 상기 제2 증기를 제공받아 응축시켜, 담수(fresh water)를 생성하는 담수 생성 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the seawater-desalination method uses a temperature difference between seawater and a heat source to generate a first steam by evaporating seawater to generate a first steam, receiving the first steam, the first A second steam generating step of generating a second steam by evaporating seawater by using a temperature difference between steam and seawater, a steam adsorption step of receiving the second steam and adsorbing the second steam through an adsorbent, the above It may include a vapor desorption step of desorbing the second vapor from the adsorbent on which the second vapor is adsorbed, and a fresh water generation step of receiving and condensing the desorbed second vapor to generate fresh water. .
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 증기 생성 단계는, 열원이 이동되는 제1 열원 유로 내로 열원을 공급하는 단계, 및 상기 제1 열원 유로 상에 해수를 분사하는 단계를 포함하고, 상기 제2 증기 생성 단계는, 상기 제1 증기가 이동되는 제2 열원 유로 내로 상기 제1 증기를 공급하는 단계, 및 상기 제2 열원 유로 상에 해수를 분사하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the generating of the first steam includes supplying a heat source into a first heat source flow path through which the heat source is moved, and spraying seawater onto the first heat source flow path, and the second steam The generating step may include supplying the first steam into a second heat source flow path through which the first steam moves, and spraying seawater onto the second heat source flow path.
일 실시 예에 따르면, 상기 해수-담수화 방법은 상기 제2 증기 생성 단계 이후 상기 증기 흡착 단계 이전, 상기 제2 증기를 상기 제1 열원 유로 내로 공급하는 증기 순환 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the seawater-desalination method may further include a steam circulation step of supplying the second steam into the first heat source flow path after the second steam generating step and before the steam adsorption step.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 증기 생성 단계는, 상기 제1 증기가 생성되고 남은 해수를 수집하는 제1 해수 수집 단계를 더 포함하고, 상기 제2 증기 생성 단계는, 상기 제2 증기가 생성되고 남은 해수를 수집하는 제2 해수 수집 단계를 더 포함하되, 상기 제1 및 제2 해수 수집 단계로부터 수집된 해수는 상기 제1 증기 생성 단계에서, 상기 제1 증기 생성을 위해 재사용되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first steam generating step further includes a first seawater collecting step of collecting seawater remaining after the first steam is generated, and the second steam generating step is that the second steam is generated Further comprising a second seawater collection step of collecting the remaining seawater, wherein the seawater collected from the first and second seawater collection steps is reused for the first steam generation in the first steam generation step can
일 실시 예에 따르면, 상기 증기 흡착 단계는, 냉각수 또는 가열수가 이동하는 냉온 유로 내로 냉각수를 공급하여, 흡착제 및 상기 제2 증기의 흡착 반응을 통하여 상승된 온도를 감소시키는 것을 포함할 수 있고, 상기 증기 탈착 단계는, 냉각수 또는 가열수가 이동하는 냉온 유로 내로 가열수를 공급하여, 상기 냉온 유로 주위의 상기 제2 증기가 흡착된 상기 흡착제의 온도를 증가시키고, 온도가 증가된 상기 제2 증기가 흡착된 상기 흡착제로부터 상기 제2 증기를 탈착하는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the vapor adsorption step may include supplying cooling water into a cold/hot flow path through which cooling water or heated water moves, and reducing the elevated temperature through an adsorption reaction between an adsorbent and the second vapor, In the vapor desorption step, the temperature of the adsorbent to which the second vapor is adsorbed is increased by supplying the heated water into the cold/hot flow passage through which the cooling water or the heated water moves, and the second vapor with the increased temperature is adsorbed. It may include desorbing the second vapor from the adsorbent.
일 실시 예에 따르면, 상기 하이브리드 해수-담수화 방법은, 상기 제1 증기 생성 단계 및 상기 제2 증기 생성 단계에서 해수가 증발된 후 잔존된 해수를 공급받고, 상기 증기 흡착 단계에서 상기 흡착제의 증기 흡착력을 상기 잔존된 해수를 재증발시켜 농축 해수를 생산하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, in the hybrid seawater-desalination method, the seawater remaining after seawater is evaporated in the first steam generating step and the second steam generating step is supplied, and the vapor adsorption power of the adsorbent in the vapor adsorption step may further include the step of re-evaporating the remaining seawater to produce concentrated seawater.
본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치는 해수(seawater)를 증발시켜 해수로부터 제1 증기를 생성하는 제1 증기 생성기, 상기 제1 증기 생성기로부터 상기 제1 증기를 제공받아, 상기 제1 증기를 열원으로 사용하여 해수(SW)를 증발시켜 제2 증기를 생성하는 제2 증기 생성기, 및 상기 제2 증기 생성기로부터 상기 제2 증기를 제공받아, 상기 제2 증기를 열원으로 사용하여 해수(SW)를 증발시켜 제3 증기를 생성하는 제3 증기 생성기를 포함하는 증발 모듈, 및 상기 제3 증기 생성기로부터 상기 제3 증기를 제공받아, 상기 제3 증기를 흡착 또는 탈착시키는 제1 및 제2 흡탈착기, 및 상기 제1 및 제2 흡탈착기에서 탈착된 상기 제3 증기를 응축시켜 고순수 담수(fresh water)를 생성하는 응축기를 포함하는 상기 흡탈착 모듈을 포함할 수 있다. 이에 따라, 적은 에너지의 사용으로 고순수 담수를 생성할 수 있을 뿐만 아니라, 고순수 담수 생산량이 향상된 해수-담수화 장치가 제공될 수 있다. Seawater according to an embodiment of the present invention - The desalination device receives the first steam from the first steam generator and the first steam generator for evaporating seawater to generate a first steam from seawater, the first steam A second steam generator generating a second steam by evaporating seawater (SW) using as a heat source, and receiving the second steam from the second steam generator, using the second steam as a heat source to generate seawater (SW) ) by evaporating an evaporation module including a third steam generator generating a third steam, and first and second absorption for adsorbing or desorbing the third steam by receiving the third steam from the third steam generator It may include a desorber, and the adsorption/desorption module including a condenser for condensing the third vapor desorbed in the first and second adsorption and desorption units to generate high-pure water (fresh water). Accordingly, it is possible to not only produce high-purity fresh water by using a small amount of energy, but also to provide a seawater-desalination device with improved high-purity fresh water production.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 증발 모듈 및 농축 모듈을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 증발 모듈을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 제1 증기 생성기의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 증발 모듈 및 농축 모듈을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치가 포함하는 흡탈착 모듈을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치가 포함하는 흡탈착 모듈에서, 제1 및 제2 흡탈착기의 상반된 동작 과정을 나타내는 도면들이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 방법을 설명하는 순서도이다.
도 13은 본 발명의 제1 변형 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제1 변형 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 해수 공급 모듈을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 변형 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제2 변형 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 해수 공급 모듈을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a hybrid seawater-desalination device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a diagram specifically illustrating an evaporation module and a concentration module included in the hybrid seawater-desalination device according to the first embodiment of the present invention.
3 is a diagram specifically illustrating an evaporation module included in the hybrid seawater-desalination device according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining an operation method of the first steam generator included in the hybrid seawater-desalination device according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a hybrid seawater-desalination device according to a second embodiment of the present invention.
6 is a diagram specifically illustrating an evaporation module and a concentration module included in the hybrid seawater-desalination device according to the second embodiment of the present invention.
7 is a view showing in detail the adsorption/desorption module included in the seawater-desalination device according to an embodiment of the present invention.
8 to 10 are views showing the opposite operation process of the first and second adsorption/desorption unit in the adsorption/desorption module included in the seawater-desalination device according to an embodiment of the present invention.
11 and 12 are flow charts illustrating a seawater-desalination method according to an embodiment of the present invention.
13 is a view showing a hybrid seawater-desalination device according to a first modified example of the present invention.
14 is a diagram illustrating a seawater supply module included in a hybrid seawater-desalination device according to a first modified example of the present invention.
15 is a view showing a hybrid seawater-desalination device according to a second modified example of the present invention.
16 is a diagram illustrating a seawater supply module included in a hybrid seawater-desalination device according to a second modified example of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof. In addition, in the present specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the elements listed before and after.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, element, or a combination thereof described in the specification is present, and one or more other features, numbers, steps, configuration It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. Also, in the present specification, the term “connection” is used to include both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting a plurality of components.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a hybrid seawater-desalination device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치는 증발 모듈(100), 농축 모듈(170), 및 흡탈착 모듈(200)을 포함할 수 있다. 상기 증발 모듈(100)은 해수(seawater, SW)를 증발시켜 증기를 생성할 수 있다. 상기 농축 모듈(170)은 상기 증발 모듈(100)에서 증발된 후 잔존된 해수를 재증발 시켜 농축 해수를 생산할 수 있다. 상기 흡탈착 모듈(200)은 상기 증발 모듈(100) 및/또는 상기 농축 모듈(170)로부터 증기 제공받고, 흡착제를 통하여 흡착 및 탈착을 진행한 후, 탈착된 증기를 응축시켜 담수(fresh water)를 생성할 수 있다. 이하, 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명된다. Referring to FIG. 1 , the hybrid seawater-desalination device according to an embodiment of the present invention may include an
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 증발 모듈 및 농축 모듈을 구체적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 제1 증기 생성기의 동작 방법을 설명하는 도면이다. 증발 모듈의 동작 방법을 설명함에 있어, 도 4에서 제1 증기 생성기가 일 예로 설명되지만, 제2 및 제3 증기 생성기의 동작 방법 역시 제1 증기 생성기와 같을 수 있다. 2 and 3 are diagrams specifically illustrating an evaporation module and a concentration module included in the hybrid seawater-desalination device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a hybrid seawater-desalination device according to an embodiment of the present invention. It is a view for explaining the operation method of the first steam generator. In describing the operation method of the evaporation module, although the first steam generator is described as an example in FIG. 4 , the operation method of the second and third steam generators may also be the same as the first steam generator.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 증발 모듈(100)은 제1 증기 생성기(110), 제2 증기 생성기(120), 제3 증기 생성기(130)를 포함할 수 있고, 상기 증발 모듈(100) 및 상기 농축 모듈(170) 연결된 열압축기(140), 담수 저장탱크(150), 및 제1 순환 펌프(160)가 제공될 수 있다. 이하, 각 구성에 대해 설명된다. 2 to 4 , the
또한, 상기 증발 모듈(100)이 상기 제1 내지 제3 증기 생성기(110, 120, 130)를 포함하는 것으로 설명되지만, 상기 증발 모듈(100)이 포함하는 증기 생성기의 수는 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 증발 모듈(100)은 제1 및 제2 증기 생성기(110, 120)를 포함하여 구성될 수 있다. In addition, although the
상기 제1 증기 생성기(110)는 제1 열원 유로(111), 제1 해수 분사 유로(112), 제1 증기 수집 유로(113), 제1 해수 수집 유로(114), 및 제1 담수 저장탱크(115)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 증기 생성기(110)는 복수의 상기 제1 열원 유로(111)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 증기 생성기(110)에는 4개의 제1 열원 유로(110)가 배치될 수 있다. 상기 제1 열원 유로(111)의 개수는 제한되지 않는다. The
상기 제1 열원 유로(111)에는 외부로부터 열원(Heat source, HS)이 유입될 수 있다. 상기 제1 열원 유로(111)는 상기 제1 증기 생성기(110) 내부에서 상기 열원이 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 열원(HS)은 고온의 담수(fresh water)일 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 열원(HS)은 고온의 증기(vapor)일 수 있다. A heat source (HS) may be introduced into the first heat
상기 제1 해수 분사 유로(112)에는 해수(SW)가 유입될 수 있다. 상기 제1 해수 분사 유로(112)는 상기 제1 증기 생성기(110) 내부로 유입된 해수(SW)가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제1 해수 분사 유로(112)는 내부에 유입된 해수(SW)를 상기 제1 열원 유로(111)를 향하여 분사할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 열원 유로(111)를 향하여 분사된 해수(SW)는, 상대적으로 고온의 상기 제1 열원 유로(111) 내의 상기 열원(HS)과 열 교환하여 증발될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 열원 유로(111) 주위에는 해수(SW)가 증발된 제1 증기(vapor, VP1)가 생성될 수 있다. Seawater SW may be introduced into the first
상기 제1 증기 수집 유로(113)는 상기 제1 증기(VP1)를 수집하고, 수집된 상기 제1 증기가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제1 증기 수집 유로(113)는 수집된 상기 제1 증기(VP1)를 상기 제2 증기 생성기(120)로 제공할 수 있다. The first
상기 제1 해수 수집 유로(114)는 상기 제1 해수 분사 유로(112)로부터 분사된 해수(SW)가 증발되고 남은 해수(SW)를 수집할 수 있다. 또한, 상기 제1 해수 수집 유로(114)는 증발되고 남은 해수(SW)가 상기 제1 증기 생성기(110) 내에서 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제1 해수 수집 유로(114)는 증발되고 남은 해수(SW)를 상기 제2 증기 생성기(120)로 제공할 수 있다.The first
상기 제1 담수 저장탱크(115)는 상기 제1 열원 유로(111)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1 담수 저장탱크(115)는 상기 열원(HS)이 해수(SW)와의 열교환을 통하여 응축된 제1 담수(FW1)를 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 열원(HS)이 고온의 담수인 경우, 상기 제1 담수(FW1)는 고온의 담수의 온도가 감소된 것일 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 열원(HS)이 고온의 증기인 경우, 상기 제1 담수(FW1)는 고온의 증기의 온도가 비등점 이하로 감소됨에 따라 응축된 것일 수 있다. 또한, 상기 제1 담수 저장탱크(115)는 상기 제1 담수(FW1)를 상기 제2 증기 생성기(120)로 제공할 수 있다. The first fresh
상기 제1 증기 생성기(110)는 제1-1 증기 생성기 유입구(110a), 제1-2 증기 생성기 유입구(110b), 제1-1 증기 생성기 유출구(110c), 제1-2 증기 생성기 유출구(110d), 및 제1-3 증기 생성기 유출구(110e)를 포함할 수 있다. The
상기 제1-1 증기 생성기 유입구(110a)는 상기 제1 해수 분사 유로(112)에 배치될 수 있다. 상기 제1-1 증기 생성기 유입구(110a)에는 제1 해수 라인(11)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 제공된 해수(SW)가 상기 제1 해수 라인(11)을 통해 상기 제1 해수 분사 유로(112) 내부로 유입될 수 있다. The 1-1
상기 제1-2 증기 생성기 유입구(110b)는 상기 제1 열원 유로(111)에 배치될 수 있다. 상기 제1-2 증기 생성기 유입구(110b)에는 제2 열원 라인(22)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 제공된 열원(HS)이 상기 제2 열원 라인(22)을 통해 상기 제1 열원 유로(111) 내부로 유입될 수 있다.The 1-2
상기 제1-1 증기 생성기 유출구(110c)는 상기 제1 증기 수집 유로(113)에 배치될 수 있다. 상기 제1-1 증기 생성기 유출구(110c)에는 제3 열원 라인(23)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 증기 수집 유로(113)로부터 배출된 상기 제1 증기(VP1)는 상기 제3 열원 라인(23)을 통해 상기 제2 증기 생성기(120)로 제공될 수 있다. The 1-1
상기 제1-2 증기 생성기 유출구(110d)는 상기 제1 해수 수집 유로(114)에 배치될 수 있다. 상기 제1-2 증기 생성기 유출구(110d)에는 제2 해수 라인(12)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 해수 수집 유로(114)로부터 배출된 해수(SW)는 상기 제2 해수 라인(12)을 통해 상기 제2 증기 생성기(120)로 제공될 수 있다. The 1-2
상기 제1-3 증기 생성기 유출구(110e)는 상기 제1 증기 생성기(110)의 일 측에 배치되어, 제1 담수 라인(31)을 통해 상기 제1 담수 저장탱크(115)와 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 담수 저장탱크(115)로부터 배출된 제1 담수(FW1)는 상기 제1 담수 라인(31)을 통해 상기 제2 증기 생성기(120)로 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 담수 저장탱크(115)로부터 배출된 제1 담수(FW1)는 상기 제1 담수 라인(31)을 통해 후술되는 제2 담수 저장탱크(125)로 제공될 수 있다. The 1-3
상기 제2 증기 생성기(120)는 제2 열원 유로(121), 제2 해수 분사 유로(122), 제2 증기 수집 유로(123), 제2 해수 수집 유로(124), 및 제2 담수 저장탱크(125)를 포함할 수 있다.The
상기 제2 열원 유로(121)에는 상기 제1 증기 수집 유로(113)로부터 제공된 상기 제1 증기(VP1)가 유입될 수 있다. 상기 제2 열원 유로(121)는 상기 제2 증기 생성기(120) 내부에서 상기 제1 증기(VP1)가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. The first vapor VP 1 provided from the first
상기 제2 해수 분사 유로(122)에는 해수(SW)가 유입될 수 있다. 상기 제2 해수 분사 유로(122)는 상기 제2 증기 생성기(120) 내부로 유입된 해수(SW)가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제2 해수 분사 유로(122)는 내부에 유입된 해수(SW)를 상기 제2 열원 유로(121)를 향하여 분사할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 열원 유로(121)를 향하여 분사된 해수(SW)는, 상대적으로 고온의 상기 제2 열원 유로(121) 내의 상기 제1 증기(VP1)과 열 교환하여 증발될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 열원 유로(121) 주위에는 해수(SW)가 증발된 제2 증기(VP2)가 생성될 수 있다. Seawater SW may be introduced into the second
상기 제2 증기 수집 유로(123)는 상기 제2 증기(VP2)를 수집하고, 수집된 상기 제2 증기(VP2)가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제2 증기 수집 유로(123)는 수집된 상기 제2 증기(VP2)를 상기 제3 증기 생성기(130)로 제공할 수 있다. The second
상기 제2 해수 수집 유로(124)는 상기 제2 해수 분사 유로(122)로부터 분사된 해수(SW)가 증발되고 남은 해수(SW)를 수집할 수 있다. 또한, 상기 제2 해수 수집 유로(124)는 증발되고 남은 해수(SW)가 상기 제2 증기 생성기(120) 내에서 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제2 해수 수집 유로(124)는 증발되고 남은 해수(SW)를 상기 제3 증기 생성기(130)로 제공할 수 있다.The second
상기 제2 담수 저장탱크(125)는 상기 제2 열원 유로(121)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 담수 저장탱크(125)는 상기 제1 증기(VP1)가 해수(SW)와의 열교환을 통하여 응축된 제2 담수(FW2)를 저장할 수 있다. 또한, 상기 제2 담수 저장탱크(125)는 상기 제2 담수(FW2)를 상기 제3 증기 생성기(130)로 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 담수 저장탱크(125)에는 상술된 바와 같이 상기 제1 담수 저장탱크(115)로부터 상기 제1 담수(FW1)가 제공됨에 따라, 상기 제2 담수(FW2)는 상기 제1 담수(FW1)를 포함할 수 있다. The second fresh
상기 제2 증기 생성기(120)는 제2-1 증기 생성기 유입구(120a), 제2-2 증기 생성기 유입구(120b), 제2-3 증기 생성기 유입구(120d), 제2-4 증기 생성기 유입구(120f), 제2-1 증기 생성기 유출구(120c), 제2-2 증기 생성기 유출구(120e), 및 제2-3 증기 생성기 유출구(120g)를 포함할 수 있다.The
상기 제2-1 증기 생성기 유입구(120a)는 상기 제2 해수 분사 유로(122)에 배치될 수 있다. 상기 제2-1 증기 생성기 유입구(120a)에는 제1 해수 라인(11)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 제공된 해수(SW)가 상기 제1 해수 라인(11)을 통해 상기 제2 해수 분사 유로(122) 내부로 유입될 수 있다. The 2-1
상기 제2-2 증기 생성기 유입구(120b)는 상기 제2 열원 유로(121)에 배치될 수 있다. 상기 제2-2 증기 생성기 유입구(120b)에는 제3열원 라인(23)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 증기 수집 라인(113)으로부터 제공된 상기 제1 증기(VP1)이 상기 제3 열원 라인(23)을 통해 상기 제2 열원 유로(121) 내부로 유입될 수 있다. The 2-2
상기 제2-3 증기 생성기 유입구(120d)는 상기 제2 해수 수집 유로(124)에 배치될 수 있다. 상기 제2-3 증기 생성기 유입구(120d)에는 상기 제2 해수 라인(12)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 해수 수집 유로(114)로부터 배출된 해수(SW)는 상기 제2 해수 라인(12)을 통해 상기 제2 해수 수집 유로(124)로 제공될 수 있다.The 2-3
상기 제2-4 증기 생성기 유입구(120f)는 상기 제2 증기 생성기(120)의 일 측에 배치되어, 상기 제1 담수 라인(31)을 통해 상기 제2 담수 저장탱크(125)와 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 담수 저장탱크(115)로부터 배출된 상기 제1 담수(FW1)가 상기 제1 담수 라인(31)을 통해 상기 제2 담수 저장탱크(125)로 제공될 수 있다. The 2-4
상기 제2-1 증기 생성기 유출구(120c)는 상기 제2 증기 수집 유로(123)에 배치될 수 있다. 상기 제2-1 증기 생성기 유출구(120c)에는 제4 열원 라인(24)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 증기 수집 유로(123)로부터 배출된 상기 제2 증기(VP2)는 상기 제4 열원 라인(24)을 통해 상기 제3 증기 생성기(130)로 제공될 수 있다. The 2-1
상기 제2-2 증기 생성기 유출구(120e)는 상기 제2 해수 수집 유로(124)에 배치될 수 있다. 상기 제2-2 증기 생성기 유출구(120e)에는 제3 해수 라인(13)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 해수 수집 유로(124)로부터 배출된 해수(SW)는 상기 제2 해수 라인(12)을 통해 상기 제3 증기 생성기(130)로 제공될 수 있다. The 2-2
상기 제2-3 증기 생성기 유출구(120g)는 상기 제2 증기 생성기(120)의 일 측에 배치되어, 제2 담수 라인(32)을 통해 상기 제2 담수 저장탱크(125)와 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 담수 저장탱크(125)로부터 배출된 상기 제2 담수(FW2)가 상기 제2 담수 라인(32)을 통해 상기 제3 증기 생성기(130)로 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 담수 저장탱크(125)로부터 배출된 제2 담수(FW2)는 상기 제2 담수 라인(32)을 통해 후술되는 제3 담수 저장탱크(135)로 제공될 수 있다.The 2-3
상기 제3 증기 생성기(130)는 제3 열원 유로(131), 제3 해수 분사 유로(132), 제3 증기 수집 유로(133), 제3 해수 수집 유로(134), 및 제3 담수 저장탱크(135)를 포함할 수 있다. The
상기 제3 열원 유로(131)에는 상기 제2 증기 수집 유로(123)로부터 제공된 상기 제2 증기(VP2)가 유입될 수 있다. 상기 제3 열원 유로(131)는 상기 제3 증기 생성기(130) 내부에서 상기 제2 증기(VP2)가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. The second vapor VP 2 provided from the second
상기 제3 해수 분사 유로(132)에는 해수(SW)가 유입될 수 있다. 상기 제3 해수 분사 유로(132)는 상기 제3 증기 생성기(130) 내부로 유입된 해수(SW)가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제3 해수 분사 유로(132)는 내부에 유입된 해수(SW)를 상기 제3 열원 유로(131)를 향하여 분사할 수 있다. 이 경우, 상기 제3 열원 유로(131)를 향하여 분사된 해수(SW)는, 상대적으로 고온의 상기 제3 열원 유로(131) 내의 상기 제2 증기(VP2)와 열 교환하여 증발될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 열원 유로(131) 주위에는 해수(SW)가 증발된 제3 증기(VP3)가 생성될 수 있다. Seawater SW may be introduced into the third
상기 제3 증기 수집 유로(133)는 상기 제3 증기(VP3)를 수집하고, 수집된 상기 제3 증기(VP3)가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제3 증기 수집 유로(133)는 수집된 상기 제3 증기(VP3)를 후술되는 열압축기(140), 제1 흡탈착기(210), 및 제2 흡탈착기(220)로 제공될 수 있다. It said third vapor
상기 제3 해수 수집 유로(134)는 상기 제3 해수 분사 유로(132)로부터 분사된 해수(SW)가 증발되고 남은 해수(SW)를 수집할 수 있다. 또한, 상기 제3 해수 수집 유로(134)는 증발되고 남은 해수(SW)가 상기 제3 증기 생성기(130) 내에서 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제3 해수 수집 유로(134)는 증발되고 남은 해수(SW)를 후술되는 제1 순환 펌프(160)로 제공할 수 있다. The third
상기 제3 담수 저장탱크(135)는 상기 제3 열원 유로(131)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 제3 담수 저장탱크(135)는 상기 제2 증기(VP2)가 해수(SW)와의 열교환을 통하여 응축된 제3 담수(FW3)를 저장할 수 있다. 또한, 상기 제3 담수 저장탱크(135)는 상기 제3 담수(FW3)를 상기 담수 저장탱크(150)로 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 담수 저장탱크(135)에는 상술된 바와 같이 상기 제2 담수 저장탱크(125)로부터 상기 제2 담수(FW2)가 제공됨에 따라, 상기 제3 담수(FW3)는 상기 제1 담수(FW1) 및 제2 담수(FW2)를 포함할 수 있다.The third fresh
상기 제3 증기 생성기(130)는 제3-1 증기 생성기 유입구(130a), 제3-2 증기 생성기 유입구(130b), 제3-3 증기 생성기 유입구(130d), 제3-4 증기 생성기 유입구(130f), 제3-1 증기 생성기 유출구(130c), 제3-2 증기 생성기 유출구(130e), 및 제3-3 증기 생성기 유출구(130g)를 포함할 수 있다.The
상기 제3-1 증기 생성기 유입구(130a)는 상기 제3 해수 분사 유로(132)에 배치될 수 있다. 상기 제3-1 증기 생성기 유입구(130a)에는 제1 해수 라인(11)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 제공된 해수(SW)가 상기 제1 해수 라인(11)을 통해 상기 제3 해수 분사 유로(132) 내부로 유입될 수 있다. The 3-1
상기 제3-2 증기 생성기 유입구(130b)는 상기 제3 열원 유로(131)에 배치될 수 있다. 상기 제3-2 증기 생성기 유입구(130b)에는 제4열원 라인(24)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 증기 수집 라인(123)으로부터 제공된 상기 제2 증기(VP2)이 상기 제4 열원 라인(24)을 통해 상기 제3 열원 유로(131) 내부로 유입될 수 있다. The 3-2
상기 제3-3 증기 생성기 유입구(130d)는 상기 제3 해수 수집 유로(134)의 일 측에 배치될 수 있다. 상기 제3-3 증기 생성기 유입구(130d)에는 상기 제3 해수 라인(13)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 해수 수집 유로(124)로부터 배출된 해수(SW)는 상기 제3 해수 라인(13)을 통해 상기 제3 해수 수집 유로(134)로 제공될 수 있다.The third-third
상기 제3-4 증기 생성기 유입구(130f)는 상기 제3 증기 생성기(130)의 일 측에 배치되어, 상기 제2 담수 라인(32)을 통해 상기 제3 담수 저장탱크(135)와 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 담수 저장탱크(125)로부터 배출된 상기 제2 담수(FW2)가 상기 제2 담수 라인(32)을 통해 상기 제3 담수 저장탱크(135)로 제공될 수 있다. The 3-4 steam generator inlet 130f may be disposed on one side of the
상기 제3-1 증기 생성기 유출구(130c)는 상기 제3 증기 수집 유로(133)에 배치될 수 있다. 상기 제3-1 증기 생성기 유출구(130c)에는 제5 열원 라인(25)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 증기 수집 유로(133)로부터 배출된 상기 제3 증기(VP3)는 상기 제5 열원 라인(25)을 통해 후술되는 열압축기(140), 제1 흡탈착기(210), 및 제2 흡탈착기(220)로 제공될 수 있다.The 3-1
상기 제3-2 증기 생성기 유출구(130e)는 상기 제3 해수 수집 유로(134)의 타 측에 배치될 수 있다. 상기 제3-2 증기 생성기 유출구(130e)에는 제4 해수 라인(14)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 해수 수집 유로(134)로부터 배출된 해수(SW)는 상기 제4 해수 라인(14)을 통해 상기 후술되는 제1 순환 펌프(160)로 제공될 수 있다. The 3-2
상기 제3-3 증기 생성기 유출구(130g)는 상기 제3 증기 생성기(130)의 일 측에 배치되어, 제3 담수 라인(33)을 통해 상기 제3 담수 저장탱크(135)와 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 담수 저장탱크(135)로부터 배출된 상기 제3 담수(FW3)가 상기 제3 담수 라인(33)을 통해 상기 담수 저장탱크(150)로 제공될 수 있다. The third-third
상기 농축 모듈(170)은, 제4 열원 유로(171a, 171b), 제4 해수 분사 유로(172), 제4 증기 수집 유로(173), 제4 해수 수집 유로(174), 및 제4 저장 탱크(175)를 포함할 수 있다. The
상기 제4 열원 유로(171a, 172b)는 제1 그룹 유로(171a) 및 제2 그룹 유로(171b)로 구분될 수 있다. 유체 공급부(182)로부터 상기 제1 그룹 유로(171a)로 제1 유체가 공급되고, 후술되는 바와 같이, 잔존된 해수(SW)의 증발에 따른 증발열로 인해 상기 제1 유체가 냉각된 제2 유체가 상기 제4 저장 탱크(175) 및 상기 제2 그룹 유로(171b)를 경유하여, 상기 유체 수집부(184)로 전달될 수 있다. The fourth heat
상기 제4 해수 라인(14)을 통해 배출된 해수(SW)는 상기 제1 순환 펌프(160)로 제공된 후, 제5 해수 라인(15)을 통해 제2 순환 펌프(176)로 제공되고, 상기 제2 순환 펌프(176)에서 제6 해수 라인(16)을 경유하여, 상기 제4 해수 분사 유로(172)로 공급될 수 있다. 다시 말하면, 상기 증발 모듈(100)에서 해수(SW)가 증발되고 잔존된 해수(SW)가, 상기 제1 순환 펌프(160), 상기 제5 해수 라인(15), 상기 제2 순환 펌프(176), 및 상기 제6 해수 라인(16)을 경유하여 상기 제4 해수 분사 유로(172)로 제공될 수 있다. The seawater SW discharged through the
상기 제4 해수 분사 유로(172)는, 상기 잔존된 해수(SW)가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제4 해수 분사 유로(172)는 내부에 유입된 상기 잔존된 해수(SW)를 상기 제4 열원 유로(171a, 171b)를 향하여 분사할 수 있다. 이 경우, 상기 제4 열원 유로(171a, 171b)로 분사된 상기 잔존된 해수(SW)는, 후술되는 흡 탈착기의 흡착 동작에 의한 증기 흡착력으로 재증발될 수 있다. 이에 따라, 상기 제4 열원 유로(171a, 171b) 주위에는 상기 잔존된 해수(SW)가 재증발된 증기가 생성될 수 있다. The fourth
상술된 바와 같이, 상기 흡탈착기의 흡착 동작에 의한 증기 흡착력으로 인해, 상기 제4 해수 분사 유로(172)에서 분사된 상기 잔존된 해수(SW)가 재증발되는 경우, 상기 잔존된 해수의 재증발에 따른 증발열(heat of evaporation)에 의해, 상기 제1 그룹 유로(171a)로 유입된 상기 제1 유체가 냉각되어, 상기 제2 유체 생성되고, 상기 제4 저장 탱크(175) 및 상기 제2 그룹 유로(171b)를 경유하여 상기 제2 유체가 상기 유체 수집부(184)로 전달될 수 있다. 예를 들어, 냉각되어 상대적으로 저온을 갖는 상기 제2 유체는, 냉방에 활용될 수 있다. As described above, when the remaining seawater (SW) injected from the fourth seawater
상기 제4 증기 수집 유로(173)는 상기 잔존된 해수(SW)가 재증발되어 생성된 증기가 이동되는 경로를 제공하여, 상기 잔존된 해수(SW)가 재증발되어 생성된 증기를 상기 제5 열원 라인(25)을 경유하여 상기 흡탈착 모듈(200) 및 상기 열 압축기(140)로 전달할 수 있다. The fourth steam
상기 제4 해수 수집 유로(174)는 증발 후 재잔존된 해수(SW)를 수집할 수 있고, 상기 제4 해수 수집 유로(174)에 수집된 해수(SW)는 제7 해수 라인(17)을 경유하여, 상기 제2 순환 펌프(176)로 제공되어, 상기 농축 모듈(170)로 다시 유입될 수 있다. 이에 따라, 상기 잔존된 해수(SW)는 상기 농축 모듈(170)에 순환 공급되고, 순환 공급에 의해 상기 농축 모듈(170)에서 생성된 상기 농축 해수가 기준 농도 이상 증가하는 경우, 상기 농축 해수는 상기 제8 해수 라인(18)을 통해 외부로 배출될 수 있다. The fourth seawater
상기 열압축기(140)는 상술된 바와 같이, 상기 제3 증기 생성기(130)로부터 생성된 상기 제3 증기(VP3) 및 상기 농축 모듈(170)에서 상기 잔존된 해수(SW)가 증발된 증기를 제공받을 수 있다. 또한, 상기 제3 증기 생성기(130)는 상기 제1 증기 생성기(110)로 공급되기 위한 외부 열원(HS)을 제공받을 수 있다. 상기 열압축기(140)는 상기 제3 증기(VP3) 및 외부 열원(HS)을 혼합한 후, 혼합된 열원(HS)을 상기 제1 증기 생성기(110)로 공급할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 열압축기(140)는 제1 열원 라인(21)과 연결되어, 상기 제1 열원 라인(21)을 통하여 외부 열원(HS)을 제공받을 수 있다. 또한, 상기 열압축기(140)는 상기 제5 열원 라인(25)을 통하여 상기 제3 증기(VP3) 및 상기 잔존된 해수(SW)가 증발된 증기를 제공받을 수 있다. 또한, 상기 열압축기(140)는 상기 제2 열원 라인(22)을 통하여, 상기 혼합된 열원을 상기 제1 증기 생성기(110)로 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 실시 예에 따른 해수-담수화 장치는, 상기 증발 모듈(100)에서 최종적으로 생성되는 증기의 열을 재활용함으로써, 에너지 손실을 감소시킬 수 있다. The
상기 담수 저장 탱크(150)는 상술된 바와 같이, 상기 농축 모듈(170)이 포함하는 상기 제4 담수 저장 탱크(175)로부터 상기 제4 담수 라인(34)을 통하여, 상기 제3 담수(FW3)를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 담수 저장 탱크(150)는 상기 제1 내지 제3 증기 생성기(110, 120, 130) 각각으로부터 생성된 제1 내지 제3 담수(FW1, FW2, FW3)가 모두 저장될 수 있다. As described above, the fresh water storage tank 150 is connected to the third fresh water (FW 3 ) from the fourth fresh
상기 제1 순환 펌프(160)는 상기 제1 해수 라인(11)과 연결되어, 외부로부터 제공되는 해수(SW)가 상기 제1 해수 라인(11)을 통하여 상기 제1 내지 제3 증기 생성기(110, 120, 130)에 용이하게 공급할 수 있다. 또한, 상술된 바와 같이 상기 제3 증기 생성기(130)가 포함하는 상기 제3 해수 수집 라인(134)으로부터 유출된 잔존된 해수(SW)는 상기 제1 순환 펌프(160)로 제공될 수 있다. 상기 제1 순환 펌프(160)는 잔존된 해수(SW)와 외부 해수(SW)를 혼합한 후, 혼합된 해수(SW)를 상기 제1 내지 제3 증기 생성기(110, 120, 130)로 공급할 수 있다. 즉, 상기 실시 예에 따른 해수-담수화 장치는, 증기가 생성되고 남은 잔존된 해수(SW)를 재활용할 수 있다. The
상술된 본 발명의 제1 실시 예와 달리, 본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 냉방에 활용되는 상기 제2 유체의 생성 과정이 생략될 수 있다. Unlike the first embodiment of the present invention described above, according to the second embodiment of the present invention, the process of generating the second fluid used for cooling may be omitted.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치 및 그 동작 방법이 설명된다. Hereinafter, with reference to FIGS. 5 and 6 , a hybrid seawater-desalination device and an operating method thereof according to a second embodiment of the present invention will be described.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 증발 모듈 및 농축 모듈을 구체적으로 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a hybrid seawater-desalination device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a hybrid seawater-desalination device according to a second embodiment of the present invention. Specifically, an evaporation module and a concentration module included in the desalination device It is a drawing showing
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치와 동일한 구성 및 동작은 생략하고, 차이점을 위주로 설명된다. Hereinafter, the same configuration and operation as the hybrid seawater-desalination apparatus according to the first embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 4 will be omitted, and differences will be mainly described.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제3 증기 생성기(130)에서 생성된 상기 제3 증기(VP3)는 상기 제5 열원 라인(25)을 경유하여 상기 농축 모듈(170)의 상기 제4 열원 유로(171a, 171b)로 공급될 수 있다. 5 and 6 , the third steam (VP 3 ) generated by the
상기 증발 모듈(100)에서 해수(SW)가 증발되고 잔존된 해수(SW)가, 상기 제1 순환 펌프(160), 상기 제5 해수 라인(15), 상기 제2 순환 펌프(176), 및 상기 제6 해수 라인(16)을 경유하여 상기 제4 해수 분사 유로(172)로 제공될 수 있다. 상기 제4 해수 분사 유로(172)는 내부에 유입된 상기 잔존된 해수(SW)를 상기 제4 열원 유로(171a, 171b)를 향하여 분사할 수 있다. In the
상기 제4 열원 유로(171a, 171b)를 향하여 분사된 해수(SW)는, 상대적으로 고온의 상기 제4 열원 유로(171a, 171b) 내의 상기 제3증기(VP3)와 열 교환할 수 있고, 흡 탈착기의 흡착 동작에 의한 증기 흡착력으로 재증발될 수 있다. 이에 따라, 상기 제4 열원 유로(171a, 171b) 주위에는 상기 잔존된 해수(SW)가 재증발된 증기가 생성될 수 있다.The seawater SW sprayed toward the fourth heat
상기 제4 증기 수집 유로(173)는 상기 잔존된 해수(SW)가 재증발되어 생성된 증기가 이동되는 경로를 제공하여, 상기 잔존된 해수(SW)가 재증발되어 생성된 증기를 제6 열원 라인(26)을 경유하여 상기 흡탈착 모듈(200) 및 상기 열 압축기(140)로 전달할 수 있다. The fourth
상기 제4 담수 저장탱크(175)는 상기 제3 열원 유로(33)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 제4 담수 저장탱크(175)는 상기 제3 증기(VP3)가 해수(SW)와의 열교환을 통하여 응축된 제4 담수를 저장할 수 있다. 또한, 상기 제4 담수 저장탱크(175)는 상기 제4 담수를 상기 담수 저장탱크(150)로 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제4 담수 저장탱크(175)에는 상술된 바와 같이 상기 제3 담수 저장탱크(135)로부터 상기 제3 담수(FW3)가 제공됨에 따라, 상기 제4 담수는 상기 제1 담수(FW1) 내지 제3 담수(FW3)를 포함할 수 있다.The fourth fresh
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치가 포함하는 흡탈착 모듈을 구체적으로 나타내는 도면이다. 7 is a view showing in detail the adsorption/desorption module included in the seawater-desalination device according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 상기 흡탈착 모듈(200)은 제1 흡탈착기(210), 제2 흡탈착기(220), 응축기(230), 및 고순도 담수 저장 탱크(240)를 포함할 수 있다. 이하, 각 구성에 대해 설명된다. Referring to FIG. 7 , the adsorption/
상기 제1 흡탈착기(210)는 냉각수(CW) 또는 가열수(HW)가 이동하는 제1 냉온 유로(212), 및 흡착제(AD)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 흡탈착기(210)는 상기 제3 증기 생성기(130)로부터 생성된 상기 제3 증기(VP3) 및/또는 상기 농축 모듈(170)에서 생성된 상기 잔존된 해수(SW)가 증발된 증기(이하, 혼합 증기)를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 흡탈착기(210)는 상기 흡착제(AD)를 이용하여 상기 혼합 증기를 흡착(adsorption)한 후, 상기 흡착제(AD)에 흡착된 상기 혼합 증기를 탈착(desorption)할 수 있다. 상기 제1 흡탈착기(210)에서 탈착된 상기 혼합 증기는 상기 응축기(230)로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 흡착제(AD)는 수분흡착이 가능한 고체 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 흡착제(AD)는 활성탄, 규조토, 제올라이트, 실리카겔, 녹말, 벤토나이트, 알루미나 등이 사용될 수 있다. The first adsorption/
구체적으로, 상기 제1 흡탈착기(210) 내에서 상기 혼합 증기를 흡착하는 경우, 상기 제1 냉온 유로(212)에 냉각수(CW)를 공급하여, 상기 제1 냉온 유로(212) 주위의 상기 흡착제(AD)의 온도를 감소시킬 수 있다. 상기 흡착제(AD)가 상기 혼합 증기를 흡착하는 흡착 반응은 발열 반응으로, 상기 제1 흡탈착기(210) 내부의 온도를 증가시킬 수 있다. 상기 제1 흡탈착기(210) 내부의 온도 증가는 상기 흡착제(AD)의 흡착량을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 냉온 유로(212)에 냉각수(CW)를 공급함으로써, 상기 흡착제(AD)의 온도를 감소시켜 흡착량 감소를 방지여, 상기 혼합 증기를 용이하게 흡착할 수 있다. 반면, 상기 제1 흡탈착기(210) 내에서 상기 혼합 증기를 탈착하는 경우, 상기 제1 냉온 유로(212)에 가열수(HW)를 공급하여, 상기 제1 냉온 유로(212) 주위의 상기 흡착제(AD)의 온도를 증가시킬 수 있다. 상기 흡착제(AD)의 온도가 증가되는 경우, 상기 혼합 증기를 흡착한 상기 흡착제(AD)로부터 상기 혼합 증기가 탈착될 수 있다. Specifically, when the mixed vapor is adsorbed in the first adsorption/
상기 제1 흡탈착기(210)는 제1-1 흡탈착기 유입구(210a), 제1-2 흡탈착기 유입구(210c), 제1-1 흡탈착기 유출구(210b), 및 제1-2 흡탈착기 유출구(210d)를 포함할 수 있다.The first adsorption/
상기 제1-1 흡탈착기 유입구(210a)는 상기 제5 열원 라인(25)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 혼합 증기가 상기 제5 열원 라인(25)을 통해 이동된 후, 상기 제1-1 흡탈착기 유입구(210a)를 통해 상기 제1 흡탈착기(210) 내로 유입될 수 있다.The 1-1 adsorption/
상기 제1-2 흡탈착기 유입구(210c)는 제1 스위치 라인(61) 및 상기 제1 냉온 유로(212)와 연결될 수 있다. 즉, 상기 제1-2 흡탈착기 유입구(210c)는 상기 제1 스위치 라인(61) 및 상기 제1 냉온 유로(212)를 연통시킬 수 있다. 상기 제1 스위치 라인(61)은 냉각수(CW) 또는 가열수(HW)가 상기 제1 냉온 유로(212)로 제공되는 이동 경로를 제공할 수 있다. 이에 따라, 냉각수(CW) 또는 가열수(HW)가 상기 제1 스위치 라인(61)을 통해 상기 제1 흡탈착기(210) 내로 유입될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 스위치 라인(61)의 일 단은 두 갈래로 분기되며, 하나에는 냉각수 라인이 연결되고, 다른 하나에는 가열수 라인이 연결될 수 있다. The 1-2 adsorption/
상기 제1-1 흡탈착기 유출구(210b)는 제6 열원 라인(26)과 연결될 수 있다. 상기 제6 열원 라인(26)은 상기 제1 흡탈착기(210)에서 탈착된 상기 혼합 증기가 상기 응축기(230)로 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 흡탈착기(210)에서 탈착된 상기 혼합 증기는 상기 제1-1 흡탈착기 유출구(210b)를 통해 상기 제1 흡탈착기(210)로부터 배출된 후, 상기 제6 열원 라인(26)을 통해 상기 응축기(230)로 제공될 수 있다. The 1-1 adsorption/
상기 제1-2 흡탈착기 유출구(210d)는 제3 스위치 라인(63) 및 상기 제1 냉온 유로(212)와 연결될 수 있다. 즉, 상기 제1-2 흡탈착기 유출구(210d)는 상기 제3 스위치 라인(63) 및 상기 제1 냉온 유로(212)를 연통시킬 수 있다. 상기 제3 스위치 라인(63)은 상기 제1 냉온 유로(212)로부터 배출된 냉각수(CW) 또는 가열수(HW)가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 스위치 라인(63)의 일 단은 두 갈래로 분기되며, 하나에는 냉각수 라인이 연결되고, 다른 하나에는 가열수 라인이 연결될 수 있다. The 1-2 adsorption/
상기 제2 흡탈착기(220)는 냉각수(CW) 또는 가열수(HW)가 이동하는 제2 냉온 유로(214), 및 흡착제(AD)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 흡탈착기(220)는 상기 혼합 증기를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 흡탈착기(220)는 상기 흡착제(AD)를 이용하여 상기 혼합 증기를 흡착(adsorption)한 후, 상기 흡착제(AD)에 흡착된 상기 혼합 증기를 탈착(desorption)할 수 있다. 상기 제2 흡탈착기(220)에서 탈착된 상기 혼합 증기는 상기 응축기(230)로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 흡탈착기(220)는 상기 제1 흡탈착기(210)와 병렬적으로 배치될 수 있다. The second adsorption/
구체적으로, 상기 제2 흡탈착기(220) 내에서 상기 혼합 증기를 흡착하는 경우, 상기 제2 냉온 유로(214)에 냉각수(CW)를 공급하여, 상기 제1 냉온 유로(214) 주위의 상기 흡착제(AD)의 온도를 감소시킬 수 있다. 상기 흡착제(AD)의 온도가 감소되는 경우, 상기 흡착제(AD)는 상기 제2 흡탈착기(220) 내에 제공된 상기 혼합 증기를 용이하게 흡착할 수 있다. 반면, 상기 제2 흡탈착기(220) 내에서 상기 혼합 증기를 탈착하는 경우, 상기 제2 냉온 유로(214)에 가열수를 공급하여, 상기 제1 냉온 유로(214) 주위의 상기 흡착제(AD)의 온도를 증가시킬 수 있다. 상기 흡착제(AD)의 온도가 증가되는 경우, 상기 혼합 증기를 흡착한 상기 흡착제(AD)로부터 상기 혼합 증기가 탈착될 수 있다. Specifically, when adsorbing the mixed vapor in the second adsorption/
상기 제2 흡탈착기(220)는 제2-1 흡탈착기 유입구(220a), 제2-2 흡탈착기 유입구(220c), 제2-1 흡탈착기 유출구(220b), 및 제2-2 흡탈착기 유출구(220d)를 포함할 수 있다. The second adsorption/
상기 제2-1 흡탈착기 유입구(220a)는 상기 제5 열원 라인(25)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 혼합 증기가 상기 제5 열원 라인(25)을 통해 이동된 후, 상기 제2-1 흡탈착기 유입구(220a)를 통해 상기 제2 흡탈착기(220) 내로 유입될 수 있다.The 2-1 adsorption/
상기 제2-2 흡탈착기 유입구(220c)는 제2 스위치 라인(62) 및 상기 제2 냉온 유로(214)와 연결될 수 있다. 즉, 상기 제2-2 흡탈착기 유입구(220c)는 상기 제2 스위치 라인(62) 및 상기 제2 냉온 유로(214)를 연통시킬 수 있다. 상기 제2 스위치 라인(62)은 냉각수 또는 가열수가 상기 제2 냉온 유로(214)로 제공되는 이동 경로를 제공할 수 있다. 이에 따라, 냉각수(CW) 또는 가열수(HW)가 상기 제2 스위치 라인(62)을 통해 상기 제2 흡탈착기(220) 내로 유입될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 스위치 라인(62)의 일 단은 두 갈래로 분기되며, 하나에는 냉각수 라인이 연결되고, 다른 하나에는 가열수 라인이 연결될 수 있다. The 2-2 adsorption/
상기 제2-1 흡탈착기 유출구(220b)는 제7 열원 라인(27)과 연결될 수 있다. 상기 제7 열원 라인(27)은 상기 제2 흡탈착기(220)에서 탈착된 상기 혼합 증기가 상기 응축기(230)로 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 흡탈착기(220)에서 탈착된 상기 혼합 증기는 상기 제2-1 흡탈착기 유출구(210b)를 통해 상기 제2 흡탈착기(220)로부터 배출된 후, 상기 제7 열원 라인(27)을 통해 상기 응축기(230)로 제공될 수 있다. The 2-1 adsorption/desorption unit outlet (220b) may be connected to the seventh heat source line (27). The seventh
상기 제2-2 흡탈착기 유출구(220d)는 제4 스위치 라인(64) 및 상기 제2 냉온 유로(214)와 연결될 수 있다. 즉, 상기 제2-2 흡탈착기 유출구(220d)는 상기 제4 스위치 라인(64) 및 상기 제2 냉온 유로(214)를 연통시킬 수 있다. 상기 제4 스위치 라인(64)은 상기 제2 냉온 유로(214)로부터 배출된 냉각수(CW) 또는 가열수(HW)가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제4 스위치 라인(64)의 일 단은 두 갈래로 분기되며, 하나에는 냉각수 라인이 연결되고, 다른 하나에는 가열수 라인이 연결될 수 있다. The 2-2 adsorption/
상기 응축기(230)는 상기 제1 흡탈착기(210) 및 상기 제2 흡탈착기(220)로부터 탈착된 상기 혼합 증기를 제공받을 수 있다. 또한, 상기 응축기(230) 외부로부터 냉각수(CW)를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 응축기(230)는 냉각수(CW)를 통해 상기 혼합 증기를 응축시켜, 고순도(purity) 담수(FW)를 생성할 수 있다. 또한, 상기 응축기(230)는 생성된 고순도 담수를, 고순도 담수 저장탱크(240)로 제공할 수 있다. The
상기 응축기(230)는 제1 응축기 유입구(230a), 제2 응축기 유입구(230b), 제3 응축기 유입구(230c), 제1 응축기 유출구(230d), 제2 응축기 유출구(230e)를 포함할 수 있다. The
상기 제1 응축기 유입구(230a)는 상기 제6 열원 라인(26)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 흡탈착기(210)로부터 탈착된 상기 혼합 증기가 상기 제6 열원 라인(26)을 통하여 상기 응축기(230)로 제공될 수 있다. 상기 제2 응축기 유입구(230b)는 상기 제7 열원 라인(27)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 흡탈착기(220)로부터 탈착된 상기 혼합 증기가 상기 제7 열원 라인(27)을 통하여 상기 응축기(230)로 제공될 수 있다. 상기 제3 응축기 유입구(230c)는 제1 냉각수 라인(31)과 연결될 수 있다. 상기 제1 냉각수 라인(31)은 상기 응축기(230)로 냉각수(CW)를 공급할 수 있다.The
상기 제1 응축기 유출구(230d)는 제1 고농축 담수 라인(51)과 연결될 수 있다. 상기 제1 고농축 담수 라인(51)은 상기 응축기(230)로부터 배출된 고농축 담수가 상기 고농축 담수 저장탱크(240)로 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 상기 제2 응축기 유출구(230e)는 제3 냉각수 라인(33)과 연결될 수 있다. 상기 제3 냉각수 라인(33)은 상기 응축기(230)로부터 배출된 냉각수가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. The
상기 담수 생산 모듈(200)은, 제1 증기 유입 밸브(251), 제2 증기 유입 밸브(252), 제1 증기 유출 밸브(253), 제2 증기 유출 밸브(254), 제1 냉각수 유입 밸브(261), 제2 냉각수 유입 밸브(262), 제1 냉각수 유출 밸브(265), 제2 냉각수 유출 밸브(266), 제1 가열수 유입 밸브(263), 제2 가열수 유입 밸브(264), 제1 가열수 유출 밸브(267), 및 제2 가열수 유출 밸브(268)를 더 포함할 수 있다. The fresh
상기 제1 증기 유입 밸브(251)는 상기 제1 흡탈착기(210)와 연결되는 상기 제5 열원 유로(25)에 배치될 수 있다. 상기 제1 증기 유입 밸브(251)는 상기 제1 흡탈착기(210)로 유입되는 상기 혼합 증기의 유입을 제어할 수 있다. 상기 제2 증기 유입 밸브(252)는 상기 제2 흡탈착기(220)와 연결되는 상기 제5 열원 유로(25)에 배치될 수 있다. 상기 제2 증기 공급 밸브(252)는 상기 제2 흡탈착기(220)로 유입되는 상기 혼합 증기의 유입을 제어할 수 있다. The first
상기 제1 증기 유출 밸브(253)는 상기 제1 흡탈착기(210)와 연결되는 상기 제6 열원 유로(26)에 배치될 수 있다. 상기 제1 증기 유출 밸브(253)는 상기 제1 흡탈착기(210)로부터 상기 응축기(230)로 배출되는 탈착된 상기 혼합 증기의 유출을 제어할 수 있다. 상기 제2 증기 유출 밸브(254)는 상기 제2 흡탈착기(220)와 연결되는 상기 제7 열원 유로(27)에 배치될 수 있다. 상기 제2 증기 유출 밸브(254)는 상기 제2 흡탈착기(220)로부터 상기 응축기(230)로 배출되는 탈착된 상기 혼합 증기의 유출을 제어할 수 있다. The first
상기 제1 냉각수 유입 밸브(261)는 상기 제1 흡탈착기(210)와 연결되는 제1 냉각수 라인(31) 및 제1 스위치 라인(61) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 외부로부터 유입되는 냉각수(CW)는 상기 제1 냉각수 라인(31), 상기 제1 냉각수 유입 밸브(261) 및 상기 제1 스위치 라인(61)을 순차적으로 거쳐, 상기 제1 흡탈착기(210)에 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 냉각수 유입 밸브(261)는 상기 제1 흡탈착기(210)에 제공되는 상기 냉각수(CW)의 유입을 제어할 수 있다. The first
상기 제2 냉각수 유입 밸브(262)는 상기 제2 흡탈착기(220)와 연결되는 제1 냉각수 라인(31) 및 제2 스위치 라인(62) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 외부로부터 유입되는 냉각수(CW)는 상기 제1 냉각수 라인(31), 상기 제2 냉각수 유입 밸브(262) 및 상기 제2 스위치 라인(62)을 순차적으로 거쳐, 상기 제2 흡탈착기(220)에 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 냉각수 유입 밸브(262)는 상기 제2 흡탈착기(220)에 제공되는 상기 냉각수(CW)의 유입을 제어할 수 있다. The second
상기 제1 냉각수 유출 밸브(265)는 상기 제1 흡탈착기(210)와 연결되는 제3 스위치 라인(63) 및 제2 냉각수 라인(32) 사이에 배치될 수 있다. 즉 상기 제1 흡탈착기(210)로부터 배출된 상기 냉각수(CW)는 상기 제3 스위치 라인(63), 상기 제1 냉각수 유출 밸브(265), 및 상기 제2 냉각수 라인(32)을 순차적으로 거쳐 배출될 수 있다. 또한, 상기 제1 냉각수 유출 밸브(265)는 상기 제1 흡탈착기(210)에서 배출되는 상기 냉각수(CW)의 유출을 제어할 수 있다. The first
상기 제2 냉각수 유출 밸브(266)는 상기 제2 흡탈착기(220)와 연결되는 제4 스위치 라인(64) 및 제2 냉각수 라인(32) 사이에 배치될 수 있다. 즉 상기 제2 흡탈착기(220)로부터 배출된 상기 냉각수(CW)는 상기 제4 스위치 라인(64), 상기 제2 냉각수 유출 밸브(266), 및 상기 제2 냉각수 라인(32)을 순차적으로 거쳐 배출될 수 있다. 또한, 상기 제2 냉각수 유출 밸브(266)는 상기 제2 흡탈착기(220)에서 배출되는 상기 냉각수(CW)의 유출을 제어할 수 있다. The second
상기 제1 가열수 유입 밸브(263)는 상기 제1 흡탈착기(210)와 연결되는 제1 가열수 라인(41) 및 제1 스위치 라인(61) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 외부로부터 유입되는 가열수(HW)는 상기 제1 가열수 라인(41), 상기 제1 가열수 유입 밸브(263), 및 상기 제1 스위치 라인(61)을 순차적으로 거쳐, 상기 제1 흡탈착기(210)에 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 가열수 유입 밸브(263)는 상기 제1 흡탈착기(210)에 제공되는 상기 가열수(HW)의 유입을 제어할 수 있다. The first heated
상기 제2 가열수 유입 밸브(264)는 상기 제2 흡탈착기(220)와 연결되는 제1 가열수 라인(41) 및 제2 스위치 라인(62) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 외부로부터 유입되는 가열수(HW)는 상기 제1 가열수 라인(41), 상기 제2 가열수 유입 밸브(264), 및 상기 제2 스위치 라인(62)을 순차적으로 거쳐, 상기 제2 흡탈착기(220)에 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 가열수 유입 밸브(264)는 상기 제2 흡탈착기(220)에 제공되는 상기 가열수(HW)의 유입을 제어할 수 있다. The second heated
상기 제1 가열수 유출 밸브(267)는 상기 제1 흡탈착기(210)와 연결되는 제3 스위치 라인(63) 및 제2 가열수 라인(42) 사이에 배치될 수 있다. 즉 상기 제1 흡탈착기(210)로부터 배출된 상기 가열수(HW)는 상기 제3 스위치 라인(63), 상기 제1 가열수 유출 밸브(267), 및 상기 제2 가열수 라인(42)을 순차적으로 거쳐 배출될 수 있다. 또한, 상기 제1 가열수 유출 밸브(267)는 상기 제1 흡탈착기(210)에서 배출되는 상기 가열수(HW)의 유출을 제어할 수 있다. The first heated
상기 제2 가열수 유출 밸브(268)는 상기 제2 흡탈착기(220)와 연결되는 제4 스위치 라인(64) 및 제2 가열수 라인(42) 사이에 배치될 수 있다. 즉 상기 제2 흡탈착기(220)로부터 배출된 상기 가열수(HW)는 상기 제4 스위치 라인(64), 상기 제2 가열수 유출 밸브(268), 및 상기 제2 가열수 라인(42)을 순차적으로 거쳐 배출될 수 있다. 또한, 상기 제2 가열수 유출 밸브(268)는 상기 제2 흡탈착기(220)에서 배출되는 상기 가열수(HW)의 유출을 제어할 수 있다. The second heated
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 흡탈착기(210, 220)는 흡착 또는 탈착을 서로 상반적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 흡탈착기(210)가 흡착을 수행하는 동안, 상기 제2 흡탈착기(220)는 탈착을 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 및 제2 증기 유입 밸브(251, 252), 상기 제1 및 제2 증기 유출 밸브(253, 254), 상기 제1 및 제2 냉각수 유입 밸브(261, 262), 상기 제1 및 제2 가열수 유입 밸브(263, 264), 상기 제1 및 제2 냉각수 유출 밸브(265, 266), 상기 제1 및 제2 가열수 유출 밸브(267, 268)가 각각 제어될 수 있다. 이하, 도 8 내지 도 14를 참조하여, 상기 제1 및 제2 흡탈착기(210, 220)의 상반된 동작 과정이 설명된다. According to an embodiment, the first and second adsorption/
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치가 포함하는 흡탈착 모듈에서, 제1 및 제2 흡탈착기의 상반된 동작 과정을 나타내는 도면들이다. 8 to 10 are views showing the opposite operation process of the first and second adsorption/desorption unit in the adsorption/desorption module included in the seawater-desalination device according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 상기 혼합 증기가, 상기 제5 열원 라인(25)을 통하여 상기 제1 흡탈착기(210)로 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 흡탈착기(210)에서는 상기 흡착제(AD)에 의하여 흡착 반응이 수행될 수 있다. 상술된 바와 같이, 흡착 반응이 수행되는 경우, 상기 제1 흡탈착기(210)의 상기 흡착제(AD)의 온도를 감소시키기 위하여, 상기 제1 냉각수 라인(31)을 통하여 상기 냉각수(CW)가 유입될 수 있다. 상기 냉각수(CW)는 상기 제1 냉온 유로(212)를 흐르며, 상기 제1 흡탈착기(210)의 상기 흡착제(AD)의 온도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 혼합 증기가 상기 제1 흡·탈착기(210)의 상기 흡착제(AD)에 용이하게 흡착될 수 있다.Referring to FIG. 8 , the mixed vapor may be provided to the first adsorption/
상기 제1 흡탈착기(210)에서 흡착 반응이 수행되는 동안, 상기 제2 흡탈착기(220)에서는 탈착 반응이 수행될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 가열수 라인(41)을 통하여 상기 가열수(HW)가 유입될 수 있다. 상기 가열수(HW)는 상기 제2 냉온 유로(214)를 흐르며, 상기 제2 흡탈착기(220)의의 상기 흡착제(AD)의 온도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 흡탈착기(220)에서는 상기 흡착제(AD)로부터 상기 혼합 증기가 탈착되고, 탈착된 상기 혼합 증기는 상기 응축기(230)로 제공될 수 있다. While the adsorption reaction is performed in the first adsorption/
결과적으로, 상기 제1 흡탈착기(210)기에서 흡착 반응이 수행되는 경우, 상기 제2 흡탈착기(220)에서는 탈착 반응이 수행될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 증기 유입 밸브(251), 상기 제2 증기 유출 밸브(254), 상기 제1 냉각수 유입 밸브(261), 상기 제1 냉각수 유출 밸브(265), 상기 제2 가열수 유입 밸브(264), 및 상기 제2 가열수 유출 밸브(268)는 열리고, 상기 제2 증기 유입 밸브(252) 및 상기 제1 증기 유출 밸브(253), 상기 제2 냉각수 유입 밸브(262), 상기 제1 가열수 유입 밸브(263), 상기 제2 냉각수 유출 밸브(266), 상기 제1 가열수 유출 밸브(267)는 닫힐 수 있다. As a result, when the adsorption reaction is performed in the first adsorption/
도 9를 참조하면, 상기 제1 흡탈착기(210)에서 흡착 반응이 수행된 이후, 상기 제1 가열수 라인(41)을 통하여 상기 가열수(HW)가 유입될 수 있다. 상기 가열수(HW)는 상기 제1 냉온 유로(212)를 흐르며, 상기 제1 흡탈착기(210)의 온도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 흡탈착기(210)에서는 탈착 반응이 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 흡탈착기(210)에서는 상기 흡착제(AD)로부터 상기 혼합 증기가 탈착되고, 탈착된 상기 혼합 증기는 상기 응축기(230)로 제공될 수 있다. Referring to FIG. 9 , after the adsorption reaction is performed in the first adsorption/
상기 제1 흡탈착기(210)에서 탈착 반응이 수행되는 경우, 상기 혼합 증기가, 상기 제5 열원 라인(25)을 통하여 상기 제2 흡탈착기(220)로 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 흡탈착기(220)에서는 상기 흡착제(AD)에 의하여 흡착 반응이 수행될 수 있다. 상술된 바와 같이, 흡착 반응이 수행되는 경우, 상기 제2 흡탈착기(220)의 상기 흡착제(AD)의 온도를 감소시키기 위하여, 상기 제1 냉각수 라인(31)을 통하여 상기 냉각수(CW)가 유입될 수 있다. 상기 냉각수(CW)는 상기 제2 냉온 유로(214)를 흐르며, 상기 제2 흡탈착기(220)의 상기 흡착제(AD)의 온도를 감소시킬 수 있다. When the desorption reaction is performed in the first adsorption/
즉, 상기 제1 흡탈착기(210)에서 탈착 반응이 수행되는 동안, 상기 제2 흡탈착기(220)에서는 흡착 반응이 수행될 수 있다. 또한, 상기 응축기(230)에는 상기 냉각수(CW)가 제공되어, 상기 혼합 증기를 고순도 담수로 응축시키는 담수화 반응이 수행될 수 있다. That is, while the desorption reaction is performed in the first adsorption/
결과적으로, 상기 제1 흡탈착기(210)에서 탈착 반응이 수행되고, 상기 제2 흡탈착기(220)에서 흡착 반응이 수행되는 경우, 상기 제2 증기 유입 밸브(252), 상기 제1 증기 유출 밸브(253), 상기 제2 냉각수 유입 밸브(262), 상기 제1 가열수 유입 밸브(263), 상기 제2 냉각수 유출 밸브(266), 상기 제1 가열수 유출 밸브(267)는 모두 열리고, 상기 제1 증기 유입 밸브(251), 상기 제2 증기 유출 밸브(254), 상기 제1 냉각수 유입 밸브(261), 상기 제2 가열수 유입 밸브(264), 상기 제1 냉각수 유출 밸브(265), 상기 제2 가열수 유출 밸브(268)는 모두 닫힐 수 있다. As a result, when the desorption reaction is performed in the first adsorption/
도 10을 참조하면, 상기 제2 흡탈착기(220)에서 흡착 반응이 수행된 이후, 상기 제1 가열수 라인(41)을 통하여 상기 가열수(HW)가 유입될 수 있다. 상기 가열수(HW)는 상기 제2 냉온 유로(214)를 흐르며, 상기 제2 흡탈착기(220)의 온도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 흡탈착기(220)에서는 상기 흡착제(AD)로부터 상기 혼합 증기가 탈착되고, 탈착된 상기 혼합 증기는 상기 응축기(230)로 제공될 수 있다. Referring to FIG. 10 , after the adsorption reaction is performed in the second adsorption/
상기 제2 흡탈착기(220)에서 탈착 반응이 수행되는 경우, 상기 혼합 증기가, 상기 제5 열원 라인(25)을 통하여 상기 제1 흡탈착기(210)로 다시 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 흡탈착기(210)에서는 상기 흡착제(AD)에 의하여 흡착 반응이 수행될 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 제1 흡탈착기(210)에서 흡착 반응이 수행되는 경우, 상기 제1 냉각수 라인(31)을 통하여 상기 냉각수(CW)가 유입될 수 있다. 상기 냉각수(CW)는 상기 제1 냉온 유로(212)를 흐르며, 상기 제1 흡탈착기(210)의 상기 흡착제(AD)의 온도를 감소시킬 수 있다. When the desorption reaction is performed in the second adsorption/
즉, 상기 제2 흡탈착기(220)에서 탈착 반응이 수행되는 동안, 상기 제1 흡탈착기(210)에서는 흡착 반응이 수행될 수 있다. 또한, 상기 응축기(230)에는 상기 냉각수(CW)가 제공되어, 상기 혼합 증기를 고순도 담수로 응축시키는 담수화 반응이 수행될 수 있다. That is, while the desorption reaction is performed in the second adsorption/
결과적으로, 상기 제2 흡탈착기(220)에서 탈착 반응이 수행되고, 상기 제1 흡탈착기(210)에서 흡착 반응이 수행되는 경우, 상기 제1 증기 유입 밸브(251), 상기 제2 증기 유출 밸브(254), 상기 제1 냉각수 유입 밸브(261), 상기 제2 가열수 유입 밸브(264), 상기 제1 냉각수 유출 밸브(265), 상기 제2 가열수 유출 밸브(268)는 모두 열리고, 상기 제2 증기 유입 밸브(252), 상기 제1 증기 유출 밸브(253), 상기 제2 냉각수 유입 밸브(262), 상기 제1 가열수 유입 밸브(263), 상기 제2 냉각수 유출 밸브(266), 상기 제1 가열수 유출 밸브(267)는 모두 닫힐 수 있다. As a result, when the desorption reaction is performed in the second adsorption/
이후, 상기 제1 및 제2 흡탈착기(210, 220)에서 흡착 및 탈착 반응이 교대로 반복적으로 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 실시 예에 따른 해수-담수화 장치는, 최종적으로 생산할 수 있는 고순도 담수의 총량이 증가할 수 있다. 또한, 흡탈착기에 문제가 발생한 경우에도, 공정을 중단하지 않고 지속시킬 수 있는 장점이 있다. Thereafter, the adsorption and desorption reactions in the first and second adsorption and
본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치는 해수(seawater)를 증발시켜 해수로부터 상기 제1 증기(VP1)를 생성하는 상기 제1 증기 생성기(110), 상기 제1 증기 생성기(110)로부터 상기 제1 증기(VP1)를 제공받아, 상기 제1 증기(VP1)를 열원으로 사용하여 해수(SW)를 증발시켜 상기 제2 증기(VP2)를 생성하는 제2 증기 생성기(120), 및 상기 제2 증기 생성기(120)로부터 상기 제2 증기(VP2)를 제공받아, 상기 제2 증기(VP2)를 열원으로 사용하여 해수(SW)를 증발시켜 상기 제3 증기(VP3)를 생성하는 제3 증기 생성기(130)를 포함하는 상기 증발 모듈(100), 상기 흡착 모듈(200) 및 상기 제3 증기(VP3)를 이용하여 상기 농축 해수를 생성하는 농축 모듈(170), 및 상기 혼합 증기를 제공받아, 상기 혼합 증기를 흡착 또는 탈착시키는 상기 제1 및 제2 흡탈착기(210, 220), 및 상기 제1 및 제2 흡탈착기(210, 220)에서 탈착된 상기 혼합 증기를 응축시켜 고순수 담수(fresh water)를 생성하는 상기 응축기(230)를 포함하는 상기 흡탈착 모듈(200)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 적은 에너지의 사용으로 고순수 담수를 생성할 수 있을 뿐만 아니라, 고순수 담수 생산량이 향상된 해수-담수화 장치가 제공될 수 있다. Seawater according to an embodiment of the present invention - The desalination device evaporates seawater to generate the first steam (VP 1 ) from the seawater from the
이상, 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치가 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 방법이 설명된다. Above, seawater according to an embodiment of the present invention - a desalination device has been described. Hereinafter, seawater according to an embodiment of the present invention - a desalination method will be described.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 방법을 설명하는 순서도이다. 일 실시 예에 따르면, 상기 해수-담수화 방법은, 상기 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명된 상기 해수-담수화 장치를 통하여 수행될 수 있다. 이하, 상기 해수-담수화 방법을 설명함에 있어, 상기 실시 예에 따른 해수-담수화 장치가 사용된다. 11 and 12 are flow charts illustrating a seawater-desalination method according to an embodiment of the present invention. According to an embodiment, the seawater-desalination method may be performed through the seawater-desalination device described with reference to FIGS. 1 to 10 . Hereinafter, in describing the seawater-desalination method, the seawater-desalination apparatus according to the embodiment is used.
일 실시 예에 따르면, 상기 해수-담수화 방법은, 증기 생성 단계(S110, S120, S130), 및 담수 생성 단계(S200)를 포함할 수 있다. 도 11을 참조하면, 상기 증기 생성 단계는 제1 증기 생성 단계(S110), 제2 증기 생성 단계(S120), 제3 증기 생성 단계(S130), 및 해수 농축 생성 및 유체 냉각 단계(S140)을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the seawater-desalination method may include a steam generating step (S110, S120, S130), and a freshwater generating step (S200). Referring to FIG. 11 , the steam generation step includes a first steam generation step (S110), a second steam generation step (S120), a third steam generation step (S130), and a seawater concentration generation and fluid cooling step (S140). may include
구체적으로, 상기 제1 증기 생성 단계(S110)에서는 해수(seawater, SW) 및 열원(heat source, HS) 사이의 온도차이를 이용하여, 해수를 증발시켜, 제1 증기를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 증기 생성 단계(S110)는 열원이 이동되는 제1 열원 유로 내로 열원을 공급하는 단계, 및 상기 제1 열원 유로 상에 해수를 분사하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 가열된 상기 제1 열원 유로 상에 해수를 분사하는 경우, 해수가 상기 제1 열원 유로 주위에서 증발됨에 따라, 상기 제1 증기가 형성될 수 있다. Specifically, in the first steam generating step (S110), the seawater may be evaporated by using a temperature difference between seawater (SW) and a heat source (HS) to generate the first steam. According to an embodiment, the first steam generating step ( S110 ) may include supplying a heat source into a first heat source flow path through which the heat source moves, and spraying seawater onto the first heat source flow path. That is, when the heated seawater is sprayed onto the first heat source flow path, as the seawater evaporates around the first heat source flow path, the first steam may be formed.
상기 제2 증기 생성 단계(S120)에서는 상기 제1 증기 생성 단계에서 생성된 상기 제1 증기를 제공받아, 상기 제1 증기 및 해수 사이의 온도차이를 이용하여, 해수를 증발시켜, 제2 증기를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 증기 생성 단계(S120)는 제1 증기가 이동되는 제2 열원 유로 내로 제1 증기를 공급하는 단계, 및 상기 제2 열원 유로 상에 해수를 분사하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 가열된 상기 제2 열원 유로 상에 해수를 분사하는 경우, 해수가 상기 제2 열원 유로 주위에서 증발됨에 따라, 상기 제2 증기가 형성될 수 있다.In the second steam generating step (S120), the first steam generated in the first steam generating step is provided, and the seawater is evaporated by using the temperature difference between the first steam and seawater to produce a second steam can create According to an embodiment, the second steam generating step (S120) includes supplying the first steam into a second heat source flow path through which the first steam moves, and spraying seawater onto the second heat source flow path. can do. That is, when the heated seawater is sprayed onto the second heat source flow path, as the seawater evaporates around the second heat source flow path, the second steam may be formed.
상기 제3 증기 생성 단계(S130)에서는 상기 제2 증기 생성 단계에서 생성된 상기 제2 증기를 제공받아, 상기 제2 증기 및 해수 사이의 온도차이를 이용하여, 해수를 증발시켜, 제3 증기를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 증기 생성 단계(S130)는 제2 증기가 이동되는 제3 열원 유로 내로 제2 증기를 공급하는 단계, 및 상기 제3 열원 유로 상에 해수를 분사하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 가열된 상기 제3 열원 유로 상에 해수를 분사하는 경우, 해수가 상기 제3 열원 유로 주위에서 증발됨에 따라, 상기 제3 증기가 형성될 수 있다. In the third steam generating step (S130), the second steam generated in the second steam generating step is provided, and the second steam and the seawater are evaporated using the temperature difference between the seawater, and the third steam is produced. can create According to an embodiment, the third steam generating step (S130) includes supplying the second steam into a third heat source flow path through which the second steam is moved, and spraying seawater onto the third heat source flow path. can do. That is, when the heated seawater is sprayed onto the third heat source flow path, as the seawater evaporates around the third heat source flow path, the third steam may be formed.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 증기 생성 단계(S110, S120, S130)는 각각 제1 내지 제3 해수 수집 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 해수 수집 단계는, 상기 제1 증기가 생성되고 남은 해수를 수집할 수 있다. 상기 제2 해수 수집 단계는, 상기 제2 증기가 생성되고 남은 해수를 수집할 수 있다. 상기 제3 해수 수집 단계는, 상기 제3 증기가 생성되고 남은 해수를 수집할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 해수 수집 단계에서 수집된 해수는 상기 제1 증기 생성 단계(S110)에서, 상기 제1 증기 생성을 위해 재사용될 수 있다. According to an embodiment, the first to third steam generating steps ( S110 , S120 , S130 ) may further include first to third seawater collection steps, respectively. In the first seawater collection step, seawater remaining after the first steam is generated may be collected. In the second seawater collection step, seawater remaining after the second steam is generated may be collected. In the third seawater collection step, seawater remaining after the third steam is generated may be collected. The seawater collected in the first to third seawater collection steps may be reused for generating the first steam in the first steam generating step S110.
또한, 상기 증기 생성 단계는, 상기 제3 증기 생성 단계(S130) 이후, 상기 담수 생성 단계(S200) 이전, 상기 제3 증기를 상기 제1 열원 유로 내로 공급하는 증기 순환 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 증기 생성 단계에서 최종적으로 생성된 증기가, 상기 제1 증기 생성 단계에서 해수를 가열하기 위한 열원으로 재사용될 수 있다. In addition, the steam generating step may further include a steam circulation step of supplying the third steam into the first heat source flow path after the third steam generating step (S130) and before the fresh water generating step (S200). . That is, the steam finally generated in the steam generating step may be reused as a heat source for heating the seawater in the first steam generating step.
또한, 상기 농축 해수 생성 및 유체 냉각 단계(S140)에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 같이, 농축 모듈에서, 상기 제1 내지 제3 증기 생성 단계(S110, S120, S130)에서 해수가 증발된 후 잔존된 해수가, 후술되는 증기 흡착 단계에서 흡착제의 증기 흡착력을 이용하여 재증발되어 농축 해수가 생산될 수 있다. 상기 농축 해수는 상기 농축 모듈에 순환 공급되고 다시 증발되어 상기 농축 해수가 기준 농도 이상 증가된 경우, 상기 농축 해수는 외부로 배출될 수 있다. 또한, 상기 잔존된 해수의 재증발에 따른 증발열을 이용하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 같이, 유체가 냉각될 수 있고, 냉각된 유체를 냉방에 활용할 수 있다.In addition, in the concentrated seawater generation and fluid cooling step (S140), as described with reference to FIGS. 1 and 2, in the concentration module, seawater in the first to third steam generation steps (S110, S120, S130) The seawater remaining after is evaporated may be re-evaporated using the vapor adsorption power of the adsorbent in the vapor adsorption step to be described later to produce concentrated seawater. When the concentrated seawater is circulated and supplied to the concentration module and evaporated again to increase the concentration of the concentrated seawater above the reference concentration, the concentrated seawater may be discharged to the outside. In addition, as described with reference to FIGS. 1 and 2 by using the heat of evaporation according to the re-evaporation of the remaining seawater, the fluid may be cooled, and the cooled fluid may be utilized for cooling.
도 12를 참조하면, 상기 담수 생성 단계(S200)는 제3 증기 공급 단계(S210), 제1 흡탈착기에서 혼합 증기 흡착 단계(S220), 제1 흡탈착기에서 혼합 증기를 탈착하고 제2 흡탈착기에서 혼합 증기를 흡착 하는 단계(S230), 제1 담수 생성 단계(S240), 상기 제2 흡탈착기에서 혼합 증기를 탈착하고 상기 제1 흡탈착기에서 혼합 증기를 흡착하는 단계(S250), 및 제2 담수 생성 단계(S260)를 포함할 수 있다. 12, the fresh water generating step (S200) is a third steam supply step (S210), a mixed vapor adsorption step (S220) in a first adsorption/desorption unit, a first adsorption/desorption unit desorbing the mixed vapor, and a second Adsorbing the mixed vapor in the adsorption/desorption unit (S230), the first fresh water generation step (S240), desorbing the mixed vapor in the second adsorption/desorption unit and adsorbing the mixed vapor in the first adsorption/desorption unit (S250) ), and a second fresh water generation step (S260).
구체적으로, 상기 혼합 증기 공급 단계(S210)에서는, 상기 제3 증기 생성 단계(S130)에서 생성된 상기 제3 증기 및/또는 상기 해수 농축 및 유체 냉각 단계(S140)에서 생성된 잔존된 해수가 재증발된 증기가 제1 흡탈착기로 제공될 수 있다. 이후, 상기 제1 흡탈착기에서는 흡착제를 통하여 상기 제3 증기 및/또는 잔존된 해수가 재증발된 증기(이하, 혼합 증기)를 흡착할 수 있다(S220). 이 경우, 상기 제1 흡탈착기 내부에 배치되고, 냉각수 또는 가열수가 이동되는 제1 냉온 유로 내부로 냉각수가 유입되어 흡착 반응 동안 온도가 상승된 상기 흡착제의 온도를 감소시킬 수 있다. Specifically, in the mixed steam supply step (S210), the third steam generated in the third steam generation step (S130) and/or the remaining seawater generated in the seawater concentration and fluid cooling step (S140) re- The evaporated vapor may be provided to the first adsorption/desorption unit. Thereafter, in the first adsorption/desorption unit, the third vapor and/or the remaining seawater may adsorb the re-evaporated vapor (hereinafter, mixed vapor) through the adsorbent (S220). In this case, the cooling water may be introduced into the first cold/hot flow path disposed inside the first adsorption/desorption unit and through which the cooling water or heated water is moved, thereby reducing the temperature of the adsorbent whose temperature is increased during the adsorption reaction.
상기 제1 흡탈착기에서 흡착 반응이 수행된 이후, 상기 제1 흡탈착기에서는 탈착 반응이 수행될 수 있다(S230). 이 경우, 상기 제1 냉온 유로 내부로 가열수가 유입되어 상기 혼합 증기를 흡착한 흡착제의 온도를 증가시킬 수 있다. 반면, 상기 제1 흡탈착기에서 탈착 반응이 수행되는 동안, 상기 제2 흡탈착기에서는 흡착 반응이 수행될 수 있다(S230). 이 경우, 상기 제2 흡탈착기 내부에 배치되고, 냉각수 또는 가열수가 이동되는 제2 냉온 유로 내부로 냉각수가 유입되어 상기 흡착제의 온도를 감소시킬 수 있다. 상기 제1 흡탈착기에서 탈착된 상기 혼합 증기는 응축되어 담수(fresh water)가 생성될 수 있다(S240). After the adsorption reaction is performed in the first adsorption/desorption unit, the desorption reaction may be performed in the first adsorption/desorption unit (S230). In this case, heated water may be introduced into the first cold/hot flow passage to increase the temperature of the adsorbent that has absorbed the mixed vapor. On the other hand, while the desorption reaction is performed in the first adsorption/desorption unit, the adsorption reaction may be performed in the second adsorption/desorption unit (S230). In this case, the cooling water may be introduced into the second cold/hot flow passage disposed inside the second adsorption/desorption unit and through which the cooling water or the heated water is moved to reduce the temperature of the adsorbent. The mixed vapor desorbed in the first adsorption/desorption unit may be condensed to produce fresh water (S240).
계속해서, 탈착 반응이 수행되었던 상기 제1 흡탈착기에서는 흡착 반응이 다시 수행되고, 흡착 반응이 수행되었던 상기 제2 흡탈착기에서는 탈착 반응이 수행될 수 있다(S250). 이후, 상기 제2 흡탈착기에서 탈착된 상기 혼합 증기는 응축되어 담수가 생성될 수 있다(S260). 일 실시 예에 따르면, 상기 S230 단계, S240 단계, S250 단계, 및 S260 단계는 순차적으로 반복 수행될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 흡탈착기는 서로 상반적으로 흡착 및 탈착 공정을 수행하되, 흡착 및 탈찰 공정이 교대로 그리고 반복적으로 수행될 수 있다. Subsequently, the adsorption reaction may be performed again in the first adsorption/desorption unit in which the desorption reaction was performed, and the desorption reaction may be performed in the second adsorption/desorption unit in which the adsorption reaction was performed (S250). Thereafter, the mixed vapor desorbed in the second adsorption/desorption unit may be condensed to produce fresh water (S260). According to an embodiment, the steps S230, S240, S250, and S260 may be sequentially and repeatedly performed. That is, the first and the second adsorption and desorption unit performs the adsorption and desorption process opposite to each other, the adsorption and desorption process may be alternately and repeatedly performed.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 증기 생성 단계는 생략될 수 있다. 구체적으로, 상기 해수-담수화 방법은 해수 및 열원 사이의 온도차이를 이용하여, 해수를 증발시켜 제1 증기를 생성하는 제1 증기 생성 단계, 상기 제1 증기를 제공받아, 상기 제1 증기 및 해수 사이의 온도차이를 이용하여 해수를 증발시켜 제2 증기를 생성하는 제2 증기 생성 단계, 상기 제1 및 제2 증기 생성 단계에서 해수가 증발된 후 잔존된 해수를 재증발 시켜 농축 해수를 생성하고 농축 해수가 재증발되는 증발열을 이용하여 유체를 냉각시키는 농축 해수 생성 및 유체 냉각 단계, 상기 제2 증기 및/또는 잔존된 해수가 재증발된 증기(이하, 혼합 증기)를 제공받아 흡착제를 통하여 상기 혼합 증기를 흡착시키는 증기 흡착 단계, 상기 혼합 증기가 흡착된 상기 흡착제로부터 상기 혼합 증기를 탈착시키는 증기 탈착 단계, 및 탈착된 상기 혼합 증기를 제공받아 응축시켜, 담수를 생성하는 담수 생성 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the third steam generating step may be omitted. Specifically, the seawater-desalination method is a first steam generating step of evaporating seawater to generate a first steam by using a temperature difference between seawater and a heat source, receiving the first steam, the first steam and seawater A second steam generating step of evaporating seawater to generate a second steam using the temperature difference between the first and second steam generating steps, re-evaporating the remaining seawater after seawater is evaporated to produce concentrated seawater, Concentrated seawater generation and fluid cooling step of cooling the fluid using the evaporation heat from which the concentrated seawater is re-evaporated, the second steam and/or the remaining seawater is provided with re-evaporated steam (hereinafter, mixed steam) through the adsorbent A vapor adsorption step of adsorbing the mixed vapor, a vapor desorption step of desorbing the mixed vapor from the adsorbent to which the mixed vapor is adsorbed, and a fresh water generation step of receiving and condensing the desorbed mixed vapor to produce fresh water can
이상, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치 및 방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 변형 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 설명된다. As above, hybrid seawater according to an embodiment of the present invention - a desalination apparatus and method have been described. Hereinafter, a hybrid seawater-desalination device according to a modified example of the present invention will be described.
도 13은 본 발명의 제1 변형 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치를 나타내는 도면이고, 도 14는 본 발명의 제1 변형 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 해수 공급 모듈을 나타내는 도면이다. 13 is a diagram illustrating a hybrid seawater-desalination device according to a first modification of the present invention, and FIG. 14 is a diagram illustrating a seawater supply module included in a hybrid seawater-desalination device according to a first modification of the present invention.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 제1 변형 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치는, 증발 모듈(100), 농축 모듈(170), 흡탈착 모듈(200), 및 해수 공급 모듈(300)을 포함할 수 있다. 상기 증발 모듈(100), 상기 농축 모듈(170), 및 상기 흡탈착 모듈(200)은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된, 상기 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 상기 증발 모듈(100), 상기 농축 모듈(170), 및 상기 흡탈착 모듈(200)과 같을 수 있다. 이에 따라, 구체적인 설명은 생략된다. 13 and 14 , the hybrid seawater-desalination device according to the first modified example of the present invention includes an
상기 해수 공급 모듈(300)은, 해수 저장 탱크(310), 냉각기(320), 분리기(separator, 330), 워셔(washer, 340), 열처리기(350), 담수 저장 탱크(360), 및 냉매 재생기(370)를 포함할 수 있다. 이하, 각 구성에 대해 구체적으로 설명된다. The
상기 해수 저장 탱크(310)에는 해수(seawater)가 저장될 수 있다. 상기 해수 저장 탱크(310)로부터 유출된 상기 해수는, 상기 증발 모듈(100)이 포함하는 상기 제1 순환 펌프(160) 및 상기 냉각기(320)로 제공될 수 있다. 이를 위해, 상기 해수 저장 탱크(310), 상기 냉각기(320), 및 상기 제1 순환 펌프(160)는 제1 유로(71)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 상기 해수 저장 탱크(310), 및 상기 냉각기(320) 사이에는 제1 밸브(V1)가 배치되고, 상기 해수 저장 탱크(310), 및 상기 제1 순환 펌프(160) 사이에는 제2 밸브(V2)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 밸브(V1) 및 상기 제2 밸브(V2)를 제어하여, 상기 해수 저장 탱크(310)로부터 유출된 상기 해수를, 상기 냉각기(320) 및 상기 제1 순환 펌프(160)로 제공하고, 상기 냉각기(320) 및 상기 제1 순환 펌프(160)로 제공되는 상기 해수의 유량이 제어될 수 있다.Seawater may be stored in the
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 밸브(V1, V2)와 상기 해수 저장 탱크(310) 사이에는 제1 펌프(P1)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 해수 저장 탱크(310)로부터 유출된 상기 해수는, 상기 제1 펌프(P1)를 통해 유량이 제어될 수 있다. According to an embodiment, a first pump P 1 may be disposed between the first and second valves V 1 and V 2 and the
상기 냉각기(320)는 상기 해수 저장 탱크로(310)부터 상기 해수를 제공받아, 상기 해수의 적어도 일부를 냉각시킬 수 있다. 이 경우, 상기 해수는 고체 및 액체가 혼합된 상(phase), 예를 들어 슬러리 상태일 수 있다. 구체적으로, 상기 해수가 냉각되는 경우, 상기 해수가 포함하는 물(H2O) 성분은 고체 상태로 얼게 되지만, 상기 해수가 포함하는 이온(ion) 물질들은 액체 상태로 잔존될 수 있다. 이에 따라, 얼음 상태의 담수(고체)-해수(액체)가 혼합된 상(phase)을 나타낼 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 해수는, 상기 냉각기(320)의 내부에 배치된 냉매를 통해 냉각될 수 있다.The cooler 320 may receive the seawater from the
상기 냉각기(320)에서 냉각된 상기 해수는, 상기 냉각기(320)로부터 유출되어 상기 분리기(330)로 제공될 수 있다. 또한, 상기 해수의 냉각에 사용된 상기 냉매는, 상기 냉각기(320)로부터 유출되어 상기 냉매 재생기(370)로 제공될 수 있다. The seawater cooled in the cooler 320 may flow out from the cooler 320 and be provided to the
일 실시 예에 따르면, 상기 냉각기(320)는 제1 냉각기 유입구(320a), 제1 냉각기 유출구(320b), 제2 냉각기 유출구(320c), 및 제2 냉각기 유입구(320d)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the cooler 320 may include a first
상기 제1 냉각기 유입구(320a)는 상기 제1 유로(71)와 연결되어, 상기 해수 저장 탱크(310)로부터 제공된 상기 해수가 유입될 수 있다. 상기 제1 냉각기 유출구(320b)는 제2 유로(72)와 연결되어, 상기 냉각기(320)로부터 유출되는 상기 해수를 상기 분리기(330)로 제공할 수 있다. 상기 제2 냉각기 유출구(320c)는 제7 유로(77)와 연결되어, 상기 냉각기(320)로부터 유출되는 상기 냉매를 상기 냉매 재생기(370)로 냉매를 제공할 수 있다. 상기 제2 냉각기 유입구(320d)는 제8 유로(78)와 연결되어, 상기 냉매 재생기(370)로부터 제공된 상기 냉매가 유입될 수 있다. The first
상기 분리기(330)는 상기 냉각기(320)로부터 제공받은 상기 해수를 분리할 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 냉각기(320)로부터 유출된 상기 해수는 얼음 상태의 담수(고체)-해수(액체)가 혼합된 상을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 분리기(330)는 상기 해수를 얼음 상태의 담수(고체) 및 해수(액체)로 각각 분리할 수 있다. The
상기 분리기(330)로부터 분리된 상기 해수는 제4-1 해수 유로(74a)를 통하여, 상기 해수 저장 탱크(310)로 제공될 수 있다. 상기 해수 저장 탱크(310)로 제공된 상기 해수는, 상술된 바와 같이 상기 냉각기(320) 또는 상기 제1 순환 펌프(160)로 제공될 수 있다. 즉, 상기 해수는 순환공급 될 수 있다. The seawater separated from the
상기 분리기(330)로부터 분리된 얼음 상태의 담수는 제3 유로(73)를 통하여, 상기 워셔(340)로 제공될 수 있다. 상기 워셔(340)로 제공된 얼음 상태의 담수는 세척될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 워셔(340)는 세척액 분사 유로(342)를 포함할 수 있다. 상기 세척액 분사 유로(342)는, 상기 워셔(340) 내부로 분사되는 세척액의 이동 경로를 제공할 수 잇다. 예를 들어, 상기 세척액은 담수일 수 있다. The fresh water in the ice state separated from the
즉, 상기 워셔(340) 내부로 제공된 얼음 상태의 담수는, 상기 세척액 분사 유로(342)로부터 분사된 상기 세척액을 통해 세척될 수 있다. 이 경우, 얼음 상태의 담수 중 일부는 녹을 수 있다. 얼음 상태의 담수가 녹아 생성된 용액은 제4-2 해수 유로(74)를 통해 상기 해수 저장 탱크(310)로 제공될 수 있다. 반면, 상기 워셔(340) 내의 세척 공정 이후, 잔존된 얼음 상태의 담수는 제5 유로(75)를 통해 상기 열처리기(350)로 제공될 수 있다. That is, the fresh water in the ice state provided to the inside of the
일 실시 예에 따르면, 상기 워셔(340)는, 제1 워셔 유입구(340a), 제1 워셔 유출구(340b), 제2 워셔 유출구(340c), 및 제2 워셔 유입구(340d)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the
상기 제1 워셔 유입구(340a)는 상기 제3 유로(73)와 연결되어, 상기 분리기(330)로부터 유출되는 얼음 상태의 담수를 상기 워셔(340)로 제공할 수 있다. 상기 제1 워셔 유출구(340b)는 상기 4-2 해수 유로(74b)와 연결되어, 상기 워셔로부터 유출되는 얼음 상태의 담수가 녹아 생성된 용액을 상기 해수 저장 탱크(310)로 제공할 수 있다. 상기 제2 워셔 유출구(340c)는 제5 유로(75)와 연결되어, 상기 워셔로부터 유출되는 잔존된 얼음 상태의 담수를 상기 열처리기(350)로 제공할 수 있다. 상기 제2 워셔 유입구(340d)는 제6 유로(76)와 연결되어, 상기 열처리기(350)로부터 유출되는 담수를 상기 워셔(340)로 제공할 수 있다. The
상기 열처리기(350)는 얼음 상태의 담수를 녹여, 액체 상태의 담수를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 열처리기(350)는 유로(352), 해수 공급부(356), 및 해수 수집부(354)를 포함할 수 있다. 상기 유로(352)는 상기 열처리기(350)의 내부에 배치되어, 상기 열처리기(350) 내부에 제공된 얼음 상태의 담수를 열처리할 수 있다. 이에 따라, 얼음 상태의 담수가 녹아, 액체 상태의 담수가 생성될 수 있다. 상기 해수 공급부(356) 및 상기 해수 수집부(354)는 상기 유로(352)와 연결되도록, 상기 열처리기(350)의 외부에 배치될 수 있다. 상기 해수 공급부(356)는 상기 유로(352)에 해수(SW)를 공급할 수 있고, 공급된 해수(SW)는 얼음 상태의 담수와 열교환하여 온도가 저하될 수 있다. 온도가 저하된 해수(SW)는 상기 해수 수집부(354)에서 수집되고, 일부는 외부로 방출되고, 나머지 일부는 상기 해수 저장 탱크(310)로 공급될 수 있다. 다시 말하면, 많은 양의 해수(SW)가 상기 해수 공급부(356)로 제공되어, 해수(SW)의 온도 저하를 최소화시킬 수 있고, 상기 해수 저장 탱크(310)로 공급하기 위해 필요한 양을 초과하는 해수(SW)는 외부로 방출될 수 있다.The
상기 열처리기(350)로부터 생성된 상기 담수는, 상기 워셔(340)가 포함하는 상기 세척액 분사 유로(342) 또는 상기 담수 저장 탱크(360)로 제공될 수 있다. 이를 위해, 상기 열처리기(350), 상기 워셔(340), 및 상기 담수 저장 탱크(360)는 제6 해수 유로를 통해 연결될 수 있다. 또한, 상기 열처리기(350) 및 상기 워셔(340) 사이에는 제3 밸브(V3)가 배치되고, 상기 열처리기(350) 및 상기 담수 저장 탱크(360) 사이에는 제4 밸브(V4)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 밸브(V3) 또는 상기 제4 밸브(V4) 중 어느 하나를 제어하여, 상기 열처리기(350)로부터 생성된 상기 담수가, 상기 워셔(340) 또는 상기 담수 저장 탱크(360) 중 어느 하나로 제공될 수 있다. The fresh water generated from the
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 및 제4 밸브(V3, V4)와 상기 열처리기(350) 사이에는 제2 펌프(P2)가 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 열처리기(350)로부터 유출된 상기 담수는, 상기 제2 펌프(P2)를 통해 유량이 제어될 수 있다. According to an embodiment, a second pump P 2 may be disposed between the third and fourth valves V 3 and V 4 and the
일 실시 예에 따르면, 상기 열처리기(350)는 제1 열처리기 유입구(350a), 제1 열처리기 유출구(350b), 제2 열처리기 유입구(350c), 및 제2 열처리기 유출구(350d)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the
상기 제1 열처리기 유입구(350a)는 상기 제5 유로(75)와 연결되어, 상기 워셔(340)로부터 유출된, 잔존된 얼음 상태의 담수가 유입될 수 있다. 상기 제1 열처리기 유출구(350b)는 상기 제6 유로(76)와 연결되어, 상기 열처리기(350)로부터 생성된 상기 담수가 유출될 수 있다. 상기 제2 열처리기 유입구(350c)는 상기 열원 유로(352)의 일 단과 연통되고, 연통된 상기 열원 유로(352)의 일 단은 상기 열원 제공부(354)와 연결될 수 있다. 상기 제2 열처리기 유출구(350d)는 상기 열원 유로(352)의 타 단과 연통되고, 연통된 상기 열원 유로(352)의 타 단은 상기 열원 수집부(356)와 연결될 수 있다. The first heat
상기 냉매 재생기(370)는 제7 유로(77)를 통해 상기 냉각기(320)로부터 상기 냉매를 제공받을 수 있다. 상기 냉매 재생기는 상기 냉매의 온도를 감소시켜, 상기 냉매를 재생시킬 수 있다. 재생된 냉매는 상기 냉매 재생기(370)로부터 유출되어 제8 유로(78)를 통해 상기 냉각기(320)로 다시 제공될 수 있다. The
일 실시 예에 따르면, 상기 냉매 재생기(370)는 냉각 유로(372), 냉각제 제공부(374), 및 냉각제 수집부(376)를 포함할 수 있다. 상기 냉각 유로(372)는 상기 냉매 재생기(370)의 내부에 배치되어, 상기 냉매 재생기(370) 내부에 제공된 상기 냉매를 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 냉매는 재생될 수 있다. 상기 냉각제 제공부(374) 및 상기 냉각제 수집부(376)는 상기 냉각 유로(372)와 연결되도록, 상기 냉매 재생기(370)의 외부에 배치될 수 있다. 상기 냉각제 제공부(374)는 상기 냉각 유로(372)에 냉각제를 공급할 수 있다. 상기 냉각제 수집부(376)는 상기 냉각 유로(372)로부터 유출되는 냉각제를 수집할 수 있다. According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 냉매 재생기(370)는 제1 냉매 재생기 유입구(370a), 제1 냉매 재생기 유출구(370b), 제2 냉매 재생기 유입구(370c), 및 제2 냉매 재생기 유출구(370d)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the
상기 제1 냉매 재생기 유입구(370a)는 상기 제7 유로(77)와 연결되어, 상기 냉각기(320)로부터 유출된 상기 냉매를 유입시킬 수 있다. 상기 제1 냉매 재생기 유출구(370b)는 상기 제8 유로(78)와 연결되어, 상기 냉매 재생기(370)로부터 재생된 상기 냉매를 유출시킬 수 있다. 상기 제2 냉매 재생기 유입구(370c)는 상기 냉각 유로(372)의 일 단과 연통되고, 연통된 상기 냉각 유로(372)의 일 단은 상기 냉각제 제공부(374)와 연결될 수 있다. 상기 제2 냉매 재생기 유출구(370d)는 상기 냉각 유로(372)의 타 단과 연통되고, 연통된 상기 냉각 유로(372)의 타 단은 상기 냉각제 수집부(376)와 연결될 수 있다. The first
도 15는 본 발명의 제2 변형 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치를 나타내는 도면이고, 도 16은 본 발명의 제2 변형 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 해수 공급 모듈을 나타내는 도면이다. 15 is a diagram illustrating a hybrid seawater-desalination device according to a second modification of the present invention, and FIG. 16 is a diagram illustrating a seawater supply module included in a hybrid seawater-desalination device according to a second modification of the present invention.
도 15 및 도 16을 참조하면, 본 발명의 제2 변형 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치는, 증발 모듈(100), 농축 모듈(170), 흡탈착 모듈(200), 및 해수 공급 모듈(400)을 포함할 수 있다. 상기 실시 예에 따른 하이브리드 해수-담수화 장치가 포함하는 상기 증발 모듈(100), 농축 모듈(170), 및 상기 흡탈착 모듈(200)과 같을 수 있다. 이에 따라, 구체적인 설명은 생략된다. 15 and 16 , the hybrid seawater according to the second modified example of the present invention - the desalination device, the
상기 해수 공급 모듈(400)은, 해수 저장 탱크(410), 냉각기(420), 열처리기(430), 담수 저장 탱크(440), 및 냉매 재생기(450)를 포함할 수 있다. 이하, 각 구성에 대해 구체적으로 설명된다. The
상기 해수 저장 탱크(410)에는 해수(seawater)가 저장될 수 있다. 상기 해수 저장 탱크(410)로부터 유출된 상기 해수는, 상기 증발 모듈(100)이 포함하는 상기 제1 순환 펌프(160) 및 상기 냉각기(420)로 제공될 수 있다. 이를 위해, 상기 해수 저장 탱크(410), 상기 냉각기(420), 및 상기 제1 순환 펌프(160)는 제1 유로(81)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 상기 해수 저장 탱크(410), 및 상기 냉각기(420) 사이에는 제1 밸브(V1)가 배치되고, 상기 해수 저장 탱크(410), 및 상기 압출 펌프(160) 사이에는 제2 밸브(V2)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 밸브(V1) 및 상기 제2 밸브(V2)를 제어하여, 상기 해수 저장 탱크(410)로부터 유출된 상기 해수를, 상기 냉각기(420) 및 상기 제1 순환 펌프(160)로 제공하고, 상기 냉각기(420) 및 상기 제1 순환 펌프(160)로 제공되는 상기 해수의 유량이 제어될 수 있다.Seawater may be stored in the
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 밸브(V1, V2)와 상기 해수 저장 탱크(410) 사이에는 제1 펌프(P1)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 해수 저장 탱크(410)로부터 유출된 상기 해수는, 상기 제1 펌프(P1)를 통해 유량이 제어될 수 있다. According to an embodiment, a first pump P 1 may be disposed between the first and second valves V 1 and V 2 and the
상기 냉각기(420)는 상기 해수 저장 탱크(410)로부터 상기 해수를 제공받아, 상기 해수의 적어도 일부를 냉각시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 냉각기(420)는 해수 저장부(422), 및 해수 분사부(424)를 포함할 수 있다. 상기 해수 저장부(422)는 상기 해수 저장 탱크(410)로부터 제공된 상기 해수를 제공받아 저장할 수 있다. 저장된 상기 해수는, 상기 해수 분사부(424)로 제공될 수 있다. 상기 해수 분사부(424)는 상기 해수를, 상기 냉각기(420)의 측벽으로 분사할 수 있다. 상기 냉각기(420)의 측벽에는 냉매가 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 냉각기(420)의 측벽으로 분사된 상기 해수는 냉각될 수 있다. The cooler 420 may receive the seawater from the
상기 해수가 냉각되는 경우, 상기 해수는 고체 및 액체가 혼합된 상(phase)을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 해수가 냉각되는 경우, 상기 해수가 포함하는 물(H2O) 성분은 고체 플레이크(flake) 상태로 얼게 되지만, 상기 해수가 포함하는 이온(ion) 물질들은 액체 상태로 잔존될 수 있다. 상기 냉매가 제공되는 상기 냉각기(420)의 측벽에서 상기 해수가 얼어, 상기 냉각기(420)의 측벽에 고체 플레이크 상태의 담수가 제공될 수 있다.When the seawater is cooled, the seawater may represent a phase in which a solid and a liquid are mixed. Specifically, when the seawater is cooled, the water (H 2 O) component contained in the seawater is frozen in a solid flake state, but the ion materials contained in the seawater may remain in a liquid state. there is. The seawater may be frozen at the sidewall of the cooler 420 to which the refrigerant is provided, and fresh water in a solid flake state may be provided to the sidewall of the cooler 420 .
상기 냉각기(420)는 얼음 상태의 담수(고체) 및 해수(액체)를 분리하여 유출시킬 수 있다. 상기 냉각기(420)로부터 유출된 상기 얼음 상태의 담수는 상기 열처리기(430)로 제공될 수 있다. 반면, 상기 냉각기(420)로부터 유출된 상기 해수는 상기 해수 저장 탱크(410)로 제공될 수 있다. 또한, 상기 해수의 냉각에 사용된 상기 냉매는, 상기 냉각기(420)로부터 유출되어 상기 냉매 재생기(450)로 제공될 수 있다. The cooler 420 may separate and discharge fresh water (solid) and seawater (liquid) in an ice state. The fresh water in the ice state flowing out from the cooler 420 may be provided to the
일 실시 예에 따르면, 상기 냉각기(420)는 제1 냉각기 유출구(420a), 제2 냉각기 유출구(420b), 제3 냉각기 유출구(420c), 및 제1 냉각기 유입구(420d)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the cooler 420 may include a first
상기 제1 냉각기 유출구(420a)는 제2 유로(82)와 연결되어, 상기 냉각기(420)로부터 유출된 상기 해수를 상기 해수 저장 탱크(410)로 제공할 수 있다. 상기 제2 냉각기 유출구(420b)는 제3 유로(83)와 연결되어, 상기 냉각기(420)로부터 유출된 상기 얼음 상태의 담수를 상기 열처리기(430)로 제공할 수 있다. 상기 제3 냉각기 유출구(420c)는 제5 유로(85)와 연결되어, 상기 냉각기(420)로부터 유출된 상기 냉매를 상기 냉매 재생기(470)로 제공할 수 있다. 상기 제1 냉각기 유입구(420d)는 제6 유로(86)와 연결되어, 상기 냉매 재생기(470)로부터 제공되는 상기 냉매를 유입시킬 수 있다. The first
상기 열처리기(430)는 얼음 상태의 담수를 녹여, 액체 상태의 담수를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 열처리기(430)는 유로(432), 해수 수집부(434), 및 해수 공급부(436)를 포함할 수 있다. 상기 유로(432)는 상기 열처리기(430)의 내부에 배치되어, 상기 열처리기(430) 내부에 제공된 얼음 상태의 담수를 열처리할 수 있다. 이에 따라, 얼음 상태의 담수가 녹아, 액체 상태의 담수가 생성될 수 있다. 상기 해수 수집부(434) 및 상기 해수 공급부(436)는 상기 유로(432)와 연결되도록, 상기 열처리기(430)의 외부에 배치될 수 있다. 상기 해수 공급부(436)는 상기 유로(432)에 해수(SW)를 공급할 수 있고, 공급된 해수(SW)는 얼음 상태의 담수와 열교환하여 온도가 저하될 수 있다. 온도가 저하된 해수(SW)는 상기 해수 수집부(434)에서 수집되고, 일부는 외부로 방출되고, 나머지 일부는 상기 해수 저장 탱크(410)로 공급될 수 있다. 다시 말하면, 많은 양의 해수(SW)가 상기 해수 공급부(436)로 제공되어, 해수(SW)의 온도 저하를 최소화시킬 수 있고, 상기 해수 저장 탱크(410)로 공급하기 위해 필요한 양을 초과하는 해수(SW)는 외부로 방출될 수 있다.The
일 실시 예에 따르면, 상기 열처리기(430)는 제1 열처리기 유입구(430a), 제1 열처리기 유출구(430b), 제2 열처리기 유입구(430c), 및 제2 열처리기 유출구(430d)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the
상기 제1 열처리기 유입구(430a)는 제3 유로(83)와 연결되어, 상기 냉각기(430)로부터 유출된, 얼음 상태의 담수가 유입될 수 있다. 상기 제1 열처리기 유출구(430b)는 제4 유로(84)와 연결되어, 상기 열처리기(430)로부터 생성된 상기 담수가 유출될 수 있다. 상기 제2 열처리기 유입구(430c)는 상기 열원 유로(432)의 일 단과 연통되고, 연통된 상기 열원 유로(432)의 일 단은 상기 열원 제공부(434)와 연결될 수 있다. 상기 제2 열처리기 유출구(430d)는 상기 열원 유로(432)의 타 단과 연통되고, 연통된 상기 열원 유로(432)의 타 단은 상기 열원 수집부(436)와 연결될 수 있다. The first heat
상기 냉매 재생기(450)는 상기 제5 유로(85)를 통해 상기 냉각기(420)로부터 상기 냉매를 제공받을 수 있다. 상기 냉매 재생기는 상기 냉매의 온도를 감소시켜, 상기 냉매를 재생시킬 수 있다. 재생된 냉매는 상기 냉매 재생기(450)로부터 유출되어 상기 제6 유로(86)를 통해 상기 냉각기(420)로 다시 제공될 수 있다. The
일 실시 예에 따르면, 상기 냉매 재생기(450)는 냉각 유로(452), 냉각제 제공부(454), 및 냉각제 수집부(456)를 포함할 수 있다. 상기 냉각 유로(452)는 상기 냉매 재생기(450)의 내부에 배치되어, 상기 냉매 재생기(450) 내부에 제공된 상기 냉매를 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 냉매는 재생될 수 있다. 상기 냉각제 제공부(454) 및 상기 냉각제 수집부(456)는 상기 냉각 유로(452)와 연결되도록, 상기 냉매 재생기(450)의 외부에 배치될 수 있다. 상기 냉각제 제공부(454)는 상기 냉각 유로(452)에 냉각제를 공급할 수 있다. 상기 냉각제 수집부(456)는 상기 냉각 유로(452)로부터 유출되는 냉각제를 수집할 수 있다. According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 냉매 재생기(450)는 제1 냉매 재생기 유입구(450a), 제1 냉매 재생기 유출구(450b), 제2 냉매 재생기 유입구(450c), 및 제2 냉매 재생기 유출구(450d)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the
상기 제1 냉매 재생기 유입구(450a)는 상기 제5 유로(85)와 연결되어, 상기 냉각기(420)로부터 유출된 상기 냉매를 유입시킬 수 있다. 상기 제1 냉매 재생기 유출구(450b)는 상기 제6 유로(86)와 연결되어, 상기 냉매 재생기(450)로부터 재생된 상기 냉매를 유출시킬 수 있다. 상기 제2 냉매 재생기 유입구(450c)는 상기 냉각 유로(452)의 일 단과 연통되고, 연통된 상기 냉각 유로(452)의 일 단은 상기 냉각제 제공부(454)와 연결될 수 있다. 상기 제2 냉매 재생기 유출구(450d)는 상기 냉각 유로(452)의 타 단과 연통되고, 연통된 상기 냉각 유로(452)의 타 단은 상기 냉각제 수집부(456)와 연결될 수 있다. The first
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 냉매 재생기 유출구(450d) 및 상기 제3 냉각기 유출구(420c)사이에는 제2 펌프(P2)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 냉매 재생기로부터 유출된 상기 냉매는, 상기 제2 펌프(P2)를 통해 유량이 제어될 수 있다. According to an embodiment, a second pump P 2 may be disposed between the second
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art will understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
100: 증발 모듈
110: 제1 증기 생성기
120: 제2 증기 생성기
130: 제3 증기 생성기
140: 열압축기
150: 담수 저장탱크
160: 제1 순환 펌프
170: 농축 모듈
176: 제2 순환 펌프
200: 흡탈착 모듈
210: 제1 흡탈착기
220: 제2 흡탈착기
230: 응축기
240: 고순도 담수 저장탱크100: evaporation module
110: first steam generator
120: second steam generator
130: third steam generator
140: thermocompressor
150: fresh water storage tank
160: first circulation pump
170: enrichment module
176: second circulation pump
200: adsorption and desorption module
210: first adsorption and desorption unit
220: second adsorption and desorption unit
230: condenser
240: high purity fresh water storage tank
Claims (10)
상기 제2 증기 생성기로부터 상기 제2 증기를 제공받아, 상기 제2 증기를 흡착 또는 탈착시키고 알루미나를 흡착제로 사용하는 흡탈착기, 및 상기 흡탈착기에서 탈착된 상기 제2 증기를 응축시켜 처리수를 생성하는 응축기를 포함하는 흡탈착 모듈; 및
상기 증발 모듈에서 피처리수가 증발된 후 잔존된 피처리수를 공급받고, 상기 흡탈착모듈의 상기 흡탈착기와 연결되어 상기 흡탈착기의 흡착 동작에 의한 증기 흡착력으로 상기 잔존된 피처리수를 재증발시켜 농축수를 생산하는 농축 모듈을 포함하되,
상기 제1 증기 생성기는,
외부로부터 유입된 열원이 이동되는 경로를 제공하는 제1 열원 유로;
피처리수가 유입되는 경로를 제공하고, 피처리수를 상기 제1 열원 유로로 분사하여 피처리수가 상기 제1 열원 유로 내의 상기 열원과 열교환하여 증발된 상기 제1 증기가 생성되는 제1 분사 유로;
상기 제1 증기를 수집하고 수집된 상기 제1 증기가 이동되는 경로를 제공하여,수집된 상기 제1 증기를 상기 제2 증기 생성기로 제공하는 제1 증기 수집 유로; 및
상기 제1 분사 유로로 분사된 피처리수가 증발되고 잔존된 피처리수를 수집하고, 잔존된 피처리수를 제2 증기 생성기로 제공하는 제1 수집 유로를 포함하고,
상기 제2 증기 생성기는,
상기 제1 증기 생성기의 상기 제1 증기 수집 유로로부터 제공된 상기 제1 증기가 유입되어 상기 제1 증기가 이동되는 경로를 제공하는 제2 열원 유로;
피처리수가 유입되는 경로를 제공하고, 피처리수를 상기 제2 열원 유로로 분사하여 피처리수가 상기 제2 열원 유로 내의 상기 제1 증기와 열교환하여 증발된 상기 제2 증기를 생성하는 제2 분사 유로;
상기 제2 증기를 수집하고 상기 제2 증기가 이동되는 경로를 제공하는 제2 증기 수집 유로; 및
상기 제2 분사 유로로 분사된 피처리수가 증발된고 잔존된 피처리수를 수집하고, 잔존된 피처리수를 제3 증기 생성기로 제공하는 제2 수집 유로를 포함하고,
상기 제3 증기 생성기는,
상기 제2 증기 생성기의 상기 제2 증기 수집 유로로부터 제공된 상기 제2 증기가 유입되어 상기 제2 증기가 이동되는 경로를 제공하는 제3 열원 유로;
피처리수가 유입되는 경로를 제공하고, 피처리수를 상기 제3 열원 유로로 분사하여 피처리수가 상기 제3 열원 유로 내의 상기 제2 증기와 열교환하여 증발된 상기 제3 증기를 생성하는 제3 분사 유로;
상기 제3 증기를 수집하고 상기 제3 증기가 이동되는 경로를 제공하는 제3 증기 수집 유로; 및
상기 제3 분사 유로로 분사된 피처리수가 증발된고 잔존된 피처리수를 수집하고, 잔존된 피처리수를 순환펌프로 제공하는 제3 수집 유로를 포함하는 하이브리드 수처리 장치.
A first steam generator for evaporating the target water to generate a first steam from the target water, receiving the first steam from the first steam generator and evaporating the target water by using the first steam as a heat source a second steam generator generating 2 steam, and a third steam generator receiving the second steam from the second steam generator and evaporating the water to be treated by using the second steam as a heat source to generate a third steam configured evaporation module;
By receiving the second vapor from the second vapor generator, adsorbing or desorbing the second vapor and using alumina as an adsorber, and condensing the second vapor desorbed in the adsorption/desorption unit to treat water Adsorption and desorption module comprising a condenser to generate; and
After the target water is evaporated in the evaporation module, the remaining target water is supplied, connected to the adsorption/desorption unit of the adsorption/desorption module, and the remaining target water is recovered by vapor adsorption power by the adsorption operation of the adsorption/desorption unit. Containing a concentration module that evaporates to produce concentrated water,
The first steam generator,
a first heat source flow path providing a path through which a heat source introduced from the outside moves;
a first injection passage providing a path through which the water to be treated is introduced, and injecting the water to be treated to the first heat source flow path to generate the evaporated first vapor by heat-exchanging the water to be treated with the heat source in the first heat source flow path;
a first vapor collection passage that collects the first vapor and provides a path through which the collected first vapor moves, and provides the collected first vapor to the second vapor generator; and
and a first collection flow path for collecting the target water that is evaporated and the remaining target water sprayed to the first injection flow path, and providing the remaining target water to a second steam generator,
The second steam generator,
a second heat source flow path through which the first steam provided from the first steam collection flow path of the first steam generator is introduced to provide a path through which the first steam moves;
A second injection providing a path through which the target water flows, and injecting the target water into the second heat source flow path to generate the second steam evaporated by heat exchange with the first steam in the second heat source flow path. Euro;
a second vapor collection passage that collects the second vapor and provides a path through which the second vapor moves; and
and a second collection flow path for collecting the remaining target water after evaporation of the target water sprayed to the second injection flow path and providing the remaining target water to a third steam generator,
The third steam generator,
a third heat source flow path through which the second steam provided from the second steam collection flow path of the second steam generator is introduced to provide a path through which the second steam moves;
A third injection providing a path through which the target water flows, and injecting the target water into the third heat source flow path to generate the third steam evaporated by heat exchange with the second steam in the third heat source flow path. Euro;
a third vapor collection passage that collects the third vapor and provides a path through which the third vapor moves; and
and a third collection flow path for collecting the remaining target water after evaporation of the target water sprayed to the third injection flow path and providing the remaining target water to a circulation pump.
상기 제1 열원 유로에 제공되는 상기 열원은 담수 또는 증기인 것을 포함하는 하이브리드 수처리 장치.
According to claim 1,
The hybrid water treatment device comprising that the heat source provided to the first heat source flow path is fresh water or steam.
상기 제1 내지 제3 증기 생성기는, 각각, 제1 내지 제3 담수 저장탱크를 포함하고,
상기 제1 내지 제3 담수 저장 탱크는, 각각, 상기 제1 내지 제3 열원 유로와 연결되는 것을 포함하는 하이브리드 수처리 장치.
According to claim 1,
The first to third steam generators, respectively, include first to third fresh water storage tanks,
The first to third freshwater storage tanks, respectively, are hybrid water treatment apparatus comprising a connection to the first to third heat source flow path.
상기 제1 담수 저장 탱크는, 상기 열원이 피처리수와 열교환을 통해 응축된 담수를 저장하는 것을 포함하는 하이브리드 수처리 장치.
4. The method of claim 3,
The first fresh water storage tank is a hybrid water treatment device comprising storing the fresh water condensed by the heat source through heat exchange with the water to be treated.
상기 제2 담수 저장 탱크는, 상기 제1 증기가 피처리수와 열교환을 통해 응축된 담수를 저장하는 것을 포함하는 하이브리드 수처리 장치.
4. The method of claim 3,
The second fresh water storage tank is a hybrid water treatment device comprising storing fresh water in which the first vapor is condensed through heat exchange with the water to be treated.
상기 제3 담수 저장 탱크는, 상기 제2 증기가 피처리수와 열교환을 통해 응축된 담수를 저장하는 것을 포함하는 하이브리드 수처리 장치.
4. The method of claim 3,
The third fresh water storage tank is a hybrid water treatment device comprising storing the fresh water in which the second vapor is condensed through heat exchange with the water to be treated.
상기 제1 열원 유로, 상기 제2 열원 유로, 및 상기 제3 열원 유로는, 각각, 상기 제1 증기 생성기, 상기 제2 증기 생성기, 및 상기 제3 증기 생성기 내에 복수로 제공되는 것을 포함하는 하이브리드 수처리 장치.
According to claim 1,
The first heat source flow path, the second heat source flow path, and the third heat source flow path are each provided in plurality in the first steam generator, the second steam generator, and the third steam generator. Device.
상기 제1 증기를 제공받아, 상기 제1 증기 및 피처리수 사이의 온도차이를 이용하여, 피처리수를 증발시켜 제2 증기를 생성하는 제2 증기 생성 단계;
상기 제2 증기를 제공받아, 상기 제2 증기 및 피처리수 사이의 온도차이를 이용하여, 피처리수를 증발시켜 제3 증기를 생성하는 제3 증기 생성 단계;
상기 제3 증기를 제공받아, 알루미나를 포함하는 흡착제를 통하여 상기 제3 증기를 흡착시키는 증기 흡착 단계;
상기 제3 증기가 흡착된 상기 흡착제로부터, 상기 제3 증기를 탈착시키는 증기 탈착 단계;
탈착된 상기 제3 증기를 제공받아 응축시켜, 처리수를 생성하는 처리수 생성 단계; 및
상기 제1 증기 생성 단계 내지 상기 제3 증기 생성 단계에서 피처리수가 증발된 후 잔존된 피처리수를 공급받고, 상기 증기 흡착 단계에서 상기 흡착제의 증기 흡착력을 이용하여 상기 잔존된 피처리수를 재증발시켜 농축수를 생산하는 단계를 포함하고,
상기 제1 증기 생성 단계 내지 상기 제3 증기 생성 단계는, 각각 제1 증기 생성기 내지 제3 증기 생성기로 구성된 증발 모듈에서 수행되고,
상기 제1 증기 생성기는,
상기 열원이 이동되는 경로를 제공하는 제1 열원 유로;
피처리수가 유입되는 경로를 제공하고, 피처리수를 상기 제1 열원 유로로 분사하여 피처리수가 상기 제1 열원 유로 내의 상기 열원과 열교환하여 증발된 상기 제1 증기가 생성되는 제1 분사 유로;
상기 제1 증기를 수집하고 수집된 상기 제1 증기가 이동되는 경로를 제공하여,수집된 상기 제1 증기를 상기 제2 증기 생성기로 제공하는 제1 증기 수집 유로; 및
상기 제1 분사 유로로 분사된 피처리수가 증발되고 잔존된 피처리수를 수집하고, 잔존된 피처리수를 제2 증기 생성기로 제공하는 제1 수집 유로를 포함하고,
상기 제2 증기 생성기는,
상기 제1 증기 생성기의 상기 제1 증기 수집 유로로부터 제공된 상기 제1 증기가 유입되어 상기 제1 증기가 이동되는 경로를 제공하는 제2 열원 유로;
피처리수가 유입되는 경로를 제공하고, 피처리수를 상기 제2 열원 유로로 분사하여 피처리수가 상기 제2 열원 유로 내의 상기 제1 증기와 열교환하여 증발된 상기 제2 증기를 생성하는 제2 분사 유로;
상기 제2 증기를 수집하고 상기 제2 증기가 이동되는 경로를 제공하는 제2 증기 수집 유로; 및
상기 제2 분사 유로로 분사된 피처리수가 증발된고 잔존된 피처리수를 수집하고, 잔존된 피처리수를 제3 증기 생성기로 제공하는 제2 수집 유로를 포함하고,
상기 제3 증기 생성기는,
상기 제2 증기 생성기의 상기 제2 증기 수집 유로로부터 제공된 상기 제2 증기가 유입되어 상기 제2 증기가 이동되는 경로를 제공하는 제3 열원 유로;
피처리수가 유입되는 경로를 제공하고, 피처리수를 상기 제3 열원 유로로 분사하여 피처리수가 상기 제3 열원 유로 내의 상기 제2 증기와 열교환하여 증발된 상기 제3 증기를 생성하는 제3 분사 유로;
상기 제3 증기를 수집하고 상기 제3 증기가 이동되는 경로를 제공하는 제3 증기 수집 유로; 및
상기 제3 분사 유로로 분사된 피처리수가 증발된고 잔존된 피처리수를 수집하고, 잔존된 피처리수를 순환펌프로 제공하는 제3 수집 유로를 포함하는 하이브리드 수처리 방법.
a first steam generating step of evaporating the target water to generate a first steam by using a temperature difference between the target water and the heat source;
a second steam generating step of receiving the first steam and evaporating the target water by using a temperature difference between the first steam and the target water to generate a second steam;
a third steam generating step of receiving the second steam and evaporating the target water by using a temperature difference between the second steam and the target water to generate a third steam;
a vapor adsorption step of receiving the third vapor and adsorbing the third vapor through an adsorbent containing alumina;
a vapor desorption step of desorbing the third vapor from the adsorbent on which the third vapor has been adsorbed;
a treated water generating step of receiving and condensing the desorbed third vapor to generate treated water; and
In the first steam generating step to the third steam generating step, after the target water is evaporated, the remaining target water is supplied, and in the vapor adsorption step, the remaining target water is recycled by using the vapor adsorption power of the adsorbent. evaporating to produce concentrated water,
The first steam generating step to the third steam generating step are performed in an evaporation module composed of a first steam generator to a third steam generator, respectively,
The first steam generator,
a first heat source flow path providing a path through which the heat source moves;
a first injection passage providing a path through which the water to be treated is introduced, and injecting the water to be treated to the first heat source flow path to generate the evaporated first vapor by heat-exchanging the water to be treated with the heat source in the first heat source flow path;
a first vapor collection passage that collects the first vapor and provides a path through which the collected first vapor moves, and provides the collected first vapor to the second vapor generator; and
and a first collection flow path for collecting the target water that is evaporated and the remaining target water sprayed to the first injection flow path, and providing the remaining target water to a second steam generator,
The second steam generator,
a second heat source flow path through which the first steam provided from the first steam collection flow path of the first steam generator is introduced to provide a path through which the first steam moves;
A second injection providing a path through which the target water flows, and injecting the target water into the second heat source flow path to generate the second steam evaporated by heat exchange with the first steam in the second heat source flow path. Euro;
a second vapor collection passage that collects the second vapor and provides a path through which the second vapor moves; and
and a second collection flow path that collects the remaining target water after evaporation of the target water sprayed to the second injection flow path and provides the remaining target water to a third steam generator,
The third steam generator,
a third heat source flow path through which the second steam provided from the second steam collection flow path of the second steam generator is introduced to provide a path through which the second steam moves;
A third injection providing a path through which the target water flows, and injecting the target water into the third heat source flow path to generate the evaporated third steam by heat-exchanging the target water with the second steam in the third heat source flow path Euro;
a third vapor collection passage that collects the third vapor and provides a path through which the third vapor moves; and
and a third collection flow path for collecting the remaining target water after evaporation of the target water sprayed to the third injection flow path, and providing the remaining target water to a circulation pump.
상기 제1 내지 제3 증기 생성기는, 각각, 제1 내지 제3 담수 저장탱크를 포함하고,
상기 제1 내지 제3 담수 저장 탱크는, 각각, 상기 제1 내지 제3 열원 유로와 연결되는 것을 포함하는 하이브리드 수처리 방법.
9. The method of claim 8,
The first to third steam generators, respectively, include first to third fresh water storage tanks,
The first to third freshwater storage tanks are, respectively, a hybrid water treatment method comprising being connected to the first to third heat source flow path.
상기 제1 열원 유로, 상기 제2 열원 유로, 및 상기 제3 열원 유로는, 각각, 상기 제1 증기 생성기, 상기 제2 증기 생성기, 및 상기 제3 증기 생성기 내에 복수로 제공되는 것을 포함하는 하이브리드 수처리 방법.
9. The method of claim 8,
The first heat source flow path, the second heat source flow path, and the third heat source flow path are each provided in plurality in the first steam generator, the second steam generator, and the third steam generator. method.
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E701 | Decision to grant or registration of patent right |